Transcript Télécharger
تتبع تحول كيميائي
Suivi d’une transformation chimique
.Iالتحول الكيميائي – التفاعل الكيميائي
.1التحول الكيميائي
يحدث تحول لمجموعة األنواع الكيميائية "المجموعة الكيميائية" حين تختفي أنواع كيميائية "المتفاعالت"
وتظهر أنواع كيميائية جديدة "النواتج".
الحالة البدئية :حالة المجموعة قبل انطالق التحول.
الحالة النهائية :حالة المجموعة عند انتهاء التحول.
التفاعل الكيميائي
.2
التفاعل الكيميائي هو نمذجة مبسطة للتحول الكيميائي ,ويتم التعبير عنه بمعادلة التفاعل.
مثال:
معادلة التفاعل:
)Mg2+(aq) + H2(g
)2H+(aq) + Mg(s
.IIتطور كميات مادة األنواع الكيميائية أثناء تحول كيميائي
.1تقدم التفاعل – الجدول الوصفي للتفاعل
للتعرف على حالة مجموعة كيميائية خالل تطورها نستعمل مقدارا نرمز إليه ب ,xيسمى تقدم
التفاعل ,وحدته هي.(mol) :
تتبع تحول كيميائي
لوصف تطور مجموعة كيميائية نقوم بانجاز الجدول الوصفي.
)Mg(s) + 2H+(aq
)Mg2+(aq) + H2(g
معادلة التفاعل
كميات مادة المتفاعالت والنواتج
حالة التفاعل تقدم التفاعل
)ni(Mg
)ni(H+
0
0
x=0
الحالة البدئية
ni(Mg) - x
ni(H+) - 2x
x
x
x
أثناء التفاعل
.2
المتفاعل المحد والمتفاعل الوفير
نسمي المتفاعل المحد ,المتفاعل الذي يختفي كليا في الحالة النهائية .والمتفاعل الوفير المتبقي عند
نهاية التحول.
.3
التقدم األقصى وحصيلة المادة
التقدم األقصى xmaxللتفاعل هو قيمة تقدم التفاعل xعند اختفاء المتفاعل المحد.
ni(Mg) = 2 mol
;
ni(H+) = 2 mol
)Mg(s
)+ 2H+(aq
Mg2+(aq) +
)H2(g
معادلة التفاعل
كميات مادة المتفاعالت والنواتج
حالة التفاعل تقدم التفاعل
2 mol
2 mol
0
0
x=0
الحالة البدئية
2-x
2 - 2x
x
x
x
أثناء التفاعل
2 – xmax
2 - 2xmax
xmax
xmax
xmax
الحالة النهائية
تتبع تحول كيميائي
هناك حالتان ممكنتان:
nf(H+) = -2 mol
xmax = 2 mol
المتفاعل المحد هو nf(Mg) = 0 :Mg
وهذا غير ممكن.
nf(Mg) = 1 mol
xmax = 1 mol
المتفاعل المحد هو nf(H+) = 0 :H+
إذن المتفاعل المحد هو.H+ :
ومنه نحدد كمية مادة المتفاعالت 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 المعامالت التناسبية بالنسبة لكميات مادة المتفاعالت فإنه عند نهاية التفاعل تختفي كل
المتفاعالت ,فال يكون هناك متفاعل محد ,ويسمى خليطا ستوكيومتريا.
مثال:
Mg2+ + H2
Mg + 2H+
نشاط :1دراسة تحول كيميائي يتكون خالله ناتج غازي.
