التفاعلات في المحاليل المائية

4-3 التفاعلات في المحاليل المائية

Reactions in Aqueous Solutions

الفكرة الرئيسية

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

الربط مع الحياة

يستعمل مسحوق نكهة الليمون في تحضير شراب الليمون. فعندما يضاف المسحوق إلى الماء فإن بلوراته تذوب فيه مكونة محلولًا له نكهة الليمون.

الأهداف

تصف المحاليل المائية.
تكتب 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.

---

المحاليل المائية

Aqueous Solutions

عرفت سابقًا أن المحلول مخلوط متجانس. كما أن الكثير من التفاعلات التي تضمنت مواد مذابة في الماء، أي تكون على شكل محاليل مائية. المحلول المائي يحتوي على مادة أو أكثر مذابة في الماء.

يسمى الماء في المحلول المائي المذيب، أما المواد التي تذوب فيه فتسمى المذاب.

المركبات الجزيئية في المحلول

الماء هو المذيب في المحاليل المائية دائمًا، أما المواد التي تذوب فيه فهي كثيرة. فالسكروز، وهو سكر المائدة، والإيثانول، وهو الكحول، هما مركبان يذوبان في المحلول في صورة جزيئات. وهناك مواد جزيئية، أي تساهمية، تكون أيونات عندما تذوب في الماء.

فالمركب الجزيئي كلوريد الهيدروجين مثلًا يكون أيونات الهيدروجين وأيونات الكلوريد عندما يذوب في الماء، كما هو مبين في الشكل 4-18. ويمكن تمثيل عملية التأين هذه بالمعادلة الآتية:

HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq)

تسمى المركبات التي تنتج أيونات الهيدروجين، ومنها كلوريد الهيدروجين، أحماضًا. ولهذا فإن محلول كلوريد الهيدروجين المائي يسمى حمض الهيدروكلوريك. وسوف تعرف أكثر عن الأحماض لاحقًا.

الشكل 4-18

يتفكك حمض الهيدروكلوريك HCl في الماء إلى أيونات هيدروجين H⁺ وأيونات كلوريد Cl⁻.

---

#

المركبات الأيونية في المحلول

تتكون المركبات الأيونية من أيونات موجبة وأيونات سالبة مرتبطة معًا بروابط أيونية. وعندما تذوب المركبات الأيونية في الماء فإن أيوناتها تنفصل بعضها عن بعض. وتسمى هذه العملية التفكك. فالمحلول المائي لكلوريد الصوديوم مثلًا يحتوي على أيونات Na⁺ و Cl⁻.

أنواع التفاعلات في المحاليل المائية

Types of Reactions in Aqueous Solutions

عند مزج محلولين مائيين يحتويان أيونات ذائبة فإن الأيونات قد تتفاعل بعضها مع بعض. وكثير من هذه التفاعلات تفاعلات إحلال مزدوج، ويمكن أن تؤدي إلى ثلاثة أنواع من النواتج هي: راسب، أو ماء، أو غاز. أما جزيئات المذيب، وهي في الغالب جزيئات ماء، فلا تتفاعل عادة.

التفاعلات التي تكون رواسب

بعض التفاعلات التي تحدث في المحاليل المائية تنتج رواسب. فمثلًا، عند خلط محلول هيدروكسيد الصوديوم مع محلول كلوريد النحاس II يحدث تفاعل إحلال مزدوج يؤدي إلى تكوين راسب من هيدروكسيد النحاس II.

2NaOH(aq) + CuCl₂(aq) → 2NaCl(aq) + Cu(OH)₂(s)

لاحظ أن المعادلة الكيميائية لا توضح بعض تفاصيل هذا التفاعل؛ فهيدروكسيد الصوديوم وكلوريد النحاس II مركبات أيونية، ولذلك فهي توجد في المحلول في شكل أيونات Na⁺ و OH⁻ و Cu²⁺ و Cl⁻، كما هو مبين في الشكل 4-19. وعند مزج المحلولين تتحد أيونات Cu²⁺ مع أيونات OH⁻ لتكوين راسب من هيدروكسيد النحاس II Cu(OH)₂. أما أيونات Na⁺ و Cl⁻ فتبقى ذائبة في المحلول.

