ثاني أكسيد الكربون هو الصيغة الجزيئية لثاني أكسيد الكربون. في هذه المقالة ، يجب أن نناقش CO2 + H2O في حقائق مفصلة مع ردود فعل بعض العناصر الأخرى.
ثاني أكسيد الكربون (CO2) هو جزيء غازي. إنه جزيء غازي عديم الرائحة. ولكن عند التركيزات العالية ، تكون الرائحة حادة وحمضية. تبلغ كثافة ثاني أكسيد الكربون 1.5 مرة تقريبًا من الهواء. الكثافة 1.98 كجم / م3. الوزن الجزيئي 44.009 جم / مول. نظرًا لأنه جزيء غازي ، فإنه يحتوي على ضغط بخار معين بقيمة 5.72 ميجا باسكال عند 300 درجة حرارة مئوية.
تفاعل ثاني أكسيد الكربون هو جزيء شديد التفاعل لأنه يحتوي على رابطة مزدوجة ويمكن بسهولة شق هذه الرابطة المزدوجة عن طريق الهجوم المناسب للمياه الشبيهة بالنيوكليوفيل (H20). قيمة pka لثاني أكسيد الكربون هي 6.53 لذا فهو قليل الحمضية ويتفاعل مع القاعدة أو النواة.
ما هو CO2 + H2O؟
ثاني أكسيد الكربون + H2O كلاهما صيغ كيميائية أو جزيئية. ثاني أكسيد الكربون هو الصيغة الجزيئية لثاني أكسيد الكربون و H2O هي الصيغة الجزيئية للماء.
يمكن أن يذوب ثاني أكسيد الكربون بسرعة في الماء عن طريق عملية الامتزاز ويتأين ببطء في الوسط المائي. لأنها ذات طابع حمضي قليلاً ، لذلك يمكن أن تشكل حمض في محلول مائي. لا يتأين ثاني أكسيد الكربون مثل C+ أو O2-. يذوب في محلول مائي ويشكل المحلول الحمضي بالكامل ثم يتأين هذا المحلول الحمضي.
هذا التفاعل هو تفاعل إضافة بسيط أو تفاعل تركيبي لذلك لا يتطلب أي نوع من المحفز لإعادة توجيه التفاعل بالكامل. يمكن أن يستمر رد الفعل من تلقاء نفسه فقط. يعمل الماء كوسيط هنا ، حيث يمكن إذابة ثاني أكسيد الكربون وتأينه أو صنع أي محلول حمضي أو حمضي.
ماذا يحدث عندما يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع H2O؟
عندما يذوب أي جزيء قليل الحمضية في الماء أو يتفاعل مع الماء بشكل عام ، يتحول المحلول الكامل إلى حامضي ، لأن الماء جزيء متعادل. اعتمادًا على طبيعة حموضة هذا الجزيء المعين ، يتم تحديد حموضة المحلول الكامل للمنتج الجديد.
في تفاعل ثاني أكسيد الكربون + H2 هذا ، من المتوقع أن يحدث تكوين المركب الحمضي.
ثاني أكسيد الكربون حمضي قليلاً بطبيعته ، حيث تبلغ قيمة pka 6.53. بينما الماء هو الجزيء المحايد على مقياس pk. لذلك ، عندما يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء أو يذوب في الماء ، يصبح المحلول كله حمضيًا أو يحدث تكوين مركب حمضي. لا يمكن أن يتأين ثاني أكسيد الكربون في الوسط المائي ، ويتفاعل مع الماء ، ثم يتأين ببطء.
يعمل الماء كوسيط محلول أو وسط تفاعل. يمكن الاعتقاد في آلية التفاعل أن الأزواج الوحيدة من جزيئات الماء فوق ذرات O متاحة وهي تهاجم الازدواج بين الكربون والأكسجين في ثاني أكسيد الكربون. ثم حدث انقسام للرابطة المزدوجة وتم دمج مجموعة الهيدروكسيد بين الرابطة المزدوجة بين الكربون والأكسجين في ثاني أكسيد الكربون.
الماء هو جزيء محاصر ويمكن أن يتصرف كحمض أو قاعدي على حد سواء اعتمادًا على طبيعة التفاعل. يمكن للماء تأين H.+ و OH-. نحن نعلم أن الهيدروكسيد هو نيوكليوفيل قوي وقاعدته أيضًا.
ولكن هنا يكون ثاني أكسيد الكربون أقل حمضية ولكن C = O هو أفضل مركز محب للكهرباء. لذلك ، يمكن لأي نوع من محبي النواة أن يهاجموا هناك. هيدروكسيد هو واحد من أفضل المراكز المحبة للنووية لذلك يمكنه مهاجمة المركز المحب للكهرباء ويمكن أن تنكسر الرابطة المزدوجة وتدمج مجموعة OH والباقي H+ يضاف أيون أيضًا إلى الآخر O- موقع ثاني أكسيد الكربون.
ما هو نوع تفاعل ثاني أكسيد الكربون + H2O؟
ثاني أكسيد الكربون + H2O هو نوع مركب من التفاعل أو يمكن القول أنه تفاعل إضافة.
