Lesson Explainer: معادلات التفاعل | Nagwa Lesson Explainer: معادلات التفاعل | Nagwa

Lesson Explainer: معادلات التفاعل Chemistry • 7th Grade

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نكوِّن المعادلات للتفاعلات الكيميائية، ونكتبها باستخدام الكلمات أو الرموز الكيميائية.

لفَهْم التفاعلات الكيميائية بشكل أفضل من الضروري أن نتعلَّم كيفية كتابة المعادلات الكيميائية وقراءتها. تشير المعادلة الكيميائية إلى الأنواع المشاركة في التفاعل الكيميائي والناتجة عنه باستخدام الرموز الكيميائية.

تعريف: المعادلة الكيميائية

المعادلة الكيميائية هي تمثيل كتابي للتفاعل الكيميائي باستخدام رموز كيميائية.

هيا نلقِ نظرة على بعض المعادلات الكيميائية: NH+HClNHClCaCOCaO+COAgNO+KClAgCl+KNO343233

تحتوي كل معادلة على سهم للأمام () يُسمَّى سهم التفاعل، وعادة ما يُقرَأ كالآتي: «يتفاعل...ليُنتِج». ونسمِّي الأنواع الموجودة على الجانب الأيسر من السهم «المتفاعلات»، والأنواع الموجودة على الجانب الأيمن منه «النواتج»: اتاا

المتفاعلات هي المواد البادئة للتفاعل الكيميائي. وتتحوَّل إلى النواتج. ولذلك، تتفاعل المتفاعلات لتكوين النواتج. لاحظ أنه في المعادلة الكيميائية قد يكون لدينا متفاعل واحد أو أكثر، وناتج واحد أو أكثر. وتفصل بين الأنواع المتعدِّدة الموجودة على الجانب نفسه من سهم التفاعل علامة زائد (+). بالنظر إلى المعادلة الكيميائية: NH+HClNHCl34 يمكننا معرفة أن NH3 وHCl المتفاعلاتُ، وNHCl4 الناتجُ.

تعريف: المتفاعلات

المتفاعلات هي المواد البادئة في التفاعل الكيميائي. وتُكتَب على يسار سهم التفاعل.

تعريف: النواتج

النواتج هي الأنواع المتكوِّنة خلال التفاعل الكيميائي. وتُكتَب على يمين سهم التفاعل.

قد تتضمَّن المعادلات الكيميائية أيضًا تعليمات خاصة مكتوبة أعلى سهم التفاعل. لاحظ المعادلة الكيميائية: CH+2OCO+2HO4222

يشير الحرف اليوناني الكبير دلتا (Δ) إلى أنه يجب تسخين المتفاعلات لكي يحدث التفاعل.

يمكن أن تمثِّل الصيغ الكيميائية المكتوبة أعلى سهم التفاعل، كما هو موضَّح بالأسفل، عوامل حفازة مضافة إلى التفاعل: 2HO2HO+2O2222MnO2

مثال ١: تحديد النواتج من المعادلة الرمزية لتفاعل كيميائي

المعادلة الرمزية لأحد التفاعلات الكيميائية موضَّحة كالآتي: 2NaOH+HSONaSO+2HO24242

ما نواتج هذا التفاعل؟

الحل

في المعادلة الكيميائية تُكتَب المتفاعلات على يسار السهم، وتُكتَب النواتج على يمينه. يظهر كل من NaSO24 وHO2 يمينَ السهم؛ ولذلك فهما ناتجان.

إذا كانت هناك حاجة إلى أكثر من وحدة واحدة من نفس النوع من المتفاعلات أو من نواتج التفاعل، فلا تُكتَب الأنواع بشكل منفصل في المعادلة. بل نضع عددًا أمام النوع. يُسمَّى ذلك معامل التكافؤ، ولكن يُرمَز له اختصارًا عادة باسم المعامل.

تعريف: معامل التكافؤ

معامل التكافؤ هو العدد الذي يظهر أمام كل نوع من الأنواع في المعادلات الكيميائية للإشارة إلى عدد هذه الأنواع الموجودة خلال التفاعل.

انظر المعادلة التالية: 2Na+Cl2NaCl2

وُضِعَ معامل قدره اثنان أمام Na وNaCl. هذا يعني أن التفاعل يحتاج لذرتي صوديوم لكي يتمَّ، وأن التفاعل قد أَنتج وحدتين من كلوريد الصوديوم.

