---
title: "حفظ الكتلة والمعادلات الموزونة"
book: "الكيمياء المدرسية — من الصف الأول إلى الصف الثاني عشر"
subject: chemistry
language: ar
chapter: 13
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/13-conservation-of-mass-and-balanced-equations
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# الفصل 13 — حفظ الكتلة والمعادلات الموزونة

حطبة كتلتها كيلوغرامان تحترق في الموقد. وفي الصباح تبقى بضع عشرات من الغرامات من الرماد الرمادي. فهل تلاشى نحو كيلوغرامين من المادة في الليل؟ ظل السؤال قرونًا بلا جواب. وجاء الجواب من كيميائي قرر أن يزن كل شيء — حتى الغازات التي لم يفكر أحد في وزنها.

**ما تعرفه من قبل.**

في [التفاعل الكيميائي](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reaction) تُستهلك [المتفاعلات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) وتتكوّن [النواتج](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant)؛ ويُعاد ترتيب [ذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) [المتفاعلات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) في [النواتج](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant)، فلا تُخلق ولا تفنى ([الفصل 12](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#ch-g7-chemical-reactions)). [والصيغة الكيميائية](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-formula) مثل $\ce{H2O}$ تذكر [ذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) [الجزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule)؛ والعدد المكتوب أمامها، كما في $\ce{3H2O}$، يعدّ [الجزيئات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ([الفصل 11](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#ch-g7-atoms-and-molecules)).

![موقد في صباح اليوم التالي: قليل من الرماد هو كل ما بقي من الحطب.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/img-c684d59efb61.jpg)

*موقد في صباح اليوم التالي: قليل من الرماد هو كل ما بقي من الحطب.*

## 13.1 الكتلة محفوظة

**في المختبر — وزن تفاعل في دورق مغلق.**

يضع المعلم قليلًا من الخل في دورق، وصودا الخبز في بالون مثبت على عنقه، ثم يضع المجموعة كلها على ميزان: $212.4\,\mathrm{g}$. يُرفع البالون فتسقط الصودا في الخل: يفور [الخليط](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/8-pure-substances-and-mixtures#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) وينتفخ البالون بالغاز المتكوّن. ويبقى الميزان يشير إلى $212.4\,\mathrm{g}$. أما التفاعل نفسه في دورق مفتوح، بلا بالون، فإنه «يفقد» من الكتلة: إذ يفلت الغاز إلى الغرفة.

![التفاعل نفسه، موزونًا. في الدورق المغلق لا تتغير الكتلة؛ وفي الدورق المفتوح يخرج الغاز فيشير الميزان إلى أقل.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/fig-cdea922004ee.svg)

*التفاعل نفسه، موزونًا. في الدورق المغلق لا تتغير الكتلة؛ وفي الدورق المفتوح يخرج الغاز فيشير الميزان إلى أقل.*

**تعريف 13.1 (حفظ الكتلة).**

*حفظ الكتلة* هو القانون الذي ينص على أنه في [التفاعل الكيميائي](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reaction) تساوي الكتلة الكلية للنواتج المتكوّنة الكتلة الكلية للمتفاعلات المستهلكة. فلا يضيع شيء ولا يُخلق شيء؛ وإنما تغيّر المادة شكلها.

**مثال 13.2 (الحطبة، موزونة كما ينبغي).**

لو أمكن أن نزن الحطبة المحترقة والأكسجين الذي أخذته من [الهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) قبل [الاحتراق](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning)، ثم الرماد وثنائي أكسيد الكربون وبخار الماء بعده، لتساوى المجموعان. والرماد خفيف لأن معظم [النواتج](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) غازات تصعد في المدخنة.

**لمحة تاريخية — لافوازييه يزن كل شيء، من سبعينيات القرن الثامن عشر إلى 1789.**

جعل أنطوان لوران لافوازييه من قواعده أن يزن كل مادة قبل كل تفاعل وبعده، في أوعية محكمة الإغلاق حتى لا يفلت غاز ولا يدخل. وبيّن أن الفلزات تكتسب كتلة حين تصدأ أو تحترق، إذ تأخذ شيئًا من [الهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) — الأكسجين، الذي سمّاه هو — وأعلن سنة 1789 أنه لا يُخلق شيء ولا يضيع شيء في التفاعل. وكانت زوجته، ماري آن بولز لافوازييه، تعمل إلى جانبه، فتسجل التجارب وترسم الأجهزة لكتابه.

![أنطوان لوران لافوازييه وماري آن بولز لافوازييه، بريشة جاك لوي دافيد، 1788.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/img-0d4c6bae612d.jpg)

*أنطوان لوران لافوازييه وماري آن بولز لافوازييه، بريشة جاك لوي دافيد، 1788.*

## 13.2 لماذا تُحفظ الكتلة

**قضية 13.3 (الذرات محفوظة، إذن الكتلة محفوظة).**

في التفاعل لا يحدث [للذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) إلا إعادة ترتيب: فكل [ذرة](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) من [ذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) [المتفاعلات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) نجدها من جديد في [النواتج](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant). وكل [ذرة](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) تحتفظ بكتلتها. ولذلك لا يمكن أن تتغير الكتلة الكلية.

