الكيمياء - الصف الثاني عشر العلمي

advertisement
‫‪ô°ûY ÊÉãdG ∞°üdG‬‬
‫ﻟﻠﻔﺮﻋﻴﻦ )اﻟﻌﻠﻤﻲ واﻟﺰراﻋﻲ(‬
‫ﻳﺴﺮ ﺇﺩﺍﺭﺓ ﺍﳌﻨﺎﻫﺞ ﻭﺍﻟﻜﺘﺐ ﺍﳌﺪﺭﺳﻴﺔ ﺍﺳﺘﻘﺒﺎﻝ ﻣﻠﺤﻮﻇﺎﺗﻜﻢ ﻭﺁﺭﺍﺋﻜﻢ ﻋﻠﻰ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻜﺘﺎﺏ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻌﻨﺎﻭﻳﻦ ﺍﻵﺗﻴﺔ‪:‬‬
‫ﺃﻭ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺒﺮﻳﺪ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻲ‪E-mail: Scientifi[email protected] :‬‬
‫بناء على قر�ر‬
‫قررت وز�رة �لتربية و�لتعليم تدري�س هذ� �لكتاب في مد�ر�س �لمملكة �لأردنية �لها�ضمية جميعها‪ً ،‬‬
‫بدء� من �لعام �لدر��ضي ‪2017‬م‪2018/‬م‪.‬‬
‫مجل�س �لتربية و�لتعليم رقم (‪ )2017/5‬تاري‪2017/1/17 ï‬م ً‬
‫‪L‬م«™ ال‪ë‬قو‪ ¥‬م‪Øë‬و‪ áX‬لو‪R‬ا‪Q‬ة ال‪h á«Hôà‬ال‪à‬عل«‪º‬‬
‫عما¿ ‪ -‬ا’‪(1930) :Ü.¢U - ¿OQC‬‬
‫‪ ºbQ‬ا’‪jE‬دا´ لد‪O i‬ا‪ôF‬ة ا‪ áÑൟ‬الو‪á«æW‬‬
‫)‪(2017/3/1571‬‬
‫‪:‬‬
‫‪ISBN 978-9957-84-773-9‬‬
‫اأ‪T‬ضر‪ ±‬عل≈ تاألي∞ ‪òg‬ا ال‪µ‬تا‪ Ü‬ك‪ π‬م‪:ø‬‬
‫اأ‪ .O.‬ا‪QOE‬ي‪``ù‬ض فال``‪ í‬المومني‬
‫)‪``°ù«FQ‬ا(‬
‫ا‪ .O.C‬م‪ë‬م``و‪W O‬ا‪ ô``g‬الو‪ô``g‬‬
‫‪k‬‬
‫اأ‪òf .O.‬ي``ر اأ‪M‬مد الر‪h‬ا‪T‬ض``د‪I‬‬
‫‪ .O‬مو‪S‬ض``≈ لف``ي ال‪ü‬ض``ما‪…O‬‬
‫‪bh‬ا‪àH Ω‬ا‪C‬ل«‪ πc ¬Ø‬م‪:ø‬‬
‫ا‪C‬ما‪N »``````f‬ل«````‪ π‬الق‪ô‬ام‪á``°ü‬‬
‫تي‪ù‬ض``ير اأ‪M‬م``د ال‪ü‬ض``‪Ñ‬يحا‪ä‬‬
‫‪``f‬وال ‪S‬ض```¡ي‪T π‬ض``مو•‬
‫ت¨ري``````د عل``````ي ‪U‬ض``واف‪£‬ة‬
‫ف``د‪ ih‬ع‪Ñ‬د الر‪M‬م``‪ ø‬عوي‪ù‬ض‬
‫ال‪ ô``jôëà‬العل`م»‪ :‬ا‪C‬ما‪N »``f‬ل«``‪ π‬الق‪ô‬ام‪á``°ü‬‬
‫ال‪Ñ£‬ع‪ á‬ا’‪hC‬ل≈‬
‫ال‪ ô```jôëà‬الل¨و… ‪ :‬ع‪Ñ‬د ال‪ º«Mô‬ع‪Ñ‬داˆ ‪``°ûH‬ا‪Q‬ات‬
‫ال`‪```°ü````à‬م````«``‪ : º‬ف‪î‬ر… مو‪S‬ض````≈ ال‪û‬ض```````‪Ñ‬ول‬
‫ال‪°ü`````````à‬و‪ :ô```````j‬ا‪ ÖjOC‬ا‪MC‬مد ا‪°S‬ماع«‪ π‬ع‪£‬وا¿‬
‫ال‪ ô``jôëà‬ال‪``f : »``æØ‬دا‪ A‬ف``و‪D‬ا‪ O‬اأ‪``H‬و ‪T‬ض``ن‪Ö‬‬
‫ال``````‪ : º```````````°Sô‬ا‪HE‬را‪g‬ي``م محم``د ‪T‬ض``اكر‬
‫ا’‪``````à``````````fE‬ا‪ : ê‬عل``» م‪ë‬م``د العو‪``j‬دات‬
‫‪ ≥````qbO‬ال‪Ñ```£‬اع``‪f :á‬وال ‪S‬ض``¡ي‪T π‬ض``مو•‬
‫‪Q‬ا‪¡````````©````````L‬ا ‪ :‬ا‪C‬ما‪N »```f‬ل«````‪ π‬الق‪ô‬ام‪á``°ü‬‬
‫‪Ω2017 / `g1438‬‬
‫ﻗﺎﺋﻤﺔ اﻟﻤﺤﺘﻮﻳﺎت‬
‫اﻟﺼﻔﺤﺔ‬
‫اﻟﻤﻮﺿﻮع‬
‫ا‪Ÿ‬قدم‪á‬‬
‫اﻟﻮﺣﺪة اوﻟﻰ ‪1‬‬
‫اﻟﺤﻤﻮض واﻟﻘﻮاﻋﺪ‬
‫�لف�ضل �لأول‪ :‬مفاهيم متعلقة با◊مو�س و�لقو�عد‬
‫‪5‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫�لف�ضل �لث�ا‪� :Ê‬لتز�ن ‘ ‪‬اليل �◊مو�س و�لقو�عد �ل�ضعيفة ‪27‬‬
‫اﻟﻮﺣﺪة اﻟﺜﺎﻧﻴﺔ ‪2‬‬
‫اﻟﻮﺣﺪة اﻟﺜﺎﻟﺜﺔ ‪3‬‬
‫اﻟﺘﺄﻛﺴﺪ واﻻﺧﺘﺰال واﻟﻜﻴﻤﻴﺎء اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ‬
‫‪57‬‬
‫�لف�ضل �لأول‪� :‬لتاأك�ضد و�لختز�ل‬
‫‪58‬‬
‫�لف�ضل �لث�ا‪ÿ� :Ê‬ليا �لكهركيميائية‬
‫‪80‬‬
‫ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ واﻟﻌﻮاﻣﻞ اﻟﻤﺆﺛﺮة ﻓﻴﻬﺎ‬
‫�لف�ضل �لأول‪ö� :‬عة �لتفاعل �لكيميائي‬
‫‪109‬‬
‫‪110‬‬
‫�لف�ضل �لث�ا‪ :Ê‬نظرية �لت�ضادم و�لعو�مل �‪Ÿ‬وؤثرة‬
‫‘ �‪ö‬عة �لتفاعل �لكيميائي‬
‫اﻟﻮﺣﺪة اﻟﺮاﺑﻌﺔ ‪4‬‬
‫اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ‬
‫‪128‬‬
‫‪151‬‬
‫�لف�ضل �لأول‪ :‬تفاعلت �‪Ÿ‬ركبات �لع�ضوية وطر�ئق –�ض‪Ò‬ها ‪152‬‬
‫�لف�ضل �لث�ا‪Ÿ� :Ê‬ركبات �لع�ضوية �◊يوية‬
‫‪193‬‬
‫ﻣﻘﺪﻣﺔ‬
‫ا‪Ÿ‬قدم‪á‬‬
‫�لحمد ˆ و�ل�ض��لة و�ل�ض��لم على ر�ض��ول �ˆ �أما بعد؛ فقد جاء كتاب �لكيمياء لل�ضف �لثاني‬
‫ً‬
‫ومتمما لمنها‪� ê‬لعلوم في هذه �لمرحلة‪،‬‬
‫مكمل لما تعلمه �لطالب في �ل�ضفوف �ل�ض��ابقة‪،‬‬
‫ع�ض��ر‬
‫ً‬
‫ومن�ضجما مع �أهد�ف وز�رة �لتربية و�لتعليم وخطة �لتطوير �لتربوي‪ ،‬ومتو�فقًا مع �لنتاجات �لعامة‬
‫ً‬
‫و�لخا�ضة لمنها‪� ê‬لكيمياء في هذه �لمرحلة‪.‬‬
‫وروعي في عر�س مو�ض��وعات هذ� �لكتاب‪�� ،‬ض��تخد�م �أ�ض��اليب متعددة ومتنوعة‪ ،‬كالتفكير‬
‫�لناقد و�ل�ضتق�ضاء وحل �لم�ضكلت و�لأ�ضئلة �ل�ضابرة وغيرها‪.‬‬
‫ويت�ض��من �لكتاب �لعديد من �لأن�ض��طة �لمختلفة �ل�ض��هلة �لتنفيذ‪ ،‬و�لر�ض��ومات و�لأ�ض��كال‬
‫�لتو�ضيحية و�لجد�ول و�لأمثلة �لمتنوعة �لتي تثري مو�ضوع �لدر�س‪ .‬وقد ُم ّهد لكل ف�ضل بمقدمة‬
‫لها �ض��لة بالحياة وما تعلمه �لطالب �ض��ابقًا‪ ،‬وتنتهي باأ�ض��ئلة مثيرة للتفكير‪ ،‬كما تنتهي �لف�ض��ول‬
‫بتطبيقات حياتية مرتبطة بالحياة‪ ،‬و�أ�ضئلة ختامية تحقق �لنتاجات �لمطلوبة‪ .‬ويمكنك �لرجوع �إلى‬
‫�ل�ضبكة �لمعلوماتية للتزود بمعلومات �إثر�ئية كمطالعة ذ�تية‪.‬‬
‫وهذ� �لكتاب ��ضتمل على �أربع وحد�ت در��ضية‪ ،‬كما ياأتي‪:‬‬
‫�لوحدة �لأولى‪� :‬لحمو�س و�لقو�عد‪.‬‬
‫�لوحدة �لثانية‪� :‬لتاأك�ضد و�لختز�ل و�لكيمياء �لكهربائية‪.‬‬
‫�لوحدة �لثالثة‪� :‬ضرعة �لتفاعل �لكيميائي و�لعو�مل �لموؤثرة فيها‪.‬‬
‫�لوحدة �لر�بعة‪� :‬لكيمياء �لع�ضوية‪.‬‬
‫ون�ضاأل �ˆ �أن نكون قد وفقنا في تقديم هذه �لمادة �لدر��ضية‪ ،‬بما ي�ضاعد �لطلبة على تعلم نافع‬
‫م�ضتند �إلى تكنولوجيا �لمعلومات ‪.ICT‬‬
‫علما با ّأن عملية تطوير �لمناه‪ è‬و�لكتب �لمدر�ضية عملية م�ضتمرة؛ لذ� نرجو زملئنا �لمعلمين‬
‫ً‬
‫و�أولي��اء �لأم��ور تزويدنا ب��اأي ملحظات تعن��ي �لكتاب في تح�ض��ينه‪ ،‬بما يلبي حاج��ات �لطلبة‬
‫وطموحات �لمجتمع �لأردني‪.‬‬
‫‪h‬اˆ ‪h‬لي التوفي≥‬
‫ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ ﺍﻷﻭﻟﻰ ‪1‬‬
‫اﻟﺤﻤﻮض واﻟﻘﻮاﻋﺪ‬
‫•‬
‫•‬
‫ﻣﻔﺎﻫﻴﻢ ﻣﺘﻌﻠﻘﺔ ﺑﺎﻟﺤﻤﻮض‬
‫واﻟﻘﻮاﻋﺪ‬
‫اﻻﺗﺰان ﻓﻲ ﻣﺤﺎﻟﻴﻞ اﻟﺤﻤﻮض‬
‫واﻟﻘﻮاﻋﺪ اﻟﻀﻌﻴﻔﺔ‬
‫• يت¨ي``ر ل``و¿ اأ‪gR‬ا‪Ñf Q‬ت``ة الق‪o‬ر‪W‬ا‪S‬ض``يا ‪H‬ت¨ير الر‪``b‬م ال¡يد‪LhQ‬يني ف``ي التر‪H‬ة (‪LQO‬ة الحمو�ض``ة) فما‬
‫المق‪ü‬ضو‪H O‬الر‪b‬م ال¡يد‪LhQ‬يني? ‪h‬كي∞ يتم ‪ùM‬ضا‪?¬H‬‬
‫‪7‬‬
‫‪∫hC’G π°üØdG‬‬
‫ﻣﻔﺎﻫﻴﻢ ﻣﺘﻌﻠﻘﺔ ﺑﺎﻟﺤﻤﻮض واﻟﻘﻮاﻋﺪ‬
‫‪Concepts of Acids and Bases‬‬
‫يوما بحمو�ض��ة في معدتك؟ وهل ت�ضاءلت عن �ل�ض��ائل �لموجود في بطارية �ل�ضيارة؟‬
‫هل �ض��عرت ً‬
‫فما �ضبب هذه �لحمو�ضة �لتي �ضعرت بها؟ وما �ل�ضائل �لذي يو�ضع في �لبطارية؟‬
‫يطلق على �لمو�د �لتي ت�ض��بب �لحمو�ض��ة في �لمعدة‪� ،‬أو �لتي تعطي �لليمون طعمه �لحم�ضي‪� ،‬أو �لتي‬
‫��ضم �لحمو�س‪ ،‬وتت�ضف بالطعم �لحم�ض��ي‪ .‬وبالمقابل‪ ،‬فاإن هناك مو� ّد‬
‫تو�ض��ع في بطاريات �ل�ض��يار�ت ُ‬
‫تتفاعل مع هذه �لحمو�س‪ ،‬وتخل�ضنا من �أثر حمو�ضتها‪ ،‬فهل ��ضتخدمت مو� ّد لتخفيف حمو�ضة معدتك‬
‫عندما �ض��عرت بحمو�ض��تها؟ فما هذه �لمو�د؟ وما تركيبها �لكيميائي؟ هذه �لمو�د ت�ض��مى �لقو�عد‪ ،‬ومن‬
‫�أمثلتها هيدروك�ضيد �لمغني�ضيوم �لذي ت�ضنع منه �لأدوية �لتي تعمل على �إز�لة �لحمو�ضة �لز�ئدة في �لمعدة‪،‬‬
‫وهيدروك�ضيد �ل�ضوديوم ( �ل�ضود� ) و�لأمونيا ( �لن�ضادر ) وبع�س �لمنظفات‪.‬‬
‫و�لتعرف �إلى خ�ضائ�ضها وتفاعلتها‬
‫ونظر� لأهمية �لحمو�س و�لقو�عد‪ ،‬فقد �هتم �لعلماء بدر��ضتها‬
‫ً‬
‫ّ‬
‫عل��ى مدى طويل من �لزمن‪ ،‬و‪X‬هرت عدة تعريفات للحم�س و�لقاعدة تف�ض��ر �ض��لوكها �لكيميائي‪ ،‬وقد‬
‫ً‬
‫�لحم�س و�لقاعدة؟ وما �أهم �لظو�هر‬
‫تطورت هذه �لمفاهيم‬
‫و�ض��ول �إلى يومنا هذ�‪ .‬فكيف تطور مفهوم َ‬
‫و�لمفاهيم و�لعلقات �لمرتبطة بهما؟‬
‫يم‪µ‬ن∂ ال‪LE‬ا‪H‬ة ع‪òg ø‬ي‪ ø‬ال‪ù‬ضو‪D‬الي‪Zh ø‬ير‪g‬ما ‪©H‬د ‪QO‬ا‪S‬ضت∂ ‪òg‬ا ال‪üØ‬ض‪h ,π‬يتو‪ ™b‬من∂ ‪©H‬د ‪P‬ل∂ اأ¿‪:‬‬
‫تو�ض��ح مفه��وم كل من �لحم���س و�لقاعدة وفق تعريف��ات كل من �أرهينيو�س‪ ،‬وبرون�ض��تد ‪ -‬لوري‪،‬‬
‫ولوي�س‪.‬‬
‫مح��د ًد� �لأزو�‪ê‬‬
‫تكت��ب مع��ادلت تمثل تفاع��ل �لحم�س و�لقاعدة وفق تعريف برون�ض��تد‪ -‬لوري‪،‬‬
‫ّ‬
‫�لمتر�فقة من �لحم�س و�لقاعدة‪.‬‬
‫ت�ضتنت‪� è‬لعلقة بين تركيز ‪ H3O+‬وتركيز ‪ OH -‬في �لمحاليل �لمائية‪.‬‬
‫تح�ضب �لرقم �لهيدروجيني ‪ pH‬لبع�س محاليل �لحمو�س و�لقو�عد �لقوية‪.‬‬
‫‪8‬‬
‫ﻣﻔﺎﻫﻴﻢ اﻟﺤﻤﻮض واﻟﻘﻮاﻋﺪ‬
‫در�ض��ت في �ل�ض��ف �لتا�ضع مفهومي �لحم�س و�لقاعدة‪ ،‬وعرفت �أن �لحم�س مادة كهرلية تُنت‪è‬‬
‫�أي��ون �لهيدروجي��ن ‪ H+‬عن��د �إذ�بتها في �لماء‪ ،‬و�أن �لق��ا عدة مادة كهرلية تُنت‪� è‬أيون �لهيدروك�ض��يد‬
‫‪ OH‬عن��د �إذ�بته��ا في �لم��اء‪ ،‬و�أن �لحمو�س و�لقو�عد تتفاوت في قوتها بمقد�ر ما يتاأين منها في‬‫كليا في �لماء‪ ،‬كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫�لماء‪ ،‬فالحم�س �لقوي مثل ‪ HCl‬يتاأين ًّ‬
‫)‪Cl-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪HCl(aq‬‬
‫‪H‬‬
‫ويعبر عن معادلة تاأينه بتفاعل منعك�س‬
‫جزئيا في �لماء‪ّ ،‬‬
‫و�لحم�س �ل�ض��عيف مثل ‪ CH3COOH‬يتاأين ًّ‬
‫على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫)‪CH3COO-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CH3COOH(aq‬‬
‫‪H‬‬
‫ويبين �ل�ضكل (‪ )1-1‬تاأين كل من �لحم�س �لقوي ‪ ،HX‬و�لحم�س �ل�ضعيف‪ HA‬في �لماء‪.‬‬
‫ّ‬
‫‪+‬‬
‫‪HA H A-‬‬
‫‪HA‬‬
‫�لحم�س �ل�ضعيف‬
‫‪HX‬‬
‫‪X‬‬‫‪H+‬‬
‫‪HA‬‬
‫‪A-‬‬
‫‪X-‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪HX‬‬
‫�لحم�س �لقوي‬
‫�ل�ضكل(‪ :)1-1‬تاأين �لحم�س �لقوي و�لحم�س �ل�ضعيف في �لماء‪.‬‬
‫وقد تطور مفهوم �لحم�س و�لقاعدة‪ ،‬فظهرت عدة تعريفات لهما‪ ،‬من �أهمها‪:‬‬
‫‪ -1‬م‪¡Ø‬و‪ Ω‬اأ‪gQ‬ينيو‪S‬ض للحمو�ض ‪h‬القواعد‬
‫ع��رف �أرهينيو���س الحم�ض ‪H‬اأ‪ ¬f‬ما‪ IO‬تزيد م``‪ ø‬تركيز اأيو¿ ال¡يد‪LhQ‬ي‪ H+ ø‬عن``د ا‪PE‬ا‪H‬ت¡ا في الما‪ .A‬ومن‬
‫َّ‬
‫�لأمثلة على حمو�س �أرهينيو�س‪ HClO4 :‬و ‪ .HCN‬ويمكن تف�ضير �ضلوكهما �لحم�ضي وفق هذ�‬
‫�لمفهوم‪ ،‬كما في �لمعادلتين �لآتيتين‪:‬‬
‫‪9‬‬
‫)‪ClO4-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CN-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪HClO4(1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪HCN(g‬‬
‫‪+‬‬
‫ف�ضر �ل�ضلوك �لحم�ضي لمحلول �لحم�س �لقوي ‪ HBr‬وفق مفهوم �أرهينيو�س‪.‬‬
‫ّ‬
‫عرف �أرهينو�س القاع``د‪H I‬اأ‪¡f‬ا ما‪ IO‬تزيد م‪ ø‬تركيز اأيو¿ ال¡يد‪hQ‬ك‪ù‬ض``يد ‪ OH-‬عند ا‪PE‬ا‪H‬ت¡ا في‬
‫كم��ا ّ‬
‫الما‪ ،A‬ومن �لأمثلة على قو�عد �أرهينيو�س‪ KOH :‬و‪ ،NaOH‬ويمكن تف�ض��ير �ضلوكهما �لقاعدي‬
‫وفق هذ� �لمفهوم‪ ،‬كما في �لمعادلتين �لآتيتين‪:‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪K‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪KOH(s‬‬
‫)‪NaOH(s‬‬
‫وبالعتماد على مفهوم �أرهينيو�س للحمو�س و�لقو�عد‪ ،‬نجد �أن �لحم�س يحتوي في تركيبه‬
‫على ذرة هيدروجين ‪ H‬قابلة للتاأين‪ ،‬و�أن �لقاعدة تحتوي في تركيبها على مجموعة هيدروك�ضيد‬
‫‪ OH‬قابلة للتاأين‪ ،‬وعلى �لرغم من نجاحه في تف�ضير �ل�ضلوك �لحم�ضي و�ل�ضلوك �لقاعدي لهذه‬‫�لمو�د‪� ،‬إل �أنه لم يتمكن من تف�ض��ير �ل�ض��لوك �لقاعدي لبع�س �لمو�د �لتي ل تحتوي في تركيبها‬
‫�أيون �لهيدروك�ض��يد مثل �لأمونيا ‪ .NH3‬كما �أنه عجز عن تف�ض��ير �لخو��س �لحم�ضية و�لقاعدية‬
‫لمحالي��ل بع�س �لأملح مثل‪ NH4Cl :‬و ‪NaNO2‬؛ مم��ا دعا للبح‪ å‬عن مفهوم �آخرللحمو�س‬
‫ً‬
‫�ضمول من مفهوم �أرهينيو�س‪.‬‬
‫و�لقو�عد �أكثر‬
‫‪ -2‬م‪¡Ø‬و‪H Ω‬ر‪ùfh‬ضتد – لو‪ …Q‬للحمو�ض ‪h‬القواعد ‪h‬الأ‪hR‬ا‪ ê‬المترافقة‬
‫تبي��ن مما �ض��بق‪� ،‬أن تاأين �لحمو�س ُينت‪� è‬لأيون �ل�ض��الب و�أي��ون �لهيدروجين‪ ،‬ومن �لمعلوم �أن‬
‫ّ‬
‫�أيون �لهيدروجين ‪ H+‬هو ذرة هيدروجين فقدت �إلكترو ًنا منها؛ لذ� يمكن �عتباره بروتو ًنا‪ ،‬وهو‬
‫ُج َ�ض��يم متنا ‪m‬ه في �ل�ض��غر‪ ،‬ذو كثافة كهربائية عالية‪ ،‬ول يكون منفر ًد� في �لمحلول‪ ،‬و�إنما يرتبط‬
‫فيكون �أيون �لهيدرونيوم ‪ ،H3O+‬كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫بجزيء �لماء ّ‬
‫‪10‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫ولذلك �ض��يتم ��ضتخد�م �أيون �لهيدرونيوم ‪ H3O+‬في معادلت تاأين �لحم�س‪ً ،‬‬
‫بدل من �أيون‬
‫ف�ضاعد�‪.‬‬
‫�لهيدروجين ‪ H+‬من �لآن‬
‫ً‬
‫ومن خلل در��ضة تفاعلت �لحمو�س و�لقو�عد‪ ،‬تو�ضل �لكيميائيان برون�ضتد ولوري �إلى‬
‫ً‬
‫�ضمول من مفهوم �أرهينيو�س‪ ،‬وذلك بالعتماد‬
‫و�ضع مفهوم لكل من �لحمو�س و�لقو�عد �أكثر‬
‫‪+‬‬
‫فعرف برون�ض��تد – ل��وري الحم�ض ‪H‬اأ‪ ¬f‬ما‪IO‬‬
‫�لتفاعلت‪.‬‬
‫أثناء‬
‫�‬
‫�لمو�د‬
‫بين‬
‫‪H‬‬
‫عل��ى �نتقال �أي��ون‬
‫ّ‬
‫(‪L‬زي‪Ä‬ا‪ ä‬اأ‪ h‬اأيو‪f‬ا‪b )ä‬ا‪ IQO‬عل≈ من‪H í‬ر‪h‬تو¿ (ما‪ íf‬لل‪Ñ‬ر‪h‬تو¿ ) لما‪ IO‬اأ‪N‬ر‪ i‬في الت‪Ø‬اع‪h ,π‬اأ¿ القاعد‪g I‬ي‬
‫ما‪L( IO‬زي‪Ä‬ا‪ ä‬اأ‪ h‬اأيو‪f‬ا‪b )ä‬ا‪ IQO‬عل≈ ا‪S‬ضتق‪Ñ‬ال ‪H‬ر‪h‬تو¿ (م‪ù‬ضتق‪ πÑ‬لل‪Ñ‬ر‪h‬تو¿) عند ت‪Ø‬اعل¡ا م™ ‪Z‬ير‪g‬ا‪.‬‬
‫فعند تفاعل ‪ HCl‬مع �لماء يتاأين كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪Cl-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫م�ضتقبل للبروتون‬
‫)‪HCl(aq‬‬
‫مانح للبروتون‬
‫لحظ �أن �أيون �لهيدروجين ‪� ( H+‬لبروتون ) �نتقل من جزيء ‪� HCl‬إلى جزيء �لماء‪ ،‬وبذلك‬
‫ً‬
‫م�ضتقبل لهذ� �لبروتون‪ ،‬ويعد قاعدة‪.‬‬
‫حم�ضا‪ ،‬ويكون �لماء‬
‫مانحا للبروتون‪ ،‬ويعد‬
‫ً‬
‫يكون ‪ً HCl‬‬
‫وعند تفاعل �لأمونيا ‪ NH3‬مع �لماء كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪NH4‬‬
‫‪NH3(aq) +‬‬
‫حم�ضا‪.‬‬
‫لحظ �أن ‪ NH3‬ت�ضتقبل بروتو ًنا من �لماء‪ ،‬فتعد قاعدة‪ ،‬و�أما �لماء فيمنح هذ� �لبروتون‪ ،‬ويعد‬
‫ً‬
‫وعين ًّ‬
‫كل من �لحم�س و�لقاعدة وفق مفهوم برون�ض��تد ‪ -‬لوري‬
‫�در���س �لتفاعلين �لآتيين‪ّ ،‬‬
‫في كل منهما‪:‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N 2H 5‬‬
‫)‪HCOO-(aq‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪N2H4(aq) +‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪HCOOH(aq‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪11‬‬
‫ً‬
‫�نتقال‬
‫وفي �لتفاعلت �لمنعك�ض��ة‪ ،‬نلحظ �أن كل �لتفاعلين‪�:‬لأمامي و�لعك�ض��ي يت�ض��من‬
‫للبروتون من �لحم�س �إلى �لقاعدة‪ ،‬فاإذ� تاأملنا تفاعل حم�س �لإيثانويك ‪ CH3COOH‬مع �لماء‪،‬‬
‫كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫حم�س‬
‫)‪CH3COO-(aq‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫قاعدة‬
‫قاعدة‬
‫‪CH3COOH(aq) +‬‬
‫حم�س‬
‫نج��د �أن ‪ CH3COOH‬حم���س في �لتفاع��ل �لأمامي؛ لأن��ه يمنح بروتو ًنا للم��اء‪ ،‬وينت‪ è‬عنه‬
‫‬‫كون �أيون‬
‫�أي��ون �لإيثان��و�ت ‪ ،CH3COO‬وجزيء �لماء يعد قاعدة لأنه ي�ض��تقبل �لبروت��ون‪ُ ،‬‬
‫وي ّ‬
‫�لهيدرونيوم ‪.H3O+‬‬
‫وبالنظر �إلى �لتفاعل �لعك�ضي‪ ،‬نلحظ �أن ‪ H3O+‬يمنح بروتو ًنا �إلى �أيون �لإيثانو�ت‪،CH3COO-‬‬
‫حم�ض��ا‪ ،‬وي�ض��تقبل �أيون �لإيثانو�ت ‪� CH3COO-‬لبروتون‪ ،‬فيعد قاعدة‪ .‬وي�ضمى �لحم�س‬
‫فيعد‬
‫ً‬
‫‪LhR‬ا مترافق‪k‬ا م‪M ø‬م�ض ‪bh‬اع``د‪ ،I‬فحم�س �لإيثانويك ‪CH3COOH‬‬
‫‪k‬‬
‫تحول �إليها‬
‫م��ع �لقاعدة �لت��ي ّ‬
‫ه��و �لحم���س و�أيون �لإيثانو�ت ‪ CH3COO-‬هو �لقاعدة �لمر�فقة �لناتجة عنه‪ ،‬وكذلك ت�ض��مى‬
‫زوجا متر�فقًا‪ ،‬فالماء ‪ H2O‬هو �لقاعدة و�أيون �لهيدرونيوم‬
‫تتحول �إليه ً‬
‫�لقاع��دة و�لحم�س �لذي ّ‬
‫‪ H3O+‬هو �لحم�س �لمر�فق �لنات‪ è‬عنه‪.‬‬
‫وعليه‪ ،‬فاإن � ّأي تفاعل لحم�س مع قاعدة وفق مفهوم برون�ضتد – لوري‪ ،‬ي�ضتمل على زوجين‬
‫متر�فقين‪ ،‬ويمكن تمثيل �لأزو�‪� ê‬لمتر�فقة في �لتفاعل �ل�ضابق‪ ،‬كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫زو‪ ê‬متر�فق‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫‪+‬‬
‫حم�س مر�فق‬
‫)‪CH3COO-(aq‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫قاعدة مر�فقة‬
‫زو‪ ê‬متر�فق‬
‫‪+‬‬
‫قاعدة‬
‫)‪CH3COOH(aq‬‬
‫حم�س‬
‫وفي تفاعل �لأمونيا ‪ NH3‬مع �لماء يمكن تمثيل �لأزو�‪� ê‬لمتر�فقة على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫زو‪ ê‬متر�فق‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫قاعدة مر�فقة‬
‫لحظ �أن ًّ‬
‫كل من ‪ NH3‬و‬
‫‪12‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪NH4+(aq‬‬
‫حم�س مر�فق‬
‫زو‪ ê‬متر�فق‬
‫‪ NH4‬زو‪ ê‬متر�فق‪ ،‬كما �أن ‪ H2O‬و ‪OH-‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫حم�س‬
‫‪NH3(aq) +‬‬
‫قاعدة‬
‫زو‪ ê‬متر�فق �آخر‪.‬‬
‫عين �لقاعدة �لمر�فقة لكل من �لحمو�س �لآتية‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪HCOOH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪HF‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫�لحم�س �لمر�فق لكل من �لقو�عد �لآتية‪:‬‬
‫عين َ‬
‫ّ‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪OH -‬‬
‫‪NH3‬‬
‫عين �لأزو�‪� ê‬لمتر�فقة في �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫ّ‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CN-(aq‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪HCN(aq‬‬
‫ً‬
‫ً‬
‫قاعديا في‬
‫�ضلوكا‬
‫حم�ض��يا في بع�س تفاعلتها‪ ،‬وت�ضلك‬
‫�ضلوكا‬
‫وهناك بع�س �لمو�د ت�ض��لك‬
‫ًّ‬
‫ًّ‬
‫ولتتعرف ذلك؛ �در�س �لتفاعليين �لآتيين‪ ،‬ثم �أجب عن �ل�ضوؤ�لين �للذين يليهما‪:‬‬
‫تفاعلت �أخرى‪.‬‬
‫ّ‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪F-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2SO3(aq‬‬
‫)‪SO32-(aq‬‬
‫حدد �لحم�س و�لقاعدة في كل �لتفاعلين‪.‬‬
‫ّ‬
‫)‪HF(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪NH3(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪HSO3-(aq‬‬
‫)‪HSO3-(aq‬‬
‫عين �لأزو�‪� ê‬لمتر�فقة في كل منهما‪.‬‬
‫ّ‬
‫ً‬
‫قاعديا في �لتفاعل �لأول‪ ،‬في�ض��تقبل بروتو ًنا من‬
‫�ض��لوكا‬
‫من �لو��ض��ح �أن ‪ HSO3-‬ي�ض��لك‬
‫ًّ‬
‫ً‬
‫حم�ضيا في �لتفاعل �لثاني‪ ،‬فيمنح بروتو ًنا �إلى جزيء ‪،NH3‬‬
‫�ضلوكا‬
‫�لحم�س ‪ ، HF‬وي�ضلك‬
‫ًّ‬
‫لحظ �لمعادلتين �لآتيتين‪:‬‬
‫)‪F-(aq‬‬
‫)‪NH4+(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2SO3(aq‬‬
‫)‪HF(aq‬‬
‫حم�س‬
‫‪+‬‬
‫)‪HSO3-(aq‬‬
‫قاعدة‬
‫)‪SO32-(aq‬‬
‫)‪NH3(aq‬‬
‫قاعدة‬
‫‪+‬‬
‫)‪HSO3-(aq‬‬
‫حم�س‬
‫وت�ضمى مثل هذه �لمو�د �لمو�د �لمترددة ( �لأمفوتيرية )؛ لأنها ت�ضتطيع �أن تتفاعل كحم�س‬
‫تبعا للظروف �لموجودة فيها‪ .‬وم��ن �لأمثلة �لأخرى على هذه �لمو�د‪ ،‬جزيء �لماء‬
‫�أو كقاع��دة ً‬
‫‪ ،H2O‬و�لأيونات �ل�ضالبة �لتي تحتوي في تركيبها على ذرة هيدروجين تكون قادرة على منحها‬
‫لمادة �أخرى مثل ‪.HCO3- ،HS-‬‬
‫‪13‬‬
‫تبين �ض��لوك كل من‪ HCO3- :‬و‪ HS-‬كحم�س ف��ي تفاعلهما مع ‪،N2H4‬‬
‫�كت��ب مع��ادلت ّ‬
‫وكقاعدة في تفاعلهما مع ‪.HNO2‬‬
‫‪ -3‬م‪¡Ø‬و‪ Ω‬لوي‪ù‬ض للحمو�ض ‪h‬القواعد‬
‫يعتم��د مفهوم برون�ض��تد – لوري للحمو���س و�لقو�عد على �نتقال �لبروت��ون من �لحم�س �إلى‬
‫�لقاع��دة �أثن��اء �لتفاعل‪� ،‬إل �أن هذ� �لمفهوم لم يو�ض��ح كيف يرتبط �لبروت��ون بالقاعدة‪ ،‬كما �أنه‬
‫ً‬
‫�نتقال‬
‫لم ي�ض��تطع تف�ض��ير �ل�ض��لوك �لحم�ض��ي �أو �لقاعدي في بع�س �لتفاعلت �لتي ل تت�ضمن‬
‫ً‬
‫�ض��مول للحمو�س و�لقو�عد من مفهوم‬
‫للبروتون بين �لمو�د؛ لذ� فل بد من وجود مفهوم �أكثر‬
‫برون�ضتد ‪ -‬لوري‪ .‬ولتو�ضيح ذلك �در�س �لتفاعلين �لآتيين‪:‬‬
‫‪: :‬‬
‫‪[Zn(H2O)4]2+‬‬
‫‪: :‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H :C1 :‬‬
‫‪Zn2+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H N: +‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪4H2O:‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪NH3(aq‬‬
‫‪:‬‬
‫‬‫‪:‬‬
‫‪:‬‬
‫‪+ C1‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪M‬م�ض‬
‫‪b‬اعدة‬
‫زوجا �أو �أكثر من �لإلكترونات غير �لر�بطة تمنحها للحم�س‬
‫لحظ �أن �لقاعدة مادة تمتلك ً‬
‫عندما تتفاعل معه؛ مما ي�ض��ير �إلى �أن �لحمو�س تمتلك � ً‬
‫زوجا �أو �أكثر من‬
‫أفلكا فارغة ت�ض��تقبل ً‬
‫�لإلكترونات غير �لر�بطة‪.‬‬
‫وق��د در���س �لعالم لوي���س هذه �لتفاع��لت‪ ،‬و�لتي ت�ض��مل تفاعلت �لحمو���س و�لقو�عد‬
‫��ر من خلله �ل�ض��لوك‬
‫لبرون�ض��تد – ل��وري وغيره��ا‪ ،‬و�قترح‬
‫ً‬
‫مفهوما للحمو�س و�لقو�عد؛ ّ‬
‫ف�ض َ‬
‫�لحم�ض��ي و�لقاعدي للمو�د �لمختلفة �عتما ًد� على �نتقال �أزو�‪ ê‬من �لإلكترونات غير �لر�بطة‬
‫بي��ن �لمو�د �أثناء ح��دوث �لتفاعل‪ً ،‬‬
‫فمثل عند تفاعل �لأمونيا ‪ NH3‬م��ع �لحم�س ‪ ،HCl‬نجد �أن‬
‫ذرة �لنيتروجي��ن في ج��زيء �لأمونيا لديها زو‪ ê‬من �لإلكترونات غي��ر مرتبط باأي ذرة �أخرى‪،‬‬
‫بينم��ا يحت��وي ‪ H+‬على فلك فارغ م��ن �لإلكترونات‪ ،‬ولذلك ي�ض��تقبل ‪ H+‬زو‪� ê‬لإلكترونات‬
‫‪+‬‬
‫حم�ض��ا و�لأمونيا قاعدة‪.‬‬
‫من �لأمونيا‪ ،‬وتن�ض��اأ ر�بطة تنا�ض��قية بينهما؛ وبهذ� يكون ‪ H‬في ‪HCl‬‬
‫ً‬
‫و�لمعادلة �لآتية تو�ضح ذلك‪:‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪14‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪LhR‬ا اأ‪ h‬اأك‪ã‬ر م‪ ø‬ال‪E‬ل‪µ‬تر‪fh‬ا‪ä‬‬
‫عرف لوي�س الحم�ض عل≈ اأ‪ ¬f‬ما‪ IO‬ت‪ù‬ض``ت‪£‬ي™ اأ¿ ت‪ù‬ض``تق‪k πÑ‬‬
‫وعليه‪ ،‬فقد ّ‬
‫‪``LhR‬ا اأ‪ h‬اأك‪ã‬ر م‪ø‬‬
‫‪Z‬ي``ر الرا‪``£H‬ة م``‪ ø‬ما‪ IO‬اأ‪N‬ر‪ i‬ل‪M‬توا‪¡F‬ا عل``≈ اأفال∑ فا‪ZQ‬ة‪ ,‬اأم``ا القاعد‪ I‬ف¡ي ما‪ IO‬تمن‪k í‬‬
‫ال‪E‬ل‪µ‬تر‪fh‬ا‪Z ä‬يرالرا‪£H‬ة لما‪ IO‬اأ‪N‬ر‪.i‬‬
‫وقد ��ض��تطاع لوي�س من خلل هذ� �لتعريف‪� ،‬أن يف�ض��ر �ل�ضلوك �لحم�ضي لأيونات �لفلز�ت‬
‫�لنتقالي��ة ف��ي تفاعلتها‪ ،‬كما في تفاعل �أيونات �لخار�ض��ين ‪Zn2+‬‬
‫تتكون رو�بط‬
‫مع �لم��اء‪� ،‬إذ ّ‬
‫تنا�ض��قية بين �أي��ون ‪� Zn2+‬لذي يحتوي � ً‬
‫أفلكا فارغة‪ ،‬و�أربعة جزيئات م��اء يمنح ًّ‬
‫زوجا‬
‫كل منها ً‬
‫وبناء على ذلك يكون �لماء قاعدة و�أيون ‪Zn2+‬‬
‫حم�ضا‪ .‬و�لمعادلة‬
‫ً‬
‫من �لإلكترونات غير �لر�بطة؛ ً‬
‫�لآتية تو�ضح ذلك‪:‬‬
‫)‪4H2O(l‬‬
‫)‪[Zn(H2O)4]2+(aq‬‬
‫حدد حم�س لوي�س وقاعدته في �لتفاعلت �لآتية‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪Zn2+(aq) +‬‬
‫)‪[Cu(H2O)6]2+(aq‬‬
‫)‪6H2O(l‬‬
‫‪Cu2+(aq) +‬‬
‫)‪[Co(NH3)6]3+(aq‬‬
‫)‪6NH3(aq‬‬
‫‪Co3+(aq) +‬‬
‫)‪HCN(aq‬‬
‫)‪CN -(aq‬‬
‫‪F -(aq) +‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪HF(aq‬‬
‫�أكمل �لفر�غات في �لجدول �لآتي‪ ،‬و�لذي يقارن بين مفاهيم �لحمو�س و�لقو�عد لكل من‬
‫�أرهينيو�س وبرون�ضتد‪ -‬لوري ولوي�س‪:‬‬
‫الت©ري∞‬
‫الحم�ض‬
‫�أرهينيو�س‬
‫يزيد من تركيز ‪ H+‬عند �إذ�بته في �لماء‬
‫القاعدة‬
‫م�ضتقبل لبروتون )‪ (H+‬في تفاعلته‬
‫م�ضتقبل لزو‪ ê‬من �لإلكترونات غير �لر�بطة‬
‫‪É«fÉK‬‬
‫‪k‬‬
‫اﻟﺘﺄﻳﻦ اﻟﺬاﺗﻲ ﻟﻠﻤﺎء‬
‫ً‬
‫ً‬
‫قاعديا في‬
‫و�ض��لوكا‬
‫حم�ض��يا في بع�س �لتفاعلت‬
‫�ض��لوكا‬
‫�ض��بق �أن �أ�ض��رنا �إلى �أن �لماء ي�ض��لك‬
‫ًّ‬
‫ًّ‬
‫تفاعلت �أخرى‪ ،‬كما في �لمعادلتين �لآتيتين‪:‬‬
‫‪15‬‬
‫)‪HS-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫قاعدة مرافقة‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫حم�ض مرافق‬
‫‪+‬‬
‫قاعدة مرافقة‬
‫)‪(aq‬‬
‫قاعدة‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫‪H2S(aq) +‬‬
‫حم�ض‬
‫)‪NH3(aq) + H2O(l‬‬
‫حم�ض‬
‫حم�ض مرافق‬
‫قاعدة‬
‫والآن‪ ،‬هل يمكنك تعيين الحم�ض والقاعدة في التفاعل الآتي؟‬
‫‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2O(1‬‬
‫‪H3O‬‬
‫‪H2O(1) +‬‬
‫مانح��ا للبروتون (حم���ض)‪ ،‬والج��زيء الثاني يكون‬
‫الح��ظ �أن �أح��د جزيئ��ات الماء يك��ون ً‬
‫اً‬
‫م�س��تقبل للبروتون (قاعدة)‪ ،‬ورغم معرفتك ال�س��ابقة �أن الماء النقي غير مو�ص��ل للتيار الكهربائي‪،‬‬
‫جدا للتيار الكهربائي؛ وهذا ي�شير �إلى ت�أينه‬
‫�إال �أن الدرا�س��ات �أثبتت �أن الماء النقي مو�ص��ل �ض��عيف ًّ‬
‫جدا‪ ،‬ويطلق عليه الت�أين الذاتي للماء‪� ،‬إذ تكون �أيونات الهيدرونيوم ‪ H3O+‬و�أيونات‬
‫بدرجة �ض��عيفة ًّ‬
‫الهيدروك�سيد ‪ OH-‬في حالة اتزان مع جزيئات الماء غير المت�أينة‪ .‬ويعبرعن ثابت االتزان ‪ Kc‬للتفاعل‬
‫على النحو الآتي‪:‬‬
‫] ‪[OH-][H3O‬‬
‫‪= Kc‬‬
‫‪2‬‬
‫]‪[H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫جدا ؛ ف�إن تركيز الماء يعد ثاب ًتا‪ .‬وبالتالي يمكن �إدخال تركيزه‬
‫ونظرا لأن درجة ت�أين الماء �ضعيفة ًّ‬
‫ً‬
‫في ثابت االتزان للماء‪ .‬وعليه يمكن التعبير عن ثابت اتزان الماء با�ستخدام الرمز ‪ ،Kw‬وي�سمى ثابت‬
‫ت�أين الماء‪ ،‬وقد وجد �أن‪:‬‬
‫‪[OH-] [H3O+] = Kw‬‬
‫=‪10×1 u‬‬
‫‪14-‬‬
‫عند ‪� 25‬س‪.‬‬
‫‪o‬‬
‫والآن هل يمكنك ح�ساب تركيز �أيونات ‪OH-‬‬
‫و ‪ H3O+‬في الماء النقي؟ �إذا رجعت �إلى معادلة‬
‫الت�أي��ن الذات��ي للم��اء تجد �أن عدد موالت ‪ OH-‬ي�س��اوي عدد موالت‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫وه��ذا يعني �أن تركيز‬
‫�أيونات ‪ OH-‬ي�س��اوي تركيز �أيونات ‪ ،H3O+‬ويمكن ح�س��اب تركيز �أي منهما باالعتماد على قيمة‬
‫‪Kw‬‬
‫على النحو الآتي‪:‬‬
‫‪10×1 w= 2[OH-] = 2[H3O+] = Kw‬‬
‫‪16‬‬
‫‪14 -‬‬
‫عند ‪� 25‬س‪.‬‬
‫‪o‬‬
‫وعليه‪ ،‬فاإن‪:‬‬
‫] ‪[OH-] = [H3O‬‬
‫= ‪ 7- 10×1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫و]‪ [OH-‬لت�ض��نيف‬
‫ً‬
‫متعادل‪ ،‬ويمكن ��ض��تخد�م ]‪[H3O+‬‬
‫ولأن ] ‪ [OH-] = [H3O‬ف��اإن �لم��اء يك��ون‬
‫‪+‬‬
‫�لمحالي��ل �لمائي��ة �لمختلف��ة‪ ،‬ف��اإذ� كان تركيز‪� H3O+‬أكبر م��ن تركيز ‪OH-‬؛ ف��اإن �لمحلول يعد‬
‫حم�ضيا‪ ،‬بينما يكون �لمحلول‬
‫قاعديا �إذ� كان تركيز ‪ OH-‬فيه �أكبر من تركيز ‪ ،H3O+‬و�أما �إذ� كان‬
‫ًّ‬
‫ًّ‬
‫ً‬
‫ويبين �ل�ض��كل (‪� )2-1‬لعلقة بين ] ‪ [H3O‬و ]‪[OH-‬‬
‫] ‪ [OH-] = [H3O‬فيكون �لمحلول‬
‫متعادل‪ّ .‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫في �لمحاليل �لثلثة �ل�ضابقة‪.‬‬
‫‪OH-‬‬
‫‪OH-‬‬
‫‪H 3O +‬‬
‫‪‬اليل حم�ضية ‪،[OH ] <[H O ]:‬‬
‫حي‪ 7-10 ×1<[H O ] å‬مول‪/‬ل‪.Î‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3‬‬
‫‪H 3O +‬‬
‫‪‬اليل متعادلة ‪[OH ]=[H3O+]:‬‬
‫_‬
‫_‬
‫حي‪ 7-10 ×1= [H O ] å‬مول‪/‬ل‪.Î‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3‬‬
‫‪OH-‬‬
‫‪3‬‬
‫‪H3O+‬‬
‫‪‬اليل قاعدية ‪،[OH ]>[H O ]:‬‬
‫حي‪ 7-10 ×1 > [H O ] å‬مول‪/‬ل‪.Î‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3‬‬
‫_‬
‫‪3‬‬
‫�ل�ضكل( ‪� :)2-1‬لعلقة بين ]‪ [H3O+‬و ]‪ [OH-‬في �لمحاليل �لمائية وطبيعتها‪.‬‬
‫ولتتعرف كيفية ��ض��تخد�م ثابت تاأين �لماء ‪ Kw‬في ح�ض��اب ]‪� [H3O+‬أو ]‪ [OH-‬بمعرفة تركيز �لآخر‪،‬‬
‫ّ‬
‫�در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫�ح�ض��ب تركي��ز �أيون��ات ‪ OH-‬في محل��ول‪� ،‬إذ� علم��ت �أن تركيز �أيونات ‪ H3O+‬فيه ي�ض��اوي‬
‫‪3‬‬‫ً‬
‫متعادل‪.‬‬
‫قاعديا �أم‬
‫حم�ضيا �أم‬
‫وبين �إذ� ما كان �لمحلول‬
‫ًّ‬
‫‪ 10×1‬مول‪/‬لتر‪ّ ،‬‬
‫ًّ‬
‫ال‪πë‬‬
‫بما �أن قيمة ‪ Kw‬ثابتة‪ ،‬وهي ت�ضاوي ]‪ ،[HO-]× [H3O+‬فاإن‪:‬‬
‫‪Kw‬‬
‫‬‫] ‪+ = [OH‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫‪10×1‬‬
‫]‪= [OH-‬‬
‫‪3‬‬‫‪10×1‬‬
‫‪14-‬‬
‫ولأن تركيز‬
‫‪+‬‬
‫= ‪10×1‬‬
‫‪11-‬‬
‫مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫‪3-10×1( H3O‬مول‪/‬لتر) �أكبر من تركيز ‪OH-‬‬
‫�لمحلول حم�ضي‪.‬‬
‫(‪ 11-10×1‬مول‪/‬لتر)‪ ،‬فاإن‬
‫‪17‬‬
‫�أكمل �لفر�غات في �لجدول �لآتي‪ ،‬و�ضنف �لمحاليل فيه �إلى حم�ضية �أو قاعدية �أو متعادلة‪:‬‬
‫‪bQ‬م المحلول‬
‫]‪ [H3O+‬مول‪/‬لتر‬
‫‪1‬‬
‫‪10×1‬‬
‫]‪ [OH-‬مول‪/‬لتر‬
‫‪ÑW‬ي©ة المحلول‬
‫‪4-‬‬
‫‪2‬‬
‫‪10×2‬‬
‫‪2-‬‬
‫‪3‬‬
‫‪k‬‬
‫‪ÉãdÉK‬‬
‫متعادل‬
‫ﻣﺤﺎﻟﻴﻞ اﻟﺤﻤﻮض واﻟﻘﻮاﻋﺪ اﻟﻘﻮﻳﺔ‬
‫عرف��ت �أن �لحمو���س تتفاوت في قوته��ا �عتما ًد� على قدرته��ا على �لتاأين ف��ي �لماء‪ ،‬ومنحها‬
‫�لبروتون‪ً ،‬‬
‫كليا في �لماء‪ ،‬كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫فمثل يتاأين �لحم�س �لقوي ‪ HCl‬تاأي ًنا ًّ‬
‫)‪Cl-(aq‬‬
‫لح��ظ �أن تاأي��ن ‪HCl‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫)‪+ H2O(l‬‬
‫)‪HCl(aq‬‬
‫ُينت��‪� è‬لقاعدة �لمر�فقة ‪� Cl-‬لتي ل ترتبط م��ع �لبروتون في �لمحلول‪ ،‬فل‬
‫يتك��ون حم���س ‪HCl‬؛ ولذلك يك��ون �لتفاعل غيرمنعك�س‪ ،‬وهذ� ي�ض��ير �إل��ى �أن ‪ Cl-‬قاعدة مر�فقة‬
‫ّ‬
‫�ضعيفة‪ .‬وينطبق ذلك على �لحمو�س �لقوية بوجه عام‪ ،‬مثل‪.HI ، HBr ، HNO3 ، HClO4 :‬‬
‫و�ل�ض��وؤ�ل �لآن‪ :‬ماذ� يحدث لتركيز �أيونات ‪ H3O+‬و‪ OH-‬عند �إ�ض��افة حم�س قوي للماء �لنقي؟‬
‫ولكي تجيب عن هذ� �ل�ضوؤ�ل‪� ،‬در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫�ح�ضب تركيز كل من ‪ H3O+‬و‪ OH-‬في محلول ‪� HBr‬لذي تركيزه ‪ 2-10×1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫في �لبد�ية نكتب معادلة تاأين �لحم�س‪:‬‬
‫)‪Br-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪HBr(aq‬‬
‫كليا في �لم��اء؛ فيزيد من تركيز �أيونات ‪ ،H3O+‬ويعد �لحم�س �لم�ض��در‬
‫يتاأي��ن �لحم���س ‪ًّ HBr‬‬
‫‪18‬‬
‫�لرئي���س لأيون��ات �لهيدرونيوم في �لمحل��ول‪ ،‬ويهمل تركيز‬
‫‪+‬‬
‫�لنات‪ è‬م��ن �لتاأين �لذ�تي‬
‫‪H 3O‬‬
‫نظر� ل�ضاآلة قيمته‪ ،‬وبالتالي يكون‪ 2-10×1 = ]HBr] = ]H3O+] :‬مول‪/‬لتر‪ .‬ولأن قيمة‬
‫للماء ً‬
‫‪ ،14-10×1 = Kw‬فاإن تركيز‬
‫‪[OH-][H3O ] = Kw‬‬
‫‪OH-‬‬
‫في �لمحلول يمكن ح�ضابه كما ياأتي‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫]‪= [OH-‬‬
‫‪Kw‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫‪+‬‬
‫]‪10×1 = [OH-‬‬
‫‪2‬‬‫‪10×1‬‬
‫‪14-‬‬
‫لح��ظ �أن تركيز‬
‫‪+‬‬
‫=‬
‫‪ 12-10×1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫‪ H3O‬في هذ� �لمحلول (‪2-10 ×1‬مول‪/‬لتر)‪ ،‬وهو �أكبر من تركيز ‪OH-‬‬
‫(‪12-10 ×1‬مول‪/‬لتر)؛ لذ� فاإن �لمحلول حم�ضي‪.‬‬
‫�ح�ضب تركيز كل من (‪ H3O+‬و ‪ )OH-‬في كل من �لمحلولين �لآتيين‪:‬‬
‫محلول ‪ HCl‬تركيزه ‪ 3-10×2‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫محلول ‪ HNO3‬تركيزه ‪ 2-10 ×5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫تبعا لمقد�ر ما يتاأين منها؛ �إذ �إن‬
‫تتفاوت �لقو�عد �أي�ضا في قوتها عند �إ�ضافتها �إلى �لماء �لنقي ً‬
‫كليا في �لماء‪ ،‬فهيدروك�ض��يد �ل�ض��وديوم ‪ً NaOH‬‬
‫مثل يتاأين كما في �لمعادلة‬
‫�لقاعدة �لقوية تتاأين ًّ‬
‫�لآتية‪:‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪NaOH(s‬‬
‫وينت��‪ è‬ع��ن هذ� �لتاأين �أيون��ات ‪� Na+‬لتي ل تتفاعل عادة مع �أيون��ات ‪ OH-‬في �لمحلول لإعادة‬
‫نظر� لكون قوى �لتجاذب بين �أيونات ‪ Na+‬وجزئيات �لماء �أقوى منها بين �أيونات‬
‫تكوين ‪ً ،NaOH‬‬
‫‪ Na+‬و‪ ،OH-‬وينطبق ذلك على �لقو�عد �لقوية �لأخرى‪ ،‬مثل‪.KOH ، LiOH:‬‬
‫ويمكن ح�ضاب تركيز �أيونات ‪ H3O+‬و‪ OH-‬عند �إ�ضافة قاعدة قوية للماء كما في �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪19‬‬
‫‪3‬‬
‫�ح�ضب تركيز كل من ‪ OH-‬و ‪ H3O+‬في محلول ‪� NaOH‬لذي تركيزه ‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫نكتب معادلة تاأين ‪:NaOH‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪NaOH(s‬‬
‫م�ضاويا لتركيز‬
‫كليا في �لماء‪ ،‬وينت‪� è‬أيون �لهيدروك�ضيد ‪� OH-‬لذي يكون تركيزه‬
‫ًّ‬
‫يتاأين ‪ًّ NaOH‬‬
‫‪ ،NaOH‬وي�ضاوي ‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‪ .‬ويمكن ح�ضاب تركيز‬
‫‪+‬‬
‫‪[OH-][H3O ] = Kw‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫كما ياأتي‪:‬‬
‫‪0.1× [H3O+] = 14-10 ×1‬‬
‫‪14‬‬‫]‪10×1 = [H O+‬‬
‫‪3‬‬
‫‪0.1‬‬
‫]‪13-10 ×1 = [H3O+‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫لح��ظ عند �إ�ض��افة قاعدة قوي��ة �إلى �لماء يزد�د تركيز �أيون��ات ‪ OH-‬في �لمحلول‪ ،‬ويقل‬
‫تركيز �أيونات ‪.H3O+‬‬
‫�ح�ضب تركيز كل من ‪ OH-‬و‬
‫محلول ‪ KOH‬تركيزه ‪ 2-10 ×4‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫محلول ‪ُ LiOH‬ح�ضر باإذ�بة ‪ 4-10 ×2.5‬مول منه في �لماء؛ للح�ضول على محلول حجمه ‪100‬مل‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫‪É©HGQ‬‬
‫‪k‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫في كل �لمحلولين �لآتيين‪:‬‬
‫ْ‬
‫اﻟﺮﻗﻢ اﻟﻬﻴﺪروﺟﻴﻨﻲ )‪(pH‬‬
‫بناء على تركيز �أيون �لهيدرونيوم‬
‫عرفت �أن �لمحاليل ت�ضنف �إلى حم�ضية �أو قاعدية �أو متعادلة‪ً ،‬‬
‫‪� ،H O+‬أو تركي��ز �أي��ون �لهيدروك�ض��يد ‪-‬‬
‫‪OH‬‬
‫وتعرفت طريقة ح�ض��اب تركيز �أيونات‬
‫�لمحلول‪،‬‬
‫في‬
‫‪3‬‬
‫ّ‬
‫‪ ،H3O+‬و�أيون��ات ‪ OH-‬ف��ي محاليل �لحمو���س و�لقو�عد �لقوية‪ ،‬وبالتدقيق ف��ي قيم تركيز �أيونات‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫‪20‬‬
‫و‪ OH-‬في �لمحاليل �ل�ض��ابقة‪ ،‬تجدها قليلة ف��ي كثير من �لأحيان‪ ،‬فتركيزهما في �لماء �لنقي‬
‫‪ 7 -10×1‬مول‪/‬لتر‪ ،‬ول يخفى �أن هناك �ض��عوبة في �لتعامل مع �لأ�ض���س �ل�ض��البة و�إجر�ء عمليات‬
‫ح�ض��ابية عليه��ا؛ لذ� فقد ��ض��طلح �لكيميائيون للتعبيرع��ن هذه �لتر�كيز من خلل ما ي�ض��مى �لرقم‬
‫�لهيدروجيني للمحلول (‪ )pH‬و�لذي ‪u‬‬
‫يمكننا من �لتعامل مع �لأ�ض�س بطريقة �أ�ضهل‪ ،‬فالمحلول �لذي‬
‫تركيز ‪ H3O+‬فيه ‪ 7-10×1‬مول‪/‬لتر تكون قيمة ‪pH‬‬
‫فيه ت�ض��اوي ‪ ،7‬و�لمحلول �لذي تركيز‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫فيه ‪ 13-10×1‬مول‪/‬لتر تكون قيمة ‪ pH‬فيه ت�ضاوي ‪ ،13‬وهكذ�‪.‬‬
‫لحظ �أننا �أخذنا �لأ�س �ل�ضالب وحولناه �إلى عدد �ضحيح موجب‪ ،‬فما �لعلقة بين �لقيمتين؟‬
‫�إذ� دققت �لنظر في �لقيمتين تجد �أن ‪7‬‬
‫=‬
‫‪ -‬لو‪ ،7-10×1‬و�أن ‪ - = 13‬لو ‪ ،13-10×1‬وهكذ�‬
‫فاإنه يمكن تعريف الر‪b‬م ال¡يد‪LhQ‬يني ) ‪H (pH‬اأ‪ ¬f‬اللو‪Z‬ا‪Q‬يتم ال‪ù‬ضال‪ Ö‬لالأ‪S‬ضا‪S‬ض ‪ 10‬لتركيز اأيو¿ ال¡يد‪fhQ‬يو‪Ω‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫ريا�ضيا بالعلقة �لآتية‪:‬‬
‫عنه‬
‫ر‬
‫ويعب‬
‫المحلول‪.‬‬
‫في‬
‫‪3‬‬
‫ّ‬
‫ًّ‬
‫‪ - = pH‬لو]‪.[H3O+‬‬
‫ولتتع��رف كيفية ح�ض��اب �لرقم �لهيدروجيني (‪ )pH‬في �لمحاليل �لحم�ض��ية و�لقاعدية‪� ،‬در�س‬
‫ّ‬
‫�لمثاليين �لآتيين‪:‬‬
‫‪4‬‬
‫�ح�ضب �لرقم �لهيدروجيني (‪ )pH‬لمحلول ‪� HI‬لذي تركيزه ‪ 3-10 ×1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫كليا في �لماء‪،‬كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫يتاأين �لحم�س ‪ًّ HI‬‬
‫)‪I-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H3O‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪HI(aq‬‬
‫وعليه فاإن ]‪ 3-10 ×1 = [HI] = [H3O+‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ويكون �لرقم �لهيدروجيني للمحلول‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ - = pH‬لو ] ‪[H3O‬‬
‫= ‪ -‬لو ‪10 ×1‬‬
‫‪3-‬‬
‫= ‪( -‬لو‪ 3- + 1‬لو‪)10‬‬
‫= ‪3 = )1×3- +0( -‬‬
‫‪21‬‬
‫‪5‬‬
‫�ح�ضب �لرقم �لهيدروجيني لمحلول ‪� KOH‬لذي تركيزه ‪2-10 ×2‬مول‪/‬لتر‪( .‬لو ‪)0.7 =5‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫يتاأين ‪ KOH‬في �لماء كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪K‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫ولأن ‪ KOH‬قاعدة قوية‪ ،‬فاإن ]‪2-10 ×2 = [KOH] = [OH-‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ويمكن ح�ضاب‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫)‪KOH(s‬‬
‫كما ياأتي‪:‬‬
‫]‪10×1 = Kw = [H O+‬‬
‫‪3‬‬
‫]‪10 ×2 [OH-‬‬
‫‪14‬‬‫‪2-‬‬
‫= ‪ 13 -10 ×5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫وعليه‪ ،‬يكون �لرقم �لهيدروجيني‪:‬‬
‫‪ - = pH‬لو ]‪[H3O+‬‬
‫= ‪ -‬لو‪10 ×5‬‬
‫‪13-‬‬
‫= ‪( -‬لو ‪ 13- + 5‬لو ‪) 10‬‬
‫= ‪12.3 = 13 + 0.7-‬‬
‫يت�ضح مما �ضبق‪� ،‬أن �لرقم �لهيدروجيني للماء �لنقي ي�ضاوي‪ ،7‬وفي محلول �لحم�س يكون �أقل‬
‫من ‪ ،7‬بينما يكون في محلول �لقاعدة �أكبر من ‪ .7‬وينطبق ذلك على �لمحاليل �لمائية �لأخرى؛ لذ�‬
‫مقيا�ضا لدرجة �لحمو�ضة و�لقاعدية في �لمحاليل �لمختلفة‪.‬‬
‫يعد �لرقم �لهيدروجيني‬
‫ً‬
‫تمعن �ل�ضكل (‪� )3-1‬لذي يبين �لعلقة بين قيمة ‪pH‬‬
‫و تركيز ‪ H3O+‬في �لمحاليل‪.‬‬
‫متعادل‬
‫قاعدي‬
‫حم�ضي‬
‫]‪[H3O+‬‬
‫‪M‬ل«‪ Ö‬الم¨‪«°ù«æ‬ا‬
‫‪10^5‬‬
‫ال‪ë‬ل«‪6^4 Ö‬‬
‫الما‪ A‬النقي‬
‫الد‪7^4 Ω‬‬
‫ع‪ ô«°ü‬الل«مو¿‬
‫‪2^4-2^2‬‬
‫‪pH‬‬
‫�ل�ضكل (‪� :) 3 -1‬لعلقة بين ‪ pH‬و ]‪.]H3O+‬‬
‫‪22‬‬
‫يت�ض��ح من �ل�ض��كل �ل�ض��ابق �أن قيمة ‪ pH‬للمحلول تقل م��ن �ليمين �إلى �لي�ض��ار‪ ،‬ويزد�د تركيز‬
‫‪H 3O +‬‬
‫بهذ� �لتجاه‪ .‬وعليه يمكن �ل�ضتنتا‪� ê‬أن قيمة ‪ pH‬تقل مع �زدياد حمو�ضة �لمحلول‪ ،‬وتزد�د‬
‫بنق�ضانها‪ .‬وبالعك�س فاإن قيمتها تزد�د بازدياد قاعدية �لمحلول‪ ،‬وتقل بنق�ضانها‪ ،‬وهذ� يعني �أن �لرقم‬
‫�لهيدروجيني للمحاليل �لقاعدية ب�ضكل عام يكون �أكبر منه للمحاليل �لحم�ضية‪.‬‬
‫�ح�ضب �لرقم �لهيدروجيني (‪ )pH‬لكل �لمحلولين �لآتيين‪:‬‬
‫حم�س �لبيروكلوريك ‪� HClO4‬لذي تركيزه ‪ 2-10 × 1.5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫حم�س ‪� HBr‬لذي تركيزه ‪ 3 -10 ×3‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫علما باأن لو ‪ ،0.18 = 1.5‬لو ‪0.5 = 3‬‬
‫ً‬
‫ّبين �أي �لمحلوليين �أكثر حم�ضية‪.‬‬
‫و�لآن‪ ،‬كيف يمكن ح�ضاب ]‪ [H3O+‬و ]‪ [OH-‬بمعرفة �لرقم �لهيدروجيني؟‬
‫لمعرفة ذلك �در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪6‬‬
‫عينة ع�ضير �لبرتقال لها رقم هيدروجيني = ‪ .5.8‬فما تركيز‬
‫(لو ‪.)0.2 = 1.6‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫و ‪ OH-‬في �لعينة؟‬
‫= ‪ -‬لو ]‪[ H3O+‬‬
‫]‪10 = [H3O+‬‬
‫‪-‬‬
‫‪pH‬‬
‫]‪10 = [H3O+‬‬
‫‪5.8-‬‬
‫]‪10 = [H3O+‬‬
‫(‪6- )6 + 5.8-‬‬
‫]‪10 × 0.210 = [H3O+‬‬
‫‪6-‬‬
‫]‪ 6-10 × 1.6 = [H3O+‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫‪23‬‬
‫ومنها نح�ضب تركيز ‪ OH-‬كما ياأتي‪:‬‬
‫]‪Kw = [OH-‬‬
‫]‪[H3O+‬‬
‫‪10×1‬‬
‫‪10 ×1.6‬‬
‫‪14-‬‬
‫‪6-‬‬
‫= ‪ 9-10 ×6.25‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫�إذ� علم��ت �أن قيمة ‪ pH‬لعينة دم �لإن�ض��ان = ‪ ،7.4‬فما تركي��ز �أيون �لهيدرونيوم ‪ H3O+‬في‬
‫علما باأن لو ‪0.6 = 4‬‬
‫دمه؟ ً‬
‫كي∞ يم‪ øµ‬ت¨يير لو¿ اأ‪gR‬ا‪Ñf Q‬ا‪ ä‬الق‪o‬ر‪W‬ا‪S‬ضيا?‬
‫لنبات �لقُرطا�ض��يا �أزهار متعددة �لأل��و�ن تتغير بتغير‬
‫درج��ة حمو�ض��ة �لترب��ة �لتي تنب��ت فيها‪ ،‬وقد ��ض��تفاد‬
‫�لمز�رعون من هذه �لظاهرة‪ ،‬فقامو� بتغيير لون �أزهارها‬
‫عن طريق �لتحكم في �لرقم �لهيدروجيني للتربة �لتي تنبت‬
‫فغي��رو� لونها من �لزهري �إل��ى �لأزرق وبالعك�س‬
‫فيه��ا‪ّ ،‬‬
‫�عتما ًد� على �مت�ضا�س �لنبتة للألمنيوم‪.‬‬
‫�ل�ضكل(‪ :)4-1‬نبات �لقرطا�ضيا‪.‬‬
‫فاإذ� كانت �لتربة حم�ضية و�لرقم �لهيدروجيني لها �أقل من ‪ 6‬فاإن �لنبتة تمت�س �لألمنيوم‪ ،‬ويكون‬
‫زهريا‪،‬‬
‫لونها �أزرق‪ .‬و�أما �إذ� كانت �لتربة قاعدية‪ ،‬فل ت�ضتطيع �لنبتة �مت�ضا�س �لألمنيوم ويكون لونها ًّ‬
‫فالمز�رع ي�ض��تطيع تغيير ‪ pH‬للتربة للح�ض��ول على لون �لنبتة �لمرغوب‪ ،‬فاإذ� �أر�د نبتة بلون زهري‬
‫�أ�ض��اف �لكل�س (كربونات �لكالي�ض��يوم) �إلى �لترب��ة لرفع �لرقم �لهيدروجيني له��ا‪ ،‬و�إذ� �أر�د �للون‬
‫�لأزرق فاإنه ي�ض��يف كبريتات �لألمنيوم و�لقليل من �لخل مع ماء �لري‪ ،‬لتقليل �لرقم �لهيدروجيني‬
‫للتربة‪.‬‬
‫‪,É«°SÉWôo≤dG äÉÑf :á«JB’G á«MÉàتdG äGQÉÑ©dÉH Éæk «©à`` °ùe á«JÉeƒ∏©ªdG áµÑ°ûdG ≈dEG ´ƒLôdG ∂浪j IOGõà``°SÓd‬‬
‫‪.É«°SÉWôo≤dG QÉgRCG ¿ƒd ô««¨J ، Hydrangea macrophylla‬‬
‫‪24‬‬
‫و�ضح �لمق�ضود بكل من‪:‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫قاعدة �أرهينيو�س‪ ،‬حم�س برون�ضتد – لوري‪ ،‬قاعدة لوي�س‪� ،‬لرقم �لهيدروجيني (‪.)pH‬‬
‫وعين �لحم�س و�لقاعدة في كل منهما َوفق مفهوم برون�ضتد – لوري‪.‬‬
‫‪� )2‬در�س �لتفاعلين �لآتيين‪ّ ،‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪HPO42-(aq) +‬‬
‫‪H3O‬‬
‫‪PO43-(aq) +‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪NO3-(aq) +‬‬
‫)‪HNO3(aq) + H2O(l‬‬
‫‪� )3‬أكمل �لجدول �لآتي‪:‬‬
‫الحم�ض المراف≥ القاعدة‬
‫القاعد‪ I‬المرافقة‬
‫الحم�ض‬
‫‪H2CO3‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪C6H5COO-‬‬
‫‪H2CO3 + F‬‬‫‪...... + OH-‬‬
‫‪...... + ......‬‬
‫‪C H COO-+......‬‬
‫‪5‬‬
‫عما ياأتي‪:‬‬
‫‪� )4‬در�س �لتفاعلين �لآتيين‪ ،‬ثم �أجب َّ‬
‫)‪HSO3- (aq‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫معا‪O‬ل‪ á‬ال‪Øà‬اع‪π‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3NH2 + H2O‬‬
‫‪N2H5+ + H2O‬‬
‫‪.......... + H2O‬‬
‫‪6‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫‪HCO3-(aq) +‬‬
‫‪HF + HCO3-‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪H2SO3(aq) +‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CO32-(aq‬‬
‫و�ضح �ضلوك �لماء (كحم�س �أو قاعدة) في كل منهما‪.‬‬
‫�أ ) ّ‬
‫حدد �لأزو�‪� ê‬لمتر�فقة من �لحم�س و�لقاعدة في كل منهما‪.‬‬
‫ب) ّ‬
‫ف�ضرم�ض��تعي ًنا بمعادلة كيميائية �ل�ض��لوك �لحم�ض��ي لحم�س �لهيدرو�ضيانيك ‪ HCN‬وفق مفهوم‬
‫‪ّ )5‬‬
‫�أرهينيو�س‪.‬‬
‫ف�ضرم�ض��تعي ًنا بمع��ادلت �ل�ض��لوك �لقاعدي للأموني��ا ‪ NH3‬وفق مفهومي برون�ض��تد – لوري‪،‬‬
‫‪ّ )6‬‬
‫ولوي�س‪.‬‬
‫عين حم�س لوي�س وقاعدته في �لتفاعلين �لآتيين‪:‬‬
‫‪ّ )7‬‬
‫)‪[Ag(NH3)2]+(aq‬‬
‫)‪[Fe(CN)6]3-(aq‬‬
‫)‪2NH3(aq‬‬
‫)‪6CN-(aq‬‬
‫‪Ag+(aq) +‬‬
‫‪Fe3+(aq) +‬‬
‫‪25‬‬
‫حدد طبيعة المحلول (حم�ضي‪ ،‬قاعدي‪ ،‬متعادل) لكل مما ي�أتي‪:‬‬
‫‪ّ )8‬‬
‫�أ ) محلول تركيز ‪ H3O+‬فيه = ‪ 11- 10×3‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ب) محلول قيمة ‪ pH‬له = ‪2‬‬
‫جـ) محلول تركيز �أيونات ‪ OH-‬فيه = ‪ 10- 10×2‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫أمفوتيريا‪:‬‬
‫‪� )9‬أي من الآتية يعد �‬
‫ًّ‬
‫‪HCO3-‬‬
‫‪,‬‬
‫‪CH3NH2‬‬
‫‪,‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫‪,‬‬
‫‪HCOO-‬‬
‫فتكون محلول حجمه ‪500‬مل‪ .‬اح�س��ب ‪ pH‬للمحلول‪،‬‬
‫‪ )10‬تم �إذابة ‪0.81‬غ من ‪ HBr‬في الماء ّ‬
‫علما ب�أن الكتلة المولية لـ ‪HBr‬‬
‫ً‬
‫= ‪ 81‬غ‪/‬مول‪ ،‬لو‪0.3 =2‬‬
‫علما‬
‫‪ )11‬اح�سب كتلة ‪ KOH‬الالزمة لتح�ضير محلول حجمه لتر‪ ،‬والرقم الهيدروجيني له ‪ً ،12.3‬‬
‫ب�أن الكتلة المولية لهيدروك�سيد البوتا�سيوم ‪56 = KOH‬غ‪/‬مول‪ ،‬لو‪0.7 =5‬‬
‫‪� )12‬أراد مزارع زيادة �إنتاجه من نبات القُرطا�سيا ذي اللون الأزرق‪ ،‬فما االقتراح المنا�سب الذي‬
‫تقدمه له؟‬
‫‪26‬‬
‫‪»fÉãdG π°üØdG‬‬
‫اﻻﺗﺰان ﻓﻲ ﻣﺤﺎﻟﻴﻞ اﻟﺤﻤﻮض واﻟﻘﻮاﻋﺪ اﻟﻀﻌﻴﻔﺔ‬
‫‪Acid–Base Equilibria‬‬
‫هناك �لعديد من �لحمو�س �ل�ض��عيفة �لتي ن�ضتخدمها في حياتنا مثل �لأ�ضبرين �لم�ضكن للآلم‪،‬‬
‫وحم���س �لأ�ض��كوربيك �لمع��روف بفيتامين ‪ ،ê‬وحم���س �لكربونيك �لموجود في �لم�ض��روبات‬
‫�لغازية‪ ،‬وكذلك �لعديد من �لقو�عد �ل�ض��عيفة‪ ،‬مثل كربونات �ل�ض��وديوم �لمائية (�ض��ود� �لغ�ض��يل)‬
‫تبين �أنه ي�ضهل ح�ضاب �لرقم �لهيدروجيني‬
‫�لتي تدخل في تركيب م�ض��احيق غ�ض��يل �لملب�س‪ .‬وقد ّ‬
‫جزئيا‪ ،‬وبدرجات‬
‫لمحالي��ل �لحمو�س و�لقو�ع��د �لقوية‪ ،‬لكن �لحمو�س و�لقو�عد �ل�ض��عيفة تتاأين ًّ‬
‫متفاوتة‪ ،‬فكيف يمكن ح�ضاب �لرقم �لهيدروجيني لمحاليلها؟‬
‫يم‪µ‬ن∂ ال‪LE‬ا‪H‬ة ع‪òg ø‬ا ال‪ù‬ضو‪D‬ال ‪Zh‬ير√ ‪©H‬د ‪QO‬ا‪S‬ضت∂ ‪òg‬ا ال‪üØ‬ض‪h ,π‬يتو‪ ™b‬من∂ ‪©H‬د ‪P‬ل∂ اأ¿‪:‬‬
‫و�لتميه‪ ،‬و�لأيون �لم�ضترك‪ ،‬و�لمحلول �لمنظم‪.‬‬
‫تو�ضح مفهوم كل من �لملح‪،‬‬
‫ّ‬
‫ّ‬
‫تُجري ح�ضابات تتعلق بالتز�ن في �لمحاليل �لمائية للحمو�س و�لقو�عد �ل�ضعيفة‪.‬‬
‫و�لتميه‪.‬‬
‫تميز بين �لذوبان‬
‫ّ‬
‫ّ‬
‫تف�ضر �لتاأثير �لحم�ضي �أو �لقاعدي لمحاليل �لأملح‪.‬‬
‫ّ‬
‫ّ‬
‫تو‪X‬ف مهار�تك �لريا�ضية في �لح�ضابات �لمتعلقة بتاأثير �لأيون �لم�ضترك‪ ،‬و�لمحلول �لمنظم‪.‬‬
‫تف�ضر �آلية عمل �لمحلول �لمنظم‪ ،‬وتقدر �أهميته في �لحياة‪.‬‬
‫ّ‬
‫‪27‬‬
‫اﻻﺗﺰان ﻓﻲ ﻣﺤﺎﻟﻴﻞ اﻟﺤﻤﻮض اﻟﻀﻌﻴﻔﺔ‬
‫كليا ف��ي �لماء؛ فيكون‬
‫عرف��ت في �لف�ض��ل �لأول من هذه �لوح��دة �أن �لحمو�س �لقوي��ة تتاأين ًّ‬
‫منعك�ض��ا‪ً .‬‬
‫فمثل يتاأين‬
‫جزئيا‪ ،‬فيكون �لتفاعل‬
‫ً‬
‫�لتفاعل غير منعك�س‪ ،‬بينما تتاأين �لحمو�س �ل�ض��عيفة ًّ‬
‫�لحم�س �ل�ضعيف ‪HA‬‬
‫جزئيا كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫ًّ‬
‫)‪+ A-(aq‬‬
‫قاعدة مر�فقة‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪H3O‬‬
‫حم�س مر�فق‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫قاعدة‬
‫‪HA(aq) +‬‬
‫حم�س‬
‫لحظ �أنه َينت‪ è‬عن تاأين �لحمو�س �ل�ضعيفة‪ ،‬بالإ�ضافة لأيون �لهيدرونيوم �لأيون �ل�ضالب ‪� A-‬لذي‬
‫ُكون �لحم�س ‪HA‬‬
‫ن�ضبيا يمكنها �أن ترتبط باأيون �لهيدرونيوم في �لمحلول‪ ،‬وت ّ‬
‫يعد قاعدة مر�فقة قوية ًّ‬
‫من جديد‪ ،‬فت�ضل �لأيونات �لناتجة وجزيئات �لحم�س غير �لمتاأينة �إلى حالة �تز�ن‪ .‬ويمكن �لتعبير عن‬
‫محددة على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫ثابت �لتز�ن للتفاعل �ل�ضابق عند درجة حر�رة ّ‬
‫] ‪[A-] [H3O‬‬
‫‪= Kc‬‬
‫]‪[HA] [H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫وبم��ا �أن تركيز �لماء في �لمحاليل ل يتغير بدرجة كبيرة‪ ،‬فيمكن �عتبار تركيزه ثاب ًتا‪ ،‬ودمجه مع‬
‫ويعبر‬
‫ثابت �لتز�ن ‪ ،Kc‬وعندها يرمز لثابت �لتز�ن بالرمز ‪ ،Ka‬وي�ضمى ‪K‬ا‪ âH‬تاأي‪ ø‬الحم�ض ال�ض©ي∞‪ّ ،‬‬
‫ريا�ضيا كما ياأتي‪:‬‬
‫عنه‬
‫ًّ‬
‫] ‪[A-] [H3O‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫]‪[HA‬‬
‫‪+‬‬
‫يت�ض��ح من �لعلقة �لريا�ض��ية �ل�ض��ابقة �أن قيمة ‪ Ka‬تزد�د بزيادة تركيز ‪ ،H3O+‬وهذ� �لتركيز يزد�د‬
‫بزي��ادة ق��درة �لحم�س على �لتاأين‪ ،‬وه��و ما يطلق عليه ‪b‬و‪ I‬الحم�ض‪� ،‬أي �أن قيمة ‪ Ka‬تزد�د بزيادة قوة‬
‫�لحم�س‪ ،‬وبهذ� تعد قيمة ‪Ka‬‬
‫مقيا�ض��ا لهذه �لقوة‪ ،‬وتجدر �لإ�ض��ارة �إلى �أنه كلما ‪R‬ا‪b äO‬و‪ I‬الحم�ض‬
‫ً‬
‫‪b‬ل‪b âq‬و‪ I‬القاعد‪ I‬المرافقة النات‪é‬ة ع‪ ø‬تاأين¬؛ لأن زيادة قوة �لحم�س توؤدي �إلى زيادة مقد�ر �لتاأين في�ضعب‬
‫وي‪Ñ‬ين ال‪é‬دو∫ )‪ )1-1‬قيم ثو�بت �لتاأين‬
‫على ا’أي‪fƒ‬ا‪ ä‬النات‪é‬ة ا’رت‪Ñ‬اط ‪k‬‬
‫م©ا ’‪E‬عا‪q IO‬‬
‫ت‪ƒµ‬ن الحم�‪q .¢‬‬
‫لعدد من �لحمو�س �ل�ضعيفة عند درجة ‪�°25‬س‪.‬‬
‫‪28‬‬
‫�لجدول (‪ :) 1-1‬قيم ثو�بت �لتاأين لعدد من �لحمو�س �ل�ضعيفة عند ‪�°25‬س‪.‬‬
‫ا‪S‬ضم الحم�ض‬
‫حم�س �لكبريتيت‬
‫حم�س �لهيدروفلوريك‬
‫حم�س �لنيتريت‬
‫ال‪ᨫ°ü‬‬
‫‪H2SO3‬‬
‫‪HF‬‬
‫‪HNO2‬‬
‫‪Ka‬‬
‫‪10×1.5‬‬
‫‪2-‬‬
‫‪10×7.2‬‬
‫‪4-‬‬
‫‪10×4‬‬
‫‪10×1.7‬‬
‫حم�س �لميثانويك‬
‫‪HCOOH‬‬
‫حم�س �لبنزويك‬
‫‪C6H5COOH‬‬
‫‪10×6.5‬‬
‫‪H2CO3‬‬
‫‪10×4.3‬‬
‫حم�س �لإيثانويك‬
‫حم�س �لكربونيك‬
‫‪CH3COOH‬‬
‫حم�س �لهيبوكلوريت‬
‫‪HOCl‬‬
‫حم�س هيدرو�ضيانيك‬
‫‪HCN‬‬
‫‪10×1.8‬‬
‫‪10×3.5‬‬
