الدرس ٢: الخواص والتغيرات الكيميائية

يقوم الدرس على دراسة الخواص الكيميائية التي تحدد ميل المادة لحدوث تغير في تركيبها الأصلي منتجة مواد جديدة. يوضح الدرس أن التغير الكيميائي ينتج عنه مواد تختلف في خواصها عن المواد الأصلية، مع وجود دلائل واضحة لحدوثه مثل تصاعد الغاز، أو انبعاث الحرارة والضوء، أو تغير اللون، إضافة إلى تطبيق قانون حفظ الكتلة الذي ينص على أن مجموع كتل المواد الناتجة عن التفاعل يساوي دائما مجموع كتل المواد المتفاعلة. ومثال على ذلك حرق الخشب الذي يغير تركيبه وينتج رمادا وغازات، بحيث تظل الكتلة الكلية ثابتة قبل التفاعل وبعده.

الفكرة الأساسية

الخواص الكيميائية تدل على ميل المادة لتغير تركيبها الأصلي لإنتاج مواد جديدة تختلف في خواصها عن المواد الأصلية، وذلك من خلال التغير الكيميائي الذي لا يمكن عكسه بطرق فيزيائية بسيطة.

الشرح

عندما تحرق قطعا من الخشب، يتبقى رماد وتتغير المادة تماما، وهذا ما نعنيه بالخاصية الكيميائية وهي ميل المادة لحدوث تغير في تركيبها. أما التغير الكيميائي فهو التغير الذي يحدث في تركيب المادة بسبب خواصها الكيميائية لتنتج مادة جديدة أو مواد جديدة. من الأمثلة الشائعة تفاعل الحديد مع الأكسجين في وجود الماء مكونا أكسيد الحديد وهو الصدأ. وتوجد أدلة كثيرة تدل على حدوث تغير كيميائي مثل تكون فقاعات غاز كما يظهر عند خبز الكعك، أو إنتاج الحرارة، أو الضوء، أو تغير اللون، أو صدور صوت. وعند حدوث التفاعل الكيميائي، فإن مجموع كتل المواد الناتجة يساوي تماما مجموع كتل المواد المتفاعلة، وهو ما يعبر عنه قانون حفظ الكتلة.

مثال محلول خطوة بخطوة

سخن طالب مقدار $4,00$ غرام من مركب أزرق اللون، فتفاعل منتجا $2,56$ غرام من مركب أبيض، وكمية من غاز عديم اللون. احسب كتلة هذا الغاز مستخدما قانون حفظ الكتلة. الخطوة الأولى: نكتب قاعدة قانون حفظ الكتلة التي تنص على أن مجموع كتل المواد الناتجة يساوي مجموع كتل المواد المتفاعلة. الخطوة الثانية: نحدد كتلة المواد المتفاعلة وهي $4,00$ غرام. الخطوة الثالثة: نحدد مجموع كتل المواد الناتجة، وهي كتلة المركب الأبيض $2,56$ غرام مضاف إليها كتلة الغاز المجهولة وليستقل عنها الرمز $x$. الخطوة الرابعة: نطبق المعادلة $4,00 = 2,56 + x$. الخطوة الخامسة: نطرح $2,56$ من الطرفين لنوجد قيمة $x$، فتكون كتلة الغاز تساوي $4,00 - 2,56 = 1,44$ غرام.

أخطاء شائعة

الظن بأن خلط السلطة في الخلاط الكهربائي يعد تغيرا كيميائيا لمجرد أن شكلها أصبح مختلفا، والصحيح أنه تغير في الشكل فقط دون تغير في التركيب الأصلي للمادة أي تغير فيزيائي. الاعتقاد بأن الكتلة تختفي عند حرق الخشب لأن كتلة الرماد أقل بكثير من كتلة الخشب الأصلية، والصحيح أن الغازات والدخان المتصاعدة تحمل بقية الكتلة ولو حسبناها لوجدنا أن مجموع كتل المواد المتفاعلة يساوي مجموع كتل المواد الناتجة.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ما الدليل على حدوث تغير كيميائي عند خبز الكعك؟ الإجابة: تكون فقاعات غاز داخل الكعك. السؤال الثاني: ماذا يسمى التغير الذي ينتج عنه مواد جديدة تختلف في خواصها عن المواد الأصلية؟ الإجابة: التغير الكيميائي.