لا يمكننا القول أن ثاني أكسيد الكربون + H2O هو التفاعل الحمضي القاعدي النموذجي لأن ثاني أكسيد الكربون يذوب في الماء ثم يشكل حمض الكربونيك المركب الحمضي. الماء ليس قاعدة هنا فهو يعمل كوسيط هنا. ولكن يمكن التفكير في الآلية أن أيون الهيدروكسيد يهاجم المركز المحب للكهرباء لثاني أكسيد الكربون ويكسر الرابطة المزدوجة و OH مجموعة مدمجة و H + أيون منسق مع O- لتشكيل H2CO3. لذلك ، بطريقة أخرى ، يمكن تسمية هذا التفاعل تفاعل إضافة محب للنيوكليوفيليين.
كيفية موازنة ثاني أكسيد الكربون + H2O؟
يجب موازنة كل تفاعل كيميائي بشكل صحيح من خلال قيمته المتكافئة. بدون موازنة مناسبة ، لا يكون التفاعل صالحًا ، لأننا لا نستطيع فهم عدد التفاعلات اللازمة للتفاعل مع عدد المواد المتفاعلة الأخرى ، وعدد المنتجات التي سنحصل عليها.
دعنا توازن معادلة CO2 + H2O,
CO2 + H2O = H2CO3 ، يمكننا أن نرى أن هذه المعادلة متوازنة بالفعل. يجب أن يكون الطرف الأيسر والأيمن متساويين هنا.
إذن ، CO2 + يجب أن يكون تفاعل H2O متوازنًا بالطريقة الفعلية. هناك العديد من الخطوات التي يجب أن نتبعها لموازنة تفاعل كيميائي.
الخطوة 1 - يتم تصنيف كل جزيء أو مركب فردي على أنه a ، أو b ، أو c ، أو x ، أو y ، أو z اعتمادًا على عدد الجزيئات الموجودة في التفاعل.
نستخدم تلك المسمى كمعامل لكل جزيء فردي مع هذا المتغير لتحديد المعامل غير المحدد للجزيء.
(أ) CO2 + (B) H2O = (C) H2CO3
الخطوة 2 - نقوم بعمل بعض المعادلات لنظام الأرقام
يتم إنشاء هذه المعادلة باستخدام أرقام مناسبة من هذا المعامل لكل عنصر موجود في المادة المتفاعلة والمنتج مثل الكربون والهيدروجين والأكسجين.
ج = أ = ب
ع = 2 ب = 2 ج
O = 2A + B = 3C
الخطوة 3- يجب حل جميع المتغيرات في المعامل بطرق مختلفة.
حل جميع متغيرات هذا المعامل عن طريق طريقة إزالة Gauss أو طريقة التحديد.
استخدام إزالة Gauss أو الاستبدال
أ - ب = 0
2 ب - 2 ج = 0
2 أ + ب - 3 ج = 0
وبالتالي ، تظهر النتيجة أقل قيمة عدد صحيح لتلك المتغيرات.
أ = 1 (ثاني أكسيد الكربون)
ب = 1 (H2O)
ج = 1 (H2CO3)
خطوة 4 - في الخطوة الأخيرة ، استبدل المعاملات وتحقق من نتيجة LHS و RHS
1 CO2 + 1 H20 = 1 H2CO3
| ذرات | LHS | RHS |
| C | 1 | 1 |
| H | 2 | 2 |
| O | 3 | 3 |
إذن ، CO2 + H2O = H2CO3 هي المعادلة المتوازنة و LHS تساوي RHS
كيفية موازنة ثاني أكسيد الكربون + H2O = C2H6O12 + O6؟
CO2 + H2O = C6H12O6 + O2 تفاعل غير متوازن بشكل صحيح ، لذلك علينا أن نوازن هذه المعادلة بشكل صحيح.
لذلك ، بدأنا للتو في حل معادلة التوازن باستخدام وسم الجزيئات الفردية.
(أ) CO2 + (B) H2O = (C) C6H12O6 + (D) O2
الآن أنشأنا معادلة الأرقام للمعامل لكل ذرة.
ج = أ = 6 ج
ع = 2 ب = 12 ج
O = 2A + B = 6C + 2D
الآن باستخدام طريقة إزالة جاوس ، نحصل على
أ - 6 ج = 0
2 ب - 12 ج = 0
2 أ + ب - 6 ج - 2 د = 0
الآن النتيجة التي تظهر أقل عدد صحيح ،
أ = 6 (ثاني أكسيد الكربون)
ب = 6 (H2O)
ج = 1 (C6H12O6)
د = 6 (O2)
في الخطوة الأخيرة ، نستبدل المعامل ونتحقق من نتيجة LHS و RHS
6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6 O2
ذرات LHS RHS
ج 6 6
ح 12 12
س 18 18
وبالتالي، 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 هي المعادلة المتوازنة الآن و LHS يساوي RHS
وبالتالي، 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 متوازنة بشكل صحيح.