‫‪10×6.2‬‬
‫‪4‬‬‫‪4‬‬‫‪5‬‬‫‪5‬‬‫‪7‬‬‫‪8‬‬‫‪10-‬‬
‫بالعتماد على �لجدول (‪� ،)1-1‬أجب عن �لأ�ضئلة �لآتية‪:‬‬
‫�كتب �ضيغة �لحم�س �لأقوى و�ضيغة قاعدته �لمر�فقة‪.‬‬
‫لديك محلولن حم�ض��يان مت�ض��اويان في �لتركيز‪ HF :‬و ‪CH3COOH‬‬
‫‪ H3O+‬فيه �أعلى؟‬
‫أي �لمحلولي��ن رقم��ه �لهيدروجيني �أعل��ى‪C6H5COOH :‬‬
‫� ّ‬
‫نف�ضه؟‬
‫فاأيهما يكون تركيز‬
‫�أم ‪� ،HCN‬إذ� كان لهما �لتركيز‬
‫�أيهما �أقوى‪� :‬لقاعدة �لمر�فقة للحم�س ‪� ،HNO2‬أم �لقاعدة �لمر�فقة للحم�س ‪HOCl‬؟‬
‫هل تتوقع �أن تكون قيمة ‪ pH‬لمحلول حم�س �لميثانويك ‪� HCOOH‬لذي تركيزه‬
‫‪2-10 ×1‬مول‪/‬لتر �أكبر �أم �أقل من ‪2‬؟ لماذ�؟‬
‫لتتعرف‬
‫و�لآن‪ ،‬كي��ف يمكن ح�ض��اب �لرقم �لهيدروجين��ي ‪ pH‬لمحاليل �لحمو�س �ل�ض��عيفة؟ ّ‬
‫ذلك‪� ،‬در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪29‬‬
‫‪1‬‬
‫�ح�ض���ب �لرقم �لهيدروجين��ي )‪ (pH‬لمحل�ول حم��س �لميثانوي���ك ‪� HCOOH‬لذي تركي��زه‬
‫علما باأن ‪Ka‬‬
‫‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‪ً ،‬‬
‫للحم�س = ‪ ،4- 10 × 1.7‬لو ‪0.61 = 4.1‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫يتاأين حم�س �لميثانويك في �لماء كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫�ل‪�Î‬كيز‬
‫)‪(aq‬‬
‫بد�ية �لتاأين‬
‫‪H3O‬‬
‫‪HCOO-(aq) +‬‬
‫�ضفر‬
‫�لتغير‬
‫مقد�ر ّ‬
‫عند �لتز�ن‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪HCOOH(aq) +‬‬
‫‪0.1‬‬
‫�ضفر‬
‫‪� +‬س‬
‫‪� +‬س‬
‫�س‬
‫�س‬
‫– �س‬
‫‪� -0.1‬س‬
‫فاإذ� فر�ضنا �أن (�س) مول‪/‬لتر يتاأين من �لحم�س‪ ،‬فعند �لتز�ن يكون‪:‬‬
‫]‪� = [HCOO-] = [H3O+‬س‬
‫]‪� -0.1 = [HCOOH‬س‬
‫جد�‪ ،‬فيمكن �إهمالها في حالة‬
‫وب�ض��بب �ض��غر قيمة ‪ Ka‬للحم�س؛ فاإن قيمة �س تكون �ض��غيرة ًّ‬
‫�لجمع �أو �لطرح‪ ،‬وعليه يكون‪:‬‬
‫]‪ [HCOOH‬عند �لتز�ن = ]‪� [HCOOH‬لبتد�ئي = ‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ويمكن �لتعوي�س عن قيم تر�كيز �لمو�د في تعبير ثابت �لتاأين ‪ Ka‬على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫] ‪[HCOO-] [H3O‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫]‪[HCOOH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪� 4‬س‬‫‪0.1 = 10 ×1.7‬‬
‫‪2‬‬
‫�س‪0.1 × 4-10 × 1.7 = 2‬‬
‫�س = ‪10 × 4.1= 5-10 × 1.7‬‬
‫‪3-‬‬
‫�س = ]‪ 3-10×4.1 = [H3O+‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫‪pH‬‬
‫= ‪ -‬لو ‪10 × 4.1‬‬
‫‪3-‬‬
‫= ‪2.39 = 3 + 0.61 -‬‬
‫‪30‬‬
‫كما يمكن ح�ضاب قيمة ثابت �لتاأين ‪Ka‬‬
‫لمحاليل �لحمو�س �ل�ضعيفة بمعرفة �لرقم �لهيدروجيني‬
‫للمحلول‪ ،‬كما هو مو�ضح في �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫محل��ول حم�س �ض��عيف )‪ (HA‬تركي��زه ‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‪ ،‬ورقمه �لهيدروجيني ي�ض��اوي ‪.2.8‬‬
‫�ح�ضب قيمة ثابت تاأين �لحم�س )‪.(Ka‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫يتاأين �لحم�س في �لماء كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪+ A-(aq‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H3O‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪HA(aq) +‬‬
‫وكي ن�ض��تطيع ح�ض��اب ‪ Ka‬للحم�س‪ ،‬نح�ض��ب � ً‬
‫أول ]‪ [H3O+‬من �لرقم �لهيدروجيني للمحلول‬
‫على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪pH‬‬
‫=‬
‫ لو ] ‪[H3O‬‬‫‪+‬‬
‫]‪10 × 0.2 10 = 2.8- 10 = [H3O+‬‬
‫‪3-‬‬
‫]‪ 3- 10 × 1.6 = [H3O+‬مول‪/‬ل‪.Î‬‬
‫وبالرجوع �إلى معادلة �لتاأين يت�ضح �أن‪:‬‬
‫]‪ 3- 10 × 1.6 = [A-] = [H3O+‬مول‪/‬ل‪.Î‬‬
‫�أما ]‪10 × 1.6 – 0.1 = [HA‬‬
‫‪3-‬‬
‫وبالتعوي�س في تعبير ثابت �لتاأين ‪:Ka‬‬
‫≈ ‪ 0.1‬مول‪/‬ل‪.Î‬‬
‫] ‪[A-] [H3O‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫]‪[HA‬‬
‫‪+‬‬
‫نجد �أن‪:‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 × 1.6 × 3- 10 × 1.6 = Ka‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫‪10 × 2.56‬‬
‫‪5-‬‬
‫‪31‬‬
‫بالرجوع �إلى �لجدول (‪� ،)1-1‬أجب عن �لأ�ضئلة �لآتية‪:‬‬
‫�ح�ضب قيمة �لرقم �لهيدروجيني لمحلول ‪� HF‬لذي تركيزه ‪ 0.2‬مول‪/‬لتر‪ .‬لو‪0.08 =1.2‬‬
‫علما باأن لو‪0.6 =4‬‬
‫�ح�ضب تركيز محلول حم�س ‪� HNO2‬لذي رقمه �لهيدروجيني ‪ً ،2.4‬‬
‫�ح�ض��ب قيم��ة ‪ Ka‬لمحلول �لحم�س �ل�ض��عيف ‪� HZ‬لذي تركي��زه ‪ 0.2‬مول‪/‬لتر‪ ،‬ورقمه‬
‫�لهيدروجيني ي�ضاوي ‪.4‬‬
‫‪É«fÉK‬‬
‫‪k‬‬
‫اﻻﺗﺰان ﻓﻲ ﻣﺤﺎﻟﻴﻞ اﻟﻘﻮاﻋﺪ اﻟﻀﻌﻴﻔﺔ‬
‫ن�ضبيا؛‬
‫جزئيا في �لماء‪ ،‬وينت‪ è‬عنها �أيون موجب يعد‬
‫ً‬
‫حم�ض��ا مر�فقًا ًّ‬
‫قويا ًّ‬
‫تتاأين �لقو�عد �ل�ض��عيفة ًّ‬
‫‬‫ك��ون �لقاعدة من جديد‪� ،‬إلى �أن ت�ض��ل �لأيونات‬
‫ل��ذ� فه��و يتفاعل م��ع �أيون ‪ OH‬في �لمحلول‪ُ ،‬‬
‫وي ‪u‬‬
‫�لناتج��ة وجزئي��ات �لقاعدة غير �لمتاأينة �إلى حالة �تز�ن‪ .‬فمث ً‬
‫ل تتاأين‬
‫�لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫قاعدة مر�فقة‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪BH‬‬
‫�لقاعدة �ل�ض��عيفة )‪(B‬‬
‫حم�س مر�فق‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫حم�س‬
‫كما في‬
‫‪B(aq) +‬‬
‫قاعدة‬
‫ويمكن �لتعبير عن ثابت �لتز�ن للتفاعل على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫] ‪[OH-] [BH‬‬
‫‪= Kc‬‬
‫]‪[H2O] [B‬‬
‫‪+‬‬
‫وكما في �لحمو�س �ل�ض��عيفة‪ ،‬فاإن تركيز �لماء يبقى ثاب ًتا‪ ،‬ويمكن دمجه مع ثابت �لتز�ن ‪،Kc‬‬
‫ريا�ضيا على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫ويعبر عنه‬
‫وعندها يرمز له بالرمز ‪ ،Kb‬وي�ضمى ‪K‬ا‪ âH‬تاأي‪ ø‬القاعد‪ I‬ال�ض©ي‪Ø‬ة‪ّ ،‬‬
‫ًّ‬
‫] ‪[OH-] [BH‬‬
‫‪= Kb‬‬
‫]‪[B‬‬
‫‪+‬‬
‫يت�ضح من �لعلقة �لريا�ضية �ل�ضابقة‪� ،‬أن قيمة ثابت تاأين �لقاعدة �ل�ضعيفة )‪ (Kb‬يزد�د بزيادة تركيز‬
‫‪ ،OH‬وه��ذ� �لتركي��ز يزد�د بزيادة قدرة �لقاعدة على �لتاأين‪ ،‬وهي م��ا يطلق عليه ‪b‬وة القاعدة‪� ،‬أي �أن‬‫‪32‬‬
‫قيمة‬
‫مقيا�ضا لقوة �لقاعدة‪ ،‬وتجدر �لإ�ضارة هنا‬
‫تزد�د بزيادة قوة �لقاعدة‪ ،‬وبهذ� تعد قيمة ‪Kb‬‬
‫ً‬
‫‪Kb‬‬
‫ويبين �لجدول (‪ )2 -1‬قيم‬
‫�أي�ض��ا �أنه كلما ‪R‬ا‪b äO‬و‪ I‬القاعد‪b I‬ل‪b âq‬و‪ I‬الحم�ض المراف≥ النات‪ è‬ع‪ ø‬تاأين¡ا‪ّ .‬‬
‫ثو�بت �لتاأين لعدد من �لقو�عد �ل�ضعيفة عند ‪�°25‬س‪.‬‬
‫�لجدول (‪ :) 2 -1‬قيم ثو�بت �لتاأين لعدد من �لقو�عد �ل�ضعيفة عند ‪�°25‬س‪.‬‬
‫ا‪ º°S‬القاعدة‬
‫�إيثيل �أمين‬
‫‪ ᨫ°U‬القاعدة‬
‫‪C2H5NH2‬‬
‫ميثيل �أمين‬
‫‪CH3NH2‬‬
‫هيدر�زين‬
‫‪N2H4‬‬
‫�أمونيا‬
‫بيريدين‬
‫�أنيلين‬
‫‪C2H5NH3 + OH‬‬‫‪+‬‬
‫‪CH NH + OH‬‬‫‪+‬‬
‫‪3‬‬
‫‪C6H5NH2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪NH4 + OH-‬‬
‫‪NH3‬‬
‫‪C5H5N‬‬
‫معا‪O‬ل‪ á‬ال‪à‬ا‪øjC‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Kb‬‬
‫‪10×5.6 C2H5NH2 + H2O‬‬
‫‪10×4.4 CH3NH2 + H2O‬‬
‫‪10×1.8 NH3 + H2O‬‬
‫‪N2H5 + OH-‬‬
‫‪10×1.3 N2H4 + H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪C5H5NH + OH‬‬‫‪+‬‬
‫‪C6H5NH3 + OH‬‬‫‪+‬‬
‫‪10×1.7 C5H5N + H2O‬‬
‫‪10×3.8 C6H5NH2 + H2O‬‬
‫‪4‬‬‫‪4‬‬‫‪5‬‬‫‪6‬‬‫‪9‬‬‫‪10-‬‬
‫بالرجوع �إلى �لجدول (‪� ،)2-1‬أجب عن �لأ�ضئلة �لآتية‪:‬‬
‫�أيهما �أقوى‪� :‬لقاعدة ‪� ،NH3‬أم �لقاعدة ‪N2H4‬؟‬
‫�كتب �ضيغة �لحم�س �لمر�فق �لأ�ضعف في �لجدول‪.‬‬
‫حدد �لأزو�‪� ê‬لمتر�فقة في محلول �لقاعدة �لأ�ضعف‪.‬‬
‫ّ‬
‫� ُّأي �لمحلولي��ن يك��ون تركيز ‪ OH-‬فيه �أعلى‪ :‬محلول �لأمونيا ‪� ،NH3‬أم محلول �لبيريدين‬
‫‪� ،C5H5N‬إذ� كان لهما �لتركيز نف�ضه؟‬
‫� ُّأي �لمحلولي��ن رقمه �لهيدروجيني �أقل‪� :‬أهو محلول ميثيل �أمين‪� ،‬أم محلول �لهيدر�زين‪،‬‬
‫�إذ� كان لهما �لتركيز نف�ضه؟‬
‫ويمكن �ل�ض��تفادة من قيم ‪ Kb‬في تعيين �لرقم �لهيدروجيني لمحاليل بع�س �لقو�عد �ل�ض��عيفة‪.‬‬
‫ولتو�ضيح ذلك‪� ،‬در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪33‬‬
‫‪3‬‬
‫علما باأن‬
‫�ح�ضب �لرقم �لهيدروجيني لمحلول �لأمونيا‪� ،‬لذي تركيزه ‪ 0.4‬مول‪/‬لتر‪ً ،‬‬
‫‪Kb‬‬
‫للأمونيا = ‪.5-10 × 1.8‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫نكتب معادلة تاأين �لأمونيا‪:‬‬
‫�ل‪�Î‬كيز‬
‫بد�ية �لتاأين‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫�ضفر‬
‫�لتغير‬
‫مقد�ر ّ‬
‫عند �لتز�ن‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫�ضفر‬
‫‪0.4‬‬
‫‪� +‬س‬
‫‪� +‬س‬
‫– �س‬
‫�س‬
‫�س‬
‫‪� -0.4‬س‬
‫فاإذ� فر�ضنا �أن (�س) مول‪/‬لتر يتاأين من �لقاعدة ‪ ،NH3‬فعند �لتز�ن يكون‪:‬‬
‫]‪[NH4 ] = [OH-‬‬
‫‪+‬‬
‫]‪[NH3‬‬
‫‪NH3(aq) +‬‬
‫= �س‬
‫= ‪� -0.4‬س‬
‫جد�‪ ،‬فيمكن �إهمالها‪ ،‬ويكون‬
‫وب�ضبب �ضغر قيمة ‪ Kb‬للقاعدة؛ فاإن قيمة �س تكون �ضغيرة ًّ‬
‫]‪[NH3‬عند �لتز�ن = ]‪�[NH3‬لبتد�ئي = ‪ 0.4‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫وعليه‪ ،‬فاإنه يمكن �لتعوي�س عن قيم تر�كيز �لمو�د في تعبير ثابت �لتاأين ‪ Kb‬على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪Kb‬‬
‫=‬
‫] ‪[OH-] [NH4‬‬
‫]‪[NH3‬‬
‫‪+‬‬
‫�س‬
‫‪5‬‬‫‪10 × 1.8‬‬
‫=‬
‫‪0.4‬‬
‫‪2‬‬
‫�س‪0.4 × 5-10 × 1.8 = 2‬‬
‫�س‪= 2‬‬
‫�س =‬
‫‪10 × 7.2‬‬
‫‪6-‬‬
‫]‪ 3-10 × 2.68 = [OH-‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫و◊�ضاب]‪ [H3O+‬ن�ضتخدم ثابت تاأين �‪Ÿ‬اء ‪ Kw‬كما ياأتي‪:‬‬
‫]‪= [H3O+‬‬
‫‪34‬‬
‫‪Kw‬‬
‫]‪[OH-‬‬
‫]‪10×1 = [H O+‬‬
‫‪3‬‬
‫‪10 × 2.68‬‬
‫‪14-‬‬
‫‪3-‬‬
‫= ‪12-10 × 3.7‬مول‪/‬ل‪.Î‬‬
‫‪pH‬‬
‫=‬
‫‪ -‬لو ]‪[H3O+‬‬
‫= ‪ -‬لو ‪10× 3.7‬‬
‫‪12-‬‬
‫= ‪11.4 = 0.6-12‬‬
‫لتر�‪ ،‬ورقمه �لهيدروجيني‬
‫كم ً‬
‫غر�ما من �لهيدر�زين ‪ N2H4‬يلزم لتح�ضير محلول حجمه ‪ً 0.2‬‬
‫علما باأن ‪ Kb‬للهيدر�زين = ‪ ،6-10× 1.3‬و�لكتلة �لمولية له = ‪32‬غ‪/‬مول‪،‬‬
‫‪ً ،10.8‬‬
‫ولو ‪0.2 = 1.6‬‬
‫‪k‬‬
‫‪ÉãdÉK‬‬
‫اﻟﺨﻮاص اﻟﺤﻤﻀﻴﺔ واﻟﻘﺎﻋﺪﻳﺔ ﻟﻤﺤﺎﻟﻴﻞ ا ﻣﻼح‬
‫در�ض��ت في �لف�ضل �ل�ضابق خ�ضائ�س �لحمو�س و�لقو�عد وبع�س �لح�ضابات �لمتعلقة بها‪ ،‬كما‬
‫در�ض��ت في �ل�ضف �لتا�ض��ع �لأملح‪ ،‬وعرفت �أنها تنت‪ è‬من تفاعل �لحم�س و�لقاعدة‪ ،‬فهل للأملح‬
‫لتت©ر‪P ±‬ل∂‪ òØq f ,‬الن�ساط )‪.)1-1‬‬
‫‪üN‬سا‪M ¢üF‬م�سية‪ ,‬اأ‪üN Ω‬سا‪ ¢üF‬قاعدية‪ ,‬اأ‪ Ω‬اأ‪f‬ها مت©ا‪O‬لة? ‪q‬‬
‫)‪ )1-1‬ال‪î‬وا‪U‬ض الحم�ضية ‪h‬القاعدية لمحالي‪�©H π‬ض الأمالح‬
‫�أُجري��ت تجرب��ة لقيا�س �لرق��م �لهيدروجيني لعدد م��ن �لأملح‪ ،‬وكان��ت �لنتائ‪ è‬كما هو‬
‫مو�ضح في �ل�ضكل (‪� .)5-1‬در�ضه‪ ،‬ثم �أجب عن �لأ�ضئلة �لتي تليه‪:‬‬
‫‪NaCN‬‬
‫‪NaCl‬‬
‫�ل�ضكل (‪� :)5-1‬لرقم �لهيدروجيني لعدد من �لأملح‪.‬‬
‫‪NH4Cl‬‬
‫‪35‬‬
‫قاعدي‪ ،‬و�أيها متعادل؟‬
‫حم�ضي‪ ،‬و�أيها‬
‫� ُّأي محاليل �لأملح‬
‫ّ‬
‫ّ‬
‫�كتب معادلت كيميائية تمثل تفاعل �لحم�س و�لقاعدة لتكوين كل من �لأملح �ل�ضابقة‪.‬‬
‫�ض ّنف �لحمو�س و�لقو�عد �لمكونة للأملح في �لبند ‪� 2‬إلى قوية و�ضعيفة‪.‬‬
‫تنت‪ è‬ا’أم‪ ìÓ‬الم�س��ار اليها في الن�س��اط )‪ )1-1‬عن تعادل حم�س مع قاعدة‪ ،‬فملح كلوريد‬
‫�ل�ض��وديوم ‪ ،NaCl‬ينت��‪ è‬عن تع��ادل �لحم�س �لقوي ‪ HCl‬مع �لقاع��دة �لقوية ‪ ،NaOH‬كما في‬
‫�لمعادلة‪:‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫)‪NaOH(aq‬‬
‫‪NaCl(aq) +‬‬
‫‪HCl(aq) +‬‬
‫وملح �ضيانيد �ل�ضوديوم ‪ ، NaCN‬ينت‪ è‬عن تعادل �لحم�س �ل�ضعيف ‪ HCN‬مع �لقاعدة �لقوية‬
‫‪ ،NaOH‬كما في �لمعادلة‪:‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪NaCN(aq) +‬‬
‫‪HCN(aq) +‬‬
‫)‪NaOH(aq‬‬
‫و� ّأم��ا مل��ح كلوريد �لأموني��وم ‪ NH4Cl‬فينت‪ è‬عن تع��ادل �لحم�س �لق��وي ‪ HCl‬مع �لقاعدة‬
‫تبين ذلك‪:‬‬
‫�ل�ضعيفة ‪ ،NH3‬و�لمعادلة �لآتية ّ‬
‫)‪HC1(aq‬‬
‫)‪NH4Cl(aq‬‬
‫‪NH3(aq) +‬‬
‫ويمكن لبع�س هذه �لأملح �أن تتاأين في �لماء مكونة �أيونات موجبة و�أخرى �ضالبة‪ ،‬ولبع�س هذه‬
‫�لأيونات �لقدرة على �لتفاعل مع �لماء‪ ،‬و�إنتا‪� ê‬أيونات ‪� H3O+‬أو‪.OH-‬‬
‫يطل��ق على تفاعل �أيونات �لملح مع �لماء ��ض��م �ل ّت َم ُّي��ه )‪ ،(Hydrolysis‬ويع��رف ال‪n qà‬م«‪H ¬t‬ا‪b ¬fC‬د‪Q‬ة‬
‫اأيو‪f‬ا‪ ä‬المل‪ í‬عل≈ الت‪Ø‬اع‪ π‬م™ الما‪h A‬ا‪fE‬تا‪ ê‬اأيو‪f‬ا‪ä‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ H3O‬ا‪OH-hC‬‬
‫اأ‪h‬كلي¡ما‪.‬‬
‫�لتميه تت�ض��من‬
‫وتجدر �لإ�ض��ارة هنا �إلى �أن هناك فرقًا بين عملية �ل ّت َم ُّيه وعملية �لذوبان‪ ،‬فعملية ّ‬
‫تفكك �لملح �إلى �أيونات لها �لقدرة على �لتفاعل مع �لماء‪ ،‬وتغيير تركيز �أيونات‬
‫‪+‬‬
‫‪� H3O‬أو‪OH-‬‬
‫في‬
‫�لمحلول‪ .‬و�أما عملية �لذوبان فتت�ض��من تفكك �لملح �إلى �أيونات لي�س لها �لقدرة على �لتفاعل مع‬
‫�لماء‪ ،‬مثل ‪ ،NaCl‬مما ُيبقي على تركيز �أيونات ‪� H3O+‬أو ‪ OH-‬كما هو في �لمحلول‪ ،‬وبذلك يكون‬
‫ً‬
‫متعادل‪.‬‬
‫محلول �لملح‬
‫و�ل�ضوؤ�ل �لآن‪ :‬هل لم�ضدر �أيونات �لملح من �لحم�س و�لقاعدة علقة بتحديد �ضلوكه �لحم�ضي‬
‫تبعا لحمو�ضتها �أو قاعديتها‪:‬‬
‫�أو �لقاعدي؟ للإجابة عن هذ� �ل�ضوؤ�ل؛ �ضندر�س �أنو�ع �لأملح ً‬
‫‪36‬‬
‫‪ -1‬الأمالح القاعدية‬
‫يت�أين �سيانيد ال�صوديوم ‪NaCN‬‬
‫في الماء كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫)‪CN-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪NaCN(s‬‬
‫الحظ �أن �أيونات ال�ص��وديوم ‪ Na+‬م�ص��درها القاعدة القوية ‪ ،NaOH‬وهي ال تتفاعل مع الماء‬
‫وتبقى في المحلول على �شكل �أيونات‪ ،‬فال ت�ؤثر في تركيز‬
‫‪+‬‬
‫‪� H3O‬أو ‪ ،OH-‬و�أما �أيونات ‪CN-‬‬
‫ن�سبيا للحم�ض ال�ضعيف ‪ HCN‬ح�سب مفهوم برون�ستد – لوري‪،‬‬
‫فهي تعد قاعدة مرافقة قوية ًّ‬
‫فهي تتفاعل مع الماء وت�سحب منه ‪ H+‬ويتكون نتيجة لذلك حم�ض ‪ HCN‬و�أيون الهيدروك�سيد‬
‫‪ OH‬في��زداد تركي��ز �أيون ‪ OH-‬في المحلول‪ ،‬وتزداد قاعديته‪ ،‬وي�ص��بح الرقم الهيدروجيني له‬‫قاعديا كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫�أكبر من ‪ ،7‬ويكون ت�أثير الملح‬
‫ًّ‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪HCN(aq) +‬‬
‫‪CN-(aq) +‬‬
‫وينطب��ق ذلك على الأمالح الأخرى الم�ش��ابهة للملح ‪ ،NaCN‬والناتجة من تفاعل حم�ض‬
‫ملحي ‪ HCOONa‬و ‪.KClO‬‬
‫�ضعيف مع قاعدة قوية‪ ،‬مثل َ‬
‫‪ -2‬الأمالح الحم�ضية‬
‫يت�أين كلوريد الأمونيوم ‪ NH4Cl‬في الماء كما في المعادلة‪:‬‬
‫)‪Cl-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪NH4‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪NH4Cl(s‬‬
‫وكما تعلم‪ ،‬ف�إن �أيونات ‪ Cl-‬تعد قاعدة مرافقة �ض��عيفة للحم�ض القوي ‪ ،HCl‬فال تتفاعل مع‬
‫تتمي��ه) �أي �أنها ال ترتبط بالبروتون في المحل��ول‪ ،‬وال ت�ؤثر في تركيز �أيونات ‪.H3O+‬‬
‫الم��اء (ال َّ‬
‫‪+‬‬
‫قوي‬
‫مرافق‬
‫حم�ض‬
‫فهي‬
‫‪NH‬‬
‫و�أما �أيونات الأمونيوم‬
‫ن�سبيا للقاعدة ال�ضعيفة ‪ ،NH3‬وعليه ف�إنها‬
‫‪4‬‬
‫ًّ‬
‫تتمي��ه‪� ،‬أي تتفاعل مع الماء وتمنحه البروت��ون ‪،H+‬‬
‫فتتكون �أيونات ‪ H3O+‬في المحلول ويزداد‬
‫ّ‬
‫ّ‬
‫حم�ض��يا‪ ،‬والمعادلة الآتية‬
‫تركيزه��ا فيه‪ ،‬فيقل الرق��م الهيدروجيني عن ‪ ،7‬ويكون ت�أثير الملح‬
‫ًّ‬
‫تو�ضح ذلك‪:‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H3O‬‬
‫‪NH3(aq) +‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫‪37‬‬
‫وينطبق ذلك على �لأملح �لأخرى �لم�ضابهة للملح ‪ ،NH4Cl‬و�لناتجة من تفاعل حم�س قوي‬
‫ملحي ‪ CH3NH3Br‬و ‪.N2H5Cl‬‬
‫مع قاعدة �ضعيفة‪ ،‬مثل َ‬
‫‪ -3‬الأمالح المت©ا‪O‬لة‬
‫يتاأين كلوريد �ل�ضوديوم ‪ NaCl‬في �لماء كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪Cl-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪NaCl(s‬‬
‫لح��ظ �أن �أيون��ات ‪ Cl-‬تعد قاعدة مر�فقة �ض��عيفة للحم�س �لق��وي ‪ ،HCl‬فل تتفاعل مع‬
‫تتميه)‪� ،‬أي ل ترتبط بالبروتون في �لمحلول‪ ،‬ول توؤثر في تركيز �أيونات ‪ ،H3O+‬و�أما‬
‫�لماء (ل َّ‬
‫�أيونات ‪ Na+‬فاإن م�ض��درها �لقاعدة �لقوي��ة ‪NaOH‬؛ لذلك فهي ل تتفاعل مع �لماء‪ ،‬وتبقى في‬
‫�لمحل��ول على �ض��كل �أيون��ات ‪ ،Na+‬فل توؤثر في تركيز �أيون��ات ‪ .H3O+‬وبناء على ذلك يبقى‬
‫ً‬
‫�لرقم �لهيدروجيني للماء كما هو‪ ،7‬ويكون محلول ملح ‪NaCl‬‬
‫متعادل‪.‬‬
‫يت�ض��ح مما �ض��بق‪� ،‬أن �ل�ض��لوك �لحم�ض��ي �أو �لقاعدي لمحلول �لملح‪ ،‬يعتمد على م�ضدر‬
‫�لأيون��ات �لمكون��ة له؛ فمحل��ول �لملح �لنات‪ è‬عن تفاعل حم�س �ض��عيف مع قاعدة قوية مثل‬
‫قاعديا‪ ،‬ومحلول �لملح �لنات‪ è‬عن تفاعل حم�س قوي‬
‫ملح �ض��يانيد �ل�ض��وديوم ‪ NaCN‬يكون‬
‫ًّ‬
‫مع قاعدة �ضعيفة مثل ملح كلوريد �لأمونيوم ‪NH4Cl‬‬
‫حم�ضيا‪ ،‬و�أما محلول �لملح �لنات‪è‬‬
‫يكون‬
‫ًّ‬
‫ً‬
‫متعادل‪.‬‬
‫عن تفاعل حم�س قوي مع قاعدة قوية‪ ،‬مثل ملح كلوريد �ل�ضوديوم ‪ NaCl‬فيكون‬
‫حم�س �ضعيف ‪ +‬قاعدة قوية‬
‫حم�س قوي ‪ +‬قاعدة �ضعيفة‬
‫حم�س قوي ‪ +‬قاعدة قوية‬
‫ملح تاأثيره قاعدي‬
‫ملح تاأثيره حم�ضي‬
‫ملح متعادل‬
‫حدد طبيعة محاليل كل من �لأملح �لآتية (حم�ضي‪ ،‬قاعدي‪ ،‬متعادل)‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪.CH3CH2NH3Br ، NaClO4 ، KF‬‬
‫ف�ضر م�ضتعي ًنا ُبمعادلت �ل�ضلوك �لحم�ضي �أو �لقاعدي �أو �لمتعادل لكل من �لأملح �لآتية‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪N2H5Br ، LiCl ، CH3COONa‬‬
‫تميها‪KI ، C5H5NHCl :‬؟‬
‫� ُّأي �لملحين �لآتيين يعد ذوبانه في �لماء ّ‬
‫‪38‬‬
‫‪É©HGQ‬‬
‫‪k‬‬
‫ﺗﺄﺛﻴﺮ ا ﻳﻮن اﻟﻤﺸﺘﺮك‬
‫عرفت مما �ض��بق‪� ،‬أن بع�س محاليل �لأملح لها تاأثير حم�ض��ي‪ ،‬وبع�ض��ها له تاأثير قاعدي‪ ،‬وقد‬
‫ً‬
‫يكون بع�ض��ها‬
‫متعادل‪ ،‬فماذ� تتوقع �أن يحدث لقيمة ‪ pH‬لمحلول حم�س �ضعيف �أو محلول قاعدة‬
‫�ضعيفة عندما ي�ضاف �إليه ملح ذو تاأثير حم�ضي �أو قاعدي؟‬
‫در�ض��ت �ض��ابقًا � َّأن �لأيون��ات �لناتجة في محلول �لحم�س �ل�ض��عيف تكون ف��ي حالة �تز�ن مع‬
‫جزيئ��ات �لحم���س غي��ر �لمتاأينة‪ً ،‬‬
‫فمثل محلول �لحم�س �ل�ض��عيف ‪HF‬‬
‫يحتوي عل��ى �أيونات ‪،F-‬‬
‫و�أيونات ‪ ،H3O+‬وجزيئات �لحم�س غير �لمتاأينة ‪ ،HF‬وتكون جميعها في �لمحلول في حالة �تز�ن‪،‬‬
‫كما يت�ضح من �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪F-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪H3O‬‬
‫كليا كما في �لمعادلة‪:‬‬
‫وعند �إ�ضافة �لملح ‪� NaF‬إلى محلول حم�س ‪HF‬؛ فاإنه يتاأين ًّ‬
‫)‪F-(aq‬‬
‫‪Na+(aq) +‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫‪HF(aq) +‬‬
‫)‪NaF(s‬‬
‫نلحظ من �لمعادلتين �ل�ضابقتين �أن هناك م�ضدرين لأيونات ‪ F-‬في �لمحلول‪� ،‬أحدهما �لحم�س‬
‫‪ HF‬و�لآخر �لملح ‪NaF‬؛ لذلك يطلق على هذ� �لأيون‬
‫ويعرف �لملح ‪NaF‬‬
‫��ض��م �لأيون �لم�ض��ترك‪ُ ،‬‬
‫بملح �لحم�س �ل�ضعيف‪ .HF‬فما تاأثير �لأيون �لم�ضترك على �لرقم �لهيدروجيني )‪ (pH‬للمحلول؟‬
‫لح��ظ �أن تاأي��ن �لملح يزي��د تركيز �أيونات ‪ ، F-‬وبناء على مبد�أ لوت�ض��اتلييه فاإن �لتز�ن للتفاعل‬
‫�لأول �ض��وف يندفع نحو �لي�ض��ار‪� ،‬أي �أن‬
‫�أيونات ‪F-‬‬
‫‪+‬‬
‫�ض��تتفاعل مع �أيونات ‪H3O‬‬
‫وتكون �لحم�س‬
‫ّ‬
‫‪ ،HF‬وهذ� يقلل من تركيز ‪ H3O+‬في �لمحلول (كما يقلل من تاأين �لحم�س)؛ فيوؤدي �إلى زيادة �لرقم‬
‫�لهيدروجيني )‪ (pH‬للمحلول‪.‬‬
‫و�لآن‪ ،‬كيف ‪p‬‬
‫نح�ض��ب �لرقم �لهيدروجيني )‪ (pH‬لمحلول �لحم�س �ل�ض��عيف عندما ي�ضاف �إليه‬
‫ً‬
‫م�ضتركا؟‬
‫ملح يحتوي �أيو ًنا‬
‫�إذ� كان لدينا محلول يحتوي‬
‫حم�ض��ا �ض��عيفًا )‪ ،(HA‬وملحه )‪� )NaA‬لنات‪ è‬عن تفاعل ذلك‬
‫ً‬
‫�لحم�س مع قاعدة قوية‪ ،‬يمكننا ح�ض��اب تركيز ‪ H3O+‬في �لمحلول من خلل ثابت تاأين �لحم�س‬
‫)‪ .)Ka‬ولتو�ضيح ذلك نكتب معادلتي تاأين �لحم�س و�لملح على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪39‬‬
‫‪+‬‬
‫م©ا‪O‬لة تاأي‪ ø‬ا◊م�ض ال�ض©ي∞‪:‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪H3O‬‬
‫‪A-(aq) +‬‬
‫م©ا‪O‬لة تاأي‪ ø‬ا‪Ÿ‬ل‪:í‬‬
‫)‪A-(aq‬‬
‫)‪HA (aq) + H2O (l‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫)‪NaA(s‬‬
‫ولأن ن�ضبة قليلة من جزيئات �لحم�س تتاأين فيمكن �إهمال ما يتاأين منه‪ ،‬و�عتبار تركيز �لحم�س‬
‫�ل�ض��عيف ‪ HA‬ي�ض��اوي تركيز �لحم�س �لبتد�ئي‪ ،‬وبالمقابل فاإن تركيز �لأيون ‪A-‬‬
‫ي�ض��اوي تركيز‬
‫كليا‪ ،‬وتكون معظم �أيونات ‪ A-‬م�ضدرها �لملح ولي�س �لحم�س‪� .‬أي �أن‪:‬‬
‫�لملح ‪� NaA‬لذي يتاأين ًّ‬
‫]‪�] = [HA‬لحم�س]‬
‫]‪[A-‬‬
‫= ]�لملح]‬
‫�لبتد�ئي‬
‫فاإذ� عرفنا قيمة ‪ Ka‬للحم�س؛ فاإنه يمكن ح�ضاب تركيز ‪ H3O+‬على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫] ‪[A-][H3O‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫]‪[HA‬‬
‫‪+‬‬
‫‪[HA] Ka‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[A-] = [H3O‬‬
‫وبذلك يمكن معرفة كيفية تاأثير �لأيون �لم�ضترك على قيمة ‪.pH‬‬
‫‪4‬‬
‫�إذ� كان لدي��ك لتر م��ن محلول حم�س �لإيثانويك ‪� CH3COOH‬ل��ذي تركيزه ‪0.2‬مول‪/‬لتر‪،‬‬
‫و�أ�ضيف �إليه ‪0.2‬مول من ملح �إيثانو�ت �ل�ضوديوم ‪� ،CH3COONa‬ح�ضب �لتغير في قيمة ‪pH‬‬
‫فتر�ضا �أن حجم �لمحلول لم يتغير ب�ضبب �إ�ضافة �لملح‪ .‬مع �لعلم باأن ‪ Ka‬للحم�س‬
‫للمحلول‪ُ ،‬م ً‬
‫‪10×1.8 = CH3COOH‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫نح�ضب � ً‬
‫أول ‪pH‬‬
‫‪5-‬‬
‫لمحلول �لحم�س ‪ CH3COOH‬قبل �إ�ضافة �لملح‪� ،‬إذ يتاأين �لحم�س في �لماء‬
‫كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪H3O+(aq‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[CH3COO-] [H3O‬‬
‫]‪[CH3COOH‬‬
‫‪CH3COO-(aq) +‬‬
‫وبما �أن ]‪ ،[CH3COO-] = [H3O+‬فاإن‪:‬‬
‫‪40‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪CH3COOH(aq) +‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫‪2‬‬
‫]‪[CH3COOH‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫‪2‬‬
‫= ‪[CH3COOH] Ka‬‬
‫]‪= 2 [H3O+‬‬
‫‪[CH3COOH] Ka‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫= ‪0.2 × 5-10 ×1.8‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫= ‪10×1.90‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪3-‬‬
‫=‬
‫ لو ] ‪[H3O‬‬‫‪+‬‬
‫= ‪ -‬لو ‪10×1.90‬‬
‫‪3-‬‬
‫= ‪ -3‬لو ‪2.72 = 1.90‬‬
‫ولمعرف��ة �لتغي��ر في قيمة ‪ pH‬للمحلول‪ ،‬نح�ض��ب قيمة ‪pH‬‬
‫�ل�ضوديوم يتفكك في �لمحلول كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪CH3COO-(aq) +‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫بعد �إ�ض��افة �لملح‪ .‬فملح �إيثانو�ت‬
‫‪Na‬‬
‫‪H2O‬‬
‫)‪CH3COONa(s‬‬
‫لح��ظ �أن ع��دد مولت �لأيونات ‪� CH3COO-‬لناتجة ي�ض��اوي عدد م��ولت �لملح‬
‫‪CH3COONa‬‬
‫وبناء عليه يكون تركيز �لأيون ‪CH3COO-‬‬
‫م�ضاويا لتركيز �لملح ‪CH3COONa‬؛ �أي �أن‪:‬‬
‫ًّ‬
‫�لم�ضافة‪ً ،‬‬
‫عدد �لمولت‬
‫‪0.2‬‬
‫=‬
‫= ‪ 0.2‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫]‪= [CH3COONa‬‬
‫�لحجم‬
‫‪1‬‬
‫]‪ 0.2 = [CH3COONa] = [CH3COO-‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫وبتعوي�س هذه �لتر�كيز في تعبير ثابت �لتاأين للحم�س‪ ،‬يمكن ح�ضاب ]‪ [H3O+‬في �لمحلول كما ياأتي‪:‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫]‪[CH3COO-] [H3O+‬‬
‫]‪[CH3COOH‬‬
‫‪10× 1.8‬‬
‫‪5-‬‬
‫]‪[H3O+‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪pH‬‬
‫]‪0.2× [H3O+‬‬
‫=‬
‫‪0.2‬‬
‫= ‪ 5-10 × 1.8‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫= ‪ -‬لو ]‪ - = [H3O+‬لو ‪10 × 1.8‬‬
‫‪5-‬‬
‫= ‪ - 5‬لو ‪1.8‬‬
‫= ‪4.74 =0.26 -5‬‬
‫‪41‬‬
‫نلحظ �أن �إ�ضافة �لأيون �لم�ضترك )‪� (CH3COO-‬إلى محلول �لحم�س �ل�ضعيف ‪CH3COOH‬‬
‫�أدى �إلى زيادة قيمة ‪ pH‬من ‪� 2.72‬إلى ‪ .4.74‬فق ّلت حم�ضية �لمحلول‪� .‬أي �أن �لتغير في ‪pH‬‬
‫ي�ضاوي ‪2.02 = 2.72 – 4.74‬‬
‫و�ضح �أثر �إ�ضافة �لملح ‪ HCOONa‬على قيمة ‪ pH‬لمحلول حم�ضه �ل�ضعيف ‪.HCOOH‬‬
‫ّ‬
‫�ح�ضب قيمة ‪ pH‬لمحلول مكون من ‪0.2‬مول‪/‬لتر من حم�س ‪ ، HNO2‬عند �إ�ضافة ‪0.3‬مول‬
‫علما باأن ‪ Ka‬للحم�س = ‪.4-10×4‬‬
‫من �لملح ‪� NaNO2‬إلى لتر من محلول �لحم�س‪ً .‬‬
‫تعرفت �أثر �إ�ض��افة �لملح �إلى محلول حم�ض��ه �ل�ض��عيف‪ ،‬فماذ� تتوقع �أن يحدث‬
‫و�لآن‪ ،‬بعد �أن ّ‬
‫عند �إ�ضافة ملح مثل ‪� NH4Cl‬إلى محلول �لقاعدة �ل�ضعيفة ‪NH3‬؟‬
‫جزئيا في �لماء كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫تعلم �أن �لقاعدة �ل�ضعيفة ‪ NH3‬تتاأين ًّ‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪NH4‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫كليا في �لمحلول كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫ويتفكك �لملح ًّ‬
‫)‪Cl-(aq‬‬
‫لحظ �أن �إ�ض��افة �لملح‬
‫‪NH4Cl‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫‪NH3(aq) +‬‬
‫‪H2O‬‬
‫)‪NH4Cl(s‬‬
‫�إلى محلول �لقاعدة ‪ ،NH3‬يزيد تركيز �لأيون �لم�ض��ترك‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫�ل��ذي يتفاعل م��ع ‪ OH-‬ويمنحه �لبروتون‪ ،‬ويقلل من تاأين �لقاع��دة ‪� ،NH3‬أي �أن �لتفاعل وفق مبد�أ‬
‫لوت�ض��اتلييه يندفع بالتجاه �لعك�ض��ي في محلول �لقاعدة‪،‬‬
‫للمحلول‪.‬‬
‫فيقل بذلك تركيز ‪OH-‬‬
‫وتقل قيمة‬
‫ويمكن ح�ضاب ]‪ [OH-‬في �لمحلول من خلل ثابت تاأين �لأمونيا ‪ Kb‬على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪= Kb‬‬
‫‪42‬‬
‫]‪[NH4+] [OH-‬‬
‫]‪[NH3‬‬
‫‪pH‬‬
‫ويكون‪:‬‬
‫]‪[NH3] = [NH3‬‬
‫�لبتد�ئي‬
‫]‪[NH4Cl] = [NH4+‬‬
‫وبتعوي�س قيمة ‪ Kb‬للأمونيا؛ فاإنه يمكن ح�ضاب تركيز ‪ OH-‬كالآتي‪:‬‬
‫]‪Kb = [OH-‬‬
‫]‪[NH3‬‬
‫]‪[NH4+‬‬
‫وبمعرفة تركيز ]‪ ،[OH-‬يمكن ح�ضاب ] ‪[H3O‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪+‬‬
‫با�ضتخد�م ثابت تاأين �لماء ‪Kw‬؛ ثم ح�ضاب قيمة‬
‫للمحلول‪ ،‬ومعرفة �أثر �إ�ضافة �لأيون �لم�ضترك �إلى محلول �لقاعدة �ل�ضعيفة‪ ،‬و�لذي يوؤدي عاد ًة‬
‫�إلى نق�ضان قيمة ‪ pH‬للمحلول‪.‬‬
‫لديك لتر من محلول �لهيدر�زين ‪� N2H4‬لذي تركيزه ‪0.2‬مول‪/‬لتر‪ ،‬فاإذ� علمت �أن‪:‬‬
‫‪ Kb‬للهيدر�زين = ‪ ،6 -10×1.3‬فاأجب عن �لأ�ضئلة �لآتية‪:‬‬
‫�ح�ضب قيمة ‪ pH‬للمحلول‪.‬‬
‫كم ت�ضبح قيمة ‪ pH‬للمحلول عند �إ�ضافة ‪ 0.3‬مول من �لملح‬
‫‪N2H5Cl‬‬
‫�إلى لتر منه‪.‬‬
‫يت�ض��ح مما �ض��بق‪� ،‬أنه يمكن زيادة �لرقم �لهيدروجيني لمحلول �لحم�س �ل�ض��عيف باإ�ضافة كمية‬
‫منا�ض��بة من ملح �لحم�س �إليه‪ ،‬ويمكن تقليل �لرقم �لهيدروجيني لمحلول �لقاعدة �ل�ض��عيفة باإ�ض��افة‬
‫كمية منا�ضبة من ملح �لقاعدة �إليه‪.‬‬
‫‪É°ùeÉN‬‬
‫‪k‬‬
‫اﻟﻤﺤﺎﻟﻴﻞ اﻟﻤﻨﻈﻤﺔ‬
‫تحتا‪ ê‬معظم �لتطبيقات �لمهمة في حياتنا �إلى �ضبط �لرقم �لهيدروجيني �ضمن مدى محدد‬
‫وي�ضتخدم لذلك محاليل ُيطلق عليها ��ضم الم‪ë‬ال«‪ π‬الم‪¶æ‬م‪á‬‬
‫�أثناء حدوث �لتفاعلت �لكيميائية‪ُ ،‬‬
‫)‪ ،(Buffer Solutions‬وهي ذ�ت �أهمية في عمليات �لتر�ضيب و�لطلء و�ضناعة �ل�ضامبو ودباغة‬
‫�لجلود وغيرها‪ .‬وللمحاليل �لمنظمة �أهمية كبيرة لحدوث �لعمليات �لف�ضيولوجية �لتي تحدث‬
‫في �أج�ضام �لكائنات �لحية عند درجة حمو�ضة معينة‪ ،‬كعملية نقل �لدم للأك�ضجين من �لرئتين �إلى‬
‫‪43‬‬
‫تقريبا‪ .‬فما �لمق�ضود بالمحلول �لمنظم؟ وكيف يعمل‬
‫�لخليا‪� ،‬لتي تحدث عند ‪ pH‬ي�ضاوي ‪ً 7.4‬‬
‫على �ضبط �لرقم �لهيدروجيني �أثناء حدوث �لتفاعل؟‬
‫يمك��ن �لح�ض��ول عل��ى �لمحل��ول �لمنظ��م باإح��دى طريقتين‪ ،‬فاإم��ا �أن يحت��وي على حم�س‬
‫�ضعي��ف مثل حم�س �لإيثانويك ‪ CH3COOH‬و�أح��د �أملحه من قاعدة قوية مثل �إيثانو�ت �ل�ضوديوم‬
‫‪ ،CH3COONa‬وهذ� �لمحلول ُيعرف بالمحلول �لمنظم �لحم�ضي‪� ،‬أو �أن يحتوي على قاعدة �ضعيفة‬
‫مثل �لأمونيا ‪ NH3‬و�أحد �أملحها من حم�س قوي مثل ‪ ،NH4Cl‬فيعرف بالمحلول �لمنظم �لقاعدي‪.‬‬
‫ولتتعرف كيف تتغير قيمة �لرقم �لهيدروجيني للمحلول �لمنظم �لحم�ضي عند �إ�ضافة كمية قليلة‬
‫ّ‬
‫من الحم�‪ ¢‬الق‪ …ƒ‬اأو القاعد‪ I‬الق‪ƒ‬ية ا‪E‬لي¬ ‪ òØf‬الن�ساط ا’‪B‬تي‪:‬‬
‫)‪ )2-1‬المحلول المنظم‬
‫يبين نتائ‪ è‬تجربة لقيا�س �لرقم �لهيدروجيني ( ‪ )pH‬للماء‬
‫�در�س �لجدول �لآتي �لذي ّ‬
‫(مكون من ‪ 0.1‬مول‪/‬لت��ر حم�س �لإيثانوي��ك ‪CH3COOH‬‬
‫�لمقط��ر‪ ،‬ولمحلول منظم‬
‫ّ‬
‫و‪ 0.1‬مول‪/‬لت��ر م��ن �لمل��ح ‪ )CH3COONa‬قب��ل �إ�ض��افة كمي��ة قليلة م��ن �لحم�س �أو‬
‫�لقاعدة �إلى كل منهما وبعد �لإ�ض��افة‪ ،‬ثم �أجب عن �لأ�ض��ئلة �لتي تليه‪.‬‬
‫الت‪é‬ر‪H‬ة‬
‫الما‪O‬ة‬
‫‪pH‬‬
‫‪ πÑb‬ال‪�E‬ضافة‬
‫‪1‬‬
‫لتر و�حد من �لماء �لمقطر‬
‫‪7‬‬
‫‪2‬‬
‫لتر و�حد من �لماء �لمقطر‬
‫‪7‬‬
‫الما‪ IO‬الم�ضافة‬
‫‪ 0.1‬مول ‪HCl‬‬
‫‪ 0.1‬مول ‪NaOH‬‬
‫‪3‬‬
‫لتر و�حد من �لمحلول �لمنظم‬
‫‪4.74‬‬
‫‪ 0.1‬مول ‪HCl‬‬
‫‪4‬‬
‫لتر و�حد من �لمحلول �لمنظم‬
‫‪4.74‬‬
‫‪ 0.1‬مول ‪NaOH‬‬
‫ما مقد�ر �لتغير في قيمة ‪ pH‬في كل تجربة؟‬
‫أكبرمقد�ر�‪� ،‬لتغير في قيمة ‪ pH‬عند �إ�ضافة ‪HCl‬‬
‫�أيهما �‬
‫ً‬
‫‪©H pH‬د ا‪�E‬ضافة‬
‫الحم�ض اأ‪ h‬القاعد‪I‬‬
‫الت¨يرفي ‪pH‬‬
‫‪1‬‬
‫‪6‬‬
‫‪13‬‬
‫‪4.66‬‬
‫‪4.83‬‬
‫للماء �لمقطر �أم للمحلول �لمنظم؟‬
‫مقد�ر�‪� ،‬لتغير في قيمة ‪ pH‬عند �إ�ضافة ‪ NaOH‬للماء �لمقطر �أم للمحلول �لمنظم؟‬
‫�أيهما �أكبر‬
‫ً‬
‫‪44‬‬
‫يت�ض��ح من الن�ش��اط ال�س��ابق �أن المحالي��ل المنظمة تتمي��ز بقدرتها على مقاوم��ة التغير في الرقم‬
‫الهيدروجيني‪� ،‬إذ �إنه يتغير بمقدار طفيف عند �إ�ضافة كمية قليلة من الحم�ض القوي �أو القاعدة القوية‬
‫�إليها‪ .‬وال�س�ؤال الآن كيف تعمل المحاليل المنظمة على مقاومة التغير في الرقم الهيدروجيني؟‬
‫عرف��ت �أن هناك نوعي��ن من المحاليل المنظمة هم��ا‪ :‬المحلول المنظم الحم�ض��ي‪ ،‬والمحلول‬
‫المنظم القاعدي‪ ،‬و�س��نتناول فيما ي�أتي كل نوع منهما‪ ،‬ونو�ض��ح عمل المحلول المنظم عند �إ�ض��افة‬
‫الحم�ض القوي �أو القاعدة القوية �إليه‪.‬‬
‫‪ -1‬المحلول المنظم الحم�ضي‬
‫يعتم��د عم��ل المحلول المنظم الحم�ض��ي على وج��ود كل من الحم�ض ال�ض��عيف وقاعدته‬
‫المرافق��ة وكذل��ك على الن�س��بة بي��ن تركيزيهما‪ ،‬وكي نو�ض��ح عمله عند �إ�ض��افة كمية قليلة‬
‫المكون من حم�ض‬
‫م��ن الحم�ض القوي �أو القاعدة القوية �إليه؛ �س��ندر�س المحل��ول المنظم‬
‫ّ‬
‫الهيدروفلوريك ‪ HF‬وقاعدته المرافقة ‪� ،F-‬إذا كان لهما التركيز نف�س��ه‪ ،‬وكانا في حالة اتزان‬
‫مبين في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫كما هو ّ‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪H3O‬‬
‫‪F-(aq) +‬‬
‫يق��اوم المحل��ول المنظ��م التغير في ‪ pH‬عن طري��ق التخل�ص من ‪H3O+‬‬
‫‪HF(aq) +‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫�أو ‪ OH-‬الم�ض��اف �إليه‪.‬‬
‫منتجا �أيونات ‪ ،H3O+‬وهذه‬
‫كليا ف��ي المحلول ً‬
‫فعن��د �إ�ض��افة الحم�ض القوى مثل ‪ HCl‬ف�إنه يت�أين ًّ‬
‫الأيونات تتفاعل مع القاعدة المرافقة ‪F-‬‬
‫ويتكون الحم�ض ‪ HF‬كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫َّ‬
‫)‪HF(aq‬‬
‫‪H2O(l) +‬‬
‫)‪F-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H3O‬‬
‫وبه��ذا ي��زداد تركيز الحم���ض ‪ ،HF‬ويقل تركي��ز القاعدة ‪ ،F-‬الحظ ال�ش��كل (‪ ،)6-1‬وهكذا‬
‫يتخل�ص المحلول من الزيادة الحا�ص��لة في تركيز ‪ H3O+‬نتيجة �إ�ضافة الحم�ض ‪ ،HCl‬وال يحدث‬
‫تغير كبير على قيمة ‪ pH‬للمحلول‪.‬‬
‫‪45‬‬
‫‪HF‬‬
‫‪F-‬‬
‫�إ�ضافة ‪H3O‬‬
‫‪+‬‬
‫�لمحل��ول �لمنظم قبل‬
‫�إ�ضافة �لحم�س �لقوي‬
‫‪HF‬‬
‫‪F-‬‬
‫�لمحل��ول �لمنظم بعد‬
‫�إ�ضافة �لحم�س �لقوي‬
‫�ل�ضكل (‪� :)6-1‬أثر �إ�ضافة حم�س قوي مثل ‪� HCl‬إلى �لمحلول �لمنظم في تركيز كل من ‪ HF‬و‪. F-‬‬
‫و�أم��ا عند �إ�ض��افة �لقاعدة �لقوي��ة ‪NaOH‬‬
‫فاإنها تتاأين في �لمحلول منتج��ة �أيونات ‪� ،OH-‬لتي‬
‫تتفاعل مع �لحم�س �ل�ضعيف ‪ HF‬في �لمحلول كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪F-(aq‬‬
‫و ه��ذ� يقل��ل من‬
‫‪H2O(l) +‬‬
‫)‪HF(aq‬‬
‫ويتكون نتيجة لذلك �لقاعدة �لمر�فقة ‪F-‬‬
‫تركيز �لحم�س ‪،HF‬‬
‫ّ‬
‫‪OH-(aq) +‬‬
‫ويزد�د تركيزها‬
‫في �لمحلول‪ ،‬لحظ �ل�ضكل (‪ ،)7-1‬وبهذ� يتخل�س �لمحلول من �لزيادة في تركيز ‪� OH-‬لناتجة‬
‫عن �إ�ضافة �لقاعدة �لقوية ‪ ،NaOH‬ول يحدث تغير كبير على قيمة ‪ pH‬للمحلول �لمنظم‪.‬‬
‫‪HF‬‬
‫‪F-‬‬
‫�إ�ضافة ‪OH-‬‬
‫�لمحلول �لمنظم قبل‬
‫�إ�ضافة �لقاعدة �لقوية‬
‫‪HF‬‬
‫‪F-‬‬
‫�لمحلول �لمنظم بعد‬
‫�إ�ضافة �لقاعدة �لقوية‬
‫�ل�ضكل (‪� :)7-1‬أثر �إ�ضافة قاعدة قوية مثل ‪� NaOH‬إلى �لمحلول �لمنظم في تركيز كل من ‪ HF‬و‪. F-‬‬
‫�لمكونة من �أزو�‪� ê‬لمو�د �لآتية ت�ضلح كمحاليل منظمة؟‬
‫� ُّأي �لمحاليل‬
‫ّ‬
‫‪NaI / HI‬‬
‫‪KClO / HClO‬‬
‫‪46‬‬
‫‪NaNO3 / HNO3‬‬
‫‪N2H5Br / N2H4‬‬
‫‪ -2‬المحلول المنظم القاعد…‬
‫يتك��ون‬
‫ّ‬
‫�لمحل��ول �لمنظم �لقاعدي من قاعدة �ض��عيفة وحم�ض��ها �لمر�فق‪ ،‬مث��ل �لقاعدة ‪NH3‬‬
‫و�لحم�س �لمر�فق ‪ ،NH4+‬فالأيونات ‪ OH-‬و‪ NH4+‬تكون في حالة �تز�ن مع جزيئات �لقاعدة غير‬
‫�لمتاأينة كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪NH3 (aq) +‬‬
‫وعند �إ�ض��افة حم�س مث��ل ‪� HCl‬إلى �لمحلول فاإن �أيون��ات ‪� H3O+‬لناتجة تتفاعل مع �لقاعدة‬
‫‪ NH3‬في �لمحلول على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪NH3 (aq‬‬
‫‪NH4‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H3O‬‬
‫وهذ� يقلل تركيز �لقاعدة ‪ NH3‬فيتكون �لحم�س �لمر�فق ‪ NH4+‬ويزد�د تركيزه‪ ،‬وبهذ� يتخل�س‬
‫�لمحلول من �لزيادة في تركيز ‪ ،H3O+‬ول تتاأثر قيمة ‪ pH‬للمحلول �لمنظم ب�ضكل ملمو�س‪.‬‬
‫و�ضح كيف يقاوم �لمحلول �لمنظم )‪(NH4Cl / NH3‬‬
‫ّ‬
‫قليلة من قاعدة قوية مثل ‪NaOH‬‬
‫�إليه‪.‬‬
‫�لتغير في قيمة ‪ pH‬عند �إ�ضافة كمية‬
‫ولتتمكن من ح�ض��اب �لتغير في قيمة ‪ pH‬لمحلول منظم عند �إ�ض��افة �لحم�س �لقوي �أو �لقاعدة‬
‫�لقوية �إليه‪� ،‬در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪5‬‬
‫محل��ول منظ��م يتكون من �لحم���س ‪CH3COOH‬‬
‫و�لمل��ح‬
‫‪CH3COONa‬‬
‫‪ 0.5‬مول‪/‬لتر‪ ،‬فاإذ� علمت �أن قيمة ‪ Ka‬للحم�س= ‪� 5-10 × 1.8‬ح�ضب‪:‬‬
‫‪ ) 1‬قيمة ‪pH‬‬
‫‪ ) 2‬قيمة ‪pH‬‬
‫وتركيز كل منهما‬
‫للمحلول �لمنظم‪.‬‬
‫للمحلول عند �إ�ضافة ‪ 0.1‬مول من �لحم�س ‪� HCl‬إلى لتر من �لمحلول‪.‬‬
‫‪47‬‬
‫ال‪πë‬‬
‫‪ )1‬لح�ضاب قيمة ‪ pH‬للمحلول �لمنظم‪:‬‬
‫نح�ض��ب � ً‬
‫أول ]‪ [H3O+‬في �لمحلول‪ ،‬حي‪ å‬يتفكك �لحم�س‬
‫‪CH3COOH‬‬
‫�لآتية‪:‬‬
‫)‪H3O+(aq‬‬
‫‪CH3COO-(aq) +‬‬
‫)‪H2O(l‬‬
‫وفقًا للمعادلة‬
‫‪CH3COOH(aq) +‬‬
‫ويتفكك ملح �إيثانو�ت �ل�ضوديوم كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪Na+(aq‬‬
‫‪CH3COO-(aq) +‬‬
‫‪H2O‬‬
‫)‪CH3COONa(s‬‬
‫يمك��ن �إهم��ال مقد�ر ما يتاأين م��ن �لحم���س ‪ CH3COOH‬و�عتبار تركيزه ثاب ًتا (م�ض��اويًا‬
‫لتركيزه �لبتد�ئي)؛ وبهذ� يكون م�ض��در �أيونات ‪ CH3COO-‬هو تفكك �لملح‪ ،‬و يكون‬
‫تركيزها م�ضاويًا لتركيز �لملح‪� .‬أي �أن‪:‬‬
‫]‪�[CH3COOH] = [CH3COOH‬لبتد�ئي = ‪0.5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫]‪[CH3COONa] = [CH3COO-‬‬
‫= ‪0.5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫وبالتعوي�س في تعبير ثابت تاأين �لحم�س �ل�ضعيف يمكن ح�ضاب ]‪ [H3O+‬كما ياأتي‪:‬‬
‫‪= Ka‬‬
‫ومنها‪:‬‬
‫]‪[CH3COO-] [H3O+‬‬
‫]‪[CH3COOH‬‬
‫]‪Ka = [H3O+‬‬
‫]‪[CH3COOH‬‬
‫]‪[CH3COO-‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪5‬‬‫]‪= [H3O+‬‬
‫×‬
‫×‪10‬‬
‫‪1.8‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪5‬‬‫]‪10 ×1.8 = [H3O+‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪48‬‬
‫= ‪ -‬لو ‪4.74 = 5-10 ×1.8‬‬
‫‪)2‬‬
‫ح�ضاب ‪pH‬‬
‫عند �إ�ضافة ‪ 0.1‬مول من ‪.HCl‬‬
‫عند �إ�ضافة ‪ 0.1‬مول من ‪� HCl‬إلى لتر من �لمحلول فاإن �أيونات ‪� H3O+‬لناتجة تتفاعل‬
‫مع �أيونات ‪ CH3COO-‬ليتكون �لحم�س ‪CH3COOH‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫وفق �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪CH3COO-‬‬
‫‪CH3COOH +‬‬
‫وبالتال��ي‪ ،‬يقل تركيز �أيون��ات ‪ CH3COO-‬بمقد�ر تركيز‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫تركيزها �لجديد كما ياأتي‪:‬‬
‫]‪� [CH3COO-‬لجديد = ]‪[CH3COO-‬‬
‫�لبتد�ئي‬
‫‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H3O‬‬
‫�لم�ض��اف‪ ،‬ويكون‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫�لم�ضاف‬
‫= ‪ 0.4 = 0.1 -0.5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫و�أما تركيز �لحم�س ‪CH3COOH‬؛ فاإنه يزد�د بمقد�ر تركيز‬
‫‪+‬‬
‫‪H 3O‬‬
‫�لم�ضاف‪ ،‬ويكون‬
‫تركيزه �لجديد كما ياأتي‪:‬‬
‫]‪�[CH3COOH‬لجديد =‬
‫]‪[CH3COOH‬‬
‫�لبتد�ئي‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[H O‬‬
‫‪� 3‬لم�ضاف‬
‫= ‪ 0.6 = 0.1 +0.5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫وبالتعوي���س في تعبير ثابت تاأين �لحم�س �ل�ض��عيف‪ ،‬نح�ض��ل عل��ى تركيز ‪ H3O+‬في‬
‫�لمحلول على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪Ka = [H3O‬‬
‫]‪[CH3COOH‬‬
‫]‪[CH3COO-‬‬
‫‪0.6‬‬
‫‪5‬‬‫‪+‬‬
‫] ‪0.4 × 10× 1.8 = [H3O‬‬
‫]‪ 5-10 ×2.7 = [H3O+‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫‪ - = pH‬لو ‪10 ×2.7‬‬
‫‪5-‬‬
‫‪ - 5 = pH‬لو‪4.57 = 0.43 - 5 = 2.7‬‬
‫‪49‬‬
‫غير قيمة ‪ pH‬من ‪� 4.74‬إلى ‪4.57‬‬
‫لحظ �أن �إ�ض��افة ‪0.1‬مول من محلول ‪( HCl‬حم�س قوي) َّ‬
‫تغير� طفيفًا مقد�ره ‪0.17‬وحدة‬
‫�أي �أنها �ض��ببت ً‬
‫في قيمة ‪pH‬‬
‫ن�ض��بيا‬
‫للمحلول‪ ،‬وهذ� �لتغير قليل‬
‫ًّ‬
‫�إذ� قارنته بالتغير �لذي يحدث ب�ضبب �إ�ضافة �لكمية نف�ضها من �لحم�س ‪HCl‬‬
‫(‪ ،)2-1‬فقيمة ‪ pH‬للماء تغير من ‪� 7‬إلى ‪� 1‬أي بمقد�ر ‪ 6‬وحد�ت‪.‬‬
‫للما‪c A‬ما في الن�ساط‬
‫‪ pH‬للمحلول �لمنظم في مثال (‪ )5‬عند �إ�ضافة ‪0.1‬مول من �لقاعدة ‪NaOH‬‬
‫�ح�ضب قيمة‬
‫�إلى لتر من �لمحلول‪.‬‬
‫محل��ول منظم حجمه لت��ر يتكون من �لقاعدة ‪ NH3‬تركيزها ‪ 0.3‬مول‪/‬لتر و�لملح ‪NH4Cl‬‬
‫تركيزه ‪ 0.4‬مول‪/‬لتر‪ .‬فاإذ� علمت �أن ‪ Kb‬ل� ‪� 5-10×1.8 = NH3‬ح�ضب‪:‬‬
‫‪ pH‬للمحلول �لمنظم‪.‬‬
‫‪ pH‬للمحلول عند �إ�ضافة ‪ 0.2‬مول من �لحم�س ‪� HBr‬إلى �لمحلول‪.‬‬
‫‪ pH‬للمحلول عند �إ�ضافة ‪ 0.2‬مول من �لقاعدة ‪� KOH‬إلى �لمحلول‪.‬‬
‫الد‪ Ω‬محلول منظم‬
‫مهما في �ضحة �أج�ضام �لكائنات‬
‫توؤدي �لمحاليل �لمنظمة ً‬
‫دور� ًّ‬
‫�ضروريا لعمل �أجهزة �لج�ضم‪ ،‬و�ضير �لعمليات‬
‫�لحية‪ .‬ويعد وجودها‬
‫ًّ‬
‫تنويعا في �لأطعمة‪،‬‬
‫�لحيوي��ة فيه‪ ،‬ولأن �لإن�ض��ان �أكثر �لمخلوق��ات ً‬
‫فالطماطم وع�ض��ائر �لفو�كه �لتي يتناولها �لإن�ض��ان ذ�ت خ�ض��ائ�س‬
‫حم�ض��ية‪ ،‬وبع�س �لخ�ض��رو�ت مثل �لخيار تكون ذ�ت خ�ض��ائ�س‬
‫قاعدية‪ ،‬وهذ� قد يوؤثر في حمو�ض��ة �لدم و�نتظام �لعمليات �لحيوية‬
‫ً‬
‫طبيعيا يتر�وح �لرقم �لهيدروجيني‬
‫منظما‬
‫فيه‪� ،‬إل �أن �لدم يعد‬
‫محلول ً‬
‫ًّ‬
‫له بين ( ‪)7.45 – 7.35‬؛ ويحتوي على عدة �أنظمة من �لمحاليل‬
‫�لمنظم��ة‪� ،‬لت��ي تعمل على �ض��بط �لرقم �لهيدروجين��ي له عند هذه‬
‫‪50‬‬
‫�ل�ضكل (‪ :)8-1‬عينة دم‪.‬‬
‫�لحدود با�ضتمر�ر‪ ،‬و�أهم هذه �لمحاليل محلول حم�س �لكربونيك و�أيون �لكربونات �لهيدروجينية‬
‫)‪(HCO3-/H2CO3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H3O‬‬
‫فعن��د �نخفا�س تركيز �أيون �لهيدرونيوم‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪HCO3-‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H2CO3‬‬
‫‪ H3O‬ف��ي �لدم‪ ،‬يزد�د تاأين حم�س �لكربونيك ‪H2CO3‬‬
‫لإنت��ا‪� ê‬أيون��ات ‪ H3O+‬جديدة للمحافظة على تركيز ثابت من �أيون �لهيدرونيوم ‪H3O+‬؛ فيبقى �لرقم‬
‫تقريبا‪ .‬و�أما عند زيادة تركيز ‪ H3O+‬فاإنه يتفاعل مع �لأيون‬
‫�لهيدروجين��ي )‪ (pH‬لل��دم ثاب ًتا عند ‪ً 7.4‬‬
‫‪ ،HCO3-‬ويتكون �لحم�س ‪ H2CO3‬وهو �ض��عيف �لتاأي��ن‪ ،‬فهو يتفكك في �لرئة مكو ًنا �لماء وثاني‬
‫�أك�ض��يد �لكرب��ون ‪� CO2‬لذي يتم �لتخل�س منه عن طريق �لتنف���س (�لزفير)‪ ،‬وبذلك يتخل�س �لدم من‬
‫ً‬
‫محافظا على درجة حمو�ضته‪.‬‬
‫زيادة ‪ H3O+‬فيه‪ ،‬ويبقى‬
‫‪᪶æªdG π«dÉëªdG :á«JB’G á«MÉàتdG äGQÉÑ©dÉH Éæk «©à°ùe á«JÉeƒ∏©ªdG áµÑ°ûdG ≈dEG ´ƒLôdG ∂浪j IOGõà``°SÓd‬‬
‫‪.Buffer Solutions in Human Body ,¿É°ùfE’G º°ùL »a‬‬
‫‪51‬‬
‫و�ضح �لمق�ضود بكل مما ياأتي‪:‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫�لتميه‪� ،‬لمحلول �لمنظم‪� ،‬لأيون �لم�ضترك‪.‬‬
‫�لملح‪ّ ،‬‬
‫‪� )2‬كتب معادلة �لتاأين لكل من �لأملح �لآتية في �لماء‪:‬‬
‫‪CH3COONa‬‬
‫‪،‬‬
‫‪،‬‬
‫‪KHS‬‬
‫‪NaBr‬‬
‫‪،‬‬
‫‪NH4Cl‬‬
‫يتميه؟‬
‫يتميه في �لماء‪ ،‬و�أيها ل ّ‬
‫‪ُّ � )3‬أي �لأملح �لآتية ّ‬
‫‪NH4Cl‬‬
‫‪،‬‬
‫‪،‬‬
‫‪NaCN‬‬
‫‪LiCl‬‬
‫‪،‬‬
‫‪CH3COOK‬‬
‫يكونان ًّ‬
‫كل من �لأملح �لآتية عند تفاعلهما؟‬
‫‪ )4‬ما �لحم�س و�لقاعدة �للذ�ن ّ‬
‫‪KI‬‬
‫‪،‬‬
‫‪،‬‬
‫‪HCOONa‬‬
‫‪NH4NO3‬‬
‫‪،‬‬
‫‪NaOCl‬‬
‫‪� )5‬ض ّنف محاليل �لأملح �لآتية �إلى حم�ضية وقاعدية ومتعادلة‪:‬‬
‫‪، LiBr‬‬
‫‪N2H5Cl‬‬
‫‪،‬‬
‫‪KNO3‬‬
‫‪، NaCN ،‬‬
‫‪KNO2‬‬
‫‪� )6‬كتب معادلت كيميائية تو�ضح �ل�ضلوك �لحم�ضي �أو �لقاعدي لمحاليل �لأملح �لآتية‪:‬‬
‫�أ)‬
‫‪CH3NH3Cl‬‬
‫ب)‬
‫‪C6H5COOK‬‬
‫علما باأن‬
‫‪� )7‬ح�ضب قيمة ‪ pH‬لمحلول �لحم�س ‪� HX‬لذي تركيزه ‪ 0.2‬مول‪/‬لتر‪ً ،‬‬
‫‪ Ka‬للحم�س = ‪.5- 10 ×2‬‬
‫مكون من محلول حم�س �لبنزويك‬
‫‪� )8‬ح�ضب �لرقم �لهيدروجيني لمحلول منظم ّ‬
‫‪C6H5COOH‬‬
‫�ل��ذي تركي��زه ‪0.2‬مول‪/‬لت��ر‪ ،‬ومحل��ول بن��زو�ت �ل�ض��وديوم ‪� C6H5COONa‬ل��ذي تركيزه‬
‫علم��ا ب��اأن ‪ Ka‬للحم���س = ‪. 5- 10× 6.5‬‬
‫‪0.1‬مول‪/‬لت��ر‪ً .‬‬
‫محلول ‪HNO2‬‬
‫غر�ما من ‪ NaNO2‬يجب �إ�ض��افتها �إلى ‪ 100‬مل من‬
‫‪ )9‬كم ً‬
‫ً‬
‫لتعطي‬
‫علما باأن ‪ Ka‬للحم�س ‪ 4-10× 4 = HNO2‬و�لكتلة �لمولية للملح‬
‫محلول له ‪4 = pH‬؟ ً‬
‫‪NaNO2‬‬
‫‪52‬‬
‫=‪ 69‬غ‪/‬مول‪.‬‬
‫بتركيز ‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‬
‫مكون من قاعدة �ض��عيفة ‪C5H5N‬‬
‫‪ )10‬محل��ول منظم ّ‬
‫تركيزه��ا ‪0.3‬مول‪/‬لتر‪ ،‬وملح‬
‫‪C5H5NHBr‬‬
‫تركيزه ‪ 0.3‬مول‪/‬لتر‪ .‬ف�إذا علمت �أن ‪ Kb‬للقاعدة ‪� ،9-10×1.7 = C5H5N‬أجب عما ي�أتي‪:‬‬
‫�أ ) ما �صيغة الأيون الم�شترك؟‬
‫ب) اح�سب ‪ pH‬للمحلول المنظم‪.‬‬
‫جـ) كم ت�صبح قيمة ‪pH‬‬
‫عند �إ�ضافة ‪ 0.2‬مول من ‪� HCl‬إلى لتر من المحلول المنظم‪.‬‬
‫و�ض��ح كيفية عمل الدم‬
‫‪� )11‬إذا احتوى الدم على المحلول المنظم المكون من ‪ّ HCO3- /H2CO3‬‬
‫على مقاومة الزيادة في تركيز ‪ H3O+‬فيه‪.‬‬
‫معتمدا عل��ى المعلومات الواردة في الجدول‪،‬‬
‫محددة‪.‬‬
‫ً‬
‫‪ )12‬لدي��ك خم�س��ة محاليل مائية بتراكيز ّ‬
‫�أجب عن الأ�سئلة الآتية‪:‬‬
‫�أ ) ما قيمة ‪ pH‬لمحلول ‪HCN‬؟‬
‫ب) اح�سب قيمة ‪Kb‬‬
‫لمحلول ‪.NH3‬‬
‫جـ) ما �صيغة القاعدة المرافقة الأقوى؟‬
‫د ) �أي الحم�ض��ين الموجودي��ن ف��ي‬
‫الجدول له �أعلى ‪Ka‬؟‬
‫المحلول‬
‫‪HCN‬‬
‫‪HNO2‬‬
‫‪NH3‬‬
‫المعلومات‬
‫تركيز المحلول (مول‪/‬لتر)‬
‫‪10 ×6.2 =Ka‬‬
‫‪2‬‬‫]‪10×1.1 = [NO -‬‬
‫‪0.3‬‬
‫‪10-‬‬
‫‪2‬‬
‫]‪10 ×1.9 = [NH4+‬‬
‫‪3-‬‬
‫‪4.7 = pH N2H5Cl‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪10 ×1.3 = [H3O ] NH4Cl‬‬
‫‪+‬‬
‫‪0.3‬‬
‫‪5-‬‬
‫‪0.5‬‬
‫هـ ) �أي المحلولين‬
‫التميه؟‬
‫ّ‬
‫الملحيين ‪� N2H5Cl‬أو ‪� NH4Cl‬أقل قدرة على ّ‬
‫و ) م��اذا تتوق��ع �أن يحدث لقيمة ‪ pH‬لمحلول ‪ NH3‬عند �إ�ض��افة كمية م��ن ملح ‪� NH4Br‬إليه‬
‫(تزداد ‪ ،‬تقل‪ ،‬تبقى ثابتة)‪.‬‬
‫مكون من الحم�ض ‪HZ‬‬
‫‪ -13‬محلول منظم ّ‬
‫تركيزه ‪ 0.4‬مول‪/‬لتر وملح ‪ KZ‬تركيزه ‪ 0.5‬مول‪/‬لتر‪،‬‬
‫ف�إذا علمت �أن ‪ Ka‬للحم�ض = ‪ 5- 10×2‬اح�سب‪:‬‬
‫�أ‬
‫) تركيز ‪H3O+‬‬
‫للمحلول المنظم‪.‬‬
‫غراما من ‪ NaOH‬ال�صلب يجب �إذابتها في لتر من المحلول المنظم لت�صبح قيمة ‪pH‬‬
‫ب) كم ً‬
‫علما ب�أن الكتلة المولية لـ ‪40= NaOH‬غ‪/‬مول‪.‬‬
‫للمحلول النهائي ت�ساوي ‪ً .5‬‬
‫‪53‬‬
‫‪� )1‬ختر �لإجابة �ل�ضحيحة لكل فقرة من �لفقر�ت �لآتية‪:‬‬
‫(‪� )1‬لمادة �لتي تمثل حم�س لوي�س فقط فيما ياأتي‪ ،‬هي‪:‬‬
‫�أ)‬
‫‪Cl-‬‬
‫ب)‬
‫‪HCOO-‬‬
‫ب)‬
‫ج�)‬
‫‪NF3‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫د)‬
‫‪CH3NH3‬‬
‫د)‬
‫‪H 2O‬‬
‫(‪ُّ � )2‬أي �لمو�د �لآتية ت�ضلك كحم�س في بع�س �لتفاعلت وكقاعدة في تفاعلت �أخرى؟‬
‫�أ )‬
‫‪SO32-‬‬
‫ج� )‬
‫‪+‬‬
‫(‪ )3‬توؤدي �إ�ضافة محلول �لملح ‪� NH4Cl‬إلى محلول ‪NH3‬‬
‫�أ)‬
‫ب)‬
‫خف�س قيمة ‪pH‬‬
‫ج�) ل تتاأثر قيمة ‪pH‬‬
‫�إلى‪:‬‬
‫‪HCO3-‬‬
‫رفع قيمة ‪pH‬‬
‫د) ت�ضبح ‪7 = pH‬‬
‫(‪� )4‬لمحلول �لذي له �أعلى ‪ pH‬من بين �لمحاليل �لآتية �لمت�ضاوية في �لتر�كيز هو‪:‬‬
‫�أ )‬
‫‪KBr‬‬
‫(‪� )5‬إذ� كان��ت قيم��ة‬
‫ب)‬
‫‪NaNO2‬‬
‫ج�)‬
‫‪N2H5NO3‬‬
‫مكون من �لحم�س ‪ HA‬و�لملح ‪KA‬‬
‫‪ pH‬لمحلول ّ‬
‫ت�ضاوي ‪ ،4‬فاإن ‪ Ka‬للحم�س ي�ضاوي‪:‬‬
‫ب) ‪10‬‬
‫�أ) ‪10‬‬
‫‪8-‬‬
‫‪4-‬‬
‫ج�) ‪4‬‬
‫د)‬
‫‪KOH‬‬
‫لهما �لتركيز نف�ض��ه‬
‫د) ‪10‬‬
‫‪16-‬‬
‫(‪� )6‬لرقم �لهيدروجيني لخليط مكون من �لحم�س �ل�ضعيف ‪ ،)5-10×2 = Ka) HC‬وملحه‬
‫‪NaC‬‬
‫لهما �لتركيز نف�ضه هو‪:‬‬
‫ب) �أكبر من ‪ 5‬ج�) �أقل من ‪5‬‬
‫�أ) ‪5‬‬
‫(‪ )7‬ما �أثر �إ�ضافة �لملح ‪� KNO2‬إلى محلول ‪HNO2‬؟‬
‫�أ)‬
‫ج�)‬
‫ب)‬
‫زيادة ] ‪[H3O‬‬
‫‪+‬‬
‫نق�س قيمة ‪pH‬‬
‫(‪� )8‬لرقم �لهيدروجيني لمحلول �لحم�س ‪HBr‬‬
‫�ضفر�‬
‫�أ)‬
‫ً‬
‫‪54‬‬
‫ب) ‪1‬‬
‫د)‬
‫د) ‪7‬‬
‫نق�س ] ‪[H3O‬‬
‫‪+‬‬
‫نق�س ]‪[HNO2‬‬
‫�لذي تركيزه ‪ 1‬مول‪/‬لتر ي�ضاوي‪:‬‬
‫ج�) ‪2‬‬
‫د) ‪4‬‬
‫‪ )2‬م�س��تعي ًنا بالجدول المجاور لمجموعة من الحمو�ض االفترا�ض��ية ال�ض��عيفة‪� ،‬أجب عن الأ�سئلة‬
‫الآتية‪:‬‬
‫�أ ) اكتب �صيغة القاعدة المرافقة للحم�ض الأ�ضعف‪.‬‬
‫‪Ka‬‬
‫ب) � ُّأي المحلولي��ن ‪� HY‬أم ‪ HQ‬يك��ون تركيز ‪ H3O+‬فيه �أقل‬
‫�إذا كان لهما التركيز نف�سه؟‬
‫جـ) اح�سب ‪ pH‬للحم�ض ‪ HX‬الذي تركيزه ‪ 0.02‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫د ) اح�س��ب الرق��م الهيدروجيني للمحل��ول المنظم الذي‬
‫ُح ّ�ض��ر ب�إذاب��ة‬
‫‪10× 6.3‬‬
‫الحم�ض‬
‫‪HX‬‬
‫‪5-‬‬
‫‪10 ×4.5‬‬
‫‪4-‬‬
‫‪HY‬‬
‫‪10 × 1.8‬‬
‫‪5-‬‬
‫‪HZ‬‬
‫‪10 ×1.7‬‬
‫‪4-‬‬
‫‪HQ‬‬
‫‪0.01‬مول م��ن الملح ‪ KY‬في ‪ 500‬مل من محل��ول الحم�ض ‪HY‬‬
‫الذي‬
‫تركيزه ‪ 0.01‬مول‪/‬لتر ‪.‬‬
‫ه��ـ ) ُح ّ�ض��ر محلول منظ��م ب�إذابة ‪2.312‬غ م��ن الملح ‪ NaQ‬في ‪200‬م��ل من محلول‬
‫الحم���ض ‪ . HQ‬ف�إذا علم��ت �أن الرقم الهيدروجيني للمحل��ول المنظم = ‪ ،4‬والكتلة‬
