انواع التفاعلات الكيميائية :~

عدد المساهمات : 4 تاريخ التسجيل : 21/12/2011

- تفاعلات الاتحاد أو الضم
حاول أن تجد الصفة المشتركة في المعادلات الكيميائية التالية:

C(S) + O2(g) ―――→ CO2(g)

2Na(s) + Cl2(g) ―――→ 2NaCl(s)

2Mg(s) +O2(g) ―――→ 2MgO(s)

CO2(g) + MgO(s) ―――→ MgCO3(s)

N2O5(g) + H2O(l) ―――→ 2HNO3(aq)

BAO(s)+ H2O(l) ―――→ BA(OH)2(aq)

الملاحظة التي يمكن أن نلاحظها، هي أن كل التفاعلات السابقة تتم بين مادتين لتنتج مادة واحدة أي من الشكل:

A + B ―――→ AB

تفاعل الإتحاد:

تفاعل يتم بين مادتين أو أكثر لتكوين مادة واحدة جديدة.

وكذلك من التفاعلات البسيطة التي نعرفها ونشاهد آثارها صدأ الحديد، وهذا التفاعل يتم بين الحديد والهواء الرطب ( يحتوي الهواء على الأوكسجين وبخار الماء وهما اللذان يتفاعلان مع الحديد وينتج عن هذا التفاعل صدأ الحديد )، ويمكن أن نمثل الأمر بطريقة بسيطة كما يلي:

صدأ الحديد →―― حديد + هواء + ( أوكسجين + بخار الماء)

مثال:
تفاعل الألمنيوم مع اليود ينتج:

2Al + 3I2 ―→ 2AlI3

وهذا التفاعل يتم بمزج كمية من الألمنيوم مع اليود في صحن من الخزف، ثم نشعل شريط من المغنزيوم حتى يحدث التفاعل بين اليود و الألمنيوم، ونلاحظ أن التفاعل شديد
وكذلك عند وضع بضع قطرات من حمض الكلور الماء وبضع قطرات من محلول النشادر صيغته (NH3) في أنبوب اختبار يتفاعلان معاً وينتج عن التفاعل ملح كلوريد الأمونيوم على شكل ضباب .
تتشابه الأمثلة السابقة في أن مجموعة المواد المتفاعلة في كل حالة منها تؤدي إلى إنتاج مادة واحدة فقط .
تدعى التغيرات الكيميائية التي تتجمع فيها مجموعة من المواد مؤدية إلى ظهور مادة واحدة باسم تفاعلات الاتحاد( المباشر) أو تفاعلات الضم.
كما أن تفاعلات الاتحاد تنقسم إلى :
أ - اتحاد عنصر مع عنصر
هنا يتحد عنصر مع عنصر آخر ليكونان مركب ، فمثلاً هنا وضعنا معادلة لتفاعل المغنزيوم مع الأكسجين وفق المعادلة الكيميائية التالية:

Mg + O2 ――Δ―→ MgO

وفي النهاية تصبح المعادلة كالتالي:

2Mg + O2 ――Δ→ 2MgO

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 ثم الموازنة

NO + O ――Δ―→ NO2

2NO + O2 ――Δ―→ 2 NO2

تجربة:

لنضع مزيج من غاز الكلور مع غاز الإيثيلين بحجوم متساوية في مخبار مدرج، منكس في حوض يحوي ماء مالح كما في الشكل التالي:

نعرض المزيج للضوء ( ضوء الشمس مثلا)، نلاحظ تشكل قطرات زيتية على جدران المخبار، تتمثل في ثاني كلور الايثان C2H4Cl2 وفق المعادلة الكيميائية التالية:

C2H4 + Cl2 ―――→ C2H4Cl2

نلاحظ من معادلة التفاعل أن جزئ الكلور انضم إلى جزئ الايثيلين مشكلا جزيئا واحدا، أي التفاعل من نوع تفاعلات الضم أو الاتحاد
ج - اتحاد مركب مع مركب
مركب ينتج لنا مركب جديد كما في المعادلات التالية:
- اتحاد الماء مع العناصر اللافلزية لتكوين الأحماض:

SO3 + H2O ―――→ H2SO4

- اتحاد الماء مع العناصر الفلزية لتكوين القلويات

CaO + H2O ―――→ CaO(OH)2

2- تفاعلات التفكك أو التحلل
في هذه الحالة يتم التفاعل بأخذ مادة نقية واحدة و ينتج منها مادتين أو أكثر

A ―――→ B + C

فيها تتحلل مادة واحدة لإعطاء عدة مواد، يسمى مثل هذا النوع من التفاعلات
( تفاعل التفكك أو تفاعل التحلل) .
مثل:
انحلال الماء بإمرار تيار كهربائي في وسط معين

2H2O ―――→ 2H2 + O2

تجربة:
نضع كحول إيثيلي في حوجلة تتحمل الحرارة مغلقة و متصلة بأنبوب،

يسخن الكحول الايثيلي ويمرر في وسط يحوي الألومين لوسيط مسخن لدرجة 400°م ، فنلاحظ تشكل مادتين هما ثنائي ايثيل ايثر أوكسيد مع الماء كما في التفاعل .

Al2O3

C2H5OH ―――→ C2H5-O-C2H5+H2O
400 م° -300 م°

د
3 - تفاعلات التبادل
تأمل التغيرات الكيميائية التالية:

- لماذا لا تعتبر التفاعلات الثلاثة المعطاة أعلاه من نوع الإتحاد المباشر؟
- لماذا لا تعتبر التفاعلات الثلاثة المعطاة من نوع تفاعلات التفكك؟
إذن هنا نجد نوعاً جديداً من التفاعلات الكيميائية يختلف عن النوعين السابقين، لاحظ المواد المتفاعلة في كل منها، إنهما مادتان واحدة منهما عنصر والثانية مركب ، وينطبق الأمر نفسه على النواتج

Mg(aq) + HCl(aq) ――→ MgCl2(aq) + H2(g) + طاقة

لنعد إلى المعادلتين:

Mg(aq) + HCl(aq) ―――→ MgCl2(aq) + H2(g)

Zn(s) + CuSO4(aq) ―――→ ZnSO4(aq) + Cu(s)

تجد أننا استعملنا هذين المثالين مختصراً جديداً هو ( aq ) مثلاً ZnSO4aq و HClaq، ولابد أنك تذكر أن الحرف ( g ) يعني أن المادة غازية ، وأن الحرف ( l ) يعني أن المادة سائلة ، أما الحرف ( s ) فيدل على الحالة الصلبة. فما معنى المختصر ( aq ) ?
عندما نذيب مادة مثل الملح أو السكر أوغيرها في الماء ، تتبعثر جزيئاتها في المحلول مكونة روابط مع جزيئات الماء، نستعمل المختصر (aq) للدلالة على هذا الارتباط بين جزيئات المادة المذابة في الماء وبين جزيئات الماء نفسه، وهذان الحرفان(aq) هما الحرفان الأولان من كلمة aqueous وتعني مائي، أما أصل الكلمة فهو من اللاتينية aqua( تلفظ أكوا ) وتعني الماء ( بالإنجليزية water).
تجربة
إذا أمررنا غاز الكلور في البنزين المحلول فيه كمية قليلة من اليود كعامل مساعد في التفاعل يحدث التفاعل التالي:

بنزين + غاز الكلور ―――← كلور الفينيل + كلور الهيدروجين

وإذا استمر التفاعل نحصل على ثنائي كلور الفينيل، الذي هو عبارة عن مماكبات للمركبات التالية
- بارا ثنائي كلور الفينيل
- ميتا ثنائي كلور الفينيل
- أورتو ثنائي كلور الفينيل
هذا إن التفاعل يمكن أن يستمر سيره، حتى نحصل على سداسي كلور البنزين.

