المعادلات الكيميائية والتفاعلات

المعادلات الكيميائية والتفاعلات

التفاعلات الكيميائية

درسنا في ما سبق إن المادة تتركب من ذرات متناهية في الصغر، وأن العناصر عبارة عن تجمع من الذرات من نفس النوع، وعند اتحاد العناصر مع بعضها تتكون الجزيئات والمركبات الكيميائية.
تتكون المركبات الكيميائية نتيجة اتحاد العناصر أو الجزيئات مع بعضها البعض فتنتج مواد جديدة لها خواص مختلفة عن المواد الأصلية، وفي هذه الحالة يقال أن المواد الكيميائية دخلت في تفاعل كيميائي.

التفاعل الكيميائي: هو تحول المواد الكيميائية إلى مواد أخرى جديدة مختلفة في الخواص والتركيب، نتيجة كسر روابط وتكون روابط جديدة.

ويمكننا الاستدلال على حدوث التفاعل الكيميائي بملاحظة ما يلي:
تصاعد غازات.
تغير في اللون.
تكوين رواسب ( مواد غير ذائبة ).
حدوث تغيرات حرارية أو ضوئية.

المعادلة الكيميائية

المعادلة الكيميائية: هي تعبير بالرموز والصيغ الكيميائية عن المواد الداخلة في التفاعل والناتجة منه.

وهي عبارة عن جملة كيميائية رمزية يتمكن المتحدثون باللغات المختلفة فهمها، حيث يستخدم فيها رموز وصيغ كيميائية موحدة متعارف عليها للتعبير عن المواد المتفاعلة .
فمثلا: للتعبير كيميائيا عن احتراق غاز الميثان، في لهب بنزن الذي تستخدم في المختبر، وفي وجود الأكسجين لتكوين غاز ثاني أكسيد الكربون والماء، نكتب هذه المعادلة:
ميثان + أكسجين ثاني أكسيد الكربون + الماء

والمعادلة الكيميائية الرمزية للتفاعل السابق تكون:
CH4 + O2 CO2 + H2O

بقاء الكتلة والمادة

الطاقة لا تفنى ولا تخلق ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى، وكذلك الحال بالنسبة للمادة والكتلة في التفاعل الكيميائي.
ووضع العالم الفرنسي لافوازييه قانون بقاء الكتلة والتي تعرف بــ:

قانون بقاء الكتلة: عند حدوث أي تفاعل كيميائي فإن مجموع كتل المواد الناتجة من التفاعل يساوي مجموع كتل المواد الداخلة فيه.

ومعنى ذلك أن كمية المادة تظل ثابتة أثناء التفاعلات الكيميائية. فتطبيق قانون بقاء الكتلة على المعادلة يعني أن:
كتلة المتفاعلات = كتلة النواتج
فمثلا: في معادلة احتراق الكربون ( C) في وجود الأكسجين ( O2 ) لتكون ثاني أكسيد الكربون C + O2 CO2
في هذه الحالة تكون الكتلة محفوظة في المعادلة.
أما في معادلة تكوين الماء :
H2 + O2 H2O
وفي هذه الحالة الكتلة تكون غير محفظة، ولمساواة عدد الذرات على جانبي المعادلة السابقة، نضع المعامل ( 2 ) قيل رمز كل من الماء على يمين المعادلة والهيدروجين على يسار المعادلة.

أنواع التفاعلات الكيميائية

تفاعلات التكوين :
تفاعل التكوين : اتحاد مادتين أو أكثر لتكوين مركب جديد A + X AX

مثل اتحاد الماغنسيوم مع الأكسجين: 2Mg + O2 2 MgO

تفاعلات الانحلال أو التفكك :
تفاعل الانحلال : انحلال مركب لتكوين مادتين أو أكثر، وهو عكس تفاعل التكوين:
AX A+X

فعند إمرار تيار كهربي في الماء ( H2O ) تتفكك إلة مكوناتها العنصرية ( الهيدروجين و الأكسجين ) : 2 H2O 2 H2 + O2
ويطلق على هذا النوع من التفاعلات " التحليل الكهربي ".

تفاعلات الإحلال البسيط :
تفاعل الإحلال البسيط: فيه يحل عنصر مكان عنصر آخر في مركبه: A + BX AX+ B

مثل إحلال الماغنسيوم ( Mg ) محل هيدروجين حمض الهيدروكلوريك ( HCl ) لتكوين غاز الهيدروجين ( H2 ) وكلوريد الماغنسيوم ( MgCl2 )
Mg + 2 HCl H2 + MgCl2

تفاعلات التبادل المزدوج :
تفاعل التبادل المزدوج: فيه يتبادل الأيونات أماكنها عند تفاعل مركبين لتكوين مركبين جديدين:
AX + BY BX + AY

عند تفاعل يوديد البوتاسيوم ( KI ) مع نترات الرصاص ( Pb (NO3)2 ) :
2 KI + Pb (NO3) PbI2 + 2 KNO3

تفاعلات الاحتراق :
تفاعل الاحتراق: فيه تتحد المادة مع الأكسجين وتنتج كمية هائلة من الطاقة على هيئة ضوء أو حرارة.

مثل احتراق الأوكتان ( C8H18 ) في الجازولين في محركات السيارات :
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 15 H2O + energy
منقوووووول