‫المولية لـ ‪68 = NaQ‬غ‪/‬مول‪ .‬اح�س��ب تركيز الحم�ض ‪.HQ‬‬
‫و ) ما �صيغة الأيون الم�شترك للمحلول المنظم المكون من الحم�ض ‪ HZ‬والملح ‪KZ‬؟‬
‫‪ّ )3‬بين �أثر �إ�ضافة كل من المواد الآتية في قيمة ‪ pH‬للمحلول (تقل‪ ،‬تزداد‪ ،‬تبقى ثابتة)‪:‬‬
‫�أ ) مول من ‪� KCl‬إلى ‪ 500‬مل من محلول ‪.KOH‬‬
‫ب) مول من ‪� LiBr‬إلى ‪ 500‬مل من محلول ‪.HBr‬‬
‫جـ) مول من ‪� NaCN‬إلى ‪ 500‬مل من محلول ‪.HCN‬‬
‫د ) مول من ‪� CH3NH3Cl‬إلى ‪ 500‬مل من محلول ‪.CH3NH2‬‬
‫‪ )4‬م�س��تعي ًنا بالج��دول المج��اور لمجموعة م��ن القواعد‬
‫ال�ض��عيفة التي له��ا التركيز نف�س��ه‪� ،‬أجب عن الأ�س��ئلة‬
‫الآتية‪:‬‬
‫�أ ) ما �صيغة القاعدة الأقوى؟‬
‫ب) ما �صيغة الحم�ض المرافق الذي له �أقل ‪pH‬؟‬
‫القاعدة‬
‫‪NH3‬‬
‫‪Kb‬‬
‫‪10 × 1.8‬‬
‫‪5-‬‬
‫‪CH3NH2‬‬
‫‪10 ×4.4‬‬
‫‪C 5H 5N‬‬
‫‪10 ×1.7‬‬
‫‪N 2H 4‬‬
‫‪10 × 1.3‬‬
‫‪C6H5NH2‬‬
‫‪10 × 3.8‬‬
‫‪4-‬‬
‫‪9‬‬‫‪6-‬‬
‫‪10-‬‬
‫‪55‬‬
‫جـ) اح�سب قيمة الرقم الهيدروجيني (‪ )pH‬لمحلول ‪ C6H5NH2‬ذي التركيز‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫وحدد زوجي الحم�ض والقاعدة المترافقين فيها‪:‬‬
‫د ) �أكمل المعادلة الآتية‪ّ ،‬‬
‫‪+‬‬
‫……………‬
‫‪+‬‬
‫‪NH4‬‬
‫‪…………..‬‬
‫‪CH3NH2 +‬‬
‫غراما من ‪ N2H5Cl‬يجب �إ�ض��افتها �إلى‪ 400‬مل من محلول ‪ N2H4‬بتركيز‬
‫هـ) كم‬
‫ً‬
‫‪ 0.4‬مول‪/‬لتر لت�ص��بح قيمة‬
‫‪pH‬‬
‫للمحلول ت�س��اوي ‪8.42‬؟ مع العلم �أن الكتلة‬
‫المولي��ة للمل��ح ‪ 69= N2H5Cl‬غ‪/‬م��ول‪.‬‬
‫و ) كم ت�صبح قيمة ‪ pH‬للمحلول ال�سابق �إذا �أ�ضيف �إليه ‪ 0.04‬مول من الحم�ض ‪HCl‬؟‬
‫ف�سر م�ستعي ًنا بالمعادالت‪ ،‬اًّ‬
‫كل مما ي�أتي‪:‬‬
‫‪ّ )5‬‬
‫�أ ) الت�أثير الحم�ضي لمحلول الملح ‪.NH4NO3‬‬
‫ب) الت�أثير القاعدي لمحلول الملح ‪.NaOCl‬‬
‫‪)6‬‬
‫جـ) الت�أثير القاعدي للأمينات ‪RNH2‬‬
‫ح�سب مفهوم لوي�س‪.‬‬
‫يبين عد ًدا من المحاليل االفترا�ضية وقيم ‪pH‬‬
‫الجدول الآتي ّ‬
‫المحلول االفترا�ضي‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫‪E‬‬
‫‪F‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪4.5‬‬
‫‪8.7‬‬
‫‪0‬‬
‫‪7‬‬
‫‪12‬‬
‫‪6‬‬
‫�أ ) القاعدة الأقوى‪.‬‬
‫ب)‬
‫محلول ‪.NaCl‬‬
‫جـ) محلول ‪HNO3‬‬
‫الذي تركيزه ‪ 1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫د ) قاعدة ]‪ [OH-‬فيها = ‪ 6-10×5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫هـ ) حم�ض‬
‫‪56‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[H3O‬‬
‫فيه =‪ 5-10×3‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫لها‪� ،‬أي هذه المحاليل يمثل‪:‬‬
‫ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ ﺍﻟﺜﺎﻧﻴﺔ ‪2‬‬
‫اﻟﺘﺄﻛﺴﺪ واﻻﺧﺘﺰال‬
‫• اﻟﺘﺄﻛﺴﺪ واﻻﺧﺘﺰال‬
‫واﻟﻜﻴﻤﻴﺎء اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ‬
‫• اﻟﺨﻼﻳﺎ اﻟﻜﻬﺮﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ‬
‫• ‪e‬ا ‪hO‬ر ال‪µ‬يميا‪ A‬ال‪µ‬ه‪Hô‬ا‪F‬ية ف» ا‪S‬صتخ‪ ¢UÓ‬الع‪æ‬ا‪U‬ص‪ øe ô‬ا‪MÓeC‬ها?‬
‫‪57‬‬
‫ال‪üØ‬س‪ π‬ا’‪∫hC‬‬
‫اﻟﺘﺄﻛﺴﺪ واﻻﺧﺘﺰال‬
‫‪Oxidation and Reduction‬‬
‫تع��د تفاع��الت �لتاأك�سد و�لختز�ل م��ن �لتفاعالت �لمهم��ة �لتي تحدث في حياتن��ا‪ ،‬فالطعام‬
‫�ل��ذي نتناول��ه يتاأك�سد ف��ي �أج�سامنا ليمدنا بالطاق��ة �لالزمة للعمليات �لحيوي��ة �لمختلفة‪ ،‬وو�سائل‬
‫�لنق��ل باأنو�عها تتحرك بالطاقة �لناتجة عن تاأك�سد �لوق��ود عند �حتر�قه د�خل محركاتها‪ ،‬و�لفلز�ت‬
‫كالحدي��د و�لألمنيوم يتم ��ستخال�سها باختز�ل �أيوناته��ا من خاماتها با�ستخد�م عو�مل مختزلة‪ .‬فما‬
‫�لمق�س��ود بالتاأك�س��د و�لختز�ل؟ وما �لمق�س��ود بالعو�مل �لموؤك�سدة و�لعو�م��ل �لمختزلة؟ وكيف‬
‫يمكن مو�زنة معادلت �لتاأك�سد و�لختز�ل؟‬
‫‪j‬م‪ ∂æµ‬اال‪LE‬ا‪H‬ة ع‪ √òg ø‬اال‪SC‬ص‪Ä‬لة ‪Zh‬ي‪gô‬ا ‪H‬عد ‪O‬را‪S‬صت∂ ‪òg‬ا الف�صل‪jh ,‬توق™ ‪H ∂æe‬عد ‪P‬ل∂ ا‪:¿C‬‬
‫تو�س��ح �لمق�س��ود بكل من �لمفاهي��م �لآتية‪� :‬لتاأك�س��د‪ ،‬و�لختز�ل‪ ،‬وع��دد �لتاأك�سد‪ ،‬و�لعامل‬
‫ّ‬
‫�لموؤك�سد‪ ،‬و�لعامل �لمختزل‪ ،‬و�لتاأك�سد و�لختز�ل �لذ�تي‪.‬‬
‫تح�سب عدد �لتاأك�سد لذر�ت �لعنا�سر في �لمركبات �لمختلفة‪.‬‬
‫تو�زن معادلت �لتاأك�سد و�لختز�ل بطريقة ن�سف �لتفاعل‪.‬‬
‫تعطي �أمثلة على ��ستخد�مات تفاعالت �لتاأك�سد و�لختز�ل في �لحياة‪.‬‬
‫‪58‬‬
‫ﻣﻔﻬﻮم اﻟﺘﺄﻛﺴﺪ واﻻﺧﺘﺰال‬
‫در�س��ت في �ل�س��ف �لتا�سع تفاع��الت �لتاأك�سد و�لخت��ز�ل‪ ،‬وعرفت �أن مفه��وم �لتاأك�سد كان‬
‫ُي�ستخدم في �لبد�ية لو�سف �تحاد �لعنا�سر بالأك�سجين‪ ،‬كما ��ستخدم مفهوم �لختز�ل لي�سف نزع‬
‫أي�سا �أنه يمكن �لتعبير عن �لتاأك�سد و�لختز�ل عن‬
‫�لأك�سجين من خامات �أكا�سيد �لعنا�سر‪ .‬وعرفت � ً‬
‫طري��ق فقد �أو ك�سب �لإلكترونات‪ .‬ولتتذكر ذلك‪� ،‬در�س �لمعادلة �لآتية‪ ،‬ثم �أجب عن �لأ�سئلة �لتي‬
‫تليها‪:‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫‪Ni2+ +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Ni‬‬
‫ما �لتغير �لذي حدث على ذرة ‪Ni‬؟‬
‫ما �لتغير �لذي حدث على �أيون ‪Cu2+‬؟‬
‫لحظ �أن ذرة �لنيكل فقدت �إلكترونين وتحولت �إلى �أيون �لنيكل ‪ ،Ni2+‬كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪2e-‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لتاأك�سد)‬
‫‪Ni‬‬
‫‪Ni2+ +‬‬
‫و�كت�سب �أيون �لنحا�س هذين �لإلكترونين ليتحول �إلى ذرة متعادلة ‪ Cu‬على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪2e-‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لختز�ل)‬
‫يطل��ق عل��ى عملية ‪n‬ف ‪r‬ق ِد �لمادة لالإلكترون��ات �أثناء �لتفاعل التا‪ùcC‬صد ويطل��ق على عملية �كت�ساب‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+ +‬‬
‫�لمادة لالإلكترونات �أثناء �لتفاعل االختزال‪ .‬لحظ �أن عدد �لإلكترونات �لتي �كت�سبتها �أيونات ‪Cu2+‬‬
‫في �لمعادلة ي�ساوي عدد �لإلكترونات �لتي فقدتها ذر�ت ‪ .Ni‬ويمكن كتابة معادلة �لتفاعل �لكلي‬
‫بجمع ن�سفي �لتفاعل كالآتي‪:‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لتاأك�سد)‬
‫‪2e-‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لختز�ل)‬
‫(�لتفاعل �لكلي)‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Ni2+ +‬‬
‫‪Ni2+ +‬‬
‫‪2e‬‬‫‪Cu2+‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪Cu2+ +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪59‬‬
‫‪Cl-‬‬
‫يتفاع��ل �لكلور م��ع �ل�سوديوم لإنت��اج كلوريد‬
‫�ل�سوديوم ح�سب �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪2Na‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪2NaCl‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪+‬‬
‫ح��دد ذرة �لعن�س��ر �لت��ي تاأك�س��دت وذرة‬
‫ّ‬
‫�لعن�سر �لتي �خ ُتزِ لت في �لتفاعل‪.‬‬
‫�كت��ب ن�سفي تفاعل �لتاأك�سد و�لختز�ل في‬
‫�لتفاعل‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Na‬‬
‫�ل�سكل (‪ :)1-2‬تفاعل �ل�سوديوم مع‬
‫�لكلور لإنتاج كلوريد �ل�سوديوم‪.‬‬
‫ً‬
‫�نتق��ال ً‬
‫كامال لالإلكترونات؟‬
‫و�ل�س��وؤ�ل �لآن‪ :‬ه��ل جميع تفاعالت �لتاأك�سد و�لختز�ل تت�سمن‬
‫لتتعرف ذلك‪� ،‬در�س �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪2HF‬‬
‫‪F2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H2‬‬
‫لح��ظ �أن �لر�بط��ة ف��ي ج��زيء ‪� HF‬لناتج من �لتفاع��ل هي ر�بطة‬
‫ت�ساهمي��ة‪ ،‬وب�سب��ب �خت��الف �لكهر�سلبي��ة بي��ن ذرت��ي ‪ H‬و‪ F‬ف��اإن‬
‫�لإلكترون��ات تن��ز�‪ ì‬لل��ذرة �لأعل��ى كهر�سلبي��ة )‪ ;(F‬فتكت�سب �سحنة‬
‫جزئية �سالبة‪ ،‬و تكت�سب ذرة ‪� H‬سحنة جزئية موجبة; لذ� تكون �لر�بطة‬
‫�لت�ساهمية �لناتجة قطبية كما في �ل�سكل (‪.)2-2‬‬
‫وب�سب��ب هذ� �لنزي��ا‪� ì‬لجزئي لإلكترونات �لر�بط��ة يمكن �عتبار‬
‫ه��ذ� �لن��وع من �لتفاع��الت "تفاعل تاأك�س��د و�ختز�ل" رغ��م عدم ف ‪r‬ق ِد‬
‫‪H _ F‬‬
‫�ل�سكل (‪� :)2-2‬لر�بطة‬
‫�لقطبية ‘ جزيء ‪.HF‬‬
‫كليا‪� ،‬لأمر �ل��ذي ي�سير �إلى ق�سور في تعريف �لتاأك�سد و�لختز�ل باأنهما‬
‫�لإلكترون��ات �أو �كت�سابها ًّ‬
‫ً‬
‫�سمول‪،‬‬
‫خ�س��ارة �أو ك�س��ب �لإلكترونات; لذ� �أ�سبح من �ل�سروري �لحدي‪ å‬ع��ن مفهوم �آخر �أكثر‬
‫ليعب��ر عن تفاعالت �لتاأك�سد و�لختز�ل‪ ،‬وهو مفهوم ع��دد �لتاأك�سد‪ .‬فما �لمق�سود بعدد �لتاأك�سد؟‬
‫ّ‬
‫نعبرعن تفاعالت �لتاأك�سد و�لختز�ل في �سوء عدد �لتاأك�سد؟‬
‫وكيف ّ‬
‫‪ -1‬عد‪ O‬التا‪ùcC‬صد‬
‫يعرف عدد �لتاأك�سد باأنه ال‪û‬ص‪æë‬ة الفعلية ال‪jC‬و¿ ال‪ò‬ر‪ I‬ف» الم‪cô‬با‪ ä‬اال‪jC‬ونية‪� ،‬أما في �لمركبات �لجزيئية‬
‫‪60‬‬
‫الم‪µ‬ونة لل‪ô‬ا‪H‬طة الت‪ù‬صا‪g‬مية ‪P ™``e‬ر‪ I‬ا‪C‬خ‪ iô‬فيما لو‬
‫فيع��رف باأنه ال‪û‬ص‪``æë‬ة الت» ‪oj‬فت‪ ¢Vô‬ا‪ ¿C‬ت‪µ‬ت‪ù‬صبها ال``‪ò‬ر‪I‬‬
‫‪q‬‬
‫ّ‬
‫وبناء‬
‫‪ùc‬صبت ال‪ò‬ر‪ I‬الت» لها ا‪C‬عل≈ ‪c‬ه‪Sô‬صلبية ا‪E‬ل‪µ‬ت‪hô‬نا‪ ä‬ال‪ô‬ا‪H‬طة ‪c‬لي‪v‬ا ‪h‬خ‪ù‬ص‪ äô‬اال‪C‬خ‪ √òg iô‬اال‪E‬ل‪µ‬ت‪hô‬نا‪ً .ä‬‬
‫على ذلك‪ ،‬يكون عدد تاأك�سد ‪ F‬في جزيء ‪ HF‬هو ‪ ،1-‬وعدد تاأك�سد ‪ H‬هو ‪1+‬‬
‫وكي تُحدد �أعد�د �لتاأك�سد للذر�ت في �لمركبات �لمختلفة‪ ،‬عليك مر�عاة �لقو�عد �لآتية‪:‬‬
‫�سفر�‪ ،‬مثل‪:‬‬
‫�أ ‪ -‬عدد تاأك�سد �لذرة في �لعنا�سر �لحرة �سو�ء �أكانت ذر�ت �أم جزيئات‪ ،‬ي�ساوى ً‬
‫)‪.O2(g) ، Zn(s) ، N2(g) ،A1(s‬‬
‫ب‪ -‬عدد تاأك�سد �لذرة في �لأيون �أحادي �لذرة ي�ساوي �سحنة �لأيون‪ ،‬مثل‪،1+ = Na+ :‬‬
‫و‪ ،3- = N3-‬و‪2- = O2-‬‬
‫ج�‪�-‬أع��د�د تاأك�س��د ذر�ت عنا�س��ر �لمجموع��ة �لأول��ى (�لقلويات) في �لج��دول �لدوري‬
‫و�لمجموع��ة �لثانية (�لقلوي��ات �لتر�بية) و�لألمنيوم تكون موجب��ة‪ ،‬وهي على �لتو�لي‬
‫‪ ،3+ ،2+ ،1+‬ومن �لأمثلة على �لمجموعة �لأولى‪ ،K+، Na+، Li+:‬وعلى �لمجموعة‬
‫�لثانية‪.Ba2+ ،Ca2+ ،Mg2+:‬‬
‫د‪ -‬ع��دد تاأك�سد �لهيدروجين في جميع �لمركبات ي�ساوي ‪ ،1+‬با�ستثناء هيدريد�ت �لفلز�ت‪،‬‬
‫�إذ يكون عدد تاأك�سده ‪ ،1-‬مثل‪.CaH2 ، LiH :‬‬
‫ه�‪ -‬عدد تاأك�سد �لأك�سجين في مركباته ي�ساوي ‪ ،2-‬ما عد� بع�س �لحالت مثل فوق �لأكا�سيد‬
‫فيك��ون عدد تاأك�سده ‪ 1-‬مثل‪ :‬ف��وق �أك�سيد �لهيدروجين ‪ H2O2‬وف��وق �أك�سيد �لباريوم‬
‫‪� .BaO2‬أما مع �لفلور فيكون عدد تاأك�سده في جزيء‬
‫‪OF2‬‬
‫= ‪.2+‬‬
‫و‪ -‬ع��دد تاأك�س��د ذر�ت عنا�سر �لمجموع��ة �ل�سابع��ة (�لهالوجينات) في �لمركب��ات �لأيونية‬
‫موجبا في �لمركبات �لتي تحتوى‬
‫ي�س��اوي ‪ ،1-‬مث��ل‪ . NH4Cl ، NaBr ، MgI2 :‬ويكون‬
‫ً‬
‫على �لأك�سجين مثل‪� ، HClO :‬أما �لفلور فعدد تاأك�سده في مركباته د�ئما ‪ 1-‬مثل‪.HF :‬‬
‫�سفر�‪ ،‬مثل ‪.Na2CO3‬‬
‫ز‪ -‬مجموع �أعد�د �لتاأك�سد لجميع �لذر�ت في �لمركب �لمتعادل ي�ساوي ً‬
‫‪ -ì‬مجم��وع �أع��د�د �لتاأك�سد لجميع �لذر�ت في �لأيون متعدد �لذر�ت ي�ساوي �سحنة �لأيون‪،‬‬
‫مثل‪.HSO4- :‬‬
‫و�لآن كي��ف يمك��ن �ل�ستف��ادة م��ن �لقو�عد �ل�سابق��ة في ح�ساب ع��دد �لتاأك�س��د للذر�ت في‬
‫�لمركبات؟ لتو�سيح ذلك‪� ،‬در�س �لمثالين �لآتيين‪:‬‬
‫‪61‬‬
‫‪1‬‬
‫ما عدد تاأك�سد �لمنغنيز ‪ Mn‬في كل من‪:‬‬
‫‪)1‬‬
‫‪MnO2‬‬
‫‪)2‬‬
‫‪MnO4-‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪)1‬‬
‫‪MnO2‬‬
‫�عتما ًد� على �لقو�عد �ل�سابقة يكون عدد تاأك�سد �لأك�سجين = ‪2-‬‬
‫وبما �أن �لمركب متعادل; فاإن مجموع عددي �لتاأك�سد لذرتي �لأك�سجين وذرة �لمنغنيز‬
‫�سفر�‪ .‬لذ� يمكن ح�ساب عدد تاأك�سد �لمنغنيز على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫ي�ساوي ً‬
‫مجموع �أعد�د �لتاأك�سد في �لمركب = (عدد ذر�ت �لأك�سجين× عدد تاأك�سده) ‪( +‬عدد‬
‫ذر�ت �لمنغنيز×عدد تاأك�سده)‬
‫‪� × 1( + )2- × 2( =0‬س )‬
‫‪� + 4- =0‬س‬
‫‪)2‬‬
‫عدد تاأك�سد ‪ Mn‬ي�ساوي ‪4+‬‬
‫�س= ‪4+‬‬
‫‪MnO4-‬‬
‫لحظ �أن مجموع �أعد�د �لتاأك�سد لجميع �لذر�ت في �لأيون ‪1- = MnO4-‬‬
‫مجموع �أعد�د �لتاأك�سد في �لأيون ‪( = MnO4-‬عدد ذر�ت �لأك�سجين × عدد تاأك�سده)‬
‫‪( +‬عدد ذر�ت �لمنغنيز×عدد تاأك�سده)‬
‫‪� ×1( + )2- ×4( =1‬س)‬‫‪� + 8- =1-‬س‬
‫عدد تاأك�سد ‪ Mn‬ي�ساوي ‪7+‬‬
‫�س= ‪7+ = 8 + 1-‬‬
‫لحظ �أن عدد تاأك�سد �لمنغنيز في ‪ MnO2‬هو ‪ 4+‬وعدد تاأك�سده في ‪ MnO4-‬هو ‪ ،7+‬مما ي�سير‬
‫�إل��ى �أن��ه قد يكون لذر�ت �لعن�سر �لو�حد �أكثر من عدد تاأك�سد ف��ي مركباته �لمختلفة‪� .‬ن¶ر �ل�سكل‬
‫‪62‬‬
‫يبين �ختالف �أعد�د تاأك�سد عن�سر �لكروم في �أمالحه‪.‬‬
‫(‪� ،)3-2‬لذي ّ‬
‫‪K2Cr2O7‬‬
‫‪Cr6+‬‬
‫‪CrCl3‬‬
‫‪Cr3+‬‬
‫‪CrCl2‬‬
‫‪Cr2+‬‬
‫�ل�سكل (‪� :)3-2‬ختالف �أعد�د تاأك�سد �لكروم في �أمالحه‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ما عدد تاأك�سد �لكلور في ‪HClO4‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪( = 0‬عدد ذر�ت �لأك�سجين × عدد تاأك�سده) ‪( +‬عدد ذر�ت �لكلور×عدد تاأك�سده) ‪( +‬عدد‬
‫ذر�ت �لهيدروجين×عدد تاأك�سده)‬
‫‪� ×1 ( + )2-×4( = 0‬س) ‪)1+×1( +‬‬
‫‪� + 8- = 0‬س ‪1 +‬‬
‫‪� + 7- = 0‬س‬
‫عدد تاأك�سد ‪ Cl‬ي�ساوي ‪7+‬‬
‫ما عدد تاأك�سد �لذرة �لتي تحتها خط في كل مما ياأتي‪:‬‬
‫‪, BF3 , Cr2O72-‬‬
‫‪HPO42- , KClO3‬‬
‫‪e -2‬فهو‪ Ω‬التا‪ùcC‬صد ‪h‬االختزال ‪H‬االعتما‪ O‬عل≈ عد‪ O‬التا‪ùcC‬صد‬
‫لقد ��ستدعى تغيير مفهومي �لتاأك�سد و�لختز�ل بما يتالءم ومفهوم عدد �لتاأك�سد �إلى تغيير طريقة‬
‫‪63‬‬
‫ولتتع��رف ذلك‪ ،‬ادر�س التفاع��ل الآتي‪ ،‬ثم �أجب عن‬
‫التعبي��ر عن مفه��وم الت�أك�سد واالختزال‪.‬‬
‫ّ‬
‫الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫‪2Ag‬‬
‫‪2Ag+‬‬
‫‪Zn2+ +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Zn‬‬
‫حدد المادة التي اخ ُتزِ لت والمادة التي ت�أك�سدت‪ ،‬ثم اكتب معادالت �أن�صاف التفاعالت‪.‬‬
‫ّ‬
‫ما عدد ت�أك�سد كل من ‪Zn‬‬
‫و ‪ Ag‬في المواد المتفاعلة؟‬
‫كيف تغير عدد ت�أك�سد ‪Zn‬‬
‫وعدد ت�أك�سد ‪ Ag‬في التفاعل؟‬
‫ما عدد ت�أك�سد كل من ‪Zn‬‬
‫و ‪ Ag‬في المواد الناتجة؟‬
‫يت�ض��ح م��ن التفاع��ل ال�ساب��ق �أن ذرات الخار�صين ‪ Zn‬ق��د فقدت الإلكترون��ات – �أي �أنها‬
‫ت�أك�سدت‪ -‬ويمكن تمثيل عملية الت�أك�سد بن�صف التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪2e-‬‬
‫(ن�صف تفاعل الت�أك�سد)‬
‫‪Zn‬‬
‫‪Zn 2+ +‬‬
‫الحظ �أن عدد ت�أك�سد ‪ Zn‬قد تغير من �صفر �إلى ‪� 2+‬أي �أنه ازداد بمقدار‪2‬‬
‫كم��ا يت�ض��ح �أي�ضا �أن �أيونات الف�ضة ‪ Ag+‬قد اكت�سبت الإلكترونات ‪�-‬أي �أنها اخ ُتزِ لت‪ -‬كما في‬
‫ن�صف التفاعل الآتي‪:‬‬
‫(ن�صف تفاعل االختزال)‬
‫‪Ag‬‬
‫‪e-‬‬
‫‪Ag+ +‬‬
‫الحظ �أن عدد ت�أك�سد ‪ Ag‬قد تغير من ‪� 1+‬إلى �صفر �أي �أنه نق�ص بمقدار‪1‬‬
‫وبناء على ذلك‪ ،‬ف�إن تفاعالت الت�أك�سد واالختزال يرافقها تغير في �أعداد الت�أك�سد لبع�ض ذرات‬
‫ً‬
‫العنا�ص��ر في التفاعل‪� ،‬إذ يزداد عدد الت�أك�سد لل��ذرات التي تت�أك�سد‪ ،‬في حين يقل عدد الت�أك�سد‬
‫للذرات التي تُختزل‪.‬‬
‫زيادة في عدد الت�أك�سد (ت�أك�سد)‬
‫�صفر‬
‫‪2+‬‬
‫‪Zn + 2Ag‬‬
‫‪2+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪1+‬‬
‫�صفر‬
‫‪Zn + 2Ag‬‬
‫نق�صان في عدد الت�أك�سد (اختزال)‬
‫وبه��ذا يمك��ن تحديد الذرات التي ت�أك�سدت والتي اخ ُتزِ لت في التفاعل بمعرفة التغير في �أعداد‬
‫ت�أك�سدها‪ .‬الحظ ال�شكل (‪.)4-2‬‬
‫‪64‬‬
‫‪4+‬‬
‫‪3+‬‬
‫‪2+‬‬
‫ا‬
‫التا‪C‬‬
‫‪c‬‬
‫‪ù‬‬
‫ص‬
‫د (‪R‬‬
‫‪1+‬‬
‫ال‬
‫خ‬
‫ت‬
‫ز‬
‫ا‬
‫ل (ن‬
‫≤‬
‫‪j‬ا‬
‫‪O‬‬
‫‪I‬‬
‫ف‬
‫»‬
‫ع‬
‫د‪ O‬ا‬
‫ل‬
‫ت‬
‫ا‬
‫‪C‬‬
‫‪c‬‬
‫‪ù‬ص‬
‫‪U‬صف‪ô‬‬
‫�صا¿‬
‫ف‬
‫»‬
‫ع‬
‫د‪O‬‬
‫د)‬
‫‪1-‬‬
‫‪2-‬‬
‫التا‪C‬‬
‫‪c‬‬
‫‪ù‬‬
‫ص‬
‫د)‬
‫‪3-‬‬
‫�ل�سكل (‪ :)4-2‬عالقة �لتاأك�سد و�لختز�ل بعدد �لتاأك�سد‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3CO2‬‬
‫�در�س �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3CO‬‬
‫‪2Fe‬‬
‫‪Fe2O3 +‬‬
‫ثم ّبين �لذر�ت �لتي تاأك�سدت و�لذر�ت �لتي �خ ُتزِ لت با�ستخد�م �لتغير في �أعد�د �لتاأك�سد‪.‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫في �لبد�ية نحدد عدد تاأك�سد كل ذرة في �لمو�د �لمتفاعلة و�لناتجة‪:‬‬
‫‪4+ 2-‬‬
‫‪3CO2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2+ 2-‬‬
‫�سفر‬
‫‪3CO‬‬
‫‪2Fe‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3+ 2-‬‬
‫‪Fe2O3‬‬
‫ثم نحدد �لتغير في عدد �لتاأك�سد لتحديد �أي �لذر�ت قد تاأك�سدت‪ ،‬و�أيها قد �خ ُتزِ لت‪.‬‬
‫زيادة في عدد �لتاأك�سد (تاأك�سد)‬
‫‪4+ 2-‬‬
‫�سفر‬
‫‪2Fe + 3CO2‬‬
‫‪2+ 2-‬‬
‫‪3+ 2-‬‬
‫‪Fe2O3 + 3CO‬‬
‫نق�سان في عدد �لتاأك�سد (�ختز�ل)‬
‫لحظ �أن عدد تاأك�سد �لحديد قد تغير من ‪� 3+‬إلى �سفر; �أي نق�س بمقد�ر ‪ ،3‬وهذ� يعني‬
‫�أن��ه �خ ُت��زِ ل‪ ،‬في حي��ن تغير عدد تاأك�سد �لكربون من ‪� 2+‬إل��ى ‪� ;4+‬أي �زد�د بمقد�ر ‪ ;2‬مما‬
‫يدل على �أنه قد تاأك�سد‪.‬‬
‫‪65‬‬
‫ح��دد �ل��ذر�ت �لت��ي تاأك�سدت و�ل��ذر�ت �لتي �خ ُتزِ لت ف��ي كل من �لمعادلتي��ن �لآتيتين‬
‫ّ‬
‫بالعتماد على �لتغير في عدد �لتاأك�سد‪:‬‬
‫‪2CO‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫‪É«fÉK‬‬
‫‪k‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Sn‬‬
‫‪+‬‬
‫‪MnCl2‬‬
‫‪2C‬‬
‫‪4HCl‬‬
‫‪SnO2 +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪MnO2‬‬
‫اﻟﻌﻮاﻣﻞ اﻟﻤﺆﻛﺴﺪة واﻟﻌﻮاﻣﻞ اﻟﻤﺨﺘﺰﻟﺔ‬
‫عن��د ��ستخال���س �لحديد من خام �لهماتي��ت ‪ Fe2O3‬فاإنه يتم تحويل �أيون��ات �لحديد ‪� Fe3+‬إلى‬
‫ذر�ت �لحدي��د ‪� Fe‬لمتعادل��ة‪ ،‬وه��ذه �لعملية تحتاج �إل��ى �أن يكت�سب �أي��ون ‪ Fe3+‬ثالثة �إلكترونات‬
‫ليتح��ول �إلى ذرة ‪ Fe‬متعادلة‪ ،‬وكي تكت�سب �أيونات �لحديد هذه �لإلكترونات لبد من وجود مادة‬
‫�أخ��رى تعطيها �لإلكترونات �لتي تحتاجها (تختزلها)‪ ،‬مثل ذر�ت �لكربون‪ ،‬فالكربون هنا تاأك�سد‪،‬‬
‫ولكنه �خ ‪n‬تزل �أيونات �لحديد‪ .‬و�أيونات �لحديد �خ ُتزِ لت‪ ،‬ولكنها �أك�سدت �لكربون‪ .‬ويمكن تمثيل‬
‫�لتفاعل �لكلي بين ‪ Fe2O3‬و�لكربون‪ ،‬كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫زيادة في عدد �لتاأك�سد (تاأك�سد)‬
‫‪4+ 2-‬‬
‫�سفر‬
‫‪4Fe + 3CO2‬‬
‫�سفر‬
‫‪3+ 2-‬‬
‫‪2Fe2O3 +3C‬‬
‫نق�سان في عدد �لتاأك�سد (�ختز�ل)‬
‫و�إذ� تفح�ست �لمعادلة تجد �أن ‪ Fe2O3‬عامل موؤك�سد; لأنه ت�سبب في �أك�سدة �لكربون‪ ،‬في حين‬
‫�أن �لكرب��ون عامل مخت��زل; لأنه �ختزل ‪ . Fe3+‬وعليه فاإنه يمكن تعريف العا‪``e‬ل المو‪ùcD‬صد ‪H‬ا‪C‬ن¬ الما‪IO‬‬
‫الت``» ‪ëj‬د‪ ç‬لها اختزال ف» التفاع``ل‪h ,‬تت‪ù‬صب‪ Ö‬ف» ا‪ùcC‬صد‪Z I‬ي‪gô‬ا‪� ،‬أما العا‪e‬ل المختزل فهو الما‪ IO‬الت» تتا‪ùcC‬صد‬
‫ولتتعرف كيفية تحديد �لعامل �لموؤك�سد و�لعامل �لمختزل في‬
‫ف``» التفاع``ل ‪h‬تت‪ù‬صب‪ Ö‬ف» اختزال ‪Z‬ي‪gô‬ا‪.‬‬
‫ّ‬
‫�لتفاعالت‪� ،‬در�س �لمثالين �لآتيين‪:‬‬
‫‪66‬‬
‫‪4‬‬
‫حدد �لعامل �لموؤك�سد و�لعامل �لمختزل في �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪2AlCl3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3CuCl2‬‬
‫‪3Cu‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2Al‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫في �لبد�ية نحدد �أعد�د �لتاأك�سد للذر�ت في �لمو�د �لمتفاعلة و�لناتجة‪.‬‬
‫‪3+ 1-‬‬
‫‪2AlCl3‬‬
‫‪+‬‬
‫�سفر‬
‫‪3Cu‬‬
‫‪2+ 1-‬‬
‫‪3CuCl2‬‬
‫�سفر‬
‫‪+‬‬
‫‪2Al‬‬
‫لح��ظ �أن ع��دد تاأك�س��د �لألمنيوم ‪ Al‬ز�د بمق��د�ر ‪� ;3‬أي �أنه تاأك�سد; ل��ذ� يعد ‪Al‬‬
‫ً‬
‫عامال‬
‫ً‬
‫مخت��زل‪ ،‬بينم��ا ‪n‬نق‪�n‬س عدد تاأك�سد �لنحا���س بمقد�ر‪� ،2‬أي �أنه �خ ُتزِ ل; ل��ذ� يعد ‪ً CuCl2‬‬
‫عامال‬
‫ؤك�سد�‪.‬‬
‫مو ً‬
‫زيادة في عدد �لتاأك�سد ‪ /‬تاأك�سد‪/‬عامل مختزل‬
‫�سفر‬
‫‪3+ 1-‬‬
‫‪2AlCl3 + 3Cu‬‬
‫‪2+ 1-‬‬
‫�سفر‬
‫‪2Al + 3CuCl2‬‬
‫نق�سان في عدد �لتاأك�سد ‪�/‬ختز�ل‪/‬عامل موؤك�سد‬
‫ورغم �أن �لتاأك�سد �أو�لختز�ل قد يحدث لذرة و�حدة في �لمركب �أو �لأيون متعدد �لذر�ت‪� ،‬إل‬
‫�أن كام��ل �لمرك��ب �أو �لأيون متعدد �لذر�ت ُيعد �لعامل �لموؤك�سد‪� ،‬أو �لعامل �لمختزل‪ .‬ففي �لمثال‬
‫تغير على ذر�ت �لكلور ومع ذلك تم �عتبار �لمركب‬
‫�ل�ساب��ق �خ ُتزِ لت ذر�ت �لنحا���س ولم يحدث ّ‬
‫‪ً CuCl2‬‬
‫كامال �لعامل �لموؤك�سد‪.‬‬
‫‪5‬‬
‫هل يحتاج حدوث ن�سف �لتفاعل �لآتي لعامل موؤك�سد �أم لعامل مختزل‪.‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪2e-‬‬
‫‪Ni2+ +‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫لح��ل ه��ذ� �ل�سوؤ�ل‪ ،‬نحتاج � ً‬
‫أول �إلى تحديد طبيعة ن�س��ف �لتفاعل‪ ،‬وبتفح�سه نجد �أنه ن�سف‬
‫تفاع��ل �ختز�ل; لأن �أيونات �لنيكل قد �خ ُتزِ ل��ت فيه‪ ،‬وكي يتم �ختز�ل هذه �لأيونات‪ ،‬فال بد‬
‫من وجود عامل مختزل يختزلها; لذ� فاإن ن�سف �لتفاعل يحتاج �إلى عامل مختزل‪.‬‬
‫‪67‬‬
‫حدد �لعامل �لموؤك�سد و�لعامل �لمختزل في �لتفاعلين �لآتيين‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪MgSO4‬‬
‫‪SnCl4‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Zn‬‬
‫‪2FeCl2‬‬
‫‪Mg‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ZnSO4‬‬
‫‪SnCl2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2FeCl3‬‬
‫� ُّأي ن�سفي �لتفاعلين �لآتيين يحتاج �إلى عامل موؤك�سد؟ و�أيهما يحتاج �إلى عامل مختزل؟‬
‫‪4e-‬‬
‫‪3e-‬‬
‫‪Cr‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪4H‬‬
‫‪O2‬‬
‫‪Cr3+ +‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫وم��ن �لجدي��ر بالذكر‪� ،‬أن هناك م��و�د ت�سلك كعو�مل موؤك�سدة في بع���س �لتفاعالت‪ ،‬وعو�مل‬
‫مختزلة في تفاعالت �أخرى‪ .‬و يحدد ذلك طبيعة �لمو�د �لتي تتفاعل معها‪ً ،‬‬
‫فمثال ي�سلك �لهيدروجين‬
‫كعامل مختزل عند تفاعله مع �لأك�سجين‪ ،‬كما في �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫‪O2‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2H2‬‬
‫في حين ي�سلك كعامل موؤك�سد عندما يتفاعل مع �لليثيوم‪:‬‬
‫‪2LiH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2Li‬‬
‫‪H2‬‬
‫ف��ي �أي �لتفاعلي��ن �لآتيين يكون �سلوك �لنيتروجي��ن ‪ N2‬كعامل موؤك�سد‪ ،‬وفي �أيهما يكون‬
‫�سلوكه كعامل مختزل‪:‬‬
‫‪2NO2‬‬
‫‪2O2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N2‬‬
‫‪2NH3‬‬
‫‪3H2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N2‬‬
‫ويمكن �أن ت�سلك بع�س �لمو�د كعامل موؤك�سد وكعامل مختزل في �لتفاعل نف�سه‪ً ،‬‬
‫فمثال‪ :‬يتحلل‬
‫فوق �أك�سيد �لهيدروجين لينتج �لماء وغاز �لأك�سجين‪ ،‬وفق �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪O2‬‬
‫ما عدد تاأك�سد كل ذرة في �لتفاعل؟‬
‫�أي �لذر�ت تاأك�سدت؟ و�أيها �خ ُتزِ لت؟‬
‫‪68‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫‪2H2O2‬‬
‫حدد �لعامل �لمختزل و�لعامل �لموؤك�سد؟‬
‫ّ‬
‫عن��د تحدي��د �أعد�د �لتاأك�سد لل��ذر�ت في �لمعادل��ة �ل�سابقة نالحظ �أن �لأك�سجي��ن هو �لعن�سر‬
‫يتغير من ‪ 1-‬في �أحد جزيئات ‪� H2O2‬إلى ‪ 2-‬في‬
‫تغير في عدد تاأك�سده‪� ،‬إذ ّ‬
‫�لوحيد �لذي حدث له ّ‬
‫‪� ،H2O‬أي يح��دث �خت��ز�ل لذرة �لأك�سجين ‪ ،‬ويعد ‪ً H2O2‬‬
‫ؤك�سد�‪ .‬وفي �لوقت نف�سه‪ ،‬يتغير‬
‫عامال مو ً‬
‫ع��دد تاأك�س��د �لأك�سجين من ‪ 1-‬في جزيء �آخر من ‪� H2O2‬إلى �سفر في ‪� ،O2‬أي يحدث له تاأك�سد‪،‬‬
‫ً‬
‫��د ‪ H2O2‬في هذه �لحالة ً‬
‫عامال‬
‫مختزل‪ .‬لح��ظ �أن ‪� H2O2‬سلك كعامل موؤك�سد وكعامل مختزل‬
‫وي ‪n‬ع ّ‬
‫ُ‬
‫في �لتفاعل نف�سه‪ .‬وي�سمى هذ� �لنوع من �لتفاعالت التا‪ùcC‬صد ‪h‬االختزال ال‪ò‬ات»‪.‬‬
‫زيادة في عدد �لتاأك�سد ‪ /‬تاأك�سد ‪/‬عامل مختزل‬
‫�سفر‬
‫‪O2‬‬
‫‪1+ 2-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪1+ 1-‬‬
‫‪2H2O2‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫نق�سان في عدد �لتاأك�سد ‪� /‬ختز�ل ‪/‬عامل موؤك�سد‬
‫بين �سلوك �لبروم ‪Br2‬‬
‫ّ‬
‫‪k‬‬
‫‪ÉK‬ل‪Éã‬‬
‫كعامل موؤك�سد وكعامل مختزل في �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Br-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪BrO-‬‬
‫‪Br2‬‬
‫‪2OH- +‬‬
‫ﻣﻮازﻧﺔ ﻣﻌﺎدﻻت اﻟﺘﺄﻛﺴﺪ واﻻﺧﺘﺰال ﺑﻄﺮﻳﻘﺔ ﻧﺼﻒ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ )أﻳﻮن –إﻟﻜﺘﺮون(‬
‫در�س��ت في �ل�س��ف �لعا�سر‪� ،‬أن �لمعادلة �لكيميائية �لموزونة ه��ي تعبير بالرموز و�لأرقام يعطي‬
‫و�سفً��ا لتفاع��ل كيميائي معي��ن‪ ،‬وعرفت �أهميتها ف��ي �لح�سابات �لكيميائي��ة �لمختلفة‪ .‬ودر�ست‬
‫أي�س��ا كيفية مو�زنة �لمعادلت �لكيميائية بطريقة �لمحاولة و�لخطاأ‪ .‬وكي تكون �لمعادلة �لكيميائية‬
‫� ً‬
‫موزونة‪ ،‬فالبد من تحقق �سرطين هما‪:‬‬
‫قانو¿ ‪M‬ف‪ ß‬الما‪ ،IO‬وين�س على‪ :‬ت�ساوي �أعد�د �لذر�ت و�أنو�عها في طرفي �لمعادلة �لكيميائية‪.‬‬
‫قان``و¿ ‪M‬ف``‪ ß‬ال‪û‬ص‪``æë‬ة ال‪µ‬ه‪Hô‬ا‪F‬ي``ة‪ ,‬وين�س على‪ :‬ت�س��اوي �لمجموع �لجب��ري لل�سحنات في طرفي‬
‫�لمعادلة‪.‬‬
‫‪69‬‬
‫ففي �لمعادلة �لكيميائية �لموزونة �لآتية‪:‬‬
‫‪Ni2+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2Ag‬‬
‫‪2Ag+ +‬‬
‫‪Ni‬‬
‫نالح��ظ �أن ع��دد ذر�ت �لف�سة في طرفي �لمعادلة ي�ساوي ‪ ،2‬وع��دد ذر�ت �لنيكل ي�ساوي ‪،1‬‬
‫وكذلك فاإن �ل�سحنة �لكهربائية في �لطرفين ت�ساوي ‪2+‬‬
‫و�زن �لمعادل��ة �لكيميائي��ة �لآتي��ة بطريقة �لمحاولة و�لخطاأ‪ ،‬ث��م تحقّق من قانوني حفظ‬
‫�لمادة و�ل�سحنة في طرفي �لمعادلة‪.‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪AlCl3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Al‬‬
‫لماذ� تعد �لمعادلة �لكيميائية �لآتية معادلة غير موزونة؟‬
‫‪Cu2+ + Au‬‬
‫‪+ Au3+‬‬
‫‪Cu‬‬
‫و�لآن‪ ،‬حاول مو�زنة �لمعادلة �لآتية بطريق �لمحاولة و�لخطاأ‪:‬‬
‫‪CO2‬‬
‫‪Cr3+ +‬‬
‫‪C2H6O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Cr2O72-‬‬
‫لب��د �أنك تو�سلت �إلى �سعوبة مو�زنة هذه �لمعادلة بطريقة �لمحاولة و�لخطاأ‪ ،‬فهناك عدد كبير‬
‫من تفاعالت �لتاأك�سد و�لختز�ل �لتي ي�سعب مو�زنتها بهذه �لطريقة; لذ� لجاأ �لعلماء �إلى �قتر�‪ì‬‬
‫عدة طر�ئق لمو�زنة هذه �لتفاعالت كطريقة ن�سف �لتفاعل (�أيون – �إلكترون)‪ ،‬وهي تعتمد على‬
‫ف�س��ل معادلة �لتفاعل �لكلي��ة �إلى ن�سفين‪ :‬ن�سف تفاعل �لتاأك�س��د‪ ،‬ون�سف تفاعل �لختز�ل‪ ،‬ثم‬
‫مو�زن��ة كل ن�سف تفاعل على حدة‪ .‬وبعد ذلك م�ساو�ة عدد �لإلكترونات �لمفقودة و�لمكت�سبة‬
‫ف��ي ن�سف��ي �لتفاعل ثم جمع �لن�سفين; لنح�سل على �لمعادلة �لنهائية �لموزونة‪ .‬ولتو�سيح ذلك‪،‬‬
‫�در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪70‬‬
‫‪6‬‬
‫و�زن معادلة �لتفاعل �لآتية‪:‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Al3+ +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫‪Al‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪ )1‬في �لبد�ية نق�سم �لتفاعل �إلى ن�سفين; �عتما ًد� على �لمو�د �لمتفاعلة و�لناتجة‪:‬‬
‫‪Al‬‬
‫‪Al3+‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪ )2‬نو�زن ذر�ت �لعنا�سر و�ل�سحنة �لكهربائية‪ :‬لحظ �أن عدد تاأك�سد �لألمنيوم ز�د بمقد�ر ‪3‬‬
‫نتيجة ِ‬
‫فقده ثالثة �إلكترونات ‪� -‬أي تاأك�سد ‪ -‬لذ� ن�سع ثالثة �إلكترونات مع �لمو�د �لناتجة‬
‫على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪3e-‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لتاأك�سد)‬
‫‪Al‬‬
‫‪Al3+ +‬‬
‫�أم��ا عدد تاأك�سد �لنحا�س فق��د نق�س بمقد�ر ‪ 2‬نتيجة �كت�سابه لإلكترونين‪� -‬أي �خ ُتزِ ل ‪-‬‬
‫لذ� ن�سع �إلكترونين مع �لمو�د �لمتفاعلة كالآتي‪:‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لختز�ل)‬
‫‪2e-‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ )3‬ن�س��اوي عدد �لإلكترونات �لمفقودة و�لمكت�سبة‪ :‬لحظ �أن عدد �لإلكترونات �لمفقودة‬
‫ف��ي ن�سف تفاع��ل �لتاأك�سد = ‪ ،3‬بينما ع��دد �لإلكترونات �لمكت�سب��ة في ن�سف تفاعل‬
‫�لخت��ز�ل =‪ .2‬وك��ي تك��ون �لمعادل��ة �لكيميائي��ة موزون��ة‪ ،‬ف��ال بد من م�س��او�ة عدد‬
‫�لإلكترونات �لمفقودة و�لمكت�سبة‪ .‬لذ� ن�سرب �لمعادلة �لأولى ب� ‪ 2‬و�لثانية ب�‪3‬‬
‫)‪3e-‬‬
‫‪Al3+ +‬‬
‫)‪Cu‬‬
‫‪2e-‬‬
‫‪2(Al‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3(Cu2+‬‬
‫‪ )4‬نجمع ن�سفي �لتفاعل للح�سول على معادلة �لتفاعل �لموزونة‪:‬‬
‫‪6e‬‬‫‪3Cu‬‬
‫‪3Cu‬‬
‫‪2Al3+ +‬‬
‫‪2Al3+ +‬‬
‫‪6e‬‬‫‪3Cu2+‬‬
‫‪2Al‬‬
‫‪3Cu2+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2Al‬‬
‫‪71‬‬
‫كبير� من تفاعالت �لتاأك�سد و�لختز�ل تحدث في محاليل حم�سية‬
‫وتجدر �لإ�سارة �إلى �أن عد ًد� ً‬
‫وقاعدية‪ ،‬فهل تختلف مو�زنة هذه �لتفاعالت عما در�سته في �لمثال �ل�سابق؟‬
‫‪e -1‬وا‪R‬نة المعا‪O‬ال‪ ä‬ف» ‪Sh‬صط ‪M‬م†ص»‬
‫للماء و�أيونات �لهيدروجين ‪ H+‬دور هام في مو�زنة �لمعادلت �لكيميائية في �لو�سط �لحم�سي‪،‬‬
‫ولتتعرف كيفية مو�زنة‬
‫�إذ تختلف مو�زنة �لمعادلت باختالف �لو�سط �لذي يجرى فيه �لتفاعل‪.‬‬
‫ّ‬
‫�لمع��ادلت �لكيميائية ف��ي و�سط حم�سي �سنعود �إل��ى �لمعادلة �لتي حاول��ت مو�زنتها بطريقة‬
‫�لمحاولة و�لخطاأ ولم تتمكن من ذلك‪ ،‬ونحاول مو�زنتها في و�سط حم�سي كما ياأتي‪:‬‬
‫‪7‬‬
‫و�زن �لمعادلة �لآتية بطريقة ن�سف �لتفاعل في و�سط حم�سي‪.‬‬
‫‪CO2‬‬
‫‪C2H6O‬‬
‫‪Cr3+ +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Cr2O72-‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪ )1‬في �لبد�ية نق�سم �لتفاعل �إلى ن�سفي تفاعل بالعتماد على �لمو�د �لمتفاعلة و�لناتجة‪:‬‬
‫‪CO2‬‬
‫‪Cr3+‬‬
‫‪C2H6O‬‬
‫‪Cr2O72-‬‬
‫‪ )2‬نو�زن كل ن�سف تفاعل على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫�أ ) نو�زن ذر�ت �لعنا�سر عد� �لأك�سجين و�لهيدروجين‪ .‬لحظ �أن عدد ذر�ت �لكربون‬
‫ف��ي ن�سف �لتفاعل �لأول غير مت�ساو في �لطرفي��ن; لذ� ن�ساوي عدد ذر�ت �لكربون‬
‫في طرفي �لمعادلة كالآتي‪:‬‬
‫‪2CO2‬‬
‫‪C2H6O‬‬
‫ب) نو�زن ذر�ت �لأك�سجين باإ�سافة عدد من جزيئات �لماء ‪ H2O‬ي�ساوي �لفرق في ذر�ت‬
‫�لأك�سجي��ن بين �لمو�د �لمتفاعل��ة و�لناتجة‪� ،‬إلى �لطرف �ل��ذي يحتوي �أقل عدد من‬
‫ذر�ت �لأك�سجي��ن‪ .‬ففي ن�سف �لتفاعل �ل�ساب��ق لحظ �أن عدد ذر�ت �لأك�سجين في‬
‫�لم��و�د �لمتفاعلة =‪1‬وعددها في �لمو�د �لناتج��ة =‪ ;4‬لذ� ن�سيف ‪3‬جزيئات ماء �إلى‬
‫‪72‬‬
‫�لمو�د �لمتفاعلة; لي�سبح عدد ذر�ت‬
‫في �لطرفين ي�ساوي ‪.4‬‬
‫‪O‬‬
‫‪3H2O‬‬
‫‪2CO2‬‬
‫‪C2H6O‬‬
‫‪+‬‬
‫ج���) نو�زن ذر�ت �لهيدروجين باإ�ساف��ة عدد من �أيونات �لهيدروجين ‪ H+‬ي�ساوي �لفرق‬
‫ف��ي ذر�ت �لهيدروجين بين �لم��و�د �لمتفاعلة و�لناتجة �إلى �لطرف �لذي يحتوي �أقل‬
‫ع��دد م��ن ذر�ت �لهيدروجين‪ .‬لحظ �أن مجم��وع ذر�ت �لهيدروجي��ن في �لمو�د‬
‫�لمتفاعلة ي�ساوي ‪ ،12‬بينما ل يوجد ذر�ت هيدروجين في �لمو�د �لناتجة لذ� ن�سيف‬
‫‪� 12‬أيون‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫�إلى �لمو�د �لناتجة; لي�سبح عدد ذر�ت ‪ H‬في �لطرفين ي�ساوي ‪12‬‬
‫‪+‬‬
‫‪12H‬‬
‫‪3H2O‬‬
‫‪2CO2 +‬‬
‫‪C2H6O‬‬
‫‪+‬‬
‫د) ن��و�زن �ل�سحن��ة �لكهربائية في طرفي �لمعادلة باإ�ساف��ة عدد من �لإلكترونات �إلى �أحد‬
‫�لطرفي��ن‪ ،‬لي�سبح �لمجموع �لجبري لل�سحنات مت�ساويًا على طرفي �لمعادلة‪ .‬لحظ‬
‫�سفر�‪ ،‬بينم��ا في �لمو�د‬
‫�أن �لمجم��وع �لجب��ري لل�سحن��ات في �لم��و�د �لمتفاعلة = ً‬
‫�لناتجة = ‪12+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪12H‬‬
‫‪12+‬‬
‫‪2CO2 +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3H2O‬‬
‫�سفر‬
‫�سفر‬
‫‪12+‬‬
‫‪C2H6O‬‬
‫‪+‬‬
‫�سفر‬
‫‪+‬‬
‫�سفر‬
‫ل��ذ�‪ ،‬ن�سي��ف ‪� 12‬إلكترو ًنا �إلى �لم��و�د �لناتجة‪ ،‬ليت�ساوى مجم��وع �ل�سحنات على‬
‫�لطرفين‪ ،‬ونح�سل على معادلة موزونة تمثل ن�سف �لتفاعل �لأول كما ياأتي‪:‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لتاأك�سد)‬
‫‪2CO2 + 12H + 12e‬‬‫‪+‬‬
‫‪C2H6O + 3H2O‬‬
‫�سفر‬
‫�سفر‬
‫لح��ظ �أن��ه تم �إ�سافة �لإلكترون��ات �إلى �لطرف �لذي يكون في��ه �لمجموع �لجبري‬
‫لل�سحنات �أكبر‪.‬‬
‫نطبق �لخطو�ت �ل�سابقة على ن�سف �لتفاعل �لثاني وعلى �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪ّ )3‬‬
‫�أ ) مو�زنة �لذر�ت عد� �لأك�سجين و�لهيدروجين‪:‬‬
‫‪2Cr3+‬‬
‫‪Cr2O72-‬‬
‫‪73‬‬
‫ب) مو�زن��ة ذر�ت �لأك�سجي��ن باإ�سافة عدد من جزيئات �لم��اء �إلى �لطرف �لذي ينق�سه‬
‫�لأك�سجين ي�ساوي عدد ذر�ت �لأك�سجين �لناق�سة‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫‪7H2O‬‬
‫‪Cr2O72-‬‬
‫‪2Cr3+‬‬
‫ج���) مو�زن��ة ذر�ت �لهيدروجين باإ�سافة ع��دد من �أيونات ‪� H+‬إلى �لط��رف �لذي ينق�سه‬
‫�لهيدروجين ي�ساوي عدد ذر�ت �لهيدروجين �لناق�سة‪:‬‬
‫‪7H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2Cr3+ +‬‬
‫‪14H‬‬
‫‪Cr2O72-‬‬
‫‪+‬‬
‫د) مو�زن��ة �ل�سحنة عن طريق �إ�ساف��ة �لإلكترونات بحي‪ å‬تت�ساوى �ل�سحنات على طرفي‬
‫�لمعادلة‪:‬‬
‫‪7H2O‬‬
‫�سفر‬
‫‪+‬‬
‫‪2Cr3+ +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪6+‬‬
‫‪14H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪14+‬‬
‫‪2-‬‬
‫‪12+‬‬
‫‪6+‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لختز�ل)‬
‫‪Cr2O72-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Cr2O72- + 14H + 6e-‬‬
‫‪2Cr3+ + 7H2O‬‬
‫‪6+‬‬
‫‪6+‬‬
‫وبذل��ك نكون قد و�زنا ًّ‬
‫كال من ن�سفي �لتفاعل على حدة‪ ،‬وعلينا �لنتقال �إلى مو�زنة‬
‫�لمعادلة �لكلية‪.‬‬
‫‪ )4‬ن�س��رب �أح��د �لن�سفين �أو كليهما باأعد�د منا�سبة لجعل ع��دد �لإلكترونات �لمكت�سبة في‬
‫�أحدهما ي�ساوي عدد �لإلكترونات �لمفقودة في �لآخر‪ .‬وفي هذ� �لمثال‪ ،‬ن�سرب ن�سف‬
‫تفاعل �لختز�ل ب�‪2‬‬
‫)‪7H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2Cr3‬‬
‫في�سبح‪:‬‬
‫‪14H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪4Cr3‬‬
‫‪6e‬‬‫‪12e-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪14H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪28H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2(Cr2O72‬‬‫‪2Cr2O72-‬‬
‫‪ )5‬نجمع ن�سفي �لتفاعل للح�سول على �لمعادلة �لموزونة‪ ،‬فيتم حذف �لإلكترونات وبع�س‬
‫�لمو�د �لم�ستركة من طرفي �لمعادلة‪.‬‬
‫‪74‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لختز�ل)‬
‫‪11H2O‬‬
‫‪2Cr2O72- + 28H+ + 12e-‬‬
‫‪4Cr3+ + 14H2O‬‬
‫‪2CO2 + 12H + 12e‬‬‫‪+‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لتاأك�سد)‬
‫(�لمعادلة �لكلية)‬
‫‪16H+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪4Cr3 + 2CO2 + 11H2O‬‬
‫‪C2H6O + 3H2O‬‬
‫‪2Cr2O72- + C2H6O + 16H‬‬
‫كليا‪.‬‬
‫وهكذ� نكون قد و�زنا �لمعادلة ً‬
‫و�زن �لمعادلتين �لآتيتين بطريقة ن�سف �لتفاعل في و�سط حم�سي‪.‬‬
‫‪ClO4-‬‬
‫‪Mn2+ +‬‬
‫‪NO‬‬
‫‪H3AsO4 +‬‬
‫‪ClO3-‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪MnO4-‬‬
‫‪As2O3 +‬‬
‫‪e -2‬وا‪R‬نة المعا‪O‬ال‪ ä‬ف» ‪Sh‬صط قاعدي‬
‫لمو�زن��ة �لمعادلت �لكيميائية في و�سط قاعدي‪ ،‬ن�ستخ��دم �لخطو�ت �ل�سابقة �لم�ستخدمة في‬
‫�لو�س��ط �لحم�سي نف�سها‪ ،‬ثم ن�سيف عد ًد� من �أيون��ات �لهيدروك�سيد ‪� OH-‬إلى طرفي �لمعادلة‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫�لماء‬
‫جزيئات‬
‫وتكوين‬
‫‪،‬‬
‫‪H‬‬
‫�لكيميائي��ة �لموزونة لتتعادل م��ع �أيونات‬
‫ولتتعرف كيف يتم‬
‫‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ّ‬
‫ذلك‪� ،‬در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪8‬‬
‫و�زن �لمعادلة �لآتية بطريقة ن�سف �لتفاعل في و�سط قاعدي‪:‬‬
‫‪NO2-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CrO42-‬‬
‫‪+ NO3-‬‬
‫‪Cr2O3‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫نطب��ق �لخطو�ت �ل�سابقة �لتي ��ستخدمناها ف��ي مو�زنة �لمعادلة في و�سط حم�سي على �لنحو‬
‫ّ‬
‫�لآتي‪:‬‬
‫‪ )1‬نق�سم �لتفاعل �إلى ن�سفي تفاعل بالعتماد على �لمو�د �لمتفاعلة و�لمو�د �لناتجة‪.‬‬
‫‪75‬‬
‫‪CrO42-‬‬
‫‪Cr2O3‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪NO2-‬‬
‫‪ )2‬نو�زن �لن�سف �لأول على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫�أ ) مو�زنة �لذر�ت عد� �لأك�سجين و�لهيدروجين‪.‬‬
‫ب) مو�زنة �لأك�سجين باإ�سافة ‪:H2O‬‬
‫‪2CrO42-‬‬
‫ج�) مو�زنة �لهيدروجين باإ�سافة ‪:H+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2CrO42-‬‬
‫‪Cr2O3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪10H‬‬
‫‪5H2O‬‬
‫‪2CrO42-‬‬
‫‪Cr2O3 +‬‬
‫‪Cr2O3 +‬‬
‫‪5H2O‬‬
‫د ) مو�زنة �ل�سحنات عن طريق �إ�سافة �لإلكترونات‪:‬‬
‫‪2CrO42- + 10H + 6e-‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لتاأك�سد)‬
‫‪+‬‬
‫نطبق �لخطو�ت �ل�سابقة على ن�سف �لتفاعل �لثاني‪.‬‬
‫‪ّ )3‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NO2-‬‬
‫‪Cr2O3 + 5H2O‬‬
‫‪NO2-‬‬
‫‪NO2-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NO3‬‬‫‪+‬‬
‫‪NO2- + H2O‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لختز�ل)‬
‫‪NO3‬‬‫‪+‬‬
‫‪2H‬‬
‫‪+ 2H + 2e‬‬‫‪+‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪ )4‬ن�ساوي عدد �لإلكترونات �لمفقودة و�لمكت�سبة‪ ،‬وذلك ب�سرب ن�سف تفاعل �لختز�ل ب�‪3‬‬
‫)‪H2O‬‬
‫‪NO2-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3NO2-‬‬
‫‪2e-‬‬
‫‪6e-‬‬
‫‪ )5‬نجمع ن�سفي �لتفاعل للح�سول على �لمعادلة �لموزونة‪.‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لختز�ل)‬
‫‪3NO2- + 3H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫(ن�سف تفاعل �لتاأك�سد)‬
‫(�لمعادلة �لكلية)‬
‫‪76‬‬
‫‪+‬‬
‫‪4H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2CrO42- + 10H + 6e-‬‬
‫‪2CrO42- + 3NO2- + 4H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+ 6e-‬‬
‫‪2H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪6H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3(NO3‬‬‫‪3NO3-‬‬
‫‪3NO3- + 6H‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫‪Cr2O3 + 5H2O‬‬
‫‪Cr2O3 + 3NO3- + 2H2O‬‬
‫‪ )6‬ن�سيف عد ًد� من �أيونات ‪ OH-‬ي�ساوي عدد �أيونات ‪� H+‬إلى طرفي �لمعادلة‪.‬‬
‫‪Cr2O3 + 3NO3- + 2H2O + 4OH-‬‬
‫‪2CrO42- + 3NO2- + 4H + 4OH‬‬‫‪+‬‬
‫‪ )7‬نجم��ع �أيون��ات ‪OH-‬‬
‫جزيئات ماء‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫معا للح�سول على‬
‫و ‪� H‬لموجودة ف��ي طرف و�حد من �لمعادل��ة ً‬
‫‪Cr2O3 + 3NO3- + 2H2O + 4OH-‬‬
‫‪2CrO42- + 3NO2- + 4H2O‬‬
‫‪ )8‬نح��ذف ع��د ًد� مت�ساويًا من جزيئات �لماء �لم�ستركة من �لطرفين‪ ،‬لتبقى جزيئات �لماء في‬
‫�أحدهما فقط‪.‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫‪2CrO42- + 3NO2- + 4H2O‬‬
‫‪2CrO42- + 3NO2- + 2H2O‬‬
‫‪Cr2O3 + 3NO3- + 2H2O + 4OH-‬‬
‫‪Cr2O3 + 3NO3- + 4OH-‬‬
‫حدد �لعامل �لموؤك�سد و�لعامل �لمختزل فيها‪.‬‬
‫و�زن �لمعادلة �لآتية في و�سط قاعدي‪ ،‬ثم ّ‬
‫‪I-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪SO42-‬‬
‫‪I2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪S2-‬‬
‫‪c‬يف نعمل ‪Lh‬بة ‪S‬صاخ‪æ‬ة ‪H‬ا‪S‬صتخدا‪ Ω‬الما‪ A‬البار‪?O‬‬
‫ح��ل �لكيميائي��ون م�سكلة ت�سخين �لوجبات �لجاهزة �لتي يتناولها رو�د �لف�ساء ب�سبب عدم تو�فر‬
‫مر�فق للطب‪ ،ï‬وذلك عن طريق �بتكار �سخان �لطعام عديم �للهب )‪.(Flameless Ration Heater FRH‬‬
‫يعتم��د مبد�أ هذ� �ل�سخ��ان على تفاعالت �لتاأك�سد و�لختز�ل‪ ،‬وذلك ع��ن طريق توليد �لحر�رة‬
‫باأك�سدة �لمغني�سيوم عن طريق تفاعله مع �لماء‪ ،‬ح�سب �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫حر�رة ‪H2 +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Mg(OH)2‬‬
‫‪2H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Mg‬‬
‫جد�‪ ،‬ل ُينتج �لح��ر�رة �لمطلوبة; لذ� يتم ت�سريعه باإ�سافة �لحديد وملح‬
‫لك��ن هذ� �لتفاعل بطيء ًّ‬
‫‪77‬‬
‫الطعام �إلى المغني�س��يوم المتفاعل‪ ،‬وينطلق من التفاع��ل طاقة حرارية تُقدر بـ ‪ 355‬كيلوجول قادرة‬
‫على غلي لتر من الماء‪.‬‬
‫يتكون من كي�س �ش��به ُم ِنفذ موجود فيه خليط من المغني�س��يوم والحديد والملح‬
‫وهذا ال�س��خان ّ‬
‫وهو مو�ضوع في كي�س بال�ستيكي مقاوم للحرارة‪.‬‬
‫وعن��د ا�ستخدامه يو�ضع الكي�س �شبه المنفذ (الذي يحتوي على خليط من المغني�سيوم والحديد‬
‫جيدا في الكي�س البال�ستيكي ثم ت�ضاف �إليهما كمية من‬
‫والملح) والوجبة المراد ت�سخينها والمغلفة ً‬
‫الماء‪ ،‬ويتركان مدة ‪ 10‬دقائق تكون كافية لت�سخين الوجبة‪.‬‬
‫كي�س بال�ستيكي مقاوم‬
‫للحرارة‬
‫وجبة جاهزة مغلفة‬
‫تو�ضع داخل ال�سخان‬
‫كي�س �شبه منفذ يحتوي‬
‫على خليط من المغني�سيوم‬
‫والحديد والملح‬
‫ال�شكل( ‪ :)5-2‬مكونات ال�سخان عديم اللهب‬
‫الطاقة الناتجة من‬
‫التفاعل كافية لغلي‬
‫الماء‬
‫وجبة جاهزة �ساخنة‬
‫ال�شكل( ‪ :)6-2‬ت�سخين وجبة طعام جاهزة با�ستخدام ال�سخان عديم اللهب‪.‬‬
‫لال�ستزادة يمكنك الرجوع �إلى ال�شبكة المعلوماتية م�ستعي ًنا بالعبارات المفتاحية الآتية‪:‬‬
‫)‪� ،Flameless Ration Heater (FRH‬سخان الطعام عديم اللهب‪.‬‬
‫‪78‬‬
‫و�سح �لمق�سود بكل مما ياأتي‪:‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫عدد �لتاأك�سد‪� ،‬لعامل �لموؤك�سد‪� ،‬لعامل �لمختزل‪� ،‬لتاأك�سد و�لختز�ل �لذ�تي‪.‬‬
‫‪ )2‬ما عدد تاأك�سد �لنيتروجين ‪ N‬في كل مما ياأتي‪N2O3 ، N2O ، NO ، NH3 ، NO2 :‬؟‬
‫حدد �لذر�ت �لتي تاأك�سدت و�لتي �خ ُتزِ لت في �لتفاعلين �لآتيين با�ستخد�م �لتغير في عدد �لتاأك�سد‪:‬‬
‫‪ّ )3‬‬
‫‪2KCl‬‬
‫‪+ H2O‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2KOH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2H2S‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H2SO3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪4Al2O3‬‬
‫‪3S2-‬‬
‫‪BrO3-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3H2O‬‬
‫حدد �لعامل �لموؤك�سد و�لعامل �لمختزل في �لمعادلتين �لآتيتين‪:‬‬
‫‪ّ )4‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪8Al‬‬
‫‪2Br -‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NO2-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3HSO4-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3BrO-‬‬
‫‪H- ، Mg ، Na+ ، Cl- ، F2‬‬
‫‪w � )5‬أي من �لمو�د �لآتية يمكن �أن ي�سلك كعامل مختزل‪:‬‬
‫‪H+ ، O2- ، Br2 ، K ، Ca2+‬‬
‫‪w � )6‬أي من �لمو�د �لآتية يمكن �أن ي�سلك كعامل موؤك�سد‪:‬‬
‫‪ )7‬م ّثل �لتحولت �لآتية باأن�ساف تفاعالت موزونة في و�سط حم�سي‪:‬‬
‫‪SO42-‬‬
‫‪H2SO3‬‬
‫‪ClO3-‬‬
‫‪HClO‬‬
‫‪Pb2+‬‬
‫‪PbO2‬‬
‫‪ )8‬و�زن �لمعادلت �لآتية في و�سط حم�سي‪:‬‬
‫‪PbSO4‬‬
‫‪S8‬‬
‫‪NO‬‬
‫‪H2SO4‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ )9‬و�زن �لمعادلت �لآتية في و�سط قاعدي‪:‬‬
‫‪NH3‬‬
‫‪MnO2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3S‬‬
‫‪+‬‬
‫‪PbO2 +‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪NO2‬‬
‫‪Cl-‬‬
‫‪N2H4‬‬
‫‪AlO2-‬‬
‫‪CNO-‬‬
‫‪OCl-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪MnO4-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Cl-‬‬
‫‪H2S‬‬
‫‪ClO3‬‬‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Pb‬‬
‫‪Al‬‬
‫‪CN‬‬‫‪Cl2‬‬
‫‪79‬‬
‫ال‪üØ‬س‪ π‬ال‪»fÉã‬‬
‫اﻟﺨﻼﻳﺎ اﻟﻜﻬﺮﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ‬
‫‪Electrochemical cells‬‬
‫تُ�ستخدم �لخاليا �لكهركيميائية في مجالت و��سعة في حياتنا‪ ،‬فالبطاريات باأنو�عها �لمختلفة‪،‬‬
‫و�لتي تلزم لت�سغيل �لعديد من �لأجهزة و�لأدو�ت‪ ،‬تعد ً‬
‫مثال على هذه �لخاليا‪ ،‬كما �أن عملية �لطالء‬
‫�لكهربائ��ي من �لتطبيقات �لعملية �لمهمة لها‪ .‬وقد در�س��ت في �ل�سف �لتا�سع تحولت �لطاقة �لتي‬
‫تح��دث في ه��ذه �لخاليا نتيجة لتفاع��الت �لتاأك�سد و�لختز�ل‪ ،‬وعرفت �أن��ه يتولد فيها فرق جهد‬
‫نح�سب هذ� �لفرق ف��ي �لجهد؟ وكيف يمكن �ل�ستفادة من��ه في تحديد تلقائية‬
‫كهربائ��ي‪ .‬فكي��ف‬
‫ُ‬
‫�لتفاعالت‪ ،‬و�لتنبوؤ باإمكانية حدوثها؟‬
‫‪j‬م‪ ∂æµ‬اال‪LE‬ا‪H‬ة ع‪ øjòg ø‬ال‪ù‬صو‪D‬الي‪Zh ø‬ي‪gô‬ما ‪H‬عد ‪O‬را‪S‬صت∂ ‪òg‬ا الف�صل‪jh ,‬توق™ ‪H ∂æe‬عد ‪P‬ل∂ ا‪:¿C‬‬
‫تميز �أنو�ع �لخاليا �لكهركيميائية‪.‬‬
‫ّ‬
‫تحدد مكونات �لخاليا �لكهركيميائية‪ ،‬وكيفية عمل كل منها‪.‬‬
‫ّ‬
‫تو�سح �لمق�سود بجهد �لخلية �لمعياري‪.‬‬
‫ّ‬
‫تر ّتب �لعو�مل �لمختزلة و�لعو�مل �لموؤك�سدة وفق قيم جهود �لختز�ل �لمعيارية‪.‬‬
‫تح�سب جهد �لخلية �لكهركيميائية‪ ،‬وتحدد تلقائية حدوث �لتفاعل فيها‪.‬‬
‫تتنباأ بنو�تج �لتحليل �لكهربائي لم�ساهير �لمركبات �لأيونية ومحاليلها‪.‬‬
‫ّ‬
‫تبين بع�س �لتطبيقات �لعملية للخاليا �لكهركيميائية‪.‬‬
‫ّ‬
‫‪80‬‬
‫اﻟﺨﻼﻳﺎ ِ‬
‫اﻟﻐﻠﻔﺎﻧﻴﺔ‬
‫در�س��ت ف��ي �ل�سف �لتا�س��ع �لخلية �لغلفاني��ة‪ ،‬وعرفت �أنه��ا �أد�ة يحدث فيها تفاع��ل �لتاأك�سد‬
‫‪:»JB’G •É°ûædG òØf ,É¡∏ªY á«Ø«ch É¡JÉfƒµe ôcòààdh ,»FÉHô¡c QÉ«J êÉàfE’ É«FÉ≤∏J‬‬
‫‪∫GõàN’Gh‬‬
‫‪k‬‬
‫(‪ )1-2‬الخلية ال¨لفانية‬
‫يتك��ون قطباها من �لنحا���س ‪ Cu‬و�لنيكل ‪�.Ni‬در�س‬
‫يمث��ل �ل�سكل (‪ )7-2‬خلي��ة غلفانية‬
‫ّ‬
‫جيد�‪ ،‬ثم �أجب عن �لأ�سئلة �لتي تليه‪:‬‬
‫�ل�سكل ً‬
‫فولتميتر‬
‫‪10‬‬
‫‪15‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪-1‬‬
‫‪V‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-5‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2e-‬‬
‫‪5‬‬
‫‪0‬‬
‫قنطرة ملحية‬
‫‪Na+ Cl-‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Cu2+‬‬
‫‪SO42-‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪2e-‬‬
‫‪Ni2+‬‬
‫‪SO42-‬‬
‫�ل�سكل (‪ :)7-2‬خلية غلفانية قطباها من �لنحا�س و�لنيكل‪.‬‬
‫حدد �تجاه حركة �لإلكترونات عبر �لمو�سل (�لأ�سالك) في �لد�رة �لخارجية‪.‬‬
‫ّ‬
‫حدد �لم�سعد و�لمهبط في �لخلية‪ ،‬و�سحنة كل منهما‪.‬‬
‫ّ‬
‫�كتب �أن�ساف �لتفاعالت �لتي تحدث عند �لأقطاب‪.‬‬
‫�كتب معادلة �لتفاعل �لكلي في �لخلية‪.‬‬
‫ما دور �لقنطرة �لملحية في �لخلية؟‬
‫ماذ� تتوقع �أن يحدث لكتلة كل قطب �أثناء عمل �لخلية �لغلفانية؟‬
‫‪81‬‬
‫تتك��ون من وعاءين‪ ،‬يحت��وي �أحدهما على قطب‬
‫يت�س��ح م��ن �ل�سكل �أن ه��ذه �لخلية �لغلفانية‬
‫ّ‬
‫�لنحا���س ‪ Cu‬ومحل��ول كبريتات �لنحا�س ‪ ،CuSO4‬وي�سمى ن�س��ف خلية �لنحا�س‪ ،‬ويحتوي �لوعاء‬
‫�لثاني على قطب �لنيكل ‪ Ni‬ومحلول كبريتات �لنيكل ‪ ،NiSO4‬وي�سمى ن�سف خلية �لنيكل‪ ،‬ويت�سل‬