نريد أحيانًا أن نشير إلى الحالة الفيزيائية لكلٍّ من المتفاعلات والنواتج. عادة ما يتمُّ ذلك باستخدام أحرف مائلة داخل أقواس، وتُسمَّى رموز الحالة.

تعريف: رمز الحالة

رموز الحالة هي حروف مائلة داخل أقواس تظهر بعد كل نوع في التفاعل الكيميائي للإشارة إلى الحالة الفيزيائية لهذه الأنواع: غاز = (g)، سائل = (l)، صلب = (s)، مائي = (aq).

يمكننا ملاحظة رموز الحالة في المعادلات الكيميائية الآتية: 2NO()+O()2NO()TiCl()+2Mg()Ti()+2MgCl()Pb(NO)()+2NaCl()2NaNO()+PbCl()gggglslaqaqaqs22423232

تُمثَّل الغازات والسوائل والمواد الصلبة بالرموز: (g)، (l)، (s) على الترتيب. ويمكن أن تحتوي الأنواع أيضًا على رمز الحالة (aq) للدلالة على الحالة المائية. هذا يعني أن الأنواع مذابة في الماء.

يمكن كتابة المعادلات الكيميائية باستخدام رموز كيميائية، ويمكن كتابتها أيضًا في صورة معادلات كلامية: ادماررادمرااوتاموتاارام+++

تتبع المعادلات الكلامية نفس طريقة كتابة المعادلات الرمزية؛ حيث توجد المتفاعلات على يسار السهم والنواتج على يمين السهم. يمكن أن تكون المعادلات الكلامية طريقة أسهل لكتابة المعادلات الكيميائية لأنها لا تتطلَّب أيَّ صيغ كيميائية. ومع ذلك، غالبًا ما يصعب تفسيرها لأنها لا تشير إلى عدد الذرات في كل نوع، أو المعاملات، أو رموز الحالة.

لكي نكتب معادلة كيميائية يجب أن نتمكَّن من كتابة الرموز الكيميائية، ومن قراءة التعبير الكيميائي بصوت عالٍ. عند قراءة معادلة كيميائية نقرأ كل علامة زائد (+) باعتبارها كلمتَي: «يتفاعل مع»، والسهم إلى الأمام () باعتباره: «لإنتاج». لنلقِ نظرة على المعادلة الكيميائية التالية: 2Na()+Cl()2NaCl()sgs2

يجب أن نقرأ هذه المعادلة الكيميائية على أنها: «الصوديوم يتفاعل مع الكلور لإنتاج كلوريد الصوديوم». ويمكننا كتابة المعاملات ورموز الحالة إذا أردنا أن نكون أكثر تحديدًا: «ذرتان من فلز الصوديوم الصلب تتفاعلان مع جزيء واحد من غاز الكلور لإنتاج وحدتين من كلوريد الصوديوم الصلب».

مثال ٢: تحديد العبارة الكيميائية التي تمثِّل المعادلة الكيميائية

اختر العبارة التي تَصِف التفاعل الكيميائي الموضَّح في المعادلة الرمزية الآتية: CH+2OCO+2HO4222

  1. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء ليُنتِج الميثان والأكسجين.
  2. يتحلَّل الميثان بفعل الحرارة ليُنتِج الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، والماء.
  3. يحترق الميثان في وجود ثاني أكسيد الكربون ليُنتِج الأكسجين، والماء.
  4. يحترق الميثان في وجود الأكسجين ليُنتِج ثاني أكسيد الكربون، والماء.
  5. يتفاعل الأكسجين مع الماء ليُنتِج الميثان، وثاني أكسيد الكربون.

الحل

في المعادلة الكيميائية، الأنواع التي تظهر على يسار السهم هي المتفاعلات. في الطرف الأيسر من هذه المعادلة الكيميائية نرى CH4؛ وهو الميثان، وO2؛ وهو الأكسجين. الأنواع التي تظهر على يمين السهم هي النواتج. في الطرف الأيمن من هذه المعادلة الكيميائية نرى CO2؛ وهو ثاني أكسيد الكربون، وHO2؛ وهو الماء.

يمكننا قراءة المعادلة الكيميائية في صورةِ عبارةٍ عن طريق قراءة علامة الجمع لتكون: «يتفاعل مع»، وسهم التفاعل ليكون: «لإنتاج». وعند قراءة المعادلة الكيميائية نحصل على العبارة التالية: «الميثان يتفاعل مع الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون، والماء».

