فيديو السؤال: تحديد أي جزيء ناتج يتشكل عند تفاعل الإيثين مع الماء في وجود عامل حفاز من حمض الكبريتيك الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

املأ الفراغ. إضافة حمض الكبريتيك إلى الإيثين، يليها التخفيف بالماء ثم التقطير، يمكن استخدامها لإنتاج (فراغ). (أ) الإيثيلين جليكول، (ب) الإيثان، (ج) الإيثانال، (د) الإيثانول، (هـ) حمض الإيثانويك.

يخبرنا السؤال بأن حمض الكبريتيك يضاف إلى الإيثين. وتشير البادئة «إيثـ» إلى أن الإيثين يحتوي على ذرتي كربون. أما اللاحقة «ـين»، فتخبرنا بأن الإيثين ألكين يحتوي على رابطة كربون-كربون مزدوجة. يمكننا استخدام هذه المعلومات لرسم بنية الإيثين.

تخضع الألكينات، مثل الإيثين، لتفاعلات الإضافة مع مجموعة متنوعة من المواد؛ نظرًا للنشاط الكبير لرابطة الكربون-كربون المزدوجة. عندما تتفاعل الرابطة المزدوجة للإيثين مع حمض الكبريتيك، تنكسر الرابطة ‪𝜋‬‏ الموجودة في الألكين، وكذلك الرابطة بين ذرة هيدروجين وذرة أكسجين في جزيء حمض الكبريتيك. وتتكون رابطتان جديدتان: إحداهما بين ذرة الكربون التي كانت جزءًا من الألكين وذرة الهيدروجين في حمض الكبريتيك، والأخرى بين بقية جزيء حمض الكبريتيك وذرة الكربون الأخرى التي كانت جزءًا من الألكين. وبما أن الإيثين متماثل، فلا يهم أي ذرة كربون يضاف إليها الهيدروجين. فالناتج لن يتغير في الحالتين.

في هذه المرحلة من التجربة، نكون قد أنتجنا كبريتات الإيثيل الهيدروجينية. يخبرنا السؤال بأن هذا التفاعل يليه التخفيف بالماء. عند خلط الماء بكبريتات الإيثيل الهيدروجينية، يمكن أن تحل مجموعة الهيدروكسيل الموجودة في الماء محل كبريتات الهيدروجين. ينتج عن ذلك ناتج يحتوي على مجموعة هيدروكسيل بالإضافة إلى حمض الكبريتيك. هذا التفاعل تفاعل إماهة، وهو تفاعل كيميائي يضاف فيه الماء إلى مركب. تعرف العملية الموضحة بأكملها بالإماهة غير المباشرة؛ لأن الماء لا يضاف في خطوة واحدة.

إذن يطلب منا السؤال في الأساس تحديد ناتج الإماهة غير المباشرة للإيثين. دعونا نلق نظرة فاحصة على الناتج وخيارات الإجابة. يحتوي الناتج على ذرتي كربون. عند تسمية المركبات العضوية، نستخدم البادئة «إيثـ» للإشارة إلى وجود ذرتي كربون. بالنظر إلى خيارات الإجابة، نجد أن كلًّا منها يحتوي على البادئة «إيثـ». إذن لا يمكننا استبعاد أي من خيارات الإجابة بعد.

ترتبط ذرتا الكربون في الناتج برابطة تساهمية أحادية. عند تسمية المركبات العضوية، يمكننا استخدام المقطع «ـان»؛ للإشارة إلى وجود روابط تساهمية أحادية فقط بين ذرات الكربون. نلاحظ أن الخيارات من (ب) إلى (هـ) يحتوي جميعها على هذا المقطع. قد نفكر في استبعاد الخيار (أ) لعدم وجود المقطع «ـان» في الاسم. لكن الإيثيلين جليكول هو الاسم الشائع للإيثان-2،1-ديول، الذي يحتوي على المقطع «ـان». إذن يظل من غير الممكن استبعاد أي من خيارات الإجابة.

يحتوي الناتج على مجموعة هيدروكسيل. وهذه هي المجموعة الوظيفية الأساسية لفئة من الجزيئات تعرف باسم الكحولات. عند تسمية المركبات العضوية، نستخدم اللاحقة «ـول» للإشارة إلى أن الجزيء من الكحولات. بالنظر إلى خيارات الإجابة، نلاحظ أن الخيارين (أ) و(د) يتضمنان اللاحقة «ـول». أما الخيار (ب)، فلا يتضمن لاحقة إضافية تشير إلى وجود مجموعة وظيفية. الخيار (ج) يتضمن اللاحقة «ـال». وهذه تشير إلى أن المجموعة الوظيفية الأساسية لهذا الجزيء هي الألدهيد، وليس الكحول. أما الخيار (هـ)، فهو حمض ينتهي بالمقطع «ـويك». وهذا يشير إلى أن المجموعة الوظيفية الأساسية لهذا الجزيء هي حمض كربوكسيلي، وليس الكحول. وفقًا لهذه المعلومات، يمكننا استبعاد الخيارات (ب)، و(ج)، و(هـ).

بالنظر إلى الخيار (أ)، نلاحظ وجود المقطع «ديـ» قبل النهاية «ـول». وهذا يشير إلى أن الجزيء يحتوي على مجموعتي هيدروكسيل. لكن الناتج الذي رسمناه لا يحتوي إلا على مجموعة هيدروكسيل واحدة. إذن يمكننا استبعاد الخيار (أ). هذا يعني أن إضافة حمض الكبريتيك إلى الإيثين، يليها التخفيف بالماء ثم التقطير، يمكن استخدامها لإنتاج الإيثانول، أي الخيار (د).