الفصل الثاني: التفاعل الكيميائي
يتفاعل غاز الكلور مع غاز الهيدروجين لإنتاج مادة جديدة هي كلوريد الهيدروجين.
أكثر تفاعلات الاتحاد شيوعاً، هي تفاعلات اتحاد العناصر بالأكسجين، وذلك لسببين:
• توافر غاز الأكسجين بنسبة كبيرة في الهواء الجوي.
• سهولة تفاعل الأكسجين مع العناصر الأخرى.
اتحاد الفلزات بالأكسجين
تتحد الفلزات بالأكسجين، فينتج من اتحادهما أكسيداً للفلز.
مثال:عند إشعال شريط من المغنيسيوم (فلز)، فإنه يتفاعل مع أكسجين الجو مكوناً أكسيد المغنيسيوم، وهذا الأكسيد:
• يمتاز بالهشاشة.
• لونه أبيض.
• محلوله المائي ذو تأثير قاعدي، لأنه يتفاعل مع الماء مكوناً قاعدةً هي هيدروكسيد المغنيسيوم، وهذا المحلول يغيّر لون ورقة عبّاد الشمس إلى اللونِ الأزرق.
ويمثل التفاعل بالرموز على الشكل التالي:
Mg + O2 → 2MgO2
اتحاد اللافلزات بالأكسجين
تتحد اللافلزات بالأكسجين، فينتج من اتحادهما أكسيداً للافلز.
مثال:
عند تسخين مسحوق الكبريت (لافلز) فوق موقد بنسن، فإنه يتفاعل مع أكسجين الجو مكوناً أكسيداً للكبريت، وهذا الأكسيد:
• في الحالة الغازية.
• تأثيره حمضي، فإذا بللت ورقة عبّاد شمس وقربتها من الغاز المتصاعد فإنه يُغيّر لون الورقة إلى اللونِ الأحمر، لأنه يذوب في الماءِ مكوناً محلولاً حمضياً.
مقارنة بين أكسيد الفلز وأكسيد اللافلز:
وجه المقارنة
|
أكسيد الفلز
|
أكسيد اللافلز
|
الحالة
|
صلب
|
غاز
|
التأثير في الكاشف
|
أزرق
|
أحمر
|
طبيعة المحلول الناتج من إذابته في الماء
|
قاعدي
|
حمضي
|
تفاعل الاحتراق
يرافق اتحاد العناصر بالأكسجين انطلاق طاقة يتفاوت مقدارها من تفاعل لآخر، ويُطلق على هذا النوع من التفاعلات اسم تفاعل الاحتراق.
تفاعل الاحتراق: تفاعل يحدث نتيجة اتحاد عنصر بالأكسجين، ويُنتج كميّة كبيرة من الطاقة.
مثال:عند احتراق الكربون (الفحم) ينتج أكاسيد الكربون وكمية من الطاقة الحرارية.
مشكلات اتحاد العناصر بالأكسجين
تتآكل الكثير من الفلزات عند تعرضها لأكسجين الجو، ومن أمثلتها الحديد، فالحديد يتفاعل مع أكسجين الجو الرطب مكوناً أكسيد الحديد والمعروف بالصدأ، وهذا الأكسيد يتلف الحديد ويسبّب خسائر مادية كبيرة.
معلومة: يمكن حماية الحديد من الصدأ بعزل الحديد عن الهواء الجوي بالطلاء.
المعادلة الكيميائية Chemical Equation
يُعبّر عن التفاعلات الكيميائية عن طريق المعادلة الكيميائية.
المعادلة الكيميائية: طريقة للتعبير عن التفاعل الكيميائي توضّح المواد المتفاعلة، والناتجة، وظروف التفاعل.
كتابة المعادلة الكيميائية
• نعبر عن التفاعل الكيميائي بصورة لفظية.
• نحوّل المعادلة اللفظية إلى معادلة رمزية.
• نوازن المعادلة بحيث تكون أعداد ذرات كل عنصر متساوٍ في طرفي المعادلة.
مثال: يتفاعل الصوديوم مع الماء منتجاً هيدروكسيد الصوديوم، وغاز الهيدروجين.
عبرّ عن التفاعل الكيميائي بمعادلة لفظية وأخرى رمزية.
الحل:
المعادلة اللفظية:
صوديوم + ماء ← هيدروكسيد الصوديوم + هيدروجين
لكتابة المعادلة الرمزية يجب معرفة صيغ العناصر والمركبات الداخلة في التفاعل.
• صيغة الصوديوم: Na ، ويكتب على شكل ذرات، لأنه فلز.
• صيغة الماء: H2O
• صيغة هيدروكسيد الصوديوم: NaOH
• صيغة الهيدروجين: H2 ، ويكتب على شكل جزيء، لأنه لا فلز.
تكتب المعادلة الرمزية بالطريقة التالية:
Na + H2O → NaOH + H2
لاحظ أن عدد ذرات الهيدروجين في طرفي المعادلة مختلف، لذا نوازن المعادلة على النحو التالي (ستتعرف على الموازنة في مراحل دراسية قادمة):
Na + 2H2O → 2NaOH +2 H2
سؤال (1): عبّر عن تفاعل اتحاد الأكسجين مع كلٍ من المغنيسيوم والكبريت بمعادلة كيميائية.
الحل:
مغنيسيوم + أكسجين ← أكسيد المغنيسيوم
Mg + O2 → MgO
كبريت + أكسجين ← أكسيد الكبريت
S + O2 → SO2
سؤال (2): اكتب معادلة عامة لاتحاد العناصر بالأكسجين.
