يحدث التفاعل الكيميائي عندما يتحول جزيء أو مجموعة من الجزيئات إلى نوع آخر من الجزيئات أو مجموعة من الجزيئات. من أجل وصف هذه العملية ، يستخدم العلماء المعادلات الكيميائية.
أ معادلة كيميائية هو تمثيل رمزي للتفاعل الكيميائي. يتم كتابته باستخدام أسماء العناصر كما تم أخذها من الجدول الدوري ويشير إلى المواد المتفاعلة والمنتجات.
ما هو مثال على معادلة كيميائية؟
توضح المعادلة التالية المعادلة الكيميائية لتفاعل الاحتراق:
على يسار السهم توجد المواد المتفاعلة لهذا التفاعل ، بينما توجد النواتج على اليمين. يشير السهم إلى الاتجاه الذي يسير فيه التفاعل.
يمكنك أن ترى أن التفاعل يأخذ الميثان والأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء. يمكنك أيضًا أن ترى أن هناك معاملًا بجانب كل من الأكسجين والماء. لماذا هذا؟
قانون حفظ الكتلة والمعادلات الكيميائية
ال قانون المحادثة من القداس تنص على أن الذرات لا يتم إنشاؤها أو تدميرها أثناء تفاعل كيميائي. نتيجة لذلك ، يجب أن يكون العدد الإجمالي للذرات لكل نوع هو نفسه دائمًا على جانبي المعادلة الكيميائية.
نظرًا لأن المواد المتفاعلة والنواتج لا تتغير ، فغالبًا ما تكون الطريقة الوحيدة للتأكد من نفس العدد الذرات الموجودة على جانبي السهم تتضمن إضافة معاملات إلى المركبات الفردية متضمن.
ألقِ نظرة على تفاعل الاحتراق الموضح أعلاه مرة أخرى. هذه المرة ، ليس لها أي معاملات:
على جانب المواد المتفاعلة توجد ذرة كربون وأربع ذرات هيدروجين وذرتان من الأكسجين.
على جانب المنتجات توجد ذرة واحدة من الكربون وذرتان من الهيدروجين وثلاث ذرات من الأكسجين.
لقد تم كسر قانون حفظ القداس! لا يوجد عدد متساوٍ من ذرات الهيدروجين أو الأكسجين على كلا الجانبين. يحتوي الجانب المتفاعل على أربع ذرات من الهيدروجين بينما يحتوي جانب المنتج على اثنتين فقط.
هذا يعني أن هناك حاجة إلى معاملات لضمان وجود أعداد متساوية من الذرات على كلا الجانبين. في هذه الحالة ، بإضافة اثنين كمعامل للماء ، فإنك تنتهي بأربع ذرات من الهيدروجين على كلا الجانبين ، وهذا بالضبط ما نحتاجه. لذلك ، يتم حفظ الهيدروجين.
أخيرًا ، يجب موازنة عدد ذرات الأكسجين. بعد إضافة معامل اثنين إلى الماء ، توجد أربع ذرات من الأكسجين على جانب المنتج واثنتان فقط على جانب المادة المتفاعلة. بإضافة معامل اثنين إلى O2 المتفاعلة ، يمكن إصلاح هذا الخلل. مع هذا ، هناك الآن أربع ذرات من الأكسجين على كلا الجانبين.
ها هي النسخة المتوازنة من المعادلة:
خطوات موازنة المعادلات الكيميائية
على الرغم من أن موازنة المعادلات تتطلب دائمًا بعض التخمين وبعض التجارب والخطأ ، إلا أن هناك بعض القواعد الأساسية التي يمكنك اتباعها.
- احسب عدد الذرات لكل عنصر على كل جانب.
- اختر عنصرًا واحدًا لتبدأ به. من الأفضل عادةً أن تبدأ باختيار العنصر الأكثر توفرًا. وازن هذا العنصر بإضافة معاملات.
- أعد حساب العدد الإجمالي للذرات لكل عنصر بعد إضافة المعاملات.
- وازن العنصر التالي بإضافة معاملات.
- استمر في هذه العملية حتى تتوازن جميع العناصر.
- تعامل مع الأيونات متعددة الذرات كوحدة واحدة.
- إذا تم شحن بعض المركبات ، فتأكد من أن الشحنات متوازنة أيضًا.
- دائما أنهي عن طريق التحقق من عملك.
على سبيل المثال ، قم بموازنة معادلة تفاعل التمثيل الضوئي الكلي:
1. احسب عدد ذرة كل عنصر على كل جانب.
| جزء | الجانب المتفاعل | جانب المنتج |
|---|---|---|
ج |
1 |
6 |
ح |
2 |
12 |
ا |
3 |
8 |
2. اختر عنصرًا لتبدأ به. من الجيد عادةً البدء بالعنصر الذي يحتوي على أكبر عدد من الذرات. في هذه الحالة ، هذه هي ذرات الهيدروجين الـ 12 في جانب المنتج. يجب تغيير الجانب المتفاعل بحيث يوجد 12 ذرة هيدروجين على هذا الجانب أيضًا. للقيام بذلك ، يمكنك إضافة معامل 6 أمام الماء لأن الماء يحتوي على هيدروجين.
3. الآن ، أعد حساب العدد الإجمالي للذرات.
| جزء | الجانب المتفاعل | جانب المنتج |
|---|---|---|
ج |
1 |
6 |
ح |
12 |
12 |
ا |
8 |
8 |
4. بعد ذلك ، يمكنك الانتقال إلى الكربون لأنه من الواضح أن ذلك لا يزال غير متوازن. للقيام بذلك ، ستؤدي إضافة معامل 6 أمام ثاني أكسيد الكربون إلى إنتاج 6 ذرات كربون على الجانب المتفاعل.
5. الآن ، أعد حساب عدد الذرات على كل جانب.
| جزء | الجانب المتفاعل | جانب المنتج |
|---|---|---|
ج |
6 |
6 |
ح |
12 |
12 |
ا |
18 |
8 |
6. الآن ، العنصر الوحيد المتبقي للتوازن هو الأكسجين. يوجد 6 ذرات أكسجين في المنتج الأول. ثم سيترك ذلك 12 ذرة. إذا تمت إضافة معامل 6 أمام O2، سيكون هذا 12 ذرة أكسجين.
7. للتأكد من صحة ذلك ، أعد حساب عدد ذرات كل عنصر على كلا الجانبين.
| جزء | الجانب المتفاعل | جانب المنتج |
|---|---|---|
ج |
6 |
6 |
ح |
12 |
12 |
ا |
18 |
18 |
الآن ، لديك معادلة متوازنة للتفاعل الكلي لعملية التمثيل الضوئي.