‫�لقطبان باأ�سالك فلزية مو�سولة بالفولتميتر �لذي يقي�س فرق �لجهد بين �لأقطاب‪ ،‬ويت�سل �لوعاء�ن‬
‫باأنب��وب زجاجي عل��ى �سكل حرف ‪ ،U‬يحتوي على محلول م�سبع م��ن كلوريد �ل�سوديوم‬
‫‪NaCl‬‬
‫ي�سمى �لقنطرة �لملحية‪ .‬وعند تركيب �لخلية كما في �ل�سكل‪ُ ،‬يالحظ �نحر�ف موؤ�سر �لفولتميتر �إلى‬
‫�لجهة �لتي يوجد فيها قطب �لنحا�س‪ ،‬وهذ� ي�سير �إلى مرور تيار كهربائي نتيجة لحركة �لإلكترونات‬
‫عب��ر �لأ�سالك من قطب �لنيكل ‪� Ni‬إلى قطب �لنحا���س ‪ .Cu‬ويمثل �لنيكل في هذه �لخلية �لم�سعد‪،‬‬
‫وهو �لقطب �لذي تتاأك�سد بع�س ذر�ته‪ ،‬وتتحول �إلى �أيونات موجبة‬
‫‪Ni2+‬‬
‫في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪2e-‬‬
‫ن�سف تفاعل �لتاأك�سد‪�/‬لم�سعد‬
‫تنت�سر في �لمحلول كما‬
‫)‪Ni(s‬‬
‫‪Ni2+(aq) +‬‬
‫وه��ذ� �لتاأك�س��د لذر�ت �لنيكل يح��دث على �سطح �لم�سعد‪ ،‬وهو ما يف�س��ر تاآكل قطب �لنيكل‬
‫ونق�س��ان كتلته مع �لزم��ن‪ ،‬وتتجه �لإلكترونات �لناتجة عن ن�سف �لتفاعل �ل�سابق �إلى قطب �لنيكل‬
‫فتك�سبه �سحنة �سالبة; وعليه يكون �لم�سعد هو �لقطب �ل�سالب في �لخلية‪.‬‬
‫ت�ستم��ر �لإلكترون��ات �لناتجة عن عملية تاأك�سد ذر�ت �لنيكل بالحركة عبر �لأ�سالك نحو قطب‬
‫�لنحا�س �لذي يمثل �لمهبط‪ ،‬وهو �لقطب �لموجب‪ ،‬حي‪ å‬تُختزل �أيونات �لنحا�س ‪Cu2+‬‬
‫�لمحيطة‬
‫بالقط��ب ف��ي ن�سف خلية �لنحا�س نتيج��ة �كت�سابها هذه �لإلكترونات‪ ،‬وتتح��ول �إلى ذر�ت نحا�س‬
‫متعادلة تتجمع على قطب �لنحا�س; وهذ� يف�سر زيادة كتلته مع �لزمن‪ .‬و�لمعادلة �لآتية تو�سح ذلك‪.‬‬
‫ن�سف تفاعل �لختز�ل‪�/‬لمهبط‬
‫)‪Cu(s‬‬
‫‪2e-‬‬
‫‪Cu2+(aq) +‬‬
‫ويمكن تمثيل �لتفاعل �لكلي‪ ،‬و�لذي يمثل مجموع ن�سفي �لتفاعلين �ل�سابقين على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫)‪Cu(s‬‬
‫‪82‬‬
‫‪Ni2+(aq) +‬‬
‫)‪Ni(s‬‬
‫‪Cu2+(aq ) +‬‬
‫و�ل�سوؤ�ل �لآن ما دور �لقنطرة �لملحية في �لخلية �لغلفانية؟‬
‫�سب��ق �أن �أ�سرن��ا �إلى تناق�س كتلة قطب �لنيكل (�لم�سع��د) نتيجة لتاأك�سد بع�س ذر�ته; مما يوؤدي‬
‫�إل��ى زيادة تركي��ز �أيونات �لنيكل �لموجبة في �لمحلول‪ ،‬في�سبح تركيزه��ا �أعلى من تركيز �لأيونات‬
‫�ل�سالبة في ن�سف خلية �لنيكل‪ ،‬كما �أن �ختز�ل �أيونات �لنحا�س �لموجبة يوؤدي �إلى تناق�س تركيزها‬
‫في �لمحلول‪ ،‬في�سبح تركيزها �أقل من تركيز �لأيونات �ل�سالبة في ن�سف خلية �لنحا�س; وهذ� يوؤدي‬
‫�إلى �ختالل �لتو�زن في �ل�سحنات �لكهربائية في ن�سفي �لخلية �لغلفانية‪ .‬ولحفظ �لتو�زن �لكهربائي‬
‫يتم و�سل ن�سفي �لخلية من خالل �لقنطرة �لملحية �لتي تعمل على مو�زنة �ل�سحنات �لكهربائية في‬
‫�لخلية �أثناء عملها‪.‬‬
‫�إذ� علمت �أن �لتفاعل �لآتي يحدث في خلية غلفانية‪ ،‬فاأجب عن �لأ�سئلة �لتي تليه‪:‬‬
‫)‪Sn(s‬‬
‫‪Cd2+(aq) +‬‬
‫)‪Sn2+(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Cd(s‬‬
‫�كتب ن�سفي تفاعل �لتاأك�سد و�لختز�ل‪.‬‬
‫حدد �تجاه حركة �لإلكترونات عبر �لد�رة �لخارجية‪.‬‬
‫ّ‬
‫� ُّأي �لقطبين ‪� Cd‬أم ‪ Sn‬تزد�د كتلته مع ��ستمر�ر مرور �لتيار �لكهربائي؟‬
‫وتج��در �لإ�سارة �إلى �أن جه��از �لفولتميتر �لمو�سول بين قطبي �لخلية �لغلفانية‪ُ ،‬ي�ستخدم لقيا�س‬
‫جهد �لخلية‪ .‬فما �لمق�سود بجهد �لخلية؟ وكيف يمكن ح�سابه؟‬
‫‪L -1‬هد الخلية‬
‫تتفاوت �لأقطاب في ميلها للتاأك�سد و�لختز�ل‪ ،‬فلكل قطب ميل للتاأك�سد ي�سمى جهد تاأك�سد‬
‫�لقطب ( ‪� E‬لتاأك�سد)‪� ،‬أو ميل لالختز�ل ي�سمى جهد �ختز�ل �لقطب (‪� E‬لختز�ل)‪ .‬وعند ��ستخد�م‬
‫قطبين مختلفين في خلية غلفانية تندفع �لإلكترونات من �لم�سعد �إلى �لمهبط; ب�سبب قوة د�فعة‬
‫تحرك هذه �لإلكترونات عبر �لمو�سل‪ ،‬وهي تن�ساأ ب�سبب �لختالف في جهد �لختز�ل بين قطبي‬
‫�لخلية‪ ،‬وتعرف هذه �لقوة ‪H‬ال≤و‪ I‬الدافعة ال‪µ‬ه‪Hô‬ا‪F‬ية‪ .‬وهي تمثل جهد �لخلية ( ‪� E‬لخلية)‪ ،‬وتقا�س‬
‫‪83‬‬
‫بوحدة �لفولت‪ .‬ويمكن قيا�س جهد �لخلية في �ل¶روف �لمعيارية عندما يكون تركيز �لأيونات‬
‫‪� 1 äGRɨdG •ƒ¨°Vh ,ôàd/∫ƒe 1‬س‪.‬ج� ‪ ،‬ودرجة �لحر�رة ‪�°25‬س‪ ،‬ويعرف جهد �لخلية عند‬
‫هذه �ل¶روف ‪H‬جهد الخلية المعياري ‪ ،Standard Cell Potential‬ويرمز له بالرمز(‪� E°‬لخلية)‪ ،‬ويعبرعنه‬
‫بالعالقة �لريا�سية �لآتية‪:‬‬
‫‪� E°‬لخلية = ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لمهبط )‬
‫‪E° -‬‬
‫�ختز�ل (�لم�سعد )‬
‫وتعتم��د قيمته على ميل ن�سف تفاعل �لتاأك�سد و ن�س��ف تفاعل �لختز�ل للحدوث‪ ،‬فكلما ز�د‬
‫مي��ل �أن�س��اف �لتفاعالت للح��دوث ز�د جهد �لخلية‪ .‬وم��ن �لجدير بالذكر �أن جه��د �لتاأك�سد‬
‫�لمعياري للقطب ي�ساوي جهد �لختز�ل �لمعياري له‪ ،‬ويعاك�سه في �لإ�سارة‪ً ،‬‬
‫فمثال‪:‬‬
‫‪ E°‬تاأك�سد (�لنحا�س) = ‪E°-‬‬
‫�ختز�ل (�لنحا�س)‬
‫‪1‬‬
‫�إذ� علم��ت �أن جهد �لخلي��ة �لمكونة من �لخار�سين ‪ Zn‬و�لنحا���س ‪ Cu‬في �ل¶روف �لمعيارية‬
‫ي�ساوي (‪ )1.1‬فولت‪ ،‬و�أن جهد �لخلية �لمكونة من �لخار�سين ‪ Zn‬و�لف�سة ‪Ag‬‬
‫في �ل¶روف‬
‫�لمعياري��ة ي�ساوي (‪ )1.56‬فولت‪ ،‬فاإذ� كان �لخار�سين في كلتا �لخليتين هو �لم�سعد‪ ،‬فاأيهما‬
‫�أكثر ً‬
‫ميال لالختز�ل‪� :‬أيونات �لنحا�س‪� ، Cu2+‬أم �أيونات �لف�سة ‪Ag+‬؟‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫بم��ا �أن جه��د �لخلية يعتمد على ميل �أن�ساف �لتفاع��الت للحدوث‪ ،‬ولأن ميل تفاعل �لتاأك�سد‬
‫ثاب��ت للخار�سي��ن ‪ ;Zn‬ف��اإن �لختالف في قيمة جهد �لخلي��ة (‪E°‬‬
‫�لخلي��ة‬
‫�خت��ز�ل �أيون��ات �لمهبط‪ ،‬ولأن جهد �لخلية �لمكونة من �لخار�سين ‪Zn‬‬
‫جه��د �لخلي��ة �لمكونة من �لخار�سي��ن ‪Zn‬‬
‫لالختز�ل من �أيونات �لنحا�س ‪.Cu2+‬‬
‫‪84‬‬
‫) يعتمد على جهد‬
‫و�لف�سة ‪� Ag‬أكبر من‬
‫و�لنحا�س ‪ ،Cu‬فاإن �أيون��ات �لف�سة ‪� Ag+‬أكثر ً‬
‫ميال‬
‫�إذ� علمت �أن جهد �لخلية �لمكونة من �لأقطاب )‪ ( X ,Y‬في �ل¶روف �لمعيارية ت�ساوي (‪)0.57‬‬
‫فولت‪ ،‬و�أن جهد �لخلية �لمكونة من �لأقطاب )‪ ( X ,W‬في �ل¶روف �لمعيارية ت�ساوي ( ‪)0.78‬‬
‫فولت‪ ،‬و�أن �لمادة ‪ X‬في �لخليتين هي �لمهبط‪ ،‬فاأي �لعن�سرين )‪� (Y ,W‬أكثر ً‬
‫ميال للتاأك�سد؟‬
‫‪L -2‬هد االختزال المعياري‬
‫عرف��ت �أن جهد �لخلية يمثل ف��رق �لجهد �لكهربائي بين‬
‫‪H2‬‬
‫‪H2‬‬
‫قطبيها‪ ،‬و�أن جه��از �لفولتميتر يقي�س جهد �لخلية‪ ،‬ولكنه‬
‫قنطرة ملحية‬
‫ل ي�ستطي��ع قيا���س جهد �لقط��ب منف��ر ًد�‪ ،‬فكيف يمكن‬
‫تحديد جهد �لختز�ل �لمعياري لالأقطاب �لمختلفة؟‬
‫ّ‬
‫فك��ر �لعلماء في تحديد قطب مرجع��ي يمكن ��ستخد�مه‬
‫لمعرف��ة جهد �لختز�ل �لمعياري لقطبي �لخلية �لغلفانية‪،‬‬
‫فتم �ختيار قطب �لهيدروجين �لمعياري كقطب مرجعي;‬
‫�سفيحة ‪Pt‬‬
‫لأن ن�ساط��ه �لكيميائ��ي متو�سط بي��ن �لعنا�سر‪ ،‬فيمكن �أن‬
‫يك��ون ً‬
‫يبين قطب‬
‫مهبطا �أو‬
‫ً‬
‫م�سع��د�‪ .‬و�ل�س��كل (‪ّ )8-2‬‬
‫�لهيدروجين �لمعياري‪.‬‬
‫ويتكون قط��ب �لهيدروجين �لمعياري‪ ،‬كما تالحظ‪ ،‬من‬
‫ّ‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫�ل�سكل ( ‪ :) 8-2‬قطب‬
‫�لهيدروجين �لمعياري‪.‬‬
‫وعاء يحتوي على �سفيحة من �لبالتين مغمو�سة في محلول حم�س ‪HCl‬‬
‫يحتوي على �أيونات‬
‫‪ H+‬بتركي��ز ‪1‬مول‪/‬لت��ر‪ ،‬وتحت �سغط من غاز �لهيدروجين مق��د�ره ‪�1‬س‪.‬ج�‪ ،‬وعند درجة‬
‫ح��ر�رة ‪���°25‬س‪ .‬ويمكن تمثيل �لتفاع��ل في قطب �لهيدروجين �لمعي��اري كما في �لمعادلة‬
‫�لآتية‪:‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫‪2e-‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2H‬‬
‫‪85‬‬
‫وق��د ��سطل��ح �لعلماء عل��ى �أن تكون قيمة جه��د �لختز�ل �لمعي��اري للهيدروجين ت�ساوي‬
‫�سف��ر�‪ ،‬وبا�ستخ��د�م هذ� �لقطب تمكن �لعلم��اء من �لتو�سل �إلى جه��ود �لختز�ل �لمعيارية‬
‫ً‬
‫‪.)2-2) •É°ûædG òØf ,∂dP ±ô©ààdh‬‬
‫‪.áØ∏àîªdG ÜÉ£bCÓd‬‬
‫‪q‬‬
‫(‪ ) 2-2‬ت‪ë‬د‪j‬د ‪L‬هو‪ O‬االختزال المعيار‪j‬ة‬
‫ت��م بناء ثالث خاليا غلفانية مختلفة با�ستخد�م قطب �لهيدروجين مع �أحد �لفلز�ت �لآتية‪:‬‬
‫)‪ )Ag ، Cu ، Zn‬ومحاليل �أمالحها في كل خلية‪ ،‬ويمثل �ل�سكل (‪� )9-2‬إحدى هذه �لخاليا‪.‬‬
‫فولتميتر‬
‫‪10‬‬
‫‪15‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2‬‬
‫‪V‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪-1‬‬
‫‪H2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-5‬‬
‫‪3‬‬
‫‪H2‬‬
‫‪5‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Na+‬‬
‫‪Zn‬‬
‫‪Zn2+‬‬
‫‪H‬‬
‫�ل�سكل (‪ :)9-2‬خلية غلفانية قطباها �لخار�سين و�لهيدروجين‪.‬‬
‫فاإذ� قي�س جهد �لخلية في كل منها في �ل¶روف �لمعيارية‪ ،‬وتم �لح�سول على �لمعلومات‬
‫�لمبينة في �لجدول �أدناه‪� .‬در�س �لجدول‪ ،‬ثم �أجب عن �لأ�سئلة �لتي تليه‪:‬‬
‫‪ّn‬‬
‫رقم الخلية‬
‫قطبا الخلية‬
‫‪1‬‬
‫‪Zn/H2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪86‬‬
‫‪Cu/H2‬‬
‫‪Ag/H2‬‬
‫ان‪ôë‬ا‪e ±‬و‪TD‬ص‪ ô‬الفولتميت‪H ô‬اتجا√ ‪L‬هد الخلية المعياري (فولت)‬
‫قطب �لهيدروجين‬
‫‪0.76‬‬
‫قطب �لنحا�س‬
‫‪0.34‬‬
‫قطب �لف�سة‬
‫‪0.80‬‬
‫� ُّأي �لخاليا �ل�سابقة يكون قطب �لهيدروجين فيها هو �لمهبط؟‬
‫�ح�سب جهد �لختز�ل �لمعياري لكل من �لفلز�ت �لم�ستخدمة في �لخاليا �ل�سابقة‪.‬‬
‫‪ )1) ºbQ á«∏îdG »a …QÉ``«©ªdG ø«LhQó«¡dG Ö£b ¿CG ≥HÉ°ùdG •É°ûædG ø``e ø``«Ñàj‬يمثل �لمهبط‪ ،‬وهذ�‬
‫‪q‬‬
‫يعني �أن جهد �ختز�له �أكبر من جهد �ختز�ل �لخار�سين‪ ،‬وبما �أن جهد �ختز�ل �لهيدروجين ي�ساوي‬
‫�سفر�‪ ،‬فيمكن ح�ساب جهد �ختز�ل �لخار�سين ‪� E°‬ختز�ل ( �لخار�سين)‪ ،‬على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫ً‬
‫‪� E°‬لخلية = ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لمهبط )‬
‫‪E° = 0.76‬‬
‫�ختز�ل (�لهيدروجين)‬
‫‪0.76‬‬
‫‪E° -‬‬
‫�ختز�ل (�لم�سعد )‬
‫‪E° -‬‬
‫�ختز�ل (�لخار�سين)‬
‫= �سفر ‪E° -‬‬
‫�ختز�ل (�لخار�سين)‬
‫‪� E°‬ختز�ل (�لخار�سين) = ‪ 0.76-‬فولت‬
‫وبالمث��ل‪ ،‬يمكن ح�ساب جهد �ختز�ل �لنحا�س‪ ،‬حي��‪� å‬إن قطب �لنحا�س في �لخلية رقم (‪ )2‬يمثل‬
‫�لمهبط‪ ،‬ويكون قطب �لهيدروجين هو �لم�سعد‪.‬‬
‫‪� E°‬لخلية = ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لنحا�س)‬
‫‪E° -‬‬
‫‪E° = 0.34‬‬
‫�ختز�ل (�لنحا�س)‬
‫‪� -‬سفر‬
‫�ختز�ل(�لهيدروجين)‬
‫وعليه‪ ،‬يكون جهد �ختز�ل �لنحا�س �لمعياري ‪�E°‬ختز�ل (�لنحا�س) = ‪ 0.34‬فولت‪.‬‬
‫وبالطريق��ة نف�سه��ا‪ ،‬يمكن ح�ساب جهد �لختز�ل �لمعي��اري للف�سة‪ ،‬فيكون ‪� E°‬خت��ز�ل (�لف�سة) = ‪0.80‬‬
‫فولت‪.‬‬
‫ونتيجة ل�ستخد�م قطب �لهيدروجين �لمعياري في بناء خاليا مختلفة وقيا�س جهودها تمكن �لعلماء‬
‫م��ن ح�ساب جهد �لختز�ل �لمعي��اري لالأقطاب �لمختلفة‪ ،‬وتم ترتيبها وفقًا لتز�يد جهود �ختز�لها‬
‫�لمعيارية في جدول يعرف بجدول جهود �لختز�ل �لمعيارية‪ .‬جدول (‪.)1-2‬‬
‫‪87‬‬
.‫ �س‬°25 ‫ جهود االختزال المعيارية عند درجة حرارة‬:)1-2( ‫الجدول‬
)‫ (الفولت‬E°
Li+(aq)
+
K+(aq)
+
e-
e-
2e-
Ca2+(aq)
+
Na+(aq)
+
Mg2+(aq)
+
Al3+(aq)
+
Mn2+(aq)
+
2H2O(l)
+
Zn2+(aq)
+
Cr3+(aq)
+
3e-
Fe2+(aq)
+
2e-
e-
2e-
3e-
2e-
2e-
2e-
Cd2+(aq)
+
2e-
Co2+(aq)
+
2e-
Ni2+(aq)
+
Sn2+(aq)
+
Pb2+(aq)
+
Fe3+(aq)
+
2H+(aq)
+
2e-
Cu2+(aq)
+
2e-
I2(s)
+
Ag+(aq)
+
Hg2+(aq)
+
Br2(l)
+
2e2e-
2e3e-
2e-
e-
2e-
2e-
+
4e-
Cl2(g)
+
2e-
Au3+(aq)
+
F2(g)
+
O2(g)
+ 4H+
3e-
2e-
3.05-
Li (s)
2.92-
K (s)
2.76-
Ca(s)
2.71-
Na(s)
2.37-
Mg(s)
1.66-
Al(s)
1.18-
Mn(s)
2OH-(aq) + H2(g)
0.830.76-
Zn(s)
Cr(s)
Fe(s)
Cd(s)
Co(s)
Ni(s)
Sn(s)
Pb(s)
Fe(s)
H2(g)
‫زيادة قوة العامل المختزل‬
‫زيادة قوة العامل الم�ؤك�سد‬
‫ن�صف تفاعل االختزال‬
0.73-
0.440.400.280.230.14-
0.130.040.00
Cu(s)
0.34
Ag(s)
0.80
2I-(aq)
Hg(l)
2Br-(aq)
2H2O(l)
2Cl-(aq)
Au(s)
2F-(aq)
0.54
0.85
1.09
1.23
1.36
1.5
2.87
88
‫لح��ظ �أن �لج��دول يت�سمن �أن�ساف تفاعالت �لختز�ل وجهودها �لمعياري��ة‪ .‬وبالن¶ر �إلى �لتفاعل‬
‫يتبين �أنها تمثل �أن�ساف تفاعالت �لتاأك�سد‪ ،‬وبما �أن �لمو�د �لتي �إلى ي�سار‬
‫�لعك�سي لهذه �لتفاعالت‪ّ ،‬‬
‫�لجدول (�للون �لأزرق) يحدث لها �ختز�ل; فهي عو�مل موؤك�سدة‪ ،‬وتزد�د قوتها كعو�مل موؤك�سدة‬
‫كلم��ا ز�د جه��د �لختز�ل باتجاهن��ا �إلى �أ�سفل �لج��دول‪ ،‬بينما تُعد �لمو�د �لتي �إل��ى يمين �لجدول‬
‫(�للون �لأحمر) عو�مل مختزلة‪ ،‬وتزد�د قوتها كعو�مل مختزلة كلما قل جهد �لختز�ل باتجاهنا �إلى‬
‫�أعلى �لجدول ‪.‬‬
‫ويمكن �لعتماد على جدول جهود �لختز�ل �لمعيارية في تحديد عدة جو�نب مثل‪:‬‬
‫ا‪ùM - C‬ص``ا‪L Ü‬ه``د الخلية المعياري (‪�E°‬لخلي��ة)‪ :‬يمكنك ح�ساب جهد �لخلي��ة �لمعياري بالعتماد على‬
‫جدول جهود �لختز�ل �لمعيارية (‪ )1-2‬ولتو�سيح ذلك‪� ،‬در�س �لأمثلة �لآتية‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫�ح�سب �لجهد �لمعياري (‪� E°‬لخلية) لخلية غلفانية يحدث فيها �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫)‪2Ag(s‬‬
‫‪Cu2+(aq) +‬‬
‫)‪2Ag+(aq‬‬
‫‪Cu(s) +‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫يت�سح من �لمعادلة �أن �لنحا�س ‪ Cu‬يمثل �لم�سعد‪ ،‬في حين يمثل �لف�سة ‪� Ag‬لمهبط‪ .‬وبا�ستخد�م‬
‫جدول جهود �لختز�ل‪ ،‬نحدد جهد �ختز�ل كل من �لم�سعد و�لمهبط‪:‬‬
‫‪� E°‬ختز�ل (�لف�سة) = ‪ 0.80+‬فولت‪.‬‬
‫‪� E°‬ختز�ل (�لنحا�س)= ‪0.34+‬فولت‪.‬‬
‫ثم نح�سب جهد �لخلية كالآتي‪:‬‬
‫‪E°‬‬
‫�لخلية‬
‫= ‪E°‬‬
‫= ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لمهبط )‬
‫�ختز�ل (�لف�سة)‬
‫‪E° -‬‬
‫‪E° -‬‬
‫= ‪0.34 - 0.80‬‬
‫�ختز�ل (�لم�سعد)‬
‫�ختز�ل (�لنحا�س)‬
‫= ‪ 0.46‬فولت‪.‬‬
‫‪89‬‬
‫وم��ن �لجدي��ر ذكره �أن قيمة جهد �لخلية )‪ (E°‬ل تتاأثر عند �سرب �لمعادلة بعدد �سحيح عند‬
‫مو�زنة �لمعادلة; لإن جهود �لختز�ل من �لخو��س �لنوعية للمادة‪ ،‬وهذه �لخو��س ل تعتمد‬
‫على كمية �لمادة‪.‬‬
‫م�ستعين��ا بالج��دول (‪� ،)1-2‬ح�سب قيمة �لجهد �لمعياري لخلي��ة غلفانية قطباها من‬
‫�لألمنيوم ‪ Al‬و�لنحا�س ‪ ،Cu‬ويحدث فيها �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫)‪3Cu(s‬‬
‫‪2Al3+(aq) +‬‬
‫)‪3Cu2+(aq‬‬
‫)‪2Al(s‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ -Ü‬ت‪ë‬د‪``j‬د تل≤ا‪F‬ي``ة ‪M‬د‪ çh‬تفاع``‪ äÓ‬التا‪ùcC‬صد ‪h‬االخت``زال‪ :‬تتفاعل بع�س �لفل��ز�ت مع محلول حم�س‬
‫�لهيدروكلوري��ك �لمخفف وتطلق غاز �لهيدروجين‪ ،‬بينما ل يتفاعل بع�سها �لآخر‪ ،‬فهل يمكن‬
‫تو‪X‬يف جهود �لختز�ل �لمعيارية للتنبوؤ عن �إمكانية حدوث هذه �لتفاعالت؟ لالإجابة عن ذلك‬
‫‪:»JB’G •É°ûædG òØf‬‬
‫(‪ :)3-2‬تفاعل الفلزا‪ëe ™e ä‬لول ‪M‬م†‪ ¢‬الهيدر‪ch‬لور‪ ∂j‬المخفف‬
‫‪HCl‬‬
‫الموا‪h O‬اال‪hOC‬ا‪ä‬‬
‫محل��ول حم�س �لهيدروكلوريك �لمخفف تركيزه (‪ 0.1‬مول‪/‬لتر)‪� ،‬أنابيب �ختبار عدد (‪،)2‬‬
‫�سلك من �لنحا�س‪ ،‬و�سلك من �لخار�سين‪ ،‬حامل �أنابيب‪.‬‬
‫الخطوا‪ä‬‬
‫‪� -1‬سع ‪ 5‬مل من محلول �لحم�س في كل من �لأنبوبين‪.‬‬
‫‪� -2‬سع �سلك �لنحا�س في �أحد �لأنبوبين‪ ،‬و�سلك �لخار�سين في �لأنبوب �لثاني‪.‬‬
‫في � ّأي �لأنبوبين حدث تفاعل؟‬
‫ما �أدلة حدوث �لتفاعل؟‬
‫‪∂jQƒ∏chQó«¡dG ¢``†ªM ∫ƒ∏ëe ™e π``YÉØàj ø«°UQÉîdG ∂``∏°S ¿CG ≥HÉ°ùdG •É``°ûædG øe ø``«Ñàj‬‬
‫‪q‬‬
‫�لمخفف ويت�ساعد غاز �لهيدروجين‪ ،‬ويمكن �لتعبيرعن �لتفاعل على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫‪90‬‬
‫‪Zn2+(aq) +‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2H‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Zn(s‬‬
‫ولكن �سلك �لنحا�س ل يتفاعل مع محلول �لحم�س‪ ،‬ويبقى كما هو‪.‬‬
‫وبمقارن��ة جه��ود �لختز�ل �لمعيارية من ج��دول (‪ ،)1-2‬نجد �أن جهد �خت��ز�ل �لخار�سين‬
‫�سفر�‪ ،‬ولذلك يتاأك�سد‬
‫(‪0.76-‬فولت ) وهو �أقل من جهد �ختز�ل �لهيدروجين �لذي ي�ساوي ً‬
‫ويختزل �أيونات �لهيدروجين‪ ،‬وينطلق غاز �لهيدروجين‪ ،‬ويمكن ح�ساب ‪E°‬‬
‫�لخار�سين‪n ،‬‬
‫على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪E°‬‬
‫للتفاعل‬
‫= ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لهيدروجين )‬
‫– ‪E°‬‬
‫= �سفر – (‪)0.76-‬‬
‫للتفاعل‬
‫�ختز�ل (�لخار�سين)‬
‫= ‪ 0.76 +‬فولت‪.‬‬
‫تلقائيا‪ .‬و�أما �لنحا�س‬
‫لح��ظ �أن قيم��ة ‪ E°‬للتفاعل موجبة; ومثل هذ� �لنوع م��ن �لتفاعالت يحدث‬
‫ًّ‬
‫ف��اإن قيم��ة جهد �لختز�ل له ( ‪ 0.34+‬فولت )‪ ،‬وهي �أعلى من جهد �ختز�ل �لهيدروجين‪ ،‬فال‬
‫يمكنه �ختز�ل �أيونات �لهيدروجين ‪ ،H+‬و�إذ� ح�سبنا ‪ E°‬للتفاعل �لمتوقع تكون �لمعادلة كالآتي‪:‬‬
‫‪E°‬‬
‫للتفاعل‬
‫= ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لهيدروجين)‬
‫= �سفر – ‪0.34‬‬
‫‪E° -‬‬
‫�ختز�ل (�لنحا�س)‬
‫= ‪ 0.34 -‬فولت‪.‬‬
‫وبناء عليه‪،‬‬
‫نالحظ �أن قيمة ‪ E°‬للتفاعل �سالبة‪ ،‬وهذ� يدل على عدم �إمكانية حدوثه ب�سكل تلقائي‪ً .‬‬
‫يمك��ن �لتنب��وؤ بتلقائية �لتفاعالت �لكيميائية من ح�ساب قيمة ‪ E°‬للتفاعل‪ ،‬فاإذ� كانت موجبة يكون‬
‫تلقائيا‪ ،‬و�إذ� كانت �سالبة يكون �لتفاعل غير تلقائي‪.‬‬
‫�لتفاعل‬
‫ًّ‬
‫بالرجوع �إلى جدول جهود �لختز�ل �لمعيارية (‪�� ،)1-2‬ستخدم قيم ‪ E°‬لتحديد �إمكانية‬
‫ح��دوث تفاع��ل عند و�سع �لفل��ز�ت �لآتية ( �لف�س��ة‪� ،‬لنيكل) في محل��ول حم�س ‪HCl‬‬
‫�لمخفف‪.‬‬
‫عرف��ت �إل��ى �لآن‪� ،‬أنه يمكن �لتنبوؤ باإمكانية حدوث تفاع��الت �لفلز�ت مع �لحمو�س �لمخففة‬
‫بالرج��وع �إلى قيم جهود �لخت��ز�ل �لمعيارية‪ .‬فهل ينطبق �ل�سيء ذ�ت��ه على تفاعل �لفلز�ت مع‬
‫محاليل �لأمال‪ì‬؟ لالإجابة عن هذ� �ل�سوؤ�ل‪� ،‬در�س �لمثال �لآتي‪:‬‬
‫‪91‬‬
‫‪3‬‬
‫�أيهم��ا تخت��ار لحف��ظ محل��ول كبريتات �لخار�سي��ن ‪ ZnSO4‬وع��اء من �لنحا���س �أم وعاء من‬
‫ف�سر �إجابتك‪.‬‬
‫�لألمنيوم؟ ّ‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫بالرج��وع �إل��ى �لجدول (‪ )1-2‬نح��دد �إمكانية حدوث �لتفاعل ف��ي �لحالتين‪ .‬وللقيام بذلك‬
‫نجد قيمة ‪ E°‬للتفاعل �لمتوقع (�لممكن حدوثه)‪،‬فعند حفظ محلول كبريتات �لخار�سين في وعاء‬
‫من �لنحا�س ُيتوقع �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫)‪Zn(s‬‬
‫‪Cu2+(aq) +‬‬
‫ولتحديد �إمكانية حدوثه نجد ‪ E°‬للتفاعل على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪ E°‬للتفاعل= ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لخار�سين)‬
‫‪E° -‬‬
‫= ‪0.34 – 0.76-‬‬
‫)‪Zn2+(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Cu(s‬‬
‫�ختز�ل (�لنحا�س)‬
‫= ‪1.1-‬فولت‪.‬‬
‫تلقائيا‪ ،‬فيمكنن��ا حفظ محلول ملح‬
‫ون¶��ر� لك��ون قيم��ة ‪ E°‬للتفاعل �سالبة ; فاإن��ه ل يحدث‬
‫ًّ‬
‫ً‬
‫كبريتات �لخار�سين في وعاء من �لنحا�س‪.‬‬
‫و�أما عند حفظ �لمحلول في وعاء من �لألمنيوم ُفيتوقع �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫)‪3Zn(s‬‬
‫‪2Al3+(aq) +‬‬
‫ولتحديد �إمكانية حدوثه نجد ‪ E°‬للتفاعل كالآتي‪:‬‬
‫‪E°‬‬
‫للتفاعل‬
‫= ‪� E°‬ختز�ل (�لخار�سين) – ‪E°‬‬
‫= ‪)1.66-( – 0.76-‬‬
‫)‪3Zn2+(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2Al(s‬‬
‫�ختز�ل (�لألمنيوم)‬
‫= ‪ 0.90 +‬فولت‪.‬‬
‫ولأن قيمة جهد �لتفاعل موجبة; يمكن حدوث �لتفاعل بين �لألمنيوم و�أيونات �لخار�سين‪،‬‬
‫وتاأك�س��د وعاء �لألمنيوم‪ ،‬مما يعني عدم �إمكانية حف��ظ محلول كبريتات �لخار�سين في وعاء‬
‫من �لألمنيوم‪.‬‬
‫‪92‬‬
‫مو�سحا �إجابتك بح�ساب جهد‬
‫��ستع��ن بالجدول (‪ )1-2‬لالإجابة عن �ل�سوؤ�لي��ن �لآتيين‪،‬‬
‫ً‬
‫�لتفاعل �لمتوقع‪.‬‬
‫هل يمكن تحريك محلول نتر�ت �لف�سة ‪ AgNO3‬بملعقة من �لق�سدير ‪Sn‬؟‬
‫هل يمكن حفظ محلول كبريتات �لمغني�سيوم ‪ MgSO4‬في وعاء من �لكروم ‪Cr‬؟‬
‫‪≤e -```L‬ارن``ة ق``و‪ I‬العوا‪e‬ل المو‪ùcD‬ص``د‪h I‬العوا‪e‬ل المختزل``ة‪ :‬بالرجوع �إلى �لج��دول (‪ ،)1-2‬نالحظ �أنه‬
‫يت�سم��ن عو�م��ل موؤك�س��دة وعو�مل مختزلة‪ ،‬وه��ذه �لعو�مل تتفاوت في قوته��ا بمقد�ر ميلها‬
‫ِ‬
‫لفق��د �لإلكترونات �أو �كت�سابه��ا‪ ،‬و�لذي تحدده قيم جهود �ختز�لها �لمعيارية‪ ،‬فكيف يمكن‬
‫��ستخد�م قيم جهود �لختز�ل هذه للمقارنة بين قوة �لعو�مل �لمختزلة و�لعو�مل �لموؤك�سدة؟‬
‫لح��ظ م��ن �لج��دول (‪ )1-2‬كلما ز�دت قيم��ة جهد �لخت��ز�ل �لمعياري للم��ادة ز�د ميلها‬
‫لالختز�ل (�كت�ساب �لإلكترونات) وز�دت قوتها كعامل موؤك�سد وبالعك�س‪ ،‬فكلما ق ّلت قيمة‬
‫جهد �لختز�ل �لمعياري للمادة ز�د ميلها للتاأك�سد ( ‪n‬ف ‪r‬قد �لإلكترونات)‪ ،‬وز�دت قوتها كعامل‬
‫مخت��زل‪ .‬وعليه يكون �لفل��ور ‪� F2‬أقوى عامل موؤك�سد; �أي �أنه ي�سب��ب �لتاأك�سد لجميع �لمو�د‬
‫�لت��ي تعلوه في ج��دول جهود �لختز�ل �لمعي��اري‪ ،‬و�أيون �لفل��ور ‪� F-‬أ�سعف عامل مختزل‪،‬‬
‫بينما يكون �لليثيوم ‪� Li‬أقوى عامل مختزل; فهو ي�سبب �لختز�ل لجميع �لمو�د �لتي �أ�سفله في‬
‫جدول جهود �لختز�ل �لمعياري‪ ،‬ويكون �أيون �لليثيوم ‪� Li+‬أ�سعف عامل موؤك�سد‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫�در�س �لجدول �لآتي �لذي يت�سمن عد ًد� من �أن�ساف تفاعالت �لختز�ل‪ ،‬وقيم جهود �لختز�ل‬
‫�لمعيارية لكل منها‪ ،‬ثم �أجب عن �لأ�سئلة �لتي تليه‪:‬‬
‫ن�صف تفاعل االختزال‬
‫‪Ni‬‬
‫‪Ag‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪Al‬‬
‫‪Ni2+ + 2e‬‬‫‪Ag+ + e-‬‬
‫‪Cu2+ + 2e‬‬‫‪Al3+ + 3e-‬‬
‫‪( E°‬فولت )‬
‫‪0.23‬‬‫‪0.80+‬‬
‫‪0.34 +‬‬
‫‪1.66-‬‬
‫‪93‬‬
‫حدد �أقوى عامل موؤك�سد‪.‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫حدد �أقوى عامل مختزل‪.‬‬
‫‪ّ )2‬‬
‫‪ )3‬هل ي�ستطيع عن�سر �لنيكل ‪� Ni‬ختز�ل �أيونات �لف�سة ‪Ag+‬؟ و�سح �إجابتك‪.‬‬
‫‪ )4‬هل ت�ستطيع �أيونات �لألمنيوم ‪� Al3+‬أك�سدة عن�سر �لنحا�س ‪Cu‬؟ و�سح �إجابتك‪.‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫بمقارنة جهود �لختز�ل للمو�د يمكن �لإجابة على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫‪� )1‬أق��وى عام��ل موؤك�سد هو �لم��ادة �لتي لها �أعلى جه��د �ختز�ل‪ ،‬ويت�سح م��ن �لجدول �أنها‬
‫�أيونات �لف�سة ‪ ،Ag+‬حي‪� E° å‬ختز�ل (�لف�سة) = ‪ 0.80‬فولت‪.‬‬
‫‪� )2‬أق��وى عام��ل مخت��زل هو �لمادة �لت��ي لها �أقل جه��د �ختز�ل‪ ،‬ويت�سح م��ن �لجدول �أنها‬
‫�لألمني��وم ‪ ،Al‬حي��‪� E° å‬خت��ز�ل ( �لألمني��وم) = ‪ 1.66-‬فول��ت‪.‬‬
‫‪ )3‬بم��ا �أن جه��د �خت��ز�ل �لف�س��ة (‪0.80‬فول��ت) �أعل��ى م��ن جه��د �خت��ز�ل �لنيكل‬
‫(‪ 0.23-‬فول��ت)‪ ،‬ف��اإن �لني��كل ‪ Ni‬يتاأك�س��د ويخت��زل �أيون��ات �لف�س��ة ‪.Ag+‬‬
‫ويمكن معرفة �إمكانية حدوث �لتفاعل بح�ساب ‪ E°‬للتفاعل �لمتوقع حدوثه كالآتي‪:‬‬
‫‪E°‬‬
‫للتفاعل‬
‫= ‪E°‬‬
‫)‪Ni2+(aq‬‬
‫�ختز�ل (�لف�سة)‬
‫‪E° -‬‬
‫= ‪)0.23-( - 0.80‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2Ag(s‬‬
‫)‪Ni(s‬‬
‫‪2Ag+(aq) +‬‬
‫�ختز�ل (�لنيكل)‬
‫= ‪ 1.03 +‬فولت ‪.‬‬
‫لحظ �أن قيمة ‪ E°‬للتفاعل موجبة‪ ،‬وهذ� يدل على �أن �لتفاعل يحدث ب�سكل تلقائي; لذ�‬
‫يمكن لعن�سر �لنيكل �ختز�ل �أيونات �لف�سة‪.‬‬
‫‪ )4‬بم��ا �أن جه��د �خت��ز�ل �لنحا���س (‪ 0.34‬فول��ت) �أعلى م��ن جهد �خت��ز�ل �لألمنيوم‬
‫(‪ 1.66-‬فول��ت); فاإن �أيونات �لألمنيوم ‪ A13+‬ل ت�ستطيع �أك�سدة عن�سر �لنحا�س ‪.Cu‬‬
‫ويمكن معرفة �إمكانية حدوث �لتفاعل بح�ساب ‪ E°‬للتفاعل �لمتوقع حدوثه كالآتي‪:‬‬
‫)‪3Cu2+(aq‬‬
‫‪94‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2Al(s‬‬
‫)‪3Cu(s‬‬
‫‪2Al3+(aq) +‬‬
‫‪E°‬‬
‫للتفاعل‬
‫= ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لألمنيوم)‬
‫‪E° -‬‬
‫= ‪0.34 - 1.66 -‬‬
‫�ختز�ل (�لنحا�س)‬
‫= ‪ 2.00 -‬فولت ‪.‬‬
‫تلقائيا; �إذن‪ ،‬ل يمكن لأيونات �لألمنيوم‬
‫لحظ �أن قيمة ‪ E°‬للتفاعل �سالبة فالتفاعل ل يحدث‬
‫ًّ‬
‫�أك�سدة عن�سر �لنحا�س‪.‬‬
‫م�ستعينا بالجدول (‪� ،)1-2‬أجب عن �لأ�سئلة �لآتية‪:‬‬
‫ت�ساعديا وفق قوتها كعو�مل مختزلة‪:‬‬
‫رتب �لمو�د �لآتية‬
‫ًّ‬
‫‪Sn ، Ag، Cl-، Ni، Zn‬‬
‫�أي �لعنا�س��ر ت�ستطي��ع �خت��ز�ل �أيونات �لق�سدي��ر ‪ ،Sn2+‬ول ت�ستطيع �خت��ز�ل �أيونات‬
‫�لكادميوم ‪Cd2+‬؟‬
‫‪É«fÉK‬‬
‫‪k‬‬
‫ﺧﻼﻳﺎ اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ‬
‫عرفت من خالل در��ستك للخاليا ِ‬
‫تلقائيا‪،‬‬
‫�لغلفانية �أن بع�س تفاعالت �لتاأك�سد و�لختز�ل تحدث‬
‫ًّ‬
‫وتُنت��ج طاقة كهربائية يمكن �ل�ستفادة منه��ا‪ .‬وعرفت �أن بع�س �لتفاعالت ل تحدث ب�سكل تلقائي‪،‬‬
‫فهل يمكن ��ستخد�م �لطاقة �لكهربائية لإحد�ث مثل هذه �لتفاعالت؟ وما �أهم تطبيقاتها �لعملية؟‬
‫يمك��ن �إح��د�ث تفاعالت تاأك�سد و�خت��ز�ل غيرتلقائية في خاليا �لتحلي��ل �لكهربائي‪ ،‬ومن �أهم‬
‫�لتطبيق��ات �لعملية لهذ� �لنوع من �لخاليا �لكهركيميائية �لطالء �لكهربائي‪ ،‬حي‪ å‬ي�ستخدم لحماية‬
‫جماليا‪ ،‬ويعتمد مبد�أ عمله على حدوث تفاعالت‬
‫م¶هر�‬
‫بع�س �لفلز�ت من �لتاآكل‪ ،‬و�إك�ساب بع�سها‬
‫ًّ‬
‫ً‬
‫تاأك�س��د و�خت��ز�ل نتيج��ة تمرير تيار كهربائ��ي في محلول �أو م�سه��ور مادة كهرلي��ة‪ .‬فما مكونات‬
‫خلي��ة �لتحلي��ل �لكهربائي؟ وما �لنو�ت��ج �لمتوقعة من عملية �لتحليل؟ وه��ل تختلف هذه �لنو�تج في‬
‫�لم�سهورعنها في �لمحلول؟‬
‫‪95‬‬
‫يبين خلية تحليل كهربائ��ي لم�سهور بروميد‬
‫لتتع��رف ذلك‪� ،‬در���س �ل�سكل (‪� ،) 10-2‬ل��ذي ّ‬
‫ّ‬
‫�لبوتا�سيوم ‪ ، KBr‬ثم �أجب عن �لأ�سئلة �لتي تليه‪:‬‬
‫بطارية‬
‫_‬
‫‪+‬‬
‫�أقطاب خاملة‬
‫م�سهور ‪KBr‬‬
‫‪K+‬‬
‫‪Br-‬‬
‫�ل�سكل (‪ :)10-2‬خلية تحليل كهربائي لم�سهور ‪.KBr‬‬
‫ما مكونات خلية �لتحليل �لكهربائي؟‬
‫�كتب �أن�ساف �لتفاعالت �لتي تحدث عند قطبي �لخلية‪.‬‬
‫� ُّأي �لأقطاب يمثل �لم�سعد و�أيها يمثل �لمهبط؟‬
‫ما نو�تج �لتحليل �لكهربائي لم�سهور ‪KBr‬؟‬
‫�ح�سب ‪ E°‬لهذه �لخلية‪.‬‬
‫تتك��ون خلية �لتحليل �لكهربائي من وعاء يحتوي على م�سهور مادة كهرلية (بروميد �لبوتا�سيوم‬
‫أقطاب��ا خامل��ة (ل ت�سترك في تفاع��الت �لتاأك�سد و�لختز�ل‪ ،‬مث��ل �لغر�فيت ‪� ،C‬أو‬
‫مث��ال)‪ ،‬و� ً‬
‫‪ً KBr‬‬
‫�لبالتين ‪ ،)Pt‬و�أ�سالك تو�سيل ت�سل �لأقطاب بالبطارية‪.‬‬
‫وعن��د �إغ��الق �لد�رة �لكهربائية يم��ر تيار كهربائي عب��ر �لأ�سالك‪ ،‬فتتح��رك �لأيونات �لموجبة‬
‫و�ل�سالبة نحو �لأقطاب �لمخالفة لها في �ل�سحنة‪ ،‬فتتجه �أيونات �لبوتا�سيوم �لموجبة ‪� K+‬إلى �لقطب‬
‫�ل�سالب �لذي يمثل �لمهبط‪ ،‬ف ُتختزل‪ ،‬وتتحول �إلى ذر�ت �لبوتا�سيوم �لمتعادلة ‪ ،K‬كما في �لمعادلة‬
‫�لآتية‪:‬‬
‫ن�سف تفاعل �لختز�ل‪�/‬لمهبط‬
‫و�أم��ا �أيون��ات �لبروم �ل�سالبة‬
‫‪96‬‬
‫)‪K(l‬‬
‫‪Br-‬‬
‫‪e-‬‬
‫‪K+(l) +‬‬
‫فتتجه �إلى �لقطب �لموج��ب‪� ،‬لذي يمثل �لم�سعد ‪،‬وتتاأك�سد‬
‫مكونة �لبروم ‪ ،Br2‬كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫‪2e-‬‬
‫ن�سف تفاعل �لتاأك�سد‪�/‬لم�سعد‬
‫‪+‬‬
‫)‪2Br-(1‬‬
‫)‪Br2(g‬‬
‫وبجمع ن�سفي �لتفاعلين �لحادثين‪ ،‬نح�سل على معادلة �لتفاعل �لكلي لهذه �لخلية على �لنحو �لآتي‪:‬‬
‫)‪Br2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2K(l‬‬
‫ويمكن ح�ساب جهد �لخلية ‪ E°‬بالرجوع �إلى جدول (‪ )1-2‬كالآتي‪:‬‬
‫‪� E°‬لخلية = ‪E°‬‬
‫‪� E°‬لخلية = ‪E°‬‬
‫�ختز�ل (�لمهبط)‬
‫‪E° -‬‬
‫�ختز�ل (�لبوتا�سيوم)‬
‫)‪2Br-(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2K+(l‬‬
‫�ختز�ل (�لم�سعد)‬
‫‪E° -‬‬
‫= ‪1.09 – 2.92 -‬‬
‫�ختز�ل (�لبروم)‬
‫= ‪ 4.01 -‬فولت‪.‬‬
‫لح��ظ �أن قيم��ة جهد �لخلية ‪� E°‬سالبة ‪ ،‬مما يعني ع��دم �إمكانية حدوث �لتفاعل ب�سكل تلقائي;‬
‫ل��ذ� فاإنن��ا بحاجة �إلى تزويد �لخلية بم�سدر للطاقة �لكهربائية جهده �أكبر من (‪ 4.01‬فولت ) لجعل‬
‫�لتفاعل يحدث‪.‬‬
‫خلية تحليل كهربائي تحتوي م�سهور كلوريد �لمغني�سيوم ‪.MgCl2‬‬
‫�كتب �أن�ساف �لتفاعالت �لتي تحدث عند �لقطبين‪.‬‬
‫ما نو�تج �لتحليل �لكهربائي للم�سهور؟‬
‫ما مقد�ر جهد �لبطارية �لالزم لحدوث �لتفاعل؟‬
‫يتبي��ن مم��ا �سبق‪� ،‬أنه يمكن ��ستخال�س �لعنا�سر �لمكونة لالأم��ال‪ ì‬عن طريق �لتحليل �لكهربائي‬
‫ّ‬
‫لم�ساهيره��ا‪،‬‬
‫فمث��ال يمك��ن �لح�سول على عن�س��ر �لبوتا�سي��وم ‪ K‬وعن�سر�لب��روم ‪ Br2‬من �لتحليل‬
‫ً‬
‫�لكهربائ��ي لم�سه��ور بروميد �لبوتا�سي��وم ‪ ،KBr‬فهل يمكن �لح�سول عل��ى �لعن�سرين كليهما من‬
‫�لتحليل �لكهربائي لمحلول بروميد �لبوتا�سيوم ‪KBr‬؟‬
‫‪:»JB’G •É°ûædG òØq f ,∂dP ±ô©ààd‬‬
‫‪q‬‬
‫‪97‬‬
‫(‪ ) 4-2‬الت‪ë‬ليل ال‪µ‬ه‪Hô‬ا‪ »F‬لم‪ë‬لول ‪ehôH‬يد البوتا‪S‬صيو‪KBr Ω‬‬
‫الموا‪h O‬اال‪hOC‬ا‪ä‬‬
‫محل��ول بروميد �لبوتا�سيوم ‪ KBr‬بتركيز ‪ 1‬مول‪/‬لتر‪� ،‬أنبوب زجاجي على �سكل حرف ‪،U‬‬
‫�أقطاب بالتين �أو غر�فيت‪� ،‬أ�سالك تو�سيل‪ ،‬بطارية (‪ 9‬فولت)‪.‬‬
‫الخطوا‪ä‬‬
‫�لمهبط‬
‫�لم�سعد‬
‫_‬
‫‪+‬‬
‫‪ّ -1‬‬
‫ركب خلية �لتحليل �لكهربائي با�ستخد�م �لأقطاب‪،‬‬
‫كما في �ل�سكل (‪.)11-2‬‬
‫و�سجل مالح¶اتك‪.‬‬
‫‪� -2‬أغلق �لد�رة �لكهربائية‪ّ ،‬‬
‫ما �لأدلة على حدوث تفاعل كيميائي؟‬
‫محلول ‪KBr‬‬
‫ماذ� تتوقع �أن ينتج عند كل قطب؟‬
‫�ل�سكل (‪ :)11-2‬خلية تحليل‬
‫كهربائي لمحلول ‪.KBr‬‬
‫لعل��ك لح¶ت تلون �لمحلول بلون مائل لالحمر�رعند �لم�سعد‪ ،‬وت�ساعد فقاعات غازية‬
‫عند �لمهبط; مما يدل على حدوث تفاعالت عند �لأقطاب‪ .‬ما تف�سير ذلك؟‬
‫عند �لتحليل �لكهربائي لمحلول بروميد �لبوتا�سيوم‪ ،‬يمكن لجزيئات �لماء ‪ ،H2O‬و�أيونات‬
‫�لمادة �لكهرلية �أن تتاأك�سد �أو تُختزل عند �لأقطاب‪ .‬فعند تمرير تيار كهربائي في محلول‬
‫‪KBr‬‬
‫تك��ون �أيون��ات �لبوتا�سيوم �لموجبة ‪ K+‬وجزيئ��ات �لماء موجودة عند �لمهب��ط‪ ،‬ويكون هناك‬
‫�حتمال لحدوث تفاعل �لختز�ل لأي منهما‪ ،‬كما في �لمعادلتين �لآتيتين‪:‬‬
‫‪2.92- = E°‬فولت‬
‫‪ 0.83- = E°‬فولت‬
‫)‪2OH-(aq‬‬
‫)‪K(s‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫‪e-‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪K+(aq‬‬
‫‪2H2O(l) + 2e-‬‬
‫ً‬
‫�حتمال للحدوث ه��و �لتفاعل �لذي جهد �ختز�له‬
‫وف��ي ه��ذه �لحالة يكون �لتفاعل �لأكثر‬
‫�أكب��ر‪ ،‬وبالرجوع لجهود �لختز�ل �لمعيارية‪ ،‬نجد �أن جهد �ختز�ل �لماء �أكبر من جهد �ختز�ل‬
‫�لبوتا�سي��وم; لذلك تُختزل جزيئات �لماء‪ ،‬ويت�ساعد غاز �لهيدروجين عند �لمهبط‪ ،‬وبالمقابل‪،‬‬
‫‪98‬‬
‫فاإن �أيونات �لبروم �ل�سالبة ‪Br-‬‬
‫وجزيئات �لماء ‪ H2O‬تكون موجودة عند �لم�سعد‪ ،‬ويحتمل حدوث‬
‫تفاعل �لتاأك�سد لأي منهما‪ ،‬كما في �لمعادلتين �لآتيتين‪:‬‬
‫‪ 1.09 - = E°‬فولت‬
‫‪1.23- = E°‬فولت‬
‫‪4e-‬‬
‫‪2e‬‬‫)‪4H+(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2Br-(aq‬‬
‫)‪Br2(1‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2H2O(l‬‬
‫)‪O2(g‬‬
‫وبالرج��وع �إل��ى قيمة جهد �لتاأك�سد لكل منهما‪ ،‬نجد �أن جهد تاأك�سد �لماء �أقل من جهد تاأك�سد‬
‫�لب��روم‪ ،‬فتتاأك�سد �أيونات �لبروم �ل�سالبة‪ ،‬وينتج �لبروم �لذي يعطي �لمحلول لونا ً‬
‫مائال لالحمر�رعند‬
‫�لم�سعد‪.‬‬
‫وبن��اء عل��ى ذلك‪ ،‬تكون نو�تج �لتحليل �لكهربائي لمحلول برومي��د �لبوتا�سيوم هي‪� :‬لبروم عند‬
‫ً‬
‫�لم�سعد‪ ،‬وغاز �لهيدروجين عند �لمهبط‪ ،‬كما في �لتفاعل �لكلي �لآتي‪:‬‬
‫)‪Br2(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫)‪2Br-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2H2O(l‬‬
‫بالرجوع �إلى جدول جهود �لختز�ل (‪ّ ،)1-2‬بين ما نو�تج �لتحليل �لكهربائي �لتي تنتج‬
‫و�سح �إجابتك‬
‫عن��د �لأقطاب لمحلول فلوريد �لف�سة ‪ AgF‬با�ستخ��د�م �أقطاب غر�فيت‪ّ .‬‬
‫بالمعادلت‪.‬‬
‫وق��د �أثبت��ت �لتجارب �أنه عند �إجر�ء عملية �لتحليل �لكهربائ��ي لمحاليل بع�س �لأمال‪ ;ì‬فاإنه ل‬
‫بع�سا من هذه �لأيون��ات‪� ،‬در�س �لمثال‬
‫لتتعرف ً‬
‫يح��دث لأيوناته��ا �أي تغيير‪ ،‬فما هذه �لأيون��ات؟ ّ‬
‫�لآتي‪:‬‬
‫‪5‬‬
‫عند تمرير تيار كهربائي في محلول نتر�ت �ل�سوديوم‬
‫‪ NaNO3‬با�ستخد�م �أقطاب �لبالتين كما‬
‫ف��ي �ل�سكل (‪ ،)12-2‬لوحظ ت�ساعد غاز �لهيدروجين عند �لم�سعد وت�ساعد غاز �لأك�سجين‬
‫ُف�سر ذلك؟‬
‫عند �لمهبط‪ ،‬فكيف ت ّ‬
‫‪99‬‬
‫_‬
‫‪+‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪Na+‬‬
‫محلول ‪NaNO3‬‬
‫�ل�سكل (‪ :)12-2‬خلية تحليل كهربائي‪.‬‬
‫يوجد عند �لمهبط �أيونات ‪ Na+‬وجزيئات ‪ .H2O‬وبمقارنة جهود �لختز�ل لكل منهما‪:‬‬
‫‪ 2.71- = E°‬فولت‬
‫‪0.83- = E°‬‬
‫)‪2OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪e-‬‬
‫)‪Na(s‬‬
‫‪2e-‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Na+(aq‬‬
‫)‪2H2O(l‬‬
‫نج��د �أن ‪� E°‬خت��ز�ل (�لم��اء) �أكب��ر م��ن ‪� E°‬خت��ز�ل (�ل�سوديوم) ‪ ،‬ف ُتخت��زل جزيئ��ات ‪ ،H2O‬ويت�ساعد غاز‬
‫�لهيدروجين‪.‬‬
‫‬‫عمليا �أن �أيونات‬
‫كم��ا توج��د �أيونات �لنتر�ت ‪ NO3‬وجزيئات ‪ H2O‬عند �لم�سع��د‪ ،‬وقد وجد ًّ‬
‫منتجا غاز �لأك�سجين كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫�لنتر�ت تبقى في �لمحلول‪ ،‬ويتاأك�سد �لماء ً‬
‫‪1.23- = E°‬فولت‬
‫‪4e-‬‬
‫‪4H+(aq) +‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪O2(g‬‬
‫)‪2H2O(l‬‬
‫يت�س��ح مما �سبق‪� ،‬أن �لتحلي��ل �لكهربائي لمحلول نتر�ت �ل�سوديوم ه��و تحليل كهربائي للماء‪،‬‬
‫ويمكن تمثيله على �لنحو �لتي‪:‬‬
‫)‪O2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2H2(g‬‬
‫)‪2H2O(l‬‬
‫ويمك��ن �لق��ول �إن بع�س �لعنا�سر مثل �ل�سودي��وم ‪ Na‬و�لبوتا�سيوم ‪ ،K‬ل يمكن ��ستخال�سها عن‬
‫طريق �لتحليل �لكهربائي لمحاليل �أمالحها‪ ،‬في حين يمكن �لح�سول عليها من �لتحليل �لكهربائي‬
‫أي�سا �أن �لأيونات متعددة �ل��ذر�ت مثل‪ SO42- :‬و ‪ NO3-‬تبقى في‬
‫لم�ساهيرها‪.‬وق��د �أثبت��ت �لتجارب � ً‬
‫�لمحلول من دون �أن يطر�أ عليها �أي تغيير عند تمرير تيار كهربائي في محاليلها‪.‬‬
‫وبالتدقي��ق في قيم جهود �ختز�ل �أيونات �لفل��ز�ت �لنتقالية مثل‪ ،Cu2+ ، Ag+ ، Pb2+:‬وجد �أنها‬
‫ن�سبيا; مما يعن��ي �سهولة �ختز�لها عند تمرير تياركهربائي ف��ي محاليلها وتحولها �إلى ذر�ت‬
‫مرتفع��ة ًّ‬
‫‪100‬‬
‫متعادل��ة‪ .‬وق��د ��ستفاد �لعلم��اء من هذ� �ل�سلوك في بع���س �لتطبيقات �لعملية‪ ،‬مث��ل ��ستخال�س هذه‬
‫�لفلز�ت من خاماتها وتنقيتها من �ل�سو�ئب‪ ،‬و��ستفادو� كذلك منها في عملية �لطالء �لكهربائي‪.‬‬
‫م��ا نو�تج �لتحلي��ل �لكهربائي لمحاليل كل م��ن‪ Pb(NO3)2 ، CuSO4 :‬با�ستخد�م �أقطاب‬
‫�لبالتين في خلية �لتحليل �لكهربائي؟‬
‫ا‪S‬صتخدا‪ Ω‬اليو‪ O‬ف» المجال الطب»‬
‫هن��اك تطبيقات عديدة عل��ى عمليات �لتاأك�س��د و�لختز�ل و�لخاليا‬
‫�لكهركيميائية في حياتنا �لعملية‪ ،‬فيوديد �لبوتا�سيوم ً‬
‫مثال هو من �لمركبات‬
‫غي��ر �لع�سوية‪ ،‬وهو يوجد على �سكل بلور�ت بي�ساء‪ ،‬ويتاأين في �لماء �إلى‬
‫�أيون��ات �لي��ود ‪ I-‬و�أيون��ات �لبوتا�سي��وم ‪ ،K+‬وتعد نو�ت��ج عملية تحليله‬
‫كهربائي��ا من �لتطبيقات �لعملية �ل�سائعة �ل�ستخد�م في �لمجالت �لطبية‪،‬‬
‫ًّ‬
‫فعن��د تمري��ر �لتي��ار �لكهربائي ف��ي خلية �لتحلي��ل �لكهربائ��ي لمحلول‬
‫يودي��د �لبوتا�سي��وم‪� ،‬ل�س��كل (‪ ،)13-2‬تُخت��زل جزيئ��ات �لم��اء وينتج‬
‫غاز�لهيدروجي��ن عند �لمهبط‪ ،‬كما تتاأك�سد �أيونات �ليود ‪ ،I-‬وينتج �ليود‬
‫�سكل (‪ :)13-2‬خلية تحليل‬
‫محلول يوديد �لبوتا�سيوم‪.‬‬
‫‪ I2‬عند �لم�سعد كما في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪2OH-(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪I2(s‬‬
‫)‪2H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2I-(aq‬‬
‫فيتكون �أيون ‪� I3-‬لبني �للون‪ ،‬كما‬
‫ويتفاعل �ليود �لناتج مع �لأيون ‪� I-‬لموجود في �لمحلول;‬
‫ّ‬
‫في �لمعادلة �لآتية‪:‬‬
‫)‪I3-(aq‬‬
‫)‪I-(aq‬‬
‫‪I2(s) +‬‬
‫وتكمن �أهمية �أيون ‪ I3-‬في كونه يدخل في تح�سير �لأدوية �لتي ت�ستخدم في عالج �لمر�سى‪� ،‬إذ�‬
‫نق�س �إفر�ز �ليود عندهم‪� ،‬أو ��ستوؤ�سلت �لغدة �لدرقية من �أج�سامهم‪.‬‬
‫لال�س``تزادة يمكنك الرجوع اإلى ال�سبكة المعلوماتية م�س ``تعينًا بالعبار‪ I‬المفتاحية الآتية‪ :‬ال�ستخدامات الطبية‬
‫ل‪C‬يون ‪.I3-‬‬
‫‪101‬‬
‫و�سح �لمق�سود بكل من‪:‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫جه��د �لخلي��ة �لمعياري‪ ،‬قطب �لهيدروجي��ن �لمعياري‪� ،‬لم�سعد‪� ،‬لمهب��ط‪� ،‬لقنطرة �لملحية‪،‬‬
‫�لتحليل �لكهربائي‪.‬‬
‫‪� )2‬أكمل �لجدول �لآتي‪ ،‬مبي ًنا �لفرق بين �لخلية �لغلفانية وخلية �لتحليل �لكهربائي من حي‪:å‬‬
‫الجوان‪Ö‬‬
‫خلية الت‪ë‬ليل ال‪µ‬ه‪Hô‬ا‪»F‬‬
‫الخلية ال¨لفانية‬
‫تحولت �لطاقة‬
‫�سحنة �لم�سعد‬
‫�سحنة �لمهبط‬
‫تلقائية �لتفاعل‬
‫�إ�سارة ‪ E°‬للخلية‬
‫‪� )3‬عتما ًد� على معادلة �لتفاعل �لآتي‪:‬‬
‫)‪2Ag(s‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2Ag+(aq‬‬
‫)‪Sn2+(aq‬‬
‫‪15‬‬
‫منهما ‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪V‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-5‬‬
‫‪3‬‬
‫(‪� ،)14-2‬أجب عن �لأ�سئلة �لآتية‪:‬‬
‫ح��دد �لم�سع��د و�لمهبط ف��ي �لخلي��ة‪ِ ،‬‬
‫و�سحنة كل‬
‫�أ ) ّ‬
‫‪10‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-1‬‬
‫و�لذي يحدث في �لخلية �لغلفانية �لمو�سحة في �ل�سكل‬
‫‪5‬‬
‫‪+‬‬
‫‪K+ NO3-‬‬
‫‪Ag‬‬
‫)‪Sn(s‬‬
‫‪Sn‬‬
‫ب) �كت��ب ن�س��ف تفاع��ل �لتاأك�س��د‪ ،‬ون�س��ف تفاعل‬
‫�لختز�ل �للذين يحدثان عند قطبي �لخلية‪.‬‬
‫ج�) ّبين �تجاه حركة �لإلكترونات في �لد�رة �لخارجية‪.‬‬
‫د ) �ح�سب ‪ E°‬لهذه �لخلية‪.‬‬
‫‪Ag+‬‬
‫‪Sn2+‬‬
‫�ل�سكل (‪ :)14-2‬خلية غلفانية‬
‫قطباها ‪ Sn‬و ‪.Ag‬‬
‫حدد � ًّأيا من �لفلز�ت �لآتية‪،Zn ،Cu ،Sn :‬‬
‫‪ )4‬م�ستعي ًنا بجدول جهود �لختز�ل �لمعيارية (‪ّ ،)1-2‬‬
‫أقطابا للخلية �لتي تعطي �أقل جهد معياري من بين �لخاليا �لممكن تكوينها‬
‫يمكن �أن ت�ستخدم � ً‬
‫من هذه �لفلز�ت‪ ،‬ثم �ح�سب ‪ E°‬لهذه �لخلية‪.‬‬
‫‪102‬‬
‫‪ )5‬خلية غلفانية قطباها من الر�صا�ص ‪ Pb‬والنحا�س ‪ ،Cu‬ويحدث فيها التفاعل الآتي‪:‬‬
‫)‪Cu(s‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Cu2+(aq‬‬
‫)‪Pb2+(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Pb(s‬‬
‫�أ ) ماذا تتوقع �أن يحدث لكتلة قطب الر�صا�ص ‪ Pb‬مع ا�ستمرار ت�شغيل الخلية؟‬
‫ب) ماذا يحدث لتركيز �أيونات النحا�س ‪Cu2+‬؟‬
‫‪ )6‬الج��دول المج��اور يمثل خاليا غلفانية لعدد من الفل��زات االفترا�ضية (‪ ،)E ،D ،C ،B ،A‬التي‬
‫تك��ون على �ش��كل �أيونات ثنائية موجبة في مركباتها‪ .‬ادر�س المعلومات في الجدول‪ ،‬ثم �أجب‬
‫عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫رقم الخلية‬
‫قطبا الخلية‬
‫المهبط‬
‫الجهد المعياري (فولت)‬
‫‪1‬‬
‫‪B/A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪1.1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪B/C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪C/D‬‬
‫‪D‬‬
‫‪0.25‬‬
‫‪4‬‬
‫‪E/B‬‬
‫‪B‬‬
‫‪2.5‬‬
‫�أ ) � ُّأي الفلزات له �أعلى جهد اختزال‪� E :‬أم ‪A‬؟‬
‫ب) ما العامل الم�ؤك�سد الأقوى؟‬
‫جـ) هل يمكن تحريك محلول نترات ‪D‬‬
‫بملعقة من ‪A‬؟‬
‫حدد حركة الإلكترونات في الخلية الغلفانية التي قطباها )‪ C‬و ‪ (A‬عبر الأ�سالك‪.‬‬
‫د) ّ‬
‫هـ ) هل ت�ستطيع �أيونات ‪� A2+‬أك�سدة العن�صر‪B‬؟‬
‫‪ )7‬م�ستعي ًنا بالجدول (‪ّ ،)1-2‬بين ما نواتج التحليل الكهربائي التي تنتج عند الأقطاب لكل من‪:‬‬
‫�أ ) محلول كبريتات الخار�صين ‪.ZnSO4‬‬
‫ب) محلول فلوريد البوتا�سيوم ‪.KF‬‬
‫جـ ) م�صهور هيدريد ال�صوديوم ‪.NaH‬‬
‫‪ُ )8‬ي�ستخدم التحليل الكهربائي لمحلول يوديد البوتا�سيوم ‪KI‬‬
‫في تح�ضير �أيون ‪ I3-‬الذي يدخل في‬
‫�صناعة �أدوية عالج الغدة الدرقية‪ .‬اكتب المعادالت التي تو�ضح ذلك‪.‬‬
‫‪103‬‬
‫جيدا‪ ،‬ثم �أجب عن‬
‫يبين قيم جهود االختزال المعيارية لعدد من الأقطاب‪ .‬ادر�سه ً‬
‫‪)9‬الجدول الآتي ّ‬
‫الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫‪( E°‬فولت)‬
‫‪0.80‬‬
‫ن�صف تفاعل االختزال‬
‫‪Ag‬‬
‫ـ‪0.28‬‬
‫‪Co‬‬
‫ـ‪2.92‬‬
‫‪K‬‬
‫ـ‪0.83‬‬
‫‪2OH- + H2‬‬
‫‪e-‬‬
‫‪Ag+ +‬‬
‫‪Co2+ + 2e‬‬‫‪+ e-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪K‬‬
‫‪2H2O + 2e-‬‬
‫حدد العامل المختزل الأقوى‪.‬‬
‫�أ ) ّ‬
‫ب) � ُّأي الفلزات ي�ستطيع تحرير الهيدروجين من محاليله الحم�ضية المخففة؟‬
‫ج��ـ) هل يمكن تح�ضيرعن�صر الكوبلت ‪ Co‬م��ن محاليل �أحد �أمالحه با�ستخدام التحليل‬
‫الكهربائ��ي؟‬
‫د ) اح�سب ‪ E°‬للخلية الغلفانية‬
‫المكونة من ‪ Ag‬و ‪.Co‬‬
‫ّ‬
‫‪104‬‬
‫‪� )1‬ختر �لإجابة �ل�سحيحة لكل من �لفقر�ت �لآتية‪:‬‬
‫(‪� )1‬إذ� تاأك�س��د كبريتيد �لهيدروجين ‪ H2S‬و�أنت��ج حم�س �لكبريتيك ‪ ;H2SO4‬فاإن مقد�ر �لتغير‬
‫في عدد تاأك�سد �لكبريت ‪ S‬هو‪:‬‬
‫ب) ‪6‬‬
‫�أ) ‪2‬‬
‫د) ‪8‬‬
‫ج�) ‪4‬‬
‫(‪� )2‬لمركب �لذي يكون فيه عدد تاأك�سد �لكلور ‪ Cl‬ي�ساوي ‪ 1 +‬هو‪:‬‬
‫) ‪HClO3‬‬
‫�أ‬
‫ب) ‪HClO4‬‬
‫ج�) ‪HClO‬‬
‫د‬
‫) ‪HCl‬‬
‫(‪ )3‬في �لمعادلة غير �لموزونة �لآتية‪:‬‬
‫‪NO‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Br2‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪NO3-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Br-‬‬
‫عدد �لإلكترونات �لمفقودة �أو�لمكت�سبة في �لتفاعل ي�ساوي‪:‬‬
‫�أ) ‪3‬‬
‫ج�) ‪2‬‬
‫ب) ‪6‬‬
‫(‪ُّ � )4‬أي �لتفاعالت �لآتية ي�سلك فيها �لأك�سجين كعامل مختزل؟‬
‫�أ )‬
‫ب)‬
‫ج�)‬
‫د)‬
‫‪2H2O‬‬
‫‪2H2 + O2‬‬
‫‪CO2 + 2H2O‬‬
‫‪2Cl2O‬‬
‫‪2OF2‬‬
‫د) ‪1‬‬
‫‪CH4 + 2O2‬‬
‫‪2Cl2 + O2‬‬
‫‪2F2 + O2‬‬
‫(‪ )5‬في � ّأي �لتحولت �لآتية يحدث تاأك�سد لذر�ت �لنيتروجين؟‬
‫�أ )‬
‫ب)‬
‫ج�)‬
‫د)‬
‫‪NO‬‬
‫‪N 2O 4‬‬
‫‪N2‬‬
‫‪NO‬‬
‫‪NO2‬‬
‫‪N2‬‬
‫‪N 2O 4‬‬
‫‪NO2‬‬
‫‪105‬‬
‫(‪)6‬‬
‫با�ستخدام �أقطاب غرافيت‪ ،‬ف�إنه ينتج‪:‬‬
‫عند التحليل الكهربائي لم�صهور ‪NaCl‬‬
‫�أ ) ذرات ال�صوديوم عند المهبط‪ ،‬وغاز الكلور عند الم�صعد‪.‬‬
‫ب) ذرات ال�صوديوم عند الم�صعد‪ ،‬وغاز الكلور عند المهبط‪.‬‬
‫جـ) غاز الهيدروجين عند المهبط‪ ،‬وغاز الكلور عند الم�صعد‪.‬‬
‫د ) غاز الهيدروجين عند المهبط‪ ،‬وغاز الأك�سجين عند الم�صعد‪.‬‬
‫(‪ُّ � )7‬أي العبارات الآتية �صحيحة فيما يتعلق بالخلية الغلفانية؟‬
‫ب) التفاعل تلقائي‪.‬‬
‫�أ ) المهبط �سالب‪.‬‬
‫د ) االختزال عند الم�صعد‪.‬‬
‫جـ) جهد الخلية �سالب‪.‬‬
‫(‪� )8‬إذا علم��ت �أن العن�ص��ر ‪ X‬يتفاعل مع حم���ض الهيدروكلوريك المخفف ‪ ،HCl‬وينتج غاز‬
‫الهيدروجي��ن‪ ،‬والعن�ص��ر ‪ Y‬ال ي�ستطيع �إطالق غ��از الهيدروجين من محلول حم�ض ‪HCl‬‬
‫المخفف‪ ،‬لذا ف�إن ترتيب جهود االختزال المعيارية لأيونات العنا�صر تكون‪:‬‬
‫�أ‬
‫) ‪X+ < Y2+ < H+‬‬
‫جـ)‬
‫‪Y2+ < H+ < X+‬‬
‫ب) ‪Y2+ < X+ < H+‬‬
‫د‬
‫) ‪X+ < H+ < Y2+‬‬
‫(‪ )9‬خلي��ة غلفاني��ة قطباه��ا ‪ ، Ni /Pb‬واتج��اه انحراف م�ؤ�ش��ر الفولتميتر فيه��ا باتجاه قطب‬
‫الر�صا�ص‪ .‬ف� ُّأي العبارات الآتية تمثل ما يمكن �أن يحدث في هذه الخلية؟‬
‫�أ ) كتلة الر�صا�ص تزداد‪ ،‬وتركيز �أيوناته يقل بمرور الزمن‪.‬‬
‫ب) كتلة النيكل تقل‪ ،‬وتركيز �أيوناته يقل بمرور الزمن‪.‬‬
‫جـ) كتلة الر�صا�ص تقل‪ ،‬وتركيز �أيوناته يزداد بمرور الزمن‪.‬‬
‫د ) كتلة النيكل تزداد‪ ،‬وتركيز �أيوناته يقل بمرور الزمن‪.‬‬
‫‪ )2‬وازن المعادالت الآتية بطريقة ن�صف التفاعل‪:‬‬
‫‪SO42- + I2‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪HSO3- + IO3-‬‬
‫‪IO3- + I2 + Cl-‬‬
‫‪MnO2 + NO3-‬‬
‫‪OH-‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪ICl‬‬
‫‪MnO4- + NO2‬‬
‫‪ )3‬يمثل ال�شكل (‪ )15-2‬خليتين كهركيميائيتن‪ .‬باال�ستعانة بالجدول (‪� ،)1-2‬أجب عن الأ�سئلة‬
‫التي تليهما‪:‬‬
‫‪106‬‬
‫‪5‬‬
‫‪10‬‬
‫‪15‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-1‬‬
‫‪V‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-5‬‬
‫‪3‬‬
‫‪1‬‬
‫�س‬
‫�س‬
‫‪Ni‬‬
‫‪Ag‬‬
‫‪Ag+‬‬
‫‪Ni2+‬‬
‫خلية (‪)2‬‬
‫خلية (‪)1‬‬
‫م�سهور ‪LiC1‬‬
‫�ل�سكل (‪ :)15-2‬خليتان كهركيميائيتان‪.‬‬
‫�أ ) ما نوع �لخلية �لثانية؟‬
‫ب) ما تحولت �لطاقة في �لخلية �لأولى؟‬
‫ج�) ماذ� يمثل �لرمز (�س) وما دوره في �لخلية �لأولى؟‬
‫د ) ما �لتفاعل �لذي يحدث عند �لمهبط في �لخلية �لثانية؟‬
‫ه�) ما �لتفاعل �لذي يحدث عند �لم�سعد في �لخلية �لأولى؟‬
‫و ) ماذ� يمثل �لرمز (�س)؟ وما دوره في �لخلية �لثانية؟‬
‫يبي��ن �لج��دول �لمجاور عد ًد� من �لتفاعالت �لتي تتم في عدد م��ن �لخاليا �لغلفانية‪� .‬در�سه‪ ،‬ثم‬
‫‪ّ )4‬‬
‫�أجب عن �لأ�سئلة �لتي تليه‪:‬‬
‫‪( E°‬فولت)‬
‫التفاع‪ äÓ‬الخلو‪j‬ة‬
‫‪2Ag + Ni2+‬‬
‫‪2Ag+ + Ni‬‬
‫‪0.34‬‬
‫‪2H+ + Cu‬‬
‫‪0.46‬‬
‫‪Cu2+ + 2Ag‬‬
‫‪Cu2+ + H2‬‬
‫‪Cu + 2Ag+‬‬
‫‪0.57‬‬
‫‪Cu + Ni2+‬‬
‫‪Cu2+ + Ni‬‬
‫‪1.08‬‬
‫‪Co2+ + 2Ag‬‬
‫‪Co + 2Ag+‬‬
‫‪1.03‬‬
‫�أ ) ما قيمة جهد �لختز�ل �لمعياري للف�سة؟‬
‫ب) خلية ِغلفانية قطباها )‪ .(Ag ، Ni‬فاأي �لقطبين تزد�د كتلته مع �لزمن؟‬
‫‪107‬‬
‫تتكون من الأقطاب )‪ ،(Cu, Co‬اح�سب قيمة ‪ E°‬للخلية‪.‬‬
‫جـ) خلية غلفانية ّ‬
‫ت�صاعديا‪.‬‬
‫د ) رتب العنا�صر )‪ (Ag ,Ni ,Co ,Cu‬ح�سب قوتها كعوامل مختزلة‬
‫ًّ‬
‫هـ) هل يمكن حفظ محلول ‪ NiSO4‬في وعاء م�صنوع من ‪Ag‬؟‬
‫و ) � ُّأي الفلزين ‪� Cu :‬أم ‪ Ni‬ي�ستطيع �إطالق غاز الهيدروجين من محلول حم�ض الهيدروكلوريك‬
‫المخفف؟‬
‫‪� )5‬إذا ت��م تزوي��د خلية التحلي��ل الكهربائي لم�صهور كلوري��د ال�صوديوم ‪ NaCl‬بجهد مقداره‬
‫ف�سر �إجابتك م�ستعي ًنا بجدول‬
‫‪ 3.5‬فولت‪ ،‬فهل تتوقع حدوث تفاعالت ت�أك�سد واختزال؟ ّ‬
‫جه��ود االخت��زال المعياري��ة (‪.)1-2‬‬
‫‪ )6‬لديك الفلزات ‪ Y، X، D، C، B، A‬والتي تكون على �شكل �أيونات ثنائية موجبة في مركباتها‪،‬‬
‫ف�إذا علمت �أن‪:‬‬
‫�أ ) العن�صر ‪ A‬يختزل �أيونات ‪ ، X2+‬وال يختزل �أيونات ‪.C2+‬‬
‫ب) يمكن حفظ محاليل كل من ‪ B‬و ‪D‬‬
‫في وعاء من ‪.Y‬‬
‫جـ ) يمكن ا�ستخال�ص الفلز ‪ D‬من �أيوناته با�ستخدام العن�صر‪.B‬‬
‫د ) العن�صر ‪ B‬ال يحرر الهيدروجين من محاليله الحم�ضية‪ ،‬ولكن العن�صر ‪ X‬يذوب في محلول‬
‫حم�ض ‪ HCl‬المخفف‪.‬‬
‫�أجب عن الأ�سئلة الآتية‪:‬‬
‫(‪ )1‬ما نواتج التحليل الكهربائي لمحلول ‪DSO4‬؟‬
‫(‪ )2‬م��ا الفل��ز الذي ال يحرر غاز الهيدروجين م��ن محلول حم�ض ‪ HCl‬المخفف‪ ،‬وال يختزل‬
‫�أيونات ‪D‬؟‬
‫(‪ )3‬ماذا يحدث لكتلة القطب ‪ X‬في الخلية الغلفانية التي قطباها ‪ D‬و‪X‬؟‬
‫(‪ )4‬ماذا يحدث لتركيز �أيونات ‪ C2+‬في خلية قطباها ‪ C‬و‪B‬؟‬
‫(‪ )5‬هل يمكن حفظ محلول نترات العن�صر‪ A‬في وعاء م�صنوع من الفلز ‪B‬؟‬
‫(‪ )6‬اكتب التفاعل الذي يحدث عند الم�صعد في خلية التحليل الكهربائي لم�صهور ‪.AH2‬‬
‫حدد فلزين لعمل خلية غلفانية لها فرق جهد �أعلى‪.‬‬
‫(‪ّ )7‬‬
‫‪108‬‬
‫ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ ﺍﻟﺜﺎﻟﺜﺔ ‪3‬‬
‫ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ‬
‫واﻟﻌﻮاﻣﻞ اﻟﻤﺆﺛﺮة ﻓﻴﻬﺎ‬
‫•‬
‫ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ‬
