قوانين الاتحاد الكيميائي

قوانين الاتحاد الكيميائي

مـــقـــدمـــة
في الكيمياء توجد ظاهرة تدعى التفاعل ، وهي تحد باتحاد مادتين أو أكثر كيميائياً ، وهاتان المادتان المتحدتان تتحولان إلى مواد أخرى جديدة مختلفة في الخواص والتركيب عن أصلها ، والمواد المتفاعلة تدعى المواد الداخلة في التفاعل بينما تسمى المواد الناتجة من التفاعل بـالمواد الناتجة من التفاعل وتكون بالمعادلة الكيميائية كالتالي

A + B --------------> C + D
مواد ناتجة من التفاعل مواد داخلة في التفاعل


: وقد استنتج علماء الكيمياء مجموعة من القوانين المبنية على الحقائق التي تحكم التفاعلات الكيميائية وتنظمها ، ومن هذه القوانين

The Law of Conservation of mass أولاً : قانون بقاء الكتلة
أن مجموع كتلتي الزئبق والأكسجين II لقد اكتشف العالم الفرنسي انطوني لافوازيه (1743 - 1794م) عند تسخينه لمركب أكسيد الزئبق
الناتجتين هو نفسه كتلة أكسيد الزئبق الداخل في التفاعل ، فاستنتج قانون بقاء الكتلة الذي ينص على أن عند حدوث أي تفاعل كيميائي فإن مجموع كتلة المواد الناتجة من التفاعل تساوي مجموع كتل المواد الداخلة في التفاعل وهذا يعني أن كمية المادة تظل ثابتة أثناء التفاعلات الكيميائية فالمادة لاتفنى ولا تستحدث من عدم ولكنها تتحول من صورة إلى صورة أخرى ، وهنا نقدم مثالاً لاثبات صحة قانون ثبات الكتلة

مـــــثـــــال
معادلة تفاعل نترات الفضة مع حمض الهيدروكلوريك
AgNO3 + HCl AgCl + HNO3
H = 1 , N = 14 , O = 16 , Cl = 35.5 , Ag = 108

--------------------------------------------------------------------------------

المواد الداخلة في التفاعل
Ag×1 + N×1 + O×3 = الكتلة الجزيئية لنترات الفضة
108×1 + 14×1 + 16×3 = يساوي
170 = 108 + 14 + 48 = يساوي
H×1 + Cl×1 = الكتلة الجزيئية لحمض الهيدروكلوريك
1×1 + 35.5×1 = يساوي
36.5 = 1 + 35.5 = يساوي

206.5 = 36.5 + 170 = مجموع المواد الداخلة في التفاعل



--------------------------------------------------------------------------------

المواد الناتجة من التفاعل
Ag×1 + Cl×1 = (AgCl) الكتلة الجزيئية لكلوريد الفضة
108×1 + 35.5×1 = يساوي
143.5 = 108 + 35.5 = يساوي
H×1 + N×1 + O×3 = (HNO2) الكتلة الجزيئية لحمض النيتريك
1×1 + 14×1 + 16×3 = يساوي
63 = 1 + 14 + 48 = يساوي

206.5 = 63 + 143.5 = مجموع المواد الناتجة من التفاعل



--------------------------------------------------------------------------------
مجموع المواد الداخلة في التفاعل = مجموع المواد الناتجة من التفاعل


The Law of definite Proportions ثانياً : قانون النسب الثابتة
قانون النسب الثابتة ينص على أن : كل مركب كيميائي نقي مهما اختلفت طرق تحضيره أو الحصول عليه ، فإنه يتركب من عناصره نفسها متحدة مع بعضها بنسب كتلية ثابتة وهذا يعني أن النسبة بين كتل العناصر التي تكون المركب تكون ثابته ولا تتغير
فمثلاً الماء مركب يتكون من الهيدروجين والأكسجين بنسبة 1 : 8 ، أي أن 9 جرامات ماء تتكون من جرام واحد هيدروجين و 8 جرامات أكسجين والقانون يقول أن هذه النسبة ثابتة ، حيث أنه إذا تفاعل 2 جرام هيدروجين مع 8 جرام أكسجين فسوف يتكون عندنا 9 جرامات ماء ويبقى جرام واحد هيدروجين دون تفاعل ، فنسبة 1 :8 في الماء النقي لاتتغير أبداً

معلومة إضافية : يعزى قانون النسب الثابتة إلى العالم الفرنسي براوست الذي عاش مابين عام 1754 و عام 1826 م


التفاعلات الكيميائية وأنواعها

Chemical Equation تعريف بالمعادلة الكيميائية
المعادلة الكيميائية هي : تعبير موجز للتفاعل الكيميائي وصفاً وكماً ، وهنا وضعت مثالاً للمعادلة الكيميائية
2Na + Cl2 2NaCl
كما ترى هنا أنه يوجد سهم ، وهذا السهم يدل على اتجاه سير التفاعل الكيميائي ، وكذلك ترى رموز العناصر


C + O2 CO2
وكما ترى هنا أنه يوجد فوق سهم اتجاه سير التفاعل مثلث ، وهذا المثلث يدل على أن هذا التفاعل يتم بالتسخين ، وكذلك ترى أنه يوجد سهم في النهاية متجه إلى الأعلى وهذا يدل على أن المركب الناتج أصبح غاز يرتفع في الهواء


AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3
في هذه المعادلة تجد سهم متجه إلى الأسفل وهذا يدل على أن المركب كلوريد الفضة أصبح مركب راسب