4 - تفاعلات الأكسدة و الإرجاع
4 - 1 - أمثلة عن تفاعلات الأكسدة و الإرجاع
تجربة1:
يحترق المغنزيوم في الأكسجين بلهب شديد و ساطع، و يتشكل دخان أبيض من أكسيد المغنزيومMgO وفق التفاعل الكيميائي التالي:

2Mg + O2 ―――→ 2MgO

حيث فقدت ذرة المغنزيوم إلكترونين متحولة بذلك إلى شاردة ++Mg بينما اكتسبت ذرة الأكسجين في جزيء O2 هذين الالكترونين، وتحولت بذلك إلى شاردة O-2 كما توضحه المعادلتان النصفيتان التاليتان:

2Mg ―――→ Mg+2 + 2é

O2 + 4é ―――→ 2O-2

فقدان الالكترونات من قبل المغنزيوم عي أكسدة ، و نقول أن المغنزيوم قد تأكسد، و بذلك نسميه جسما مرجعا بينما نقول عن الأكسجين أنه أرجع و نسميه جسما مؤكسدا
تجربة 2:

عندما يتفاعل حمض كلور الماء مع التوتياء ينتج غاز الهيدروجين و شوارد الزنك Zn+2 كما في التجربة التالية:

ثبتت شاردتا الهيدرونيوم إلكترونين و شكلتا جزيء هيدروجين، كما في المعادلتين النصفيتين التاليتين:

2H+ + 2é ―――→ H2

2H3O+ + 2é ―――→ 2H2O + H2

تفقد ذرة التوتياء إلكترونين لتشكيل شاردة 2+Zn
ففي هذا التفاعل الكيميائي تم إرجاع شوارد +H3O من جهة، و أكسدة التوتياء من جهة أخرى، كما توضحه المعادلتان النصفيتان التاليتان:

2H3O+ + 2é ――→ 2H2O + H2 إرجاع

مؤكسد

Zn ―→ Zn+2 + 2é أكسدة

مرجع

تبين المعادلتان إنتقال الإلكترونات من التوتياء إلى شوارد الهيدرونيوم، كما تبينه المعادلة الإجمالية التالية:

Zn + 2H3O+ ―――→ Zn + H2 + 2H2O

عموما فإن شوارد الهيدرونيوم تؤكسد المعادن الأكثر كهرجابية من الهيدروجين مثل الألمنيوم و الحديد و الرصاص، و لكنها لا تؤكسد النحاس والزئبق باعتبارهما أقل كهرجابية من الهيدروجين
تجربة 3:
نغمس صفيحة من التوتياء في محلول كبريتات النحاس الأزرق اللون لاحتوائه على شوارد النحاس المميهة . يلاحظ بعد مدة زمنية كافية تشكل راسب أحمر من النحاس على صفيحة التوتياء، في حين يزول اللون الأزرق للمحلول كما تبينه التجربة التالية:

مثال:

نسكب كمية من البروم في بيشر يحوي فوسفور الأحمر (كما في الشكل) يحدث تفاعل أكسدة و إرجاع ناشرة طاقة كبيرة و خطيرة

4 - 2 - تفاعلات الأكسدة الإرجاعية في محلول مائي:

إرجاع شاردة فوق المنغنات بالشاردة Fe+2 كما في التجربة التالية:

حيث تؤكسد شوارد الحديد الثنائي Fe+2 إلى شوارد حديد ثلاثي بواسطة الشوارد MnO4- في وسط حمضي. وفق التفاعل الكيميائي بين MnO4- ، Fe+2 و فق المعادلتين النصفيتين التاليتين:

Fe+3 + é ←――→ Fe+2

MnO-4 + 8H2O + 5é ←―→ Mn+2 + 12H2O

عند أكسدة الشوارد Fe+2 و إرجاع الشوارد MnO4- يكتسب المؤكسد خمسة إلكترونات، ومنه يجب أن يتخلى المرجع عن خمسة إلكترون، و منه التفاعل الكيميائي الإجمالي للأكسدة الإرجاعية.

MnO-4 + 5Fe+2 + 8H3O+ ――→ Mn+2 + 5Fe+3 + 12H2O.

.تحياتي ;* ربى عون

» التفاعلات الكيميائية
» التفاعلات والمعادلات الكيميائية
» الذرة الكيميائية