‫•‬
‫ﻧﻈﺮﻳﺔ اﻟﺘﺼﺎدم واﻟﻌﻮاﻣﻞ‬
‫اﻟﻤﺆﺛﺮة ﻓﻲ ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ‬
‫اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ‬
‫• لما‪P‬ا ‪J‬تفا‪h‬ت التفاعالت ال‪µ‬يميائية ‪� »a‬سرعة ‪M‬د‪h‬ثها?‬
‫‪109‬‬
‫‪∫hC’G π°üØdG‬‬
‫ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ‬
‫‪Rate of Chemical Reaction‬‬
‫تتفاوت التفاعالت الكيميائية في �صــرعة حدوثها‪ ،‬فبع�صــها يتم ب�صــرعة كبيرة كما في احتراق‬
‫الغابــات‪ ،‬ومعظم التفاعالت التي تجــري في المحاليل الأيونية‪ ،‬كتفاعــل الحمو�س والقواعد في‬
‫و�صــط مائي‪ ،‬وبع�س هذه التفاعالت يحدث ب�صــرعة بطيئة‪ ،‬م‪ã‬ل �صــداأ الحديد‪ ،‬وي�صــتغرق بع�صها‬
‫الآخر اآلف ال�صنين لحدوثه‪ ،‬م‪ã‬ل تفاعالت تكون النفط‪.‬‬
‫فما المق�صود ب�صرعة التفاعل الكيميائي؟ وكيف يمكن التعبير عنها وقيا�صها؟‬
‫‪j‬م‪ ∂æµ‬اال‪LE‬ابة عن ‪jòg‬ن ال�سو‪D‬الين ‪Zh‬ير‪g‬ما بعد درا�ست∂ ‪òg‬ا الف‪ü‬سل‪jh ,‬توق™ م‪ ∂æ‬بعد ‪P‬ل∂ ا‪C‬ن‪:‬‬
‫تو�صح المق�صود ب�صرعة التفاعل الكيميائي‪.‬‬
‫ّ‬
‫تقتر‪ ì‬طرائق للتعبير عن �صرعة التفاعل الكيميائي وقيا�صها‪.‬‬
‫تجري ح�صابات تتعلق ب�صرعة التفاعل الكيميائي‪.‬‬
‫تبين اأثر تركيز المواد المتفاعلة في �صرعة التفاعل الكيميائي‪.‬‬
‫ّ‬
‫تكتب ال�صيغة العامة لقانون �صرعة التفاعل الكيميائي‪.‬‬
‫‪110‬‬
‫ﻣﻔﻬﻮم ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ‬
‫در�صت في �صفوف �صابقة مفهوم ال�صرعة وكيفية ح�صابها‪ ،‬ف�صرعة ال�صيارة ً‬
‫م‪ã‬ال تقا�س بح�صاب‬
‫التغير في الم�صــافة التي تقطعها في وحدة الزمن‪ ،‬وتقا�س �صــرعة المروحة بح�صاب عدد دوراتها في‬
‫وحدة الزمن‪ ،‬كما تقا�س �صــرعة احتراق الوقود في محرك المركبة بح�صــاب معدل ا�صتهالك الوقود‬
‫في وحدة الزمن‪ ،‬ن�صــتنتج من هذه الأم‪ã‬لة اأن ال�س``رعة ‪ »g‬م≤يا�‪ ¢‬الت¨ير ‪c »a‬مية معي‪æ‬ة ‪Mh »a‬دة الزمن‪.‬‬
‫فهل ينطبق ذلك على التفاعل الكيميائي‪ ،‬وكيف نقي�س �صرعته؟‬
‫م≤يا�سا لم≤دار الت¨ير ‪c »a‬ميات المواد المتفاعلة ا‪ hC‬المواد ال‪æ‬ا‪J‬جة ‪Mh »a‬دة‬
‫تعد �سرعة التفاعل ال‪µ‬يميائ» ‪k‬‬
‫ونظرا لختالف المــواد الكيميائية الداخلة في التفاعل الكيميائي اأو الناتجة عنه‪ ،‬في نوعها‬
‫الزم``ن‪.‬‬
‫ً‬
‫وطبيعتها فاإنه يمكن قيا�س معدل �صــرعة التفاعل الكيميائي با�صــتخدام التغير في عدد مولت هذه‬
‫المواد‪ ،‬اأوحجمها‪ ،‬اأوكتلتها‪ ،‬اأو تركيزها‪ ...،‬في وحدة الزمن‪ .‬وعليه‪ ،‬فاإن طريقة التعبير عن �صرعة‬
‫التفاعل تعتمد على نوع الكميات الم�صتخدمة‪ .‬فاإذا قي�صت ال�صرعة بالتغير في كتلة المادة المتفاعلة‬
‫اأو الناتجة مع الزمن يكون‪:‬‬
‫معدل �صرعة التفاعل =‬
‫معدل �صرعة التفاعل =‬
‫التغير في الكتلة‬
‫التغير في الزمن‬
‫ن‪ :1‬الزمن الأول‬
‫الكتلة عند الزمن ال‪ã‬اني‪ -‬الكتلة‬
‫ن‪ - 2‬ن‬
‫‪1‬‬
‫عند الزمن الأول‬
‫ن‪ :2‬الزمن ال‪ã‬اني‬
‫واإذا كانت وحدة كتلة المادة مقي�صــة بالغرام‪ ،‬والزمن بال‪ã‬انية; فاإن وحدة �صــرعة التفاعل تقا�س‬
‫بالغرام‪/‬ثانية (‪/Æ‬ث)‪.‬‬
‫واأما اإذا قي�صت ال�صرعة بالتغير في تركيز المادة بالمول‪/‬لتر مع الزمن بال‪ã‬انية‪ ،‬فيكون‪:‬‬
‫معدل �صرعة التفاعل =‬
‫معدل �صرعة التفاعل =‬
‫التغير في التركيز‬
‫التغير في الزمن‬
‫التركيز عند الزمن ال‪ã‬اني‪ -‬التركيز‬
‫ن‪ - 2‬ن‬
‫عند الزمن الأول‬
‫‪1‬‬
‫‪111‬‬
‫وتكون وحدة �صرعة التفاعل مول‪/‬لتر‪.‬ث‪.‬‬
‫ويعد قيا�س التغير في تركيز المواد المتفاعلة اأو الناتجة بالن�صــبة للزمن من اأك‪ã‬ر الطرق ال�صــائعة‬
‫للتعبيــر عن معدل �صــرعة التفاعل‪ ،‬اإذ تقل تراكيــز المواد المتفاعلة مع الزمن وتــزداد تراكيز المواد‬
‫الناتجة كما يو�صحه التفاعل العام في ال�صكل (‪.)1-3‬‬
‫‪B‬‬
‫‪60‬‬
‫‪50‬‬
‫‪40‬‬
‫‪A‬‬
‫‪30‬‬
‫‪20‬‬
‫‪ 0‬الزمن (ثانية)‬
‫‪10‬‬
‫ال�صكل(‪ :)1-3‬نق�صان تركيز املواد املتفاعلة وزيادة تركيز املواد النا‪Œ‬ة مع الزمن‪.‬‬
‫ففي تفاعل المغني�صيوم ‪ Mg‬مع محلول ‪n‬حم�س الكبريتيك ‪ H2SO4‬لإنتاج كبريتات المغني�صيوم‬
‫‪ MgSO4‬وغاز الهيدروجين ‪ H2‬كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫‪MgSO4(aq) +‬‬
‫يمكن التعبير عن معدل �صرعة التفاعل كالآتي‪:‬‬
‫معدل �صرعة التفاعل = معدل �صرعة اإنتاج ‪= MgSO4‬‬
‫اأو‪:‬‬
‫)‪H2SO4(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Mg(s‬‬
‫∆]‪[MgSO4‬‬
‫معدل �صرعة التفاعل = معدل �صرعة ا�صتهالك ‪= H2SO4‬‬
‫∆ن‬
‫_ ∆] ‪[H SO‬‬
‫‪4‬‬
‫∆ن‬
‫‪2‬‬
‫ويمكن التعبير عن معدل �صــرعة التفاعل بدللة التغير في كتلة المغني�صــيوم الم�صتهلكة اأو التغير‬
‫في حجم غاز الهيدروجين الناتج في وحدة الزمن‪.‬‬
‫�صالبا‪،‬‬
‫لح‪ ß‬عند ح�صــاب معدل ال�صرعة بدللة ا�صتهالك مادة متفاعلة يكون التغير في التركيز ً‬
‫لذلك ي�صرب التغير في التركيز باإ‪T‬صارة �صالب; لأن معدل ال�صرعة هو قيمة عددية موجبة‪.‬‬
‫‪112‬‬
‫‪1‬‬
‫يتحلل مركب اآزومي‪ã‬ان (‪ )CH3N = NCH3‬وفق المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪N2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪C2H6(g‬‬
‫)‪CH3N = NCH3(g‬‬
‫فاإذا كان تركيز (‪ )CH3N = NCH3‬في بداية التفاعل ‪ 2-10 × 1.5‬مول‪/‬لتر واأ�صــبح تركيزه‬
‫بعد مرور ‪ 10‬دقائق ‪ 2-10 × 1.29‬مول‪/‬لتر‪ ،‬اح�صب معدل ال�صرعة لهذا التفاعل‪.‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫معدل �صرعة التفاعل = معدل �صرعة ا�صتهالك ‪CH3N = NCH3‬‬
‫=‬
‫_ ∆]‪[CH3N = NCH3‬‬
‫∆ن‬
‫ (‪)2-10×1.5 -2-10×1.29‬‬‫=‬
‫= ‪ 10 ×2.1‬مول‪/‬لتر‪.‬دقيقة‬
‫‪10‬‬
‫‪4-‬‬
‫لح‪ ß‬اأن عدد المولت في معادلة التفاعل مت�صاوية لجميع المواد; ولذلك فاإن‪:‬‬
‫معدل �صرعة التفاعل =‬
‫معدل �صرعة ا�صتهالك ‪ = CH3N = NCH3‬معدل �صرعة اإنتاج ‪C2H6‬‬
‫= معدل �صرعة اإنتاج ‪N2‬‬
‫في التفاعل الآتي‪:‬‬
‫اإذا كان تركيز ‪ NO‬ي�صــاوي ‪ 0.40‬مول‪/‬لتر بعد مرور ‪ 45‬ثانية على بدء التفاعل‪ ،‬وي�صاوي‬
‫‪ 0.85‬مول‪/‬لتر بعد مرور ‪ 80‬ثانية على بدئه‪:‬‬
‫اح�صب معدل �صرعة ا�صتهالك ‪.CO‬‬
‫اح�صب معدل �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫)‪CO2(g) + NO(g‬‬
‫)‪CO(g) + NO2(g‬‬
‫والآن هل يختلف معدل �صرعة التفاعل اأو �صرعة ا�صتهالك المواد اأو اإنتاجها باختالف عدد المولت‬
‫لتتعرف ذلك‪ ،‬ادر�س الم‪ã‬ال الآتي‪:‬‬
‫في المعادلة الكيميائية الموزونة؟ ّ‬
‫‪113‬‬
‫‪2‬‬
‫يتحلل ‪ N2O4‬اإلى‬
‫‪NO2‬‬
‫كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫)‪N2O4(g‬‬
‫)‪2NO2(g‬‬
‫يبين تغير تركيز المواد المتفاعلة والناتجة مع الزمن‪ ،‬ثم اأجب‬
‫ادر�س الجدول (‪ ،)1-3‬الذي ّ‬
‫عن الأ�صئلة التي تليه‪:‬‬
‫ا÷دول (‪ :)1-3‬تغ‪ Ò‬تركيز ]‪ [N2O4‬و ]‪ [NO2‬مع الزمن‪.‬‬
‫الزمن (ث)‬
‫‪0‬‬
‫‪20‬‬
‫‪40‬‬
‫‪60‬‬
‫]‪ [NO2‬مول‪/‬لتر‬
‫]‪ [N2O4‬مول‪/‬لتر‬
‫‪0‬‬
‫‪0.06‬‬
‫‪0.10‬‬
‫‪0.12‬‬
‫‪0.10‬‬
‫‪0.07‬‬
‫‪0.05‬‬
‫‪0.04‬‬
‫‪ )1‬اح�صب معدل �صرعة ا�صتهالك ‪ N2O4‬في الفترة الزمنية (‪ )40-20‬ث‪.‬‬
‫‪ )2‬اح�صب معدل �صرعة تكون ‪ NO2‬في الفترة الزمنية (‪ )40-20‬ث ‪.‬‬
‫‪ )3‬ما العالقة بين معدل �صرعة ا�صتهالك ‪ ،N2O4‬ومعدل �صرعة تكون ‪NO2‬؟‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪ )1‬معدل �صرعة ا�صتهالك ‪= N2O4‬‬
‫_ ∆]‪[N2O4‬‬
‫∆ن‬
‫=‬
‫‪)0.07 -0.05( -‬‬
‫= ‪ 3-10 ×1‬مول‪/‬لتر‪.‬ث‬
‫‪20- 40‬‬
‫∆]‪[NO2‬‬
‫(‪)0.06-0.10‬‬
‫∆ن =‬
‫‪ )2‬معدل �صرعة تكون ‪= NO2‬‬
‫‪20-40‬‬
‫= ‪ 3-10 ×2‬مول‪/‬لتر‪.‬ث‬
‫‪ )3‬معدل �صرعة ا�صتهالك ‪ N2O4‬ي�صاوي ن�صف معدل �صرعة تكون ‪.NO2‬‬
‫وهذا يتفق مع ال ‪u‬ن�صب المولية للمواد في المعادلة الكيميائية الموزونة‪ ،‬اإذ اإن عدد مولت‬
‫‪N 2O 4‬‬
‫‪114‬‬
‫ي�صاوي ن�صف عدد مولت ‪.NO2‬‬
‫لحــ‪ ß‬في الم‪ã‬ــال ال�صابق‪ ،‬اأننا ح�صلنا علــى قيمتين مختلفتين اإحداها لمعــدل �صرعة ا�صتهالك‬
‫‪ ،N2O4‬والأخرى لمعدل �صرعة تكون ‪ ،NO2‬فاأيهما هو الذي يم‪ã‬ل معدل �صرعة التفاعل؟‬
‫لقد ُ‬
‫ا�صط ‪p‬لح للتعبير عن معدل �صرعة التفاعل الكلي بدللة مول واحد من اأي من المواد‬
‫المتفاعلة اأو الناتجة‪ ،‬وعليه فاإن‪:‬‬
‫معدل �صرعة التفاعل= معدل �صرعة ا�صتهالك ‪= N2O4‬‬
‫وفي التفاعل العام الآتي‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ 2‬معدل �صرعة اإنتاج ‪NO2‬‬
‫‪bB‬‬
‫‪cC‬‬
‫‪+‬‬
‫‪aA‬‬
‫يمكــن التعبيــر عن معدل �صرعة التفاعــل وعالقتها بمعدل �صرعة ال�صتهــالك اأو الإنتاج للمواد‬
‫المختلفة على النحو الآتي‪:‬‬
‫معدل �صرعة التفاعل = ‪ 1a‬معدل �صرعة ا�صتهالك ‪ 1 = A‬معدل �صرعة ا�صتهالك ‪ 1 = B‬معدل �صرعة اإنتاج ‪C‬‬
‫‪b‬‬
‫‪c‬‬
‫كما يمكن التعبير عن معدل �صرعة التفاعل بدللة التغير في التركيز مع الزمن على النحو الآتي‪:‬‬
‫‪ 1‬ـ ∆]‪ 1 [A‬ـ ∆]‪[C]∆ 1 [B‬‬
‫∆ن =‬
‫معدل �صرعة التفاعل = ‪a‬‬
‫∆ن = ‪b‬‬
‫‪∆ c‬ن‬
‫ادر�ــس بيانــات الجدول اأدناه والمتعلقة بالتفاعل الآتــي‪ ،‬والذي يحدث عند ‪�°300‬س‪ ،‬ثم اأجب‬
‫عن الأ�صئلة التي تليه‪:‬‬
‫الزمن (ث)‬
‫‪0‬‬
‫‪50‬‬
‫‪100‬‬
‫‪150‬‬
‫)‪+ O2(g‬‬
‫]‪ [NO2‬مول‪/‬لتر‬
‫)‪2NO(g‬‬
‫)‪2NO2(g‬‬
‫‪0.0100‬‬
‫‪0.0080‬‬
‫‪0.0065‬‬
‫‪0.0055‬‬
‫اكتب العالقة بين معدل �صرعة ا�صتهالك ‪ NO2‬ومعدل �صرعة اإنتاج ‪.O2‬‬
‫اح�صب معدل �صرعة ا�صتهالك‬
‫اح�صب معدل �صرعة اإنتاج ‪NO‬‬
‫‪NO2‬‬
‫في الفترة (‪.)50-0‬‬
‫في الفترة ( ‪.)150-100‬‬
‫ا ُّأي الفترات الآتية يكون معدل �صرعة التفاعل فيها اأعلى؟‬
‫(‪ ،)50-0‬اأو (‪ ،)100-50‬اأو ( ‪ )150-100‬ولماذا؟‬
‫‪115‬‬
‫‪É«fÉK‬‬
‫‪k‬‬
‫ﺗﻐﻴﺮ ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻣﻊ اﻟﺰﻣﻦ‬
‫عرفت اأنه يمكن قيا�س معدل �صــرعة التفاعل بمعرفة التغير في تركيز اإحدى المواد المتفاعلة اأو‬
‫الناتجــة خالل فترة زمنية معينة‪ .‬وال�صــوؤال الآن كيف يمكن قيا�س �صــرعة التفاعل عند لحظة زمنية‬
‫معينة؟ وهل تبقى �صرعة التفاعل ثابتة بمرور الزمن؟‬
‫لالإجابــة عن ذلك‪ ،‬ادر�س بيانات الجدول (‪ )2-3‬التي تم الح�صــول عليها بالتجربة والمتعلقة‬
‫بالتفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪NO(g‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CO2(g‬‬
‫)‪NO2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CO(g‬‬
‫ثم اأجب عن الأ�صئلة التي تليه‪:‬‬
‫ا÷دول (‪ :)2-3‬تغ‪� Ò‬رسعة التفاعل مع الزمن‪.‬‬
‫الزمن (ث) ]‪( [CO‬مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.100‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0.067‬‬
‫‪10‬‬
‫‪0.050‬‬
‫‪20‬‬
‫‪0.040‬‬
‫‪30‬‬
‫‪0.033‬‬
‫‪40‬‬
‫‪0.017‬‬
‫‪100‬‬
‫]‪( [NO2‬مول‪/‬لتر) ال�سرعة الل‪¶ë‬ية (مول‪/‬لتر‪.‬ث)‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×4.9‬‬
‫‪0.100‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×2.2‬‬
‫‪0.067‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×1.2‬‬
‫‪0.050‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×0.8‬‬
‫‪0.040‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×0.5‬‬
‫‪0.033‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×0.1‬‬
‫‪0.017‬‬
‫كيف تتغير �صرعة التفاعل مع مرور الزمن؟‬
‫ماذا يحدث ل�صرعة التفاعل مع تناق�س تركيز المواد المتفاعلة؟‬
‫عند اأي زمن تكون �صرعة التفاعل اأعلى ما يمكن؟ ولماذا؟‬
‫لعلك تو�صــلت من خالل اإجابتك عن الأ�صئلة ال�صــابقة‪ ،‬اإلى اأنه بتناق�س تركيز المواد المتفاعلة‬
‫تتناق�س �صــرعة التفاعل با�صــتمرار‪ ،‬وتكون �صــرعته اأكبر ما يمكن في بداية التفاعل‪ ،‬اأي عند الزمن‬
‫�صفر‪ ،‬وت�صمى ال�صرعة في هذه الحالة ال�سرعة االبتدائية‪ ،‬وت�صمى �صرعة التفاعل عند اأي لحظة زمنية‬
‫ال�سرعة الل‪¶ë‬ية‪ ،‬ويمكن ح�صابها عند زمن محدد من خالل ر�صم منحنى يم‪ã‬ل التغير في تركيز المواد‬
‫المتفاعلــة اأو الناتجــة مع الزمن‪ ،‬ثم اإيجــاد ميل المما�س للمنحنى الناتج عنــد تلك اللحظة‪ً ،‬‬
‫فم‪ã‬ال‪:‬‬
‫‪116‬‬
‫يمكن اإيجاد �صرعة التفاعل ال�صابق بدللة تغير تركيز ‪ CO‬عند الزمن ‪ 35‬ثانية‪ ،‬بر�صم مما�س المنحنى‬
‫عند الزمن ‪ 35‬ثانية‪ ،‬كما في ال�صكل ( ‪:)2-3‬‬
‫‪0.10‬‬
‫‪0.06‬‬
‫‪0.04‬‬
‫‪0.02‬‬
‫‪100 120‬‬
‫‪80‬‬
‫‪60‬‬
‫‪20‬‬
‫‪40‬‬
‫الزمن (ث)‬
‫تركيز ‪( CO‬مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.08‬‬
‫‪0‬‬
‫ال�صكل (‪ :)2-3‬تغ‪ Ò‬تركيز ‪ CO‬مع الزمن‪.‬‬
‫لحــ‪ ß‬اأن المما�ــس يقطع محور التركيز عند ‪ 0.062‬مول‪/‬لتــر‪ .‬ويقطع محور الزمن عند‬
‫‪ 78‬ثانية‪ .‬وعليه يمكن ح�صــاب ال�صــرعة اللحظية للتفاعل عند الزمن ‪ 35‬ثانية كالآتي‪:‬‬
‫ال�صرعة اللحظية =‬
‫∆]‪[CO‬‬
‫∆ن‬
‫‪0-0.062‬‬
‫=‬
‫‪0-78‬‬
‫‪k‬‬
‫‪ÉãdÉK‬‬
‫=‪ 4-10× 7.95‬مول‪/‬لتر‪.‬ث‬
‫أﺛﺮ اﻟﺘﺮﻛﻴﺰ ﻓﻲ ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ )ﻗﺎﻧﻮن ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ(‬
‫عرفت �صــابقًا اأن �صــرعة التفاعل تتناق�س بمرور الزمن ب�صــبب تناق�س تركيز المواد المتفاعلة‪.‬‬
‫طرديا مع تركيز المواد المتفاعلة مرفوعة لأ�س معينة )‪(x‬‬
‫عمليا اأن �صرعة التفاعل تتنا�صب‬
‫ًّ‬
‫وقد وجد ًّ‬
‫فم‪ã‬ال في التفاعل العام الآتي‪:‬‬
‫نواتج‬
‫‪A‬‬
‫يمكن التعبير عن عالقة �صرعة التفاعل بالتركيز على النحو الآتي‪:‬‬
‫�صرعة التفاعل‬
‫‪[A] α‬‬
‫‪x‬‬
‫‪117‬‬
‫حي‪ x å‬ت�صمى رتبة التفاعل للمادة ‪ ،A‬وهي قيمة عددية �صحيحة (‪ )....،2 ،1 ،0‬اأو قد تكون‬
‫قيمة ك�صرية‪ ،‬ويتم ح�صابها عادة من التجربة العملية‪.‬‬
‫ويمكن تحويل العالقة ال�صــابقة اإلى عالقة ت�صــاو‪ m‬باإدخال ثابت التنا�صــب الذي ي�صــمى ثابت �صرعة‬
‫التفاعل )‪ (Rate Constant‬ويرمز له بالرمز ‪ k‬على النحو الآتي‪:‬‬
‫�صرعة التفاعل = ‪[A] k‬‬
‫‪x‬‬
‫وي�صمى ال�صيغة العامة لقانون ال�صرعة‪.‬‬
‫وللو�صول اإلى هذا القانون‪ ،‬يتم ح�صاب رتبة التفاعل ‪ x‬ا ً‬
‫أول‪ ،‬وتعوي�صها في ال�صيغة العامة لقانون‬
‫عمليا‪:‬‬
‫ال�صرعة‪ .‬والم‪ã‬ال الآتي يو�صح كيفية اإيجاد قيمة ‪ًّ x‬‬
‫‪3‬‬
‫يتفكك غاز ‪ N2O5‬عند درجة ‪�545‬س كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫وعنــد قيا�ــس �صــرعة التفاعــل البتدائيــة‬
‫با�صــتخدام تراكيــز ابتدائيــة مختلفــة للمــادة‬
‫)‪4NO2(g) + O2(g‬‬
‫المتفاعلة ‪ N2O5‬في عدة تجارب‪ ،‬تم الح�صول‬
‫علــى البيانات الموجودة في الجــدول اأدناه‪،‬‬
‫ادر�س هذه البيانات‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�صئلة التي‬
‫تليها‪:‬‬
‫رقم التجربة‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫]‪ [N2O5‬االبتدائ» (مول‪/‬لتر) ال�سرعة االبتدائية (مول‪/‬لتر‪ .‬ث )‬
‫‪6‬‬‫‪0.02‬‬
‫‪10 ×1.2‬‬
‫‪6‬‬‫‪0.04‬‬
‫‪10 ×2.4‬‬
‫‪6‬‬‫‪0.08‬‬
‫‪10 ×4.8‬‬
‫‪ )1‬ما رتبة التفاعل بالن�صبة للمادة ‪N2O5‬؟‬
‫‪ )2‬اكتب قانون �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫‪ )3‬اح�صب قيمة ثابت �صرعة التفاعل ‪ k‬وبين وحدته‪.‬‬
‫‪118‬‬
‫)‪2N2O5(g‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪ ) 1‬تحديد رتبة التفاعل بالن�صبة للمادة ‪:N2O5‬‬
‫اأ ) نكتب ال�صيغة العامة لقانون ال�صرعة‪:‬‬
‫�س =‬
‫‪[N2O5] k‬‬
‫‪x‬‬
‫ب) نجد قيمة ‪ x‬بتعوي�س قيم التركيز وال�صرعة في قانون ال�صرعة لأي تجربتين م‪ã‬ل (‪ 1‬و ‪:) 2‬‬
‫‪x‬‬
‫(�صرعة التفاعل)‪� = 1‬س‪= 1‬‬
‫‪[N2O5] k‬‬
‫(�صرعة التفاعل)‪� = 2‬س‪= 2‬‬
‫‪[N2O5] k‬‬
‫‪)1(...................‬‬
‫‪1‬‬
‫‪x‬‬
‫‪)2(...................‬‬
‫‪2‬‬
‫جـ) نق�صم �صرعة التفاعل‪ 2‬على �صرعة التفاعل‪ 1‬فنح�صل على‪:‬‬
‫�س‪10 × 2.4 2‬‬
‫=‬
‫‪6‬‬‫�س‪10 × 1.2 1‬‬
‫‪6-‬‬
‫=‬
‫‪) 0.04 ( k‬‬
‫‪x‬‬
‫‪) 0.02 ( k‬‬
‫‪x‬‬
‫م�صاويا للطرف الأيمن لهذه النتيجة‬
‫(‪ x)2( = )2‬ولكي يكون الطرف الأي�صر‬
‫ًّ‬
‫فاإنه ل بد اأن تكون قيمة ‪1= x‬اأي اأن‪:‬‬
‫(‪)2( = )2‬‬
‫‪1‬‬
‫وهذا يعني اأن رتبة التفاعل بالن�صبة للمادة ‪1 = N2O5‬‬
‫كذلــك يمكــن ا�صــتنتاج اأن قيمــة ‪ 1 = x‬من مالحظــة التجربتيــن ( ‪ ) 1.2‬فعند‬
‫م�صاعفة [‪ ]N2O5‬مرتين‪ ،‬ت�صاعفت ال�صرعة بالمقدار نف�صه‪.‬‬
‫‪ )2‬كتابة قانون �صرعة التفاعل‬
‫ول ّأن هــذا التفاعل اأحادي الرتبة; فاإن قانون �صــرعة التفاعــل يكتب بتعوي�س قيمة ‪ x‬في‬
‫ال�صيغة العامة لقانون ال�صرعة على النحو الآتي‪:‬‬
‫�صرعة التفاعل= ‪[N2O5] k‬‬
‫‪1‬‬
‫‪119‬‬
‫‪ )3‬ح�صاب قيمة ثابت �صرعة التفاعل ‪ k‬ووحدته‬
‫لح�صــاب قيمة ‪ k‬نعو�س التركيز وال�صــرعة لأي من التجارب الواردة في الجدول في قانون‬
‫ال�صرعة اأعاله‪ً ،‬‬
‫م‪ã‬ال من تجربة رقم (‪:)1‬‬
‫‪10×1.2‬‬
‫‪6-‬‬
‫مول‬
‫لتر‪.‬ث‬
‫= ‪0.02( k‬‬
‫مول‬
‫لتر‬
‫نق�صم طرفي المعادلة على ‪0.02‬‬
‫‪10 × 1.2‬‬
‫‪ 0.02‬ث‬
‫‪6-‬‬
‫=‬
‫)‬
‫‪1‬‬
‫‪0.02‬‬
‫‪0.02 k‬‬
‫فتكون قيمة ‪10 ×6 = k‬‬
‫‪5-‬‬
‫ث‬
‫‪1-‬‬
‫بعد درا�صــتك الم‪ã‬ال ال�صــابق‪ ،‬لبد اأنك تو�صلت اإلى اأنه ل يوجد عالقة بين عدد مولت ‪N2O5‬‬
‫في المعادلة الموزونة ورتبة التفاعل; لأن عدد مولت‬
‫لها =‪.1‬‬
‫‪N 2O 5‬‬
‫في المعادلة =‪ 2‬ورتبة التفاعل بالن�صبة‬
‫‪4‬‬
‫في التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Cl2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2NO(g‬‬
‫)‪2NOCl(g‬‬
‫تم الح�صول بالتجربة العملية على البيانات المبينة في الجدول اأدناه‪:‬‬
‫رقم التجربة‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪120‬‬
‫]‪ [NOCl‬االبتدائ» (مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.4‬‬
‫‪0.6‬‬
‫�سرعة التفاعل االبتدائية (مول‪/‬لتر‪.‬ث )‬
‫‪9‬‬‫‪10 ×1.6‬‬
‫‪9‬‬‫‪10 ×6.4‬‬
‫‪8‬‬‫‪10 ×1.44‬‬
‫‪ )1‬اكتب قانون �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫‪ )2‬اح�صب قيمة ثابت ال�صرعة ‪ k‬وبين وحدته‪.‬‬
‫‪ )3‬اح�صب �صرعة اإنتاج ‪ Cl2‬في التجربة رقم ‪2‬‬
‫‪ )4‬اح�صب �صرعة تكون ‪ NO‬عندما يكون ]‪ 0.1 = [NOCl‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪ )1‬اإيجاد قانون �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫اأ ) نكتب ال�صيغة العامة لقانون ال�صرعة‪:‬‬
‫�س =‬
‫‪[NOCl] k‬‬
‫‪x‬‬
‫ب) لإيجاد قيمة ‪ x‬ناأخذ التجربتين (‪ 1‬و ‪ً )2‬‬
‫م‪ã‬ال‪:‬‬
‫نالح‪ ß‬عند م�صاعفة التركيز مرتين ت�صاعفت ال�صرعة ‪ 4‬مرات اإذن قيمة ‪2 = x‬‬
‫اأي اأن رتبة التفاعل بالن�صبة للمادة ‪( 2= NOCl‬الرتبة ال‪ã‬انية)‪ ،‬وعليه فاإن قانون �صرعة‬
‫التفاعل‪:‬‬
‫�س =‬
‫‪[NOCl] k‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ )2‬لح�صاب قيمة ثابت ال�صرعة ‪ k‬يمكن اأن نعو�س القيم في التجربة رقم (‪ )1‬كالآتي‪:‬‬
‫‪ 9 -10×1.6‬مول‪/‬لتر‪.‬ث = ‪ 0.2( k‬مول‪/‬لتر)‬
‫‪2‬‬
‫ومنها ‪10 ×4 = k‬‬
‫‪8-‬‬
‫لتر‪/‬مول‪.‬ث‬
‫لح‪ ß‬اأن وحدة ثابت ال�صرعة ‪ k‬تختلف باختالف رتبة التفاعل‪.‬‬
‫فعندمــا كان التفاعــل من الرتبة الأولى كانت وحدة ثابت ال�صــرعة ‪( k‬ث –‪ ،)1‬وعندما‬
‫كان التفاعل من الرتبة ال‪ã‬انية كانت وحدة ‪( k‬لتر‪/‬مول‪.‬ث)‪.‬‬
‫‪ )3‬لح�صاب �صرعة اإنتاج ‪ Cl2‬في التجربة رقم ‪ 2‬نالح‪ ß‬اأن‪:‬‬
‫�صرعة التفاعل = �صرعة اإنتاج ‪ 9 -10× 6.4 = Cl2‬مول‪/‬لتر‪.‬ث‬
‫‪121‬‬
‫‪ )4‬لح�صــاب �صــرعة تكون ‪ NO‬عندما يكون ]‪ 0.1 =[NOCl‬مول‪/‬لتر نح�صــب ا ً‬
‫أول �صــرعة‬
‫التفاعل من قانون ال�صرعة كما ياأتي‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫�س = ‪[NOCl] k‬‬
‫�س = ‪ 10– 10 × 4 = 2)0.1( × 8 - 10 × 4‬مول‪/‬لتر‪.‬ث‬
‫�صرعة التفاعل =‬
‫‪� 2‬صرعة تكون ‪NO‬‬
‫‪1‬‬
‫‪= 10– 10 × 4‬‬
‫‪� 2‬صرعة تكون ‪NO‬‬
‫‪1‬‬
‫تكون ‪10 × 4×2 = NO‬‬
‫ومنها‪ ،‬فاإن �صرعة ّ‬
‫–‪10‬‬
‫= ‪ 10– 10 × 8‬مول‪/‬لتر‪.‬ث‬
‫نواتج‬
‫في التفاعل العام الآتي‪:‬‬
‫‪2A‬‬
‫اإذا علمت اأن قيمة ثابت ال�صرعة ‪ k‬عند درجة حرارة معينة ي�صاوي ‪4- 10 ×1.5‬ث ‪.1-‬‬
‫اكتب قانون �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫اح�صب �صرعة التفاعل عندما يكون ]‪ 0.1 = [A‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ويمكــن ا�صــتخدام الطريقة ال�صــابقة لتعييــن رتب التفاعالت التي ت�صــتمل على اأك‪ã‬ــر من مادة‬
‫ولتتعرف ذلك ادر�س الم‪ã‬ال الآتي‪:‬‬
‫متفاعلة‪،‬‬
‫ّ‬
‫‪5‬‬
‫في التفاعل‪:‬‬
‫)‪Cl2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H2O(g) +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪NO(g‬‬
‫تم جمع البيانات في الجدول الآتي عند درجة حرارة ‪�°25‬س‪:‬‬
‫‪122‬‬
‫)‪NO2(g) + 2HCl(g‬‬
‫رقم التجربة ]‪ [NO2‬االبتدائ» (مول‪/‬لتر) ]‪ [HCl‬االبتدائ» (مول‪/‬لتر) ال�سرعة االبتدائية (مول‪/‬لتر‪.‬ث)‬
‫‪3‬‬‫‪0.30‬‬
‫‪1‬‬
‫‪10 ×1.4‬‬
‫‪0.30‬‬
‫‪3‬‬‫‪0.60‬‬
‫‪2‬‬
‫‪10 ×2.8‬‬
‫‪0.30‬‬
‫‪3‬‬‫‪0.30‬‬
‫‪3‬‬
‫‪10 ×2.8‬‬
‫‪0.60‬‬
‫‪ )1‬ما رتبة التفاعل بالن�صبة لكل من ‪HCl ، NO2‬؟‬
‫‪ )2‬ما رتبة التفاعل الكلية؟‬
‫‪ )3‬اكتب قانون �صرعة التفاعل؟‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪ )1‬نكتب ال�صيغة العامة لقانون �صرعة التفاعل‪:‬‬
‫�س = ‪[HCl] x[NO2] k‬‬
‫‪y‬‬
‫ولإيجاد رتبة التفاعل بالن�صبة لـ‬
‫‪ NO2‬ناأخذ التجربتين (‪ )1.2‬والذي يكون تركيز ‪HCl‬‬
‫فيهما ثابت‪ ،‬فيكون قانون �صرعة التفاعل‪ 2‬كما ياأتي‪:‬‬
‫�س‪)0.30( x)0.60( k = 3–10×2.8 = 2‬‬
‫‪y‬‬
‫وقانون �صرعة التفاعل‪ 1‬كالآتي‪:‬‬
‫�س‪)0.30( x)0.30( k = 3-10 × 1.4 = 1‬‬
‫‪y‬‬
‫وبق�صمة �س‪ 2‬على �س‪ 1‬نح�صل على‪:‬‬
‫�س‪10 × 2.8 2‬‬
‫‪= 3‬‬‫=‬
‫�س‪10 × 1.4 1‬‬
‫‪x‬‬
‫ومنها ‪1= x‬‬
‫‪)2( = 2‬‬
‫‪3-‬‬
‫‪)0.30( x)0.60( k‬‬
‫‪y‬‬
‫‪)0.30( x)0.30( k‬‬
‫‪y‬‬
‫اأي اأن رتبــة التفاعــل بالن�صــبة لـــ ‪ 1 = NO2‬وهذا يعنــي اأنه عند م�صــاعفة ]‪ [NO2‬مرتين‬
‫تت�صاعف �صرعة التفاعل مرتين‪.‬‬
‫ولإيجاد رتبة التفاعل بالن�صبة لـ ‪ HCl‬ناأخذ التجربتين (‪ )1.3‬والذي يكون تركيز‬
‫‪NO2‬‬
‫فيهما ثابت‪.‬‬
‫‪123‬‬
‫وبق�صمة �س‪ 3‬على �س‪ 1‬نح�صل على‪:‬‬
‫�س‪10 × 2.8 3‬‬
‫‪= 3‬‬‫=‬
‫�س‪10 × 1.4 1‬‬
‫‪y‬‬
‫ومنها ‪1 = y‬‬
‫‪)2( =2‬‬
‫‪3-‬‬
‫‪)0.60( 1)0.30( k‬‬
‫‪y‬‬
‫‪)0.30( 1)0.30( k‬‬
‫‪y‬‬
‫اأي اأن رتبة التفاعل بالن�صبة لـ ‪HCl‬‬
‫�صرعة التفاعل بالمقدار نف�صه‪.‬‬
‫=‪ .1‬وهذا يعني اإذا ت�صاعف ]‪ [HCl‬مرتين‪ ،‬تت�صاعف‬
‫‪ )2‬رتبة التفاعل الكلية = مجموع الرتب بالن�صبة للمواد المتفاعلة ) ‪2= 1+1 = ( x +y‬‬
‫‪ )3‬قانون �صرعة التفاعل هو‪� :‬س =‬
‫‪[HC1]1[NO2] k‬‬
‫‪1‬‬
‫�صفرا؟‬
‫ما معنى اأن تكون رتبة التفاعل بالن�صبة لمادة ما ت�صاوي ً‬
‫نواتج‬
‫في التفاعل الفترا�صي الآتي‪:‬‬
‫المجاورعمليا من خالل التجربة‪:‬‬
‫تم ت�صجيل البيانات المبينة في الجدول‬
‫ًّ‬
‫‪D‬‬
‫رقم التجربة‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫]‪ [D‬االبتدائ»‬
‫(مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.3‬‬
‫؟؟‬
‫]‪ [E‬االبتدائ»‬
‫(مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.05‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫]‪ [F‬االبتدائ»‬
‫(مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.4‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫اكتب قانون �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫اح�صب تركيز المادة ‪ D‬في التجربة رقم ‪.5‬‬
‫‪124‬‬
‫‪+‬‬
‫‪E‬‬
‫‪+‬‬
‫‪F‬‬
‫ال�سرعة االبتدائية‬
‫(مول‪/‬لتر‪.‬ث)‬
‫‪6‬‬‫‪10× 4.4‬‬
‫‪6‬‬‫‪10× 8.8‬‬
‫‪6‬‬‫‪10× 4.4‬‬
‫‪5‬‬‫‪10×1.32‬‬
‫‪6‬‬‫‪10× 8.8‬‬
‫و�صح المق�صود بكل مما ياأتي‪:‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫معدل �صــرعة التفاعل الكيميائي‪ ،‬رتبة التفاعل ‪ ،‬ال�صــرعة البتدائية للتفاعل ‪ ،‬ال�صرعة اللحظية‪،‬‬
‫قانون ال�صرعة‪ ،‬رتبة التفاعل الكلية ‪.‬‬
‫‪ )2‬في تفاعل المغني�صيوم مع محلول ‪n‬حم�س ‪HCl‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫)‪2HCl(aq‬‬
‫‪MgCl2(aq) +‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Mg(s‬‬
‫اختفت قطعة من ‪ Mg‬كتلتها ‪ Æ2‬عند و�صــعها في محلول ‪ HC1‬بعد مرور ‪ 5‬دقائق‪ ،‬اح�صــب‬
‫معدل �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫‪ )3‬يتحول ‪ N2O4‬اإلى ‪NO2‬‬
‫في وعاء مغلق‪ ،‬فاإذا تمت متابعة التغير في تركيز النواتج بالن�صبة للزمن‪،‬‬
‫فا ُّأي الأ‪T‬صكال )‪ (D , C , B , A‬تم‪ã‬ل المعلومات التي تم جمعها؟‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫]‪[NO2‬‬
‫]‪[NO2‬‬
‫الزمن‬
‫الزمن‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫]‪[NO2‬‬
‫‪)4‬‬
‫يتحلل الأوزون ‪ O3‬وفقًا للمعادلة الآتية‪3O2(g) :‬‬
‫]‪[NO2‬‬
‫الزمن‬
‫الزمن‬
‫)‪2O3(g‬‬
‫اإذا تغير تركيز ‪ O3‬من ‪ 4.2‬مول‪/‬لتر اإلى ‪ 3.6‬مول‪/‬لتر خالل ‪ 100‬دقيقة‪:‬‬
‫اأ ) اح�صب معدل �صرعة اإنتاج ‪ O2‬خالل الفترة الزمنية نف�صها بوحدة مول‪/‬لتر‪.‬ث‪.‬‬
‫ب) اح�صب معدل �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫جـــ) ما العالقة بين معدل �صــرعة تحلل ‪ O3‬ومعدل �صــرعة تكون ‪ O2‬بدللــة التغير في التركيز‬
‫والتغير في الزمن؟‬
‫‪125‬‬
‫‪ )5‬في التفاعل الآتي‪:‬‬
‫)‪3H2O(l‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3Br2(l) +‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪6H‬‬
‫‪BrO3-(aq) + 5Br-(aq) +‬‬
‫تم الح�صول على البيانات الآتية من التجربة العملية‪:‬‬
‫رقم التجربة ]‪( [BrO3-‬مول‪/‬لتر) ]‪( [Br-‬مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫]‪( [H+‬مول‪/‬لتر)‬
‫ال�سرعة االبتدائية (مول‪/‬لتر‪.‬ث)‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪10 × 8‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×1.6‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×3.2‬‬
‫‪3‬‬‫‪10 ×3.2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪4-‬‬
‫�أ ) اكتب قانون �سرعة التفاعل‪.‬‬
‫ب) اح�سب قيمة ثابت ال�سرعة ‪ k‬وما وحدة قيا�سه؟‬
‫جـ) ما رتبة التفاعل الكلية؟‬
‫‪ )6‬ادر�س الجدول الآتي‪ ،‬ثم �أجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫رقم التفاعل‬
‫‪1‬‬
‫معادلة التفاعل‬
‫نواجت‬
‫‪A+B+C‬‬
‫املعلومات‬
‫قانون ال�رسعة‬
‫�س= ‪[B]1[A] k‬‬
‫‪2‬‬
‫رقم‬
‫التجربة‬
‫‪2‬‬
‫نواجت‬
‫‪3‬‬
‫‪4NO2 + O2‬‬
‫‪R+M‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪CH4 + CO‬‬
‫‪2N2O5‬‬
‫�س= ‪[N2O5] k‬‬
‫[ ‪]R‬‬
‫[‪]M‬‬
‫�رسعة التفاعل‬
‫مول‪/‬لرت‬
‫مول‪/‬لرت‬
‫مول‪/‬لرت‪.‬ث‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪10×2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪5-‬‬
‫‪10×8‬‬
‫‪5-‬‬
‫‪1‬‬
‫‪CH3CHO‬‬
‫‪k‬‬
‫= ‪ 4-10×2.5‬لرت‪/‬مول‪.‬ث‬
‫أ� ) ماذا يحدث ل�سرعة التفاعل رقم (‪� )1‬إذا ت�ضاعف [‪ ]C‬ثالث مرات مع ثبوت العوامل الأخرى؟‬
‫علما ب�أن الرتبة الكلية للتفاعل ‪.2‬‬
‫ب) اكتب قانون �سرعة التفاعل رقم (‪ً )2‬‬
‫جـ) حدد العالقة بين معدل �سرعة ا�ستهالك ‪ N2O5‬ومعدل �سرعة �إنتاج‬
‫(‪ )3‬بداللة التغير في التركيز والتغير في الزمن‪.‬‬
‫‪126‬‬
‫‪NO2‬‬
‫في التفاعل رقم‬
‫د ) اح�سب �سرعة التفاعل رقم (‪ )4‬عندما يكون [‪ 0.2 = ]CH3CHO‬مول‪/‬لتر‪ ,‬مع ثبوت‬
‫العوامل الأخرى‪.‬‬
‫نواتج‬
‫‪ )7‬في التفاعل االفترا�ضي‬
‫�إذا علمت �أن قانون �سرعة التفاعل هو‪� :‬س =‬
‫‪E + 2B‬‬
‫‪[B] x[E] k‬‬
‫‪1‬‬
‫وعند م�ض��اعفة تركيز ‪ 3 E‬مرات و تركيز ‪ 4 B‬مرات ت�ض��اعفت �س��رعة التفاعل ‪ 36‬مرة‪ .‬ما‬
‫رتبة ‪E‬؟‬
‫م�ستخدما البيانات الواردة في الجدول الآتي والمتعلقة بالتفاعل العام‪:‬‬
‫‪)8‬‬
‫ً‬
‫]‪ [D‬مول‪/‬لتر‬
‫‪0.50‬‬
‫‪0.25‬‬
‫‪0.75‬‬
‫الزمن (ثانية)‬
‫‪2‬‬
‫‪4.2‬‬
‫ن‬
‫�إذا علمت �أن قانون �سرعة التفاعل هو‪:‬‬
‫‪F+C‬‬
‫‪2D‬‬
‫�سرعة التفاعل (مول‪/‬لتر‪ .‬ث )‬
‫‪2‬‬‫‪10 ×15‬‬
‫‪2‬‬‫‪10 ×7.5‬‬
‫؟؟‬
‫�س = ‪]D] k‬‬
‫‪1‬‬
‫�أ ) اح�سب �سرعة التفاعل عندما يكون تركيز ‪ 0.75 = D‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫و�ضح �إجابتك‪.‬‬
‫ب) هل قيمة الزمن ن �أكبر من ‪ 4.2‬ثانية �أم �أقل من ‪ 2‬ثانية؟ ّ‬
‫‪ )9‬في التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪D‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3C‬‬
‫‪2B‬‬
‫‪+‬‬
‫‪A‬‬
‫�إذا علم��ت �أن قيم��ة ثابت ال�س��رعة ‪ k‬للتفاعل عن��د درج��ة ح��رارة معين��ة ي�س��اوي‬
‫‪ 3–10×2‬لتر‪/‬مول‪.‬ث‪ ،‬و�أن قانون �سرعة التفاعل هو‪� :‬س =‬
‫‪[A] k‬‬
‫‪x‬‬
‫�أ ) ما رتبة التفاعل بالن�سبة لكل من ‪ A‬و‪ B‬؟‬
‫ب) اح�س��ب �س��رعة التفاعل عندما يكون تركيز ‪ 0.1 = A‬مول‪/‬لتر‪ ،‬و تركيز‬
‫‪ 0.5 = B‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫جـ) اح�سب �سرعة �إنتاج ‪ ،C‬عندما تكون �سرعة ا�ستهالك ‪ B‬ت�ساوي ‪ 0.6‬مول‪/‬لتر‪.‬ث‪.‬‬
‫د ) كم مرة تت�ضاعف �سرعة التفاعل عند م�ضاعفة [‪ ]A‬مرتين ‪ ،‬و[‪ ]B‬ثالث مرات؟‬
‫‪127‬‬
‫‪»fÉãdG π°üØdG‬‬
‫ﻧﻈﺮﻳﺔ اﻟﺘﺼﺎدم واﻟﻌﻮاﻣﻞ اﻟﻤﺆﺛﺮة ﻓﻲ ﺳﺮﻋﺔ‬
‫اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ‬
‫‪Collision Theory and the Factors that Affect Reaction Rate‬‬
‫تعرفت في الف�صــل الأول من هذه الوحدة مفهوم �صــرعة التفاعل‪ ،‬وطرائق التعبير عنها‪ ،‬وكيفية‬
‫ّ‬
‫ح�صابها‪ .‬وقد تو�صلت من خالل ذلك اإلى اأن �صرعة التفاعالت الكيميائية تتفاوت من تفاعل لآخر‪.‬‬
‫من المهم معرفة العوامل الموؤثرة في �صــرعة التفاعالت الكيميائية المختلفة لزيادة �صرعة بع�صها‬
‫بهــدف زيادة الإنتاجية كزيادة �صــرعة اإنتاج الأمونيا اأو المواد ال�صــناعية المختلفة اأو تقليل �صــرعة‬
‫بع�صــها الآخر التي هي غير مرغوب فيها كتقليل �صــرعة تحلل الأغذية وف�صادها‪ .‬فما هذه العوامل؟‬
‫وكيف توؤثر في �صرعة التفاعل؟ وما النظرية التي تبناها العلماء لتف�صير اأثر هذه العوامل؟‬
‫‪j‬م‪ ∂æµ‬اال‪LE‬ابة عن ‪ √òg‬اال‪�C‬س‪Ä‬لة ‪Zh‬ير‪g‬ا بعد درا�ست∂ ‪òg‬ا الف‪ü‬سل‪jh ,‬توق™ م‪ ∂æ‬بعد ‪P‬ل∂ ا‪C‬ن‪:‬‬
‫تو�صح بنود نظرية الت�صادم‪ ،‬وتوظفها في تف�صير العوامل الموؤثرة في �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫ّ‬
‫ت�صــتنتج العالقة بين طاقة التن�صــيط والتغير في المحتوى الحراري للتفاعل في اتجاهيه‪ :‬الأمامي‬
‫والعك�صي با�صتخدام منحنى الطاقة – �صير التفاعل‪.‬‬
‫ت�صتق�صي العوامل الموؤثرة في �صرعة التفاعل الكيميائي‪.‬‬
‫وتبين اأثره في �صرعة التفاعل‪ ،‬وطاقة التن�صيط‪.‬‬
‫ّ‬
‫تو�صح مفهوم العامل الم�صاعد‪ّ ،‬‬
‫‪128‬‬
‫ﻧﻈﺮﻳﺔ اﻟﺘﺼﺎدم‬
‫تبعا لآلية حدوثها‪ ،‬والظــروف والعوامل التي توؤثر فيها‪،‬‬
‫تتفــاوت �صرعة التفاعــالت الكيميائية ً‬
‫فمنهــا مــا هو �صريع م‪ã‬ل تفاعــل كربونات ال�صوديــوم الهيدروجينية مع الخل‪ ،‬ومنهــا ما هو بطيء‬
‫تكون الما�س في باطن الأر�ــس‪ .‬ولتف�صير كيفية حدوث التفاعل الكيميائي‪ ،‬وفهم اأثر العوامل‬
‫م‪ã‬ــل ّ‬
‫المختلفة الموؤثرة في �صــرعة حدوثه‪ ،‬و�صــع العلماء نظرية اأ�صــموها نظرية الت�صادم‪ ،‬وهي ت�صتمل‬
‫على عدة افترا�صــات‪ ،‬فما هي؟ وكيف �صــاهمت هذه الفترا�صات في تف�صير اأثر العوامل المختلفة‬
‫في �صرعة التفاعالت؟‬
‫تت�صمن نظرية الت�صادم عدة افترا�صات اأهمها‪:‬‬
‫‪πYÉØàdG çhó``ëd »``°SÉ°SCG •ô``°T á∏YÉØàªdG OGƒªdG ≥FÉbO ø«H ΩOÉ``°üàdG ¿CG ≈``∏Y ¢``üæj :∫hC’G ¢``VGôàa’G‬‬
‫ال‪µ‬يميائ``»‪ ،‬وهــذا يعنــي عدم حدوث تفاعل بيــن المواد دون حدوث ت�صــادم بيــن دقائقها‪ .‬واأما‬
‫‪ø«H á∏``°UÉëdG äÉeOÉ``°üàdG OóY ™e ÉvjOôW Ö``°SÉæàJ »FÉ«ª«µdG πYÉØàdG áYô``°S ¿CG ≈∏Y ¢üæ«a :»fÉãdG ¢VGôàa’G‬‬
‫‪ .øeõdG IóMh »a á∏YÉØàªdG OGƒªdG ≥FÉbO‬فكلما زاد عدد الت�صــادمات بين دقائق المواد المتفاعلة زادت‬
‫احتمالية حدوث التفاعل‪.‬‬
‫ولكن هل توؤدي جميع الت�صادمات بين دقائق المواد المتفاعلة اإلى حدوث تفاعل وتكوين مواد‬
‫ناتجة؟ تقودنا مناق�صــة هذا ال�صــوؤال اإلى ‪ø«H ΩOÉ``°üàdG ¿ƒµj ¿CG IQhô``°V ≈∏Y ¢üæj …òdG ådÉãdG ¢VGôàa’G‬‬
‫‪ ،πYÉØàdG çóëj »µd ’É©a‬ويق�صد بالت�صادم الفعال; الت�صادم الذي يوؤدي‬
‫‪á∏YÉØàªdG OGƒªdG ≥FÉbO‬‬
‫‪k ÉeOÉ°üJ‬‬
‫‪k‬‬
‫اإلى تكوين نواتج‪ .‬وحتى يكون الت�صادم ً‬
‫فعال فالبد من ‪T‬صرطين هما‪:‬‬
‫منا�صبا; اأي اأن تت�صادم الدقائق‬
‫‪ :∫hC’G •ô°ûdG‬اأن يكون اتجاه الت�صادم بين دقائق المواد المتفاعلة‬
‫ً‬
‫يبين‬
‫بالتجاه الذي يوؤدي اإلى تكوين النواتج‪ .‬ولتو�صــيح ذلك‪ ،‬ادر�س ال�صــكل (‪ )3-3‬الذي ّ‬
‫تفكك المركب ‪ AB‬كما في المعادلة‪:‬‬
‫‪B2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪A2‬‬
‫‪2AB‬‬
‫‪129‬‬
‫الو�صع اأ‬
‫‪AB‬‬
‫‪A B‬‬
‫‪B A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪AB‬‬
‫‪AB‬‬
‫‪AB‬‬
‫‪B‬‬
‫‪B‬‬
‫الو�صع ب‬
‫‪A‬‬
‫‪A B‬‬
‫‪AB‬‬
‫ال�صكل (‪:)3-3‬الت�صادمات املحتملة ب‪ Ú‬جزيئات ‪.AB‬‬
‫منا�صــبا بحي‪ å‬يوؤدي اإلى‬
‫تفح�س ال�صــكل وبين اأي الأو�صــاع (اأ) اأم (ب) يكون الت�صــادم فيه‬
‫ً‬
‫تكوين المواد الناتجة؟ ولماذا؟‬
‫لح‪ ß‬ا ّأن الو�صع (اأ) تت�صادم فيه ذرة ‪ A‬من الجزيء الأول مع ذرة ‪ B‬من الجزيء ال‪ã‬اني‪ ،‬فيوؤدي‬
‫غير منا�صب‪.‬‬
‫اإلى اإعادة تكوين ‪ ،AB‬وهو المادة المتفاعلة نف�صــها‪ ،‬اأي ترتيب الجزيئات المت�صــادمة ُ‬
‫واأما الو�صع (ب) فتت�صادم فيه ذرة‬
‫مع ذرة ‪ ; B‬فيوؤدي اإلى تكوين‬
‫‪A2‬‬
‫‪ A‬من الجزيء الأول مع ذرة ‪ A‬من الجزيء ال‪ã‬اني‪،‬وتت�صادم ذرة ‪B‬‬
‫و ‪ ،B2‬وهي النواتج المطلوبة كما يت�صح من معادلة التفاعل‪ ،‬وهذا‬
‫ي�صير اإلى اأن الو�صع (ب) هو الو�صع المنا�صب لحدوث الت�صادم الذي يوؤدي اإلى تكوين نواتج‪.‬‬
‫بالرجوع اإلى ال�صكل الآتي‪ ،‬الذي يم‪ã‬ل اأحد التفاعالت الكيميائية‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫منا�صبا ويوؤدي اإلى تكوين نواتج؟‬
‫بين ا ّأي الأو�صاع (اأ) اأم (ب) يكون الت�صادم فيها‬
‫ً‬
‫ت�صادم ‪ãÁ‬ل الو�صع (اأ)‬
‫ت�صادم ‪ãÁ‬ل الو�صع (ب)‬
‫حدا اأدنى من الطاقة يكفي لك�صــر‬
‫‪ :»``fÉãdG •ô``°ûdG‬اأن تمتلــك الدقائق المتفاعلة عند ت�صــادمها ًّ‬
‫تكون النواتج‪ .‬وي�صمى هذا الحد الأدنى‬
‫الروابط بين ذراتها‪ ،‬وتكوين روابط جديدة توؤدي اإلى ّ‬
‫من الطاقة ‪ (Activation Energy) §«°ûæàdG ábÉW‬ويرمز لها بالرمز ‪.Ea‬‬
‫‪130‬‬
‫تكون‬
‫عند حدوث الت�صــادم الفعال‪ ،‬ت�صــعف الروابط بين ذرات المــواد المتفاعلة‪ ،‬ويبداأ ّ‬
‫روابط جديدة بين هذه الذرات‪ ،‬فيوؤدي اإلى تكوين بناء غير م�صتقر له طاقة و�صع عالية‪ ،‬ي�صمى‬
‫ليكون النواتج‪ .‬وبالرجوع اإلى تفاعل‬
‫‪q ªdG‬‬
‫‪o óq≤©ªdG‬‬
‫‪o‬‬
‫‪ ،(Activated Complex) §``°ûæ‬والذي يتفكك ّ‬
‫تفكك ‪ AB‬يمكن تم‪ã‬يل بناء المعقد المن�صط كما في ال�صكل (‪:)4-3‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A B‬‬
‫ال�صكل (‪ :) 4-3‬بناء املعقد املن�صط‪.‬‬
‫ار�صم بناء المعقد المن�صط في التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪I2‬‬
‫‪2HI‬‬
‫‪H2‬‬
‫‪+‬‬
‫وبناء على ذلك‪ ،‬فاإن الت�صــادم الفعال هوالت�صــادم الذي يحدث بيــن الدقائق التي تمتلك طاقة‬
‫منا�صبا‪ ،‬وهذا ما و�صحته نظرية الت�صادم التي تن�س على اأنه " ل‪ë‬د‪h‬ث‬
‫التن�صيط ويكون اتجاه ت�صادمها‬
‫ً‬
‫‪óëdG áeOÉ``°üàªdG äÉÄjõédG ∂∏àªJ å«ëH á∏YÉØàªdG äÉ``ÄjõédG ø«H ΩOÉ``°üJ çóëj ¿CG óH Óa »``FÉ«ª«c π``YÉØJ‬‬
‫‪."∫É©a ΩOÉ°üJ çhóëd áeRÓdG ábÉ£dG øe ≈fOC’G‬‬
‫‪É«fÉK‬‬
‫‪k‬‬
‫اﻟﻌﻼﻗﺔ ﺑﻴﻦ ﻃﺎﻗﺔ اﻟﺘﻨﺸﻴﻂ )‪ )Ea‬واﻟﺘﻐﻴﺮ ﻓﻲ اﻟﻤﺤﺘﻮى اﻟﺤﺮاري ﻟﻠﺘﻔﺎﻋﻞ )‪(∆H‬‬
‫در�صت في ال�صف العا‪T‬صر اأن التفاعالت الكيميائية تكون م�صحوبة بحدوث تغيرات في الطاقة‪،‬‬
‫ما�صــة للطاقة‪ ،‬م‪ã‬ــل تحلل كربونات‬
‫فبع�صــها تحتــاج اإلى طاقة حتى تحدث‪ ،‬وت�صــمى تفاعالت ّ‬
‫الكال�صيوم بالحرارة‪.‬‬
‫)‪CO2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CaO(s‬‬
‫‪178 kJ‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CaCO3(s‬‬
‫وبع�صها الآخر يوؤدي حدوثه اإلى انبعاث كمية من الطاقة‪ ،‬وت�صمى تفاعالت طاردة للطاقة‪ ،‬م‪ã‬ل‬
‫احتراق المي‪ã‬ان‪.‬‬
‫‪889.5 kJ‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CO2(g‬‬
‫‪2H2O(l) +‬‬
‫)‪2O2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪CH4(g‬‬
‫وهنا يتبادر الى الذهن ال�صوؤال الآتي‪ :‬ما م�صدر الطاقة التي تنتج من التفاعالت الطاردة للطاقة؟‬
‫‪131‬‬
‫الما�صة للطاقة؟‬
‫واأين تخزن الطاقة التي تك�صبها التفاعالت‬
‫ّ‬
‫ُعرف بطاقة و�صع المواد‬
‫يمكن فهم ذلك‪ ،‬اإذا عرفنا اأن المواد المتفاعلة تختزن كمية من الطاقة ت ‪n‬‬
‫المتفاعلــة‪ ،‬اأو المحتوى الحراري للمــواد المتفاعلة‪ ،‬ويرمز له بالرمز )‪ H‬المــواد المتفاعلة(‪ ،‬كما تختزن‬
‫المــواد الناتجة كمية من الطاقة تعرف بطاقة و�صــع المواد الناتجــة‪ ،‬اأو المحتوى الحراري للمواد‬
‫الناتجــة‪ ،‬ويرمــز له بالرمز ) ‪ H‬المواد الناتجة( ويعبر عن الطاقة الم�صــاحبة للتفاعــل بالتغير في المحتوى‬
‫الحراري بين المواد الناتجة والمتفاعلة‪ ،‬ويرمز له بالرمز ‪ ∆H‬اإذ اإن‪:‬‬
‫‪∆H‬‬
‫=‬
‫‪H‬‬
‫– ‪H‬‬
‫المواد الناتجة‬
‫المواد المتفاعلة‬
‫ولتو�صــيح تغيرات الطاقــة التي تحدث خالل التفاعل الكيميائي ادر�س ال�صــكل (‪ )5-3‬الذي‬
‫يم‪ã‬ل تفكك ‪ ،HBr‬ثم اأجب عن الأ�صئلة التي تليه‪:‬‬
‫)‪Br2(g‬‬
‫‪H2+Br2‬‬
‫املواد النا‪Œ‬ة‬
‫‪Ea1‬‬
‫‪∆H‬‬
‫‪2HBr‬‬
‫املواد املتفاعلة‬
‫طاقة الو�صع (كيلو جول)‬
‫‪Ea2‬‬
‫‪H2(g) +‬‬
‫)‪2HBr(g‬‬
‫�ص‪ Ò‬التفاعل‬
‫ال�صكل (‪ :)5-3‬منحنى طاقة الو�صع اأثناء �ص‪ Ò‬التفاعل‪.‬‬
‫التغيرات التي طراأت على طاقة و�صع المواد المتفاعلة اأثناء �صير التفاعل؟‬
‫ما ّ‬
‫ماذا يم‪ã‬ل الفرق بين طاقة و�صع المواد المتفاعلة وطاقة المعقد المن�صط؟‬
‫اأيهما طاقة و�صعه اأعلى‪ ،‬المواد المتفاعلة اأم المواد الناتجة؟‬
‫يو�صــح ال�صــكل (‪ )5-3‬اأن طاقة و�صــع المواد المتفاعلة في التفاعل ال�صــابق تزداد اأثناء �صــير‬
‫‪132‬‬
‫التفاعل ب�صــبب ت�صــادمها‪ ،‬حتى ت�صل الى اأعلى قيمة لها ت�صمى ‪ ،§°ûæªdG ó≤©ªdG ™``°Vh ábÉW‬وت�صمى‬
‫الطاقة التي تكت�صــبها المواد المتفاعلة للو�صول اإلى طاقة و�صع المعقد المن�صط ‪πYÉØà∏d §«°ûæàdG ábÉW‬‬
‫تكون الروابط الجديدة في جزيئات‬
‫اال‪C‬مام» )‪ .(Ea1‬ونتيجة ّ‬
‫المبين في ال�صكل ال�صابق‪ .‬ولأن طاقة و�صع المواد الناتجة اأكبر‬
‫المت�صــادمة حتى ت�صل اإلى الو�صــع ّ‬
‫‪H2‬‬
‫و‪ ، Br2‬تنخف�س طاقة و�صع المواد‬
‫ما�صــا للطاقة‪ ،‬وبناء على ذلك تكون اإ‪T‬صــارة ‪∆H‬‬
‫من طاقة و�صــع المواد المتفاعلة; فاإن التفاعل يعد ًّ‬
‫موجبة‪.‬‬
‫وعند النظر اإلى التفاعل العك�صي‪ ،‬فاإن الفرق بين طاقة و�صع المعقد المن�صط وطاقة و�صع المواد‬
‫الناتجة ي�صمى ‪.(Ea2) »°ùµ©dG πYÉØà∏d §«°ûæàdG ábÉW‬‬
‫وفــي التفاعــالت الطــاردة للطاقة تكون طاقة و�صــع المواد الناتجة اأقل من طاقة و�صــع المواد‬
‫المتفاعلة; لذلك تكون اإ‪T‬صارة ‪� ∆H‬صالبة‪.‬‬
‫ولتو�صيح ذلك‪ ،‬ادر�س الم‪ã‬ال الآتي‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫ادر�س ال�صكل (‪ )6-3‬الذي يم‪ã‬ل �صير التفاعل الفترا�صي الآتي‪:‬‬
‫‪B‬‬
‫‪AB‬‬
‫‪A +‬‬
‫ثم اأجب عن الأ�صئلة التي تليه‪:‬‬
‫ب‬
‫‪120‬‬
‫د‬
‫اأ‬
‫‪80‬‬
‫‪60‬‬
‫‪40‬‬
‫‪20‬‬
‫�ص‪ Ò‬التفاعل‬
‫طاقة الو�صع (كيلو جول)‬
‫ج‬
‫‪100‬‬
‫‪0‬‬
‫ال�صكل (‪ :)6-3‬منحنى طاقة الو�صع اأثناء �ص‪ Ò‬التفاعل‪.‬‬
‫‪133‬‬
‫‪ )1‬اإ ‪n‬لم ت�صير كل من الرموزالآتية‪ :‬اأ‪ ،‬ب‪ ،‬ج‪ ،‬د؟‬
‫‪ )2‬ما مقدار طاقة و�صع المعقد المن�صط؟‬
‫‪ )3‬ما مقدار طاقة و�صع المواد المتفاعلة؟‬
‫‪ )4‬ما قيمة التغير في المحتوى الحراري )‪ (∆H‬للتفاعل؟‬
‫‪ )5‬هل التفاعل ما�س للطاقة اأم طارد لها؟‬
‫‪ )6‬ما مقدار طاقة التن�صيط للتفاعل العك�صي؟‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪ )1‬الرمز(اأ) ي�صير اإلى المواد الناتجة‪.‬‬
‫الرمز(ب) ي�صير اإلى حالة المعقد المن�صط‪.‬‬
‫الرمز(ج) ي�صير اإلى طاقة التن�صيط للتفاعل الأمامي )‪.(Ea1‬‬
‫الرمز(د ) ي�صير اإلى التغير في المحتوى الحراري للتفاعل )‪.(∆H‬‬
‫‪ )2‬طاقة و�صع المعقد المن�صط ت�صاوي ‪120‬كيلوجول‪.‬‬
‫‪ )3‬طاقة و�صع المواد المتفاعلة ت�صاوي ‪ 60‬كيلوجول‪.‬‬
‫‪ )4‬التغير في المحتوى الحراري )‪ 20- =60-40= (∆H‬كيلوجول‪.‬‬
‫‪ )5‬التفاعل طارد للطاقة‪.‬‬
‫‪ )6‬طاقة التن�صيط للتفاعل العك�صي (‪ 80= 40 –120 = (Ea2‬كيلوجول‪.‬‬
‫اإذا كانت قيم طاقات الو�صع (كيلوجول) لتفاعل افترا�صي هي‪:‬‬
‫المــواد المتفاعلــة ‪ ،80‬المــواد الناتجة ‪ ،50‬طاقة التن�صــيط للتفاعــل الأمامي ‪،75= Ea1‬‬
‫فاأجب عن الأ�صئلة الآتية‪:‬‬
‫ما قيمة طاقة التن�صيط للتفاعل العك�صي؟‬
‫ما طاقة و�صع المعقد المن�صط؟‬
‫ما قيمة ‪ ∆H‬للتفاعل؟‬
‫‪134‬‬
‫‪k‬‬
‫‪ÉãdÉK‬‬
‫اﻟﻌﻮاﻣﻞ اﻟﻤﺆﺛﺮة ﻓﻲ ﺳﺮﻋﺔ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ‬
‫تتاأثر �صــرعة التفاعل بعدد من العوامل منها تركيز المواد المتفاعلة‪ ،‬وطبيعتها‪ ،‬وم�صاحة ال�صطح‬
‫المعر�س للتفاعل‪ ،‬ودرجة الحرارة‪ ،‬وا�صتخدام العامل الم�صاعد‪ .‬فكيف توؤثر هذه العوامل في �صرعة‬
‫التفاعل الكيميائي؟ وكيف يمكن تف�صير اأثر هذه العوامل في �صوء نظرية الت�صادم؟‬
‫‪J -1‬ر‪c‬يز المواد المتفاعلة‬
‫ولتتعرف اأثر التركيز في �صــرعة‬
‫تتاأثــر �صــرعة التفاعل الكيميائي بتغير تركيز المــواد المتفاعلة‪،‬‬
‫ّ‬
‫الت‪Ø‬اع‪ ,π‬ن ‪Øq‬ذ الن�ساط ال‪:»JB‬‬
‫(‪ :)1-3‬ا‪C‬ثر التر‪c‬يز ‪� »a‬سرعة التفاعل‬
‫المواد ‪h‬اال‪C‬د‪h‬ات‬
‫‪T‬صــريط من المغني�صــيوم ‪3 ،Mg‬محاليل ‪ HCl‬اأحدهما بتركيز‬
‫‪0.1‬‬
‫‪1‬‬
‫مول‪/‬لرت مول‪/‬لرت‬
‫‪0.01‬‬
‫مول‪/‬لرت‬
‫‪1‬مول‪/‬لتــر وال‪ã‬اني بتركيــز ‪ 0.1‬مول‪/‬لتــر‪ ،‬وال‪ã‬ال‪ å‬بتركيز‬
‫‪0.01‬مول‪/‬لتــر‪ ،‬وثالثــة اأنابيــب اختبــار‪ ،‬وحامــل اأنابيــب‬
‫الختبار‪ ،‬وقفازات‪.‬‬
‫‪äGƒ£îdG‬‬
‫‪-1‬‬
‫�صع في اأنبوب الختبار الأول ‪5‬مل من حم�س ‪HCl‬‬
‫تركيزه ‪1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫الذي‬
‫‪� -2‬صع في اأنبوب الختبار ال‪ã‬اني ‪ 5‬مل من ‪ HCl‬الذي تركيزه‬
‫‪0.1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ال�صكل(‪ :)7-3‬تفاعل حم�س‬
‫‪ HCl‬برتاكيز ‪‬تلفة مع املغني�صيوم‪.‬‬
‫‪� - 3‬صع في اأنبوب الختبار ال‪ã‬ال‪ 5 å‬مل من ‪ HCl‬الذي تركيزه ‪0.01‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫‪ -4‬ق�س ‪�10‬صم من ‪T‬صريط المغني�صيوم ّ‬
‫وقطعه اإلى ثالث قطع مت�صاوية‪.‬‬
‫‪ -5‬اأ�صف قطعة من المغني�صيوم اإلى كل اأنبوب من الأنابيب ال�صابقة‪.‬‬
‫ما دلئل حدوث التفاعل؟‬
‫في اأي الأنابيب كانت �صرعة التفاعل اأكبر؟ ولماذا؟‬
‫‪135‬‬
‫ي�ؤدي تفاعل المغني�س��يوم مع محلول ‪� HCl‬إلى ت�ص��اعد غاز الهيدروجين‪ ،‬كما في المعادلة‬
‫الآتية‪:‬‬
‫)‪H2(g‬‬
‫)‪2HCl(aq‬‬
‫‪MgCl2(aq) +‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪Mg(s‬‬
‫ويت�ضح من الن�شاط ال�سابق �أن الأنبوب الذي يحتوي على محلول ‪ HCl‬الذي تركيزه ‪1‬مول‪/‬لتر‬
‫كانت كمية غاز الهيدروجين المت�صاعدة منه �أكبرما يمكن‪ ،‬ويليه الأنبوب الذي يحتوي على‬
‫محلول ‪ HCl‬ذي التركيز ‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‪ ،‬و�أقلها المحلول ذو التركيز‪ 0.01‬مول‪/‬لتر‪ ،‬وهذا يدل‬
‫على �أن �سرعة التفاعل الكيميائي زادت بزيادة تركيز ‪.HCl‬‬
‫والآن كيف نف�سر ذلك باالعتماد على نظرية الت�صادم؟‬
‫�إن ازدي��اد تركي��ز ‪ HCl‬يزيد من عدد �أيون��ات ‪ Cl-‬و‪ H+‬الموجودة في وح��دة الحجم‪ ،‬وهذا‬
‫بدوره يزيد من عدد الت�ص��ادمات الكلية المحتملة بينها وبين دقائق المغني�س��يوم‪ ،‬فيزداد عدد‬
‫الت�صادمات الفعالة‪ ،‬في�ؤدي �إلى زيادة �سرعة التفاعل‪.‬‬
‫ويمكن تو�ضيح ذلك من خالل المخطط الآتي‪:‬‬
‫ازدياد تركيز‬
‫ازدياد عدد الدقائق في وحدة الحجم‬
‫‪HCl‬‬
‫ازدياد عدد الت�صادمات الفعالة‬
‫الكلية المحتملة‬
‫وال�شكل (‪ )8-3‬يو�ضح �أثر التركيز في عدد الت�صادمات‪.‬‬
‫ازدياد عدد الت�صادمات‬
‫زيادة �سرعة التفاعل‪.‬‬
‫ال�شكل(‪:)8-3‬زيادة عدد الت�صادمات املمكنة بزيادة تركيز املواد املتفاعلة‪.‬‬
‫‪ -2‬طبيعة المادة المتفاعلة‬
‫تبعا الختالف تركيبها الكيميائي وخ�صائ�ص��ها‪ .‬ولتو�ض��يح‬
‫تختل��ف المواد في �س��رعة تفاعلها ً‬
‫ذلك‪� ,‬أجب عن الأ�سئلة الآتية‪:‬‬
‫�أ – �أيهما �أ�سرع تفاعلاً مع الماء فلز ال�صوديوم �أم فلز المغني�سيوم؟‬
‫ب‪ -‬في � ّأي الحاالت الآتية يظهر اللون الأ�صفر ب�سرعة �أكبر‪ ،‬عند خلط محلول نترات الف�ضة‬
‫‪136‬‬
‫‪ AgNO3‬مع محلول يوديد البوتا�صيوم ‪ KI‬اأم عند خلط م�صحوقين منهما؟‬
‫بعد اإجابتك عن الأ�صئلة ال�صابقة‪ ،‬لعلك تو�صلت اإلى اأن ال�صوديوم يتفاعل مع الماء ب�صرعة اأكبر‬
‫ً‬
‫ن�صــاطا‪ ،‬ويعود ذلك اإلى طبيعة تركيبــه الكيميائي فهو يحتوي على‬
‫مــن المغني�صــيوم; لأنه اأك‪ã‬ر‬
‫اإلكتــرون واحد في مداره الأخير مما ي�صــهل ف ‪r‬قده‪ .‬كما اأن �صــرعة ظهور اللون الأ�صــفر عند‬
‫تفاعل المواد في حالة المحلول اأكبر من �صرعة ظهوره في حالة الم�صحوق; لأن الأيونات في‬
‫حالة الم�صحوق تكون مقيدة الحركة‪ ،‬وفي حالة المحلول تكون حرة الحركة وهذا بدوره يزيد‬
‫من عدد الت�صــادمات الكليــة المحتملة بين الأيونات‪ ،‬فيزداد عدد الت�صــادمات الفعالة‪ ،‬وتزداد‬
‫�صرعة التفاعل‪.‬‬
‫‪áÑ∏°üdG ádÉëdG »a á∏YÉØàªdG OGƒªdG í£°S áMÉ°ùe -3‬‬
‫لتتعرف‬
‫ماذا تتوقع اأن يحدث ل�صرعة التفاعل عند ازدياد م�صاحة �صطح المواد ال�صلبة المتفاعلة؟ ّ‬
‫‪P‬ل∂ ن ‪Øq‬ذ الن�ساط ال‪:»JB‬‬
‫(‪πYÉØàdG áYô°S »a á∏YÉØàªdG OGƒªdG í£°S áMÉ°ùe ôKCG :(2-3‬‬
‫المواد ‪h‬اال‪C‬د‪h‬ات‬
‫ثالث قطع من الطبا‪T‬صير المت�صاوية في الكتلة‪ ،‬محلول من الخل‪ ،‬كاأ�س زجاجية �صعة ‪ 100‬مل عدد ‪.3‬‬
‫‪äGƒ£îdG‬‬
‫‪� -1‬صع اإحدى قطع الطبا‪T‬صير كاملة في الكاأ�س الأول‪.‬‬
‫‪ -2‬ق�صم القطعة ال‪ã‬انية اإلى قطع �صغيرة‪ ،‬ثم �صعها في الكاأ�س ال‪ã‬اني‪.‬‬
‫‪ -3‬ا�صحق قطعة الطبا‪T‬صير ال‪ã‬ال‪ã‬ة با�صتخدام الهاون‪ ،‬ثم �صعها في الكاأ�س الزجاجي ال‪ã‬ال‪.å‬‬
‫و�صجل مالحظاتك‪.‬‬
‫‪-4‬اأ�صف ‪ 20‬مل من الخل اإلى كل من الكوؤو�س ال‪ã‬الثة ال�صابقة‪ّ ،‬‬
‫في اأي الكوؤو�س كان التفاعل اأ�صرع؟ ولماذا؟‬
‫ما ا�صم الغاز الناتج عن التفاعل؟‬
‫ل©ل∂ ‪J‬و‪U‬س``ل‪ â‬ب©‪J ó‬ن‪«Ø‬ذ الن�س``اط‪ ,‬ا‪E‬لى اأن ال¨ا‪R‬النا‪ èJ‬عن الت‪Ø‬اع‪g π‬و ‪Z‬ا‪K R‬ان» اأ‪�c‬س«‪ ó‬ال‪ôµ‬بون‬
‫‪ ،CO2‬واأن �صــرعة ت�صاعده في الكاأ�س الذي يحتوي على م�صحوق الطبا‪T‬صير كانت اأكبر‪ ،‬ويرجع‬
‫‪137‬‬
‫عر�س للتفاعل في هذه الحالة اأكبر; وهذا يزيد من عدد الت�صادمات‬
‫ذلك اإلى اأن م�صاحة ال�صطح ُ‬
‫الم ّ‬
‫الكلية المحتملة‪ ،‬فيزداد عدد الت�صادمات الفعالة‪ ،‬فتزداد �صرعة التفاعل‪ .‬انظر ال�صكل (‪.)9-3‬‬
‫ال�صكل(‪ :)9-3‬زيادة عدد الت�صادمات بزيادة م�صاحة ال�صطح‪.‬‬
‫‪ -4‬در‪L‬ة ال‪ë‬رارة‬
‫توؤثر درجة الحرارة في حياتنا ب�صــكل كبير ووا�صــح‪ ،‬ففي المطب‪ ï‬نزيد درجة الحرارة لإن�صاج‬