**مثال 13.4 (حديد يكتسب كتلة).**

الصوف الفولاذي الذي يُحرق على ميزان في صحن مفتوح يزداد ثقلًا: [فذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) الحديد اتحدت [بذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) أكسجين أُخذت من [الهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air)، وأكسيد الحديد المتكوّن يزن الحديد مضافًا إليه ذلك الأكسجين. أما إذا أُحرق في مخبار مغلق من [الهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) فوق الميزان فإن كتلة المجموعة لا تتغير: فالأكسجين كان أصلًا داخل المخبار.

## 13.3 المعادلة الكيميائية

**تعريف 13.5 (المعادلة الكيميائية).**

*المعادلة الكيميائية* تكتب التفاعل بالصيغ: صيغ [المتفاعلات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) على اليسار يربط بينها $+$، ثم سهم، ثم صيغ [النواتج](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) على اليمين. وقد يُكتب أمام كل صيغة عدد. وتكون المعادلة *معادلة موزونة* إذا ظهر كل نوع من [الذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) العدد نفسه من المرات في الطرفين.

**تعريف 13.6 (المعامل الستوكيومتري).**

العدد المكتوب أمام صيغة في معادلة هو *معاملها الستوكيومتري*: وهو يعدّ [الجزيئات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) (أو الجسيمات الأخرى) من ذلك النوع المشاركة في التفاعل. والمعامل 1 لا يُكتب.

**ترميز 13.7 (رموز الحالة).**

قد يبيّن حرف بين قوسين بعد الصيغة الحالة الفيزيائية للنوع: (s) صلب، (l) سائل، (g) غاز. فالرمز $\ce{H2O(l)}$ هو الماء السائل، و$\ce{H2O(g)}$ بخار الماء.

**مثال 13.8 (قراءة معادلة).**

$$
\ce{CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(l)}
$$

تُقرأ: [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ميثان واحد وجزيئا أكسجين يتفاعلون فيعطون جزيئًا واحدًا من ثنائي أكسيد الكربون وجزيئي ماء. في اليسار: 1 C، و4 H، و4 O. وفي اليمين: 1 C، و4 H، و$2 + 2 = 4$ O. [فالمعادلة موزونة](#def-g8-balanced-equations-equation).

![أجزاء المعادلة الكيميائية.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/fig-c19027bef948.svg)

*أجزاء [المعادلة الكيميائية](#def-g8-balanced-equations-equation).*

## 13.4 موازنة المعادلة

**طريقة 13.9 (موازنة المعادلة).**

1. اكتب الصيغ الصحيحة للمتفاعلات [والنواتج](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) . ولا تغيّر صيغة بعد ذلك أبدًا: فتحويل $\ce{H2O}$ إلى $\ce{H2O2}$ يصف مادة أخرى.
2. عُدّ [الذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) من كل نوع في كل طرف.
3. وازن نوعًا واحدًا من [الذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) في كل مرة بالمعاملات، مبتدئًا [بالذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) التي لا تظهر إلا في صيغة واحدة في كل طرف؛ واترك الهيدروجين والأكسجين إلى الأخير.
4. عُدّ من جديد؛ وكرر حتى يتوازن كل نوع من [الذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) .
5. استعمل أصغر الأعداد الصحيحة.

**مثال 13.10 (الهيدروجين والأكسجين).**

المعادلة غير الموزونة $\ce{H2 + O2 -> H2O}$ فيها 2 O في اليسار و1 في اليمين. ضع 2 أمام $\ce{H2O}$: فيصير في اليمين 4 H، فضع 2 أمام $\ce{H2}$:

$$
\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}.
$$

التحقق: 4 H و2 O في كل طرف.

**مثال 13.11 (احتراق الحديد في الأكسجين).**

يعطي الحديد والأكسجين أكسيد الحديد $\ce{Fe2O3}$. الأكسجين: 2 في اليسار و3 في اليمين؛ وأصغر عدد مشترك هو 6، إذن 3 $\ce{O2}$ و2 $\ce{Fe2O3}$. فيصير في اليمين 4 Fe، إذن 4 Fe في اليسار:

$$
\ce{4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3}.
$$

![المعادلة الموزونة لاحتراق الهيدروجين، مرسومة بالنماذج: جزيئا هيدروجين وجزيء أكسجين واحد تعطي جزيئي ماء.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/fig-2d264fcb74b3.svg)

*[المعادلة الموزونة](#def-g8-balanced-equations-equation) [لاحتراق](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) الهيدروجين، مرسومة بالنماذج: جزيئا هيدروجين [وجزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين واحد تعطي جزيئي ماء.*

## 13.5 قراءة المعادلة بالجزيئات

**قضية 13.12 (ماذا تقول المعادلة الموزونة).**

تعطي معاملات [المعادلة الموزونة](#def-g8-balanced-equations-equation) النسب التي تتفاعل بها الجسيمات وتتكوّن. فإذا كانت المعادلة $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$ فإن 200 [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) هيدروجين تتفاعل مع 100 [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين فتعطي 200 [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ماء؛ ومليون [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين تحتاج إلى مليوني [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) هيدروجين.

