فيديو السؤال: المعادلة الموزونة لأكسدة الأمونيا الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

ينتج عن تفاعل الأمونيا ‪(NH₃)‬‏ مع الأكسجين أكسيد النيتريك ‪(NO)‬‏ والماء، وهما الناتجان الوحيدان. اكتب معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل باستخدام أصغر أعداد صحيحة ممكنة لمعاملات المتفاعلات والنواتج.

لنبدأ بتحديد المتفاعلات والنواتج. يبدأ السؤال بجملة «تفاعل الأمونيا مع الأكسجين». تشير الكلمة الرئيسية «تفاعل» إلى أن الأمونيا والأكسجين هما المتفاعلان. يجب أن نكتب الصيغة الكيميائية للأمونيا والأكسجين في الطرف الأيسر من سهم التفاعل. لاحظ أننا نكتب الأكسجين على صورة ‪O‬‏ اثنين. ويرجع سبب ذلك إلى أن الأكسجين في صورته النقية يكون على صورة جزيء ثنائي الذرة. ينتج عن التفاعل أكسيد النيتريك والماء، وهما الناتجان الوحيدان. ومن ثم يمكننا كتابة ‪NO‬‏ و‪H2O‬‏ في طرف نواتج التفاعل. والآن يمكننا البدء في وزن هذه المعادلة الكيميائية.

تكون المعادلة الكيميائية موزونة عندما يتساوى عدد ذرات كل عنصر في كلا طرفي التفاعل. لوزن هذه المعادلة الكيميائية، سنبدأ بتحديد العناصر الموجودة في التفاعل. في المعادلة، يمكننا أن نلاحظ وجود عناصر النيتروجين، والهيدروجين، والأكسجين. والآن سنعد ذرات كل عنصر في كلا طرفي التفاعل. يمكننا أن نرسم خطًّا متقطعًا عند منتصف السهم لنفصل بين المتفاعلات والنواتج.

هيا نبدأ بعد ذرات النيتروجين. نلاحظ وجود ذرة نيتروجين واحدة في طرف المتفاعلات، وذرة نيتروجين واحدة في طرف النواتج. توجد ثلاث ذرات هيدروجين في طرف المتفاعلات وذرتا هيدروجين في طرف النواتج. وأخيرًا، دعونا نعد ذرات الأكسجين. توجد ذرتا أكسجين في طرف المتفاعلات. وفي طرف النواتج، يمكننا أن نلاحظ وجود ذرة أكسجين واحدة في كل جزيء من أكسيد النيتريك، وذرة أكسجين واحدة في كل جزيء من الماء. وهذا يعطينا ذرتين من الأكسجين إجمالًا في طرف النواتج.

بالنظر إلى القائمة التي لدينا، نلاحظ وجود ذرة نيتروجين واحدة في كلا طرفي التفاعل. هذا يعني أن ذرات النيتروجين موزونة. توجد ثلاث ذرات هيدروجين في طرف المتفاعلات وذرتا هيدروجين في طرف النواتج. وهذا يعني أن ذرات الهيدروجين غير موزونة. توجد ذرتا أكسجين في كلا طرفي التفاعل؛ مما يعني أن ذرات الأكسجين موزونة.

والآن يمكننا إضافة المعاملات إلى المعادلة الكيميائية لوزن التفاعل. المعاملات هي قيم عددية يمكن وضعها أمام أي نوع في أي طرف من طرفي التفاعل. ليس لدينا سوى عنصر واحد فقط غير موزون، وهو الهيدروجين. هناك طريقتان لكيفية وزن ذرات الهيدروجين. الطريقة الأولى هي وضع الكسر ثلاثة أنصاف أمام جزيء الماء في طرف النواتج. إذا كان جزيء ماء واحد يحتوي على ذرتين من الهيدروجين، فإن ثلاثة أنصاف من جزيئات الماء تحتوي على ما مجموعه ثلاث ذرات هيدروجين. وهذا من شأنه أن يزن ذرات الهيدروجين.

ومع ذلك، فإن وضع المعامل أمام جزيء يؤثر على جميع ذرات الجزيء. هذا يعني أنه يوجد الآن ثلاثة أنصاف من ذرات الأكسجين مصدرها جزيئات الماء في طرف النواتج، وأن إجمالي عدد ذرات الأكسجين في طرف النواتج يساوي الآن خمسة أنصاف. على الرغم من أننا قد وزنا ذرات الهيدروجين، فإن ذرات الأكسجين أصبحت غير موزونة. وعليه، يتبقى لدينا محاولة وزن ذرتين من الأكسجين في طرف المتفاعلات مع خمسة أنصاف من ذرات الأكسجين في طرف النواتج. يبدو هذا صعبًا للغاية.

