نسخة الفيديو النصية
عند تسخين حمض الفوسفوروز، H3PO3، يتحلل إلى حمض الفوسفوريك، H3PO4، والغاز السام ذي الرائحة النفاذة الفوسفين، PH3. اكتب معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل، مستخدمًا أصغر أعداد صحيحة ممكنة لمعاملات المتفاعلات والنواتج.
دعونا نبدأ بتحديد المتفاعلات والنواتج. حسنًا، يتحلل حمض الفوسفوروز. وتشير الكلمة الأساسية «يتحلل» إلى أننا نتحدث عن تفاعل تحلل. في تفاعل التحلل، يتفكك متفاعل واحد إلى ناتجين أو أكثر. هذا يعني أن حمض الفوسفوروز هو المتفاعل الوحيد. وهو يتحلل إلى حمض الفوسفوريك وغاز الفوسفين. هذان هما ناتجا التفاعل.
والآن بعد أن حددنا المتفاعل والناتجين، أصبحنا مستعدين لوزن هذه المعادلة الكيميائية. سنبدأ بتحديد العناصر المتضمنة في التفاعل. كل عنصر له رمز كيميائي، وكل رمز كيميائي يمثل بحرف كبير أو بحرف كبير متبوعًا بحرف صغير. لذا، علينا النظر إلى المعادلة الكيميائية وتقسيمها إلى مجموعات من الحروف المنفردة.
في بداية المعادلة، نجد لدينا الحرف الكبير H. إنه رمز كيميائي. وهو يظهر في جزيئين آخرين في المعادلة. لدينا بعد ذلك الحرف الكبير P، وهو يظهر في ثلاثة جزيئات في المعادلة، ولدينا أيضًا الحرف الكبير O الذي يظهر في جزيئين في المعادلة. لاحظ أننا نتجاهل القيم السفلية في الوقت الحالي. حسنًا، يمكننا عمل قائمة بهذه العناصر باستخدام الجدول الدوري لمطابقة الرمز الكيميائي مع اسم العنصر. يمثل الحرف الكبير H الهيدروجين، ويمثل الحرف الكبير P الفوسفور، ويمثل الحرف الكبير O الأكسجين. بعد ذلك، سنعد ذرات كل عنصر في طرفي التفاعل.
يمكننا رسم جدول ليساعدنا في تنظيم هذه المعلومات. هذا الجدول سيتضمن العناصر المدرجة في الجانب الأيسر، والمعادلة الكيميائية غير الموزونة المكتوبة في الأعلى. يمكننا تقسيم الجدول عند السهم لفصل المتفاعلات عن النواتج. حسنًا، سنبدأ في عد ذرات الهيدروجين. في طرف المتفاعلات، نلاحظ أن هناك ثلاث ذرات هيدروجين في كل جزيء من حمض الفوسفوروز. سنكتب هذا في الجدول لدينا. في طرف النواتج، يوجد ثلاث ذرات من الهيدروجين في كل جزيء من حمض الفوسفوريك، وثلاث ذرات من الهيدروجين في كل جزيء فوسفين.
يمكننا الآن عد ذرات الفوسفور. في طرف المتفاعلات، توجد ذرة واحدة من الفوسفور. وفي طرف النواتج، توجد ذرة واحدة من الفوسفور في كل جزيء من جزيئات حمض الفوسفوريك، وتوجد ذرة واحدة من الفوسفور في كل جزيء من جزيئات الفوسفين. وأخيرًا، سنعد ذرات الأكسجين. في طرف المتفاعلات، لدينا ثلاث ذرات أكسجين. وفي طرف النواتج، يوجد أربع ذرات أكسجين. والآن بعد أن انتهينا من عد ذرات كل عنصر، يمكننا إضافة المعاملات لوزن المعادلة الكيميائية. تكون المعادلة الكيميائية موزونة عندما يكون عدد ذرات كل عنصر في أحد طرفي التفاعل مساويًا لعدد ذرات نفس العنصر في الطرف الآخر. يوجد ثلاث ذرات هيدروجين في طرف المتفاعلات، ويوجد ثلاث ذرات زائد ثلاث إضافية، أي ست ذرات هيدروجين في طرف النواتج. هاتان القيمتان غير متساويتين. وهذا يعني أن ذرات الهيدروجين غير موزونة.
