Suivi d’une transformation chimique
-
1. التحول الكيميائي – التفاعل الكيميائي
-
1.1. التحول الكيميائي
يحدث تحول لمجموعة الأنواع الكيميائية "المجموعة الكيميائية" حين تختفي أنواع كيميائية "المتفاعلات" وتظهر أنواع كيميائية جديدة "النواتج".
* الحالة البدئية : حالة المجموعة قبل انطلاق التحول.
* الحالة النهائية : حالة المجموعة عند انتهاء التحول.
-
1.2. التفاعل الكيميائي
التفاعل الكيميائي هو نمذجة مبسطة للتحول الكيميائي, ويتم التعبير عنه بمعادلة التفاعل .
مثال:
معادلة التفاعل: 2H+(aq)+ Mg(s)
Mg2+(aq)+ H2(g)
-
-
2. تطور كميات مادة الأنواع الكيميائية أثناء تحول كيميائي
-
2.1. تقدم التفاعل – الجدول الوصفي للتفاعل
للتعرف على حالة مجموعة كيميائية خلال تطورها نستعمل مقدارا نرمز إليه ب x , يسمى تقدم التفاعل , وحدته هي: (mol).
لوصف تطور مجموعة كيميائية نقوم بانجاز الجدول الوصفي :
معادلة التفاعل
Mg(s)+ 2H+(aq)
Mg2+(aq)+ H2(g)حالة التفاعل
تقدم التفاعل
كميات مادة المتفاعلات والنواتج
الحالة البدئية
x = 0
0
0
ni(H+)
ni(Mg)
أثناء التفاعل
x
x
x
ni(H+) - 2x
ni(Mg) - x
-
2.2. المتفاعل المحد والمتفاعل الوفير
نسمي المتفاعل المحد, المتفاعل الذي يختفي كليا في الحالة النهائية. والمتفاعل الوفيرالمتبقي عند نهاية التحول.
-
2.3. التقدم الأقصى وحصيلة المادة
التقدم الأقصى xmax للتفاعل هو قيمة تقدم التفاعل x عند اختفاء المتفاعل المحد.
مثال:
ni(Mg) = 2 mol ; ni(H+) = 2 mol
معادلة التفاعل Mg(s)+ 2H+(aq) 
Mg2+(aq)+ H2(g)
حالة التفاعل
تقدم التفاعل
كميات مادة المتفاعلات والنواتج
الحالة البدئية
x = 0
0
0
2 mol
2 mol
أثناء التفاعل
x
x
x
2 - 2x
2 - x
الحالة النهائية
xmax
xmax
xmax
2 - 2xmax
2 – xmax
هناك حالتان ممكنتان:
* المتفاعل المحد هو Mg إذن: nf(Mg) = 0 إذن xmax= 2 mol و nf(H+) = -2 mol وهذا غير ممكن.
* المتفاعل المحد هو H+ إذن: nf(H+) = 0 إذن xmax= 1 mol و nf(Mg) = 1 mol إذن المتفاعل المحد هو: H+.
ومنه نحدد كمية مادة المتفاعلات والنواتج في الحالة النهائية أي حصيلة المادة:
nf(Mg) = 1 mol ; nf(H+) = 0 ; nf(Mg2+) = 1mol ; nf(H2) = 1 mol
ملحوظة:
إذا تم احترام نسب المعاملات التناسبية بالنسبة لكميات مادة المتفاعلات فإنه عند نهاية التفاعل تختفي كل المتفاعلات, فلا يكون هناك متفاعل محد, ويسمى خليطا ستوكيومتريا.
مثال:
Mg + 2H+
Mg2++ H2
-
-
3. حالة المتفاعلات الكيميائية التي تنتج غازات
-
3.1. توقع الحجم النهائي لغاز ينتج عن تحول كيميائي عند T = cte و P = cte
نعتبر التفاعل بين فلز الزنك ومحلول حمض الكلوريدريك حيث يتكون غاز ثنائي الهيدروجين وفق المعادلة:
Zn(s)+ 2H+(aq)
Zn2+(aq)+ H2(g)نعتبر الخليط البدئي التالي: m(Zn) = 0.11 g; V = 20 mL من HCl مع C = 5 mol/L-1 .
1- ارسم التركيب التجريبي الذي يمكن من قياس حجم H2 المنبعث.
2- حدد نظريا حصيلة المادة للتفاعل.
3- توقع الحجم النهائي للغاز المنبعث في شروط التفاعل.
-
3.2. توقع الضغط النهائي لغاز ينتج عن تحول كيميائي عند T = cte و V = cte
كمية مادة غاز CO2 المنبعثة خلال تجربة النشاط 1 هي: n(CO2) = 1.2 10-2mol .
1- توقع ضغط الغاز في الشروط التالية:
* درجة حرارة الغاز هي درجة الحرارة العادية t = 20°C .
* الغاز محصور في القنينة دون وجود الهواء.
-