أما الطريقة الثانية التي يمكننا بها محاولة وزن ذرات الهيدروجين فهي إيجاد المضاعف المشترك الأصغر للعددين ثلاثة واثنين. المضاعف المشترك الأصغر للعددين ثلاثة واثنين، هو ستة. وهذا يوضح لنا أننا سنحتاج إلى إيجاد طريقة لنحصل على ست ذرات هيدروجين في طرف المتفاعلات وست ذرات هيدروجين في طرف النواتج. في طرف المتفاعلات، يمكننا وضع المعامل اثنين أمام الأمونيا. إذا كان جزيء أمونيا واحد يحتوي على ثلاث ذرات هيدروجين، فإن جزيئي الأمونيا سيحتويان على ست ذرات هيدروجين.

يجب أن نتذكر أيضًا أن وضع معامل أمام جزيء يؤثر على جميع ذرات الجزيء. إذا كان جزيء أمونيا واحد يحتوي على ذرة نيتروجين واحدة، فإن جزيئي الأمونيا سيحتويان على ذرتين من النيتروجين. في طرف النواتج، يمكننا وضع المعامل ثلاثة أمام جزيء الماء. إذا كان جزيء ماء واحد يحتوي على ذرتين من الهيدروجين، فإن ثلاثة جزيئات ماء ستحتوي على ما مجموعه ست ذرات هيدروجين.

سنتذكر أيضًا أن وضع المعامل ثلاثة أمام جزيء الماء يؤثر أيضًا على عدد ذرات الأكسجين في طرف النواتج. يوجد الآن ثلاث ذرات أكسجين مصدرها ثلاثة جزيئات ماء وإجمالي أربع ذرات أكسجين في طرف النواتج. بوضع المعاملات للحصول على ست ذرات هيدروجين في كلا طرفي التفاعل، نكون قد وزنا ذرات الهيدروجين، لكن أصبحت ذرات النيتروجين والأكسجين غير موزونة.

باستخدام طريقة المضاعف المشترك الأصغر، بدلًا من الكسر ثلاثة أنصاف، سيكون لدينا المزيد من العناصر غير الموزونة. ومع ذلك، فقد أبقينا جميع الذرات في صورة أعداد صحيحة؛ مما يسهل وزنها بوجه عام.

والآن، يمكننا محاولة إعادة وزن ذرات النيتروجين. توجد ذرتا نيتروجين في طرف المتفاعلات وذرة نيتروجين واحدة في طرف النواتج. يمكننا وضع المعامل اثنين أمام أكسيد النيتريك لنحصل على ذرتي نيتروجين في طرف النواتج. سنتذكر أيضًا أن وضع المعامل أمام جزيء أكسيد النيتريك سيؤثر أيضًا على عدد ذرات الأكسجين في طرف النواتج. هذا يعني أنه يوجد الآن إجمالي خمس ذرات أكسجين في طرف النواتج. ومع وجود ذرتين من النيتروجين في كلا طرفي التفاعل، نكون تمكنا من إعادة وزن ذرات النيتروجين. ومع ذلك، تظل ذرات الأكسجين غير موزونة.

نحتاج الآن إلى تحديد المعامل الذي يجب وضعه أمام جزيء الأكسجين لكي نحصل على خمس ذرات من الأكسجين في كلا طرفي التفاعل. بوضع المعامل اثنين ونصف أمام جزيء الأكسجين، نحصل على إجمالي خمس ذرات أكسجين في طرفي المتفاعلات والنواتج، ومن ثم يتحقق وزن ذرات الأكسجين.

وبناء عليه، أصبح التفاعل الكلي موزونًا. لكن السؤال يطلب منا استخدام معاملات في صورة أعداد صحيحة. يمكننا التخلص من العدد العشري اثنين ونصف والمحافظة على وزن المعادلة الكيميائية عن طريق ضرب كل معاملات المعادلة في اثنين. وبهذا نحصل على معادلة كيميائية نهائية موزونة لتفاعل 4NH3 زائد 5O2 لإنتاج 4NO زائد 6H2O.