المفردات: الاستعمال العلمي مقابل الاستعمال الشائع

المركب

الاستعمال العلمي: اتحاد عنصرين أو أكثر كيميائيًا.
ملح الطعام مركب ينتج عن اتحاد عنصر الصوديوم مع عنصر الكلور.

الاستعمال الشائع: كلمة تكون من مقطعين.
ملح الطعام يسمى كلوريد الصوديوم.

الشكل 4-19

يتفكك NaOH في الماء إلى أيوني Na⁺ و OH⁻، كما يتفكك CuCl₂ إلى أيوني Cu²⁺ و Cl⁻، وعند خلط المحلولين يتكون راسب Cu(OH)₂.

---

#

تجربة

لاحظ تفاعلًا يكون راسبًا

كيف يكون محلولان مادة صلبة؟

خطوات العمل

• املأ بطاقة السلامة في دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية.
• ضع 50 mL ماء مقطرًا في كأس سعتها 150 mL.
• زن 4 g من حبيبات NaOH، ثم أضفها بالتدريج حبة بعد أخرى إلى الكأس. واحرص على تحريك المحلول بساق التحريك حتى تذوب كل حبيبة تمامًا قبل إضافة الأخرى.
• زن 6 g من ملح إبسوم MgSO₄، وضعها في كأس أخرى سعتها 150 mL، ثم أضف 50 mL ماء مقطرًا إلى الملح، وحركه بساق التحريك حتى يذوب الملح تمامًا.
• أضف محلول ملح إبسوم ببطء إلى محلول NaOH، وسجل ملاحظاتك.
• حرك المحلول الناتج، وسجل ملاحظاتك.
• اترك الراسب حتى يستقر، ثم افصل السائل عنه في مخبار مدرج سعته 100 mL.
• تخلص من الراسب كما يرشدك معلمك.

التحليل

• اكتب معادلة كيميائية رمزية موزونة للتفاعل بين MgSO₄ و NaOH. ولاحظ أن أغلب مركبات الكبريتات توجد في صورة أيونات في المحاليل المائية.
• اكتب المعادلة الأيونية الكاملة لهذا التفاعل.
• حدد أي الأيونات متفرجة، ثم اكتب المعادلة الأيونية النهائية للتفاعل.

---

المعادلات الأيونية

لتوضيح تفاصيل التفاعلات التي تتضمن أيونات في المحاليل المائية، يستخدم الكيميائيون المعادلات الأيونية، وهي تختلف عن المعادلات الكيميائية الرمزية الموزونة في أن المواد التي تكون على شكل أيونات في المحلول تكتب كأيونات في المعادلة.

فلكي تكتب المعادلة الأيونية لتفاعل محلولي NaOH و CuCl₂ مثلًا يجب أن تكتب المتفاعلات والنواتج المائية على شكل أيونات:

2Na⁺(aq) + 2OH⁻(aq) + Cu²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq) →
2Na⁺(aq) + 2Cl⁻(aq) + Cu(OH)₂(s)

وتسمى المعادلة التي تبين الجسيمات في المحلول المعادلة الأيونية الكاملة. لاحظ أن أيونات الصوديوم والكلوريد مواد متفاعلة وناتجة في الوقت نفسه، أي إنها لا تشترك في التفاعل، ولهذا تسمى الأيونات المتفرجة.

