نسخة الفيديو النصية
اختر العبارة التي تصف التفاعل الكيميائي الموضح في المعادلة الرمزية الآتية: CH4 زائد اثنين O2 يتفاعلان لإنتاج CO2 زائد اثنين H2O. (أ) يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء لينتج الميثان والأكسجين. (ب) يتحلل الميثان بفعل الحرارة لينتج الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والماء. (ج) يحترق الميثان في وجود ثاني أكسيد الكربون لينتج الأكسجين والماء. (د) يحترق الميثان في وجود الأكسجين لينتج ثاني أكسيد الكربون والماء. (هـ) يتفاعل الأكسجين مع الماء لينتج الميثان وثاني أكسيد الكربون.
في هذا السؤال، لدينا معادلة رمزية تمثل تفاعلًا كيميائيًّا محددًا. تعرف المعادلة الرمزية أيضًا بالمعادلة الكيميائية، وهي تستخدم الرموز الكيميائية لتمثيل المواد المتضمنة في تفاعل ما. على سبيل المثال، المادة الأولى في المعادلة الكيميائية، CH4، ممثلة برمزين كيميائيين. الرمز الكيميائي C يشير إلى عنصر الكربون، والرمز الكيميائي H يشير إلى الهيدروجين. عند كتابة الرموز الكيميائية دون مسافات بينها، فإنها تمثل الصيغة الكيميائية للمادة. هذه المادة تحديدًا مركب، وذلك لأنها تحتوي على عنصرين أو أكثر بنسبة ثابتة. يحتوي كل جزيء من هذا المركب على ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين. ويسمى هذا المركب بالميثان.
دعونا نبدأ بصياغة عبارة أساسية تعبر عن التفاعل الكيميائي. يمكننا إضافة كلمة «الميثان» أسفل الصيغة CH4. تتكون كل معادلة كيميائية من ثلاثة أجزاء رئيسية، وهي: المتفاعلات وسهم التفاعل والنواتج. تظهر المتفاعلات، وهي المواد البادئة للتفاعل الكيميائي، على يسار سهم التفاعل. في هذا التفاعل الكيميائي، يوجد متفاعلان، المتفاعل الأول هو الميثان. وتفصل بين المواد المختلفة الموجودة في طرفي المعادلة الكيميائية علامة زائد. تمثل هذه العلامة حرف العطف «و». الصيغة الكيميائية للمتفاعل الثاني هي O2. يشير الرمز الكيميائي O إلى عنصر الأكسجين. كل جزيء من هذه المادة يحتوي على ذرتي أكسجين. ولهذا فهو يسمى بالأكسجين الثنائي الذرة. على الرغم من ذلك، فإنه عادة ما يسمى بالأكسجين فقط في العبارات الكيميائية التي تمثل التفاعلات.
لذا، دعونا نضف كلمة «أكسجين» إلى عبارة التفاعل. الرقم اثنان الموجود على يسار الصيغة الكيميائية للأكسجين هو المعامل المستخدم لوزن المعادلة. وهو ليس جزءًا من الاسم، وكذلك ليس جزءًا من الصيغة الكيميائية. يفصل سهم التفاعل بين المتفاعلات والنواتج في المعادلات الكيميائية. وهو عادة ما يمثل عبارة «تتفاعل لإنتاج». أما فيما يخص النواتج، وهي المواد الجديدة التي تنتج أثناء التفاعل الكيميائي، فهي تظهر على الطرف الأيمن من سهم التفاعل.
يوجد ناتجان في هذا التفاعل. هذان الناتجان يحتويان على العناصر الثلاثة نفسها التي تضمنها المتفاعلان. الناتج الأول له الصيغة الكيميائية CO2. وهو مركب كيميائي يسمى بثاني أكسيد الكربون. أما الناتج الثاني، فصيغته الكيميائية H2O. لذا، دعونا نكمل عبارة التفاعل بإضافة حرف «و» وكلمة «الماء». الرقم اثنان الموجود على يسار الصيغة الكيميائية للماء H2O هو معامل يستخدم لوزن المعادلة. وهو ليس جزءًا من الاسم أو الصيغة الكيميائية.
الآن وبعد أن توصلنا إلى العبارة الأساسية للتفاعل، دعونا نتناول خيارات الإجابة. سنكتب معادلة غير موزونة لتمثيل الخيار (أ). يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء، وعليه، سيكون الطرف الأيسر من المعادلة هو CO2 زائد H2O. هذا التفاعل ينتج الميثان والأكسجين، ومن ثم، سيتضمن الطرف الأيمن من المعادلة CH4 زائد O2. بالنظر إلى مواضع المتفاعلين والناتجين، نجد أنها عكس مواضعها في المعادلة المعطاة في السؤال. إذن الخيار (أ) ليس خيار الإجابة الصحيح.
في الخيار (ب)، يتحلل الميثان لينتج الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والماء. هذا يعني أن الميثان أو CH4 هو المتفاعل الوحيد، وO2 وCO2 وH2O نواتج التفاعل. وعليه، فإن الخيار (ب) أيضًا ليس خيار الإجابة الصحيح. كذلك، في أي تفاعل كيميائي، لا يمكن أن تحتوي النواتج إلا على العناصر الموجودة في المتفاعلات. والميثان المتفاعل لا يحتوي إلا على عنصري الكربون والهيدروجين، ومن ثم من غير الممكن أن يكون الأكسجين ضمن النواتج.
أما الخيار (ج)، فينص على أن الميثان يحترق في وجود ثاني أكسيد الكربون. وعليه، فإن الطرف الأيسر من المعادلة سيكون CH4 زائد CO2. وسيكون الناتجان O2 وH2O. في المعادلة المعطاة في السؤال، CO2 أحد ناتجي التفاعل، بينما O2 أحد المتفاعلين. هذا يعني أن خيار الإجابة (ج) أيضًا خيار غير صحيح.
المتفاعلان في الخيار (د) هما الميثان والأكسجين، والناتجان هما ثاني أكسيد الكربون والماء. إذن الخيار (د) خيار الإجابة الصحيحة. على الرغم من أن المعادلة التي كتبناها لا تحتوي على المعاملات اللازمة لوزن المعادلة، فهذا لا يمثل مشكلة لأننا في هذا السؤال نحاول فقط تحديد خيار الإجابة الذي يتضمن نفس المتفاعلين والناتجين كما في المعادلة المعطاة في السؤال.
في الخيار (هـ)، الأكسجين والماء هما المتفاعلان، والميثان وثاني أكسيد الكربون هما ناتجا التفاعل. وفي المعادلة الكيمائية المعطاة في السؤال، H2O أحد الناتجين، وCH4 أحد المتفاعلين. هذا يجعل الخيار (هـ) غير صحيح. كذلك، في التفاعلات الكيميائية، لا يمكن أن تحتوي النواتج على عناصر غير موجودة في المتفاعلات. والمتفاعلان O2 وH2O لا يحتويان على عنصر الكربون، ومن ثم لا يمكن أن ينتج عن تفاعلهما نواتج تحتوي على الكربون.
إذن العبارة التي تصف التفاعل الكيميائي الموضح هي «يحترق الميثان في وجود الأكسجين لينتج ثاني أكسيد الكربون والماء»، أي الخيار (د).
