ملخص الفصل ٥: الحسابات الكيميائية

5-1 الصيغة الأولية والصيغة الجزيئية

• التركيب النسبي المئوي هو النسب المئوية بالكتلة لكل عنصر في المركب، ويُحسب من العلاقة: النسبة المئوية بالكتلة = (كتلة العنصر ÷ كتلة المركب) × 100.
• الصيغة الأولية تبين أبسط نسبة عددية صحيحة بين مولات العناصر في المركب، وتُستنتج من التركيب النسبي المئوي.
• الصيغة الجزيئية تحدد العدد الفعلي لذرات كل عنصر في الجزيء، وهي مضاعف عددي صحيح للصيغة الأولية يُحدد بمقارنة الكتلة المولية بكتلة الصيغة الأولية.

راجع صفحة ١٦٢ في الكتاب

5-2 صيغ الأملاح المائية

• الملح المائي مركب أيوني صلب تحتجز بلوراته عددًا محددًا من جزيئات الماء تسمى ماء التبلور، ويُكتب عددها بعد نقطة في الصيغة مثل CoCl₂.6H₂O.
• يُسمى الملح المائي بإضافة بادئة تدل على عدد جزيئات الماء، فالمركب CuSO₄.5H₂O هو كبريتات النحاس (II) خماسية الماء.
• لتحديد صيغة ملح مائي يُسخَّن لطرد الماء، ثم تُحوَّل كتلتا الماء والملح اللامائي إلى مولات، وتُقسم مولات الماء على مولات الملح لإيجاد المعامل x.

راجع صفحة ١٧٢ في الكتاب

5-3 المقصود بالحسابات الكيميائية

• الحسابات الكيميائية هي دراسة العلاقات الكمية بين المواد المتفاعلة والمواد الناتجة في التفاعل الكيميائي، وتعتمد على قانون حفظ الكتلة.
• تبين المعاملات في المعادلة الموزونة أعداد الجسيمات والمولات المتفاعلة والناتجة، ويمكن تحويلها إلى كتل باستعمال الكتل المولية.
• النسبة المولية هي النسبة بين عدد مولات أي مادتين في المعادلة الموزونة، ومنها في تفاعل 4Fe + 3O₂ ينتج 2Fe₂O₃ النسبة ٤ مول Fe إلى ٢ مول Fe₂O₃.

راجع صفحة ١٧٦ في الكتاب

5-4 حسابات المعادلات الكيميائية

• تبدأ كل مسألة حسابات كيميائية بكتابة معادلة كيميائية موزونة للتفاعل.
• يُحوَّل عدد مولات المادة المعلومة إلى مولات المادة المجهولة بضربه في النسبة المولية (مولات المجهول ÷ مولات المعلوم) من المعادلة الموزونة.
• تتضمن خطوات الحل التحويل من مول إلى مول، ومن مول إلى كتلة، ومن كتلة إلى كتلة باستعمال الكتلة المولية معاملًا للتحويل.

راجع صفحة ١٨١ في الكتاب

5-5 المادة المحددة للتفاعل

• المادة المحددة للتفاعل هي المادة التي تُستهلك كليًا فيتوقف التفاعل عند نفادها، وهي التي تحدد كمية الناتج.
• المواد الفائضة هي المواد المتفاعلة التي تبقى منها كمية بعد توقف التفاعل.
• لتحديد المادة المحددة تُحوَّل كتل المواد المتفاعلة إلى مولات وتُقارن نسبتها الفعلية بالنسبة المولية في المعادلة الموزونة، ثم يُحسب الناتج منها.

راجع صفحة ١٨٧ في الكتاب

5-6 نسبة المردود المئوية

• المردود النظري هو أكبر كمية من الناتج يمكن الحصول عليها من كمية معينة من المادة المتفاعلة وفق الحسابات.
• المردود الفعلي هو كمية الناتج التي يُحصل عليها فعليًا في التجربة، ويكون غالبًا أقل من النظري بسبب التصاق المواد أو تفاعلات جانبية أو فقد في أثناء العمل.
• نسبة المردود المئوية = (المردود الفعلي ÷ المردود النظري) × 100، وهي مقياس لفاعلية التفاعل الكيميائي.

راجع صفحة ١٩٤ في الكتاب

مثال محلول

يتفاعل 2.00 mol من غاز الهيدروجين مع كمية كافية من الأكسجين وفق المعادلة 2H₂ + O₂ ينتج 2H₂O، فنحصل فعليًا على 27.03 g من الماء. احسب نسبة المردود المئوية (الكتلة المولية للماء 18.02 g/mol).

1. من المعادلة الموزونة النسبة المولية بين H₂O و H₂ هي 2 : 2، إذن مولات الماء = 2.00 mol × (2/2) = 2.00 mol.
2. المردود النظري = 2.00 mol × 18.02 g/mol = 36.04 g من الماء.
3. نسبة المردود المئوية = (27.03 ÷ 36.04) × 100 = 75.0%.
4. تحقق: 36.04 × 0.750 = 27.03 g، وهو المردود الفعلي المعطى، والنسبة أقل من 100% كما هو متوقع.

الإجابة: نسبة المردود المئوية 75.0%.