وعند شطب هذه الأيونات من طرفي المعادلة الأيونية تحصل على ما يسمى المعادلة الأيونية النهائية، وهي تشمل على الجسيمات المشاركة في التفاعل فقط:

2OH⁻(aq) + Cu²⁺(aq) → Cu(OH)₂(s)

ماذا قرأت؟

قارن: فيم تختلف المعادلات الأيونية عن المعادلات الرمزية الكيميائية؟

---

#

مثال 4-3

التفاعلات التي تكون رواسب

اكتب المعادلة الكيميائية الرمزية الموزونة، والأيونية الكاملة، والأيونية النهائية لتفاعل محلول نترات الباريوم مع محلول كربونات الصوديوم الذي يكون راسبًا من كربونات الباريوم.

1 تحليل المسألة

لقد أعطيت أسماء المركبات للمواد المتفاعلة والنواتج. لكتابة معادلة كيميائية موزونة للتفاعل يجب أن تحدد الصيغ الكيميائية والكميات النسبية للمواد المتفاعلة والناتجة. ولكتابة المعادلة الأيونية الكاملة تحتاج إلى توضيح الحالات الأيونية للمواد المتفاعلة والناتجة. ويشطب الأيونات المتفرجة من طرفي هذه المعادلة، فيمكنك كتابة المعادلة الأيونية النهائية.

2 حساب المطلوب

اكتب الصيغ الكيميائية الصحيحة والحالات الفيزيائية لكل المواد في التفاعل:

Ba(NO₃)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) → BaCO₃(s) + NaNO₃(aq)

زن المعادلة الكيميائية الرمزية:

Ba(NO₃)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) → BaCO₃(s) + 2NaNO₃(aq)

وضح أيونات المواد المتفاعلة والناتجة:

Ba²⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq) + 2Na⁺(aq) + CO₃²⁻(aq) →
BaCO₃(s) + 2Na⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq)

احذف الأيونات المتفرجة من المعادلة الأيونية الكاملة:

Ba²⁺(aq) + CO₃²⁻(aq) → BaCO₃(s)

اكتب المعادلة الأيونية النهائية:

Ba²⁺(aq) + CO₃²⁻(aq) → BaCO₃(s)

3 تقويم الإجابة

المعادلات موزونة؛ لأن عدد الذرات هو نفسه في طرفيها. وتشمل المعادلة الأيونية النهائية على عدد أقل من المواد، وتبين الأيونات المتفاعلة لتكوين الراسب، المادة الصلبة.

مسائل تدريبية

اكتب معادلات كيميائية رمزية موزونة، وأيونية كاملة، وأيونية نهائية لكل من التفاعلات الآتية التي قد تكون راسبًا، مستخدمًا NR لبيان عدم حدوث تفاعل.

• عند خلط محلولي يوديد البوتاسيوم KI ونترات الفضة تكون راسب من يوديد الفضة.
• عند خلط محلولي فوسفات الألومنيوم وكبريتات الصوديوم لم يتكون أي راسب، ولم يتصاعد أي غاز.
• عند خلط محلولي كلوريد الألومنيوم وهيدروكسيد الصوديوم تتكون راسب من هيدروكسيد الألومنيوم.
• عند خلط محلولي كبريتات الليثيوم ونترات الكالسيوم تكون راسب من كبريتات الكالسيوم.
• تحفيز: عند خلط محلولي كربونات الصوديوم وكلوريد المنجنيز (V) تتكون راسب يحتوي على المنجنيز.

---

#

الشكل 4-20

يبين بروميد الهيدروجين، حمض الهيدروبروميك HBr، أنه يتفكك إلى H⁺ و Br⁻، وتتفكك هيدروكسيد الصوديوم إلى Na⁺ و OH⁻ في الماء أيضًا. تتفاعل أيونات الهيدروجين مع أيونات الهيدروكسيد، فتكون الماء.

سؤال الشكل

حدد الأيونات السالبة والأيونات الموجبة في هذا التفاعل.

---

التفاعلات التي تكون ماء

هذا النوع من تفاعلات الإحلال المزدوج يؤدي إلى تكوين جزيئات ماء، فيزداد عدد جزيئات الماء، المذيب. وبخلاف التفاعلات التي يتكون فيها راسب، لا يلاحظ في هذا النوع من التفاعلات دليل على حدوث تفاعل كيميائي؛ لأن الماء عديم اللون والرائحة، كما أنه يشكل أغلب المحلول.

