عند إجراء الحسابات الكيميائية، يجب أن تكون المعادلات الكيميائية متوازنة. تعتبر الحسابات الكيميائية مهمة في العديد من الأمور، حيث يتم من خلالها إنتاج الأدوية وحساب النسب في التفاعلات الكيميائية وغيرها من الأمور الطبية والعلاجية الهامة. الكيمياء هي أساس الطب. في هذه المقالة، سنتحدث عن الحسابات الكيميائية في الموسوعة.
تعريف الحسابات الكيميائية:
- المعادلة الكيميائية أو الحساب الكيميائي هو التغير الصافي في تركيب التفاعل الكيميائي، حيث يتم عرض عدد المولات في المواد المشاركة في التفاعل والمواد المنتجة، ونظرا لأن كل مكون لديه نسبة محددة من المولات، فإن المعادلات تحدد الطريقة التي تترابط بها كتل المواد المشاركة في التفاعل والمواد المنتجة.
- عن طريق الحسابات والمعادلات الكيميائية، يتم تحديد نسب المواد في التفاعل الكيميائي ويطلق عليه تفاعل العناصر المتفاعلة. في كل التفاعلات الكيميائية، يتم تحديد نسبة العناصر المتفاعلة والناتجة من التفاعل، وذلك عن طريق تحديد نسب الجزيئات في المواد المشاركة في التفاعل.
- تعبر الحسابات الكيميائية عن دراسة العلاقات الكمية بين المواد المشاركة في التفاعل والمواد المنتجة عنه في التفاعل الكيميائي، وتندرج هذه الحسابات في إطار قانون الحفظ الكتلة، وتتميز بأنها مفيدة في التوقع لكتل المواد المطلوبة لإتمام التفاعل وكذلك كتل المواد المنتجة عنه، ولذلك تسهم في صناعات متنوعة مثل صناعة الأغذية والأدوية والمستحضرات الطبية.
تعريف التفاعل الكيميائي:
- التفاعل الكيميائي هو التفاعل الذي يحدث عندما تتفاعل المواد مع بعضها البعض، وترمز الرموز الكيميائية للمواد التي يتفاعلون وللمواد التي تنتج عن التفاعل، وتوضح الرموز أيضا التغير في الشحنة خلال التفاعل، ولإتمام التفاعل يحتاج إلى ضغط وحرارة وعوامل أخرى، كما يجب أن تكون الصيغ الكيميائية والرموز صحيحة وتتفاعل مع كتلة المواد المتفاعلة عند كتابة الشحنة المطلوبة للتفاعل.
نوع المواد التي تدخل في التفاعل والتي تخرج منه:
- تكتمل المعادلة الكيميائية بذكر نوع المواد التي تشارك في التفاعل والتي تتكون منها: يتم تعيين الأكسجين بالحرف g للإشارة إلى الغاز ، أو بالحرف s للإشارة إلى الصلب ، أو باستخدام aq للإشارة إلى المحلول المائي ، أو بالحرف l للإشارة إلى السائل. ويتم كتابة الكمية التي تتكون منها التفاعل في المعادلة ، وتعرف هذه الكمية بالحرارة القياسية للتكوين ، ومثال على ذلك هو تفاعل الهيدروجين والأكسجين المعروف بتفاعل الأوكسيهيدروجين: 2 H2(g) + O2(g) ⟶ 2 H2O(l) ، ΔH = -286 كيلوجول/مول ، وتنتج هذه العملية حرارة تبلغ 286 كيلوجول عند تكون مول واحد من الماء H2O بحالته السائلة من الأوكسجين والهيدروجين. ومثال آخر على تحول المواد السائلة إلى غازية هو امتصاص المياه للحرارة حتى تتحول إلى بخار.
أمثلة على الحسابات الكيميائية:
- تمكنت الحسابات الكميائية منا من معرفة كميات ونسب المواد التي تتفاعل مع بعضها، وكذلك المواد التي تنتج عن التفاعل، ولكي يتم توضيح ذلك، يجب معرفة الوزن الجزيئي والوزن الذري للمركبات، ودراسة مفهوم المول لأنه أساسي في الحسابات الكيميائية.
- تم إيجاد الوزن الذري للعنصرين مباشرة من الجدول الدوري، بينما الوزن الجزئي للمركبات يتكون من مجموع الأوزان الذرية لجميع العناصر المكونة للمركب. مثال: ما هو الوزن الذري للفضة والصوديوم والكربون؟ الحل: من خلال الاطلاع على الجدول الدوري، نجد أن وزن الذري للفضة هو 107.9، ووزن الذري للصوديوم هو 23، ووزن الذري للكربون هو 12. حسب الوزن الجزئي للمركبات التالية: ثاني أكسيد الكربون والماء وكربونات الصوديوم. الحل: وزن الجزئي لثاني أكسيد الكربون هو 1 × 12 + 2 × 16 = 44، ووزن الجزئي للماء هو 2 × 1 + 1 × 16 = 18، ووزن الجزئي لكربونات الصوديوم هو 2 × 23 + 1 × 12 + 3 × 16 = 106.
أهمية الحسابات الكيميائية:
- من خلالها يتم تصنيع الأغذية.
- من خلالها يتم تصنيع الأدوية.
- تدخل في صناعة المواد البلاستيكية.
- تدخل في تركيبات المنظفات.
- تدخل في تصنيع مواد البناء والإسمنت.
- تستخدم في تصنيع بعض منتجات العناية بالبشرة والشعر.
- تدخل في تصنيع الصابون والعطور.