ملاحظة مهمة : في بعض الأحيان يكتب فوق سهم اتجاه سير المعادلة الكيميائية بعض الكلمات والأرقام التي تدل على درجة الحرارة أو العامل المساعد لعملية التفاعل مثل الكهرباء وغيرها وسوف تشاهد أمثلة لاحقاً إنشاء الله


أنواع التفاعلات الكيميائية
: إن أهم أنواع التفاعلات الكيميائية هي
أولاً : تفاعلات الاتحاد المباشر
( ثانياً : تفاعلات الانحلال ( التفكك
( ثالثاً : تفاعلات الإحلال ( الإزاحة
والآن سوف تتعرف على أنواع تفاعلات كل نوع من الأنواع السابقة

أولاً : تفاعلات الاتحاد المباشر
: تفاعلات الإتحاد المباشر هي تفاعلات تحدث بين مادتين أو أكثر فتتحد لتكون مركب جديد ، وتنقسم تفاعلات الاتحاد المباشر إلى

أ - اتحاد عنصر مع عنصر
هنا يتحد عنصر مع عنصر آخر ليكونان مركب ، فمثلاً هنا وضعنا معادلة لتفاعل المغنسيوم مع الأكسجين
لكي نكتب المعادلة علينا اتباع التالي
أولاً : نكتب رمز العنصر الأول ثم نضع علامة الجمع ثم نكتب رمز العنصر الثاني
ثانياً : نرسم سهم باتجاه سير المعادلة ونضع فوقه شروط المعادلة من حرارة وكهرباء أو أي شيء آخر
ثالثاً : نكتب المركب بالاستعانة بالتكافؤات وتبديلها كما تعلمت في الدرس السابق
والآن لنطبق القاعدة
Mg + O2 MgO
المعادلة السابقة غير موزونة بمعنى أن عدد ذرات المواد الداخلة في التفاعل لاتساوي عدد ذرات المواد الناتجة من التفاعل
ولكي نجعل المعادلة موزونة علينا اتباع التالي
أولاً : نشاهد عدد ذرات العنصر الأول من المواد الداخلة في التفاعل ، و نشاهد عدد ذرات العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل ، ثم نقارنهما ، فإذا كانا متساويين نتركهما ، وإذا كانا غير متساويين نضع عدد الذرات قبل العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل
ثانياً : نشاهد عدد ذرات العنصر الثاني من المواد الداخلة في التفاعل ، و نشاهد عدد ذرات العنصر الثاني من المواد الناتجة من التفاعل ، ثم نقارنهما ، فإذا كانا متساويين نتركهما ، وإذا كانا غير متساويين نضع عدد الذرات قبل العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل
والآن لنطبق هذه القاعدة على المعادلة السابقة
في طرف المواد الناتجة من التفاعل ، إذاً نترك هذا الرمز Mg في طرف المواد الداخلة في التفاعل تساوي عدد ذرات الرمز Mg عدد ذرات الرمز
في طرف المواد الناتجة من التفاعل ، فنبدأ بالوزن O في طرف المواد الداخلة في التفاعل لا يساوي عدد ذرات الرمز O عدد ذرات الرمز
في طرف المواد الداخلة في التفاعل يساوي 2 إذاً نكتب العدد 2 قبل رمز العنصر الأول في المواد الناتجة من التفاعل O لأن الرمز
الموجودة في طرف المواد Mg الموجودة في طرف المواد الداخلة في التفاعل لايساوي عدد ذرات الرمز Mg الآن أصبح عدد ذرات الرمز
Mg أصبحت 2 في طرف المواد الناتجة في التفاعل ، فيجب علينا وضع العدد 2 قبل الرمز Mg الناتجة من التفاعل ، لأننا نجد أن عدد ذرات الرمز
الموجود في طرف المواد الداخلة في التفاعل
وفي النهاية تصبح المعادلة كالتالي
2Mg + O2 2MgO
O2 = ملاحظة مهمة : أغلب الغازات تكتب جزيء به ذرتين في الصيغ الكيميائية مثال : الأكسجين

Mg = ملاحظة مهمة : أغلب الفلزات تكتب ذرة واحدة في الصيغ الكيميائية مثال : المغنسيوم


ب - اتحاد عنصر مع مركب
هنا يتحد العنصر مع المركب ليكونان مركب جديد ، وهنا وضعت معادلة لتفاعل أكسيد النيتريك مع أكسجين الهواء الجوي
المعادلة قبل الوزن
NO + O2 NO2
المعادلة بعد الوزن
2NO + O2 2NO2

ج - اتحاد مركب مع مركب
- في اتحاد مركب مع مركب ينتج لنا مركب جديد كما في المعادلات التالية - الموزونة
اتحاد الماء مع العناصر اللافلزية لتكوين الأحماض
SO3 + H2O H2SO4
اتحاد الماء مع العناصر الفلزية لتكوين القلويات
CaO + H2O Ca(OH)2

: معلومة إضافية مع تجربة بسيطة
تستطيع تمييز الأحماض عن القلويات باختبارها مستخدماً ورقتان تباع الشمس واحدة لونها زرقاء والأخرى حمراء ، فتضع المركب الأول على ورقة تباع الشمس الزرقاء ، فإذا أصبحت حمراء فهذا المركب من الأحماض ، ثم تضع المركب الثاني على ورقة تباع الشمس الحمراء ، فإذا أصبحت زرقاء فهذا المركب من القلويات إذا نستنتج أن الأحماض تحمر ورقة تباع الشمس الزرقاء ، والقلويات تزرق ورقة تباع الشمس الحمراء


لا يقتصر اتحاد المركبات على الأحماض والقواعد بل يمتد إلى العناصر الأخرى مثل المعادلة التالية
Na2O + H2O 2NaOH

H2O
منقول
_________________