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
3
الفلزات والماء وفلز يطرد فلزًا آخر
Science Prep 3 Term 1, Unit 1: pp. 1–8
الهدفأقارن الفلزات في تفاعلها مع الماء، وأتنبأ متى يستطيع فلز أن يحل محل فلز آخر من محلول ملحه.
كلمات جديدة
محلول ملح · ملح مذاب في الماء مثل محلول كبريتات النحاسيزيح · يدفع عنصرًا آخر من مركب ويحل محلهأقل كثافة · كتلته أقل في الحجم نفسه؛ والجسم الأقل كثافة يطفو على السائل
الشرح
الفلزات المرتفعة في المتسلسلة تتفاعل مع الماء. فالصوديوم يطفو على الماء لأنه أقل كثافة، ويتفاعل فورًا وبعنف: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂. وهذا للقراءة فقط: لا ينبغي لأحد أن يضع الصوديوم أو أي فلز حقيقي في الماء. أما الماغنسيوم فيحتاج إلى ماء دافئ ليتفاعل، فهو أقل نشاطًا من الصوديوم. والاستخدام الثاني للمتسلسلة هو الإحلال في محلول الملح: الفلز الأنشط يحل محل الفلز الأقل نشاطًا في ملحه. Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu. وفي المختبر يزول اللون الأزرق ويظهر نحاس بني محمر على الخارصين. فرّق بين ثلاثة أشياء: الفلز الخارصين، وأيونه Zn²⁺، ومركبه كبريتات الخارصين. أما في الحالة العكسية، أي النحاس في محلول كبريتات الخارصين، فلا يحدث شيء لأن النحاس أقل نشاطًا من الخارصين.
Zn + CuSO4→ZnSO4 + Cu
الخارصين أنشط من النحاس فيحل محله
أمثلة محلولة
Fe + CuSO4→FeSO4 + Cu
هل يتفاعل مسمار حديد موضوع في محلول كبريتات النحاس؟ الحديد فوق النحاس في المتسلسلة، فنعم: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. وتتكوّن طبقة بنية محمرة على المسمار.
هل يتفاعل سلك نحاس موضوع في محلول كبريتات الخارصين؟ النحاس تحت الخارصين، فلا: لا تتكوّن مواد جديدة ويبقى اللون كما هو.
الفلز
محلول الملح
هل يتفاعل؟
Mg
ZnSO₄
?
Zn
MgSO₄
?
Mg
CuSO₄
?
تنبّأ بجدول: Mg في ZnSO₄، وZn في MgSO₄، وMg في CuSO₄. Mg فوق Zn وCu، وZn تحت Mg، فالإجابات: نعم، لا، نعم.
نشاط الفصل
من يدفع من؟ اصنع بطاقات للفلزات Mg وZn وFe وCu وAg ولمحاليل أملاحها (مثلًا ZnSO₄ للخارصين). يسحب لاعبان بطاقة فلز وبطاقة ملح. تنبّأ بنعم أو لا اعتمادًا على المتسلسلة، ثم اكتب المعادلة أو «لا تفاعل» على ظهر البطاقة. يراجع أحد الكبار الإجابات. لا تُستخدم مواد كيميائية حقيقية: الهدف هو التدرب على الاستنتاج من المتسلسلة.
تدرّب
1
سمِّ الغاز المتصاعد عند تفاعل الصوديوم مع الماء، واكتب المعادلة بالكلمات.
الهيدروجين: صوديوم + ماء → هيدروكسيد الصوديوم + هيدروجين.
2
يحتاج الماغنسيوم إلى ماء دافئ ليتفاعل أما الصوديوم فيتفاعل فورًا. أيهما أنشط؟