Header Ads Widget

Responsive Advertisement

مادة الفيزياء| المتابعة الزمنية لتحول كيميائي

الوحدة الاولى في الفيزياء ... المتابعة الزمنية لتفاعل كيميائي ...المعايرة..الاكسدة و الارجاع...قوانين الوحدة الاولى...العوامل الحركية..سرعة التفاعل...

الوحدة الاولى في مادة الفيزياء: المتابعة الزمنية لتحول كيميائي

في بداية السنة الثالثة من التعليم الثانوي، أول وحدة يدرسها التلميذ هي المتابعة الزمنية لتحول كيميائي وهذه الوحدة تعتمد على درس تفاعلات الأكسدة والارجاع و هي امتداد لها التي تم تناولها في السنة الماضية  اي في السنة الثانية من التعليم الثانوي  حتى انها ترتبط قليلا  بالسنة الاولى ثانوي و بقوانينها لحساب كميات المادة و تمثيل جدول التقدم والناقلية التي تم تناولها من قبل  وبالتالي يكون التلميذ قد اعتاد عليها و لن تكون صعبة بالنسبة له،و يكون هذا في كل الشعب العلمية  مع بعض الاضافات كحساب السرعات بأنواعها ،العوامل الحركية وتأثيراتها على سرعة التفاعل ومدته الزمنية المستغرقة ، أنواع التحولات الكيميائية من حيث المدة المستغرقة، طرق المتابعة الزمنية وغيرها من المفاهيم التي قد تحتاجها حتى في وحدات أخرى لذا لا يجب اهمال هذه الوحدة.  

المتابعة الزمنية لتحول كيميائي تعني القيام بتتبع تطور الجملة الكيميائية والتغيرات التي تطرأ عليها ،من حيث المتفاعلات ، النواتج و ايجاد تراكيز المجاهيل عبر طرق معينة سنوضحها في هذا المقال.

ان المتابعة الزمنية لتحول كيميائي تتم وفق عدة طرق تم تقسيمها الى طرق فيزيائية وكيميائية :

الطرق الفيزيائية: وهي :

المتابعة الزمنية عن طريق قياس حجم الغاز:اذا كان احد المتفاعلات غازا.
المتابعة الزمنية عن طريق قياس الناقلية النوعية: تتعلق بالشوارد.
المتابعة الزمنية عن طريق قياس التراكيز.

الطرق الكيميائية: تتم دراسة طريقة واحدة وهي:

المعايرة اللونية: باستعمال الكواشف اللونية .
* تقسم التفاعلات الكيميائية حسب مدتها المستغرقة الى:
التفاعلات  الكيميائية السريعة: تحدث في أقل من ثانية أي مباشرة عند تلامس المتفاعلات كالانفجار.
التفاعلات الكيميائية البطيئة: تستغرق عدة ثواني، دقائق او ساعات كتفاعلات الاكسدة ارجاع وهو النوع المدروس في هذه الوحدة.
التفاعلات الكيميائية البطيئة جدا: تستغرق مدة زمنية اطول اي عدة ايام، أشهر وسنوات كالصدأ.

1/كيف نقوم بموازنة معادلة أكسدة ارجاع  ؟

  • أولا: نوازن الذرات الرئيسية.
  • ثانيا: نوازن ذرات الاكسجين باضافة جزيئات الماء.
  • ثالثا:  نوازن ذرات الهيدروجين باضافة +H.
  • رابعا: نوازن الشحنات باضافة الكترونات.

بعض المفاهيم التي يحتاجها التلميذ في هذه الوحدة:

المؤكسد : يقصد به كل فرد كميائي بإمكانه إكتساب إلكترون واحد أو أكثر.
المرجع : يقصد به كل فرد كميائي بإمكانه  فقدان إلكترون واحد أو أكثر.

الأكسدة: هي عملية فقدان الكترون او أكثر.

مثال: Zn =  Zn2+ +2é  

حيث: 

+Zn2 هو المؤكسد وZn هو المرجع وتكتب الثنائية (مرجع/مؤكسد) للتفاعل السابق كما يلي : (Zn2+/Zn)

الارجاع : هي عملية اكتساب الكترون أو أكثر.

 2I- + 2é  =  I2

حيث: 

-I هو المؤكسد و I2 هو المرجع والتنائية الموافقة لهذا التفاعل هي: (I-/I2)

تفاعل أكسدة ارجاع:هوعملية تبادل الكتروني .

 مثال:  2H2O2 =  2H2O + O2

- ما معنى مزيج ستوكيومتري؟

المزيج الستوكيومتري يعني أن المتفاعلان ينتهيان في ان واحد حيث لا يوجد متفاعل محد وبالتالي في نهاية التفاعل تصبح كمية مادة كليهما معدومة :
nA/a =nB/b
حيث A هو المتفاعل الاول
B هو المتفاعل الثاني
a و b معاملان (أعداد)

- التركيب المولي النهائي: 

التركيب المولي النهائي هو كمية المادة النهائية كما يمكن ان نسميه الحصيلة، بحيث نقوم فيها بتعويض التقدم النهائي Xf بالقيمة التي وجدناها والتي تمثل التقدم الأعظمي في كل الخانات لايجاد كمية المادة النهائية للمتفاعلات والنتائج.

- زمن نصف التفاعل t1/2:

 زمن نصف التفاعل هو الزمن اللازم لبلوغ التفاعل نصف تقدمه النهائي .

حيث:    Xt1/2=Xmax/2  

وبعد ايجاد Xt1/2 نقوم بالاسقاط لايجاد الزمن الذي يوافقها وهو نفسه t1/2.

- ما هي الوسيلة المستعملة لاخذ حجم V من محلول ؟

الوسيلة المستعملة لأخذ عينة من محلول أو حجم V معين هي ماصة عيارية سعتها ml... (حسب الحجم V المراد أخذه) مزودة باجاصة مص.

- المتفاعل المحد:

المتفاعل المحد هو المتفاعل الذي بانتهائه ينتهي التفاعل نجده بحل المعادلتين التاليتين :

nA-axf=0

 nA=axf

xf=nA/a

وهي قيمة xf الاولى

          و        nB-bxf=0  

nB=bxf

xf=nB/b

وهي قيمة xf الثانية

نقارن بين قيم xf الناتجة ونختار القيمة الأصغر والمتفاعل المحد هو المتفاعل الذي ترجع له تلك القيمة و هي نفسها التقدم الأعظمي Xmax.

مثلا:

 

- لماذا يتم اضافة ماء +جليد؟

يتم اضافة الماء والجليد للمزيج لتوقيف التفاعل في لحظة معينة وبالتالي امكانية القيام بالدراسة و ايجاد المجاهيل خلال تلك اللحظة.

- لماذا يتم اضافة النشاء للمزيج ؟

تتم اضافة النشاء للمزيج للكشف عن الوصول الى نقطة التكافؤ.

-هل تؤثر اضافة الماء(اي التمديد) على نقطة التكافؤ؟

لا، لا تؤثر عملية التمديد أو التخفيف على نقطة التكافؤ لان نقطة التكافؤ تتعلق بكمية المادة وليس بتراكيز المتفاعلات و بالتالي عند اضافة الماء يتناقص التركيز ويزداد الحجم ولكن جداءهما يبقى نفسه قبل اضافة الماء (c.v=c'.v'=n)وهذا الجداء هو نفسه كمية المادة.

بعض القوانين المهمة :

n=c.v

n=m/M

n=P.V/R.T

n=Vg/Vm

 c=n/V

r=m/V

          (حيث r هي الكتلة الحجمية )

c=10P.d/M

 F=  C1/C2  =V2/V1

 (حيث F هو معامل التمديد)

G= I/U  الناقلية

    G = k .σ

 ( حيث σ هي الناقلية النوعية  و k هو ثابت الخلية )

 σ=[َA].λA + [B].λB + [C].λC

λ : الناقلية النوعية المولية الشاردية

[]تركيز الفرد الكيميائي

البروتوكول التجريبي لعملية المعايرة:

  1. نأخذ حجما من المزيج الابتدائي نضعه في بيشر نضيف اليه ماء+جليد لتوقيف التفاعل انيا.
  2. نضع البيشر فوق مخلاط مغناطيسي ونضيف اليه قليلا من كاشف مناسب.
  3. نأخذ حجما V=...ml (على حسب التمرين) بواسطة ماصة عيارية مزودة باجاصة .
  4. نفتح الصنبور فتبدأ عملية المعايرة الى غاية تغير لون المزيج (الوصول الى التكافؤ).

السرعة اللحظية للتفاعل: هي مقدار تغير تقدم التفاعل بالنسبة للزمن عند لحظة t وحدتها(mol/s) حيث:  v= dx/dt

السرعة الحجمية للتفاعل: مقدار تغير تقدم التفاعل بالنسبة للزمن في وحدة الحجوم 

حيث: Vvol=1/v.dx/dt

 

العوامل الحركية: هي كل عامل او مقدار يعمل على تغيير سرعة التفاعل:

  • درجة الحرارة.
  • تراكيز المتفاعلات:.
  • الوساطة (متجانسة/غير متجانسة/انزيمية)
  • سطح التلامس.
* شرح مختصرلكيفية تأثير العوامل الحركية (التفسير المجهري): العوامل الحركية تزيد من الطاقة الحركية للأفراد المتفاعلة  مما يؤدي الى زيادة التصادمات الفعالة وبالتالي زيادة سرعة التفاعل.
و بزيادة السرعة يحدث التفاعل في مدة زمنية أقصر ومنه تنقص قيمة زمن نصف التفاعلt1/2 .

 وهذا هو كل ما يحتاجه التلميذ في هذه الوحدة حاولنا التبسيط على قدر الامكان حيث ان هناك بعد العناصر يتناولها التلميذ في القسم لكنها لا ترد ابدا في البكالوريا لكن لا يجب اهمالها لانه قد يحتاجها في الفصول.هذه الوحدة سهلة يجب فقط التركيز فيها والتدرب على حل التمارين و البكالوريات السابقة لأن معظم الأفكار تتكرر وتتشابه فيما بينها كما نعيد الاشارة بأن هناك وحدات اخرى تعتمد على هذه الوحدة لذا فهي جد مهمة.

وفي الاخير نتمنى من الله أن يوفقكم و يسهل عليكم الفهم و الاستيعاب وينير طريقكم فقط عليكم بالاخذ بالاسباب والتوكل عليه سبحانه و التوفيق يأتي من عنده .

لا تفشلوا ابدا وابقوا حلمكم دوما بين أعينيكم.

 في حالة وجود اية استفسارات أو تساؤلات يمكنكم طرحها في التعليقات وسنجيب عليها كلها ان شاء الله.

إرسال تعليق

0 تعليقات