عنصر + أكسجين ← أكسيد العنصر
أسئلة الفصل الثاني
السؤال الأول:
يُمثل الشكل التالي أحد التفاعلات الكيميائية. تأمل الشكل، ثم أجب عن الأسئلة التي تليه.
أ- ما نوع هذا التفاعل؟
ب- عبّر عن التفاعل بمعادلة لفظية.
ج- عبّر عن المواد الواردة في الشكل بالرموز والصيغ الكيميائية.
السؤال الثاني:
تمثل المعادلة الآتية أحد التفاعلات الكيميائية، تأمل المعادلة، ثم أجب عن الأسئلة التي تليها.
نيتروجين + أكسجين ← أكسيد النيتروجين
أ- اذكر أسماء المواد المتفاعلة.
ب- اذكر أسماء المواد الناتجة.
ج- ما تأثير المادة الناتجة في ورقة عباد الشمس؟
السؤال الثالث:
وُضعت ثلاث شمعات متماثلة في ثلاثة أوعية زجاجية، وأشعلت في الوقت نفسه. أغلق الوعاءان (س،ص) وترك الوعاء (ع) مفتوحاً. أي الشمعات الثلاثة ستنطفيء أولاً؟ ولماذا؟
إجابات أسئلة الفصل
السؤال الأول:
أ- تفاعل اتحاد.
ب- هيدروجين + نتروجين ← أمونيا
ج- H2 + N2 → 2NH33
السؤال الثاني:
أ- المواد المتفاعلة: نتروجين + أكسجين
ب- أكسيد النتروجين.
ج- تغير لون ورقة عبّاد الشمس إلى اللون الأحمر، لأن الناتج أكسيد لافلز حمضي التأثير.
السؤال الثالث:
ستنطفئ الشمعة في الوعاء (س) أولاً لأنه مغلق وكمية الهواء (الأكسجين) فيه قليلة، لذا ستُستهلك سريعاً في عملية الاحتراق، يليها الشمعة في الوعاء (ص)، أما الشمعة في الوعاء (ع) فستبقى مشتعلة حتى احتراقها بالكامل، لأن الوعاء مفتوح وكمية الأكسجين الواصلة للشمعة كافية لإتمام احتراق الشمعة.
أسئلة إضافية
السؤال الأول: أكمل الفراغات في الجمل التالية بما يناسبها من كلمات :
1) الطريقة التي تستخدم للتعبير عن التفاعل الكيميائي تسمى ..........
2) التغير الذي يطرأ على المادة ولا ينتج عنه مادة جديدة يعرف بالتغير ..........
3) يطلق على التفاعل الذي ينتج كمية كبيرة من الطاقة نتيجة اتحاد عنصر بالأكسجين اسم تفاعل ..........
4) الأكسيد الناتج عن حرق المغنيسيوم يغير محلوله لون ورقة عبّاد الشمس إلى اللون ..........
السؤال الثاني: عبّر عن التفاعلات الكيميائية التالية بمعادلات لفظية:
1) يتفاعل الصوديوم مع الكلور لإنتاج كلوريد الصوديوم.
2) يتفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لإنتاج الماء.
3) ينتج عن حرق الكربون تكوّن غاز ثاني أكسيد الكربون.
السؤال الثالث: انظر إلى معادلة التفاعل التالي، ثم أجب عن الأسئلة التي تليها:
2Ca + O2 → 2CaO
1) ما نوع التفاعل؟
2) حدّد كلاً من المتفاعلات والنواتج في المعادلة.
3) عبّر عن المعادلة الرمزية بمعادلة لفظية.
4) ما طبيعة تأثير الأكسيد الناتج (حمضي، أم قاعدي)؟
السؤال الرابع: ما المؤشرات على حدوث كل من التفاعلات التالية :
1) تفاعل محلول كلوريد الصوديوم مع محلول نترات الفضة، فترسبت مادة بيضاء اللون عبارة عن كلوريد الفضة.
2) وضعت قطعة صغيرة من البوتاسيوم في دورق يحتوي على ماء، فاشتعلت القطعة.
3) تفاعل غاز الهيدروجين مع غاز النيتروجين، فتكونت مادة لها رائحة واخزة.
4) وضعت قطعة من الصوديوم في كأس ماء، فاختفت القطعة.
السؤال الخامس: صنّف العمليات التالية إلى تغيرات فيزيائية أو تغيرات كيميائية:
1) حَرق ورقة.
2) صهر شمعة.
3) تقطيع صفيحة نُحاس إلى شرائح.
4) قطع سلك من الحديد.
5) فصل مكوّنات الهواء الجوي إلى غازي الأكسجين والنتروجين.
6) تحليل الماء إلى غازي الأكسجين والهيدروجين.
مسرد المصطلحات Glossary
التغير الفيزيائي: تغيّر لا ينتج عنه مواد جديدة.
التفاعل الكيميائي: تغيّر يطرأ على المواد، ينتج عنه مواد جديدة تختلف في صفاتها عن المواد الأصلية.
تفاعلات الاتحاد: اتحاد مادتين معاً لتكوين مادة جديدة.
تفاعل الاحتراق: تفاعل يحدث نتيجة اتحاد عنصر بالأكسجين، وينتج كمية كبيرة من الطاقة.
المعادلة الكيميائية: طريقة للتعبير عن التفاعل الكيميائي توضّح المواد المتفاعلة، والناتجة، وظروف التفاعل.