قبل إضافة هيدروجينوكربونات الصوديوم نقرأ الضغط .p1 = 1 atm
بعد توقف التفاعل نقرأ قيمة الضغط الجديد .p2 = 1.64 atm
CH3CO2Na + CO2 + H2O .1
CH3CO2H + NaHCO3
.2في الحالة البدئية الغاز المحجوز داخل القارورة هو الهواء ,وباعتباره غازا كامال نكتب①p1(V –v) = nairRT:
في الحالة النهائية يضاف إلى الهواء غاز CO2المتكون فنكتب②p2(V – v) = (nair + n(CO2)) RT :
من ① و ② نستنتج(p2 – p1)(V _ v) = n(CO2)RT :
وبالتالي:
تتبع تحول كيميائي
.3كمية مادة مسحوق هيدروجينوكربونات الصوديوم في الحالة البدئية هي:
كمية مادة محلول حمض االيثانويك في الحلة البدئية هي:
.4
CH3CO2H + NaHCO3
CH3CO2Na + CO2 + H2O
معادلة التفاعل
كميات مادة المتفاعالت والنواتج
حالة التفاعل تقدم التفاعل
0.05 mol
0.012 mol
0
0
وفير
x=0
الحالة البدئية
0.05 - x
0.012 - x
x
x
وفير
x
أثناء التفاعل
0.05 – xmax 0.012 – xmax
xmax
xmax
وفير
xmax
الحالة النهائية
nf(NaHCO3) = 0 mol
.5لنفترض أن المتفاعل المحد هو هيدروجينوكربونات الصوديوم:
nf(CH3CO2H) = 0.038 molإذن المتفاعل المحد هو.NaHCO3 :
xmax = 0.012 mol
; nf(CH3CO2H) = 0.038 mol
; nf(NaHCO3) = 0 mol
ومنه نحدد حصيلة المادة:
nf(CH3CO2Na) = nf(CO2) =0.012 mol
.IIIحالة المتفاعالت الكيميائية التي تنتج غازات
.1توقع الحجم النهائي لغاز ينتج عن تحول كيميائي عند T = cteو p = cte
نعتبر التفاعل بين فلز الزنك ومحلول حمض الكلوريدريك حيث يتكون غاز ثنائي الهيدروجين وفق
)Zn(s) + 2H+(aq
)Zn2+(aq) + H2(g
المعادلة:
نعتبر الخليط البدئي التالي ; V = 20 mL m(Zn) = 0.11 g :من HClمع .C = 5 mol/L-1
.1ارسم التركيب التجريبي الذي يمكن من قياس حجم H2المنبعث.
.2حدد نظريا حصيلة المادة للتفاعل.
.3توقع الحجم النهائي للغاز المنبعث في شروط التفاعل.
تتبع تحول كيميائي
.1
.2
معادلة التفاعل
حالة التفاعل تقدم التفاعل
x=0
الحالة البدئية
x
أثناء التفاعل
xmax
الحالة النهائية
كميات المادة البدئية هي:
)H2(g
0
x
xmax
+
)2H+(aq
Zn2+(aq) +
كميات مادة المتفاعالت والنواتج
)ni(Zn
))ni(H+(aq
0
ni(Zn) - x
ni(H+(aq)) - 2x
x
– )ni(Zn
ni(H+(aq)) - 2xmax
xmax
xmax .
و
)Zn(s
لنفترض أن المتفاعل المحد هو فلز الزنكnf(Zn) = 0 mol :
nf(H+(aq)) = 0.097 molإذن المتفاعل المحد هو.Zn :
; nf(H+(aq)) = 0.097 mol
;
nf(Zn) = 0 mol
ومنه نحدد حصيلة المادة:
nf(Zn2+(aq)) = nf(H2) =1.7 10-3 mol
xmax = 1.7 10-3 mol
تتبع تحول كيميائي
.3أنجزت التجربة في الشروط التجريبية التالية.T = 293°K = cte ; p = 1.02 105 Pa = cte :
pV(H2) = xmRT
باعتبار أن ) H2(gغاز كامل نكتبpV(H2) = nf(H2)RT :
وبالتالي:
.2
توقع الضغط النهائي لغاز ينتج عن تحول كيميائي عند T = cteو V = cte
كمية مادة غاز CO2المنبعثة خالل تجربة النشاط 1هي.n(CO2) = 1.2 10-2 mol :
.1توقع ضغط الغاز في الشروط التالية:
درجة حرارة الغاز هي درجة الحرارة العادية .t = 20°C
الغاز محصور في القنينة دون وجود الهواء.
.1باعتبار أن ) CO2(gغاز كامل نكتب:
وبالتالي:
pf(CO2)(V – v)= nf(CO2) (t + 273.15)R