‫الطعام ب�صــرعة اأكبر‪ ،‬ون�صــع الأطعمة في ال‪ã‬الجة لنقلل من احتماليــة حدوث التفاعالت التي‬
‫تــوؤدي اإلى تحللها وف�صــادها‪ ،‬ونحف‪ ß‬عبــوات الأدوية عند درجات حــرارة معينة لمنع تلفها‪.‬‬
‫لذلك تعد درجة الحرارة من العوامل المهمة التي توؤثر في �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫تبين اأثر درجة الحرارة في �صرعة التفاعل بو�صو‪ ì‬تفاعل بيرمنغنات البوتا�صيوم‬
‫ومن الأم‪ã‬لة التي ّ‬
‫‪ KMnO4‬مع حم�س الأوك�صــاليك ‪H2C2O4‬‬
‫حرارة مختلفتين‪ ،‬كما في ال�صكل (‪.)10-3‬‬
‫‘ بداية التفاعل‬
‫درجة حرارة الغرفة‬
‫لإنتاج ثاني اأك�صــيد الكربون والماء عند درجتي‬
‫بعد ‪ 5‬دقائق‬
‫بعد ‪ 10‬دقائق‬
‫ت�صخ‪Ú‬‬
‫ال�صكل(‪ )10-3‬زيادة �رسعة التفاعل الكيميائي بزيادة درجة ا◊رارة‪.‬‬
‫‪138‬‬
‫لح‪ ß‬اختفاء اللون البنف�صــجي لبيرمنغنات البوتا�صيوم بالت�صخين‪ ،‬في حين اأنه ما زال موجو ًدا‬
‫عند درجة حرارة الغرفة بعد م�صي الوقت نف�صه; وهذا يدل على اأن التفاعل قد انتهى عند درجة‬
‫م�صــتمرا عند درجة الحرارة الأقل; ف�صرعة هذا التفاعل ازدادت‬
‫الحرارة الأعلى‪ ،‬ولكنه ما زال‬
‫ً‬
‫بزيادة درجة الحرارة‪.‬‬
‫والآن‪ ،‬كيف تف�صر نظرية الت�صادم اأثر درجة الحرارة في �صرعة التفاعل الكيميائي؟‬
‫در�صــت في ال�صف الحادي ع�صر افترا�صــات نظرية الحركة الجزيئية‪ ،‬وعرفت اأن توزيع الطاقة‬
‫ويبين ال�صكل‬
‫الحركية على الجزيئات يمكن تو�صــيحه من خالل منحنى ماك�صويل‪-‬بولتزمان‪ّ .‬‬
‫(‪ )11-3‬توزيع الطاقة الحركية لجزيئات اأحد الغازات عند درجتي حرارة مختلفتين‪.‬‬
‫د‬
‫د‬
‫د‪<2‬د‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫�س‬
‫عدد ا÷زيئات‬
‫‪1‬‬
‫�س‬
‫م‬
‫طاقة التن�صيط‬
‫الطاقة ا◊ركية‬
‫‪2‬‬
‫م‬
‫‪1‬‬
‫ال�صكل (‪:)11-3‬توزيع الطاقة ا◊ركية على جزيئات غاز ما عند درجتي حرارة ‪‬تلفت‪.Ú‬‬
‫ادر�س ال�صكل‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�صئلة الآتية‪:‬‬
‫هل تغيرت طاقة التن�صيط بتغير درجة الحرارة؟‬
‫عند اأي درجة حرارة (د‪ )1‬اأم (د‪ )2‬يكون عدد الجزيئات التي تمتلك طاقة التن�صيط اأكبر؟‬
‫اأيهما اأعلى‪ :‬متو�صط الطاقة الحركية (م‪ )1‬اأو (م‪)2‬؟‬
‫من الوا�صــح اأن زيادة درجة الحرارة يزيد من متو�صــط الطاقة الحركيــة للجزيئات (م‪ 2‬اأكبر من‬
‫م‪ )1‬مع بقاء طاقة التن�صــيط ثابتة‪ ،‬وهذا يوؤدي بدوره اإلى زيادة عدد الجزيئات التي تمتلك طاقة‬
‫التن�صيط; فيزيد ذلك من عدد الت�صادمات الفعالة‪ ،‬فتزداد �صرعة التفاعل الكيميائي‪.‬‬
‫لح‪ ß‬اأن عدد الجزيئات (�س) التي تمتلك طاقة التن�صــيط عند درجة حرارة (د‪ )2‬اأكبر من عدد‬
‫الجزيئات (�س) التي تمتلك طاقة التن�صيط عند (د‪.)1‬‬
‫‪139‬‬
‫وتجــدر الإ‪T‬صــارة اإلــى اأن م�صــاحة المنطقــة المظللة عند درجتــي الحــرارة د‪ 1‬ود‪ 2‬تم‪ã‬ل عدد‬
‫الجزيئات التي تمتلك طاقة ت�صــاوي طاقة التن�صــيط اأو اأكبر منها‪ .‬ويمكن تلخي�س ما �صــبق من‬
‫خالل المخطط الآتي‪:‬‬
‫زيــادة درجة الحــرارة‬
‫زيادة متو�صــط الطاقة الحركية للجزيئــات‬
‫الجزيئــات التــي تمتلك طاقة التن�صــيط‬
‫�صرعة التفاعل الكيميائي‪.‬‬
‫زيادة عدد الت�صــادمات الفعالة‬
‫زيادة عدد‬
‫زيادة‬
‫‪-5‬العوامل الم�ساعدة‬
‫حدا‬
‫عرفــت �صــاب ًقا اأن نظريــة الت�صــادم تن�ــس على �صــرورة امتــالك الجزيئــات المتفاعلة ًّ‬
‫اأدنــى مــن الطاقة (طاقة التن�صــيط) لحدوث التفاعــل فيما بينها‪ ،‬ولكننا نحتــاج في ك‪ã‬ير من‬
‫الأحيان اإلى زيادة �صــرعة بع�س التفاعالت التي لها طاقة تن�صــيط عالية وتقليل زمن حدوثها‪،‬‬
‫فن�صــتخدم اأك�صــيد الفناديوم ‪ً V2O5‬‬
‫م‪ã‬ال لت�صــريع عملية تح�صــير حم�ــس الكبريتيك ‪H2SO4‬‬
‫الذي ي�صتخدم في ال�صناعات المختلفة‪ ،‬لذلك يعد‬
‫اأك�صيد الفناديوم من العوامل الم�ساعدة )‪(Catalysts‬‬
‫‪ »gh‬مواد ‪J‬ز‪j‬د من �س``رعة التفاعالت ال‪µ‬يميائية د‪h‬ن ا‪C‬ن‬
‫الطريق الأ�صلي‬
‫‪�J‬ستهل∂ ا‪C‬ث‪æ‬ا‪ A‬التفاعل‪.‬‬
‫وقد اأثبتت التجارب اأن العامل الم�صاعد يمهد‬
‫بديال – اأك‪ã‬ر �صهولة ‪ -‬للتفاعل‪ .‬تمعن‬
‫طري ًقا ً‬
‫ال�صكل (‪.)12-3‬‬
‫الطريق البديل‬
‫ال�صكل (‪ :)12-3‬العامل امل�صاعد ‪Á‬هد طريقًا‬
‫بديال اأك‪� Ì‬صهولة‬
‫ول‪ áaô©ª‬اأ‪ ôK‬ال©ام‪ π‬ال‪�ª‬ساع‪S »a ó‬س‪ô‬ع‪ á‬الت‪Ø‬اع‪ π‬ال‪«ª«µ‬ا‪ »F‬ن ‪Øq‬ذ الن�ساط ال‪:»JB‬‬
‫(‪ :)3-3‬ا‪C‬ثر العامل الم�ساعد ‪� »a‬سرعة التفاعل ال‪µ‬يميائ»‪.‬‬
‫المواد ‪h‬اال‪C‬د‪h‬ات‬
‫مدرج �صــعة ‪ 100‬مل عدد ‪ ،2‬ومحلول فوق اأك�صــيد الهيدروجين ‪ ، H2O2‬و�صائل‬
‫‪p‬مخبار ّ‬
‫تنظيف‪ ،‬وقطارة‪ ،‬ويوديد البوتا�صيوم ‪ ،KI‬قفازان‪.‬‬
‫‪140‬‬
‫‪äGƒ£îdG‬‬
‫‪� -1‬صع ‪ 20‬مل من ‪ H2O2‬في كال المخبارين‪.‬‬
‫‪ -2‬اأ‪V‬س∞ ا‪E‬لى ‪ πc‬من¡‪ª‬ا ب�س™ ‪p‬ن≤اط من ‪S‬سا‪ πF‬التن¶«∞‪ ,‬م™ التح‪ô‬ي∂ )م‪S :á¶MÓ‬سا‪πF‬‬
‫التنظيف يو�صع لم�صاهدة فقاعات الغاز المت�صاعد بو�صو‪.)ì‬‬
‫‪-3‬اأ�صف اإلى اإحدى المخبارين ‪ Æ0.5‬من يوديد البوتا�صيوم ‪.KI‬‬
‫التفاعل من دون اإ�صافة‬
‫العامل امل�صاعد ‪KI‬‬
‫التفاعل بعد اإ�صافة‬
‫العامل امل�صاعد ‪KI‬‬
‫ال�صكل (‪– :)13-3‬لل فوق اأك�صيد الهيدروج‪.H2O2 Ú‬‬
‫في ا ّأي المخبارين تظهر الفقاعات اأ�صرع؟ ولماذا؟‬
‫ما اأثر اإ�صافة يوديد البوتا�صيوم في �صرعة التفاعل؟‬
‫يتحلل فوق اأك�صيد الهيدروجين ببطء عند درجة حرارة الغرفة العادية اإلى ماء واأك�صجين وفق‬
‫المعادلة الآتية‪:‬‬
‫)‪O2(g‬‬
‫وعند اإ�صــافة يوديد البوتا�صــيوم ‪KI‬‬
‫)‪2H2O2(aq‬‬
‫‪2H2O(l) +‬‬
‫اإلى اأحد المخبارين تزداد �صرعة التفاعل‪ .‬ويمكن تم‪ã‬يل‬
‫معادلة التفاعل الحا�صل على النحو الآتي‪:‬‬
‫)‪O2(g‬‬
‫وتعد مادة ‪KI‬‬
‫‪2H2O(l) +‬‬
‫‪KI‬‬
‫)‪2H2O2(aq‬‬
‫ً‬
‫م�صــاعدا‪،‬وهناك اأم‪ã‬لة اأخرى ك‪ã‬يرة على العوامل الم�صــاعدة التي ت�صتخدم‬
‫عامال‬
‫ً‬
‫فــي مجالت ال�صــناعات الكيميائية اأو العمليات الحيوية‪ ،‬فكيف يعمل العامل الم�صــاعد على‬
‫يبين اأثر العامل‬
‫لتتعرف ذلك‪ ،‬ادر�س ال�صــكل (‪ )14-3‬الذي ّ‬
‫زيادة �صــرعة التفاعل الكيميائي؟ ّ‬
‫الم�صاعد في �صير التفاعل‪.‬‬
‫‪141‬‬
‫لح‪ ß‬اأن العامل الم�صاعد يعمل على اإيجاد م�صار بديل للتفاعل اإذ تكون طاقة التن�صيط الالزمة‬
‫لحــدوث التفاعــل بالطريقــة البديلة بوجود العامل الم�صــاعد اأقل منها في حالــة اإجراء التفاعل‬
‫بغياب العامل الم�صــاعد‪ ،‬وهذا يقلل من طاقة تن�صــيط كل من التفاعل الأمامي والعك�صــي‪ .‬كما‬
‫ن�صــط بالمقدار نف�صــه فيقل زمن حدوث التفاعل‪ ،‬ولكنه ل يوؤثر في‬
‫الم ّ‬
‫المعقّد ُ‬
‫تقل طاقة و�صــع ُ‬
‫طاقة و�صع كل من المواد المتفاعلة والمواد الناتجة‪ ،‬كما ل يوؤثر في قيمة ‪.∆H‬‬
‫�ص‪ Ò‬التفاعل من دون‬
‫وجود عامل م�صاعد‬
‫�ص‪ Ò‬التفاعل بوجود‬
‫عامل م�صاعد‬
‫‪Ea1‬‬
‫*‪Ea2‬‬
‫*‪Ea1‬‬
‫‪∆H‬‬
‫�ص‪ Ò‬التفاعل‬
‫حي‪ å‬اإن‪:‬‬
‫‪ Ea1‬طاقة التن�صيط للتفاعل الأمامي من دون عامل م�صاعد‬
‫*‪ Ea1‬طاقة التن�صيط للتفاعل الأمامي بوجود عامل م�صاعد‬
‫‪ Ea2‬طاقة التن�صيط للتفاعل العك�صي من دون عامل م�صاعد‬
‫*‪ Ea2‬طاقة التن�صيط للتفاعل العك�صي بوجود عامل م�صاعد‬
‫ال�صكل (‪ :)14-3‬اأثر العامل امل�صاعد ‘ �ص‪ Ò‬التفاعل‪.‬‬
‫‪142‬‬
‫طاقة الو�صع (كيلو جول)‬
‫‪Ea2‬‬
‫اإذا كانت قيم طاقات الو�صع (كيلوجول) لتفاعل افترا�صي هي‪:‬‬
‫المــواد المتفاعلــة ‪ ،110‬و المواد الناتجة ‪ ،80‬و المعقد المن�صــط من دون عامل م�صــاعد‬
‫‪ ،180‬و المعقد المن�صط بوجود عامل م�صاعد ‪ ،140‬فاأجب عن الأ�صئلة الآتية‪:‬‬
‫ما قيمة طاقة التن�صيط للتفاعل العك�صي من دون عامل م�صاعد؟‬
‫ما قيمة طاقة التن�صيط للتفاعل الأمامي بوجود العامل الم�صاعد؟‬
‫ما قيمة ‪ ∆H‬للتفاعل؟‬
‫ما اأثر اإ�صافة العامل الم�صاعد للتفاعل في طاقة و�صع المواد المتفاعلة؟‬
‫اال‪C‬نز‪j‬مات‬
‫نتجا غاز ثاني اأك�صيد الكربون‬
‫ي�صتخدم الغازولين وقو ًدا لل�صيارات‪ ،‬فهو يتاأك�صد في محرك ال�صيارة‪ُ ،‬م ً‬
‫علما باأن درجة حرارة الغازات الموجودة في المحرك قد ت�صل اإلى اأك‪ã‬ر من ‪�°2200‬س‪،‬‬
‫والماء والطاقة‪ً ،‬‬
‫وبالمقابــل فاإن الخلية الحية تح�صــل علــى حاجتها من الطاقة عن طريق اأك�صــدة الغلوكوز اإلى غاز ثاني‬
‫اأك�صــيد الكربون والماء عند ‪�°37‬س فقط فاإذا كان تاأك�صــده خارج الج�صــم يتطلب توافر درجات حرارة‬
‫عالية فكيف يحدث ذلك داخل الج�صم عند درجة حرارة ‪�°37‬س؟‬
‫وهــب اˆ �صــبحانه وتعالى بع�س الخاليا في اأج�صــامنا القــدرة على اإنتاج مواد تُعــرف بالأنزيمات‪،‬‬
‫التي تُعد اأحد اأهم العوامل الم�صــاعدة; فهي تخف�س طاقة التن�صــيط للتفاعالت‪ .‬وتحتوي اأج�صــامنا على‬
‫اأنزيمــات مختلفــة تعمل على ت�صــريع العمليات الحيوية وتنظمها فلول وجــود الأنزيمات لتعذر حدوث‬
‫التفاعالت من دون توافر طاقة كبيرة ومن الأم‪ã‬لة عليها‪ :‬اأنزيم الأميليز الذي يحلل الن�صــا اإلى �صــكريات‬
‫ثنائية‪ ،‬والأنزيمات الها�صمة التي تفرزها المعدة‪.‬‬
‫أي�صا في اأج�صام الكائنات الحية المختلفة‪ ،‬ومنها م�صببات الأمرا�س م‪ã‬ل البكتيريا‪،‬‬
‫توجد الأنزيمات ا ً‬
‫ولهذا يعتمد عمل بع�س الم�صادات الحيوية الم�صتخدمة في عالج بع�س الأمرا�س على تعطيل الأنزيمات‬
‫في اأج�صام م�صببات الأمرا�س; ما يوؤثرفي بع�س عملياتها الحيوية‪ ،‬م�ص ‪ّ p‬ببا موتها‪.‬‬
‫‪ábÉWh äɪjõfC’G :á«JB’G á«MÉàتdG äGQÉÑ©dÉH Éæk «©à`` °ùe á«JÉeƒ∏©ªdG áµÑ`` °ûdG ≈dEG ´ƒLôdG ∂浪j IOGõà``°SÓd‬‬
‫‪.Enzymes ،Activation Energy and Enzymes ,äɪjõfC’G ,§«°ûæàdG‬‬
‫‪143‬‬
‫و�صح المق�صود بالم�صطلحات الآتية‪:‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫طاقة التن�صيط‪ ،‬العامل الم�صاعد‪ ،‬المحتوى الحراري للتفاعل‪ ،‬المعقد المن�صط ‪ ،‬الت�صادم الفعال‪.‬‬
‫‪ )2‬اعتما ًدا على ال�صــكل (‪ ،)15-3‬اأجب عن‬
‫الأ�صئلة الآتية‪:‬‬
‫ب‬
‫ب) ما رمز طاقة التن�صيط للتفاعل العك�صي؟‬
‫جـــ) ما رمز التغير فــي المحتوى الحراري‬
‫�س‬
‫م‬
‫ك‬
‫‪50‬‬
‫للتفاعل )‪)∆H‬؟‬
‫ما�س للطاقة اأم طارد لها؟‬
‫د ) هل التفاعل ّ‬
‫‪ )3‬في التفاعل الفترا�صي‪:‬‬
‫‪90 kJ‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2AB3‬‬
‫‪150‬‬
‫طاقة الو�صع (كيلو جول)‬
‫اأ ) ما رمز طاقة التن�صيط للتفاعل الأمامي؟‬
‫‪250‬‬
‫�ص‪ Ò‬التفاعل‬
‫ال�صكل (‪ :)15-3‬منحنى طاقة الو�صع اأثناء �صير التفاعل‪.‬‬
‫‪C‬‬
‫‪3B2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪A2‬‬
‫اإذا علمت اأن كتلة العامل الم�صاعد ‪ C‬ت�صاوي ‪ Æ3‬عند بدء التفاعل‪ ،‬واأن طاقة التن�صيط للتفاعل‬
‫العك�صي بوجود العامل الم�صاعد ت�صاوي ‪ 163‬كيلوجول‪.‬‬
‫اأ ) ما كتلة العامل الم�صاعد عند نهاية التفاعل؟‬
‫ب) اح�صب طاقة التن�صيط للتفاعل الأمامي بوجود العامل الم�صاعد‪.‬‬
‫ف�صر ًّ‬
‫كال مما ياأتي‪:‬‬
‫‪ّ )4‬‬
‫اأ ) يتم حرق ال�صكر في ج�صم الإن�صان عند ‪�°37‬س بينما يحتاج حرقه في المختبر اإلى درجة‬
‫حرارة اأعلى بك‪ã‬ير‪.‬‬
‫ب) يتم حرق ن�صارة الخ�صب ب�صرعة اأكبر من حرق قطعة من الخ�صب لها الكتلة نف�صها‪.‬‬
‫جـ) ل توؤدي جميع الت�صادمات بين دقائق المواد المتفاعلة اإلى حدوث تفاعل‪.‬‬
‫د ) عند خلط محلولين من نترات الف�صة وكلوريد ال�صوديوم يتكون را�صب اأبي�س ب�صرعة اأكبر‬
‫من �صرعة ظهوره عند خلطهما وهما على ‪T‬صكل م�صحوق‪.‬‬
‫‪144‬‬
‫‪ )5‬ادر�س ال�صــكل الآتي الذي يبين التفاعل بوجود عامل م�صــاعد ومن دونه‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�صــئلة‬
‫التي تليه‪:‬‬
‫‪C+D‬‬
‫اأ ) ما قيمة كل مما ياأتي‪:‬‬
‫‪E+B‬‬
‫‪70‬‬
‫(‪ )1‬طاقة و�صع كل من المواد المتفاعلة‬
‫‪60‬‬
‫والمواد الناتجة؟‬
‫‪50‬‬
‫(‪ )2‬طاقة تن�صــيط التفاعــل الأمامي من‬
‫‪30‬‬
‫دون عامل م�صاعد؟‬
‫‪20‬‬
‫‪10‬‬
‫(‪ )3‬طاقة تن�صــيط التفاعل العك�صــي مع‬
‫عامل م�صاعد؟‬
‫(‪ )4‬طاقة و�صع المعقد المن�صط من دون‬
‫طاقة الو�صع (كيلو جول)‬
‫‪40‬‬
‫‪0‬‬
‫�ص‪ Ò‬التفاعل‬
‫ال�صكل (‪ :)16-3‬منحنى طاقة الو�صع اأثناء �صير التفاعل‪.‬‬
‫عامل م�صاعد؟‬
‫ما�س اأم طارد للطاقة؟‬
‫ب) هل التفاعل ّ‬
‫وف�صر هذا الأثر بالعتماد على نظرية الت�صادم‪.‬‬
‫‪ّ )6‬بين اأثر رفع درجة الحرارة في �صرعة التفاعل‪ّ ،‬‬
‫م�صتخدما م�صطلحات �صرعة التفاعل‪ ،‬العامل الم�صاعد‪ ،‬م�صار‬
‫‪ )7‬اأكمل الفرا‪ Æ‬في المخطط الآتي‪،‬‬
‫ً‬
‫بديل ل�صير التفاعل‪ ،‬اأنزيمات‪ ،‬طاقة التن�صيط‪.‬‬
‫‪πãe‬‬
‫‪¿ƒµ‬‬
‫‪q jo‬‬
‫‪IOÉjR‬‬
‫‪¢†Øîjo‬‬
‫‪‘ ôKDƒJ‬‬
‫‪ájƒ«◊G äÓYÉØàdG‬‬
‫‪145‬‬
‫‪ )1‬اختر الإجابة ال�صحيحة لكل فقرة من الفقرات الآتية‪:‬‬
‫(‪ )1‬العبارة ال�صحيحة فيما يتعلق ب�صرعة التفاعل الكيميائي‪:‬‬
‫اأ ) تبقى ثابتة من بداية التفاعل وحتى نهايته‪ .‬ب) ل تتاأثر بالتركيز‪.‬‬
‫جـ) ل تتاأثر بالحرارة‪.‬‬
‫د ) تتناق�س مع الزمن‪.‬‬
‫اأ ) �صعفي �صرعة اإنتاج ‪.C‬‬
‫ب) ثل ‪ãn‬ي �صرعة اإنتاج ‪.C‬‬
‫‪� A + 3B‬صرعة ا�صتهالك ‪B‬‬
‫(‪ )2‬في التفاعل الآتي‪2C :‬‬
‫ت�صاوي‪:‬‬
‫جـ) ثالثة اأ�صعاف �صرعة ا�صتهالك ‪.A‬‬
‫د ) ثل‪� å‬صرعة ا�صتهالك ‪.A‬‬
‫اأ ) �صرعة التفاعل ودرجة الحرارة‪.‬‬
‫ب ) الطاقة والتركيز‪.‬‬
‫(‪ )3‬يم‪ã‬ل قانون ال�صرعة العالقة بين‪:‬‬
‫ج ) درجة الحرارة والتركيز‪.‬‬
‫(‪ )4‬اعتما ًدا على التفاعل الآتي‪:‬‬
‫)‪N2(g‬‬
‫د ) �صرعة التفاعل والتركيز‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2H2(g‬‬
‫)‪N2H4(g‬‬
‫اإذا علمت اأن معدل �صــرعة ا�صــتهالك ‪ N2H4‬ي�صــاوي ‪ 0.2‬مول‪/‬لتر‪.‬ث فاإن معدل �صــرعة‬
‫تكون ‪ H2‬بوحدة مول‪/‬لتر‪.‬ث ي�صاوي‪:‬‬
‫ّ‬
‫اأ ) ‪0.1‬‬
‫ب) ‪0.4‬‬
‫جـ) ‪0.8‬‬
‫(‪ )5‬تزداد �صرعة التفاعل عند رفع درجة الحرارة ب�صبب‪:‬‬
‫د ) ‪0.6‬‬
‫اأ ) زيادة طاقة المواد الناتجة‪.‬‬
‫ب) زيادة طاقة المعقد المن�صط‪.‬‬
‫جـ) زيادة عدد الت�صادمات الفعالة‪.‬‬
‫د ) نق�صان طاقة التن�صيط‪.‬‬
‫(‪ )6‬اإ�صافة العامل الم�صاعد للتفاعل‪ ،‬توؤدي اإلى‪:‬‬
‫اأ ) رفع طاقة المعقد المن�صط‪.‬‬
‫جـ) التقليل من طاقة التن�صيط‪.‬‬
‫‪146‬‬
‫ب) خف�س طاقة المواد الناتجة‪.‬‬
‫د ) زيادة �صرعة التفاعل الأمامي ولي�س العك�صي‪.‬‬
‫(‪ُّ � )7‬أي التفاعالت الآتية ُينتج كمية �أكبر من غاز ‪H2‬؟‬
‫�أ ) تفاعل قطعة من الخار�صين مع حم�ض ‪ HCl‬الذي تركيزه ‪1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫ب) تفاعل م�سحوق من الخار�صين مع حم�ض ‪ HCl‬الذي تركيزه ‪1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫جـ) تفاعل م�سحوق من الخار�صين مع حم�ض ‪ HCl‬الذي تركيزه ‪ 0.1‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫د ) تفاعل قطعة من الخار�صين مع حم�ض ‪ HCl‬الذي تركيزه ‪0.5‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫(‪� )8‬إذا كان قانون ال�سرعة للتفاعل االفترا�ضي‬
‫‪+ E‬‬
‫‪Z‬‬
‫‪ D‬هو‪:‬‬
‫�س��رعة التفاعل= ‪ [E] [D] k‬وعند م�ض��اعفة تركيز ‪ E‬ثالث مرات وتركيز ‪D‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫�سرعة التفاعل تت�ضاعف بمقدار‪:‬‬
‫ب) ‪9‬مرات‪.‬‬
‫�أ ) ‪12‬مرة‪.‬‬
‫جـ) ‪6‬مرات‪.‬‬
‫مرتين ف�إن‬
‫د ) ‪ 3‬مرات‪.‬‬
‫‪ )2‬في التفاعل االفترا�ضي الآتي‪:‬‬
‫نواتج‬
‫‪C‬‬
‫‪+‬‬
‫‪B‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2A‬‬
‫عمليا من خالل التجربة‪:‬‬
‫تم الح�صول على البيانات الآتية ًّ‬
‫رقم التجربة ]‪( [A‬مول‪/‬لتر) ]‪( [B‬مول‪/‬لتر) ]‪( [C‬مول‪/‬لتر) ال�سرعة االبتدائية (مول‪/‬لتر‪.‬ث)‬
‫‪0.1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.02‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0.09‬‬
‫‪0.3‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪0.16‬‬
‫‪0.4‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪0.16‬‬
‫‪0.4‬‬
‫‪0.3‬‬
‫�أ ) اكتب قانون �سرعة التفاعل‪.‬‬
‫ب) اح�سب تركيز ‪ C‬عندما تكون ال�سرعة االبتدائية ت�ساوي ‪ 2 -10×1‬مول‪/‬لتر‪.‬ث‪،‬‬
‫و] ‪ 0.05 = [ B ] = [ A‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫‪147‬‬
‫‪ )3‬اعتمد على ال�صكل (‪ ،)17-3‬لالإجابة عن الأ�صئلة الآتية‪:‬‬
‫د‬
‫د‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫اأ‬
‫عدد الجزيئات‬
‫ب‬
‫ل‬
‫ك‬
‫الطاقة الحركية‬
‫ال�صكل (‪ :)17-3‬توزيع الطاقة الحركية على جزيئات غاز ما عند درجتي حرارة مختلفتين‪.‬‬
‫اأ ) ما الرمز الذي يم‪ã‬ل طاقة التن�صيط؟‬
‫ب) ما اأثر زيادة درجة الحرارة في �صرعة التفاعل؟‬
‫جـ) ما الرمز الذي يم‪ã‬ل عدد الجزيئات التي تمتلك طاقة التن�صيط عند درجة الحرارة الأقل؟‬
‫‪ )4‬اعتمادا على ال�صكل (‪ )18-3‬الذي يم‪ã‬ل �صير التفاعل لأحد التفاعالت‪ ،‬اأجب عن الأ�صئلة الآتية‪:‬‬
‫إلم ت�صير كل من الرموز (اأ ‪،‬ب ‪،‬جـ‪ ،‬د)؟‬
‫اأ ) ا ‪n‬‬
‫ب) ما اأثر اإ�صــافة العامل الم�صــاعد في كل من‪ :‬طاقة التن�صــيط للتفاعل العك�صــي‪ ،‬المحتوى‬
‫الحراري للتفاعل (‪ ،)∆H‬طاقة المواد المتفاعلة‪.‬‬
‫د‬
‫جـ‬
‫�صير التفاعل‬
‫ال�صكل (‪ :)18-3‬منحنى طاقة الو�صع اأثناء �صير التفاعل‪.‬‬
‫‪148‬‬
‫طاقة الو�صع (كيلوجول)‬
‫ب‬
‫اأ‬
‫‪ )5‬اأجريت تجربة لقيا�س �صرعة تفاعل ما عن طريق درا�صة التغير في تركيز المادة ‪ Y‬بالن�صبة للزمن‪،‬‬
‫)‪ ،‬ادر�س‬
‫وم‪ã‬لــت النتائج بال�صــكل (‪،)19-3‬‬
‫ُ‬
‫‪C‬‬
‫ال�صكل‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�صئلة الآتية‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫اأ ) هــل المادة ‪ Y‬مــادة متفاعلة اأم ناتجة؟‬
‫تركيز ‪Y‬‬
‫و�صح اإجابتك‪.‬‬
‫ّ‬
‫ب) ا ُّأي الفتــرات الزمنيــة (‪ A‬اأم ‪ B‬اأم ‪)C‬‬
‫يكون معدل �صرعة التفاعل فيها اأعلى؟‬
‫الزمن‬
‫ال�صكل ((‪ :)19-3‬التغير في تركيز‬
‫‪ )6‬تم الح�صول على النتائج في ال�صكل (‪ )20-3‬للتفاعل الآتي‪:‬‬
‫)‪O2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪NO2(g‬‬
‫المادة ‪ Y‬بالن�صبة للزمن‪.‬‬
‫)‪O3(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪NO(g‬‬
‫اكتب قانون �صرعة التفاعل‪.‬‬
‫‪0:09‬‬
‫البدء بتركيز مت�صاو‪m‬‬
‫من المتفاعالت‬
‫زمن انتهاء التفاعل‬
‫‪0:03‬‬
‫زمن انتهاء التفاعل‬
‫‪0:01‬‬
‫زمن انتهاء التفاعل‬
‫التفاعل اأ�صرع‬
‫اأو‬
‫م�صاعفة تركيز اأحد‬
‫‪ 3‬مرات‬
‫المتفاعالت ‪3‬مرات‬
‫التفاعل اأ�صرع‬
‫م�صاعفة تركيز كال‬
‫‪ 9‬مرات‬
‫المتفاعالت ‪3‬مرات‬
‫ال�صكل (‪ :)20-3‬نتائج تجربة تو�صح العالقة بين تراكيز المواد المتفاعلة و�صرعة التفاعل‪.‬‬
‫‪149‬‬
‫‪ )7‬تم جمع البيانات للتفاعل الآتي عند درجة حرارة معينة‪ .‬ادر�سها‪ ،‬ثم �أجب عما يليها من �أ�سئلة‪:‬‬
‫)‪2NO2(g‬‬
‫رقم التجربة‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫]‪( [NO‬مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.3‬‬
‫]‪( [O2‬مول‪/‬لتر)‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫)‪O2(g‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪2NO(g‬‬
‫�سرعة ا�ستهالك ‪( O2‬مول‪/‬لتر‪.‬ث)‬
‫‪7‬‬‫‪10×6‬‬
‫‪6‬‬‫‪10×1.2‬‬
‫‪6‬‬‫‪10×2.7‬‬
‫�أ ) اكتب قانون �سرعة التفاعل‪.‬‬
‫ب) اح�سب قيمة ثابت ال�سرعة ‪.k‬‬
‫تكون ‪ NO2‬عندما يكون ]‪ 0.1= [O2] = [NO‬مول‪/‬لتر‪.‬‬
‫جـ) اح�سب �سرعة ّ‬
‫‪ )8‬في تفاعل طارد للطاقة‪� ،‬إذا علمت �أن ‪ ∆H‬للتفاعل ت�ساوي ‪ 200-‬كيلوجول‪ ،‬و�أن طاقة و�ضع‬
‫المواد الناتجة ‪ 80‬كيلوجول‪ .‬وعند ا�س��تخدام عامل م�ساعد‪ ،‬انخف�ضت طاقة التن�شيط للتفاعل‬
‫الأمام��ي بمق��دار ‪ 20‬كيلوجول‪ ،‬و�أ�ص��بحت طاقة و�ض��ع المعقد المن�ش��ط ‪ 350‬كيلوجول‪.‬‬
‫اح�سب‪:‬‬
‫�أ ) طاقة و�ضع المواد المتفاعلة بوجود العامل الم�ساعد‪.‬‬
‫ب) طاقة و�ضع المعقد المن�شط من دون وجود عامل م�ساعد‪.‬‬
‫جـ) طاقة التن�شيط للتفاعل العك�سي بوجود عامل م�ساعد‪.‬‬
‫د ) طاقة التن�شيط للتفاعل العك�سي من دون وجود عامل م�ساعد‪.‬‬
‫‪ )9‬ما �أثر كل من الآتية في زمن ظهور النواتج لتفاعل ما ( يزيد‪ ،‬يقل‪ ،‬يبقى ثاب ًتا)‪:‬‬
‫�أ ) خف�ض درجة الحرارة‪.‬‬
‫ب) ا�ستخدام العامل الم�ساعد‪.‬‬
‫‪150‬‬
‫ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ ﺍﻟﺮﺍﺑﻌﺔ ‪4‬‬
‫•‬
‫•‬
‫اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ‬
‫ﺗﻔﺎﻋﻼت اﻟﻤﺮﻛﺒﺎت اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ‬
‫وﻃﺮاﺋﻖ ﺗﺤﻀﻴﺮﻫﺎ‬
‫اﻟﻤﺮﻛﺒﺎت اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ اﻟﺤﻴﻮﻳﺔ‬
‫• ‪c‬ي∞ ‪J‬ت‪Ø‬اعل المر‪c‬بات الع†سوية الم‪î‬تل‪Ø‬ة? و‪c‬ي∞ ‪†ëoJ‬سر? وما اأهميت¡ا ‪M »a‬يا‪J‬نا?‬
‫‪151‬‬
‫‪∫hC’G π°üØdG‬‬
‫ﺗﻔﺎﻋﻼت اﻟﻤﺮﻛﺒﺎت اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ وﻃﺮاﺋﻖ ﺗﺤﻀﻴﺮﻫﺎ‬
‫‪Reactions and Preparation of Organic Compounds‬‬
‫در�ست في �سنوات �سابقة‪ ،‬اأن المركبات الع�سوية تحتوي على عن�سري الكربون والهيدروجين‬
‫ب�سكل رئي�ض‪ ،‬لكن قد تحتوي على عنا�سر اأخرى‪ ،‬مثل‪ S ، P ، N ، O :‬اأو الهالوجينات‪ ،‬ويمكن‬
‫الح�س��ول على هذه المركبات من م�سادر طبيعي��ة‪ ،‬كاأج�سام الكائنات الحية‪� ،‬سواء اأكانت نباتية اأو‬
‫حيوانية‪ ،‬ويمكن تح�سيرها عن طريق تفاعالت كيميائية منا�سبة‪.‬‬
‫ومن الأمثلة على هذه المركبات‪ :‬الإيثانول الذي يدخل في �سناعة معجون الأ�سنان؛ لما له من‬
‫ق��درة فائقة على قتل الميكروبات‪ ،‬ومركبات هاليدات الألكيل التي ت�ستخدم في �سناعة المبيدات‬
‫الح�سرية‪ ،‬وم�ستقات النفط المختلفة التي تُ�ستخدم في العديد من المجالت‪ ،‬ك�سناعة البال�ستيك‪،‬‬
‫م�سدرا للطاقة‪.‬‬
‫بالإ�سافة لكونها‬
‫ً‬
‫ونظ��را لم��ا لهذه المركبات م��ن اأهمية كبيرة في جوان��ب حياتنا المختلفة‪ ،‬فق��د اهتم العلماء‬
‫ً‬
‫وتعرف طرائق تح�سيرها‪ ،‬فما اأهم تفاعالت هذه المركبات؟ وكيف يمكن تح�سيرها؟‬
‫بدرا�ستها ّ‬
‫يمكن∂ ال‪L‬ابة ع‪ ø‬ه‪ò‬ي‪ ø‬ال�سو‪D‬الي‪ ø‬و‪Z‬يرهما بعد د‪Q‬ا�ست∂ ه‪ò‬ا ال‪�Ø‬سل‪ ,‬ويتو‪ ™b‬من∂ بعد ‪P‬ل∂ اأن‪:‬‬
‫تعبرع��ن تفاع��الت الإ�سافة‪ ،‬وال�ستب��دال‪ ،‬والح��ذف‪ ،‬والتاأك�سد‬
‫تكت��ب مع��ادلت كيميائية ّ‬
‫والختزال لبع�ض المركبات الع�سوية‪.‬‬
‫مخبريا بين بع�ض اأنواع المركبات الع�سوية‪.‬‬
‫تميز‬
‫ًّ‬
‫ّ‬
‫تبين كيفية تح�سير بع�ض المركبات الع�سوية‪.‬‬
‫تكتب معادلت كيميائية ّ‬
‫تقدر اأهمية بع�ض المركبات الع�سوية في حياتنا اليومية‪.‬‬
‫ّ‬
‫‪152‬‬
‫ﺗﻔﺎﻋﻼت اﻟﻤﺮﻛﺒﺎت اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ‬
‫تتمي��ز ذرة الكرب��ون بقدرتها على تكوين اأربع روابط مختلفة قد تكون جميعها اأحادية من‬
‫نوع �سيغما ‪ ،σ‬وقد تكون ثنائية اأو ثالثية تحتوي على روابط �سيغما ‪ σ‬وباي ‪ ،π‬كما يت�سح في‬
‫ال�سكل (‪:)1-4‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪π‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪Cπ‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪π‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪σ‬‬
‫‪π‬‬
‫‪Cπ σ‬‬
‫‪σ‬‬
‫تكونها ذرة الكربون‪.‬‬
‫ال�سكل (‪ :)1-4‬اأنواع الروابط التي ّ‬
‫فتك��ون المركبات‬
‫وق��د ترتب��ط ذرات الكرب��ون مع بع�سه��ا وم��ع ذرات الهيدروجين فقط‪،‬‬
‫ّ‬
‫الهيدروكربوني��ة (األكان‪ ،‬األكين‪ ،‬األكاين)‪ ،‬وقد ترتبط بذرات اأخرى‪ ،‬مثل الأك�سجين والنيتروجين‬
‫كون مركب��ات ع�سوية مختلفة تع��د بالماليين‪ ،‬ولها‬
‫وغيرهم��ا اإ�ساف��ة اإل��ى ذرات الهيدروجين‪ ،‬ف ُت ّ‬
‫تفاعالت كثيرة‪.‬‬
‫بناء على طريق��ة حدوثها اإلى تفاع��الت‪ :‬الإ�سافة والحذف‬
‫يمك��ن ت�سني��ف هذه التفاع��الت ً‬
‫وال�ستبدال والتاأك�سد والختزال‪ ،‬وقد تتفاعل المركبات الع�سوية اأي�سا كحمو�ض وقواعد‪ .‬فكيف‬
‫تحدث هذه التفاعالت؟ وما نواتجها الع�سوية؟‬
‫‪ØJ -1‬اع‪Ó‬ت الإ‪V‬سا‪a‬ة‬
‫تتمي��ز بع�ض المركبات الع�سوية غير الم�سبعة‪ ،‬كالألكين��ات والألكاينات ومركبات الكربونيل‬
‫تتك��ون من نوعين من الروابط‬
‫(الألديهاي��د‪ ،‬والكيت��ون) باحتوائها على روابط ثنائية اأو ثالثية‪،‬‬
‫ّ‬
‫هم��ا‪ σ :‬و ‪ .π‬واإن وج��ود روابط ‪ π‬يجعل هذه المركبات تتفاع��ل بالإ�سافة؛ فعند اإ�سافة مادة‬
‫ويتكون ً‬
‫بدل‬
‫ع�سوي��ة اأو غير ع�سوية اإلى هذه المركب��ات تنك�سرالروابط الأ�سعف من نوع ‪،π‬‬
‫ّ‬
‫منه��ا رواب��ط اأقوى من ن��وع ‪ .σ‬فما المواد التي يمك��ن اإ�سافتها اإلى المركب��ات الع�سوية؟ وما‬
‫المركبات الناتجة عن هذه التفاعالت؟‬
‫اأ‪ -‬الإ‪V‬سا‪��a‬ة اإل��ى الألكين��ات‪ :‬تتميز الألكينات باحتوائها على رابط��ة ثنائية بين ذرتي كربون‪ ،‬مما‬
‫يجعله��ا قادرة على التفاعل بالإ�سافة‪ .‬فما الم��واد التي تتم اإ�سافتها اإلى الألكينات؟ وكيف‬
‫تحدث عملية الإ�سافة؟‬
‫‪153‬‬
‫‪ .1‬اإ‪V‬سا‪��a‬ة ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي��‪) ø‬ال¡د‪LQ‬ة(‪:‬عن��د اإ�ساف��ة الهيدروجين اإلى الألكين بوج��ود اأحد العوامل‬
‫الم�ساعدة‪ ،‬كالنيكل ‪ Ni‬اأو البالتين ‪ ،Pt‬يحدث تفاعل بينهما‪ ،‬وينتج مركب م�سبع (األكان)‪.‬‬
‫مبين في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫كما هو ّ‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C C H‬‬
‫‪H H‬‬
‫اإيثان‬
‫‪Ni‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫اإيثين‬
‫األكان‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫األكين‬
‫ﺹ‪156‬‬
‫لح��ظ م��ن المعادلة‪ ،‬اأنه تم اإ�سافة ذرة هيدروجين واحدة اإل��ى كل ذرة كربون ت�سترك بالرابطة‬
‫الثنائية في الألكين‪.‬‬
‫اأكمل التفاعلين الآتيين‪:‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‬‫‪Ni‬‬
‫‪CH3CHδ O‬‬
‫‪= CH2 + H2‬‬
‫‪δ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH3CH2CH = CHCH2CH3 + H2‬‬
‫‪ .2‬اإ‪V‬سا‪��a‬ة ال¡الو‪L‬ين��ات )‪ (X2‬م‪ã‬ل ‪ :Br2 , Cl2‬ت�ساف ذرة‬
‫‪+‬‬
‫‪X‬‬
‫ﺹ‪161‬‬
‫اإلى كل ذرة كربون ت�سترك بالرابطة‬
‫الثنائية في الألكين‪ ،‬وينتج هاليد الألكيل‪ ،‬كما في المعادلة العامة الآتية‪:‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪X‬‬
‫‪O‬‬
‫‪+ X‬‬
‫‪C H‬‬
‫‪C=C‬‬
‫ﺹ‪198‬‬
‫اكتب معادلة كيميائية تمثل اإ�سافة ‪Cl2‬‬
‫ﺹ‬
‫اإلى ‪ -1‬بيوتين ‪.CH3CH2CH=CH2‬‬
‫وم��ن اأه��م هذه التفاع��الت‪ ،‬تفاعل اإ�سافة محلول الب��روم ‪ Br2‬المذاب ف��ي ‪ ،CCl4‬ذي اللون‬
‫‪O‬‬
‫المحمر‬
‫المحم��ر اإل��ى الألكين��ات‪ ،‬فيتفاعل البروم م��ع الألكينات‪ ،‬ويختف��ي اللون‬
‫‪R C ONa‬‬
‫ن��ي‪ُ +‬‬
‫ن��ي ُ‬
‫‪ُ OH‬‬
‫ُ‬
‫الب‪ّ R‬‬
‫الب ّ‬
‫لمحلول البروم‪ ،‬وليتفاعل البروم مع الألكانات‪ ،‬ولذلك ي�ستخدم البروم المذاب في ‪ CCl4‬للتمييز‬
‫مخبري��ا بين الهيدروكربونات غير الم�سبعة (كالألكينات والألكاينات)‪ ،‬والم�سبعة (كالألكانات)‪.‬‬
‫ًّ‬
‫والمعادلتان الآتيتان تو�سحان ذلك‪:‬‬
‫‪154‬‬
‫ﺹ‬
‫‪OR + NaX‬‬
‫‪Br Br‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2CHCH2‬‬
‫عديم اللون‬
‫ل يحدث تفاعل‬
‫‪CCl4‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2CH = CH2 + Br2‬‬
‫‪ -1‬هك�سين‬
‫(األكين عديم اللون)‬
‫ني محمر‬
‫ُب ّ‬
‫‪CCl4‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2CH2CH3 + Br2‬‬
‫ني محمر‬
‫ُب ّ‬
‫ني المحمر‬
‫يبقى اللون ُ‬
‫الب ّ‬
‫هك�سان‬
‫(األكان عديم اللون)‬
‫يبين اختفاء ل��ون البروم عند اإ�سافته اإلى ‪ -1‬هك�سين وبقاء اللون‬
‫تمع��ن ال�سكل (‪ ،)2-4‬الذي ّ‬
‫عند اإ�سافته للهك�سان‪.‬‬
‫هك�سان‬
‫‪ -1‬هك�سين‬
‫المحمر عند اإ�سافة ال‪È‬وم اإلى ‪ -1‬هك�سني وبقاء اللون عند اإ�سافته للهك�سان‪.‬‬
‫ني ُ‬
‫ال�سكل(‪ :)2-4‬اختفاء اللون ُ‬
‫الب ّ‬
‫اأكمل التفاعلين الآتيين‪:‬‬
‫‪Cl2‬‬
‫‪CCl4‬‬
‫‪Br2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3CH = CH2‬‬
‫‪CH3CH2CH = CHCH3 +‬‬
‫و�سح اإجابتك بمعادلت‬
‫تميز‬
‫مخبريا بين الإيثين ‪ CH2 = CH2‬والإيثان ‪CH3CH3‬؟ ّ‬
‫ًّ‬
‫كيف ّ‬
‫كيميائية‪.‬‬
‫‪ .3‬اإ‪V‬سا‪a‬ة هاليدات ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي‪ ,HX ø‬م‪ã‬ل ‪ :HI , HBr ,HCl‬لعلك لحظت عند اإ�سافة جزيء غير‬
‫يتكون من ذرتين متماثلتين‪ ،‬مثل ‪ X2، H2‬اإلى الرابطة الثنائية فاإنه يتم توزيعهما على‬
‫قطبي ّ‬
‫‪155‬‬
‫ذرت��ي كربون الرابطة الثنائية ب�سكل متماثل‪ ،‬بغ�ض النظر عن عدد ذرات الهيدروجين المرتبطة‬
‫بهم��ا‪ .‬فه��ل ينطبق ال�سيء ذاته عند اإ�سافة مرك��ب قطبي‬
‫ادر�ض المعادلتين الآتيتين لتفاعل الإيثين مع ‪:HCl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C H‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪H Cl‬‬
‫‪H C C H‬‬
‫‪H H‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫مثل ‪HX‬‬
‫‪H‬‬
‫لتتعرف ذلك‪،‬‬
‫اإلى الألكين؟ ّ‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H +‬‬
‫‪H +‬‬
‫‪C=C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C=C‬‬
‫‪H H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫م��ن الوا�سح اأن ذرتي الكرب��ون الم�ستركتين في تكوين الرابطة الثنائية في جزيء الإيثين‬
‫متماثلت��ان؛ اإذ ترتب��ط كل منهم��ا بذرتي هيدروجي��ن‪ ،‬اإ�سافة اإل��ى ذرة الكربون المكونة‬
‫للرابطة الثنائية‪ ،‬ويطلق على هذا النوع من الألكينات األكين متماثل؛ لذا ل نجد فر ًقا عند‬
‫اإ�ساف��ة ‪ H‬اأو‪ Cl‬اإل��ى اأي من ذرت��ي كربون الرابطة الثنائية‪ ،‬فف��ي المعادلتين ال�سابقتين نتج‬
‫المركب نف�سه عن عمليتي الإ�سافة وهو كلورو اإيثان‪.‬‬
‫تبين اإ�سافة ‪ HCl‬اإلى مركب ‪ -2‬بيوتين‬
‫اكتب معادلة كيميائية ّ‬
‫‪.CH3CH = CHCH3‬‬
‫لتتعرف ذلك‪ ،‬ادر�ض احتمالت‬
‫وال�سوؤال الآن‪ ،‬كيف يمكن اإ�سافة ‪ HCl‬اإلى األكين غير متماثل؟ ّ‬
‫اإ�سافة ‪ HCl‬اإلى البروبين‪.‬‬
‫الحتمال الأول‪:‬‬
‫‪CH3 H‬‬
‫‪H C C H‬‬
‫‪H Cl‬‬
‫الحتمال الثاني‪:‬‬
‫‪CH3 H‬‬
‫‪H C C H‬‬
‫‪Cl H‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H +‬‬
‫‪ -1‬كلور بروبان‬
‫‪ -2‬كلور بروبان‬
‫‪156‬‬
‫‪CH3 H‬‬
‫‪C=C‬‬
‫‪H‬‬
‫بروبين‬
‫‪Cl‬‬
‫‪+ H‬‬
‫‪CH3 H‬‬
‫‪H C=C H‬‬
‫بروبين‬
‫لح��ظ اأن هن��اك مركبين ُيتوقع تكونهما م��ن اإ�سافة‬
‫‪HCl‬‬
‫اإلى البروبين‪ .‬فاأي الحتمالين ُيتوقع‬
‫حدوث��ه اأكثر من الآخر؟ لقد اأثبتت النتائج التجريبية اأن الحتمال الثاني هو الأرجح؛ اإذ ت�ساف‬
‫ذرة الهيدروجين من جزيء ‪HX‬‬
‫اإلى ذرة الكربون التي ترتبط باأكبر عدد من ذرات الهيدروجين‬
‫ف��ي الرابط��ة الثنائية‪ ،‬فيك��ون الناتج ‪ -2‬كلورو بروب��ان‪ .‬وهذا ما تو�سل اإلي��ه العالم الرو�سي‬
‫ماركوفنيكوف (‪ )Markovnikov‬بعد اإجراء عدد كبير من تفاعالت الإ�سافة على األكينات غير‬
‫متماثل��ة؛ وو�سع قاعدة م�سهورة لتفاعالت الإ�سافة �سمي��ت با�سمه‪ .‬ون�سها‪ :‬عند اإ‪V‬سا‪a‬ة مر‪Öc‬‬
‫‪b‬طب»‪ ,‬م‪ã‬ل ‪ HX‬اإلى الرابطة ال‪ã‬نا‪F‬ية ‪ »a‬األكي‪Z ø‬ير متما‪K‬ل ‪a‬اإن ‪QP‬ة ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي‪ ø‬م‪ ø‬المر‪ Öc‬الم†سا‪J ±‬ر‪J‬ب§‬
‫ب‪Qò‬ة ‪c‬ربون الرابطة ال‪ã‬نا‪F‬ية المر‪J‬بطة باأ‪c‬بر عدد م‪QP ø‬ات ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي‪.ø‬‬
‫اأكمل المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪CH3 + HBr‬‬
‫‪CH3 C = CH‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪ .4‬اإ‪V‬سا‪��a‬ة الم��اء ‪ :H2O‬عن��د اإ�سافة الماء اإلى الرابط��ة الثنائية نحتاج اإلى وج��ود كمية قليلة من‬
‫حم�ض قوي‪ ،‬مثل حم�ض الكبريتيك‬
‫‪H2SO4‬‬
‫الذي يعمل كعامل م�ساعد لإنتاج الكحول‪.‬‬
‫وتو�سح المعادلة الآتية عملية اإ�سافة الماء اإلى األكين في و�سط حم�سي‪:‬‬
‫‪H OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫كحول‬
‫‪H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪C=C‬‬
‫األكين‬
‫وم��ن الجدي��ر بالذكر اأن اإ�سافة الماء اإلى الألكين تتفق مع قاعدة ماركوفنيكوف؛ اإذ ت�ساف‬
‫ذرة الهيدروجين اإلى ذرة كربون الرابطة الثنائية المرتبطة باأكبرعدد من ذرات الهيدروجين‪،‬‬
‫والمعادلة الآتية‪ ،‬تو�سح اإ�سافة الماء اإلى البروبين‪:‬‬
‫‪CH3CHCH3‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH3CH = CH2 + H2O‬‬
‫‪157‬‬
‫اأكمل المعادلتين الآتيتين‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH = CH2 + H2O‬‬
‫‪CH3 + H2O‬‬
‫‪CH3CH = C‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪ -Ü‬الإ‪V‬سا‪��a‬ة اإل��ى الألكاين��ات‪ :‬تتمي��ز الألكاين��ات باحتوائها على رابط��ة ثالثية بي��ن ذرتي كربون‪،‬‬
‫نظرا‬
‫وبقدرته��ا عل��ى القيام بتفاعالت الإ�سافة بطريقة ت�سبه تفاع��الت الإ�سافة في الألكينات‪ً ،‬‬
‫لحتوائه��ا عل��ى رابطتي باي �سعيفتين‪ ،‬وعلي��ه يمكن اإ�سافة الهيدروجي��ن اأو الهالوجينات اأو‬
‫هالي��دات الهيدروجي��ن وغيرها اإل��ى الألكاينات‪ ،‬حيث تحتاج الرابط��ة الثالثية اإلى ‪2‬مول من‬
‫المادة المتفاعلة (الم�سافة)‪ .‬ومن الأمثلة على هذه التفاعالت‪:‬‬
‫‪ .1‬اإ‪V‬سا‪��a‬ة ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي��‪ :ø‬يتم اإ�سافة كمية وافرة من الهيدروجين اإلى الرابطة الثالثية في الألكاين‬
‫لتحويله اإلى األكان م�سبع‪ ،‬ويحتاج التفاعل اإلى اإ�سافة ‪2‬مول من الهيدروجين بوجود عامل‬
‫م�ساع��د‪ ،‬مثل البالتي��ن ‪Pt‬‬
‫اأو النيكل ‪ . Ni‬ويمكن تمثيل اإ�سافة الهيدروجين اإلى البروباين‪،‬‬
‫مبين في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫كما هو ّ‬
‫‪CH3CH2CH3‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪CH + 2H2‬‬
‫‪CH3C‬‬
‫اأكمل معادلة التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪CCH3 + 2H2‬‬
‫‪CH3CH2C‬‬
‫‪ .2‬اإ‪V‬سا‪a‬ة ال¡الو‪L‬ينات‪:‬ت�ساف الهالوجينات لذرتي كربون الرابطة الثالثية‪ ،‬وينتج عن ذلك ك�سر‬
‫رابطتي ‪π‬‬
‫وتبين المعادلة الآتية نتيجة اإ�سافة‬
‫ّ‬
‫وتكون ‪ 4‬روابط ‪ σ‬جديدة في المركب الناتج‪ّ .‬‬
‫‪ 2‬مول من ‪ Cl2‬اإلى الإيثاين‪:‬‬
‫‪158‬‬
‫‪H‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪H‬‬
‫اأكمل معادلة التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪CCl4‬‬
‫‪H +‬‬
‫‪C‬‬
‫‪2Cl2‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH CH3 + 2Br2‬‬
‫‪C‬‬
‫مخبريا بين البروبان ‪ CH3CH2CH3‬والبروباين ‪CH‬‬
‫تميز‬
‫ًّ‬
‫كيف ّ‬
‫بمعادلت كيميائية‪.‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪HC‬‬
‫و�سح اإجابتك‬
‫‪CH3‬؟ ّ‬
‫‪ .3‬اإ‪V‬سا‪��a‬ة هالي��دات ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي��‪ :HX ø‬يمك��ن اإ�ساف��ة ‪2‬م��ول م��ن هالي��دات الهيدروجين اإلى‬
‫وتبين المعادلة الآتية نتيجة اإ�سافة ‪2‬مول من ‪HBr‬‬
‫الألكاينات وفق قاعدة ماركوفنيكوف‪ّ .‬‬
‫اإلى البروباين‪:‬‬
‫‪H‬‬
‫‪Br H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪Br H‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH + 2HBr‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫لح��ظ اأن��ه تم اإ�سافة ذرتي ‪ H‬اإل��ى ذرة الكربون نف�سها؛ لأنها ترتب��ط باأكبر عدد من ذرات‬
‫الهيدروجين‪.‬‬
‫تبين اإ�سافة ‪ 2‬مول من‬
‫اكتب معادلة كيميائية ّ‬
‫‪ HI‬اإلى ‪ -1‬بيوتاين ‪CH2CH3‬‬
‫‪C‬‬
‫‪.HC‬‬
‫‪-�L‬الإ‪V‬سا‪��a‬ة اإلى الألدي¡اي��دات والكيتو‪f‬ات‪ :‬تتميز الألديهايدات والكيتونات باحتوائها على مجموعة‬
‫الكربونيل القطبية‬
‫‪ ،‬التي تحمل فيها ذرة الأك�سجين ‪�p‬سحنة جزئية �سالبة‪ ،‬وذرة الكربون‬
‫ونظرا لوجود الرابطة الثنائية التي‬
‫‪�p‬سحنة جزئية موجبة‪ ،‬وذلك ب�سبب اختالف كهرو�سلبيتهما‪.‬‬
‫ً‬
‫تحت��وي عل��ى رابطة ‪ π‬ال�سعيفة في مجموعة الكربونيل؛ فاإنها تتفاعل بطريقة الإ�سافة‪ .‬فكيف‬
‫يتم التفاعل؟ وهل لقطبية مجموعة الكربونيل اأثر في ذلك؟‬
‫‪159‬‬
‫‪ .1‬اإ‪V‬سا‪��a‬ة ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي��‪ :ø‬ي�ساف الهيدروجين بوج��ود عامل م�ساعد اإل��ى مجموعة الكربونيل؛‬
‫وذل��ك لحتوائها على رابطة ثنائية‪ ،‬وبطريقة م�سابه��ة لإ�سافته اإلى الألكينات‪ ،‬وينتج عن‬
‫مبين في المعادلت الآتية‪:‬‬
‫هذه الإ�سافة كحولت اأولية وثانوية‪ ،‬كما هو ّ‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫ميثانول‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2 CH‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪H‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ -1‬بروبانول‬
‫(كحول اأو‹)‬
‫‪H + H2‬‬
‫ميثانال‬
‫‪O‬‬
‫‪H + H2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH3CH2 C‬‬
‫بروبانال‬
‫(األديهايد)‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ -2‬بروبانول‬
‫(كحول ثانوي)‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C CH3 + H2‬‬
‫بروبانون‬
‫(كيتون)‬
‫اإذا دقق��ت النظ��ر في التفاعالت ال�سابقة تجد عند اإ�ساف��ة الهيدروجين اإلى الألديهايد ينتج‬
‫كحول اأولي‪ ،‬وعند اإ�سافته اإلى الكيتون ينتج كحول ثانوي‪.‬‬
‫اأكمل التفاعلين الآتيين‪:‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2CCH2CH2CH3 + H2‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C H + H2‬‬
‫‪ .2‬اإ‪V‬سا‪��a‬ة مر‪Z Ö��c‬ريني��ا‪Q‬د (‪ :)RMgX‬ينتج مركب غريني��ارد من تفاعل هالي��دات الألكيل مع‬
‫فلزالمغني�سيوم ‪ ،Mg‬بوجود الإيثر الجاف (الخالي من الماء)‪ ،‬كما في المعادلة العامة الآتية‪:‬‬
‫‪RMgX‬‬
‫‪160‬‬
‫اإيرث‬
‫‪X + Mg‬‬
‫‪R‬‬
‫وم��ن الأمثلة على مركبات غريني��ارد الب�سيطة ميثيل كلوريد المغني�سيوم‪ ،‬الذي يتم تح�سيره‬
‫وفق المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪CH3MgCl‬‬
‫اأكمل المعادلتين الآتيتين‪:‬‬
‫اإيرث‬
‫‪CH3Cl + Mg‬‬
‫‪CH3CH2CH2Cl + Mg‬‬
‫اإيرث‬
‫‪CH3CHCH2CH3 + Mg‬‬
‫اإيرث‬
‫‪Br‬‬
‫تتكون م��ن ذرة كربون تحمل �سحنة جزئية‬
‫ذكرن��ا �سابقًا اأن مجموع��ة الكربونيل قطبية‪ ،‬واأنها ّ‬
‫موجب��ة‪ ،‬وذرة اأك�سجين تحمل �سحن��ة جزئية �سالبة‪ .‬وبالمثل فاإن مركب غرينيارد مركب قطبي‪ ،‬اإذ‬
‫اإن هن��اك فرقًا في الكهر�سلبية بين ذرتي المغني�سي��وم والكربون‪ ،‬فيجعل ذرة المغني�سيوم فيه تحمل‬
‫‪+‬‬
‫‪δ δ‬‬
‫ـ‬
‫�سحنة جزئية موجبة‪ ،‬وذرة الكربون تحمل �سحنة جزئية �سالبة ‪CMgX‬‬
‫‪.‬‬
‫لتتعرف ذل��ك‪ ،‬ادر�ض‬
‫والآن كي��ف تت��م اإ�ساف��ة مركب غريني��ارد اإل��ى مجموعة الكربوني��ل؟ ّ‬
‫المعادلتين العامتين الآتيتين‪:‬‬
‫المعادلة الأولى‬
‫المعادلة الثانية‬
‫‪OMgX‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C + RMgX‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪OMgX‬‬
‫‪R‬‬
‫‪+ MgX2‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫‪+ HX‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫يت�س��ح م��ن المعادلة الأول��ى‪ ،‬اأن الط��رف ال�سالب (‪ )R‬في مرك��ب غرينيارد ي�س��اف اإلى ذرة‬
‫جزئيا ف��ي مجموعة الكربونيل‪ ،‬واأم��ا الطرف الموج��ب (‪ )MgX‬في�ساف اإلى‬
‫الكرب��ون الموجب��ة ًّ‬
‫‪161‬‬
‫المتكونة عليها‪ ،‬وينتج مركب و�سطي يتفاعل مع‬
‫ال�سحنة الجزئية ال�سالب��ة‬
‫ذرة الأك�سجي��ن؛ ليعادل ‪u‬‬
‫ّ‬
‫ً‬
‫كحول‪ ،‬كما هو مو�سح في المعادلة الثانية‪.‬‬
‫مكو ًنا‬
‫الحم�ض ‪ّ ، HX‬‬
‫وتع��د مركبات غرينيارد مهمة في تح�سير الكحولت المختلفة‪� ،‬سواء اأكانت اأولية اأو ثانوية اأو‬
‫تبعا لختالف الألديهايد اأو الكيتون الم�ستخدم في التفاعل‪.‬‬
‫ثالثية‪ .‬ويختلف �سنف الكحول الناتج ً‬
‫ولتو�سيح ذلك‪ ،‬ادر�ض المعادلت الآتية‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H + MgCl2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪HCl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OMgCl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH3‬‬
‫اإيثانول‬
‫(كحول اأو‹)‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H + CH3MgCl‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3CH2 CH + MgCl2‬‬
‫‪HCl‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪ -2‬بيوتانول‬
‫(كحول ثانوي)‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3 + MgCl2‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪ -2‬ميثيل‪ -2-‬بروبانول‬
‫(كحول ثالثي)‬
‫‪H + CH3MgCl‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪HCl‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2 C‬‬
‫بروبانال‬
‫(األديهايد)‬
‫‪OMgCl‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫ميثانال‬
‫(األديهايد)‬
‫‪OMgCl‬‬
‫‪CH3CH2 CH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3 + CH3MgCl‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫بروبانون‬
‫(كيتون)‬
‫ً‬
‫أوليا‪،‬واإ�سافته‬
‫يتبين من المعادلت ال�سابقة‪ ،‬اأن اإ�سافة مركب غرينيارد اإلى الميثانال تُنتج‬
‫ّ‬
‫كحول ا ًّ‬
‫ً‬
‫ً‬
‫ثالثيا‪ .‬ومن‬
‫ثانويا‪ ،‬واأما اإ�سافته اإلى الكيتونات ف ُتنتج‬
‫اإلى الألديهايدات الأخرى تُنتج‬
‫كحول ًّ‬
‫كحول ًّ‬
‫الجدي��ر بالذكر‪ ،‬اأن ع��دد ذرات الكربون في الكحول الناتج ي�ساوي مجموع عدد ذرات الكربون‬
‫في مركب الكربونيل (الألديهايد اأو الكيتون) ومركب غرينيارد‪.‬‬
‫‪162‬‬
‫اأكمل المعادلتين الآتيتين‪:‬‬
‫‪...............‬‬
‫‪HBr‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪H + CH3CHMgBr‬‬
‫‪............‬‬
‫‪CH3 CH2 MgCl‬‬
‫‪2( HCl‬‬
‫(‪1‬‬
‫‪CH2CH3‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫ً‬
‫مخططا يلخ�ض تفاعالت الإ�سافة ال�سابقة‪.‬‬
‫ويبين ال�سكل (‪،)3-4‬‬
‫ّ‬
‫تفاعالت الإ�سافة‬
‫األكينات‬
‫‪H 2 / Ni‬‬
‫‪X 2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 2 O / H‬‬
‫الكربونيل‬
‫األكاينات‬
‫‪2H 2 /Ni‬‬
‫‪HX‬‬
‫‪2 X 2‬‬
‫‪ 2HX‬‬
‫‪H 2 / Ni‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Öcôe‬‬
‫‪OQÉ«æjôZ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪HX‬‬
‫األكان‬
‫هاليد‬
‫األكيل‬
‫كحول‬
‫هاليد‬
‫األكيل‬
‫األكان‬
‫هاليد‬
‫األكيل‬
‫هاليد‬
‫األكيل‬
‫كحول بنف�ض كحول‬
‫عدد ذرات بعدد ذرات‬
‫الكربون كربون اأك‪È‬‬
‫ال�سكل(‪ :)3-4‬طط يلخ�ض تفاعالت الإ�سافة‪.‬‬
‫‪ØJ -2‬اع‪Ó‬ت ال‪±òë‬‬
‫عرف��ت اأن تفاع��ل الإ�سافة يح��دث بك�سر رابطة ‪ π‬في المركبات غي��ر الم�سبعة وتحويلها اإلى‬
‫مركب��ات م�سبع��ة‪ .‬واأما في تفاعالت الحذف فيحدث العك���ض‪ ،‬اإذ يتم فيها تحويل المركبات‬
‫الع�سوي��ة الم�سبع��ة اإل��ى مركبات غي��ر م�سبعة‪ ،‬وتعد الكح��ولت وهالي��دات الألكيل من اأهم‬
‫المركب��ات التي تتفاعل بالح��ذف في ظروف منا�سبة‪ ،‬فماذا ينتج ع��ن تفاعالت الحذف؟ وما‬
‫المواد التي يتم حذفها؟ �سنتناول فيما ياأتي نوعين من هذه التفاعالت‪:‬‬
‫‪163‬‬
‫لتتعرف تفاعالت الحذف في الكحولت‪ ،‬والظروف المنا�سبة لحدوثها‪،‬‬
‫اأ‪ ±òM -‬الماء م‪ ø‬الك‪ë‬ولت‪ّ :‬‬
‫والناتج الع�سوي لهذه التفاعالت؛ ادر�ض المعادلة الآتية‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�سئلة التي تليها‪:‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ H2SO4‬مركز‬
‫ت�سخني‬
‫‪H‬‬
‫‪H H‬‬
‫‪H C C H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫ما الجزيء الذي تم حذفه من الكحول؟‬
‫ﺹ‪166‬‬
‫ما المادة غير الع�سوية الم�ستخدمة في تفاعل الحذف؟‬
‫اإلى اأي عائلة من المركبات الع�سوية ينتمي المركب الناتج من تفاعل الحذف؟‬
‫لبد اأنك تو�سلت من خالل اإجابتك عن الأ�سئلة ال�سابقة‪ ،‬اإلى اأن الحذف في الكحول يتم‬
‫م��ن ذرتي كرب��ون متجاورتين‪ ،‬اإحداهما تحمل مجموع��ة ‪ OH‬والأخرى تحمل ذرة ‪ ،H‬ويتم‬
‫‪O‬‬
‫تتكو‪δ‬ن رابطة ثنائية بين ذرتي الكربون‪ ،‬وينتج األكين‪.‬‬
‫حذفهم��ا على �سكل جزيء ماء‪ ،‬وبذلك ‪ّ δ‬‬
‫‪+‬‬
‫‪-‬‬
‫‪CMgX‬‬
‫‪H C H‬‬
‫وتحتاج عملية الحذف اإلى وجود مادة تتفاعل مع الماء ب�سدة‪ ،‬مثل حم�ض الكبريتيك ‪H2SO4‬‬
‫ﺹ‪162‬‬
‫التفاعل بت�سخين الكحول م��ع الحم�ض‪ .‬ومما يجدر‬
‫المرك��ز‪ .‬ويمك��ن ت�سريع حدوث ه��ذاﺹ‪163‬‬
‫ذكره‪ ،‬اأن جميع اأنواع الكحولت تتفاعل بالحذف‪� ،‬سواء اأكانت اأولية اأو ثانوية اأو ثالثية‪.‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫اأكمل‪C‬المعادلتين الآتيتين‪:‬‬
‫‪R C R‬‬
‫‪R‬‬
‫ﺹ‪173‬‬
‫ﺹ‪197‬‬
‫‪ H2SO4‬مركز‬
‫ت�سخني‬
‫‪ H2SO4‬مركز‬
‫‪O‬‬
‫‪R C OR + NaOH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R C ON‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CHCH2CH3‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CCH2CH3‬‬
‫‪CH2CH3‬‬
‫‪ HX ±ò��M-Ü‬م��‪ ø‬هاليدات الألكيل‪ :‬يحدث تفاعل ح��ذف ‪ HX‬ب�سكل رئي�ض في هاليدات الألكيل‬
‫ﺹ‪171‬والثالثي��ة‪ ،‬اإذ يتم حذفه من ذرت��ي كربون متجاورتين في و�س��ط قاعدي مع الت�سخين‪.‬‬
‫الثانوي��ة‬
‫ولتتعرف كيفية حدوث ذلك‪ ،‬ادر�ض التفاعلين الآتيين‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪R OR + NaX‬‬
‫‪164‬‬
‫‪R X + R ONa‬‬
‫‪H + KCl + HOH‬‬
‫‪CH3 C = C‬‬
‫‪H + KBr + H2O‬‬
‫‪CH3 C = C‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪H H‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪CH3 H‬‬
‫‪H + KOH‬‬
‫‪Cl H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪H H‬‬
‫‪Br H‬‬
‫‪H + KOH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪CH3 H‬‬
‫لحظ اأنه تم حذف ذرة هيدروجين من اإحدى ذرات الكربون‪ ،‬وذرة هالوجين من ذرة كربون‬
‫وتكون الألكين‪.‬‬
‫مجاورة لها‪،‬‬
‫ّ‬
‫اأكمل المعادلة الآتية‪:‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪Cl‬‬
‫‪KOH‬‬
‫‪CH2 CH3 +‬‬
‫‪CH3 CH2 CH‬‬
‫تفاعالت احلذف‬
‫هاليدات الألكيل الثانوية‬
‫والثالثية‬
‫الكحولت‬
‫بجميع اأنواعها‬
‫‪ H2SO4‬مركز‪ /‬ت�سخني‬
‫‪/KOH‬ت�سخني‬
‫األكينات‬
‫ال�سكل(‪ :)4-4‬طط يلخ�ض تفاعالت احلذف‪.‬‬
‫‪165‬‬
‫‪ØJ -3‬اع‪Ó‬ت ال�ستبدال‬
‫تع��د تفاع��الت ال�ستبدال من التفاع��الت المهمة وال�سائعة؛ لأنها ت�ستخ��دم في تح�سير العديد‬
‫م��ن المركبات الع�سوي��ة‪ ،‬اإذ ت�ستبدل فيها اإح��دى الذرات اأو المجموعات ب��ذرة اأو مجموعة‬
‫اأخرى من مركب اآخر‪ .‬ومن الأمثلة على المركبات الع�سوية التي تتفاعل بال�ستبدال الألكانات‬
‫والكح��ولت وهاليدات الألكيل والحمو�ض الكربوك�سيلي��ة‪ .‬ويمكن تو�سيح هذه التفاعالت‬
‫على النحو الآتي‪:‬‬
‫اأ ‪ -‬ال�ستبدال ‪ »a‬الألكا‪f‬ات )هل‪é‬نة الألكا‪f‬ات(‪ :‬تتفاعل الألكانات مع الهالوجينات بوجود ال�سوء‬
‫ال��ذي يعم��ل على ك�سر الرابطة بين ذرت��ي الهالوجين في المواد المتفاعل��ة‪ ،‬ومن ‪n‬ث ّم تحل‬
‫اإحداهم��ا محل ذرة الهيدروجين في الألكان‪ ،‬وينتج هالي��د الألكيل‪ .‬وقد ي�ستمر ا�ستبدال‬
‫تبعا لكمي��ة الهالوجين المتوافرة ولظروف التفاعل‪.‬‬
‫ذرات هيدروجي��ن اأخرى من الألكان ً‬
‫وعليه‪ ،‬فاإن التفاعل قد يوؤدي اإلى اإنتاج مركبات تحتوي على ذرة هالوجين واحدة (ا�ستبدال‬
‫اأحادي)‪ ،‬اأو ذرتي هالوجين (ا�ستبدال ثنائي)‪ ،‬اأو اأكثر‪ .‬ولكننا �سنقت�سر في هذا المجال على‬
