مدرستي
Sciences physiques et technologie

المادة وتحولاتها (ب): التحولات الكيميائية في المحاليل الشاردية التفاعلات الكيميائية في المحاليل الشاردية

تفاعلات حمض كلور الماء مع المعادن والمركبات الشاردية — أمثلة

🔊 La maîtresse lit pour toi
نسكب المحلول نفسه — حمض كلور الماء — على أربعة معادن. الحديد والزنك والألومنيوم تنطلق منها فقاعات فورا، أمّا النحاس فيبقى في قعر الأنبوب لامعا كما هو. وقطعة الطباشير في الحمض نفسه تعطي غازا آخر، يعكّر رائق الكلس. ما هي نواتج كلّ تفاعل من هذه التفاعلات، وكيف نكتب معادلته بصيغه الثلاث؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • التعرّف على المعادن التي تتفاعل مع حمض كلور الماء وتلك التي لا تتفاعل معه
  • كتابة معادلة تفاعل معدن مع حمض كلور الماء بالصيغة الجزيئية والشاردية والمختصرة
  • الكشف عن ثنائي أكسيد الكربون المنطلق عند تفاعل الحمض مع كربونات الكالسيوم
  • التحقّق من انحفاظ المادّة والشحنة في كلّ معادلة قبل اعتمادها
  • معرفة الكتابتين المقبولتين لشاردة ما، وكتابتَي شاردة الهيدروجين في المحلول
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • أنّ حمض كلور الماء في الماء يعطي شاردة الهيدروجين وشاردة الكلور
  • موازنة معادلة كيميائية بوضع معاملات على يسار الصيغ
  • حذف الأفراد المتفرّجة للحصول على المعادلة المختصرة

تفاعل حمض كلور الماء مع معدن الحديد

رأينا أنّ الحديد في هذا الحمض يعطي غاز الهيدروجين وكلور الحديد الثنائي. نكتب المعادلة أوّلا بالصيغة الجزيئية، وهي أقصر الصيغ:

المعادلة بالصيغة الجزيئية
Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl₂(aq) + H₂(g)

خلال التفاعل الكيميائي تبقى الكتلة محفوظة، لذلك وجب وضع المعامل اثنين أمام الحمض حتى يستقيم عدد ذرّات الهيدروجين والكلور في الطرفين.

ثمّ نكتبها بالصيغة الشاردية، فنُظهر الشوارد الموجودة فعلا في المحلول:

المعادلة بالصيغة الشاردية
Fe(s) + (2H⁺ + 2Cl⁻)(aq) → H₂(g) + (Fe²⁺ + 2Cl⁻)(aq)

وخلال التفاعل الكيميائي تبقى الشحنة محفوظة أيضا: مجموع الشحنات الكهربائية قبل التفاعل يساوي مجموعها بعده. وهنا شوارد الكلور لم تشارك في التفاعل، فنحذفها من الطرفين.

المعادلة المختصرة
Fe(s) + 2H⁺(aq) → Fe²⁺(aq) + H₂(g)
مثال 1: تفاعل حمض كلور الماء مع معدن الزنك

نضع قطعة من الزنك في محلول حمض كلور الماء، فينطلق غاز الهيدروجين ويتشكّل كلور الزنك.

🎯المطلوب: اكتب معادلة هذا التفاعل بالصيغ الثلاث، وتحقّق من انحفاظ الشحنة.

🔹الخطوة 1: بالصيغة الجزيئية

شاردة الزنك ثنائية مثل شاردة الحديد، فالمعاملات هي المعاملات نفسها.

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)
🔹الخطوة 2: بالصيغة الشاردية

نُظهر الشوارد الموجودة في المحلول قبل التفاعل وبعده.

Zn(s) + (2H⁺ + 2Cl⁻)(aq) → H₂(g) + (Zn²⁺ + 2Cl⁻)(aq)
🔹الخطوة 3: التحقّق من انحفاظ الشحنة

نجمع الشحنات في كلّ طرف: شحنتان موجبتان وشحنتان سالبتان قبل التفاعل، ومثلهما بعده.

(+2) + (−2) = (+2) + (−2)
✅النّتيجة

شوارد الكلور متفرّجة: نحذفها من الطرفين.

Zn(s) + 2H⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + H₂(g)
مثال 2: تفاعل حمض كلور الماء مع معدن الألومنيوم

نضع قطعة من الألومنيوم في محلول حمض كلور الماء، فينطلق غاز الهيدروجين ويتشكّل كلور الألومنيوم. وشاردة الألومنيوم هنا ثلاثية، لا ثنائية.

🎯المطلوب: اكتب معادلة هذا التفاعل بالصيغ الثلاث، وبيّن من أين جاءت معاملاتها.