فعندما تخلط محلول حمض الهيدروبروميك HBr مثلًا مع محلول هيدروكسيد الصوديوم NaOH كما هو مبين في الشكل 4-20، يحدث تفاعل إحلال مزدوج، ويتكون ماء، كما هو موضح في المعادلة الآتية:

HBr(aq) + NaOH(aq) → H₂O(l) + NaBr(aq)

وينتج عن التفاعل بروميد الصوديوم، ويكون في صورة أيونات في المحلول المائي. وتوضح المعادلة الأيونية الكاملة للتفاعل هذه الأيونات:

H⁺(aq) + Br⁻(aq) + Na⁺(aq) + OH⁻(aq) →
H₂O(l) + Na⁺(aq) + Br⁻(aq)

لو دققت في هذه المعادلة فسوف تلاحظ أن الأيونات المتفاعلة هي أيونات الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد؛ لأن كلًا من أيونات الصوديوم وأيونات البروميد لا يتغيران. فإذا حذفنا الأيونات المتفرجة نحصل على المعادلة الأيونية النهائية:

H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

ماذا قرأت؟

علل: لماذا تسمى أيونات الصوديوم وأيونات البروميد في تفاعل محلول هيدروكسيد الصوديوم مع حمض الهيدروبروميك أيونات متفرجة؟

---

#

مثال 4-4

التفاعلات التي تكون ماء

اكتب المعادلة الكيميائية الرمزية الموزونة، والأيونية الكاملة، والأيونية النهائية لتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع محلول هيدروكسيد الليثيوم الذي يكون ماء ومحلول كلوريد الليثيوم.

1 تحليل المسألة

لقد أعطيت المتفاعلات والنواتج. لكتابة معادلة كيميائية موزونة للتفاعل يجب أن تحدد الصيغ الكيميائية والكميات النسبية للمتفاعلات والنواتج. ولكتابة المعادلة الأيونية الكاملة تحتاج إلى توضيح الحالات الأيونية للمتفاعلات والنواتج. ويشطب الأيونات المتفرجة من طرفي المعادلة يمكنك كتابة المعادلة الأيونية النهائية.

2 حساب المطلوب

اكتب معادلة كيميائية رمزية للتفاعل، ثم زنها:

HCl(aq) + LiOH(aq) → H₂O(l) + LiCl(aq)

وضح أيونات المواد المتفاعلة والناتجة:

H⁺(aq) + Cl⁻(aq) + Li⁺(aq) + OH⁻(aq) →
H₂O(l) + Li⁺(aq) + Cl⁻(aq)

احذف الأيونات المتفرجة من المعادلة الأيونية الكاملة:

H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

اكتب المعادلة الأيونية النهائية:

H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

3 تقويم الإجابة

تشمل المعادلة الأيونية النهائية على عدد أقل من المواد، وتبين الأيونات المتفاعلة التي تكون الماء.

مسائل تدريبية

اكتب معادلات كيميائية رمزية موزونة، وأيونية كاملة، وأيونية نهائية للتفاعلات بين المواد الآتية، التي تنتج ماء.

• عند خلط حمض الكبريتيك H₂SO₄ ومحلول هيدروكسيد البوتاسيوم ينتج ماء ومحلول كبريتات البوتاسيوم.
• عند خلط حمض الهيدروكلوريك HCl بمحلول هيدروكسيد الكالسيوم ينتج ماء ومحلول كلوريد الكالسيوم.
• عند خلط حمض النيتريك HNO₃ بمحلول هيدروكسيد الأمونيوم ينتج ماء ومحلول نترات الأمونيوم.
• عند خلط كبريتيد الهيدروجين H₂S بمحلول هيدروكسيد الكالسيوم ينتج ماء ومحلول كبريتيد الكالسيوم.
• تحفيز: عند خلط حمض البنزويك C₆H₅COOH وهيدروكسيد المغنيسيوم يتكون ماء وبنزوات المغنيسيوم.

