الوحدة الأولى: التفاعلات الكيميائية وآثارها البيئية

العلوم — الصف الثالث الإعدادي

الوحدة الأولى: التفاعلات الكيميائية وآثارها البيئية

8. احتراق الفلزات واللافلزات، والاحتراق التام وغير التام

احتراق الفلزات

عند إشعال شريط الماغنسيوم يحترق بلهب أبيض ساطع ويتكوّن مسحوق أبيض (MgO):

Mg + O₂ → 2MgO

القاعدة←تحترق معظم الفلزات وتنتج أكاسيد فلزية قاعدية. بعض هذه الأكاسيد يذوب في الماء فيعطي محلولًا قلويًا يحوّل لون صبغة دوار الشمس إلى الأزرق.

احتراق اللافلزات

يتوهّج الفحم (الكربون) عند احتراقه ويتصاعد غاز ثاني أكسيد الكربون:

C + O₂ → CO₂

القاعدة←تحترق معظم اللافلزات وتنتج أكاسيد لافلزية حمضية. معظمها يذوب في الماء مكوّنًا حمضًا يحوّل صبغة دوار الشمس إلى الأحمر (مثل CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃).

الاحتراق التام والاحتراق غير التام

تجربة موقد بنزن←نضع ماء في أنبوبة اختبار ونعرّضها للهب بنزن مع فتح صمام الهواء كاملًا (لهب أزرق) لمدة دقيقة، ثم نغلق صمام الهواء جزئيًا فيتحول اللهب إلى أصفر ونعرّض الأنبوبة له دقيقة.

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
مع اللهب الأزرق	تبقى قاعدة الأنبوبة نظيفة	تبقىقاعدةالأنبوبةنظيفة
مع اللهب الأصفر	تتكوّن طبقة من مسحوق أسود (كربون غير محترق أي السناج) على قاعدة الأنبوبة	تتكوطبقةمسحوقأسود
•	معلومة	معلومة

الغازات المستخدمة في موقد بنزن والمواقد المنزلية تنتمي إلى الهيدروكربونات، وهي مركبات تتكوّن أساسًا من عنصري الهيدروجين والكربون.
الغاز الطبيعي يتكوّن أساسًا من الميثان (CH₄)، وغاز البوتاجاز معظمه بروبان وبيوتان.
الاحتراق التام للهيدروكربونات يحدث عند توافر وفرة من الأكسجين، وينتج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وكمية كبيرة من الطاقة الحرارية:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + طاقة

الاحتراق غير التام←يحدث عند عدم توافر كمية كافية من الأكسجين، وتعتمد نواتجه على كمية الأكسجين المتاحة. في حالة الميثان:

2CH₄ + 3O₂ → 2CO + 4H₂O + طاقة (ينتج أول أكسيد الكربون السام)
CH₄ + O₂ → C + 2H₂O + طاقة (ينتج الكربون "السناج")
ملاحظة مهمة الاحتراق غير التام لكتلة معينة من الوقود يطلق طاقة حرارية أقل من الاحتراق التام لنفس الكتلة.

✍️ أمثلة محلولة

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
مثال محلول (7)	كم جزيء أكسجين يلزم لاحتراق جزيئين من الميثان؟	جزيءأكسجينيلزملاحتراق
احتراق تام	2CH₄ + 4O₂ → 2CO₂ + 4H₂O ← 4 جزيئات O₂	2CH₄2CO₂4H₂Oجزيئات
احتراق غير تام ينتج CO	2CH₄ + 3O₂ → 2CO + 4H₂O ← 3 جزيئات O₂	2CH₄4H₂Oجزيئات
احتراق غير تام ينتج C	2CH₄ + 2O₂ → 2C + 4H₂O ← 2 جزيء O₂	2CH₄4H₂Oجزيء
•	نلاحظ أن النقص في الأكسجين يقلل ما يلزم منه ويغيّر النواتج من CO₂ إلى CO ثم إلى C	نلاحظالنقصالأكسجينيقلل

✍️ أمثلة محلولة

مثال محلول (8): احتراق 4 جزيئات ميثان احتراقًا تامًا.←نضرب معادلة الاحتراق التام في 2: 4CH₄ + 8O₂ → 4CO₂ + 8H₂O ، فيلزم 8 جزيئات أكسجين.

تطبيق: لون اللهب في موقد الغاز المنزلي

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
لهب أزرق	يدل على توافر أكسجين كافٍ فيحدث احتراق تام ينتج CO₂ وبخار ماء وحرارة كبيرة فيكون التسخين أسرع واستهلاك الغاز أقل	توافرأكسجينفيحدثاحتراق
لهب أصفر أو برتقالي	يدل على احتراق غير تام لنقص الأكسجين ينتج غاز أول أكسيد الكربون السام ويتكوّن سناج أسود يترسب على الأواني وتقل كفاءة التسخين. العلاج: تنظيف فتحات الموقد أو ضبط دخول الهواء	احتراقلنقصالأكسجينينتج

الوحدة الأولى: التفاعلات الكيميائية وآثارها البيئية · 9 / 17