🔹الخطوة 1: بالصيغة الجزيئية

شاردة الألومنيوم تحمل ثلاث شحنات موجبة، فالمركّب فيه ثلاث شوارد كلور. ولموازنة الهيدروجين نحتاج ستّ ذرّات، أي ثلاثة جزيئات، فيلزم ستّة من الحمض وذرّتان من المعدن.

2Al(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl₃(aq) + 3H₂(g)
🔹الخطوة 2: بالصيغة الشاردية

نُظهر الشوارد: ستّ شوارد هيدروجين وستّ شوارد كلور قبل التفاعل.

2Al(s) + (6H⁺ + 6Cl⁻)(aq) → 3H₂(g) + (2Al³⁺ + 6Cl⁻)(aq)
🔹الخطوة 3: التحقّق من انحفاظ الشحنة

نتحقّق من الشحنة: ستّ موجبة وستّ سالبة قبل التفاعل، وشاردتا ألومنيوم بثلاث شحنات لكلّ منهما مقابل ستّ شوارد كلور بعده.

6 × (+1) = 2 × (+3)
✅النّتيجة

نحذف شوارد الكلور المتفرّجة من الطرفين.

2Al(s) + 6H⁺(aq) → 2Al³⁺(aq) + 3H₂(g)
لا تنقل معاملات الحديد إلى الألومنيوم. المعاملات تأتي من شحنة الشاردة: ثنائية عند الحديد والزنك، ثلاثية عند الألومنيوم — ومن هنا جاء الاختلاف كلّه.

أيّ المعادن يتفاعل، وأيّها لا يتفاعل؟

غياب الفقاعات عند النحاس ليس خطأ في التجربة: النحاس لا يتفاعل مع هذا الحمض
يتفاعل حمض كلور الماء مع بعض المعادن، كالحديد والزنك والألومنيوم، فيتشكّل كلور المعدن وينطلق غاز الهيدروجين. أمّا معدن النحاس فلا يتفاعل مع حمض كلور الماء.

ويمكن تلخيص ما يحدث في جملة واحدة تصلح للمعادن الثلاثة: معدن + حمض كلور الماء ← كلور المعدن + غاز الهيدروجين.

مقارنة المعادن الأربعة
المعدنشاردته في المحلولالناتج الصلب أو المنحلّالغاز المنطلق
الحديدثنائيةكلور الحديد الثنائيالهيدروجين
الزنكثنائيةكلور الزنكالهيدروجين
الألومنيومثلاثيةكلور الألومنيومالهيدروجين
النحاسلا يتفاعللا شيءلا شيء
الغاز واحد في كلّ الحالات؛ ما يتغيّر هو شحنة شاردة المعدن

📌التجربة: قطرات من الحمض على قطعة طباشير

🧭الهدف: التعرّف على ناتج تفاعل حمض كلور الماء مع جسم مركّب شاردي.

🧰الأدوات:

  • قطعة طباشير من كربونات الكالسيوم
  • محلول حمض كلور الماء
  • أنبوبا اختبار
  • سدادة وأنبوب توصيل
  • رائق الكلس

📌التجربة:

  1. نضع قطعة الطباشير في أنبوب اختبار ونسكب عليها قطرات من محلول حمض كلور الماء.
  2. نسدّ الأنبوب بسدادة يمرّ فيها أنبوب توصيل، وننزل طرفه في أنبوب ثانٍ فيه رائق الكلس.
  3. نتابع ما يحدث في الأنبوبين معا.

🔍الملاحظة: ينطلق غاز من الطباشير، وحين يصل إلى الأنبوب الثاني يعكّر رائق الكلس.

تعكّر رائق الكلس هو ما يسمّي الغاز: إنّه ثنائي أكسيد الكربون
الغاز المنطلق هو ثنائي أكسيد الكربون، وتعكّر رائق الكلس هو الكاشف الذي يسمّيه.
مثال 3: معادلة تفاعل كربونات الكالسيوم مع حمض كلور الماء

نواتج هذا التفاعل ثلاثة: كلور الكالسيوم، والماء، وغاز ثنائي أكسيد الكربون.

🎯المطلوب: اكتب معادلة هذا التفاعل بالصيغة الجزيئية ثمّ بالصيغة الشاردية.

🔹الخطوة 1: بالصيغة الجزيئية

نبدأ بالمعادلة اللفظية: كربونات الكالسيوم + حمض كلور الماء ← كلور الكالسيوم + ماء + ثنائي أكسيد الكربون. ثمّ نضعها بالرموز ونوازنها: ذرّتا هيدروجين وذرّتا كلور تفرضان المعامل اثنين أمام الحمض.

CaCO₃(s) + 2HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
🔹الخطوة 2: التحقّق من انحفاظ المادّة

نتحقّق من أعسر عنصر، وهو الأكسجين: ثلاث ذرّات في الكربونات من المتفاعلات، وذرّة في الماء وذرّتان في ثنائي أكسيد الكربون من النّواتج.

