مهندسة
هندسة الحاسبات, جامعة تشرين

تعتبر المعادلة الكيميائية تعبيرًا وصفيًا وكميًا للتغيرات الكيميائية، فهي تمثيل مكتوب بالرموز والأرقام للعمليات التي تحدث خلال التفاعلات الكيميائية، حيث تتألف المعادلة من مواد متفاعة ومواد ناتجة يوجد بينهما سهم يشير رأسه عادة نحو اليمين أي باتجاه المواد الناتجة، باعتبار تتوضع المواد المتفاعلة على يسار السهم والمواد الناتجة على يمينه، ولكن يوجد في بعض المعادلات سهمين في كلا الاتجاهين، وتسمى هذه المعادلات بمعادلات التوازن. كما أنه من الضروري معرفة الرموز الكيميائية للعناصر لفهم المعادلة الكيميائية.

ويمكن توضيح ذلك من خلال المعادلة الكيميائية التالية المعبرة عن احتراق الميتان، حيث أن C هو رمز الكربون، H هو رمز الهيدروجين، و O هو رمز الأكسجين، وكل من  (CH4-O2) الواقعة على يسار السهم هي مواد متفاعلة، في حين كل من (CO2-H2O) واقعة على يمين السهم هي مواد ناتجة وفق التالي:

                                        

ومن الشائع الإشارة إلى الحالة الفيزيائية للمواد في المعادلة الكيميائية عن طريق تضمينها ضمن أقواس توضع بعد الصيغة الكيميائية. ويمكن ملاحظة ذلك في المعادلة الكيميائية التالية:

المعادلة الكيميائية

حيث وضع رمز (g)  بجانب الصيغ الكيميائية لكل من الهيدروجين والأكسجين للإشارة أنهما غازات، في حين وضعت علامة (l) بجانب الصيغة الكيميائية للماء للإشارة إلى أنه سائل، كما يوجد رموز أخرى  كالرمز (S) الذي يدل أن الحالة الفيزيائية للصيغة الموافقة هي الحالة الصلبة، وكذلك يوجد الرمز (aq) الذي يدل على أن الصيغة الكيميائية الموافقة له هي عبارة عن محلول مائي.

 ومن الجدير بالذكر أن كتابة العناصر المتفاعلة والعناصر الناتجة في المعادلة الكيميائية يراعي قانون حفظ الكتلة الذي يقول لا يمكن إنشاء الذرات وتدميرها في التفاعلات الكيميائية، إذًا عدد الذرات الموجودة في المواد المتفاعلة يجب أن يكون مساو لعدد الذرات الموجود في المواد الناتجة عن التفاعل بالنسبة لكل العناصر، وتسمى هذه العملية بموازنة المعادلة الكيميائية. وتتوازن المعادلات الكيميائية باتباع مجموعة من الخطوات التالية:

  • تحديد العناصر الداخلة والخارجة من التفاعل مع التحقق من كتابة الصيغ الكيميائية بشكل صحيح، بالإضافة لمراعاة وضع الدواخل على الجهة اليسرى والنواتج على الجهة اليمنى.
  • إحصاء عدد ذرات كل العناصر والمركبات الداخلة في التفاعل، حيث تكون المعادلة متوازنة إذا كان عدد الذرات لكل عنصر متساو في طرفيها، أما في حال عدم تحقق ذلك يجب تعديل عدد الذرات في كلا الطرفين أو إحداهما ليتساوى العدد بين مدخلات ومخرجات التفاعل.
  • إجراء التعديل الذي يعد الخطوة الأهم في موازنة المعادلة الكيميائية، حيث يتغير عدد الذرات بتغير المعاملات السابقة لاسم كل عنصر، فتتم هذه العملية بالنسبة لكل عنصر من عناصر المعادلة وبعد موازنة ذراته في طرفي المعادلة تنتقل إلى العنصر الآخر وهكذا.

ولأوضح لك الخطوات السابقة لا بد من طرح مثال كتفاعل الهيدروجين (H2) مع النتروجين (N2) لتشكيل النشادر NH3، تكتب أولًا الرموز الكيميائية للعناصر الداخلة في المعادلة وفق التالي:

المعادلة الكيميائية

بالنظر لتلك المعادلة الكيميائية نلاحظ عدم تساوي عدد ذرات العناصر في كلا طرفي المعادلة؛ حيث توجد ذرتا هيدروجين وذرتا نتروجين في الطرف الأول، في حين يحوي الطرف الثاني على ثلاث ذرات هيدروجين وذرة نتروجين.

المعادلة الكيميائية

فمن أجل موازنة هذه المعادلة يجب زيادة عدد ذرات النتروجين في النواتج لتتساوى مع عدد ذراته في المدخلات؛ و ذلك بإضافة المعامل 2 قبل NH3، فيصبح عدد ذرات النتروجين في كلا الطرفين متساوي وفق التالي:

المعادلة الكيميائية

وبعد موازنة ذرات النتروجين، يجب موازنة ذرات الهيدروجين، حيث أصبح عدد ذرات هيدروجين في الطرف الأول يساوي 2، في حين عدد ذرات الهيدروجين في الطرف الثاني هي 6، فتتم الموازنة بوضع المعامل 3 قبل رمز الهيدروجين في المواد الناتجة، وبذلك نحصل على معادلة متوازنة بشكل صحيح  وفق التالي:

المعادلة الكيميائية

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي المعادلة الكيميائية"؟