‫ال�ستب��دال الأحادي في الألكانات الب�سيطة‪ ،‬مثل الميثان والإيثان‪ ،‬والمعادلة الآتية تو�سح‬
‫ال�ستبدال في الميثان‪:‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C Cl + H‬‬
‫‪H‬‬
‫اأكمل المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪H‬‬
‫�سوء‬
‫‪Cl‬‬
‫�سوء‬
‫‪H‬‬
‫‪C H + Cl‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH3 CH3 + Br2‬‬
‫‪ -Ü‬ال�ستبدال ‪ »a‬الك‪ë‬ولت‪ :‬من الأمثلة الأخرى على تفاعالت ال�ستبدال‪ ،‬تفاعل الكحولت‪،‬‬
‫باأ�سنافه��ا الأولي��ة والثانوية والثالثية‪ ،‬مع هاليد الهيدروجي��ن‬
‫‪ ،HX‬وذلك باأن تحل ذرة ‪X‬‬
‫م��ن هالي��د الهيدروجين ‪ HX‬محل مجموعة ‪ OH‬من الكح��ول‪ ،‬لإنتاج هاليدات الألكيل‪،‬‬
‫والمعادلتان الآتيتان تو�سحان ذلك‪:‬‬
‫‪166‬‬
‫‪CH3CH2OH + HCl‬‬
‫‪CH3CH2Cl + HOH‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3 C CH3 + HBr‬‬
‫‪CH3 C CH3 + H2O‬‬
‫‪Br‬‬
‫‪OH‬‬
‫اأكمل المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CHCH2CH3 + HI‬‬
‫‪-�L‬ال�ستب��دال ‪ »��a‬هاليدات الألكيل‪ :‬عرف��ت �سابقًا اأن هاليدات الألكيل الثانوي��ة والثالثية تتفاعل‬
‫بالح��ذف ب�سكل رئي���ض عند ت�سخينها مع قاع��دة قوية‪ ،‬فكيف تتفاع��ل هاليدات الألكيل‬
‫‬‫لتتعرف ذلك‪ ،‬ادر�ض المعادلتين الآتيتين‪:‬‬
‫الأولية عند وجود قاعدة قوية (‪ )KOH‬اأو ‪RO‬؟ ّ‬
‫‪CH3CH2I + KOH‬‬
‫‪CH3CH2OH + KI‬‬
‫‪CH3CH2Br + CH3O-‬‬
‫‪CH3CH2OCH3 + Br-‬‬
‫لح��ظ اأن النات��ج في المعادلة الأولى ه��و كحول اأولي‪ ،‬فمجموع��ة ‪ OH-‬تحل محل ذرة‬
‫هالوجي��ن‪ ،‬واأم��ا في المعادل��ة الثانية ‪ ،‬فتحل مجموعة‬
‫‪RO-‬‬
‫مح��ل ذرة هالوجين لإنتاج‬
‫الإيثر‪ .‬وال�سوؤال الآن‪ ،‬كيف يمكن الح�سول على مجموعة ‪RO-‬؟‬
‫يمكن الح�س��ول عليها بتفاعل الكحولت مع الفلزات الن�سطة‪ ،‬مثل ال�سوديوم ‪ ،Na‬حيث‬
‫تحل ذرة ال�سوديوم محل ذرة الهيدروجين‪ ،‬كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪2 2‬‬
‫‪RONa +‬‬
‫يت�س��ح م��ن المعادل��ة اأنه ينتج ‪ ،RONa‬وه��و مركب اأيوني قد يتفكك اإل��ى‬
‫ي�ستخدم في تح�سير الإيثر‪.‬‬
‫‪ROH + Na‬‬
‫‪ Na+‬و ‪RO-‬‬
‫الذي‬
‫‪167‬‬
‫اأكمل المعادلت الآتية‪:‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2Br + KOH‬‬
‫‪CH3Cl + CH3CH2CH2O‬‬‫‪CH3CH2OH + Na‬‬
‫‪CH3CH2CH2I + OH-‬‬
‫د –ال�ستب��دال ‪ »��a‬ال‪ë‬مو‪V‬س الكربو‪�c‬سيلية‪ :‬در�ست في ال�س��ف الحادي ع�سر‪ ،‬اأن الإ�ستر ينتج من‬
‫تفاع��ل الحم�ض الكربوك�سيلي م��ع الكحول‪ ،‬بوجود حم�ض قوي مثل ‪ H2SO4‬الذي يعمل‬
‫كعامل م�ساعد لحدوث التفاعل‪ .‬ويعد هذا التفاعل من تفاعالت ال�ستبدال؛ لأن مجموعة‬
‫‪ RO‬في الكحول تحل محل مجموعة ‪ OH‬في الحم�ض‪ ،‬وي�سمى هذا التفاعل ‪ØJ‬اعل الأ�سترة‪.‬‬
‫تبين تكوين ميثيل اإيثانوات من تفاعل حم�ض الإيثانويك والميثانول‪:‬‬
‫والمعادلة الآتية‪ّ ،‬‬
‫‪OCH3 + HOH‬‬
‫ماء‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫ميثيل اإيثانوات‬
‫‪H+‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪OH + CH3OH‬‬
‫ميثانول‬
‫‪OCH2CH2CH3‬‬
‫‪H+‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪CH3 C‬‬
‫حم�ض الإيثانويك‬
‫حدد ال�سق الآتي من الحم�ض‪ ،‬وال�سق الآتي من الكحول في الإ�ستر الآتي‪:‬‬
‫ّ‬
‫اأكمل معادلة التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪CH3CH2CH2COOH + CH3CH2OH‬‬
‫وم��ن الجدير بالذكر‪ ،‬اأن الإ�ستر الناتج قد يتفكك عند ت�سخينه بوجود محلول لقاعدة قوية مثل‬
‫‪ ،NaOH‬فينت��ج الكحول وملح الحم�ض الكربوك�سيل��ي ‪ ،RCOONa‬وي�سمى هذا التفاعل الت�سب‪.øq‬‬
‫و�سب��ب الت�سمي��ة اأن هذا التفاعل مماث��ل للتفاعالت الم�ستخدمه في �سناع��ة ال�سابون‪ ،‬اإذ يتم فيها‬
‫‪168‬‬
‫ﺹ‪198‬‬
‫ﺹ‪197‬‬
‫مفاعل��ة اإ�سترات متنوع��ة مثل الموجودة في الزيوت والدهون م��ع ‪NaOH‬‬
‫المعادلة العامة الآتية‪ ،‬عملية تفكك الإ�ستر في و�سط قاعدي‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R C ONa + R OH‬‬
‫كحول‬
‫ﺹ‪173‬‬
‫وتبين‬
‫لإنتاج ال�سابون‪ّ .‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R C OR + NaOH‬‬
‫ت�سخني‬
‫اإ�سرت‬
‫ملح احلم�ض الكربوك�سيلي‬
‫ﺹ‪171‬‬
‫ومن الأمثلة على هذه العملية‪ ،‬تفكك ميثيل اإيثانوات الذي يتم على النحو الآتي‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪+ NaX‬ت�سخني‬
‫‪R X + R ONa‬‬
‫‪R OR‬‬
‫‪CH3 C OCH3 + NaOH‬‬
‫‪CH3 C ONa + CH3OH‬‬
‫اإيثانوات ال�سوديوم‬
‫ميثانول‬
‫ﺹ‪189‬‬
‫ميثيل اإيثانوات‬
‫‪O‬‬
‫اكتب معادلة تفكك اإيثيل بروبانوات ‪ CH3CH2COCH2CH3‬بالت�سخين مع محلول‪.NaOH‬‬
‫ً‬
‫مخططا يلخ�ض تفاعالت ال�ستبدال ال�سابقة‪.‬‬
‫ويبين ال�سكل (‪،)5-4‬‬
‫ّ‬
‫‪äÓYÉØJ‬‬
‫‪∫GóÑà°S’G‬‬
‫األكانات‬
‫‪X2‬‬
‫�سوء‬
‫هاليد األكيل‬
‫كحولت‬
‫‪HX‬‬
‫هاليد األكيل‬
‫هاليدات الألكيل‬
‫الأولية‬
‫‪OH-‬‬
‫كحولت‬
‫‪RO-‬‬
‫اإيرثات‬
‫حمو�ض‬
‫كربوك�سيلية‬
‫‪ROH‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫اإ�سرتات‬
‫ال�سكل(‪ :)5-4‬طط يلخ�ض تفاعالت ال�ستبدال‪.‬‬
‫‪169‬‬
‫‪ØJ -4‬اع‪Ó‬ت التاأ‪�c‬سد والختزال‬
‫تعرف��ت �سابقً��ا مفه��وم التاأك�س��د والختزال‪ ،‬وعرف��ت اأن التاأك�س��د زيادة في ع��دد التاأك�سد‪،‬‬
‫والخت��زال نق�سان في ع��دد التاأك�سد‪ .‬وفي المركبات الع�سوية‪ ،‬تو�س��ف عملية التاأك�سد باأنها‬
‫زي��ادة محت��وى الأك�سجين ‪ O‬في المركب‪ ،‬اأو نق�سان محت��وى الهيدروجين ‪ H‬منه‪ ،‬وتو�سف‬
‫عملي��ة الختزال باأنها زيادة محت��وى الهيدروجين في المركب‪ ،‬اأو نق�سان محتوى الأك�سجين‬
‫منه‪ .‬ومن الأمثلة على تفاعالت التاأك�سد والختزال‪:‬‬
‫اأ ‪J -‬اأ‪�c‬سد الك‪ë‬ولت‪ :‬تتاأك�سد الكحولت الأولية بوجود عامل موؤك�سد قوي مثل دايكرومات‬
‫البوتا�سيوم ‪ K2Cr2O7‬في و�سط حم�سي‪ ،‬وينتج عن ذلك الألديهايد الذي يتاأك�سد مبا�سرة اإلى‬
‫‪n‬حم���ض كربوك�سيلي‪ ،‬والمعادلة الآتي��ة تو�سح اأك�سدة ‪ -1‬بروبانول (كحول اأولي)‪،‬لإنتاج‬
‫حم�ض بروبانويك (حم�ض كربوك�سيلي)‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2COH‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪n‬حم�ض بروبانويك‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ -1‬بروبانول‬
‫م��ن الوا�س��ح اأن اأك�سدة الكح��ول الأولي اإلى حم���ض كربوك�سيلي يت��م بنق�سان محتوى‬
‫الهيدروجين ‪ ،H‬وزيادة محتوى الأك�سجين ‪ O‬في المركب‪.‬‬
‫بينما تتاأك�سد الكحولت الأولية بوجود عامل موؤك�سد �سعيف مثل محلول كلوروكرومات‬
‫البريديني��وم ويرم��ز له بالرمز (‪ ، )PCC‬وينت��ج عن ذلك الألديهاي��د والمعادلة الآتية تو�سح‬
‫اأك�سدة ‪ -1‬بروبانول (كحول اأولي)‪ ،‬لإنتاج بروبانال (األديهايد)‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2CH‬‬
‫بروبانال‬
‫‪PCC‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ -1‬بروبانول‬
‫وتت��م اأك�سدة الكحول بنزع ذرت��ي هيدروجين‪ ،‬اإحداهما من مجموعة ‪ ،OH‬والأخرى من‬
‫ذرة الكربون الحاملة لها‪ .‬ويمكن تلخي�ض ما يحدث كالآتي‪:‬‬
‫‪170‬‬
‫‪O‬‬
‫‪RCOH‬‬
‫‪J‬ا ‪H‬‬
‫‪�≤f /)K2Cr2OH‬سان ‪ »a‬م‪ë‬توى ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي‪ø‬‬
‫أ‪�c‬سد با�ست‪î‬دا‪/H+( Ω‬‬
‫‪7‬‬
‫‪H‬‬
‫و‪R‬يادة ‪ »a‬م‪ë‬توى الأ‪�c‬س‪é‬ي‪ø‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H+‬‬
‫ﺹ‪156‬‬
‫حم�ض كربوك�سيلي‬
‫‪O‬‬
‫‪PCC‬‬
‫‪RCH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪RCH2OH‬‬
‫األديهايد‬
‫‪C‬‬
‫ﺹ‪166‬‬
‫كحول اأولي‬
‫‪J‬اأ‪�c‬سد‪�≤f/‬سان ‪ »a‬م‪ë‬توى ال¡يد‪Q‬و‪L‬ي‪ø‬‬
‫‪J‬اأ‪�c‬سد‪R/‬يادة ‪ »a‬م‪ë‬توى الأ‪�c‬س‪é‬ي‪ø‬‬
‫كم��ا تتاأك�سد الكح��ولت الثانوية با�ستخ��دام دايكرومات البوتا�سيوم ف��ي و�سط حم�سي‪ ،‬اأو‬
‫‪ ،PCC‬وتُنتج كيتونات‪ ،‬كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪δ-‬‬
‫‪C‬‬
‫‪δ+‬‬
‫‪3‬‬
‫‪O O‬‬
‫‪C CCH‬‬
‫‪H CH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪3‬‬
‫بروبانون‬
‫‪+‬‬
‫‪ -2‬بروبانول‬
‫ﺹ‪162‬‬
‫ﺹ‪161‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪δ‬‬
‫‪MgX‬‬
‫‪CHC‬‬
‫‪CHCH‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪δ-‬‬
‫ﺹ‪163‬‬
‫يت�سح من المعادلة ال�سابقة اأن الكحول الثانوي ‪ -2‬بروبانول يتاأك�سد بانتزاع ذرتي هيدروجين‬
‫منه‪ ،‬وينتج الكيتون بروبانون الذي ل يتاك�سد في الظروف نف�سها‪.‬‬
‫‪OH‬‬
‫بالكحولت الثالثية‪ ،‬فاإنه بالنظر اإل��ى ‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫ال�سيغة العامة للكحول الثالثي‬
‫واأم��ا فيما يتعلق‬
‫‪C‬‬
‫‪C H‬‬
‫‪R C R‬‬
‫‪R‬‬
‫نالحظ اأن ذرة الكربون ‪C‬‬
‫ﺹ‪198‬المرتبطة بالمجموعة الوظيفية ‪ OH‬ترتبط بثالث مجموعات األكيل‪،‬‬
‫ﺹ‪173‬‬
‫ﺹ‪197‬‬
‫وه��ذا يجعلها غي��ر قادرة على فقد ذرة هيدروجي��ن‪ ،‬والتاأك�سد عند الظ��روف نف�سها‪ .‬وعليه‪،‬‬
‫يمكن القول اإن الكحولت الثالثية ل تتاأك�سد‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R C ONa + R OH‬‬
‫اأكمل المعادلت الآتية‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R C OR + NaOH‬‬
‫ﺹ‪171‬‬
‫‪...........‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H+‬‬
‫‪...........‬‬
‫‪R…..…….‬‬
‫‪OR + NaX‬‬
‫‪PCC‬‬
‫‪CH3CH2OH‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫‪PCC‬‬
‫‪CH3CHCH‬‬
‫‪R X2CH‬‬
‫‪+3 R ONa‬‬
‫‪OH‬‬
‫ﺹ‪189‬‬
‫‪J-Ü‬اأ‪�c‬س��د الألدي¡اي��د‪ :‬عرف��ت اأن الألديهايد النات��ج من اأك�سدة الكح��ول الأولي بوجود عامل‬
‫وينتج الحم�ض‬
‫موؤك�س��د قوي مث��ل دايكرومات البوتا�سي��وم ‪ K2Cr2O7‬ي�ستمر في التفاع��ل ُ‬
‫‪171‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫الكربوك�سل��ي‪ .‬وهذا ي�سير اأن الألديهاي��دات تتاأك�سد بوجود دايكرومات البوتا�سيوم وتُنتج‬
‫تبين نتيجة تفاع��ل دايكروم��ات البوتا�سيوم مع‬
‫ً‬
‫حمو�س��ا كربوك�سيلي��ة‪ .‬والمعادل��ة الآتي��ة ّ‬
‫‪O‬‬
‫الإيثانال‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3COH‬‬
‫‪CH3CH‬‬
‫حم�ض اإيثانويك‬
‫اإيثانال‬
‫‪K2Cr2O7 /H+‬‬
‫اأكمل المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH‬‬
‫وتج��در الإ�س��ارة اأن الكيتون��ات ل تتاأك�س��د ف��ي الظروف‬
‫نف�سه��ا؛ لذا يمكن التميي��ز بينها وبين الألديهاي��دات با�ستخدام‬
‫عامل موؤك�سد منا�سب‪ .‬ومن اأ�سهر العوامل الموؤك�سدة الم�ستعملة‬
‫للتميي��ز بينهما محلول تولينز ‪ [Ag)NH3(2]+‬المكون من محلول‬
‫نت��رات الف�سة م��ع الأموني��ا‪ ،‬وعن��د ت�سخين مزيج م��ن مركب‬
‫الألديهاي��د مع محل��ول تولينز في اأنبوب اختب��ار تتر�سب الف�سة‬
‫مكونة مراآة ف�سية‪ ،‬انظ��ر ال�سكل(‪.)6-4‬‬
‫عل��ى جدار الأنب��وب ّ‬
‫ال�سكل (‪ : )6-4‬تكون مراآة ف�سية عند‬
‫تفاعل الألديهايد مع حملول تولينز‪.‬‬
‫ويمكن تو�سيح ذلك بالمعادلة العامة الآتية‪:‬‬
‫‪+ Ag‬‬
‫مراآة ف�سية‬
‫اأما الكيتونات فال تتاأك�سد بمحلول تولينز‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫_‬
‫‪O‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪R‬‬
‫ليحدث تفاعل‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪[Ag)NH3(2]+‬‬
‫‪OH-‬‬
‫‪H‬‬
‫]‪[Ag)NH3(2‬‬
‫‪OH-‬‬
‫‪R‬‬
‫‪+‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫األديهايد‬
‫‪O‬‬
‫‪R C‬‬
‫كيتون‬
‫و�سح اإجابتك بمعادلت‪.‬‬
‫كيف نميز‬
‫مخبريا بين بروبانال ‪ CH3CH2CH‬وبروبانون ‪CH3CCH3‬؟ ّ‬
‫ًّ‬
‫مرك��ب ع�سوي ‪� A‬سيغت��ه الجزيئية ‪ ، C4H10O‬عند اأك�سدته با�ستخدام ‪ ،PCC‬نتج المركب‬
‫الع�س��وي ‪ B‬ال��ذي �سيغته الجزيئية ‪ ،C4H8O‬والذي ل يتفاعل مع محلول تولينز‪ ،‬ما ال�سيغة‬
‫البنائية لكل من ‪ A‬و‪B‬؟‬
‫‪172‬‬
‫‪–�L‬اخت��زال الألكي��‪ ø‬والألكاي��‪ :ø‬تعد تفاع��الت اإ�سافة الهيدروجي��ن ‪ H2‬اإلى الرابط��ة الثنائية في‬
‫الألكين��ات اأو الرابطة الثالثية في الألكاينات بوج��ود عامل م�ساعد مثل النيكل‪ً ،‬‬
‫مثال على‬
‫تفاعالت الختزال كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪CH3CH3‬‬
‫‪H2‬‬
‫اإيثان‬
‫‪CH2 = CH2‬‬
‫‪+‬‬
‫اإيثين‬
‫لح��ظ اأن ع��دد ذرات الهيدروجين ف��ي الإيثين ‪ 4‬ذرات‪ ،‬وقد اأ�سبح ‪ 6‬ذرات في الإيثان‪،‬‬
‫مما يعني اأن الإيثين قد اخ ُتزل وتحول اإلى اإيثان‪.‬‬
‫اأكمل التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2H2‬‬
‫‪CH3C CH‬‬
‫أي�سا باإ�سافة‬
‫د ‪ -‬اختزال مر‪c‬بات الكربو‪f‬يل )الألدي¡ايد والكيتون(‪ :‬يتم اختزال مركبات الكربونيل ا ً‬
‫الهيدروجين ‪ H2‬لها بوجود عامل م�ساعد مثل النيكل‪ ،‬كما في التفاعلين الآتيين‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪R CH2‬‬
‫كحول اأولي‬
‫‪OH‬‬
‫‪R‬‬
‫‪C R‬‬
‫‪H‬‬
‫كحول ثانوي‬
‫‪H2‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪H2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C H‬‬
‫األديهايد‬
‫‪R‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫كيتون‬
‫لحظ اأن الختزال في الألديهايد والكيتون يتم بزيادة محتوى الهيدروجين في الكحول الناتج‪.‬‬
‫اأكمل التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪H2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫ما ال�سيغة البنائية للمركب الع�سوي ‪ A‬في التفاعل الآتي؟‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CH2‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪H2‬‬
‫‪A +‬‬
‫ً‬
‫مخططا يلخ�ض تفاعالت التاأك�سد والختزال في المركبات الع�سوية‪.‬‬
‫ويبين ال�سكل (‪،)7-4‬‬
‫ّ‬
‫‪173‬‬
‫ال�سكل(‪ :)7-4‬طط يلخ�ض تفاعالت التاأك�سد والختزال‪.‬‬
‫‪174‬‬
‫كحولت‬
‫اأولية‬
‫‪PCC‬‬
‫األديهايدات‬
‫حمو�ض‬
‫كربوك�سيلية‬
‫تفاعالت التاأك�سد‬
‫كحولت‬
‫ثانوية‬
‫‪PCC‬‬
‫كيتونات‬
‫األديهايدات‬
‫حمو�ض‬
‫كربوك�سيلية‬
‫األديهايدات‬
‫كحولت‬
‫اأولية‬
‫‪PCC‬‬
‫تفاعالت الختزال‬
‫األكينات‬
‫واألكاينات‬
‫األكانات‬
‫‪PCC‬‬
‫كيتونات‬
‫كحولت‬
‫ثانوية‬
‫‪ØJ -5‬اع‪Ó‬ت ال‪ë‬مو‪V‬س وال≤واعد الع†سوية‬
‫تختل��ف المركب��ات الع�سوي��ة في �سفاته��ا الحم�سية والقاعدي��ة‪ ،‬فبع�سها ل��ه �سفات حم�سية‬
‫كالحمو�ض الكربوك�سيلي��ة‪ ،‬وبع�سها له �سفات قاعدية كالأمينات‪ ،‬ويمكن لهذين النوعين من‬
‫معا‪ ،‬اأو مع الحمو�ض والقواعد غير الع�سوية‪ .‬وفيما ياأتي بع�ض تفاعالت‬
‫المركب��ات اأن يتفاعال ً‬
‫هذه الحمو�ض والقواعد الع�سوية‪:‬‬
‫اأ ‪ØJ -‬اع��‪Ó‬ت ال‪ë‬مو‪��V‬س الكربو‪�c‬سيلي��ة‪ :‬تتفاعل الحمو�ض الكربوك�سيلية م��ع القواعد القوية مثل‬
‫تفاعل حم�ض الإيثانويك‪ ،‬مع هيدروك�سيد ال�سوديوم ‪ NaOH‬كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CONa‬‬
‫‪NaOH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3COH‬‬
‫كم��ا تتفاعل مع بع�ض الأمالح القاعدية‪ ،‬مثل كربونات ال�سوديوم الهيدروجينية ‪NaHCO3‬‬
‫كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪CO2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CONa‬‬
‫‪NaHCO3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3COH‬‬
‫وي�ستخ��دم ه��ذا التفاع��ل ف��ي تميي��ز الحم���ض‬
‫الكربوك�سيلي عن غيره م��ن المركبات الع�سوية‬
‫الأخ��رى‪ ،‬فيالح��ظ انط��الق غاز ثان��ي اأك�سيد‬
‫الكربون كموؤ�سر لحدوث التفاعل‪ .‬انظر ال�سكل‬
‫يبين تفاعل حم�ض الإيثانويك مع‬
‫(‪ ،)8-4‬الذي ّ‬
‫كربونات ال�سوديوم الهيدروجينية‪.‬‬
‫ال�سكل(‪ :)8-4‬تفاعل حم�ض الإيثانويك مع‬
‫كربونات ال�سوديوم الهيدروجينية‪.‬‬
‫‪175‬‬
‫اأكمل المعادلتين الآتيتين‪:‬‬
‫‪NaOH‬‬
‫‪NaHCO3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2COH‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3CH2CHCOOH‬‬
‫‪O‬‬
‫و�سح اإجابتك‬
‫كي��ف تميز‬
‫مخبريا بين حم�ض الإيثانويك ‪ CH3COH‬والإيثان ‪CH3CH3‬؟ ّ‬
‫ًّ‬
‫بمعادلت كيميائية‪.‬‬
‫‪ØJ –Ü‬اع‪Ó‬ت الأمينات ال≤اعدية‪ :‬تعد الأمينات قواعد ع�سوية‪ ،‬ويف�سر ال�سلوك القاعدي لها ب�سبب‬
‫وج��ود زوج م��ن الإلكترونات غير الرابطة عل��ى ذرة النيتروجين ‪N‬؛ وه��ذا يجعلها قادرة‬
‫عل��ى التفاعل م��ع اأيون ‪ H+‬من مادة اأخرى ومنح زوج الإلكترونات له؛ لذا فهي تتفاعل مع‬
‫أمالحا‪ ،‬كما في المعادلة العامة الآتية‪:‬‬
‫مكونة ا ً‬
‫الحمو�ض ّ‬
‫‪RNH3X‬‬
‫اأكمل المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪É«fÉK‬‬
‫‪k‬‬
‫‪HX‬‬
‫‪HBr‬‬
‫‪RNH2 +‬‬
‫‪CH3CH2NH2 +‬‬
‫ﺗﺤﻀﻴﺮ اﻟﻤﺮﻛﺒﺎت اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ ﻓﻲ اﻟﻤﺨﺘﺒﺮ‬
‫تم ا�ستعرا�سها حتى الآن في هذا الف�سل‪،‬‬
‫يمك��ن ال�ستفادة من اأ�س��كال التفاعالت العديدة التي ّ‬
‫لتح�سي��ر العديد من المركبات الع�سوية في المختبر؛ به��دف درا�ستها وا�ستعمالها وال�ستفادة منها‬
‫في تح�سير مركبات ع�سوية اأخرى‪ .‬وفيما ياأتي ا�ستعرا�ض لطرائق تح�سير بع�ض هذه المركبات‪.‬‬
‫‪†ëJ -1‬سير الألكينات‬
‫عرفت اأن تفاعالت الحذف تُنتج الألكينات‪ ،‬ويمكن تو�سيح هذه التفاعالت بالمخطط الآتي‪:‬‬
‫‪176‬‬
‫‪L ±òM‬ز…ء ‪ HX‬م‪ ø‬هاليد األكيل ‪K‬ا‪f‬و… اأو ‪K‬ال‪.»ã‬‬
‫الألكينات‬
‫‪L ±òM‬ز…ء ‪H2O‬‬
‫م‪ ø‬الك‪ë‬ول‪.‬‬
‫كما يو�سح المثال الآتي اإحدى هذه الطرائق‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫ابت��دىء م��ن المرك��ب ‪ -2‬ميثي��ل ‪ -2-‬بروبانول ‪CH3‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH3‬‬
‫و�سح كيفية تح�سير المركب ميثيل بروبين‬
‫ع�سوية منا�سبة‪ ،‬ثم ّ‬
‫‪ CH3‬وا�ستخ��دم اأي مواد غير‬
‫‪CH3C = CH2‬‬
‫‪CH3‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫بالنظ��ر اإل��ى ال�سيغ��ة البنائية للمركب الع�س��وي المتوافر في المختب��ر والمركب المطلوب‬
‫تح�سي��ره‪ ،‬نالحظ اأنه يمكن تح�سير المركب ميثيل بروبين بحذف جزيء ماء من المركب‬
‫‪ -2‬ميثي��ل ‪ -2-‬بروبان��ول ويت��م ذلك عن طري��ق الت�سخين‪ ،‬وا�ستخ��دام محلول‬
‫المركز كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3C = CH2‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪ H2SO4‬مركز‬
‫ت�سخني‬
‫ميثيل بروبين‬
‫‪CH3‬‬
‫‪H2SO4‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪ -2‬ميثيل‪ -2-‬بروبانول‬
‫ابتد‪ Ç‬من المركب ‪ -2‬كلورو بروبان ‪ ،CH3CHCH3‬وا�ستخدم اأي مواد غير ع�سوية‬
‫‪Cl‬‬
‫منا�سبة‪ ،‬ثم ّبين كيفية تح�سير المركب بروبين ‪.CH3CH=CH2‬‬
‫‪177‬‬
‫‪†ëJ -2‬سير الك‪ë‬ولت‬
‫در�س��ت �سابقًا ع��د ًدا من التفاعالت الت��ي توؤدي اإلى تح�سي��ر الكحول‪ ،‬والت��ي يمكن تمثيلها‬
‫بالمخطط الآتي‪:‬‬
‫اإ�سافة الماء اإلى الألكين‬
‫في و�سط حم�سي‪.‬‬
‫اختزال مركبات‬
‫الكربونيل باإ�سافة ‪.H2‬‬
‫الكحولت‬
‫ال�ستبدال في‬
‫هاليدات الألكيل‬
‫الأولية‪.‬‬
‫اإ‪�p‬سافة مركب غرينيارد‬
‫اإلى مركبات الكربونيل‪.‬‬
‫ويمكن تح�سير الكحولت بخطوة واحدة اأو باأكثر من خطوة‪ .‬والأمثلة الآتية تو�سح ذلك‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫اإ�سافة الماء اإلى الألكين في و�سط حم�سي‪.‬‬
‫ابت��د‪ Ç‬من المركب ‪ -2‬بيوتي��ن ‪ ،CH3CH=CHCH3‬وا�ستخدم اأي مواد غير ع�سوية منا�سبة‪،‬‬
‫ثم ّبين خطوات تح�سير المركب‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫‪OH‬‬
‫‪-2‬بيوتانول ‪.CH3CHCH2CH3‬‬
‫يمك��ن تح�سير ‪ -2‬بيوتانول عن طريق اإ�سافة الماء اإلى المركب ‪ -2‬بيوتين في و�سط حم�سي‬
‫‪ ،H+‬كما ياأتي‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH2CH3‬‬
‫‪178‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH3CH = CHCH3 + H2O‬‬
‫‪3‬‬
‫ا�ستبدال في هاليد األكيل اأولي‪.‬‬
‫ا�ستخ��دم ‪ -1‬كلوروبروبان ‪ CH3CH2CH2Cl‬واأي مواد غي��ر ع�سوية منا�سبة‪ ،‬ثم ّبين خطوات‬
‫تح�سير ‪ -2‬بروبانول ‪. CH3CHCH3‬‬
‫‪OH‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫بالنظ��ر اإل��ى ال�سيغة البنائية للمركب المراد تح�سيره وهو ‪ -2‬بروبانول ‪ ،‬والمركب المتوافر‬
‫ف��ي المختبر وه��و ‪-1‬كلورو بروبان‪ ،‬نالح��ظ اأنه ل يمكن تح�سي��ر ‪ -2‬بروبانول مبا�سرة‬
‫م��ن ‪-1‬كلورو بروب��ان با�ستخدام تفاعل ال�ستبدال؛ لإن النات��ج �سيكون ‪ -1‬بروبانول وهو‬
‫كح��ول اأولي والمطلوب تح�سي��ر ‪ -2‬بروبانول (كحول ثانوي)؛ لذا لبد بداية من تح�سير‬
‫‪ -1‬بروبانول كالآتي‪:‬‬
‫‪KOH‬‬
‫‪CH3CH2CH2OH + KCl‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3CH2CH2Cl‬‬
‫ثم تحويل الكحول الأولي اإلى األكين بالحذف‪ ،‬كما في المعادلة‪:‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪CH3CH = CH2 +‬‬
‫‪ H2SO4‬مركز‬
‫ت�سخني‬
‫‪CH3CH2CH2OH‬‬
‫ث��م اإ�ساف��ة ماء اإل��ى الألكين في و�سط حم�س��ي‪ ،‬وفقًا لقاعدة ماركوفنيك��وف للح�سول على‬
‫المركب المطلوب‪ ،‬كما ياأتي‪:‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH3 +‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪CH3CH = CH2 + H2O‬‬
‫م��ا ال�سيغ��ة البنائية للمركب الع�سوي ال��ذي ُينتج المركب ‪ -2‬ميثيل ‪ -1-‬بروبانول‬
‫‪CH3‬‬
‫‪ CH3CHCH2OH‬عند تفاعله مع ‪KOH‬؟‬
‫يتواف��ر ف��ي المختب��ر المركب��ان ‪ -1‬كلوروبيوت��ان ‪ CH3CH2CH2CH2Cl‬و‪ -1‬بيوتي��ن‬
‫‪. CH3CH2CH = CH2‬فاأيهما تختار لتح�سير ‪ -1‬بيوتانول ‪CH3CH2CH2CH2OH‬؟‬
‫‪179‬‬
‫‪4‬‬
‫اختزال مركب كربونيل باإ�سافة ‪ H2‬اإليه‪.‬‬
‫ا�ستخدم بروبانال‬
‫‪O‬‬
‫‪، CH3CH2CH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪-2‬بروبانول ‪CH3CHCH3‬‬
‫واأي مواد غير ع�سويه منا�سبة‪ ،‬ثم ّبين خطوات تح�سير‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫لبد في البداية من تح�سير الكحول الأولى عن طريق اإ�سافة الهيدروجين ‪ H2‬للبروبانال بوجود‬
‫عامل م�ساعد مثل النيكل‪ ،‬كما في المعادلة‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CH2‬‬
‫‪O‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪CH3CH2CH + H2‬‬
‫ثم تحويل الكحول الأولي اإلى األكين بالحذف‪ ،‬كما في المعادلة‪:‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ H2SO4‬مركز‬
‫ت�سخني‬
‫‪CH3CH = CH2‬‬
‫‪CH3CH2CH2OH‬‬
‫ث��م اإ�ساف��ة ماء اإلى الألكي��ن في و�سط حم�سي‪ ،‬وفقً��ا لقاعدة ماركوفنيك��وف للح�سول على‬
‫المركب المطلوب‪ ،‬كما ياأتي‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H 2O‬‬
‫‪CH3CH = CH2 +‬‬
‫‪5‬‬
‫اإ�سافة مركب غرينيارد اإلى مركب كربونيل‪.‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫بي��ن خطوات تح�سي��ر ‪ -2‬بيوتان��ول ‪ CH3CHCH2CH3‬با�ستخ��دام بروبانال ‪CH3CH2CH‬‬
‫ّ‬
‫م�ستخدما الإيثر واأي مواد غير ع�سوية منا�سبة‪.‬‬
‫وكلورو ميثان ‪CH3Cl‬‬
‫ً‬
‫‪180‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫عن��د مقارنة ال�سيغ البنائية للمركب الع�سوي المراد تح�سيره والمركبين المراد البدء بهما‪ ،‬من‬
‫حيث عدد ذرات الكربون والمجموعة الوظيفية ونوع الروابط في كل منها نجد اأن �سيغ هذه‬
‫المركبات هي‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CHCH3‬‬
‫‪ -2‬بيوتانول‬
‫‪CH3CH2CHO‬‬
‫بروبانال‬
‫المراد تح�سيره‬
‫‪CH3Cl‬‬
‫كلورو ميثان‬
‫المراد البدء بهما‬
‫وبتفح�ض هذه المركبات‪ ،‬نالحظ اأن الكحول المراد تح�سيره‪ ،‬هو كحول ثانوي‪ ،‬يحتوي‬
‫عل��ى ‪ 4‬ذرات كرب��ون‪ ،‬واأن ه��ذا العدد ي�ساوي مجموع اأع��داد ذرات الكربون في المركبين‬
‫الم��راد الب��دء بهما؛ لذا ل بد م��ن ا�ستخدام طريقة غرينيارد لتح�سير ه��ذا المركب على النحو‬
‫الآتي‪:‬‬
‫‪CH3 MgCl‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CHCH3 + MgCl2‬‬
‫‪HCl‬‬
‫‪OMgCl‬‬
‫‪CH3CH2CHCH3‬‬
‫اإيرث‬
‫‪CH3Cl + Mg‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2CH + CH3MgCl‬‬
‫‪O‬‬
‫فبي��ن خط��وات‬
‫اإذا كان لدي��ك بروبان��ون ‪ ،CH3CCH3‬وكلورواإيث��ان ‪ّ CH3CH2Cl‬‬
‫‪CH3‬‬
‫م�ستخدما الإيثر‪ ،‬واأي مواد غير‬
‫تح�سي��ر‪ -2‬ميثيل ‪ -2-‬بيوتانول ‪CH3CCH2CH3‬‬
‫ً‬
‫ع�سوية منا�سبة‪.‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪†ëJ -3‬سير هاليدات الألكيل‬
‫يمكن تلخي�ض التفاعالت التي تُنتج هاليدات الألكيل كما في المخطط الآتي‪:‬‬
‫‪181‬‬
‫ا�ستبدال ذرة هالوجين بذرة هيدروجين في الألكان‬
‫بوجود ال�سوء‪.‬‬
‫هاليدات الألكيل‬
‫ا�ستبدال ذرة هالوجين بمجموعة هيدروك�سيل في‬
‫الكحول‪.‬‬
‫اإ�سافة جزيء ‪ HX‬اإلى الألكين‪.‬‬
‫ولتتعرف‬
‫ويمك��ن تح�سير هاليدات الألكيل بخط��وة اأو اأكثر‪ ،‬ح�سب المعطيات المتوافرة‪.‬‬
‫ّ‬
‫ذلك‪ ،‬ادر�ض الأمثلة الآتية‪:‬‬
‫‪6‬‬
‫اإحالل الهالوجين محل الهيدروجين بوجود ال�سوء‪.‬‬
‫و�سح كيفية تح�سير كلورواإيثان‬
‫با�ستخ��دام الإيثان ‪ CH3CH3‬واأي مواد غير ع�سوية منا�سب��ة‪ّ ،‬‬
‫‪.CH3CH2Cl‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫يمك��ن ا�ستب��دال ذرة كل��ور ب��ذرة هيدروجين ف��ي الإيثان‪ ،‬بوج��ود ال�سوء لإنت��اج المركب‬
‫المطلوب‪ ،‬كما في المعادلة‪:‬‬
‫‪CH3CH2Cl + HCl‬‬
‫�سوء‬
‫‪CH3CH3 + Cl2‬‬
‫‪7‬‬
‫اإحالل الهالوجين محل مجموعة هيدروك�سيل في الكحول‪.‬‬
‫تبي��ن خطوات تح�سير‬
‫ا�ستخ��دم اأي م��واد غي��ر ع�سوية منا�سبة‪ ،‬ثم اكت��ب معادلت كيميائية ّ‬
‫‪CH3‬‬
‫المركب ‪ -2‬ميثيل ‪ -2-‬كلوروبروبان ‪ CH3CCH3‬من المركب ‪ -2‬ميثيل‪ -1-‬كلوروبروبان‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3CHCH2Cl‬؟‬
‫‪182‬‬
‫‪Cl‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫ل يمكن تحويل ‪ -2‬ميثيل ‪ -1-‬كلوروبروبان مبا�سرة اإلى ‪ -2‬ميثيل ‪ -2-‬كلوروبروبان؛‬
‫لأن ‪ -2‬ميثيل ‪ -1-‬كلوروبروبان يتفاعل ب�سكل رئي�ض بطريقة ال�ستبدال مع ‪، KOH‬وينتج‬
‫كحول هو‪ -2 :‬ميثيل‪ -1-‬بروبانول كما في المعادلة‪:‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3CHCH2OH‬‬
‫‪ -2‬ميثيل ‪ -1-‬بروبانول‬
‫‪KOH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3CHCH2Cl‬‬
‫‪ -2‬ميثيل ‪-1-‬كلوروبروبان‬
‫وللح�س��ول على المركب المطلوب‪ ،‬يتم تحوي��ل ‪ -2‬ميثيل‪ -1-‬بروبانول اإلى ميثيل بروبين‬
‫عن طريق حذف جزيء ماء كما في المعادلة‪:‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3C = CH2‬‬
‫ميثيل بروبين‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3CHCH2OH‬‬
‫‪ H2SO4‬مركز‬
‫ت�سخني‬
‫‪ -2‬ميثيل ‪-1-‬كلوروبروبان‬
‫ثم ي�ساف جزيء ‪ ،HCl‬وبذلك نح�سل على ‪-2‬ميثيل ‪-2-‬كلوروبروبان‪ ،‬كالآتي‪:‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3CCH3‬‬
‫‪Cl‬‬
‫‪ -2‬ميثيل ‪-2-‬كلوروبروبان‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3C = CH2 + HCl‬‬
‫ميثيل بروبين‬
‫ا�ستخ��دم اأي مواد غي��ر ع�سوية منا�سبة‪ ،‬ثم اكتب مع��ادلت كيميائية تمثل عملية تح�سير‬
‫برومو اإيثان ‪ CH3CH2Br‬من المركبات الآتية‪:‬‬
‫اإيثان ‪CH3CH3‬‬
‫اإيثين ‪CH2 = CH2‬‬
‫اإيثانول‪CH3CH2OH‬‬
‫‪183‬‬
‫‪†ëJ -4‬سير الألدي¡ايدات‬
‫تعرف��ت �سابقًا اأن الألديهايد ينتج من تاأك�س��د الكحول الأولي با�ستخدام عامل موؤك�سد �سعيف‬
‫ّ‬
‫يرمز له ‪ ،PCC‬والمثال الآتي يو�سح ذلك‪:‬‬
‫‪8‬‬
‫ّبي��ن بالمعادلت كيفية تح�سير بروبانال ‪ CH3CH2CHO‬من الميثانول ‪ CH3OH‬وكلورواإيثان‬
‫‪CH3CH2Cl‬‬
‫م�ستخدما الإيثر واأي مواد غير ع�سوية منا�سبة‪.‬‬
‫ً‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫عن��د مقارنة ال�سيغ البنائية للمركب الع�سوي المراد تح�سيره‪ ،‬والمركبين المراد البدء بهما من‬
‫حي��ث ع��دد ذرات الكربون والمجموعة الوظيفية ونوع الروابط ف��ي كل منها‪ ،‬نجد اأن �سيغ‬
‫هذه المركبات هي‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2CH‬‬
‫‪CH3CH2Cl‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫بروبانال‬
‫كلورواإيثان‬
‫ميثانول‬
‫المراد تح�سيره‬
‫المراد البدء بهما‬
‫لحظ اأن الألديهايد المراد تح�سيره يحتوي على ‪ 3‬ذرات كربون‪ .‬واأن هذا العدد ي�ساوي‬
‫مجموع اأعداد ذرات الكربون في المركبين المراد البدء بهما؛ لذا ن�ستنتج اأن تح�سير المركب‬
‫المطلوب ي�ستدعي تحويل الكحول اإلى األديهايد‪ ،‬وزيادة عدد ذرات الكربون في المركب‪.‬‬
‫ويمكن اإجراء العملية الأولى عن طريق اأك�سدة الميثانول كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪HCH‬‬
‫‪PCC‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫اأما زيادة عدد ذرات الكربون‪ ،‬فيتم عادة با�ستخدام طريقة غرينيارد كما في المعادلتين الآتيتين‪:‬‬
‫‪CH3CH2 MgCl‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CH2 + MgCl2‬‬
‫‪184‬‬
‫‪OMgC1‬‬
‫‪HC1‬‬
‫‪CH3CH2CH2‬‬
‫اأيرث‬
‫‪CH3CH2Cl + Mg‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H-C-H + CH3CH2MgCl‬‬
‫وللح�سول على الألديهايد المطلوب‪ ،‬علينا اأك�سدة الكحول الناتجة كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CH2CH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CH2‬‬
‫‪PCC‬‬
‫ّبي��ن بالمع��ادلت كيفية تح�سير الإيثانال ‪ CH3CHO‬من الإيث��ان ‪ CH3CH3‬با�ستخدام اأي‬
‫مواد غير ع�سوية منا�سبة‪.‬‬
‫‪†ëJ -5‬سير الكيتو‪f‬ات‬
‫يح�س��ر الكيت��ون من تاأك�سد كح��ول ثانوي با�ستخدام عامل موؤك�سد مث��ل ‪ K2Cr2O7‬في و�سط‬
‫ّ‬
‫حم�سي‪ ،‬اأو با�ستخدام ‪ ،PCC‬ويمكن تو�سيح ذلك من خالل المثال الآتي‪:‬‬
‫‪9‬‬
‫ا�ستخ��دم بروبي��ن‬
‫‪CH3CH=CH2‬‬
‫‪O‬‬
‫بروبانون ‪.CH3CCH3‬‬
‫واأي م��واد غير ع�سوي��ه منا�سبة‪ ،‬ثم ّبي��ن خطوات تح�سير‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫بما اأن المركب المتوافر للبدء به هو البروبين؛ فاإنه يمكن تحويله اإلى الكحول ‪ -2‬بروبانول‬
‫باإ�ساف��ة الماء في و�سط حم�س��ي‪ ،‬ثم اأك�سدة الكحول الناتجة للح�س��ول على البروبانون‪.‬‬
‫ويمكن بيان خطوات التح�سير على النحو الآتي‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH3‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H2O/H+‬‬
‫‪CH3CCH3‬‬
‫‪CH3CH = CH2‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H+‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH3‬‬
‫اكتب ال�سيغ البنائية للمركبات الع�سوية ‪ B ، A‬في المخطط الآتي‪:‬‬
‫‪B‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H+‬‬
‫‪A‬‬
‫‪H2O/H+‬‬
‫‪CH3CH = CHCH3‬‬
‫‪185‬‬
‫‪†ëJ -6‬سير ال‪ë‬مو‪V‬س الكربو‪�c‬سيلية‬
‫تنتج الحمو�ض الكربوك�سيلية من تاأك�سد الكحولت الأولية‪ ،‬اأو تاأك�سد الألديهايدات‪ ،‬بوجود‬
‫عامل موؤك�سد قوي مثل ‪ K2Cr2O7‬في و�سط حم�سي‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫اإذا تواف��ر لدي��ك في المختبر غاز الإيثين ‪ّ .CH2= CH2‬بي��ن بالمعادلت كيفية تح�سير حم�ض‬
‫‪O‬‬
‫الإيثانويك ‪ CH3COH‬منه‪.‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫يمك��ن البدء باإ�ساف��ة ماء اإلى الألكين في و�سط حم�سي للح�س��ول على كحول اأولي‪ ،‬كما في‬
‫المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3CH2‬‬
‫ثم اأك�سدة الكحول الناتجة كما ياأتي‪:‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3COH‬‬
‫‪CH2= CH2‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2‬‬
‫اكتب ال�سيغ البنائية للمركبات الع�سوية ‪ ،L ،F ،E ،D ،C ،B ، A‬في المخطط الآتي‪:‬‬
‫‪CH3CH2COOH‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H+‬‬
‫‪F‬‬
‫‪HCl‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪L‬‬
‫‪Mg‬‬
‫اإيرث‬
‫‪PCC‬‬
‫‪†ëJ -7‬سير الإ�سترات‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫‪HCl‬‬
‫‪KOH‬‬
‫‪CH2 = CH2‬‬
‫‪D‬‬
‫تع��د الإ�ست��رات م��ن اأهم م�ستق��ات الحمو���ض الكربوك�سيلية‪ .‬وه��ي ت‪n‬نتج م��ن تفاعل حم�ض‬
‫كربوك�سيلي مع كحول في و�سط حم�سي كما في المثال الآتي‪:‬‬
‫‪186‬‬
‫‪H‬‬
‫‪11‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫اإذا علمت اأن الإ�ستر الموجود في الموز هو بنتيل اإيثانوات‬
‫‪ .CH COOCH )CH ( CH‬اكتبﺹ‪156‬‬
‫ال�سيغة البنائية للكحول‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2 3‬‬
‫‪3‬‬
‫ﺹ‪166‬‬
‫والحم�ض الكربوك�سيل��ي اللذين ينتجانه عند تفاعلهما في‬
‫و�سط حم�سي‪.‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫يتكون من �سقين هما‪:‬‬
‫يت�سح من ال�سيغة البنائية لالإ�ستر اأنه ‪ّ δ‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪-‬‬
‫‪C‬‬
‫‪δ+‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H C H‬‬
‫‪δ+‬‬
‫‪CMgX‬‬
‫‪CH3C OCH2CH2CH2CH2CH3‬‬
‫ال�سكل(‪ :)9-4‬ال�سيغة البنائية‬
‫ﺹ‪162‬‬
‫ﺹ‪161‬‬
‫‪Ÿ‬ركب بنتيل اإيثانوات ا‪Ÿ‬وجود‬
‫ال�سق الآتي من الحم�ض‬
‫ال�سق الآتي من الكحول‬
‫‘ ا‪Ÿ‬وز‪.‬‬
‫وعليه‪ ،‬تكون �سيغة الكحول هي ‪CH3CH2CH2CH2CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫ﺹ‪163‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫هي ‪CH3COH‬‬
‫و�سيغة الحم�ض‬
‫الكربوك�سيلي ‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪C‬‬
‫ﺹ‪198‬‬
‫ﺹ‪173‬‬
‫ﺹ‪197‬‬
‫‪O‬‬
‫ابتد‪ Ç‬من الإيثانال ‪ ،CH3CH‬واأي مواد غير ع�سوية منا�سبة‪ ،‬ثم ّبين بالمعادلت كيفية‬
‫‪O‬‬
‫‪.CH3COOCH‬‬
‫تح�سير اإيثيل اإيثانوات ‪CH‬‬
‫‪R C ONa‬‬
‫‪+ R 2OH 3‬‬
‫‪†ëJ -8‬سير الإي‪ã‬رات‬
‫‪O‬‬
‫‪R C OR + NaOH‬‬
‫ﺹ‪171‬‬
‫ينت��ج الإيثر م��ن تفاعل ا�ستبدال يح�سل بين هالي��د األكيل اأولي ومركب ع�س��وي �سيغته العامة‬
‫‪ RONa‬كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫ويبين المثال الآتي تح�سير اأحد الإيثرات‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪R OR + NaX‬‬
‫‪δ-‬‬
‫‪R X + R ONa‬‬
‫ﺹ‪189‬‬
‫‪187‬‬
‫‪12‬‬
‫با�ستخ��دام الإيثي��ن واأي م��واد غي��ر ع�سوي��ة منا�سبة‪ ،‬و�س��ح كيفية تح�سي��ر ثنائي اإيثي��ل اإيثر‬
‫‪CH3CH2OCH2CH3‬‬
‫ال‪ë‬ل‬
‫نح�سر ا ً‬
‫أول الكحول ‪ CH3CH2OH‬من الإيثين‪ ،‬كما في المعادلة التية‪:‬‬
‫ّ‬
‫‪CH3CH2OH‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪CH2 = CH2 + H2O‬‬
‫ثم نحول الكحول اإلى ‪ CH3CH2ONa‬بتفاعله مع فلز ال�سوديوم ‪ Na‬كما في المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪2 2‬‬
‫‪CH3CH2OH + Na‬‬
‫‪CH3CH2ONa +‬‬
‫نح�سر من الإيثين هاليد األكيل ‪ ،CH3CH2Cl‬على النحو الآتي‪:‬‬
‫كما ّ‬
‫‪CH3CH2Cl‬‬
‫اأو عن طريق ال�ستبدال في الكحول كالآتي‪:‬‬
‫‪CH3CH2Cl + H2O‬‬
‫‪CH2 = CH2 + HCl‬‬
‫‪CH3CH2OH + HCl‬‬
‫وبذل��ك نح�س��ل على المركبي��ن المطلوبين لتح�سير ثنائ��ي اإيثيل اإيثر عن��د تفاعلهما‪ ،‬كما في‬
‫المعادلة الآتية‪:‬‬
‫‪CH3CH2Cl + CH3CH2ONa‬‬
‫‪CH3CH2OCH2CH3 + NaCl‬‬
‫اكتب ال�سيغ البنائية للمركبين الع�سويين ‪ B ،A‬في المعادلتين الآتيتين‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪2 2‬‬
‫‪+ NaCl‬‬
‫‪188‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A +‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫‪A + CH3CH2CH2Cl‬‬
‫الإ�سترات‬
‫ترتب��ط المركب��ات الع�سوية في حياتنا ب�سورة مبا�سرة اأو غي��ر مبا�سرة‪ .‬ومن اأهم هذه المركبات‬
‫الع�سوي��ة الإ�سترات التي تتميز بروائح عطرية‪ ،‬فالروائ��ح المختلفة المميزة لبع�ض الأزهار والفواكه‬
‫هي اإ�سترات‪ ،‬وهذه ال�سفة جعلتها تدخل في العديد من ال�سناعات الغذائية كالحلويات‪ ،‬والع�سائر‪،‬‬
‫وغير الغذائية كالعطور‪.‬‬
‫أي�سا في تكوين مبلمرات الإ�ستر التي‬
‫ويدخل الإ�ستر ا ً‬
‫خ�سو�سا بعد‬
‫أ�سا�سا للعديد م��ن ال�سناع��ات‬
‫ً‬
‫اأ�سبح��ت ا ً‬
‫تقويتها بالألياف الزجاجية‪ ،‬مثل ت�سنيع هياكل الطائرات‬
‫وال�سيارات والقوارب‪.‬‬
‫اأما في المجال الطبي‪ ،‬فيعد الأ�سبرين الذي ن�ستعمله‬
‫بكث��رة في تخفيف الآلآم من الإ�سترات وهو يتكون من‬
‫اتحاد حم���ض ال�سالي�سيليك (ي�ستخل���ض من لحاء �سجر‬
‫ال�سكل (‪ :)10-4‬الأ�س‪È‬ين‪.‬‬
‫ال�سف�س��اف) واأنهايدريد حم�ض الإيثانويك‪ ،‬ومن اأهم ال�ستخدامات الأخرى لالأ�سبرين اأنه خاف�ض‬
‫للحرارة‪ ،‬ويقلل من تجلط الدم‪.‬‬
‫‪äGôà`` °SE’G :á«JB’G á`` «MÉàتdG äGQÉ`` Ñ©dÉH Éæk «©à`` °ùe á«JÉeƒ∏©ªdG áµÑ`` °ûdG ≈`` dEG ´ƒLôdG ∂`` 浪j IOGõà``°SÓd‬‬
‫‪.Uses of Esters ,É¡JÉeGóîà°SGh‬‬
‫‪189‬‬
‫و�سح المق�سود بكل من‪:‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫تفاعالت الإ�سافة‪ ،‬تفاعالت الحذف‪ ،‬تفاعالت ال�ستبدال‪ ،‬الأ�سترة‪ ،‬الت�سبن‪ ،‬مركب غرينيارد‪.‬‬
‫‪ )2‬مرك��ب ع�س��وي ‪ A‬يحتوي ‪ 3‬ذرات كربون ينت��ج عند اأك�سدته با�ستخدام ‪ K2Cr2O7‬في و�سط‬
‫حم�س��ي المرك��ب الع�سوي ‪ .B‬وعند تفاعل المرك��ب ‪ B‬مع‬
‫‪CH3CH2MgCl‬‬
‫متبوعا باإ�سافة‬
‫ً‬
‫‪ ،HCl‬ينت��ج المرك��ب الع�سوي ‪ ،C‬ال��ذي ل يتاأك�سد بوجود ‪ K2Cr2O7‬ف��ي و�سط حم�سي‪ .‬ما‬
‫ال�سيغ البنائية للمركبات ‪C ،B ،A‬؟‬
‫جيدا‪ ،‬ث��م اأجب عن الأ�سئلة التي‬
‫‪ )3‬لدي��ك جدول يت�سم��ن عد ًدا من المركبات الع�سوية‪ .‬ادر�سها ً‬
‫تليه‪:‬‬
‫‪)1‬‬
‫‪CH3CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪)4‬‬
‫‪HC-OCH2CH3‬‬
‫‪)7‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH3‬‬
‫‪)2‬‬
‫‪)5‬‬
‫‪)8‬‬
‫‪CH2 = CH2‬‬
‫‪CH3CH2CH2Cl‬‬
‫‪CH3CH2CHO‬‬
‫‪)3‬‬
‫‪)6‬‬
‫‪)9‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CCH3‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH3COOH‬‬
‫اأ ) ما �سيغة المركب الع�سوي الذي يتفاعل بالإ�سافة مع ‪ HCl‬ليعطي كلورواإيثان ‪CH3CH2Cl‬؟‬
‫ب) ما �سيغة المركب الع�سوي الذي يتفاعل بال�ستبدال مع ‪ HCl‬ليعطي كلورواإيثان ‪CH3CH2Cl‬؟‬
‫ج���) ما �سيغ��ة المركب الع�سوي الناتج م��ن اأك�سدة المركب (‪ )1‬بوج��ود ‪ K2Cr2O7‬في و�سط‬
‫حم�سي؟‬
‫د ) ما �سيغة المركب الع�سوي الذي ُيختزل ليعطي المركب (‪)7‬؟‬
‫ه� ) اكتب معادلة تفكك المركب (‪ )4‬بالحرارة بوجود ‪ ،NaOH‬ماذا ن�سمي هذا التفاعل؟‬
‫مخبريا بين المركبين (‪ )2‬و (‪ ،)5‬م�ستعي ًنا بالمعادلت‪.‬‬
‫و ) ّبين كيفية التمييز‬
‫ًّ‬
‫و�سح با�ستخدام المعادلت كيفية تحويل المركب (‪ )5‬اإلى (‪.)8‬‬
‫ز) ّ‬
‫ح ) اكتب ال�سيغة البنائية للمركب الناتج من اختزال المركب (‪.)6‬‬
‫ط ) ما ‪U‬سي¨ة المرك‪ Ö‬ال©†سوي النات‪ è‬من ت‪Ø‬اع‪ π‬المرك‪ )7( Ö‬مع فلز البوتا�سيوم ‪K‬؟‬
‫‪190‬‬
‫ي ) ما ال�شق الآتي من الحم�ض الكربوك�سيلي في المركب (‪)4‬؟‬
‫ك ) اكت��ب ال�صيغ��ة البنائية للمركب الع�ضوي الناتج م��ن ت�سخين المركب ( ‪ )9‬والمركب ( ‪)1‬‬
‫في و�سط حم�ضي؟‬
‫‪ ) 4‬اكتب ال�صيغة البنائية للمركب الع�ضوي في كل من الحاالت الآتية‪:‬‬
‫�أ‬
‫‪O‬‬
‫) المركب الناتج عن اختزال ‪ -3‬بنتانون ‪ CH3CH2CCH2CH3‬بو�ساطة ‪ ،H2‬وبوجود النيكل‬
‫كعامل م�ساعد‪.‬‬
‫المحم��ر‪ .‬وعند تفاعله مع ‪H2O/H+‬‬
‫البني ُ‬
‫ب) المرك��ب ال��ذي يزيل لون محلول البروم ُ‬
‫‪OH‬‬
‫‪ -2‬بروبانول ‪.CH3CHCH3‬‬
‫يعطي‬
‫جـ) المركب الع�ضوي الذي يتفاعل مع ‪2‬مول ‪ HCl‬لينتج المركب ‪ – 1،1‬ثنائي كلورو �إيثان ‪.CH3CHCl2‬‬
‫د ) المركب الذي يحتوي ذرتي كربون‪ ،‬ويتفكك عند ت�سخينه في محلول ‪� NaOH‬إلى مركبين ع�ضويين‪.‬‬
‫هـ ) المركب الذي ينتج من تفاعل كلورو �إيثان ‪ CH3CH2Cl‬مع ‪.CH3ONa‬‬
‫‪� ) 5‬أكمل التفاعالت الآتية‪:‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪ H2SO4‬مركز‬
‫ت�سخني‬
‫‪KOH‬‬
‫‪Br‬‬
‫‪CH3 C‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3 CH2 CH CH2 CH3‬‬
‫‪K2Cr2O7 /H+‬‬
‫‪NaHCO3‬‬
‫‪CCl4‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3 O‬‬
‫‪CH3CHCH2CH‬‬
‫‪CH3CH2CH2COOH‬‬
‫‪CCH2CH2CH3 + 2Br2‬‬
‫‪HC‬‬
‫‪CH3CH2CH2NH2 + HI‬‬
‫‪191‬‬
‫‪ ) 6‬في التفاعل الآتي‪:‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪CH3 C = CH2 + KCl + H2O‬‬
‫ت�سخني‬
‫‪A + KOH‬‬
‫ما ال�سيغة البنائية للمركب الع�سوي ‪A‬؟‬
‫‪ ) 7‬ادر�ض المخطط الآتي‪ ،‬ثم اكتب ال�سيغ البنائية لكل من المركبات الع�سوية ‪.C, B, A‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪B‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪1( CH3 C‬‬
‫‪2( HC1‬‬
‫‪CH3CH2MgC1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪1( H‬‬
‫‪2( HC1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪2( HC1‬‬
‫‪1( CH3 CH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪ ) 8‬ابتد‪ Ç‬بالإيثان ‪ CH3CH3‬وا�ستخدم الإيثر اأو اأي مركبات غيرع�سوية منا�سبة‪ ،‬ثم ّبين بمعادلت‬
‫كيفية تح�سير المركبات الآتية‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫اأ ) البيوتانون ‪.CH3CCH2CH3‬‬
‫ب) ثنائي اإيثيل اإيثر ‪.CH3CH2OCH2CH3‬‬
‫‪O‬‬
‫ج�) اإيثيل اإيثانوات ‪.CH3COCH2CH3‬‬
‫‪192‬‬
‫‪»fÉãdG π°üØdG‬‬
‫اﻟﻤﺮﻛﺒﺎت اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ اﻟﺤﻴﻮﻳﺔ‬
‫‪Bio-organic Compounds‬‬
‫تدخ��ل المركبات الع�سوية في تركيب اأج�س��ام الكائنات الحية‪ ،‬اإذ تحتوي اأج�سامنا على اأنواع‬
‫متعددة من هذه المركبات ُيطلق عليها ا�سم المركبات الحيوية‪.‬‬
‫المكون الأ�سا�سي‬
‫فال�ستيروي��دات والدهون تدخل في بناء الأغ�سية الخلوية‪ ،‬وتع��د البروتينات‬
‫ّ‬
‫للع�س��الت‪ ،‬وللمركب��ات الحيوي��ة دور مهم ف��ي العملي��ات الحيوية المختلفة الت��ي تحدث داخل‬
‫الج�سم‪ ،‬ف�سكر الغلوكوز ً‬
‫مثال يعد الم�سدر الرئي�ض للطاقة ال�سرورية التي يح�سل عليها الج�سم عن‬
‫طري��ق عملي��ة التنف�ض الخلوي‪ ،‬وتعمل الأنزيمات على تحفيز التفاعالت المختلفة في الج�سم‪ .‬فما‬
‫المركبات الحيوية؟ وما تركيبها الكيميائي؟ وما دور كل منها في الج�سم؟‬
‫يمكن∂ الإ‪L‬ابة ع‪ ø‬ه‪ √ò‬الأ�س‪Ä‬لة و‪Z‬يرها بعد د‪Q‬ا�ست∂ ه‪ò‬ا ال‪�Ø‬سل‪ ,‬ويتو‪ ™b‬من∂ بعد ‪P‬ل∂ اأن‪:‬‬
‫تبين دور بع�ض المركبات الحيوية ‪ ،‬مثل‪ :‬البروتينات وال�سكريات والليبيدات في حياتنا اليومية‪.‬‬
‫ّ‬
‫تمي��ز الوح��دات البنائي��ة الأ�سا�سي��ة لبع�ض المركب��ات الحيوية مثل‪ :‬ال�سكري��ات والبروتينات‬
‫ّ‬
‫معا لتكوين هذه المركبات‪.‬‬
‫والليبيدات‪ ،‬وتبين كيفية ارتباطها ً‬
‫تقدر اأهمية بع�ض المركبات الحيوية لالإن�سان‪.‬‬
‫★ جميع الأ�سكال والمعادلت الواردة في هذا الف�سل لي�ست للحفظ‪.‬‬
‫‪193‬‬
‫اﻟﻜﺮﺑﻮﻫﻴﺪرات‬
‫در�س��ت في �سفوف �سابق��ة المجموعات الغذائية ال�سرورية للج�س��م‪ ،‬ومن هذه المجموعات‬
‫مجموعة الطاقة التي ت�سم مواد مثل الكربوهيدرات اأو ال�سكريات‪ .‬ت�سنف ال�سكريات اإلى �سكريات‬
‫اأحادي��ة مثل الغلوك��وز و�سكريات ثنائية مثل المالت��وز و�سكريات متعددة مث��ل الن�سا وال�سيليلوز‪،‬‬
‫وهم��ا من المبلمرات الطبيعية‪ .‬يمكن اأن تتحلل ال�سكريات الثنائية وال�سكريات المتعددة في و�سط‬
‫حم�سي اإلى �سكريات اأحادية‪ ،‬اإذ يتحلل كل من المالتوز والن�سا وينتج عن تحللهما �سكر الغلوكوز‪.‬‬
‫اأم��ا ال�سكري��ات الأحادية فال تتحلل اإل��ى وحدات �سكر اأ�سغر منها‪ .‬فمم تتك��ون ال�سكريات؟ وما‬
‫تركيبها الكيميائي؟ وكيف ترتبط ال�سكريات الأحادية فيما بينها؟‬
‫‪ -1‬ال�سكريات الأ‪M‬ادية‬
‫تتك��ون ال�سكري��ات من ثالثة عنا�س��ر اأ�سا�سية هي الكربون والهيدروجي��ن والأك�سجين‪ ،‬وتعد‬
‫ّ‬
‫ال�سكري��ات الأحادي��ة م��ن اأب�سط اأن��واع ال�سكريات الت��ي ل تتحلل اإلى وح��دات اأ�سغر منها‪،‬‬
‫يبي��ن التركيب البنائي‬
‫ولتتع��رف ه��ذه المركبات وتركيبه��ا‪ ،‬ادر�ض ال�س��كل (‪ ،)11-4‬الذي ّ‬
‫ّ‬
‫ل�سكرين اأحاديين (الغلوكوز والفركتوز)‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪H ۲C‬‬
‫‪HO ۳C‬‬
‫‪H ٤C‬‬
‫‪H ٥C OH‬‬
‫‪٦CH OH‬‬
‫‪2‬‬
‫�سكر الغلوكوز‬
‫‪۱CH2 OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۲C‬‬
‫‪HO ۳C‬‬
‫‪H ٤C‬‬
‫‪H ٥C OH‬‬
‫‪٦CH OH‬‬
‫‪2‬‬
‫�سكر الفركتوز‬
‫ال�سكل (‪ :)11-4‬الرتكيب البنائي ل�سكر الغلوكوز و�سكر الفركتوز‪.‬‬
‫ما عدد ذرات الكربون في كل من ال�سكرين المبينين في ال�سكل؟‬
‫ما المجموعات الوظيفية في كل منهما؟‬
‫ما العائلة الع�سوية التي ينتمي اإليها كل منهما؟‬
‫‪194‬‬
‫ﺹ‪162‬‬
‫ﺹ‪163‬‬
‫يتكون كل منهما م��ن �ست ذرات كربون‪ ،‬و�أنهما‬
‫م��ن الوا�ض��ح �أن الفركتوز والغلوكوز ّ‬
‫وظيفيتين‪ :‬مجموعة الهيدروك�سي��ل ‪ ،OH‬ومجموعة الكربونيل‬
‫يحتوي��ان على مجموعتي��ن ‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R C R‬‬
‫‪ C‬الت��ي توج��د على �شكل �‪R‬ألديهايد في الغلوكوز‪ ،‬وعلى �ش��كل كيتون في الفركتوز؛ لذا‬
‫ألديهايدي‪ ،‬في حين ي�صنف الفركتوز على �أنه �سكر كيتوني‪.‬‬
‫ي�صنف الغلوكوز على �أنه �سكر �‬
‫ﺹ‪197‬‬
‫ﺹ‪173‬‬
‫ب�شكل عام يتراوح‬
‫وتجدر الإ�شارة هنا �إلى �أن عدد ذرات الكربون في ال�سكريات الأحادية‬
‫ٍ‬
‫‪O‬‬
‫‪R C ONa‬‬
‫كربون‪.‬‬
‫بين (‪ )6-3‬ذرات‬
‫‪O‬‬
‫في ‪R C‬‬
‫ال�سكريات‪OR‬‬
‫‪+ NaOH‬‬
‫المحاليل المائية في حالة اتزان بين �شكلين هما‪ :‬البناء المفتوح والبناء‬
‫توجد‬
‫لتتعرف ذل��ك‪ ،‬ادر�س ال�شكل (‪،)12 -4‬‬
‫الحلق��ي‪ ،‬فكيف يتك��ون البناء الحلقي لل�سكريات؟ ّ‬
‫ﺹ‪171‬‬
‫يبين تكون البناء الحلقي للغلوكوز‪ ،‬ثم �أجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫الذي ّ‬
‫‪R OR + NaX‬‬
‫‪R X + R ONa‬‬
‫‪٦CH2OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫ﺹ‪189‬‬
‫‪۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H ۱C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H ۲C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪HO ۳C‬‬
‫‪H ٤C‬‬
‫‪H ٥C OH‬‬
‫‪٦CH OH‬‬
‫‪2‬‬
‫(بناء مفتوح)‬
‫‪٦CH OH‬‬
‫‪2‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٦CH2OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪ - β‬غلوكوز (بناء حلقي)‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪ - α‬غلوكوز (بناء حلقي)‬
‫ال�شكل (‪ :)12 -4‬تكوين البناء احللقي للغلوكوز‪.‬‬
‫نوعا من الغلوكوز الحلقي ينتج عن تكون الحلقة؟‬
‫كم ً‬
‫ما رقم ذرتي الكربون اللتين ارتبطتا بذرة الأك�سجين لتكوين الحلقة؟‬
‫ما نوع الرابطة التي �أنتجت التكوين الحلقي للغلوكوز؟‬
‫‪195‬‬
‫‪O‬‬
‫‪δ-‬‬
‫‪C‬‬
‫‪δ‬‬
‫‪+‬‬
‫ما �سكل الحلقة الناتجة؟‬
‫‪O‬‬
‫‪H C H‬‬
‫‪δ+‬‬
‫‪CMgX‬‬
‫ﺹ‪162‬‬
‫ﺹ‪161‬‬
‫‪δ-‬‬
‫ﺹ‪163‬‬
‫ما وجه الختالف بين الحلقتين ‪ - α‬غلوكوز و ‪ - β‬غلوكوز في ال�سكل؟‬
‫‪ OH‬الموجودة‬
‫يتكون البناء الحلقي للغلوكوز نتيجة حدوث تفاعل داخلي بين ذرة الكربون رقم (‪)1‬‬
‫ّ‬
‫في مجموعة الألديهايد‬
‫‪O‬‬
‫‪C H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R C R‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫الهيدروك�سيل ‪ OH‬على‬
‫الموجودة في مجموعة‬
‫وذرة الأك�سجين‬
‫ﺹ‪173‬‬
‫حلقة غلوكوز‬
‫ﺹ‪ ، )C – O – C( 197‬وتت�س��كل‬
‫ذرة الكرب��ون رق��م (‪ ،)5‬وين�س��اأ ع��ن ذلك رابطة اإيثري��ة‬
‫ﺹ‪198‬‬