الإجابة الأكثر تشابهًا مع هذه العبارة هي الخيار (د). لاحظ أن عبارة «يحترق الميثان في وجود الأكسجين» تَصِف حدوث تفاعل بين الميثان والأكسجين.

يجب أن نتمكَّن أيضًا من كتابة معادلة كيميائية من عبارة كيميائية. هناك بعض الكلمات الأساسية التي يمكن أن تساعدنا في تحديد المتفاعلات والنواتج. فعبارات مثل: «يتفاعل مع» أو «يحترق في وجود» تشير إلى أن الأنواع التي تؤدي هذه العمليات هي المتفاعلات. وتشير بعض الكلمات مثل: «يُنتِج» أو «يتفكَّك إلى» إلى أن الأنواع التي تقع قبل هذه الكلمات في الجملة تكون متفاعلات، والأنواع التي تقع بعدها تكون نواتج.

في حين تشير العبارات مثل: «يُنتَج بواسطة» و«يتكوَّن عن طريق» إلى أن الأنواع التي تقع قبل هذه العبارات في الجملة هي النواتج، والأنواع التي تقع بعدها هي المتفاعلات. يوضِّح الجدول التالي الجمل الشائعة المستخدَمة في العبارات الكيميائية وعلاقتها بالمتفاعلات والنواتج:

المتفاعل Aيتفاعل مع
يُخلَط مع
يتَّحد مع
يُضَاف إلى
يحترق في وجود
المتفاعل B
المتفاعلاتتكوِّن
تُنتِج
تشكِّل
تتفكَّك إلى
النواتج
النواتجتُنتَج بواسطة
تكوَّنت عن طريق
المتفاعلات

يمكننا أيضًا معرفة معلومات تتعلَّق بحالة المادة. الكلمات: «محلول» أو «قابل للذوبان» تشير إلى أن رمز الحالة لهذا النوع يجب أن يكون (aq)، في حين تشير الكلمات: «غير قابل للذوبان» و«راسب» إلى أن رمز الحالة لهذا النوع يجب أن يكون (s).

هيا نكتب معادلة كيميائية للتفاعل الموصوف بواسطة العبارة الكيميائية التالية: أُضيفَت عينة من فلز النحاس الصلب إلى دورق يحتوي على محلول حمض النيتريك (HNO3). تَنتُج عن هذا التفاعل نيترات النحاس الثنائي القابلة للذوبان (Cu(NO)32)، وغاز ثاني أكسيد النيتروجين، والماء.

يُضَاف فلز النحاس إلى حمض النيتريك. تشير العبارة الرئيسية: «يُضَاف...إلى» إلى أن هذين النوعين هما المتفاعلات. ويمكن كتابتهما على يسار سهم التفاعل مع وجود علامة زائد تفصل بينهما. علاوة على ذلك؛ نحن نعلم أن النحاس مادة صلبة، وأنه يجب أن يكون رمز الحالة له (s). حمض النيتريك عبارة عن محلول؛ وهذا يعني أنه مذاب في الماء، ويجب أن يكون رمز الحالة له (aq). يمكننا إذن كتابة المعادلة الآتية: Cu()+HNO()saq3اا

تشير العبارة: «يَنتُج عن» إلى أن نيترات النحاس الثنائي، وثاني أكسيد النيتروجين، والماء جميعها نواتج. ويمكن كتابتها على يمين سهم التفاعل مع وجود علامة زائد تفصل بينها. نعلم أن ثاني أكسيد النيتروجين غاز، وأن الماء سائل؛ وهذا يعني أن رمزَي الحالة لهما (g) و(l) على الترتيب. تُوصَف نيترات النحاس الثنائي بأنها قابلة للذوبان. هذا يعني أن نيترات النحاس الثنائي مذابة في الماء، وأنه يجب أن يكون رمز الحالة لها (aq). بجمع النواتج نحصل على المعادلة الكيميائية غير الموزونة: Cu()+HNO()Cu(NO)()+NO()+HO()saqaqgl33222

مثال ٣: تحديد المعادلة الكيميائية التي تمثِّل عبارة كيميائية

توضِّح إحدى التجارب تفكُّك بيروكسيد الهيدروجين ليُنتِج الماء وغاز الأكسجين. أيُّ معادلة من المعادلات الكلامية الاتية تَصِف التفاعل الكيميائي الذي يحدث في تلك التجربة؟

  1. واروااء+
  2. وارواءا+
  3. واروارووا+
  4. وارووارو+
  5. وارواءا+

الحل

في العبارة الكيميائية نجد الكلمتين الرئيسيتين: «يتفكَّك»، و«ليُنتِج». تشير هاتان الكلمتان الرئيسيتان إلى أن الأنواع التي تظهر قبل الكلمة الرئيسية الأولى في العبارة هي المتفاعلات، وإلى أن الأنواع التي تظهر بعد الكلمة الرئيسية الثانية هي النواتج.

قبل الكلمة الرئيسية الأولى لم نجد سوى نوع واحد؛ وهو بيروكسيد الهيدروجين. فهذا هو المتفاعل الوحيد. ويجب أن يظهر في المعادلة الكيميائية على يسار سهم التفاعل: وااا

أما بعد الكلمة الرئيسية الثانية، فإننا نرى نوعين: «الماء»، و«الأكسجين». هذان هما النواتج. ويجب أن يظهرا بعد سهم التفاعل في المعادلة الكيميائية، وأن تفصل بينهما علامة زائد: وااءا+

خيار الإجابة الذي يطابق المعادلة الكيميائية لدينا هو الخيار (هـ).

مثال ٤: تحديد المعادلة الكيميائية، متضمنة رموز الحالة، التي تمثِّل عبارة كيميائية

تتفكَّك كربونات الكالسيوم الصلبة عند التسخين لتُنتِج ثاني أكسيد الكربون، وأكسيد الكالسيوم الصلب. أيُّ المعادلات الرمزية التالية، متضمِّنة رموز الحالة، تَصِف هذا التفاعل الكيميائي؟

  1.  CaCO()CaO()+CO()32ggs
  2.  CaCO()CaO()+CO()32ssg
  3.  CaCO()CaO()+CO()23sgg
  4.  CaCO()+O()CaO()+CO()322sgsg
  5.  CaCO()+CO()CaO()32sgs

الحل

في العبارة الكيميائية نجد الكلمة الرئيسية: «تتفكَّك»؛ وهي التي تشير إلى المتفاعلات. نجد كذلك الكلمة الرئيسية: «لتُنتِج»؛ وتشير إلى النواتج.

بعد الكلمة الرئيسية الأولى لم نرَ سوى نوع واحد فقط؛ وهو كربونات الكالسيوم. هذا هو المتفاعل الوحيد. ويجب أن يظهر في المعادلة الكيميائية على يسار سهم التفاعل. ونجد بعد الكلمة الرئيسية الثانية ثاني أكسيد الكربون، وأكسيد الكالسيوم. هذان هما ناتجَا التفاعل. ويجب أن يظهرا يمينَ سهم التفاعل، وأن تفصل بينهما علامة زائد: تامأانأام+

باستخدام هذه المعطيات يمكننا حذف الخيارين (د) و(هـ)؛ لأن كليهما يحتوي على أكثر من متفاعل واحد.

نحن نعلم من العبارة الكيميائية أن كربونات الكالسيوم وأكسيد الكالسيوم مواد صلبة. فيجب أن يكون رمز الحالة (s) مكتوبًا بعد كل نوع من هذين النوعين في المعادلة الكيميائية للإشارة إلى أنهما مادتان صلبتان: تامأانأام()()+()sgs

علاوة على ذلك، علينا أن نعلم أن ثاني أكسيد الكربون عبارة عن غاز له الصيغة الكيميائية CO2. لذا يجب أن نجد جانبَه في المعادلة الكيميائية رمز الحالة (g) للإشارة إلى أنه في الحالة الغازية: تامأام()CO()+()sgs2

بالنظر إلى خيارات الإجابة الثلاثة المتبقية يمكننا استبعاد الخيار (أ)؛ لأن المتفاعل له رمز الحالة (g) بدلًا من (s). كما يمكننا استبعاد الخيار (ج)؛ لأن كِلا الناتجين المعطيين له رمز الحالة (g)، ونحن قد علمنا أن أكسيد الكالسيوم يجب أن يكون مادة صلبة. لم يتبقَّ لنا الآن سوى الإجابة الصحيحة؛ وهو الخيار (ب): CaCO()CaO()+CO()32ssg

جميع التفاعلات حتى الآن كانت تفاعلات غير انعكاسية؛ وهو ما يعني أن المواد المتفاعلة تتفاعل لتكوين النواتج، وأنه لا يمكن تحويل النواتج مرة أخرى إلى متفاعلات. تستخدم التفاعلات غير الانعكاسية سهم التفاعل الأمامي، ويُقال إن التفاعل يسير في اتجاه واحد؛ أي من المتفاعلات (يسارًا) إلى النواتج (يمينًا).