---

#

التفاعلات التي تكون غازات

ينتج عن هذا النوع من تفاعلات الإحلال المزدوج تكوين غازات، مثل CO₂ و HCN و H₂S. فعندما يخلط حمض الهيدرويوديك HI بمحلول كبريتيد الليثيوم Li₂S يتصاعد غاز كبريتيد الهيدروجين H₂S، كما ينتج يوديد الليثيوم LiI الذي يبقى ذائبًا في المحلول:

2HI(aq) + Li₂S(aq) → H₂S(g) + 2LiI(aq)

وما عدا H₂S فإن جميع المواد في التفاعل توجد على شكل أيونات. لذا يمكنك كتابة المعادلة الأيونية الكاملة للتفاعل على النحو الآتي:

2H⁺(aq) + 2I⁻(aq) + 2Li⁺(aq) + S²⁻(aq) →
H₂S(g) + 2Li⁺(aq) + 2I⁻(aq)

وبحذف الأيونات المتفرجة يمكنك الحصول على المعادلة الأيونية النهائية للتفاعل، وهي:

2H⁺(aq) + S²⁻(aq) → H₂S(g)

وبعد التفاعل في التجربة الاستهلالية التي كنت قد أجريتها في بداية هذا الفصل مثالًا آخر على التفاعلات التي تكون غازًا؛ فالفقاعات التي تكونت خلال التفاعل هي غاز ثاني أكسيد الكربون.

ومن التفاعلات التي تنتج غاز ثاني أكسيد الكربون أيضًا ما يحدث في المطبخ عندما يخلط الخل، حمض الإيثانويك، مع محلول مائي لصودا الخبز، وهي عبارة عن كربونات الصوديوم الهيدروجينية. وعند خلطهما معًا يتفاعلان ويتصاعد غاز CO₂، كما هو موضح في الشكل 4-21.

وهناك تفاعل آخر مشابه لتفاعل الخل مع صودا الخبز، يحدث عندما تخلط أي محلول حمضي مع كربونات الصوديوم الهيدروجينية، بيكربونات الصوديوم.

الشكل 4-21

عندما يتفاعل الخل مع صودا الخبز NaHCO₃ يحدث تصاعد سريع لغاز ثاني أكسيد الكربون CO₂.

---

#

وفي الحالات جميعها يجب أن يحدث تفاعلان مترادفان في المحلول لينتج غاز ثاني أكسيد الكربون. أحد هذين التفاعلين تفاعل إحلال مزدوج، والآخر تفاعل تفكك.

فعندما تذيب كربونات الصوديوم الهيدروجينية جيدًا في حمض الهيدروكلوريك يحدث تفاعل إحلال مزدوج وينتج غاز ثاني أكسيد الكربون، كما في الشكل 4-21.

تكون بروميد الصوديوم مادة أيونية تبقى في الماء على شكل أيونات منفصلة. أما حمض الكربونيك H₂CO₃ فيتفكك بمجرد تكوينه إلى ماء وغاز ثاني أكسيد الكربون. فالهيدروجين في حمض الهيدروكلوريك والصوديوم في كربونات الصوديوم الهيدروجينية يحل كل منهما محل الآخر.

