نسخة الفيديو النصية
أي المعادلات الآتية تصف بشكل صحيح التفاعل بين البوتاسيوم والكلور؟ أ: يتفاعل اثنان من K صلب مع غاز Cl2 لإنتاج اثنين من KCl صلب. ب: يتفاعل اثنان من K صلب مع اثنين Cl2 سائل لإنتاج اثنين من KCl صلب. ج: يتفاعل اثنان من K صلب مع اثنين من غاز Cl2 لإنتاج KCl مائي. د: يتفاعل اثنان من K صلب مع غاز Cl2 لإنتاج اثنين من KCl مائي. هـ: يتفاعل K صلب مع غاز Cl2 لإنتاج KCl صلب.
يتفاعل البوتاسيوم والكلور معًا لإنتاج كلوريد البوتاسيوم، KCl. يشار إلى البوتاسيوم بالرمز K. ويكون في حالة صلبة عند درجة حرارة الغرفة، كما هو الحال مع جميع الفلزات، باستثناء الزئبق. يتفاعل مع الكلور الذي يكون عند درجة حرارة الغرفة وضغطها على صورة غاز ثنائي الذرة. ينص الخيار ب على أن الكلور سائل. لكن هذا لا ينطبق في ظل ظروف التفاعل هذه. وعليه، فإن الخيار ب لا يمكن أن يمثل الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال. عند تسخين الفلز الصلب في وجود الغاز، ينتج كلوريد البوتاسيوم في صورة صلبة.
ينص الخياران ج ود على أن كلوريد البوتاسيوم في صورة مائية. وهذا غير محتمل أيضًا إذا أخذنا في الاعتبار أننا نجري تفاعلًا بين مادة صلبة وغاز، ولا يستخدم الماء في التفاعل. ومن ثم، يمكننا استبعاد الخيارين ج ود من الإجابات المحتملة عن هذا السؤال. يستخدم كلا الخيارين أ وهـ الرموز الكيميائية الصحيحة ورموز الحالات الصحيحة، إلا أنهما يحتويان على معاملات تكافئية مختلفة. لذا، علينا التوصل إلى كيفية وزن هذه المعادلة بشكل صحيح.
دعونا نبدأ بحساب عدد المكافئات الموجودة لدينا من كل عنصر في كلا طرفي المعادلة. لدينا مكافئ واحد فقط من البوتاسيوم في طرف المتفاعلات؛ لذا يمكننا تسجيل علامة إحصاء واحدة. ولدينا أيضًا مكافئ واحد فقط من البوتاسيوم في جانب النواتج. إذن، يمكننا تسجيل علامة إحصاء واحدة للبوتاسيوم في عمود النواتج. يوجد الكلور فقط في أحد العناصر المتفاعلة، ولكن له قيمة سفلية تساوي اثنين. ومن ثم، يمكننا تسجيل علامتي إحصاء للكلور في عمود المتفاعلات. إلا أن هناك مكافئًا واحدًا فقط من الكلور في جانب النواتج. وعليه، سنسجل علامة إحصاء واحدة للكلور في عمود النواتج.
لكي تكون المعادلة صحيحة، يجب أن تكون علامات الإحصاء المسجلة لكل عنصر في كل عمود موزونة. هذه العلامات موزونة حاليًّا بالنسبة للبوتاسيوم، لكنها ليست كذلك بالنسبة للكلور. نحتاج إلى إضافة مكافئ آخر للكلور في جانب النواتج. إذا أضفنا مكافئًا آخر من كلوريد البوتاسيوم، فإن عدد مكافئات الكلور في جانب النواتج سيزيد بمقدار واحد. ومن ثم، تصبح ذرات الكلور موزونة الآن. إلا أن عدد مكافئات البوتاسيوم في جانب النواتج يزيد أيضًا بمقدار واحد. وعليه، يصبح البوتاسيوم غير موزون. لجعل البوتاسيوم موزونًا مرة أخرى، نحتاج إلى زيادة عدد المكافئات في طرف المتفاعلات. إذا أضفنا مكافئًا آخر من البوتاسيوم، فسيكون هناك مكافئان من البوتاسيوم في كل طرف من طرفي المعادلة. ومن ثم، تصبح المعادلة موزونة الآن.
يمكننا الآن ملاحظة أن المعامل التكافئي للبوتاسيوم يساوي اثنين، ويساوي واحدًا بالنسبة لغاز الكلور؛ ومن ثم يمكن حذفه، ويساوي اثنين أيضًا بالنسبة لكلوريد البوتاسيوم. وعليه، فإن المعادلة النهائية هي: يتفاعل اثنان من K الصلب مع غاز Cl2 لإنتاج اثنين من KCl الصلب. يمكننا ملاحظة أن هذا يطابق المعادلة الواردة في الخيار أ، وليس المعادلة الواردة في الخيار هـ. ومن ثم، يبدو أن الخيار أ يمثل الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال. ويمكننا التحقق من ذلك باستخدام معادلة عامة.
التفاعلات بين غازات الهالوجين، مثل الكلور، والفلزات القلوية، مثل البوتاسيوم، يمكن تلخيصها بالمعادلة: اثنان من M الصلب زائد غاز X2 يتفاعلان لإنتاج اثنين من MX الصلب. وإذا عوضنا عن M، الذي يمثل الفلز هنا، برمز البوتاسيوم K وعوضنا عن X، الذي يمثل الهالوجين هنا، برمز الكلور Cl، فسنجد أن هذا يطابق أيضًا المعادلة الواردة في الخيار أ. وعليه، فإن إجابة السؤال: «أي المعادلات الآتية تصف بشكل صحيح التفاعل بين البوتاسيوم والكلور؟» هي الخيار أ. يتفاعل اثنان من K الصلب مع غاز Cl2 لإنتاج اثنين من KCl الصلب.
