قياس اتحادية العناصر

قياس اتحادية العناصر أو المعروفة ب حساب العناصر المتفاعلة (بالإنجليزية: Stoichiometry ) هي فرع من فروع الكيمياء والهندسة الكيميائية التي تتعامل مع كميات المواد التي تدخل في التفاعلات وينتج منها مركبات بواسطة تفاعل كيميائي. و تعريفه بشكل أساسي هو أنه يعين كمية العناصر في المركبات وكذك كمية العناصر في المواد الداخلة في التفاعل ، وذلك طبقا لمبدأ توازن الكتلة . وتختلف نسب المواد المتفاعلة بحسب خصائصها الكيميائية وعلى الأخص تكافؤها.

على سبيل المثال ، عندما يتفاعل الميثان مع الأكسجين في تفاعل الاحتراق الكامل ، فإن 16 جرام من غاز الميثان يحتاج إلى 64 جرام من الأوكسجين. فيتكون 44 جرام من ثنائي أكسيد الكربون و36 جرام من الماء.

وعندما نحسب كمية المواد الداخلة في التفاعل ، والمواد الناتجة من التفاعل ، نجد:

المواد الداخلة في التفاعل = 16 + 64 = 80 g

المواد الخارجة من التفاعل = 44 + 36 = 80 g

وهما متساويان حيث أن كمية كل منهما 80 جرام.

تفاعل الهيدروجين والأكسجين

{مقالة رئيسية: مخلوط هيدروجين وأكسجين}

يتفاعل 2 مول من الهيدروجين مع 1 مول من الأكسجين وينتج عن التفاعل 2 مول من الماء :

معادلة التفاعل:

$$\begin{gathered} \mathrm{2} \\ {\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2} \\ {\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O} \end{gathered}$$

ملحوظة : مخلوط الهيدروجين والاكسجين بتلك النسبة 1:2 هو مخلوط انفجاري يتفاعل بشدة لأنه تفاعل يُصدر حرارة ، وتصل سرعة الانفجار 2820 متر/ثانية . وهو عملية احتراق

بعض الأمثلة الأخرى

${\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\to }{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

$$\begin{gathered} {\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{2} \\ \mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\to }{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l} \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} {\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{6}}+n \\ \mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}\to {{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}\mathrm{H}}_{6-n}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{)}_n+n\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l} \end{gathered}$$

طرق القياس

لكل تفاعل كيميائي له نسب مميزة للمواد الداخلة في التفاعل والمواد الناتجة من التفاعل . وتعين تلك النسب عمليا بالتجربة . ويلعب فيها التكافؤ دورا أساسيا إذ أنه يبين نسب العناصر المختلفة في كل مادة . وتبين من التجربة أن حساب العناصر المتفاعلة يسهل عند استخدام وحدة مول للتعبير عن كمية كل مادة داخلة في التفاعل ,وكذلك المواد النتجة منه . يبنى حساب المول على أساس الكتلة الذرية لكل عنصر ، ومنها نستنتج الكتلة الجزيئية .

سنأخذ مثال تكون الماء

يتكون الماء من تفاعل الهيدروجين والأكسجين :

• تكافؤ الهيدروجين : 1

• تكافؤ الأكسجين: 2

• أي أن ذرتين من الهيدروجين تتحدان مع ذرة من الأكسجين ويتكون جزيئ الماء

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$.

وبالتالي يتفاعل 2 مول من الهيدروجين مع 1 مول من الأكسجين ويكوّنا 2 مول ماء (أنظر معادلة التفاعل أعلاه).

هذا معناه أن 2 . 2 جرام هيدروجين (غاز) يتحدوا مع 2 . 16 جرام أكسجين فيتكون 36 جرام ماء . 1 مولماء = 18 جرام .

ويمكن تعيين تكافؤ كل عنصر من الجدول الدوري للعناصر. كما توجد جداول للكتلة الذرية لكل العناصر .

تاريخ

ان من ابتكر مصطلح قياس اتحادية العناصر أو حساب العناصر المتفاعلة هو الكيميائي الألماني ارميا ريختر في عام 1792 لوصف وقياس نسب الجمع بين العناصر الكيميائية حسب الكتلة . منذ ذلك الحين توسع نطاق استخدام المصطلح ليشمل الجمع بين نسب المواد في أي تفاعل كيميائي. درس ريختر الرياضيات مع الفيلسوف إيمانويل كانت ، وكتب أطروحة عن استخدام الرياضيات في الكيمياء. وأعرب عن اقتناعه بأنه قد يكون وصف كل التغيرات الكيميائية من حيث النسب الكاملة في عدد بسيط . وطرح قانون النسب المتبادل ، مشيرا إلى أن اثنين من العناصر الكيميائية إذا توحد بشكل منفصل مع عنصر ثالث ، فإن النسبة التي توحدة مع العنصر الثالث ستكون نفسه أو مضاعفات في نسبة التي تتحد مع بعضها البعض.

وصلات خارجية

جامعة بليموث -قياس اتحادية العناصر

حساب العناصر المتفاعلة التعليمية من جامعة كارنيجي ميلون

اقرأ أيضا

• تركيز
• معدل التفاعل
• ثابت معدل التفاعل
• توازن ترموديناميكي
• توازن دينامي
• مول
• جزء مولي
• كتلة مولية
• نظام حركة حرارية

ملف:Nuvola apps edu science.svg

هذه بذرة مقالة عن الكيمياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.

af:Stoigiometrie ca:Estequiometria de:Stöchiometrie Stoichiometry]] eo:Stekiometrio es:Estequiometría fa:استوکیومتری fi:Stoikiometria fr:Stœchiométrie he:סטויכיומטריה hr:Stehiometrija id:Stoikiometri it:Stechiometria ja:化学量論 nl:Stoichiometrie no:Støkiometri pl:Stechiometria pt:Estequiometria ru:Стехиометрия sl:Stehiometrija sr:Стехиометрија sv:Stökiometri ta:விகிதவியல் tr:Stokiyometri ur:عنصر پیمائی