HCl(aq) + NaHCO₃(aq) → H₂CO₃(aq) + NaCl(aq)

لكن بمجرد أن يتكون حمض الكربونيك H₂CO₃ يتفكك مكونًا الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون:

H₂CO₃(aq) → H₂O(l) + CO₂(g)

ويمكنك جمع هاتين المعادلتين بإضافة معادلتي التفاعلين، وأن تمثلهما بمعادلة كيميائية تسمى المعادلة الكلية للتفاعل:

المعادلة 1:
HCl(aq) + NaHCO₃(aq) → H₂CO₃(aq) + NaCl(aq)

المعادلة 2:
H₂CO₃(aq) → H₂O(l) + CO₂(g)

المعادلة الكلية:
HCl(aq) + NaHCO₃(aq) + H₂CO₃(aq) →
H₂CO₃(aq) + NaCl(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

ويحذف H₂CO₃ من طرفي المعادلة فتحصل على ما يسمى المعادلة النهائية للتفاعل:

HCl(aq) + NaHCO₃(aq) → H₂O(l) + CO₂(g) + NaCl(aq)

هذا، ويمكنك كتابة المعادلة الأيونية الكاملة كالآتي:

H⁺(aq) + Cl⁻(aq) + Na⁺(aq) + HCO₃⁻(aq) →
H₂O(l) + CO₂(g) + Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)

وتلاحظ أن أيونات الصوديوم وأيونات الكلور هي الأيونات المتفرجة. لذا يمكن حذفها من طرفي المعادلة، وكتابة المعادلة الأيونية النهائية للتفاعل كالآتي:

H⁺(aq) + HCO₃⁻(aq) → H₂O(l) + CO₂(g)

ماذا قرأت؟

صف: ما المعادلة النهائية للتفاعل؟

---

#

مثال 4-5

التفاعلات التي تكون غازات

اكتب كلًا من المعادلة الكيميائية الرمزية الموزونة، والأيونية الكاملة، والأيونية النهائية للتفاعل بين حمض الهيدروكلوريك ومحلول كبريتيد الصوديوم، والذي ينتج عنه غاز كبريتيد الهيدروجين ومحلول كلوريد الصوديوم.

1 تحليل المسألة

لقد أعطيت المعادلة اللفظية للتفاعل بين حمض الهيدروكلوريك HCl وكبريتيد الصوديوم Na₂S. يجب أن تكتب المعادلة الرمزية للتفاعل وتزنها. ولكتابة المعادلة الأيونية الكاملة يجب أن توضح الحالات الأيونية للمواد المتفاعلة والناتجة. ويحذف الأيونات المتفرجة من المعادلة الأيونية الكاملة يمكنك كتابة المعادلة الأيونية النهائية.

2 حساب المطلوب

اكتب المعادلة الكيميائية الصحيحة للتفاعل:

HCl(aq) + Na₂S(aq) → H₂S(g) + NaCl(aq)

زن المعادلة الكيميائية:

2HCl(aq) + Na₂S(aq) → H₂S(g) + 2NaCl(aq)

وضح أيونات المواد المتفاعلة والناتجة:

2H⁺(aq) + 2Cl⁻(aq) + 2Na⁺(aq) + S²⁻(aq) →
H₂S(g) + 2Na⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)

احذف الأيونات المتفرجة من المعادلة الأيونية الكاملة:

2H⁺(aq) + S²⁻(aq) → H₂S(g)

اكتب المعادلة الأيونية النهائية بأصغر نسبة عددية صحيحة:

2H⁺(aq) + S²⁻(aq) → H₂S(g)

3 تقويم الإجابة

المعادلة الأيونية تبين الأيونات المشاركة في التفاعل.

مسائل تدريبية

اكتب المعادلات الكيميائية الرمزية الموزونة، والأيونية الكاملة، والأيونية النهائية للتفاعلات الآتية.

• يتفاعل حمض فوق الكلوريك HClO₄ مع محلول كربونات الصوديوم لتكوين غاز ثاني أكسيد الكربون والماء ومحلول كلورات الصوديوم.
• يتفاعل حمض الكبريتيك H₂SO₄ مع محلول سيانيد الصوديوم لتكوين غاز سيانيد الهيدروجين ومحلول كبريتات الصوديوم.
• يتفاعل حمض الهيدروبروميك HBr مع محلول كربونات الأمونيوم لتكوين غاز ثاني أكسيد الكربون والماء وبروميد الأمونيوم.
• يتفاعل حمض النيتريك HNO₃ مع محلول كبريتيد البوتاسيوم لتكوين غاز كبريتيد الهيدروجين.
• تحفيز: يتفاعل محلول يوديد البوتاسيوم مع محلول نترات الرصاص لتكوين يوديد الرصاص الصلب.