‫�سدا�سي��ة‪ ،‬وق��د تك��ون مجموعة الهيدروك�سيل ‪ OH‬ف��ي المركب الناتج تح��ت م�ستوى الحلقة‪،‬‬
‫غلوكوز‪ ،‬اأو قد تكون فوق م�ستوى ‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫الحلقة‪ ،‬ويطلق على‬
‫ويطلق على الغلوكوز في هذه الحالة ‪- α‬‬
‫‪R C OR + NaOH‬‬
‫‪R C ONa + R OH‬‬
‫الغلوكوز في هذه الحالة ‪– β‬غلوكوز‪.‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫ﺹ‪171‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C + H2O‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪۳C‬‬
‫آتية‪:‬‬
‫أ�سئلة‪O‬ا‪۲‬ل‬
‫تمعن البناء الحلقي للفركتوز في ال�سكل (‪ ،)13-4‬ثم اأجب عن ال‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪R OR + NaX‬‬
‫ما �سكل الحلقة المبينة في ال�سكل (اأخما�سية هي‬
‫اأم �سدا�سية)؟‬
‫‪R X + R ONa‬‬
‫‪CH2 OH‬‬
‫مارقم ذرتي الكربون اللتين ارتبطا بذرة الأك�سجين‬
‫لتكوين البناء الحلقي للفركتوز؟‬
‫م��ا ن��وع الرابطة الت��ي اأنتجت التكوي��ن الحلقي‬
‫للفركتوز؟‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫ال�سكل(‪ :)13-4‬البناء احللقي‬
‫‪OH‬‬
‫للفركتوز‪CH2 OH.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪OH C۲‬‬
‫هل الحلقة في ال�سكل تمثل ‪ - α‬فركتوز اأم ‪ - β‬فركتوز؟‬
‫ما المجموعات الوظيفية الموجودة في البناء الحلقي للفركتوز؟‬
‫‪C ۱CH2 OH‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪ -2‬ال�سكريات ال‪ã‬نا‪F‬ية‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫وال�سكروز‬
‫المالتوز‬
‫وي©د‬
‫تتكون ال�سكريات ال‪ã‬نا‪F‬ية من ارتباط وحدتين من ال�سكريات الأحادية‪،‬‬
‫ّ‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫م��ن الأمثل��ة على هذا النوع من ال�سكريات‪ ،‬فما ال�سكريات الأحادية التي ‪C‬‬
‫في تكوين كل‬
‫تدخل ‪۳ C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫منهما؟ وكيف ترتبط وحدتا ال�سكر الأحادي فيما بينها لتكوين ال�سكر الثنائي؟‬
‫‪196‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪OH C۲‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH 2 OH O‬‬
‫‪۱‬‬
‫ﺹ‪189‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫اأ‪ -‬المالت��و‪ :R‬يع��رف المالتوز ب�سكر ال�سعي��ر؛ لأنه ُي�ستخرج ب�سكل اأ�سا�سي م��ن ال�سعير‪ ،‬وينتج‬
‫كمرك��ب و�سطي عن تفتيت الم��واد الغذائية (الن�سويات)‪ ،‬وتحللها المائي في الفم بوا�سطة‬
‫ولتتعرف اإلى مكونات المالتوز وكيفية ترابط الوحدتين‬
‫اأنزيم الأميليز الموجود في اللعاب‪.‬‬
‫ّ‬
‫يبين تركيبه البنائي‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�سئلة التي‬
‫المكونتين له‪ ،‬ادر�ض ال�سكل (‪ )14 -4‬الذي ّ‬
‫تليه‪:‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C + H2O‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪C‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫رابطة غاليكو�سيدية ‪4:1– α‬‬
‫‪CH 2 OH O‬‬
‫‪CH OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪۱ 2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪2‬‬
‫‪٦‬‬
‫ال�سكل (‪ :)14 -4‬الرتكيب البنائي ل�سكر ا‪Ÿ‬التوز‪.‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٥‬‬
‫‪٥C H‬‬
‫‪OH C۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫المكونة ل�سكر المالتوز؟‬
‫‪C OH‬ما وحدات‪C‬البناء‪H‬الأ�سا�سية‬
‫ّ‬
‫‪H‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪۳‬‬
‫الرابطة بين وحدتي ال�سكر في المالتوز؟‬
‫‪H‬ما نوع ‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫ما رقم ذرتي الكربون المكونتين للرابطة بين الوحدتين؟‬
‫‪۲‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH 2 OH O‬‬
‫‪٦‬‬
‫غلوكوز برابطة‬
‫من ‪H2 OH‬‬
‫‪ OH‬يت†س��‪O í‬‬
‫يتكون من ارتباط وحدتي��ن من ‪- α‬‬
‫ال‪û‬س��ك‪ Cπ‬اأن �سكر المالتوز ّ‬
‫‪٦‬‬
‫‪C۲‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫الوحدة الأولى مع‬
‫‪OH‬من‬
‫الغاليكو�سيدية‪ ،‬حيث ترتبط ذرة الكربون رقم (‪)1‬‬
‫‪ C۲‬تع��رف بالرابطة ‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٥‬‬
‫‪CH OH‬‬
‫‪C ۱ 2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ CH OH‬ذرة الكرب��ون رقم ‪ )4(H‬من الوحدة الثانية من خالل ذرة اأك�سجين بعد‪ ۳‬حذف جزيء الماء‪،‬‬
‫‪C ۱‬‬
‫‪2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪٤‬‬
‫ويطلق على هذا النوع من الروابط الغاليكو�سيدية (‪.)4:1- α‬‬
‫ُ‬
‫‪H‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪OH‬‬
‫يوميا في حياتنا‪ ،‬اإذ ي�ستخدم في تحلية‬
‫‪-Ü‬ال�سك��رو‪ :R‬ي�ستخدم ال�سكر المعروف ب�سكر المائدة ًّ‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫الحلويات‪ ،‬وغيرها‪ ،‬وي�ستخ��رج‪O‬ب�سكل اأ�سا�سي من‬
‫ويدخل في اإع��داد‬
‫ال�س��اي والحليب‪،‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫وم��ا‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫وحدتا ال�سكر ال‪٤C‬أحادي‬
‫يوم‬
‫وال�سمن��در‪ ،‬فهل‬
‫ق�س��ب‬
‫‪C‬ا‪۱‬ما هذا ال�سكر؟‪٤ C‬‬
‫ال�سكر‪٤‬‬
‫فكرت ً‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫المكونت��ان له؟ لتتعرف ‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫البنائي ل�سكر‬
‫يبين‬
‫(‪-4‬‬
‫ادر�ض ال�سكل‬
‫‪۳C‬‬
‫التركيب ‪۳ C‬‬
‫ذلك‪۳ C ،‬‬
‫‪ ۳،)15‬الذي ّ‬
‫‪۲‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪۲‬‬
‫ّ‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫ال�سكروز‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪197‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH 2 OH O‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH OH‬‬
‫‪C ۱ 2‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪C‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫ال�شكل (‪ :)15 -4‬الرتكيب البنائي ل�سكر ال�سكروز‪.‬‬
‫ما �شكل حلقتي ال�سكرالمكونتين لل�سكروز‪� ،‬أخما�سية �أم �سدا�سية؟‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٦‬‬
‫لل�سكروز؟‬
‫المكونتان‬
‫أ�سا�سيتان‬
‫ل‬
‫ا‬
‫البناء‬
‫وحدتا‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫ما ‪O‬‬
‫‪٥‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH 2 OH O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH 2 OH O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٦CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫رابطة غاليكو�سيدية (‪)2:1– β ،α‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫الوحدتين؟‬
‫هاتين‬
‫الرابطة‬
‫نوع‬
‫‪C‬ما‬
‫الغاليكو�سيدية بين‪٤ C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫ارتباط‪۳ C‬‬
‫�سكر ‪۳ C‬‬
‫�سكر �‪۳C‬أحادي‪� ،‬إحداهما ‪ - α‬غلوكوز والأخرى‬
‫ال�سكروز من ‪۲‬‬
‫وحدتين من ‪۲‬‬
‫يتكون ‪۲‬‬
‫ّ‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ - β‬فركتوز‪� ،‬إذ ترتبط الوحدتان برابطة غاليكو�سيدية من نوع (‪.)2:1- β ،α‬‬
‫‪ -3‬ال�سكريات المتعددة‬
‫ُين�ص��ح كثي��ر من الم�صابي��ن بداء ال�سكري باالبتع��اد �أو التقليل من تن��اول الن�شويات‪ ،‬كالبطاطا‬
‫يوما عن �سبب ذلك؟‬
‫والخبز والأرز‪ ،‬والحلويات‪ ،‬فهل �س�ألت نف�سك ً‬
‫يطل��ق ا�س��م الن�شويات على الم��واد التي تتكون من الن�شا ب�ش��كل �أ�سا�سي‪ ،‬والذي يوجد في‬
‫البطاطا والخبز وغيرها‪ ،‬كما يدخل في �إعداد الكثير من �أنواع الحلويات‪ ،‬والأغذية المختلفة‪.‬‬
‫ويع��د الن�شا والغاليكوجي��ن وال�سيليلوز من ال�سكريات المتعددة‪ ،‬وهي مبلمرات طبيعية تتكون‬
‫م��ن ارتباط عدد كبير من وحدات بناء �أ�سا�سية (مونومرات) من ال�سكر الأحادي‪ .‬فما وحدات‬
‫البناء الأ�سا�سية المكونة لكل منها؟ وما نوع الروابط بين هذه الوحدات؟‬
‫�أ‪-‬الن�ش��ا‪ :‬تع��د النباتات الم�ص��در الأ�سا�سي للن�شا‪ ،‬فهي تخزنه ف��ي جذورها و�سيقانها وثمارها‬
‫وبذورها كم�صدر احتياطي للطاقة‪ ،‬ت�ستهلكه عند الحاجة‪ ،‬عن طريق تحويله �إلى الغلوكوز‪،‬‬
‫ومن ثم اال�ستفادة من الغلوكوز في الح�صول على الطاقة ال�ضرورية للعمليات الحيوية التي‬
‫تحدث في النباتات‪.‬‬
‫‪198‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH 2 OH O‬‬
‫‪٦‬‬
‫يتك��ون الن�شا‪O‬من‪CH2 OH‬‬
‫التي ترتبط‬
‫جدا من وح��دات ال�سكر الأحادي (‪ - α‬غلوكوز)‪،‬‬
‫عدد كبير ًّ‬
‫‪ّ OH‬‬
‫اتحاد ‪٦‬‬
‫‪C۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫من نوعين‬
‫عل��ى �أن الن�شا يتكون‬
‫غاليكو�سيدية‪ .‬وقد دلت الدرا�سات التجريبية‬
‫‪C۲‬‬
‫بينه��ا بروابط‪٥C H‬‬
‫فيم��ا‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH OH‬‬
‫‪2‬‬
‫‪C ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪ OH‬ويوجد على‬
‫كتلة الن�شا‪،‬‬
‫يعرف �‪H‬أحدهما بالأميلوز‪ ،‬وهو ي�شكل (‪ %)20-10‬من‬
‫المبلمرات‪،‬‬
‫م��ن‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C CH2 OH‬‬
‫‪۱‬‬
‫‪۳‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪٤‬‬
‫‪۳‬‬
‫متفرعة ترتبط فيه وحدات ال�سكر بروابط غاليكو�سيدية من النوع (‪.)4:1- α‬‬
‫�سال�سل غير‬
‫‪OH‬‬
‫�شكل ‪H‬‬
‫ويبين ال�شكل (‪ )16 -4‬التركيب البنائي للأميلوز‪.‬‬
‫ّ‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫رابطة غاليكو�سيدية ‪4:1 – α‬‬
‫ال�شكل (‪ :) 16-4‬جزء من الرتكيب البنائي للأميلوز‪.‬‬
‫ويعرف النوع الثاني بالأميلوبكتين‪ ،‬وهو �سال�سل متفرعة‪ ،‬تن�ش�أ عن ترابط �سال�سل الأميلوز فيما‬
‫يبين التركيب البنائي‬
‫بينه��ا برواب��ط غاليكو�سيدية من النوع (‪ .)6:1- α‬وال�شكل (‪ّ ،)17 -4‬‬
‫للأميلوبكتين‪.‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫رابطة غاليكو�سيدية ‪6:1– α‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫رابطة غاليكو�سيدية ‪4:1– α‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫رابطة غاليكو�سيدية ‪4:1– α‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫رابطة غاليكو�سيدية ‪4:1– α‬‬
‫ال�شكل (‪ :)17 -4‬جزء من الرتكيب البنائي للأميلوبكتني‪.‬‬
‫‪199‬‬
‫‪ - Ü‬الغ‪Ó‬يكو‪L‬ي��‪ :ø‬تحت��وي اأ�سناف المواد الغذائي��ة المختلفة‪ ،‬مثل الخب��ز والفواكه والبطاطا‬
‫والخ�سروات التي يتناولها الإن�سان والحيوان على كميات كبيرة من ال�سكريات‪ُ ،‬ي�ستهلك‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫ج��زء من هذه ال�سكري��ات في العمليات الحيوية المختلفة‪ ،‬ويخزن الفائ�ض منها على �سكل‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫غاليكوجي��ن ف��ي الكبد والع�س��الت‪ .‬وعند نق�ض ن�سب��ة الغلوكوز في الج�س��م يعمل على‬
‫‪۲‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫تحوي��ل الغاليكوجين اإلى غلوكوز للح�سول على الطاق��ة الالزمة‪ .‬وللغاليكوجين تركيب‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۱C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫ً‬
‫ط��ول؛ لذا فاإن كتلته المولية‬
‫تفرعا و�سال�سله اأكثر‬
‫ي�سب��ه تركيب الأميلوبكتي��ن‪ ،‬اإل اأنه اأكثر ً‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪۲‬‬
‫اأكبر بكثير من الكتلة المولية لالأميلوبكتين‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ -�L‬ال�سيليلو‪ :R‬ال�سيليلوز مركب ع�سوي ي�سكل وحدة التركيب البنائي لهيكل النبات‪ ،‬ويدخل‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫ف��ي تركيب جدران الخاليا النباتية‪ ،‬كم��ا يدخل في الكثير من ال�سناعات‪ ،‬ك�سناعة الورق‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫والمن�سوج��ات‪ ،‬وي�س��كل نح��و ‪ %42‬من الخ�سب ال��ذي ُي�ستخدم في المبان��ي‪ ،‬و�سناعة‬
‫الأثاث‪ .‬فمم يتكون ال�سيليلوز؟ وكيف تترابط وحداته البنائية فيما بينها؟ وما عالقة تركيبه‬
‫يبي��ن التركيب البنائي‬
‫لتتعرف ذلك‪ ،‬ادر�ض ال�س��كل (‪ ،)18 -4‬الذي ّ‬
‫بوظيفت��ه الحيوي��ة؟ ّ‬
‫لل�سيليلوز‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫رابطة غاليكو�سيدية ‪4:1– β‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫ال�سكل (‪ :)18-4‬جزء من الرتكيب البنائي لل�سيليلوز‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H ۱‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪۲‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪٦‬‬
‫‪٥C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪۳C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪٤C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫ما نوع وحدات البناء الأ�سا�سية المكونة لل�سيليلوز؟‬
‫ما نوع الرابطة الغاليكو�سيدية بين وحدات البناء الأ�سا�سية في ال�سيليلوز؟‬
‫يت�س��ح من ال�س��كل اأن وحدة البناء الأ�سا�سية لل�سيليل��وز هي وحدات ال�سكر الأحادي‬
‫‪ - β‬غلوك��وز‪ ،‬التي ترتبط فيما بينه��ا برابط��ة غاليكو�سيدي��ة م��ن ن��وع ( ‪.)4:1- β‬‬
‫‪200‬‬
‫يوجد ال�سيليلوز على �سكل �سال�سل متوازية غير متفرعة‪ .‬ترتبط فيما بينها بروابط هيدروجينية‪،‬‬
‫وهذا يجعلها متما�سكة بقوة‪ .‬ويتنا�سب مع وظيفتها الرئي�سة كدعامة للهيكل النباتي‪.‬‬
‫قارن بين الأميلوز وال�سيليلوز من حيث‪:‬‬
‫نوع وحدات البناء الأ�سا�سية في كل منهما‪.‬‬
‫نوع الروابط الغاليكو�سيدية في كل منهما‪.‬‬
‫الوظيفة الحيوية الرئي�سة لكل منهما‪.‬‬
‫‪É«fÉK‬‬
‫‪k‬‬
‫اﻟﺒﺮوﺗﻴﻨﺎت‬
‫المكون ال�سا�سي للع�سالت‪،‬‬
‫تع��د البروتينات من المركبات الحيوية المهمة في اأج�سامنا‪ ،‬فهي‬
‫ّ‬
‫كما اأنها تدخل في تركيب الأغ�سية الخلوية والدم‪ ،‬وتقوم بالعديد من الوظائف الحيوية في الج�سم‬
‫مثل عمليات نقل الأك�سجين بين الخاليا‪ ،‬وتحفيز التفاعالت الحيوية‪ ،‬ونح�سل على البروتينات من‬
‫م�سادر نباتية واأخرى حيوانية‪ .‬فمم تتكون البروتينات؟ وما تركيبها الكيميائي؟‬
‫تتكون م��ن وحدات بناء اأ�سا�سية تع��رف بالحمو�ض الأمينية‪ .‬فما‬
‫البروتين��ات مبلم��رات طبيعية ّ‬
‫الحمو�ض الأمينية؟ وكيف ترتبط فيما بينها لتكوين البروتينات؟‬
‫‪ -1‬ال‪ë‬مو‪V‬س الأمينية‬
‫ولتتعرف تركيبها‪ ،‬ادر�ض ال�سيغ البنائية‬
‫تعد الحمو�ض الأمينية وحدة البناء الأ�سا�سية للبروتينات‪،‬‬
‫ّ‬
‫لبع�ض الحمو�ض الأمينية المبينة في ال�سكل (‪ ،)19 - 4‬ثم اأجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫األنين‬
‫غالي�سين‬
‫ال�سكل (‪ :)19-4‬الرتكيب البنائي لبع�ض احلمو�ض الأمينية‪.‬‬
‫فالين‬
‫ﺹ‪203‬‬
‫هذه الحمو�ض؟‬
‫ما المجموعات الوظيفية الم�ستركة في كل من‬
‫ا ُّأي هذه المجموعات لها �سلوك حم�سي؟ واأيها لها �سلوك قاعدي؟‬
‫ما اأثر وجود هذه المجموعات في خ�سائ�ض الحمو�ض الأمينية؟‬
‫‪201‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫تحت��وى الحمو���ض الأميني��ة على نوعين م��ن المجموع��ات الوظيفية‬
‫_‬
‫‪O‬‬
‫‪R-CH-C-O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪NH3‬‬
‫ال�سكل (‪ :)20-4‬ال�سيغة‬
‫العامة لالأيون ا‪Ÿ‬زدوج‪.‬‬
‫هم��ا مجموعة الكربوك�سيل الحم�سي��ة (‪ ،)-COOH‬ومجموعة الأمين‬
‫القاعدية (‪ ،)- NH2‬اإ�سافة اإلى �سل�سلة الهيدروكربون ( ‪ ) R-‬التي يختلف‬
‫عدد ذرات الكربون فيها من حم�ض اأميني اإلى اآخر‪ .‬وتوجد الحمو�ض‬
‫الأميني��ة ف��ي محاليله��ا المائية على �سكل اأي��ون مزدوج‪ ،‬حيث تمنح مجموع��ة الكربوك�سيل‬
‫الحم�سية البروتون (‪ )H+‬اإلى مجموعة الأمين القاعدية‪ ،‬ويبين ال�سكل ( ‪ )20- 4‬ال�سيغة البنائية‬
‫العام��ة لالأي��ون الم��زدوج‪ .‬وبناء على ذلك‪ ،‬ف��اإن الحم�ض الأميني ي�سل��ك كحم�ض في الو�سط‬
‫القاعدي‪ ،‬كما ي�سلك كقاعدة في الو�سط الحم�سي‪ ،‬واأما في الو�سط المتعادل‪ ،‬فيكون‬
‫ً‬
‫متعادل‪.‬‬
‫ي�ساوي ‪ ،7‬ويكون‬
‫‪pH‬‬
‫له‬
‫‪J -2‬ر‪c‬ي‪ Ö‬البرو‪J‬ينات‬
‫ولتتعرف‬
‫تع��د البروتين��ات مبلمرات طبيعية ناتجة عن اتحاد عدد كبي��ر من الحمو�ض الأمينية‪.‬‬
‫ّ‬
‫يبي��ن اتحاد عدد من‬
‫كي��ف ترتبط ه��ذه الحمو�ض فيما بينها‪ ،‬ادر���ض ال�سكل (‪ ،)21-4‬الذي ّ‬
‫الحمو�ض الأمينية‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪R‬‬
‫‪O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫(‪)4‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪R‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪+‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫‪R‬‬
‫(‪)3‬‬
‫‪O‬‬
‫‪3H 2 O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪R‬‬
‫(‪)2‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫(‪)1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪R‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪R‬‬
‫‪ájó«àÑH §HGhQ‬‬
‫‪R‬‬
‫‪H‬‬
‫‪N‬‬
‫‪H‬‬
‫�سل�سلة عديد ببتيد‬
‫ال�سكل (‪ :)21-4‬ا–اد عدد من احلمو�ض الأمينية لتكوين �سل�سلة عديد ببتيد‪.‬‬
‫ما المجموعة الوظيفية الم�سوؤولة عن ترابط كل حم�ض اأميني في ال�سل�سلة بالحم�ض الذي يليه؟‬
‫المتكونة بين كل حم�سين في ال�سل�سلة؟‬
‫ماذا يطلق على الرابطة‬
‫ّ‬
‫المكونة لهذه ال�سل�سلة؟‬
‫ما عدد الحمو�ض الأمينية‬
‫ّ‬
‫تكون هذه ال�سل�سلة؟‬
‫ما عدد جزيئات الماء الناتجة عند ّ‬
‫‪202‬‬
‫لعل��ك تالح��ظ اأن مجموع��ة الكربوك�سيل في الحم���ض الأميني‬
‫الأول تفق��د مجموعة ‪ OH‬وترتبط بمجموعة الأمين في الحم�ض‬
‫الأمين��ي الثاني‪ ،‬الت��ي تفقد ذرة ‪ ،H‬وين�ساأ بي��ن الحم�سين رابطة‬
‫تعرف بالرابطة الأميدية‪ ،‬اأو الرابطة الببتيدية (‬
‫‪O H‬‬
‫‪C N‬‬
‫‪C‬‬
‫) وينتج عن‬
‫‪N‬‬
‫‪R‬‬
‫‪O‬‬
‫ذلك جزيء ماء ‪ H2O‬مقابل كل رابطة تن�ساأ في ال�سل�سلة‪.‬‬
‫‪H‬‬
‫ويطل��ق علىالمرك��ب الناتج من اتح��اد حم�سي��ن اأمينين ثنائي‬
‫ببتي��د‪ ،‬وعند اتحاد ثالث��ة حمو�ض اأمينية؛ ف��اإن المركب الناتج‬
‫روابط‬
‫هيدروجينية‬
‫الأميني��ة خالل عملي��ة تكوين البروتي��ن‪ ،‬فاإنه يطل��ق على تتابع‬
‫رابطة ببتيدية‬
‫ي�سم��≈ ‪KÓK‬ي ببتي��د‪ ،‬اأما عن��د ارتباط عدد كبير م��ن الحمو�ض‬
‫الحمو�ض الأمينية‪� ،‬سل�سلة عديد الببتيد‪ ،‬وتتخذ �سل�سلة البروتين‬
‫ً‬
‫أ�س��كال مختلفة‪ ،‬ترتبط اأجزاوؤها فيما بينها بروابط هيدروجينية‪،‬‬
‫ا‬
‫ال�سكل (‪ :)22-4‬اأحد‬
‫اأ�سكال �سال�سل ال‪È‬وتني‪.‬‬
‫ويبين ال�سكل (‪ )22-4‬اأحد اأ�سكال هذه ال�سال�سل‪.‬‬
‫ّ‬
‫أمينيا‪ ،‬فاأجب ع��ن الأ�سئلة الآتية‬
‫مكونة م��ن اأربعين‬
‫ً‬
‫اإذا كان لدين��ا �سل�سل��ة بروتين ّ‬
‫حم�سا ا ًّ‬
‫المتعلقة بها‪:‬‬
‫ما عدد الروابط الببتيدية المتوقع وجودها في ال�سل�سلة؟‬
‫ما عدد جزيئات الماء الناتجة عن اتحاد هذه الحمو�ض في ال�سل�سلة؟‬
‫‪k‬‬
‫‪ÉãdÉK‬‬
‫اﻟﻠﻴﺒﻴﺪات‬
‫تع��د الليبيدات من المركب��ات الحيوية‪ ،‬وتمتاز بكونها مركب��ات ع�سوية غير قطبية‪ ،‬ذات‬
‫أنواع��ا مختلفة من المواد مث��ل‪ :‬الدهون وال�ستيروي��دات التي ُتبنى في‬
‫ملم���ض دهن��ي‪ ،‬وت�سم ا ً‬
‫تقريبا من المواد الع�سوية الداخلة في تركيب‬
‫اأج�س��ام الكائنات الحية‪ .‬وت�سكل الليبيدات ‪% 5‬‬
‫ً‬
‫الخالي��ا الحي��ة‪ ،‬فهي تدخل في تركي��ب الغ�ساء الخلوي‪ ،‬وي�ستفيد منه��ا الج�سم في بناء بع�ض‬
‫مهما‬
‫الفيتامين��ات والهرمونات وغيرها م��ن المركبات ال�سرورية له‪ .‬وتع��د الليبيدات‬
‫ً‬
‫م�سدرا ًّ‬
‫‪203‬‬
‫للطاق��ة ف��ي ج�سم الإن�سان والحي��وان‪ .‬و تتميز بقابليتها للذوبان ف��ي المذيبات الع�ضوية غير‬
‫القطبي��ة‪ ،‬مث��ل رباعي كلوريد الكرب��ون والإيثر والبنزين‪� ،‬إال �أنها قليلة الذوب��ان في الماء‪ .‬فما هذه‬
‫المواد؟ وما التركيب الكيميائي لكل منها؟ وما الدور الحيوي الذي تقوم به هذه المواد في الج�سم؟‬
‫‪ -1‬الدهون‬
‫أنواعا مختلفة منها في �إعداد‬
‫أ�سا�سيا من غذائنا اليومي‪ ،‬فنحن ن�ستخدم � ً‬
‫ت�شكل الدهون ً‬
‫جزءا � ًّ‬
‫�صلبا على �شكل دهن في درجة حرارة الغرفة‪ ،‬مثل‬
‫الأطعمة والحلويات‪ ،‬فبع�ض الدهون يكون ً‬
‫الزبدة وال�سمن‪ .‬وبع�ضها الآخر يكون �سائلاً على �شكل زيت كزيت ال�صويا وزيت الزيتون‪ .‬وقد‬
‫بال�سمنة والم�ضار الناتجة عنها‪ ،‬فهل جميع هذه‬
‫ارتبط مفهوم الدهون في �أذهان كثير من النا�س ُّ‬
‫ﺹ‪203‬‬
‫المكونة لها؟‬
‫المواد �ضار بالج�سم؟ �أم � ّأن منها ما هو مفيد لأج�سامنا؟ وما وحدات البناء الأ�سا�سية‬
‫ّ‬
‫لتتعرف ذلك‪ ،‬ادر�س المعادلة العامة الآتية التي تمثل تكوين مول من الدهن في و�سط حم�ضي‪،‬‬
‫ّ‬
‫ثم �أجب عن الأ�سئلة التي تليها‪:‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪R C OO C H‬‬
‫‪R COO C H‬‬
‫‪R C OO C H‬‬
‫‪H‬‬
‫مول واحد من الدهن‬
‫(ثالثي غلي�سرايد)‬
‫‪H+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪HO C H‬‬
‫‪HO C H‬‬
‫‪HO C H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫مول واحد من‬
‫الغلي�سرول‬
‫ﺹ‪206‬‬
‫‪R C OOH‬‬
‫‪R C OOH‬‬
‫‪R C OOH‬‬
‫ثالثة موالت من‬
‫الحمو�ض الدهنية‬
‫ما عدد الحمو�ض الدهنية الالزمة للتفاعل؟‬
‫ما عدد مجموعات الهيدروك�سيل ‪ OH‬في الغلي�سرول؟‬
‫إليها ‪R‬المركب‪R O‬‬
‫الناتج؟‬
‫ما العائلة الع�ضوية التي ينتمي �‪O‬‬
‫‪R O‬‬
‫‪N C C N C C N C C‬‬
‫ُتع��د الدهون من الإ�ست��رات‪� ،‬إذ يحتوى اً‬
‫ث�لاث مجموعات �إ�سترية؛ لذا‬
‫واحدا منها على‬
‫مول‬
‫ً‬
‫‪H H‬‬
‫‪H H‬‬
‫‪H H‬‬
‫تتكون من اتحاد‬
‫ت�سمى الدهون الإ�سترات الثالثية‪ ،‬ويطلق عليها ا�سم ثالثي الغلي�سرايد‪ ،‬فهي ّ‬
‫مع مول واحد من الغلي�سرول الذي يحتوي‬
‫ثالثة موالت من حمو�ض دهنية مت�شابهة �أو مختلفة‬
‫ﺹ‪210‬‬
‫على ثالث مجموعات هيدروك�سيل ‪ .OH‬وتجدر الإ�شارة هنا‪� ،‬إلى �أن الحمو�ض الدهنية هي‬
‫حمو�ض ع�ضوية كربوك�سيلية يزيد فيها عدد ذرات الكربون عادة على (‪ )12‬ذرة‪ ،‬وقد تكون‬
‫م�شبعة �أو غير م�شبعة‪.‬‬
‫‪204‬‬
‫تتمي��ز الدهون ب�أنها مركب��ات ع�ضوية غير قطبية ترتبط فيما بينها بق��وى لندن ال�ضعيفة‪ ،‬الأمر‬
‫يف�سر �سبب انخفا���ض درجة ان�صهارها مقارنة بال�سكريات والبروتينات‪ ،‬وتعتمد درجة‬
‫الذي ّ‬
‫المكونة لها‪.‬‬
‫ان�صهارها على نوع الحمو�ض الدهنية‬
‫ّ‬
‫تع��د الده��ون الم�صدر الرئي�س الثاني للطاقة في �أج�سام الحيوانات وج�سم الإن�سان‪ ،‬فهي تخزن‬
‫الكميات الزائدة منه في خاليا الج�سم و�أن�سجته على �شكل طبقات دهنية تحت الجلد‪ ،‬وتُعرف‬
‫بالأن�سج��ة الدهني��ة‪ ،‬و يتركز وجودها في منطقة البطن‪ ،‬وح��ول الأع�ضاء الداخلية‪ ،‬مثل القلب‬
‫والكليتي��ن والرئتين‪ ،‬وتعمل هذه الطبقات عل��ى حماية هذه الأع�ضاء من ال�صدمات الخارجية‪،‬‬
‫اً‬
‫ع��ازل للحرارة بي��ن الج�سم والو�س��ط الخارجي‪ .‬و�أما النبات��ات ف�إنها تخزن‬
‫كم��ا �أنها ت�شكل‬
‫الدهون في بذورها وثمارها على �شكل زيوت‪ ،‬تعرف بالزيوت النباتية‪.‬‬
‫‪ -2‬ال�ستيرويدات‬
‫أحدا من كبار ال�سن ي�شتكي من زيادة ن�سبة الكولي�سترول في دمه‪ ،‬و�أن ذلك قد‬
‫لعل��ك �سمع��ت � ً‬
‫ت�سبب له بت�صلب ال�شرايين‪ ،‬فما الكولي�سترول؟ و�إلى �أي نوع من المركبات ينتمي؟‬
‫ينتمي الكولي�سترول �إلى مجموعة من المركبات الع�ضوية الحيوية التي ت�سمى �ستيرويدات‪ ،‬وهو‬
‫يدخل في تركيب الأغ�شية الخلوية‪ ،‬وبع�ض الفيتامينات مثل فيتامين (د)‪ ،‬وبع�ض الهرمونات‬
‫مثل هرمون��ي الإ�ستروجين‪ ،‬والت�ستو�ستي��رون‪ ،‬فما التركيب الكيميائ��ي لل�ستيرويدات؟ وما‬
‫لتتعرف ذلك‪ ،‬ادر�س ال�شكل (‪ ،)23 -4‬الذي يمثل التركيب العام‬
‫�أهميتها الحيوية للج�سم؟ ّ‬
‫لل�ستيرويدات‪ ،‬ثم �أجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫ما عدد الحلقات في التركيب العام لل�ستيرويدات؟‬
‫ما عدد الحلقات ال�سدا�سية في ال�شكل؟‬
‫‪R‬‬
‫‪H3C‬‬
‫‪H3C‬‬
‫ما عدد الحلقات الخما�سية في ال�شكل؟‬
‫يت�ض��ح من ال�شكل �أن ال�ستيروي��دات تتكون ب�شكل �أ�سا�سي من‬
‫معا‪ ،‬ثالث منها �سدا�سية وواحدة خما�سية‪،‬‬
‫�أربع حلقات مرتبطة ً‬
‫ال�شكل ( ‪ :)23-4‬الرتكيب‬
‫العام لل�ستريويدات‪.‬‬
‫نوعا من‬
‫�إ�ضافة �إلى �سل�سلة هيدروكربونية (‪ )R-‬تختلف من �ستيرويد لآخر‪ .‬وتعد ال�ستيرويدات ً‬
‫‪205‬‬
‫اأنواع الليبيدات؛ وهي تتميز باأنها ل تذوب في الماء‪ ،‬ولكنها تذوب في المذيبات الع�سوية غير‬
‫القطبي��ة مثل الدهون؛ لذا فهي تخزن في الأن�سج��ة الدهنية في الج�سم‪ .‬ومن الجدير بالذكر اأن‬
‫تقريبا من حاجة الج�سم من‬
‫معظ��م ال�ستيرويدات يت��م تكوينها في الج�سم‪ ،‬فالكبد ينت��ج ‪ً %70‬‬
‫الكولي�سترول‪ ،‬وهو مركب و�سطي ي�ستفاد منه في تكوين ال�ستيرويدات الأخرى‪ .‬ورغم حاجة‬
‫الج�سم للكولي�سترول‪ ،‬اإل اأن زيادة ن�سبته في الدم توؤدي اإلى تر�سبه في الأوعية الدموية‪ ،‬في�سبب‬
‫ويكون ما يعرف بالجلطة الدموية‪.‬‬
‫ذلك ت�سلبها‪ ،‬فيعيق حركة الدم في هذه الأوعية‪ ،‬فيتخثر‬
‫ّ‬
‫ف�سر ذلك‪.‬‬
‫ل توؤدي الحمية الغذائية اإلى خف�ض �سريع لن�سبة الكولي�سترول في الدم‪ّ .‬‬
‫‪a‬يتامي‪) ø‬د(‬
‫يع��د فيتامي��ن (د) من الفيتامين��ات الهامة للج�سم‪ ،‬ويتم بناوؤه م��ن الكولي�سترول في الجلد عند‬
‫التعر���ض لأ�سع��ة ال�سم�ض؛ ل��ذا يطلق عليه فيتامي��ن ال�سم�ض‪ ،‬وه��و الفيتامين الم�س��وؤول عن زيادة‬
‫انخفا�سا في‬
‫امت�سا���ض الأمع��اء للكال�سيوم‪ .‬وب�سكل عام فاإن نق�ض فيتامين (د) ف��ي الج�سم ي�سبب‬
‫ً‬
‫امت�سا�ض الكال�سيوم؛ مما ي�سبب الك�ساح عند الأطفال‪ ،‬ولين العظام وه�سا�ستها عند البالغين‪ .‬كما‬
‫ي��وؤدي نق�سه اإل��ى الإ�سابة بالكتئاب‪ ،‬وزي��ادة فر�سة الإ�سابة بارتفاع كولي�ست��رول الدم والإ�سابة‬
‫بت�سلب ال�سرايين؛ مما قد ي�سبب ارتفاع �سغط الدم‪.‬‬
‫ويمك��ن تعوي���ض نق���ض فيتامين (د) ع��ن طريق الغ��ذاء‪ ،‬وبع�ض‬
‫الم�ستح�س��رات الدوائي��ة‪ .‬ويعد �سف��ار البي�ض‪n ،‬‬
‫والكب‪��p‬د‪ ،‬والأ�سماك‬
‫ُ‬
‫الغنية بفيتامين (د)‪ .‬كما‬
‫البحرية‪ ،‬كال�سلمون والتونة من اأنواع الطعام ‪ّn‬‬
‫دوائي��ة‪ ،‬اأو ما ي�سمى‬
‫يتواف��ر ه��ذا الفيتامين على �س��كل ُم�ستح�سرات ‪ّn‬‬
‫الح�سول على‬
‫متممات غذائية‪ ،‬تعطى لالأ�سخا�ض الذين ل ي�ستطيعون ُ‬
‫التعر�ض ل�سوء ال�سم�ض‪.‬‬
‫كمية كافية منه عن طريق الغذاء اأو ّ‬
‫‪IQÉÑ©dÉH Éæk «©à`` °ùe á«JÉeƒ∏©ªdG áµÑ`` °ûdG ≈`` dEG ´ƒLôdG ∂浪j IOGõà``°SÓd‬‬
‫‪Vitamin D,O ø«eÉà«a :á«JB’G á«MÉàتdG‬‬
‫‪206‬‬
‫ال�سكل(‪ :)24-4‬م�ستح�رشات‬
‫دوائية لفيتامني (د)‪.‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C + H2O‬‬
‫و�سح المق�سود بكل من‪:‬‬
‫‪ّ )1‬‬
‫‪OH‬‬
‫ال�سكريات‪ ،‬البروتينات‪ ،‬الليبيدات‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪ )2‬ما وحدة البناء الأ�سا�سية في كل من المركبات الآتية‪:‬‬
‫البروتينات ‪ ،‬ال�سيليلوز‪ ،‬الغاليكوجين؟‬
‫يبين تركيب كل من ال�سكرين الثنائيين‪ :‬المالتوز و ال�سكروز‪ .‬تمعن ال�سكل‪،‬‬
‫‪ )3‬ال�سكل (‪ّ )25-4‬‬
‫ثم اأجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C + H2O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH 2 OH O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪CH2 OH‬‬
‫المالتوز‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫ال�سكروز‬
‫ال�سكل(‪ :)25-4‬تركيب �سكري ا‪Ÿ‬التوز وال�سكروز‪.‬‬
‫اأ ) ما عدد الحلقات المكونة لكل منهما؟‬
‫‪CH2OH‬‬
‫أ�سا�سية المكونة لكل منهما؟‬
‫البناء ال ‪C‬‬
‫ب) ما نوع وحدات ‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫الرابطة الغاليكو�سيدية ‪C‬بين الوحدتين في كل منهما؟‬
‫ج�) ما نوع‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪ )4‬قارن بين الغلوكوز والفركتوز من‪OH‬‬
‫حيث‪:‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫الوظيفية‪ O‬للبناء ‪H‬المفتوح لكل منهما‪.‬‬
‫اأ ) المجموعة‬
‫‪O‬‬
‫منهما‪.‬‬
‫كل‪CH2‬‬
‫في ‪OH‬‬
‫ب) عدد ذرات الكربون ‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫الحلقات لكل منهما ‪C‬‬
‫(خما�سية اأم �سدا�سية)‪.‬‬
‫ج�) �سكل‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH2 OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪207‬‬
‫‪� )5‬إذا كان لدي��ك المركب��ات الآتي��ة‪- α (:‬غلوك��وز‪ ،‬حم���ض �أمين��ي‪ ،‬حم�ض دهن��ي‪ ،‬الأميلوز ‪،‬‬
‫ﺹ‪203‬ا‪:‬‬
‫مركب‬
‫ال�سكروز‪ ،‬ال�سيليلوز)‪ ،‬فا�ستخرج منها ً‬
‫�أ ) يدخل في تكوين الغاليكوجين‪.‬‬
‫ب) يدخل في تكوين ثالثي غلي�سرايد‪.‬‬
‫جـ) يتفكك �إلى وحدتين من ال�سكر الأحادي‪.‬‬
‫دـ) ترتبط وحداته الأ�سا�سية برابطة غاليكو�سيدية (‪.)4:1 - β‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫مزدوج‪.‬‬
‫هـ) يوجد في محلوله المائي على �شكل �أيون‬
‫‪R C OO C H‬‬
‫‪HO C H‬‬
‫أ�سا�سية‬
‫وحدات ‪H‬‬
‫بنائه ا‪C‬ل ‪O‬‬
‫‪ -RαCO‬غلوكوز‪HO C H .‬‬
‫و) ‪+‬‬
‫البروتين ‪C‬‬
‫أميلوبكتين والدهن من ‪C H‬‬
‫‪H‬‬
‫وال ‪R C OO‬‬
‫حيث‪HO :‬‬
‫‪ )6‬قارن بين‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪+‬‬
‫‪R C OOH‬‬
‫‪R C OOH‬‬
‫‪R C OOH‬‬
‫�أ ) نوع وحدات البناء الأ�سا�سية في كل منها‪.‬‬
‫ب) نوع الروابط بين وحدات البناء الأ�سا�سية في كل منها‪.‬‬
‫جـ) الوظيفة الحيوية لكل منها‪.‬‬
‫ﺹ‪206‬‬
‫‪ )7‬ادر�س �سل�سلة البروتين المبينة في ال�شكل الآتي‪ ،‬ثم �أجب عن الأ�سئلة التي تليها‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R O‬‬
‫‪R O‬‬
‫‪C N C‬‬
‫‪C N C‬‬
‫‪N C‬‬
‫‪H H‬‬
‫‪H H‬‬
‫‪H H‬‬
‫�أ ) ما عدد الحمو�ض الأمينية الظاهرة في ال�سل�سلة؟‬
‫ﺹ‪210‬‬
‫أ�سا�سية في ال�سل�سلة؟ وما عددها؟‬
‫ب) ما نوع الروابط بين وحدات البناء ال‬
‫جـ) ما عدد جزيئات الماء الناتجة عن ارتباط الحمو�ض الأمينية المبينة في ال�سل�سلة؟‬
‫د ) ما نوع الروابط بين �أجزاء �سل�سلة البروتين؟‬
‫ف�سر ما ي�أتي‪:‬‬
‫‪ّ )8‬‬
‫�أ ) ت�ؤدي زيادة ن�سبة الكولي�سترول في الدم �إلى الإ�صابة بالجلطة‪.‬‬
‫ب) ي�سمى فيتامين (د) فيتامين ال�شم�س‪.‬‬
‫جـ) ي�شكل ال�سيليلوز الهيكل الدعامي للنبات‪.‬‬
‫‪208‬‬
‫‪ )1‬اختر الإجابة ال�سحيحة لكل فقرة من الفقرات الآتية‪:‬‬
‫‪O‬‬
‫(‪ )1‬المركب الناتج عن اختزال بروبانون ‪ CH3CCH3‬بوجود ‪ Ni‬هو‪:‬‬
‫اأ ) بروبانال‬
‫‪O‬‬
‫ب) ‪ -2‬بروبانول‬
‫‪CH3CH2C-H‬‬
‫ج�) حم�ض بروبانويك‬
‫د ) ‪ -1‬بروبانول‬
‫‪CH3CH2COOH‬‬
‫(‪ )2‬ا ُّأي اأنواع المركبات الآتية ُيك�سف عنه بمحلول تولينز؟‬
‫اأ ) هاليدات الألكيل‪.‬‬
‫(‪)3‬‬
‫د ) الكيتونات‪.‬‬
‫المركب الناتج من اإ�سافة ‪2‬مول ‪ HCl‬اإلى بروباين (‪CH‬‬
‫) ‪CH3CCl2CH3‬‬
‫(‪ )4‬يعد التفاعل الآتي ً‬
‫مثال على تفاعالت‪:‬‬
‫د) ‪CH2ClCH2CH2Cl‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪CH3CH2CH3‬‬
‫اأ ) هلجنة‪.‬‬
‫(‪)6‬‬
‫‪H2‬‬
‫د ) حذف‪.‬‬
‫عن��د تفاع��ل مركب غرينيارد ‪CH3MgCl‬‬
‫الناتج هو‪:‬‬
‫‪OH‬‬
‫) ‪CH3CHCH3‬‬
‫ج�) ‪CH3CH2OH‬‬
‫مع‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3-C-H‬‬
‫ث��م اإ�سافة ‪HCl‬؛ فاإن المركب‬
‫ب) ‪CH3CH2CH2OH‬‬
‫د)‬
‫‪CH3OH‬‬
‫الغاز المت�ساعد عند تفاعل الحم�ض الكربوك�سيلي مع ‪NaHCO3‬‬
‫اأ ) ‪H2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3CH = CH2‬‬
‫ب) هدرجة‪.‬‬
‫ج�) ا�ستبدال‪.‬‬
‫اأ‬
‫‪ )CH3C‬هو‪:‬‬
‫ب) ‪CH3CHClCH2Cl‬‬
‫ج�) ‪CH3CH2CHCl2‬‬
‫(‪)5‬‬
‫‪CH3CH2CH2OH‬‬
‫ب) الكحولت‪.‬‬
‫ج�) الألديهايدات‪.‬‬
‫اأ‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH3‬‬
‫ب) ‪CO2‬‬
‫ج�) ‪O2‬‬
‫د ) ‪CO‬‬
‫هو‪:‬‬
‫‪209‬‬
‫أي �أزواج المركبات الآتية يمكن ا�ستخدام ‪ Br2‬المذاب في ‪CCl4‬‬
‫(‪ُّ � )7‬‬
‫�أ ) الألكانات والكحوالت‪.‬‬
‫للتميز بينهما؟‬
‫ب) الحمو�ض الكربوك�سيلية والإ�سترات‪.‬‬
‫د ) الألكينات والألكانات‪.‬‬
‫جـ) الألديهايدات والكيتونات‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫(‪ )8‬الكحول الذي �شارك في تكوين الإ�ستر الآتي ‪ CH3CH2COCH2CH3‬هو‪:‬‬
‫�أ )‬
‫ب)‬
‫جـ)‬
‫د)‬
‫‪CH3CH2CH2OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CH2CHCH2CH3‬‬
‫‪CH3CH2OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH3‬‬
‫(‪ )9‬المركب الذي يتكون من الوحدة البنائية ‪- β‬غلوكوز هو‪:‬‬
‫جـ) الأميلوز‪.‬‬
‫د ) الأميلوبكتين‪.‬‬
‫�أ ) الغاليكوجين‪ .‬ب) ال�سيليلوز‪.‬‬
‫ب) الكربوهيدرات‪ .‬جـ) الدهون‪.‬‬
‫د) ال�ستيرويدات‪.‬‬
‫(‪ )10‬يعد الكولي�سترول من‪:‬‬
‫�أ ) البروتينات‪.‬‬
‫‪ ) 2‬تتبع المخطط الآتي‪ ،‬ثم �أجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬
‫‪CH3CH = CH2‬‬
‫‪H2 /Ni‬‬
‫‪210‬‬
‫‪D‬‬
‫‪K2Cr2O7/H+‬‬
‫‪X‬‬
‫‪PCC‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪CH3CHCH3‬‬
‫‪E‬‬
‫�إيرث‪Mg/‬‬
‫(‪)2‬‬
‫(‪)1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C3H8O‬‬
‫‪KOH‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫�أ ) ما ال�صيغ البنائية للمركبات الع�ضوية ‪X , E , D , C , B , A‬؟‬
‫ب) ما داللة الأرقام (‪ )2( , )1‬في المخطط؟‬
‫جـ) اكتب معادلة كيميائية تمثل تحويل المركب ‪� A‬إلى ‪ B‬ثم بين نوع التفاعل‪.‬‬
‫د ) اكتب �صيغة الناتج الع�ضوي لتفاعل ‪ C‬مع ‪D‬‬
‫متبوعا بـ ‪.HCl‬‬
‫ً‬
‫‪O‬‬
‫‪ ) 3‬ثالثة �أنابيب اختبار يحتوي �أحدهما على بروبانال ‪ ، CH3CH2CH‬والثاني على حم�ض �إيثانويك‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪ CH3COH‬؛ والثال��ث عل��ى بيوتان��ون ‪ CH3CH2CCH3‬ولكن اال�س��م الدال عل��ى كل منها غير‬
‫ظاهر‪.‬اقترح طريقة لتحديد المركب الموجود في كل �أنبوب‪ ،‬م�ستعي ًنا بالمعادالت المنا�سبة؟‬
‫يتك��ون من ع�شرة حمو�ض �أمينية‪ ،‬ف�أجب عن الأ�سئلة‬
‫ج��زءا من �سل�سة عديد ببتيد‬
‫‪� )4‬إذا علم��ت �أن‬
‫ً‬
‫ّ‬
‫الآتية‪:‬‬
‫�أ ) ما نوع الروابط التي تربط بين هذه الحمو�ض في ال�سل�سلة؟‬
‫ب) ما عدد الروابط التي تربط بين هذه الحمو�ض في ال�سل�سلة؟‬
‫جـ) ما عدد جزيئات الماء الناتجة عن ترابطها؟‬
‫‪ )5‬يت�ضمن الجدول الآتي �صي ًغا كيميائية لعدد من المركبات الع�ضوية الحيوية المرقمة من (‪)1‬‬
‫�إلى (‪:)6‬‬
‫‪CH2 OH‬‬
‫(‪)1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2-CH-CH2‬‬
‫‪OH OH OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫(‪)4‬‬
‫‪CH2 OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫(‪)2‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OC‬‬
‫(‪)3‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CH3-CH-C-OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫(‪)5‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪2‬‬
‫‪CH3-CH-C-N-CH-COOH‬‬
‫‪NH2‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪NH‬‬
‫(‪)6‬‬
‫‪CH3-(CH2)16-COOH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪CH2OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪H‬‬
‫اعتما ًدا على الجدول‪ ،‬اكتب رقم المركب الع�ضوي الذي‪:‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫�أ ) ترتبط وحداته برابطة غاليكو�سيدية ‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪HO‬‬
‫ب) يحتوي على رابطة ببتيدية‪.‬‬
‫‪211‬‬
‫جـ) يتفاعـل مع ثالثة حمو�ض دهـنية لتكوين دهـن‪.‬‬
‫د ) يوجد في المحلول على �شكل �أيون مزدوج‪.‬‬
‫يعد ال�سـكــر الرئــي�س في دم الإن�سان‪.‬‬
‫هـ ) ّ‬
‫م�ستخدما الميثان ‪ CH4‬والبروبين ‪ CH3CH=CH2‬و�أي مواد غير ع�ضوية �أخرى‪ ،‬اكتب معادالت‬
‫‪)6‬‬
‫ً‬
‫كيميائية تبين كيف يمكن تح�ضيرالمركب ‪. CH3OCHCH3‬‬
‫‪CH3‬‬
‫‪212‬‬
‫ِ‬
‫ُ‬
‫امل�صطلحات‬
‫قائمة‬
‫امل�صطلح باللغة العربية امل�صطلح باللغة الإجنليزية‬
‫الأزواج المترافقة‬
‫املدلول‬
‫المتكونان نتيجة ا�ستقبال البروتونات‬
‫‪ Conjugate Acid‬الحم�ض والقاعدة‬‫ّ‬
‫‪Base pair‬‬
‫ومنحها في التفاعل‪.‬‬
‫االختزال‬
‫‪Reduction‬‬
‫ك�سب الإلكترونات‪� ،‬أو النق�صان في عدد الت�أك�سد‪.‬‬
‫الأيون المزدوج‬
‫‪Zwitterion‬‬
‫الأيون الم�شترك‬
‫‪Common ion‬‬
‫البروتينات‬
‫‪Protein‬‬
‫الت�أك�سد‬
‫‪Oxidation‬‬
‫الت�أك�سد واالختزال‬
‫‪Autoxidation -‬‬
‫الذاتي‬
‫‪Reduction‬‬
‫الت�أين الذاتي للماء‬
‫التحليل الكهربائي‬
‫الت�صادم الفعال‬
‫الت�صبن‬
‫ّ‬
‫تفاعل االختزال‬
‫�ش��كل الحم���ض الأمين��ي النات��ج ع��ن من��ح مجموع��ة‬
‫الكربوك�سيل فيه البروتون لمجموعة الأمين‪.‬‬
‫�أيون ينتج من ت�أين مادتين مختلفتين في محلول واحد‬
‫(حم�ض �ضعيف وملحه �أو قاعدة �ضعيفة وملحها)‪.‬‬
‫مبلمرات طبيعية وحدات بنائها الأ�سا�سية حمو�ض �أمينية‪.‬‬
‫فقد الإلكترونات‪� ،‬أو الزيادة في عدد الت�أك�سد‪.‬‬
‫�سلوك المادة كعامل م�ؤك�سد وكعامل مختزل في التفاعل‬
‫نف�سه‪.‬‬
‫‪� Autoionization of‬سلوك بع�ض جزيئات الماء كحم�ض وبع�ضها كقاعدة في‬
‫‪Water‬‬
‫‪Electrolysis‬‬
‫‪Effective‬‬
‫‪Collision‬‬
‫الماء النقي‪.‬‬
‫�إمرار تيار كهربائي في محلول �أو م�صهور مادة كهرلية؛‬
‫لإحداث تغير كيميائي‪.‬‬
‫الت�صادم الذي ي�ؤدي الى تكوين نواتج‪.‬‬
‫عملي��ة تف��كك الإ�ست��ر بالت�سخي��ن مع محل��ول قاعدة‬
‫‪Saponification‬‬
‫قوية مث��ل ‪NaOH‬؛ لإنتاج ملح الحم���ض الكربوك�سيلي‬
‫‪Reduction‬‬
‫تفاعل يتم فيه زيادة محتوى الهيدروجين في المركب‪،‬‬
‫والكحول‪.‬‬
‫‪Reaction‬‬
‫�أو نق�ص محتوى الأك�سجين‪.‬‬
‫‪213‬‬
‫تفاعل اال�ستبدال‬
‫تفاعل الأ�سترة‬
‫تفاعل الإ�ضافة‬
‫تفاعل الحذف‬
‫تفاعل الت�أك�سد‬
‫تفاعل الهدرجة‬
‫‪Substitution‬‬
‫‪Reaction‬‬
‫‪Esterification‬‬
‫‪Addition‬‬
‫تفاعل يتم بين مادتين لإنتاج مادة واحدة؛ با�ستخدام‬
‫‪Reaction‬‬
‫‪Elimination‬‬
‫‪Reaction‬‬
‫‪Oxidation‬‬
‫‪Reaction‬‬
‫‪Hydrogenation‬‬
‫‪Reaction‬‬
‫ثالثي غلي�سرايد‬
‫‪Triglyceride‬‬
‫جهد الخلية المعياري‬
‫حم�ض �أرهينيو�س‬
‫‪214‬‬
‫تفاع��ل الحم���ض الكربوك�سيلي مع الكح��ول‪ ،‬بوجود‬
‫‪Reaction‬‬
‫تميه‬
‫ّ‬
‫المعياري‬
‫(�أو مجموعة ذرات) في مركب ما‪.‬‬
‫حم�ض قوي لإنتاج الإ�ستر‪.‬‬
‫‪Hydrolysis‬‬
‫جهد االختزال‬
‫تفاعل يتم فيه ا�ستبدال ذرة (�أو مجموعة ذرات) بذرة‬
‫‪Standard‬‬
‫‪Reduction‬‬
‫‪Potential‬‬
‫‪Standard Cell‬‬
‫‪Potenial‬‬
‫‪Arrhenius acid‬‬
‫جميع الذرات من المادتين‪.‬‬
‫تفاعل يتم فيه حذف جزيء ماء من الكحول �أو جزيء‬
‫حم�ض‬
‫‪HX‬‬
‫من هاليد الألكيل؛ لتكوين هيدروكربون‬
‫غير م�شبع كالألكين‪.‬‬
‫تفاعل يتم فيه زيادة محتوى الأك�سجين في المركب‪� ،‬أو‬
‫نق�ص محتوى الهيدروجين‪.‬‬
‫تفاعل يتم فيه �إ�ضافة الهيدروجين �إلى مركب غير م�شبع؛‬
‫للح�صول على مركب م�شبع‪.‬‬
‫تفاعل �أيونات الملح مع الماء؛ لإنتاج‬
‫كالهما‪.‬‬
‫ـ‬
‫‪� OH‬أو ‪H3O+‬‬
‫�أو‬
‫تتك��ون من اتح��اد مول من‬
‫مركب��ات ع�ضوي��ة حياتية‪،‬‬
‫ّ‬
‫الغلي�سرول مع ثالث موالت من حمو�ض دهنية‪.‬‬
‫ميل القطب لالختزال عندما يكون تركيز المذاب‬
‫‪1‬مول‪/‬لتر و�ضغط الغاز ‪�1‬ض‪.‬جـ‪ ،‬وعند درجة حرارة‬
‫‪�°25‬س‪.‬‬
‫مقيا�س للقوة الدافعة الكهربائية التي تن�ش�أ‪ ،‬ب�سبب‬
‫االختالف في فرق الجهد بين قطبي الخلية في الظروف‬
‫المعيارية ‪.‬‬
‫مادة تزيد من تركيز �أيون الهيدروجين‬
‫في الماء‪.‬‬
‫‪H+‬‬
‫عند �إذابتها‬
‫حم�ض برون�ستد –‬
‫‪ Bronsted-Lowry‬مادة (جزيئات �أو �أيونات) قادرة على منح البروتون‬
‫لوري‬
‫‪acid‬‬
‫حم�ض دهني‬
‫‪Fatty acid‬‬
‫حم�ض لوي�س‬
‫‪Lewis Acid‬‬
‫حم�ض مرافق‬
‫‪Conjugate Acid‬‬
‫خلية غلفانية‬
‫‪Galvanic Cell‬‬
‫رابطة ببتيدية‬
‫‪Peptide bond‬‬
‫رتبة التفاعل للمادة‬
‫‪Reaction Order‬‬
‫(مانح للبروتون ) لمادة �أخرى في التفاعل‪.‬‬
‫حم�ض ع�ضوي كربوك�سيلي ذو �سل�سلة كربونية طويلة‪،‬‬
‫يزيد عدد ذرات الكربون فيها عن ‪ 12‬ذرة‪.‬‬
‫زوجا �أو �أكثر من الإلكترونات‬
‫م��ادة ت�ستطيع �أن ت�ستقبل ً‬
‫غي��ر الرابط��ة من م��ادة �أخ��رى‪ ،‬الحتوائها عل��ى �أفالك‬
‫فارغة‪.‬‬
‫مادة تنتج عن ا�ستقبال القاعدة للبروتون‪.‬‬
‫�أداة �أو جه��از يح��دث في��ه تفاعالت ت�أك�س��د واختزال‬
‫ب�شكل تلقائي لإنتاج طاقة كهربائية‪.‬‬
‫رابطة تن� أش� بين مجموعة كربوك�سيل من حم�ض �أميني‬
‫ومجموعة �أمين من حم�ض �أميني �آخر‪.‬‬
‫تبين �أثر‬
‫قيم��ة عددي��ة �صحيح��ة �أو ك�سري��ة‪ّ ،‬‬
‫التركيــز فـي �سرعــ��ة التفاعــل وتعتمـد على‬
‫طريقــ��ة �سيــر التفاعـل‪ ،‬ويمكن ح�سابها من‬
‫التجرب��ة العملي��ة‪.‬‬
‫رقم هيدروجيني‬
‫�سرعة ابتدائية‬
‫�سرعة لحظية‬
‫طاقة التن�شيط‬
‫‪Hydrogen‬‬
‫‪Number .‬‬
‫‪Initial Rate‬‬
‫‪Instantaneous‬‬
‫‪Rate‬‬
‫‪Activation‬‬
‫)‪Energy (Ea‬‬
‫اللوغاريتم ال�سالب للأ�سا�س ‪ 10‬لتركيز �أيون الهيدرونيوم‬
‫‪ H3O+‬في المحلول‪.‬‬
‫�سرعة التفاعل لحظة خلط المواد المتفاعلة في بداية‬
‫التفاعل �أي عند الزمن �صفر‪.‬‬
‫�سرعة التفاعل عند زمن معين خالل �سير التفاعل‪.‬‬
‫هي الحد الأدنى من الطاقة الذي يجب توافره‪ ،‬لك�سر‬
‫وتكون‬
‫الروابط بين ذرات المواد المتفاعلة كي تتفاعل‬
‫ّ‬
‫نواتج‪.‬‬
‫‪215‬‬
‫عامل مختزل‬
‫‪Reducing Agent‬‬
‫عامل م�ؤك�سد‬
‫‪Oxidizing Agent‬‬
‫المادة التي يحدث لها ت�أك�سد في التفاعل‪ ،‬وتت�سبب في‬
‫اختزال غيرها‪.‬‬
‫المادة التي يحدث لها اختزال في التفاعل‪ ،‬وتت�سبب في‬
‫ت�أك�سد غيرها‪.‬‬
‫ال�شحنة الفعلية لأيون الذرة في المركبات الأيونية‪� ،‬أما في‬
‫عدد الت�أك�سد‬
‫‪Oxidation‬‬
‫‪Number‬‬
‫المركبات الجزيئية فهو ال�شحنة التي ُيفتر�ض �أن تكت�سبها‬
‫الذرة المكونة للرابطة الت�ساهمية مع ذرة �أخرى‪ ،‬فيما‬
‫لو ك�سبت الذرة التي لها �أعلى كهر�سلبية �إلكترونات‬
‫كليا وخ�سرت الأخرى هذه الإلكترونات‪.‬‬
‫الرابطة ًّ‬
‫هي مواد تزيد من �سرعة التفاعالت الكيميائية من دون‬
‫عوامل م�ساعدة‬
‫‪Catalysts‬‬
‫قاعدة �أرهينيو�س‬
‫‪Arrhenius Base‬‬
‫قاعدة برون�ستد –‬
‫‪ Bronsted-Lowry‬مادة (جزيئات �أو �أيونات ) قادرة على ا�ستقبال البروتون‬
‫‪Base‬‬
‫(م�ستقبل للبروتون )‪.‬‬
‫لوري‬
‫قاعدة لوي�س‬
‫قاعدة ماركوفنيكوف‬
‫‪Lewis Base‬‬
‫‪Markovnikov’s‬‬
‫‪Rule‬‬
‫قاعدة مرافقة‬
‫‪Conjugate Base‬‬
‫قانون �سرعة التفاعل‬
‫‪Rate Law‬‬
‫‪216‬‬
‫�أن ت�ستهلك �أثناء التفاعل‪.‬‬
‫مادة تزيد من تركيز �أيون الهيدروك�سيد ـ ‪ OH‬عند �إذابتها‬
‫في الماء‪.‬‬
‫زوجا �أو �أكثر من الإلكترونات غير الرابطة‬
‫مادة تمنح ً‬
‫لمادة �أخرى‪.‬‬
‫عن��د �إ�ضاف��ة مركب قطبي �إلى الرابط��ة الثنائية في �ألكين‬
‫غير متماثل؛ ف�إن ذرة الهيدروجين من المركب الم�ضاف‬
‫ترتب��ط بذرة كربون الرابطة الثنائي��ة المرتبطة ب�أكبر عدد‬
‫من ذرات الهيدروجين‪.‬‬
‫مادة تنتج عن منح الحم�ض للبروتون‪.‬‬
‫تبين العالقة بين �سرعة التفاعل وتراكيز‬
‫عالقة ريا�ضية ّ‬
‫المواد المتفاعلة‪.‬‬
‫قط��ب مرجع��ي يمك��ن ا�ستخدام��ه لمعرف��ة‬
‫قطب الهيدروجين‬
‫المعياري‬
‫‪Standard‬‬
‫‪Hydrogen‬‬
‫‪Electrode‬‬
‫جه��د االختـــــ��زال المعي��اري لقطب��ي الخلي��ة‬
‫الغلفاني��ة‪ ،‬عندم��ا يكون تركي��ز �أيون��ات المذاب‬
‫‪ 1‬مول‪/‬لت��ر و�ضغط الغ��از ‪� 1‬ض‪.‬جـ‪ ،‬وعند درجة‬
‫حرارة ‪�°25‬س‪.‬‬
‫قنطرة ملحية‬
‫‪Salt Bridge‬‬
‫كربوهيدرات‬
‫‪Carbohydrate‬‬
‫ليبيدات‬
‫‪Lipids‬‬
‫محلول منظم‬
‫‪Buffer Solution‬‬
‫مركب غرينيارد‬
‫م�صعد‬
‫معدل �سرعة التفاعل‬
‫معقد من�شط‬
‫اً‬
‫محلول‬
‫�أنب��وب زجاجي عل��ى �شكل حرف ‪ U‬يح��وي‬
‫م�شب ًع��ا لأحد الأمالح ي�صل بين قطب��ي الخلية الغلفانية؛‬
‫لحفظ التوازن الكهربائي لل�شحنات‪.‬‬
‫‪Grignard‬‬
‫‪Reagent‬‬
‫‪Cathode‬‬
‫مركبات يدخل في تركيبها الكربون والهيدروجين‬
‫والأك�سجين‪.‬‬
‫مركبات ع�ضوية حياتية تذوب في المذيبات الع�ضوية‬
‫غير القطبية‪.‬‬
‫محلول يقاوم التغير في الرقم الهيدروجيني (‪ ،)pH‬عند‬
‫�إ�ضافة كمية قليلة من حم�ض قوي �أو قاعدة قوية �إليه‪.‬‬
‫المركب الناتج من تفاعل هاليد الألكيل مع المغني�سيوم‬
‫بوجود الإيثر‪.‬‬
‫القطب الذي تحدث عنده عملية الت�أك�سد في الخاليا‬
‫الكهركيميائية‪.‬‬
‫‪ Rate of Chemical‬التغير في كميات �إحدى المواد المتفاعلة �أو الناتجة في‬
‫‪Reaction‬‬
‫وحدة زمن‪.‬‬
‫‪Activated‬‬
‫بناء غير م�ستقر بين المواد المتفاعلة والمواد الناتجة له‬
‫‪Complex‬‬
‫ملح‬
‫‪Salt‬‬
‫مهبط‬
‫‪Anode‬‬
‫طاقة و�ضع عالية‪.‬‬
‫مادة �أيونية تنتج من تفاعل الحم�ض مع القاعدة‪.‬‬
‫القطب الذي تحدث عنده عملية االختزال في الخاليا‬
‫الكهركيميائية‪.‬‬
‫‪217‬‬
‫املراجع‬
‫ املراجع العربية‬:‫أول‬
ً‫� ا‬
2005 ،‫ الطبعة الأولى‬،‫ دار �صفاء للن�رش‬،‫ مدخل �إلى الكيمياء احليوية املعملية‬،‫ ح�سن �أنور‬-1
2009 ،2‫ جزء‬،‫ دار �أ�سامة للن�رش‬،‫ مو�سوعة الكيمياء ال�شاملة‬، ‫ خليل ح�سام‬.‫ د‬-2
‫ الدار العربية‬،2 ‫ جزء‬،‫ �أ�س�س ومبادىء الكيمياء‬،‫ عثمان عثمان‬.‫ د‬،‫ �صابر حممد‬.‫ د‬،‫ �صالح حممد‬.‫د‬.‫ �أ‬-3
2000،‫للن�رش‬
‫ املراجع االجنبية‬:‫ثانيا‬
ً
1- Bettelheim, Brown, March, Introduction to General, Organic and Biochemistry, 6th Ed.,
Harcourt, 2001.
2- Bewick-Edge- Forsythe-Parsons, Chemisty, CK-12 Foundation, 2009.
3- Brady, General Chemistry Principles And Structure, 5th Ed., Wiley,1990.
4- Brady, Russell, Holum, Chemistry Matter and its Changes, 3rd Ed., Wiley, 2000.
5- Brown, lemay, Bursten, Murphy, Chemistry the Central Science, 11th Ed., Pearson, 2009.
6- Campbell, Neila and Others, Biology aglobal approach, pearson education Ltd, 10th Ed., 2015.
7- Catherine E.Housecroft and Alan G. Sharpe, Inorganic Chemistry, 4th Ed., Pearson, 2012.
8- Clark,J., Longman GCSE Chemistry. 2 nd Ed., Harlow: Pearson Education, 2003.
9- Ebbing Gammon, General Chemistry, 10th Ed., Houghton Mifflin Company, 2011.
10- Farrell, Campbell, Biochemistry, Thomson Brooks/Cole, 2006.
11- McMurry, John, Organic Chemistry, 6th Ed., Thomson Brooks/Cole,2004.
12- Moran, laurence, Principles of Biochemistry, 5th Ed., Pearson, 2012.
13-Myers,Thomas, Oldham, Chemistry, Online Ed., Holt, Rinehart Winston, 2006.
14- Ronald, MicroBiology Fundamentals and Applications, 2009.
15- Sherman, A., Sherman, S.J., Russikoff, L., Basic Concepts of Chemistry, 5 th Ed., Boston:
Houghton Mifflin Company, 1992.
16- Solomons Fryhle, Organic Chemistry, 8th Ed., Wiley, 2004.
17- Stevens, Zumdahl, Chemistry, 8th Ed., Houghton Mifflin Company, 2010.
18- Stoker, H. S., Introduction to Chemical Principles, 6 th Ed., New Jersey: Prentice Hall, 1999.
19- Uno Kask, J., David Rawn, General Chemistry, Brown Communications, 1993.
20- Wilbraham-Staley-Matta-Waterman, Prentice Hall Chemistry, Teachers Edition, Pearson, 2008.
218
‫‪a‬لزات‬
‫القلويات‬
‫القلويات الرتابية‬
‫العنا�رش النتقالية‬
‫فلزات اأخرى‬
‫ل ‪a‬لزات‬
‫هيدروجني‬
‫اأ�سباه مو�سالت‬
‫ل فلزات اأخرى‬
‫هالوجينات‬
‫الغازات النبيلة‬
‫الذري‬
‫العد ُد‬
‫‪n‬‬
‫ّ‬
‫الرم ُز‬
‫ال�سم‬
‫ُ‬
‫الكتل ُة الذري ُة‬
‫‪219‬‬
Download
Related flashcards
Create Flashcards