توجد ذرة فوسفور واحدة في طرف المتفاعلات، وتوجد ذرة واحدة زائد واحدة إضافية، أي إجمالي ذرتين من الفوسفور في طرف النواتج. هاتان القيمتان غير متساويتين أيضًا، وهذا يعني أن ذرات الفوسفور غير موزونة. توجد ثلاث ذرات من الأكسجين في طرف المتفاعلات وأربع ذرات من الأكسجين في طرف النواتج. هاتان القيمتان غير متساويتين، وهذا يعني أن ذرات الأكسجين غير موزونة أيضًا. قد يصعب تحديد العنصر الذي يجب علينا موازنته أولًا. لكن يمكننا الاستعانة بإحدى الطرق المفيدة، وهي البدء بموازنة العنصر الذي يظهر في أقل عدد من المتفاعلات والنواتج. لذلك، سنبدأ بموازنة ذرات الأكسجين.
إننا نحتاج إلى معامل يعطينا عند وضعه أمام جزيء حمض الفوسفوروز إجمالي أربع ذرات أكسجين في طرف المتفاعلات. ويمكننا تسمية هذا المعامل بالمعامل 𝑥. إذا كان جزيء واحد من حمض الفوسفوروز يحتوي على ثلاث ذرات أكسجين، فإن 𝑥 من جزيئات حمض الفوسفوروز سيحتوي على ثلاثة 𝑥 من ذرات الأكسجين. يمكننا جعل عدد ذرات الأكسجين في طرف المتفاعلات مساويًا لعدد ذرات الأكسجين في طرف النواتج. بإعادة ترتيب ذلك لحساب قيمة 𝑥، نجد أن 𝑥 يساوي أربعة أثلاث. وهذه هي قيمة المعامل.
عند وضع المعامل أربعة أثلاث أمام حمض الفوسفوروز، يتغير عدد ذرات الهيدروجين والفوسفور والأكسجين في طرف المتفاعلات. هذا يعني أنه سيكون لدينا أربع ذرات من الهيدروجين، وأربعة أثلاث من ذرات الفوسفور، وأربع ذرات من الأكسجين في طرف المتفاعلات. وبوجود أربع ذرات من الأكسجين في طرف المتفاعلات وأربع ذرات من الأكسجين في طرف النواتج، تكون ذرات الأكسجين موزونة.
سننتقل بعد ذلك إلى موازنة ذرات الهيدروجين. لموازنة ذرات الهيدروجين، يمكننا وضع معامل أمام حمض الفوسفوريك أو غاز الفوسفين. إذا وضعنا معاملًا أمام جزيء حمض الفوسفوريك، سيتغير عدد ذرات الهيدروجين والفوسفور والأكسجين في طرف النواتج. وهذا سيجعل ذرات الأكسجين غير موزونة. لكن إذا وضعنا معاملًا أمام جزيء غاز الفوسفين، فلن يؤثر ذلك إلا على عدد ذرات الفوسفور والهيدروجين. لن يتأثر عدد ذرات الأكسجين وسيظل موزونًا. ومن ثم، علينا تحديد المعامل، الذي سنمثله بالمتغير 𝑦، والذي سيوازن عدد ذرات الهيدروجين.
يمثل المعامل 𝑦 عدد جزيئات غاز الفوسفين. إذا كان كل جزيء من غاز الفوسفين يحتوي على ثلاث ذرات من الهيدروجين، فإن 𝑦 من جزيئات غاز الفوسفين سيحتوي على ثلاثة 𝑦 من ذرات الهيدروجين. يمكننا مساواة عدد ذرات الهيدروجين في طرف المتفاعلات بعدد ذرات الهيدروجين في طرف النواتج، ثم إعادة ترتيب ذلك للحل لإيجاد قيمة 𝑦. ونجد بذلك أن 𝑦 يساوي ثلثًا. سيؤثر وضع المعامل ثلث أمام جزيء غاز الفوسفين على عدد ذرات الفوسفور والهيدروجين في طرف النواتج. وسنجد عندئذ أن ثلثًا من جزيئات غاز الفوسفين يحتوي على ذرة واحدة من الهيدروجين وثلث من ذرات الفوسفور. وهذا يعطينا إجمالًا أربع ذرات من الهيدروجين وأربعة أثلاث من ذرات الفوسفور في طرف النواتج.
حسنًا، عدد ذرات الهيدروجين وعدد ذرات الفوسفور متساويان في طرفي التفاعل. وهذا يعني أن ذرات الهيدروجين والفوسفور موزونة. إذن، لقد استطعنا وزن التفاعل، لكن المطلوب منا هو وزن التفاعل باستخدام معاملات الأعداد الصحيحة. لفعل ذلك، يمكننا حذف الكسور وإبقاء المعادلة الكيميائية موزونة في الوقت ذاته بضرب جميع المعاملات في ثلاثة. وهذا يعطينا هذه المعادلة الكيميائية النهائية الموزونة: تتحلل أربعة جزئيات H3PO3 إلى ثلاثة جزيئات H3PO4 زائد جزيء واحد من PH3.
