التفاعل الكيميائي

التفاعل الكيميائي: مفهومه و قوانينه

I- مفهوم التفاعل الكيميائي.

1-      تفاعل الحديد و الكبريت.

تجربة

      نسخن جزءا من خليط مكون من مسحوق الحديد (g7) ومسحوق الكبريت ( g4) الى أن يتوهج.

                                    

ملاحظة:

نلاحظ استمرار التوهج و انتشاره في الخليط.

اختفاء الخليط وظهور جسم صلب أسود لا يجذبه المغناطيس يسمى   كبريتور الحديد و هو جسم خالص مركب صيغة جزيئته  FeS .

استنتاج

       ان اختفاء الحديد و الكبريت وظهور جسم جديد(كبريتور الحديد) دليل على أن الحديد قد تفاعل كيميائيا مع الكبريت ،و نعبر عن هذا التفاعل كتابة بما يلي:

كبريت   +      حديد                                             كبريتور الحديد

2-      تفاعل المغنيزيوم و ثنائي أوكسيد الكربون:

تجربة

   نأخذ قطعة من شريط  المغنيزيوم و نعرض طرفه السفلي للهب موقد بنسن حتى يتوهج،ثم ندخله في قارورة تحتوي على ثنائي أوكسيد الكربون .

                       

         شريط  المغنيزيوم               تفاعل المغنيزيوم و ثنائي أوكسيد الكربون:

ملاحظة:

     أثناء التفاعل نلاحظ توهج شريط  المغنيزيوم بلهب شديد الاضاءة ، يصاحبه دخان أسود مكون مسحوق أبيض،و هو أوكسيد المغنيزيوم،بالاضافة الى مسحوق أسود و هو الكربون.

استنتاج:

تفاعل المغنيزيوم و ثنائي أوكسيد الكربون تفاعل كيميائي يختفي خلاله كل من الجسمين ،و تظهر أجسام جديدة، و هو أوكسيد المغنيزيوم  و الكربون، و نعبر عن هذا التفاعل كتابة بما يلي:

مغنيزيوم   +    ثنائي أوكسيد الكربون                           أوكسيد المغنيزيوم   +     كربون

خلاصة:

     التفاعل كيميائي هو تحول كيميائي تختفي خلاله أجسام تسمى المتفاعلات ، و تظهر أجسام جديدة تسمى النواتج.

ملحوظات :

•        تعتبر جميع الاحتراقات تفاعلات كيميائية .

•        ليس كل تفاعل كيميائي احتراقا،لأن الاحتراق يستلزم وجود ثنائي الأوكسيجين في المتفاعلات.

•        يجب التمييز بين التحول الكيميائي و التحول الفيزيائي،فالتحول الكيميائي هو تحول تختفي خلاله أجسام و تظهر أجسام جديدة،بينما أثناء التحول الفيزيائي لا تظهر أجسام جديدة،و انما تتغير الحالة الفيزيائية للجسم فقط .

 II - قوانين التفاعل الكيميائي.

1-      قانون انحفاظ الكتلة.

       نضع في كاس مدرج قليل من محلول كلورور الهيدروجين المخفف و في حوجلة مغلقة قطع من الكلس، نضع الانائين في كفة الميزان و نقيس كتلتيهما=( كتلة المتفاعلات+كتلة الاواني فارغة)،ثم نضيف محلول HCl الى الحوجلة و نغلقها بإحكام.

                

قياس الكتلة قبل حدوث التفاعل                    حدوث التفاعل                 قياس الكتلة بعد حدوث التفاعل

                                              

ملاحظات:

•        جيشان قطعة الكلس نتيجة تكون غاز،مما يدل على أن تأثير  محلول كلورور الهيدروجين على الكلس تفاعل كيميائي.

•               بعد حدوث التفاعل الكيميائي،نلاحظ عدم تغير القيمة المشار اليها من طرف الميزان.

استنتاج:

      أثناء التفاعل الكيميائي ، تنحفظ  الكتلة ،أي أن مجموع كتل المتفاعلات يساوي مجموع كتل النواتج.

