المواضيع:
- عام
- معادلة التفاعل C وO2
- معادلة التفاعل H2 وO2
عموما:
تشرح هذه الصفحة كيفية جعل معادلات التفاعل صحيحة. معادلة التفاعل هي صيغة يتم فيها إدخال المواد قبل الاحتراق وبعده (على سبيل المثال C وO2). وبعد الاحتراق، ستتشكل هذه المواد على شكل ثاني أكسيد الكربون.
يتم بعد ذلك استخدام معادلة التفاعل لتحديد عدد كيلوغرامات الهواء اللازمة لحرق كيلوغرام واحد من المادة المعنية.
معادلة التفاعل C وO2:
معادلة التفاعل لـ C و O2 مبينة أدناه. وفيما يلي نوضح كيفية إكمال هذه المعادلة.
سنبدأ من السطر العلوي. في المعادلة، توجد ذرة الكربون (C) مع ذرات الأكسجين (O2) على الجانب الأيسر من السهم. يجب حرق هذه المواد. يوضح السهم العلاقة بين المواد بعد الاحتراق. توضح المعادلة الآن أن ذرة كربون واحدة وذرتي أكسجين معًا تشكل ثاني أكسيد الكربون (CO2).
بالنسبة للخطوة التالية، من المهم تحديد الكتل الذرية لـ C وO2. كل نظير لعنصر كيميائي له كتلة ذرية مختلفة، والتي يتم التعبير عنها بالجرام لكل مول. يتم إعطاء الكتل الذرية للكربون والأكسجين:
ج = 12 جم / مول
O = 16 جم / مول
أولاً، معادلة التفاعل لاحتراق C وO2 معطاة:
ثم يتم ملاحظة الكتل الذرية. يتم وضع 12 تحت C وتحت O2 (16×2)، لأن O2 يتكون من ذرتين من الأكسجين، وزن كل منهما 16 جرامًا لكل مول.
على الجانب الأيمن من السهم تتم إضافة ذرة C إلى ذرات الأكسجين. وهذا يساوي 44. في الخطوة التالية، يتم حساب عدد كيلوجرامات الأكسجين اللازمة لحرق كيلوجرام واحد من الكربون. نقوم بذلك عن طريق قسمة المعادلة بأكملها على 12.
وبعد القسمة على 12 تبقى الأعداد التالية:
الآن يقول في الواقع:
نريدها بالكيلو جرام وليس بالجرام لكل مول. من حيث المبدأ، يمكنك فقط استبدال g/mol بالكيلو جرام، لأنه يمكنك رؤيتها كنسب.
مثال:
يجب إضافة 10 لتر من عامل التنظيف إلى 1 لترات من الماء. (عُشر عامل التنظيف لكل لتر من الماء.) وهذا يعني أنه يجب أيضًا إضافة 10 هكتوليتر من هذا العامل لكل 1 هكتوليتر من الماء. أو 10 سنتيلتر من الماء و1 سنتيلتر من عامل التنظيف، ولكن بعد ذلك سيتعين عليك خلط هذا 100 مرة متتالية للحصول على 10 لترات من الماء لكل 1 لتر من عامل التنظيف. النسب تبقى كما هي.
الاستنتاج هو أنه يمكن تبادل الجرام لكل مول والكيلوجرام، طالما لم تظهر كميات أخرى في الصيغة!
توضح المعادلة الآن أن هناك حاجة إلى 2,67 كجم من O2 لحرق 1 كجم من C. وينتج عن ذلك 3,67 كجم من ثاني أكسيد الكربون. يمكنك بسهولة التحقق مما إذا كان هناك خطأ في الحساب من خلال مقارنة الأرقام الموجودة على يسار ويمين السهم. إن إضافة الأرقام إلى يسار السهم يعطيك 2، وكذلك الرقم الموجود على يمين السهم، لذا فقد تم ذلك بشكل جيد. ومن المفيد أن تفحص نفسك بهذه الطريقة، خاصة مع معادلات التفاعل الطويلة.
معادلة التفاعل H2 و O2:
قمنا بإعداد معادلة التفاعل لـ H2 وO2 كما فعلنا أعلاه مع CO وO2. إن جعل معادلة التفاعل صحيحة أصبح الآن مختلفًا بعض الشيء.
نبدأ من جديد في البداية؛ بعد الاحتراق، سيتم تشكيل H2 وO2 إلى H2O، ولكن هنا تظهر المشكلة الأولى:
إذا أضفت H2 وO2 معًا، فستحصل على H2O2. هذا ليس ماء، بل بيروكسيد الهيدروجين. وهذا ليس القصد بالطبع. هذه هي النقطة التي يجب أن تصحح فيها معادلة التفاعل، لأن H2O يجب أن يتشكل في النهاية. ما يجب فعله الآن هو مضاعفة عدد ذرات الهيدروجين. نقوم بهذا على النحو التالي. الآن، بوضع 2 أمام H2، يصبح لديك (2xH2) = 4 ذرات هيدروجين.
وينطبق الشيء نفسه على الجانب الأيمن من السهم، ولكن الآن يتم ضرب O أيضًا بـ 2. لأنه ينطبق ما يلي:
2H2O = 2(H2O) = 2xH2 و2xO2.
والآن لديك ذرتا الأكسجين مرة أخرى، بما في ذلك 4 ذرات هيدروجين فقط. لذا ترى أنه لا يمكنك ببساطة إضافة الذرات معًا، لأنه بعد ذلك يتم إنشاء مركب كيميائي من بيروكسيد الهيدروجين بدلاً من الماء.
والخطوة التالية هي حساب الكتل الذرية. بالنسبة للخطوة التالية، من المهم تحديد الكتل الذرية لـ H وO2. يتم إعطاء الكتل الذرية للكربون والأكسجين:
ح = 1 جم / مول
O = 16 جم / مول
يستغرق الأمر الآن 32 كجم من O2 لحرق 4 كجم من H2. بعد الاحتراق يتكون 36 كجم من H2O. من خلال قسمة المعادلة بأكملها على 4، يمكن تحديد عدد كجم من O2 اللازمة لحرق 1 كجم من H2:
في النهاية يصبح:
لذلك، لحرق 1 كجم من الهيدروجين، هناك حاجة إلى 8 كجم من الأكسجين.