تعريف: التفاعل غير الانعكاسي

التفاعل غير الانعكاسي هو تفاعل تتفاعل فيه المتفاعلات لتكوين النواتج، ولا تستطيع النواتج أن تتحوَّل مرة أخرى إلى متفاعلات. تستخدم المعادلة الكيميائية سهم التفاعل الأمامي ().

في التفاعل الانعكاسي تتفاعل المتفاعلات لتكوين النواتج، ويمكن تحويل النواتج مرة أخرى إلى متفاعلات. يسير هذا النوع من التفاعلات في كِلا الاتجاهين؛ الاتجاه الأمامي (المتفاعلات تكوِّن نواتج)، والاتجاه الخلفي (النواتج تكوِّن متفاعلات)؛ حيث يحدث كِلا التفاعلين في آنٍ واحد. هيا نلقِ نظرة على التفاعل التالي: N()+3H()2NH()223ggg

هذا التفاعل انعكاسي. إذا قرأنا التفاعل من اليسار إلى اليمين فسنلاحظ أن غاز النيتروجين يتفاعل مع غاز الهيدروجين لإنتاج الأمونيا. ولكن إذا قرأنا التفاعل من اليمين إلى اليسار فسنجد أن الأمونيا تتحلَّل لتُنتِج غاز النيتروجين، وغاز الهيدروجين. يمكن أن يحدث هذان التفاعلان في الوقت نفسه. يُستخدَم السهم المزدوج () الذي يُسمَّى أيضًا سهم الاتزان للإشارة إلى أن التفاعل انعكاسي.

تعريف: التفاعل الانعكاسي

وهو تفاعل تُنتِج فيه المتفاعلات النواتج، ويمكن تحويل النواتج إلى متفاعلات مرة أخرى في آنٍ واحد. تستخدم المعادلة الكيميائية سهم الاتزان ().

مثال ٥: فَهْم أنواع أسهم التفاعل

توضِّح المعادلة الآتية تفاعل الهيدروجين واليود لينتج يوديد الهيدروجين: H()+I()2HI()22ggg

إلامَ يشير رمز السهم () في معادلة التفاعل الكيميائي هذه؟

  1. يلزم وجود حرارة لإجراء التفاعل.
  2. يوجد تغيُّر في حالة المادة.
  3. أن التفاعل انعكاسي.
  4. التفاعل غير انعكاسي.
  5. يلزم وجود الأشعة فوق البنفسجية لإجراء التفاعل.

الحل

يُسمَّى السهم المستخدَم () سهم الاتزان. فهو يفصل بين المتفاعلات (يسارَ السهم)، والنواتج (يمينَ السهم) في التفاعل الانعكاسي؛ أي إنه تفاعل يمكن أن يسير من المتفاعلات إلى النواتج، ومن النواتج إلى المتفاعلات في آنٍ واحد.

خيار الإجابة الذي ينصُّ بشكل صحيح على معنى سهم الاتزان هو خيار الإجابة (ج).

النقاط الرئيسية

  • توضِّح المعادلة الكيميائية جميع الأنواع المتضمَّنة في أيِّ تفاعل.
  • تُكتَب المتفاعلات يسارَ سهم التفاعل، وتُكتَب النواتج يمينَ السهم.
  • رموز الحالة: (aq ،s ،l ،g) يمكن أن تُستخدَم للإشارة إلى الحالة الفيزيائية لكلِّ نوع من الأنواع الموجودة في التفاعل.
  • يمكن أن تساعدنا الكلمات الرئيسية؛ مثل: «يتفاعل»، و«يتحلَّل»، و«يُنتِج» الموجودة في عبارة كيميائية في كتابة معادلة كيميائية.
  • قد تكون التفاعلات غير انعكاسية مُشارًا إليها بسهم أمامي ()، أو انعكاسية مُشارًا إليها بسهم الاتزان ().

Download the Nagwa Classes App

Attend sessions, chat with your teacher and class, and access class-specific questions. Download Nagwa Classes app today!

Nagwa uses cookies to ensure you get the best experience on our website. Learn more about our Privacy Policy.