الجمعة، 7 أكتوبر، 2016

المول التفاعلات الكيميائية

الحسابات الكيميائية

ى دراسة الحسابات الكيميائية المرتبطة بالتفاعلات، والتي تمكننا من معرفة كميات المواد التي تتفاعل مع بعضها البعض، وكذلك الناتج المتكون عند حصول التفاعل، ولتوضيح ذلك لا بد من التذكير بالوزن الذري والوزن الجزيئ للمركبات والتعرف على مفهوم أساسي يساعد في الحسابات الكيميائية وهو مفهوم المول.
وقد سبق أن عرفنا أن الوزن الذري للعنصر يمكن إيجاده مباشرة من الجدول الدوري، أما الوزن الجزيئ للمركبات فهو مجموع الأوزان الذرية لجميع العناصر المكونة للمركب، ويتضح ذلك من المثال التالي:

أ- ما هو الوزن الذري لكلٍ من الكربون والصوديوم والفضة؟
بالرجوع إلى الجدول الدوري
الوزن الذري للكربون = 12.0
الوزن الذري للصوديوم = 23.0
الوزن الذري للفضة = 107.9

ب- ما هو الوزن الجزيئ للجزيئات التالية: الماء (H2O)، ثاني أكسيد الكربون (CO2)، كربونات الصوديوم (Na2CO3
الوزن الجزيئ للماء (H2O)     (2 x 1  +  1x 16) = 18
الوزن الجزيئ لثاني أكسيد الكربون( CO2 )    (1 x 12  +  2x 16) = 44
الوزن الجزيئ لكربونات الصوديوم (Na2CO3 )   (2 x 23  +  1X 12  +  3 x 16) = 106


مفهوم المول
لقد لاحظت من خلال المعادلات السابقة أن المعادلة الكيميائية تكتب عادة وتوزن بدلالة عدد الذرات أو عدد الجزيئات في هذه المعادلة، فمثلا، تتفاعل ذرة كربون مع جزئ من الأكسجين لتعطي جزيئًا من غاز ثاني أكسيد الكربون


1-جزئ            1-جزئ            1- ذرة

وحيث إن الذرات والجزيئات متناهية في الصغر، ولا يمكن رؤيتها ولا عدها، أصبح هناك ضرورة للتعامل مع مضاعف عددي يمكن وزنه بسهولة، وهذا المضاعف العددي هو المول، ووزنه يساوي الوزن الذري للعناصر، أو الوزن الجزيئ للمركبات بالجرام، وهذا المضاعف العددي الكبير يساوي عدد أفوقادرو -  (6.02 x 1023) الذي سُميَّ بذلك نسبة للعالم أفوقادرو (1776-1856) الذي اشتغل بالحسابات الكيميائية ونستطيع تلخيص ذلك بالعلاقة:

1 مول من المادة = عدد أفوقادرو من وحداتها (6.02 x 1023) = وزنها الذري أو الجزيئ بالجرام

ومن الواضح من الأمثلة السابقة أن أي عدد من المولات يمكن أن يتفاعل مع العدد المكافئ من مولات المادة الثانية ليعطي أيضًا العدد المكافئ من مولات النواتج، كما يتضح من المعادلة التالية. واعتمادًا على معرفة عدد مولات المادة والجرامات المكافئة لها، يمكن إيجاد النسب الوزنية التي تتفاعل بها المواد، كما يتضح من المثال التالي


وهكذا.  والمثال التالي يوضح كيفية حساب كمية المادة المتفاعلة مع مادة أخرى، وكمية المادة الناتجة:

أ- ما هو وزن الكلور اللازم للتفاعل مع 12 جم من الصوديوم لتكوين كلوريد الصوديوم؟
ب_ ما هو وزن كلوريد الصوديوم المتكون من التفاعل السابق؟

بكتابة المعادلة الموزونة السابقة تتضح النسب الوزنية التي يتم بها هذا التفاعل


ويمكن إيجاد المطلوب بالضرب التبادلي كما يلي
أ‌-     كتلة الكلور اللازمة للتفاعل = (3 x 71.0) / 46.0 = 4.6  جم
ب‌-   كتلة كلوريد الصوديوم الناتج = (3 x 117) / 46.0 = 7.6 جم
كما يمكن إيجاد عدد الذرات أو الجزيئات في كتلة معينة من خلال العلاقة

1 مول من المادة = عدد أفوقادرو من وحداتها (6.02 x 1023) = وزنها الذري أو الجزيئ بالجرام

مثال: ما هو عدد الذرات في 11.5 جم من الصوديوم (الوزن الذري = 23.0)؟

بكتابة العلاقة
1 مول من الصوديوم = عدد أفوقادرو من ذرات الصوديوم (6.02 x 1023) = 23.0 جم
                                                   ؟                     11.5 جم
فيكون عدد ذرات الصوديوم = (11.5 x 6.02 x 1023) / 23.0 = 3.01 x 1023


النسب الوزنية المئوية للعناصر في مركباتها

يتم إيجاد النسب الوزنية المئوية للعناصر في مركباتها من خلال العلاقة

النسبة الوزنية المئوية للعنصر = عدد ذرات العنصر في المركب X وزنه الذري   X   100
                                                                             الوزن الجزيئ للمركب

ويجب أن يكون مجموع النسب المئوية لجميع العناصر في المركب = 100%

مثال: ما هي النسبة الوزنية المئوية للكربون والأكسجين في جزئ ثاني أكسيد الكربون CO2؟
% كربون =  1   X   12   X   100    =  27.3%
                         44

% أكسجين =  2   X   16   X   100    =  72.3%
                         44


المردود النظري والمردود المئوي للتفاعل

سبق أن تعرفنا عل طريقة حساب كمية المواد التي تتفاعل مع بعضها البعض، وكذلك حساب كمية الناتج المتكون، وهذه الكمية المحسوبة من الناتج المتكون تسمى المردود النظري للتفاعل، ولكن في حالات كثيرة لا يسير التفاعل بشكل كامل لتكوين الناتج فقط، ولذلك يلاحظ في حالات كثيرة أن المردود الحقيقي للتفاعل -وهي كمية الناتج التي نحصل عليها بالتجربة العملية- تكون أقل من الكمية المحسوبة، وللتعرف على كفاءة تفاعل ما فإننا نحسب النسبة المئوية لمردود التفاعل وهي:


النسبة المئوية لمردود التفاعل = المردود الحقيقي  X   100
                           المردود النظري



وتختلف هذه النسبة حسب طبيعة التفاعل، وحسب كفاءة إجراء التجربة بشكلٍ دقيق، والمثال التالي يوضح ذلك:
أ- ما هي كمية بروميد البنزين التي تنتج من تفاعل 15.0 جم من البنزين مع كمية كافية من البروم حسب المعادلة التالية


كمية بروميد البنزين المحسوبة = 15  X  156.9    =   30.2 جم
                                         78.0

ب- ما هو المردود المئوي للتفاعل إذا كان الناتج الحقيقي للتفاعل 18 جم

النسبة المئوية لمردود التفاعل = المردود الحقيقي  X   100
                           المردود النظري
النسبة المئوية لمردود التفاعل = 18.0  X   100  =  59.6 %
                           30.2


ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق