4-3 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 التفاعلات في المحاليل المائية

المفاهيم الأساسية

المحلول: مخلوط متجانس قد يحتوي مواد صلبة، أو سائلة، أو غازية.

المحلول المائي: محلول يحتوي على مادة مذابة في الماء.

المذاب: المادة المذابة في المحلول.

المذيب: أكبر مكونات المحلول (الماء في المحاليل المائية).

المعادلة الأيونية الكاملة: (مصطلح جديد - لم يُذكر تعريفه).

الأيونات المتفرجة: (مصطلح جديد - لم يُذكر تعريفه).

المعادلة الأيونية النهائية: (مصطلح جديد - لم يُذكر تعريفه).

خريطة المفاهيم

```markmap

تصنيف التفاعلات الكيميائية

الهدف

تصنيف التفاعلات الكيميائية

تحديد مميزات الأنواع المختلفة للتفاعلات

الأنواع الرئيسية

تفاعل التكوين

#### تتحد مادتان أو أكثر لتكوين مادة واحدة

#### المعادلة العامة: A + B → AB

#### أمثلة

##### تفاعل عنصرين: Na + Cl₂ → NaCl

##### تفاعل مركبين: CaO + H₂O → Ca(OH)₂

##### تفاعل مركب مع عنصر: SO₂ + O₂ → SO₃

تفاعل الاحتراق

#### يتحد الأكسجين مع مادة كيميائية

#### يطلق طاقة على شكل حرارة وضوء

#### أمثلة

##### احتراق الكربون: C(s) + O₂(g) → CO₂(g)

##### احتراق الهيدروجين: يتكون الماء وتنطلق طاقة

##### احتراق الفلزات مع الأكسجين (كما في الشكل 10-4)

#### خصائص

##### طارد للطاقة (أثبت لافوازييه 1775م)

##### يتطلب وجود الأكسجين

#### العلاقة مع تفاعل التكوين

##### بعض تفاعلات الاحتراق هي أيضاً تفاعلات تكوين (مثل: 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g))

##### ليس كل تفاعلات الاحتراق تفاعلات تكوين (مثل: CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g))

##### احتراق الهيدروكربونات (مثل الميثان) ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون والماء وكمية كبيرة من طاقة

تفاعل التفكك

#### يتفكك مركب واحد لإنتاج عنصر أو أكثر أو مركبات جديدة

#### المعادلة العامة: AB → A + B

#### يحتاج غالباً إلى مصدر للطاقة (حرارة، ضوء، كهرباء)

#### أمثلة

##### تفكك نترات الأمونيوم بالحرارة: NH₄NO₃(s) → N₂O(g) + 2H₂O(g)

##### تفكك أزيد الصوديوم (لنفخ أكياس الهواء): 2NaN₃(s) → 2Na(s) + 3N₂(g)

#### تطبيق عملي

##### يستخدم تفكك أزيد الصوديوم في نفخ أكياس السلامة (الهواء) في السيارات

##### يوفر جهاز إشارة كهربائية لبدء التفاعل عند الاصطدام

تفاعل الإحلال

#### الإحلال البسيط

##### تعريف: تفاعل تحل فيه ذرات عنصر محل ذرات عنصر آخر في مركب

##### المعادلة العامة: A + BX → AX + B

##### أمثلة

###### فلز يحل محل الهيدروجين: 2Li(s) + 2H₂O(l) → 2LiOH(aq) + H₂(g)

###### فلز يحل محل فلز آخر: Cu(s) + 2AgNO₃(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + 2Ag(s)

##### سلسلة النشاط الكيميائي

###### أداة لتحديد إمكانية حدوث تفاعل الإحلال البسيط

###### يحل العنصر الأكثر نشاطاً (الأعلى في السلسلة) محل العنصر الأقل نشاطاً (الأدنى في السلسلة)

###### ترتيب الفلزات (من الأكثر نشاطاً): ليثيوم، روبيديوم، بوتاسيوم، كالسيوم، صوديوم، مغنيسيوم، ألومنيوم، منجنيز، خارصين، حديد، نيكل، قصدير، رصاص، نحاس، فضة، بلاتين، ذهب

###### ترتيب الهالوجينات (من الأكثر نشاطاً): فلور، كلور، بروم، يود

###### خطوات التوقع

####### 1. تحديد موقع العناصر في سلسلة النشاط.

####### 2. مقارنة النشاط: إذا كان العنصر الحر أنشط من العنصر في المركب، يحدث التفاعل.

####### 3. كتابة المعادلة الرمزية وتوزينها.

###### أمثلة تطبيقية

####### Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s) (يحدث لأن الحديد أنشط من النحاس)

####### Br₂(l) + MgCl₂(aq) → NR (لا يحدث لأن البروم أقل نشاطاً من الكلور)

####### 3Mg(s) + 2AlCl₃(aq) → 3MgCl₂(aq) + 2Al(s) (يحدث لأن المغنيسيوم أنشط من الألمنيوم)

#### الإحلال المزدوج

##### تعريف: تفاعل يتم فيه تبادل الأيونات بين مركبين

##### المعادلة العامة: AX + BY → AY + BX

##### الآلية: تبادل موقع الأيونين السالبين (X⁻ و Y⁻) وارتباطهما بأيونين موجبين مختلفين (A⁺ و B⁺)

##### أمثلة

###### تفاعل هيدروكسيد الكالسيوم مع حمض الهيدروكلوريك: Ca(OH)₂(aq) + 2HCl(aq) → CaCl₂(aq) + 2H₂O(l)

###### تفاعل هيدروكسيد الصوديوم مع كلوريد النحاس II: 2NaOH(aq) + CuCl₂(aq) → 2NaCl(aq) + Cu(OH)₂(s)

##### نواتج تفاعلات الإحلال المزدوج

###### تنتج ماءً، أو راسباً، أو غازاً

###### الراسب: المادة الصلبة التي تنتج خلال تفاعل كيميائي في محلول ما (مثل: هيدروكسيد النحاس II)

##### خطوات كتابة المعادلة الموزونة

###### 1. اكتب الصيغ الكيميائية للمتفاعلات.

###### 2. عين الأيونات الموجبة والسالبة في كل مركب.

###### 3. اربط بين كل أيون موجب والأيون السالب في المركب الآخر.

###### 4. اكتب الصيغ الكيميائية للنواتج مستعيناً بالخطوة 3.

###### 5. اكتب المعادلة الكيميائية الكاملة لتفاعل الإحلال المزدوج.

###### 6. زن المعادلة.

##### مثال تطبيقي

###### المتفاعلات: Al(NO₃)₃(aq) + H₂SO₄(aq)

###### الأيونات: Al³⁺, NO₃⁻, H⁺, SO₄²⁻

###### الارتباط: Al³⁺ مع SO₄²⁻، و H⁺ مع NO₃⁻

###### النواتج: Al₂(SO₄)₃(s) + HNO₃(aq)

###### المعادلة الموزونة: 2Al(NO₃)₃(aq) + 3H₂SO₄(aq) → Al₂(SO₄)₃(s) + 6HNO₃(aq)

##### مثال ينتج غازاً

###### KCN(aq) + HBr(aq) → KBr(aq) + HCN(g)

أهمية التصنيف

تنظيم التفاعلات الكثيرة

المساعدة على التذكر والفهم

توقع نواتج التفاعلات

الكيمياء في الحياة (الشكل 11-4)

1635م: افتتاح أول مصنع للأسمدة الكيميائية في بوسطن

1775م: أثبت لافوازييه أن الاحتراق طارد للطاقة ويتطلب أكسجيناً

1800م: أبحاث لاكتشاف معادلة البناء الضوئي

1885م: اختراع محرك الاحتراق الداخلي (نموذج المحرك الحديث)

الجدول 9-4: النواتج المتوقعة

التكوين

#### المواد المتفاعلة: مادتان أو أكثر

#### النواتج المتوقعة: مركب واحد

الاحتراق

#### المواد المتفاعلة: فلز وأكسجين / لافلز وأكسجين / مركب وأكسجين

#### النواتج المتوقعة: أكسيد الفلز / أكسيد اللافلز / أكسيدان أو أكثر

التفكك

#### المواد المتفاعلة: مركب واحد

#### النواتج المتوقعة: عنصران أو أكثر / أو مركبات أخرى

الإحلال البسيط

#### المواد المتفاعلة: فلز ومركب / لافلز ومركب

#### النواتج المتوقعة: مركب جديد وفلز / مركب جديد ولافلز المستعاض عنه

الإحلال المزدوج

#### المواد المتفاعلة: مركبان

#### النواتج المتوقعة: مركبان مختلفان، أحدهما صلب، أو ماء، أو غاز.

خطوات تحديد نوع التفاعل (مثال: CaO + CO₂)

أولاً: اكتب المعادلة الكيميائية.

#### CaO(s) + CO₂(g) → CaCO₃(s)

ثانياً: حدد ما يحدث في التفاعل.

#### تتفاعل مادتان وينتج عنهما مركب واحد.

ثالثاً: استعن بالجدول لتحديد نوع التفاعل.

رابعاً: تأكد من إجابتك بمقارنة معادلة التفاعل العامة لنوع التفاعل.

#### CaO(s) + CO₂(g) → CaCO₃(s)

#### A + B → AB

التفاعلات في المحاليل المائية

الأهداف

#### تصف معادلات أيونية كاملة ومعادلات أيونية نهائية للتفاعلات الكيميائية في المحاليل المائية.

#### تتوقع ما إذا كانت التفاعلات في المحاليل المائية ستؤدي إلى إنتاج راسب، أو ماء، أو غاز.

المفاهيم الأساسية

#### المحلول المائي

#### المذاب

#### المذيب

#### المعادلة الأيونية الكاملة

#### الأيونات المتفرجة

#### المعادلة الأيونية النهائية

المحاليل المائية

#### المحلول المائي: محلول يحتوي على مادة مذابة في الماء.

#### المذيب في المحاليل المائية هو الماء دائماً.

#### المركبات الجزيئية في المحلول

##### بعض المركبات الجزيئية تذوب في الماء وتتفكك إلى أيونات.

##### مثال: كلوريد الهيدروجين (HCl) في الماء

###### المعادلة: HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq)

###### يسمى حمض الهيدروكلوريك.

###### المركبات التي تنتج أيونات الهيدروجين تسمى أحماضاً.

تفاعلات الإحلال المزدوج

#### تحدث بين المواد المذابة في المحاليل المائية.

#### تؤدي إلى إنتاج رواسب، أو ماء، أو غازات.

الفكرة الرئيسية

وضح الأنواع الأربعة من التفاعلات الكيميائية وخواصها.

الخلاصة

يسهل تصنيف التفاعلات الكيميائية فهمها وتذكرها.

تستخدم سلسلة النشاط الكيميائي للفلزات والهالوجينات في توقع حدوث تفاعلات الإحلال البسيط.

```

نقاط مهمة

• الأهداف: من هذه الصفحة أن تصف المعادلات الأيونية الكاملة والنهائية، وأن تتوقع نواتج التفاعلات في المحاليل المائية (راسب، ماء، غاز).
• تحدث تفاعلات الإحلال المزدوج في المحاليل المائية وتنتج رواسب، أو ماء، أو غازات.
• المحلول المائي هو محلول تكون فيه المادة المذابة في الماء، والماء هو المذيب.
• مثال على تفكك مركب جزيئي في الماء: كلوريد الهيدروجين (HCl) يذوب ويتفكك إلى أيونات هيدروجين (H⁺) وأيونات كلوريد (Cl⁻) كما في المعادلة: HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq)
• المحلول الناتج عن ذوبان HCl في الماء يسمى حمض الهيدروكلوريك.

4-3

الأهداف

تصف معادلات أيونية كاملة ومعادلات أيونية نهائية للتفاعلات الكيميائية في المحاليل المائية.

تتوقع ما إذا كانت التفاعلات في المحاليل المائية ستؤدي إلى إنتاج راسب، أو ماء، أو غاز.

مراجعة المفردات

المحلول: مخلوط متجانس قد يحتوي مواد صلبة، أو سائلة، أو غازية.

المفردات الجديدة

المحلول المائي

المذاب

المذيب

المعادلة الأيونية الكاملة

الأيونات المتفرجة

المعادلة الأيونية النهائية

تحدث تفاعلات الإحلال المزدوج بين المواد المذابة في المحاليل المائية، وتؤدي إلى إنتاج رواسب، أو ماء، أو غازات.

الربط مع الحياة يُضاف المسحوق إلى الماء فإن بلوراته تذوب فيه مكونة محلولاً له نكهة الليمون.

المحاليل المائية Aqueous Solutions

عرفت سابقاً أن المحلول مخلوط متجانس. كما أن الكثير من التفاعلات التي نوقشت تتضمن مواد مذابة في الماء، أي تكون على شكل محاليل مائية. والمحلول المائي يحتوي على مادة مذابة في الماء - أي تكون على شكل محاليل مائية. والمحلول المائي يحتوي على أكثر مادة مذابة في الماء - أكبر مكونات المحلول - فيسمى المذاب.

المركبات الجزيئية في المحلول المحلول هو المذيب في المحاليل المائية دائماً، أما المواد التي قد يحتوي مواد صلبة، أو سائلة، أو غازية. فالسكروز (سكر المائدة)، والإيثانول (الكحول) هما مركبان يذوبان في الماء. فالمركب الجزيئي كلوريد الهيدروجين مثلاً يكون أيونات عندما تذوب المركبات الجزيئية كلوريد الهيدروجين مثلاً يكون أيونات الهيدروجين وأيونات في الماء. فالمركب الجزيئي كلوريد الهيدروجين مثلاً يكون أيونات الهيدروجين وأيونات كلوريد الهيدروجين في الماء، كما هو مبين في الشكل 18-4. ويمكن تمثيل كلوريد الهيدروجين في الماء، كما هو مبين في الشكل 18-4. ويمكن تمثيل المعادلة الآتية:

HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq)

تسمى المركبات التي تنتج أيونات الهيدروجين - ومنها كلوريد الهيدروجين - أحماضاً، وهذا فإن محلول كلوريد الهيدروجين المائي يسمى حمض الهيدروكلوريك. وسوف تعرف أكثر عن الأحماض لاحقاً.

الشكل 18-4 يتفكك حمض الهيدروكلوريك HCl في الماء إلى أيونات هيدروجين H⁺، وأيونات كلوريد Cl⁻.

--- SECTION: 4-3 --- 4-3 --- SECTION: الأهداف --- الأهداف تصف معادلات أيونية كاملة ومعادلات أيونية نهائية للتفاعلات الكيميائية في المحاليل المائية. تتوقع ما إذا كانت التفاعلات في المحاليل المائية ستؤدي إلى إنتاج راسب، أو ماء، أو غاز. --- SECTION: مراجعة المفردات --- مراجعة المفردات المحلول: مخلوط متجانس قد يحتوي مواد صلبة، أو سائلة، أو غازية. --- SECTION: المفردات الجديدة --- المفردات الجديدة --- SECTION: المحلول المائي --- المحلول المائي --- SECTION: المذاب --- المذاب --- SECTION: المذيب --- المذيب --- SECTION: المعادلة الأيونية الكاملة --- المعادلة الأيونية الكاملة --- SECTION: الأيونات المتفرجة --- الأيونات المتفرجة --- SECTION: المعادلة الأيونية النهائية --- المعادلة الأيونية النهائية تحدث تفاعلات الإحلال المزدوج بين المواد المذابة في المحاليل المائية، وتؤدي إلى إنتاج رواسب، أو ماء، أو غازات. الربط مع الحياة يُضاف المسحوق إلى الماء فإن بلوراته تذوب فيه مكونة محلولاً له نكهة الليمون. المحاليل المائية Aqueous Solutions عرفت سابقاً أن المحلول مخلوط متجانس. كما أن الكثير من التفاعلات التي نوقشت تتضمن مواد مذابة في الماء، أي تكون على شكل محاليل مائية. والمحلول المائي يحتوي على مادة مذابة في الماء - أي تكون على شكل محاليل مائية. والمحلول المائي يحتوي على أكثر مادة مذابة في الماء - أكبر مكونات المحلول - فيسمى المذاب. المركبات الجزيئية في المحلول المحلول هو المذيب في المحاليل المائية دائماً، أما المواد التي قد يحتوي مواد صلبة، أو سائلة، أو غازية. فالسكروز (سكر المائدة)، والإيثانول (الكحول) هما مركبان يذوبان في الماء. فالمركب الجزيئي كلوريد الهيدروجين مثلاً يكون أيونات عندما تذوب المركبات الجزيئية كلوريد الهيدروجين مثلاً يكون أيونات الهيدروجين وأيونات في الماء. فالمركب الجزيئي كلوريد الهيدروجين مثلاً يكون أيونات الهيدروجين وأيونات كلوريد الهيدروجين في الماء، كما هو مبين في الشكل 18-4. ويمكن تمثيل كلوريد الهيدروجين في الماء، كما هو مبين في الشكل 18-4. ويمكن تمثيل المعادلة الآتية: HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq) تسمى المركبات التي تنتج أيونات الهيدروجين - ومنها كلوريد الهيدروجين - أحماضاً، وهذا فإن محلول كلوريد الهيدروجين المائي يسمى حمض الهيدروكلوريك. وسوف تعرف أكثر عن الأحماض لاحقاً. --- SECTION: الشكل 18-4 --- الشكل 18-4 يتفكك حمض الهيدروكلوريك HCl في الماء إلى أيونات هيدروجين H⁺، وأيونات كلوريد Cl⁻. --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 18-4 يتفكك حمض الهيدروكلوريك HCl في الماء إلى أيونات هيدروجين H⁺، وأيونات كلوريد Cl⁻. Description: A diagram showing a flask containing a clear liquid, with a magnified inset view of water molecules (H2O), hydrogen ions (H+), and chloride ions (Cl-) dispersed in the water. Context: Illustrates the dissociation of HCl in water to form ions, as described in the text.