ملحوظة :

   عند فتح القارورة ووضع سدادتها على كفة الميزان ، نلاحظ تناقص الكتلة، و هذا دليل على انفلات الغاز الناتج عن هذا التفاعل.

3-      قانون انحفاظ الذرات نوعا و عددا.

احتراق الكربون في ثنائي الاوكسجين تفاعل كيميائي ينتج عنه غاز ثنائي أوكسيد الكربون،و هو جسم خالص مركب جزيئته CO 2  ، و نعبر عن هذا التفاعل كتابة بما يلي:

كربون    +     ثنائي الاوكسجين                                         ثنائي أوكسيد الكربون    

           

                     +   

      يتضح اذن أن الذرات المكونة للجسمين المتفاعلين هي نفس الذرات المكونة للجسم الناتج سواء من حيث  النوع أو من حيث  العدد،و بهذا نقول ان الذرات قد انحفظت خلال هذا التفاعل.

4-      قوانين التفاعل الكيميائي.

•        تختلف الاجسام المتفاعلة عن الاجسام الناتجة بعد التفاعل الكيميائي.

•        تتكون المتفاعلات و النواتج من نفس الذرات نوعا وعددا،الا انها مرتبطة بكيفية مختلفة.

•        أثناء التفاعل الكيميائي تنحفظ الكتلة حيث أن مجموع كتل الأجسام المتفاعلة يساوي مجموع كتل الأجسام الناتجة.

 III - المعادلات الكيميائية:

   نعبر عن التفاعل الكيميائي بمعادلة كيميائية تتضمن صيغ الأجسام المتفاعلة التي تكتب يسارا ،و صيغ النواتج التي تكتب يمينا ، حيث نفصل بين طرفي المعادلة  بسهم يمثل منحى التفاعل الكيميائي.

أمثلة :

         تفاعل الكربون و ثنائي الاوكسجين:

  كربون    +     ثنائي الاوكسجين                                    ثنائي أوكسيد الكربون

باستعمال الصيغ  الكيميائية لهذه الاجسام ،نحصل على المعادلة الكيميائية التالية :

C        +         O2                                                        CO2                                                                                                                                          

نلاحظ أن هذه المعادلة تخضع لجميع  قوانين التفاعل الكيميائي،نقول اذن ان المعادلة الكيميائية متوازنة.

         تفاعل ثنائي الهيدروجين مع ثنائي الاوكسجين:

ثنائي الهيدروجين    +    ثنائي الاوكسجين                                     الماء

H2            +        O2                                                                    H2O

نلاحظ أن المعادلة لا تخضع لجميع  قوانين التفاعل الكيميائي،حيث أن عدد ذرات الاوكسيجين في الجسمين المتفاعلين يختلف عن عدد ذرات الاوكسيجين في النواتج ، و لهذا نقول ان المعادلة الكيميائية غير متوازنة.

و لكي تعبر هذه المعادلة عن التفاعل الكيميائي ، يجب موازنتها باضافة أعداد توضع قبل صيغ المتفاعلات و النواتج ،و تسمى المعاملات التناسبية.

2 H2               +         O2                                                        2 H2O   

و هكذا أصبحت المعادلة متوازنة،حيث تخضع لجميع  قوانين التفاعل الكيميائي.

         تفاعل البروبان و ثنائي الاوكسجين:

C3H8    +   5 O2                                                                     3 CO2     +     4 H2O

         تفاعل كبريتور الهيدروجين مع ثنائي الاوكسجين:

2 H2S    +    O2                                                           2 S    +    2 H2O

         الاحتراق الكامل للبنتان:

C5H12        +    8 O2                                                                              5 CO2        +     6 H2O

ملحوظة :

ان المعاملات التناسبية  التي ترد في المعادلات الكيميائية لا تشير الى عدد الجزيئات أو عدد الذرات المتفاعلة أو الناتجة ،و انما تشير الى نسبة مشاركة كل جسم في التفاعل الكيميائي.

         تفاعل  الميثان و ثنائي أوكسيد الكربون:

                                                               معاملات  تناسبية التفاعل الكيميائي  

C1H4 + 2 O2                                        1 C1O2 + 2 H2O1

                                                                            أرقام تحدد عدد الذرات الداخلة في تركيب الجزيئة