☰ خطة العام · العلوم (بالعربية)

أنواع التفاعلات ومتسلسلة النشاط الكيميائي (١)

الأسبوع 1 · الوحدة الأولى «التفاعلات الكيميائية وآثارها البيئية» (افتتاحية) والدرس الأول «أنواع التفاعلات الكيميائية» (١): الاتحاد المباشر والانحلال وتفاعل الفلزات مع الأكسجين والأحماض والماء ومتسلسلة النشاط الكيميائي · 3 دروس
2

الفلزات والأحماض: متسلسلة النشاط

Science Prep 3 Term 1, Unit 1: pp. 1–8
الهدفأستخدم متسلسلة النشاط الكيميائي لأحدد أي الفلزات تحل محل الهيدروجين من حمض مخفف.
كلمات جديدة
متسلسلة النشاط الكيميائي · قائمة بالفلزات مرتبة من الأنشط إلى الأقل نشاطًاالإحلال البسيط · تفاعل يحل فيه عنصر محل عنصر آخر في مركب: A + BC → AC + Bحمض مخفف · حمض ممزوج بكمية كبيرة من الماء، فيصبح أضعف ويُستخدم بأمان في المختبر
الشرح

تسرد متسلسلة النشاط الكيميائي الفلزات من الأنشط إلى الأقل نشاطًا: K وNa وCa وMg وAl وZn وFe وPb، ثم الهيدروجين، ثم Cu وAg وAu. الهيدروجين ليس فلزًا، لكنه يوضع في القائمة علامةً للمقارنة. الفلز الذي يقع فوق الهيدروجين يحل محله في الحمض المخفف، فتظهر فقاعات غاز الهيدروجين: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. وكلما كان الفلز أعلى كانت الفقاعات أسرع. ففي المختبر يعطي الخارصين فقاعات أسرع من الحديد، ولا يعطي النحاس شيئًا لأنه تحت الهيدروجين. والألومنيوم فوق الخارصين لكنه يتفاعل ببطء في البداية لأن طبقة رقيقة من أكسيده تحميه. والهيدروجين غاز قابل للاشتعال، وفي أنبوبة الاختبار يحترق بفرقعة صغيرة، لكن هذه علامة نقرأ عنها وليست اختبارًا نكرره. انتبه: النشاط الكيميائي هو سهولة تفاعل الفلز، وليس صلابته أو ثقله. كما أن الفضة والذهب لا يحلان محل الهيدروجين في الأحماض المخففة، لكن هذا لا يجعلهما غير نشطين في كل شيء.

الفلزموضعهمع الحمض المخفف
Mgمرتفعفقاعات سريعة
Znفوق Hفقاعات
Feفوق H وأدنىفقاعات بطيئة
Cuتحت Hلا تفاعل
أمثلة محلولة
هل يحرر الرصاص (Pb) الهيدروجين من حمض مخفف؟ الرصاص فوق H في المتسلسلة، فنعم، لكن ببطء لأنه قريب من الهيدروجين. وهل تفعل الفضة (Ag) ذلك؟ إنها تحت H، فلا.
في أربع أنابيب اختبار الحمض المخفف نفسه. وُضعت فيها شرائح متساوية الحجم من الماغنسيوم والخارصين والحديد والنحاس، كلٌّ في أنبوبة. ترتيب سرعة الفقاعات هو Mg ثم Zn ثم Fe، ولا شيء مع Cu: وهو ترتيب المتسلسلة نفسه.
شريحة ألومنيوم جديدة لا تعطي فقاعات تقريبًا في الدقيقة الأولى في الحمض، ثم تعطي فقاعات كثيرة. الألومنيوم مرتفع في المتسلسلة، فلماذا التأخر؟ لأن الحمض يجب أن يهاجم أولًا طبقة الأكسيد الواقية، ثم يتفاعل الفلز الذي تحتها.
نشاط الفصل

لعبة بطاقات النشاط. اكتب الفلزات K وNa وCa وMg وAl وZn وFe وPb وH وCu وAg وAu على اثنتي عشرة بطاقة وخلّطها. تسابقوا في ترتيبها بحسب المتسلسلة، ثم اقلبوا البطاقات التي تأتي بعد H وقولوا ماذا تفعل مع الحمض المخفف. ولاختبار آمن في البيت يقوم أحد الكبار بتنظيف قطعة نقود نحاسية باهتة: اتركها بضع دقائق في كوب فيه رشة ملح في خل، من غير تذوق، ثم اشطفها وجفّفها. صف تغيّر اللون. يتفاعل الحمض مع الطبقة السطحية الباهتة وليس مع النحاس اللامع تحتها.

تدرّب
1
أي الفلزات Mg وCu وZn لا يحرر الهيدروجين من حمض مخفف؟
2
اكتب تفاعل الماغنسيوم مع حمض الهيدروكلوريك وسمِّ الغاز.
Mg + 2HCl→MgCl2 + H2
3
وُضعت شريحتا خارصين وحديد متساويتان في الحمض نفسه. أيهما تعطي فقاعات أسرع ولماذا؟
4
يقول صديق إن الذهب عديم الفائدة لأنه لا يتفاعل مع الحمض. ما الخطأ في ذلك؟