O : 3 = 1 + 2
✅النّتيجة

نُظهر الشوارد: الحمض شاردتان في المحلول، وكربونات الكالسيوم جسم مركّب شاردي صلب. ومجموع الشحنات معدوم في الطرفين، فالشحنة محفوظة.

(Ca²⁺ + CO₃²⁻)(s) + (2H⁺ + 2Cl⁻)(aq) → (Ca²⁺ + 2Cl⁻)(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
انتبه إلى الطرفين: شوارد الكلور موجودة قبل التفاعل وبعده في المحلول نفسِه، فهي متفرّجة. وشاردة الكالسيوم ليست متفرّجة: كانت في الجسم الصّلب ثمّ صارت في المحلول. أمّا شاردة الكربونات فقد اختفت فعلا، وهي التي أعطت الماء وثنائي أكسيد الكربون. ⟸ فالمعادلة المختصرة: ⁦CaCO₃(s) + 2H⁺(aq) → Ca²⁺(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)⁩

كيف تُكتب الشوارد؟

للشاردة الواحدة كتابتان مقبولتان، والفرق بينهما في الشكل لا في المعنى:

كتابتا شاردة الحديد الثنائي
Fe²⁺ = Fe⁺⁺
كتابتا شاردة الكبريتات
SO₄²⁻ = SO₄⁻⁻

وتُكتب شاردة الهيدروجين في المحلول الشاردي بإحدى طريقتين: إمّا شاردة الهيدروجين وحدها، وإمّا شاردة الهيدرونيوم، وهي الناتجة عن اتّحاد شاردة الهيدروجين مع جزيئات الماء، أي مع المذيب.

تشكّل شاردة الهيدرونيوم في الماء
H⁺ + H₂O → H₃O⁺
لا تتردّد أمام الكتابتين: إن رأيت شاردة الهيدرونيوم في تمرين فاقرأها شاردة هيدروجين اتّحدت بجزيء ماء. المعادلة نفسها والنتيجة نفسها.
✅الخلاصة
  • الحديد والزنك والألومنيوم تتفاعل مع حمض كلور الماء؛ والنحاس لا يتفاعل معه.
  • في كلّ هذه التفاعلات ينطلق غاز الهيدروجين ويتشكّل كلور المعدن.
  • معاملات المعادلة تأتي من شحنة شاردة المعدن: اثنان للحديد والزنك، ثلاثة للألومنيوم.
  • كربونات الكالسيوم مع الحمض تعطي كلور الكالسيوم وماء وثنائي أكسيد الكربون يعكّر رائق الكلس.
المصطلحات العلمية
العربيةfrançaisenglish
حمض كلور الماءAcide chlorhydriqueHydrochloric acid
معدنMétalMetal
كربونات الكالسيومCarbonate de calciumCalcium carbonate
انطلاق غازDégagement gazeuxGas release
صيغة شارديةFormule ioniqueIonic formula
مصطلحات هذا الدرس بثلاث لغات
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال على تجربة: «اكتب معادلة تفاعل الحديد مع حمض كلور الماء بالصيغة الجزيئية ثمّ الشاردية ثمّ المختصرة»، أو «كيف تكشف عن الغاز المنطلق من الطباشير؟». ثلاثة عناصر جاهزة: ① الصيغ الثلاث: الجزيئية ⁦Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl₂(aq) + H₂(g)⁩، ثمّ الشاردية بإظهار الشوارد، ثمّ المختصرة بحذف الشوارد المتفرّجة: ⁦Fe(s) + 2H⁺(aq) → Fe²⁺(aq) + H₂(g)⁩ ② من يتفاعل: الحديد والزنك والألومنيوم تنطلق منها فقاعات مع الحمض، والنحاس لا يتفاعل معه ويبقى لامعا ③ الطباشير: يعطي مع الحمض غاز ثنائي أكسيد الكربون، يُكشف عنه بتعكير رائق الكلس. ⛔ والخطأ الشائع: اعتماد المعادلة قبل التحقّق من انحفاظ الذرّات والشحنات في طرفيها. وخطأ ثانٍ: الحكم بأنّ كلّ المعادن تتفاعل مع حمض كلور الماء، والنحاس يبقى في قعر الأنبوب كما هو.
الفكرة الواحدة التي تحمل الدرس كلّه: التفاعلات الأربعة مختلفة في موادّها ومتشابهة في منطقها. اكتب المعادلة بالصيغة الجزيئية، أظهر الشوارد، احذف المتفرّجة، ثمّ تحقّق من الذرّات ومن الشحنات — وستصل إلى النتيجة الصحيحة في كلّ مرّة.

Page 1/8

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net