ما هو حجم غاز الهيدروجين المطلوب للتفاعل بشكل كامل مع 5 لترات من غاز الأكسجين لإنتاج الماء؟ حيث أنه عند تفاعل الغازات ، فإن المعاملات في المعادلات الكيميائية المتوازنة التي تمثل هذه التفاعلات ستحدد عدد المولات والأحجام النسبية للغازات ، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن الحسابات المتعلقة بالغازات.
الحسابات الكيميائية المتعلقة بالغازات
الحسابات الكيميائية هي الدراسة الكمية للكميات النسبية للمواد المتفاعلة والمنتجات في التفاعلات الكيميائية ، حيث يشمل القياس المتكافئ للغازات التفاعلات الكيميائية التي تنتج هذه الغازات ، ويعتمد قياس المواد المتفاعلة على قانون حفظ الكتلة ، مما يعني أن كتلة المواد المتفاعلة يجب أن تكون مساوية لكتلة المنتجات. استخدم هذا الافتراض لحل الكميات غير المعروفة من المواد المتفاعلة أو المنتجات ، وتطبيق قوانين الغازات في حسابات المواد المتفاعلة أو المنتجات الغازية في التفاعلات الكيميائية ، حيث تكون المعاملات في التفاعلات الكيميائية هي عدد مولات المواد المشاركة في التفاعل.
ينص مبدأ أفوجادرو على أن الأحجام المتساوية من الغازات المختلفة عند نفس درجة الحرارة والضغط سيكون لها نفس عدد الجسيمات الصغيرة ، وهذا هو السبب في أن معاملات الغازات في التفاعلات الكيميائية المتوازنة لا تمثل عدد المولات فحسب ، بل الأحجام النسبية من هذه الغازات ، حيث تسمح لنا الحسابات المتكافئة التي تتضمن الغازات بالتحويل بين الكتلة وعدد المولات ، والأهم من ذلك كله أنها ستسمح لنا بمعرفة حجم الغازات في التفاعلات.[1]
راجع أيضًا: سرعة التفاعلات الكيميائية
مقدار غاز الهيدروجين المطلوب للتفاعل تمامًا مع 5 لترات
حجم غاز الهيدروجين المطلوب للتفاعل تمامًا مع 5 لترات من غاز الأكسجين لإنتاج الماء هو بالضبط 10 لترات ، وكان ذلك بناءً على حسابات كيميائية للعثور على أحجام الغازات ، منذ ذلك الحين للعثور على حجم المادة المتفاعلة أو غاز المنتج في تفاعل كيميائي ، يجب أولاً معرفة المعادلة الكيميائية المتوازنة لهذا التفاعل ، ويجب أن نعرف حجم غاز واحد على الأقل متضمن في هذا التفاعل ، ومن خلال ذلك ، ستظهر لنا المعاملات في المعادلة الكيميائية المتوازنة العلاقة بين عدد مولات المواد المتفاعلة والمواد الناتجة ، وسوف يوضح لنا العلاقة بين حجم أي من الغازات المتفاعلة أو الناتجة بناءً على هذه المعاملات ، حيث يمكن استخدام نسبة الحجم لأي غازين من المواد المتفاعلة ، و فيما يلي المعادلات الكيميائية التي توضح كيفية حساب حجم غاز الهيدروجين المطلوب للتفاعل مع 5 لترات من غاز الأكسجين ، بناءً على معرفة المعادلة المتوازنة وحجم الأكسجين ن غاز:[2]
نظرًا لأن رمز الماء هو H2O ، ورمز الهيدروجين هو H2 ، ورمز الأكسجين هو O2 ، فستكون المعادلات:
H2 + O2 → H2O
عند موازنة المعادلة الكيميائية ، تظهر النتائج التالية:
H2 + ½ O2 → H2O
عند استخدام نسبة الحجم ، تظهر النتائج التالية:
(V H2 = حجم O2 × (1 × حجم H2 ÷ ½ × حجم O2 (V H2 = 5 L × (1 × حجم H2 ÷ ½ × حجم O2 V H2 = 10 L
بينما:
- كل ذرة أكسجين = ذرتان هيدروجين
- عدد ذرات الهيدروجين = 5 × 2 = 10
- عدد ذرات الهيدروجين = 10
لذلك نحن بحاجة إلى 10 لترات من غاز الهيدروجين للتفاعل مع 5 لترات من غاز الأكسجين لإنتاج الماء.
انظر أيضًا: تكوين الحرارة في التفاعلات الطاردة للحرارة
أمثلة على تفاعل غاز الهيدروجين مع غاز الأكسجين
هناك العديد من الأمثلة على تفاعل غاز الهيدروجين مع غاز الأكسجين لإنتاج الماء ، على سبيل المثال ، ما هو حجم غاز الأكسجين اللازم للتفاعل مع 3 لترات من غاز الهيدروجين لإنتاج الماء ، حيث يمكن استخدام نسبة الحجم لحساب حجم غاز الأكسجين ، وفيما يلي المعادلات الكيميائية التي توضح كيفية حساب حجم غاز الأكسجين اللازم للتفاعل مع 3 لترات من غاز الهيدروجين ، بناءً على معرفة المعادلة المتوازنة وحجم غاز الهيدروجين:[2]
نظرًا لأن رمز الماء هو H2O ، ورمز الهيدروجين هو H2 ، ورمز الأكسجين هو O2 ، فستكون المعادلات:
H2 + O2 → H2O
عند موازنة المعادلة الكيميائية ، تظهر النتائج التالية:
H2 + ½ O2 → H2O
عند استخدام نسبة الحجم ، تظهر النتائج التالية:
(V O2 = حجم H2 × (½ × حجم O2 ÷ 1 × حجم H2 (V O2 = 3 L × (½ × حجم O2 1 × حجم H2 V O2 = 1.5 لتر
بينما:
- كل ذرة هيدروجين = 0.5 ذرة أكسجين
- عدد ذرات الأكسجين = 3 × 0.5 = 1.5
- عدد ذرات الأكسجين = 1.5
لذلك نحن بحاجة إلى 1.5 لتر من غاز الأكسجين للتفاعل مع 3 لترات من غاز الهيدروجين لإنتاج الماء.
في ختام هذا المقال ، علمنا أن حجم غاز الهيدروجين المطلوب للتفاعل بشكل كامل مع 5 لتر من غاز الأكسجين لإنتاج الماء هو بالضبط 10 لترات ، وشرحنا أيضًا بالتفصيل الحسابات الكيميائية المتعلقة بالغازات ، وذكرنا الخطوات كيفية استخدام نسبة الحجم لإيجاد أحجام الغازات في المعادلات الكيميائية المتوازنة.