---

#

الشكل 4-22

بعد أن يدخل أيون البيكربونات HCO₃⁻ خلية دم حمراء، يتفاعل مع أيون الهيدروجين H⁺ لتكوين ماء وأيونات أكسيد الكربون CO₂، الذي يخرج من الرئتين مع هواء الزفير.

الربط مع علم الأحياء

يعد تفاعل أيونات الهيدروجين مع أيونات البيكربونات لإنتاج الماء وثاني أكسيد الكربون من أهم التفاعلات التي تحدث في جسمك؛ فهو يحدث في الأوعية الدموية في رئتيك، وكما هو مبين في الشكل 4-22، فإن ثاني أكسيد الكربون الذي ينتج في خلايا جسمك ينتقل في دمك على هيئة أيونات البيكربونات HCO₃⁻. وعندما تمر هذه الأيونات في الأوعية الدموية لرئتيك تتحد مع أيونات الهيدروجين H⁺، وتكون غاز CO₂ الذي يخرج مع هواء الزفير.

هذا التفاعل يحدث أيضًا في المنتجات التي يدخل في تركيبها صودا الخبز المحتوية على كربونات الصوديوم الهيدروجينية التي تجعل الأشياء المخبوزة تنتفخ، وتستخدم مضادًا للحموضة، وفي طفايات الحريق، وصناعة كثير من المنتجات.

مهنة في الكيمياء

المختص في الكيمياء الحيوية

عالم يدرس العمليات الكيميائية في المخلوقات الحية. وقد يدرس وظائف جسم الإنسان، أو يبحث كيف يؤثر كل من الغذاء والأدوية والمواد الأخرى في المخلوقات الحية.

---

التقويم 4-3

الخلاصة

الماء هو المذيب في المحاليل المائية دائمًا، أما المواد التي قد تذوب فيه فهي كثيرة.

بعض المركبات الجزيئية تكون أيونات عندما تذوب في الماء. بينما يذوب الكثير من المركبات الأيونية في الماء، وتنفصل أيوناتها.

عند مزج محلولين يحتويان على أيونات ذائبة، قد تتفاعل الأيونات معًا، أما جزيئات المذيب فلا تتفاعل عادة.

التفاعلات التي تحدث في المحاليل المائية هي تفاعلات الإحلال المزدوج.

أسئلة التقويم

• الفكرة الرئيسية: عدد ثلاثة أنواع مألوفة من نواتج التفاعلات التي تحدث في المحاليل المائية.

• صف المذيب والمذاب في المحلول المائي.

• ميز المعادلة الأيونية الكاملة من المعادلة الأيونية النهائية.

• اكتب المعادلات الأيونية الكاملة، والأيونية النهائية للتفاعل بين حمض الكبريتيك H₂SO₄ وكربونات الكالسيوم CaCO₃.

H₂SO₄(aq) + CaCO₃(s) → H₂O(l) + CO₂(g) + CaSO₄(s)

• حل: أكمل المعادلة الآتية، ثم زنها:

CO₂(g) + HCl(aq) →

• توقع: ما نوع الناتج الذي سيتكون على الأرجح من التفاعل الآتي؟ فسر ذلك:

Ba(OH)₂(aq) + 2HCl(aq) →

• صغ معادلات تحدث تفاعلًا عندما يخلط حمض النيتريك HNO₃ بمحلول مائي من كربونات البوتاسيوم الهيدروجينية، بيكربونات البوتاسيوم، وينتج محلول نترات البوتاسيوم. اكتب المعادلات الكيميائية الرمزية الموزونة، والمعادلة الأيونية الكاملة، والمعادلة الأيونية النهائية للتفاعل.