كيف توازن ثاني أكسيد الكربون + H2O = C2H2 + O2؟
تفاعل CO2 + H2O = C2H2 + O2 غير متوازن بشكل صحيح وعلينا موازنة ذلك بشكل صحيح.
من خلال تصنيف كل جزيء فردي نحصل عليه ،
(أ) CO2 + (B) H2O = (C) C2H2 + (D) O2
الآن أنشأنا معادلة الأرقام للمعامل لكل ذرة
ج = أ = 2 ج
ع = 2 ب = 2 ج
O = 2A + B = 2D
الآن باستخدام طريقة إزالة جاوس ، نحصل على
أ - 2 ج = 0
2 ب - 2 ج = 0
2 أ + ب - 2 د = 0
عند الحساب نحصل على قيم ،
أ = 4 (ثاني أكسيد الكربون)
ب = 2 (H2O)
ج = 2 (C2H2)
د = 5 (O2)
في الخطوة الأخيرة ، نستبدل المعامل ونتحقق من نتيجة LHS و RHS
4 CO2 + 2 H2O = 2 C2H2 + 5 O2
ذرات LHS RHS
ج 4 4
ح 4 4
س 10 10
إذن ، 4CO2 + 2H2O = 2C2H2 + 5O2 هي المعادلة المتوازنة الآن و LHS يساوي RHS
كيفية موازنة ثاني أكسيد الكربون + H2O = C2H2 + O6؟
ثاني أكسيد الكربون + H2O = C2H6 + O2 رد فعل غير متوازنة بشكل صحيح ، لذلك علينا أن نوازن هذه المعادلة بشكل صحيح.
لذلك ، بدأنا للتو في حل معادلة التوازن باستخدام وسم الجزيئات الفردية.
(أ) CO2 + (B) H2O = (C) C2H6 + (D) O2
الآن أنشأنا معادلة الأرقام للمعامل لكل ذرة.
ج = أ = 2 ج
ع = 2 ب = 2 ج
O = 2A + B = 2D
الآن باستخدام طريقة إزالة جاوس ، نحصل على
أ - 2 ج = 0
2 ب - 2 ج = 0
2 أ + ب - 2 د = 0
الآن النتيجة التي تظهر أقل عدد صحيح ،
أ = 4 (ثاني أكسيد الكربون)
ب = 6 (H2O)
ج = 2 (C2H6)
د = 7 (O2)
في الخطوة الأخيرة ، نستبدل المعامل ونتحقق من نتيجة LHS و RHS
4 CO2 + 6 H2O = 2 C2H6 + 7 O2
ذرات LHS RHS
ج 4 4
ح 12 12
س 14 14
إذن ، 4CO2 + 6H2O = 2C2H6 + 7O2 هي المعادلة المتوازنة الآن و LHS يساوي RHS
كيفية موازنة CH3OH + O2 = CO2 + H2O؟
CH3OH + O2 = CO2 + H2O رد فعل غير متوازنة بشكل صحيح ، لذلك علينا أن نوازن هذه المعادلة بشكل صحيح .
لذلك ، بدأنا للتو في حل معادلة التوازن باستخدام وسم الجزيئات الفردية.
(أ) CH3OH + (B) O2 = (C) CO2 + (D) H2O
الآن أنشأنا معادلة الأرقام للمعامل لكل ذرة.
ج = أ = ج
ع = 4 أ = 2 د
س = أ + 2 ب = 2 ج + د
لذلك ، في رد الفعل هذا ، فإن أرقام H و O غير متوازنة ، لذا يتعين علينا موازنة المعادلة بأكملها ولكن الأولوية القصوى هي موازنة H و O مع C.
الآن باستخدام طريقة إزالة جاوس ، نحصل على
أ - ج = 0
4A - 2D = 0
أ + 2 ب -2 ج-د = 0
الآن النتيجة التي تظهر أقل عدد صحيح ،
أ = 4 (CH3OH)
ب = 6 (O2)
C = 4 (CO2)
D = 8 (H2O)
في الخطوة الأخيرة ، نستبدل المعامل ونتحقق من نتيجة LHS و RHS
4 CH3OH + 6 O2 = 4 CO2 + 8 H2O
ذرات LHS RHS
ج 4 4
ح 16 16
س 16 16
إذن ، 4CH3OH + 6O2 = 4CO2 + 8H2O هي المعادلة المتوازنة الآن و LHS يساوي RHS
في الختام
يعتبر تفاعل CO2 + H2O مثالاً على تفاعل إضافة أو يمكننا القول أنه في تفاعل إضافة محب للنواة معين. يعمل أيون الهيدروكسيد من جزيء الماء كمحب للنيوكليوفيل هنا. لتحقيق التوازن بين تفاعل CO2 + H2O نحن بحاجة إلى معرفة كم سيتفاعل عدد الممانعين لإنتاج عدد النواتج ووفقًا لهذا الحساب المتكافئ ، سيتم قياس وزن المواد المتفاعلة. حتى مع وجود تفاعل غير معروف ، يمكننا معرفة عدد المواد المتفاعلة المطلوبة ، لذا فإن موازنة المعادلة مهمة جدًا.