**مثال 13.13 (البروبان في موقد التخييم).**

يحترق البروبان، $\ce{C3H8}$، في الأكسجين فيعطي ثنائي أكسيد الكربون والماء. الكربون أولًا: 3 C، إذن 3 $\ce{CO2}$. الهيدروجين: 8 H، إذن 4 $\ce{H2O}$. والأكسجين في اليمين: $3 \times 2 + 4 = 10$ O، إذن 5 $\ce{O2}$:

$$
\ce{C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O}.
$$

فكل [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) بروبان يحتاج إلى خمسة [جزيئات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين.

## 13.6 تمارين

**تمرين 13.1 ★.**

اذكر قانون [حفظ الكتلة](#def-g8-balanced-equations-conservation).

**حل التمرين 13.1.**

في [التفاعل الكيميائي](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reaction) تساوي الكتلة الكلية للنواتج المتكوّنة الكتلة الكلية للمتفاعلات المستهلكة.

**تمرين 13.2 ★.**

في $\ce{3CO2}$، ما [المعامل الستوكيومتري](#def-g8-balanced-equations-coefficient)؟ وكم [ذرة](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) كربون وكم [ذرة](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) أكسجين يمثّل؟

**حل التمرين 13.2.**

المعامل هو 3. ويمثّل 3 [ذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) كربون و$3 \times 2 = 6$ [ذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) أكسجين.

**تمرين 13.3 ★.**

هل المعادلة $\ce{C + O2 -> CO2}$ موزونة؟ عُدّ [الذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) لتتحقق.

**حل التمرين 13.3.**

نعم: 1 C و2 O في كل طرف.

**تمرين 13.4 ★.**

وازن $\ce{Mg + O2 -> MgO}$.

**حل التمرين 13.4.**

$\ce{2Mg + O2 -> 2MgO}$: 2 Mg و2 O في كل طرف.

**تمرين 13.5 ★★.**

وازن $\ce{N2 + H2 -> NH3}$، وهو التفاعل الذي يُصنع به الأمونياك.

**حل التمرين 13.5.**

النيتروجين: 2 N في اليسار، إذن 2 $\ce{NH3}$؛ فيصير في اليمين 6 H، إذن 3 $\ce{H2}$: $\ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}$.

**تمرين 13.6 ★★.**

تحترق $12\,\mathrm{g}$ من الكربون [احتراقًا](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) تامًا فتكوّن $44\,\mathrm{g}$ من ثنائي أكسيد الكربون. ما كتلة الأكسجين المستهلكة؟

**حل التمرين 13.6.**

[بحفظ الكتلة](#def-g8-balanced-equations-conservation): $44 - 12 = 32\,\mathrm{g}$ من الأكسجين.

**تمرين 13.7 ★★.**

انظر إلى شكل الدورقين على الميزانين. لماذا تنخفض قراءة الدورق المفتوح؟ وهل فنيت كتلة؟

**حل التمرين 13.7.**

الغاز المتكوّن يفلت إلى الغرفة، فلا يعود الميزان يزنه. ولم تفنَ أي كتلة: فالكتلة الناقصة موجودة في [هواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) الغرفة.

**تمرين 13.8 ★★.**

وازن $\ce{CH4 + O2 -> CO2 + H2O}$ خطوة خطوة، ذاكرًا أي [ذرة](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) توازنها في كل خطوة.

**حل التمرين 13.8.**

الكربون: 1 في كل طرف. الهيدروجين: 4 في اليسار، إذن 2 $\ce{H2O}$. الأكسجين: $2 + 2 = 4$ في اليمين، إذن 2 $\ce{O2}$: $\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}$.

**تمرين 13.9 ★★.**

يوازن تلميذ $\ce{H2 + O2 -> H2O}$ بكتابة $\ce{H2 + O2 -> H2O2}$. لماذا هذا خطأ؟

**حل التمرين 13.9.**

تحويل $\ce{H2O}$ إلى $\ce{H2O2}$ يغيّر المادة: فالمادة $\ce{H2O2}$ هي فوق أكسيد الهيدروجين، لا الماء. ولا يجوز تغيير شيء إلا المعاملات: $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$.

**تمرين 13.10 ★★.**

مستعملًا $\ce{C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O}$، كم [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين يلزم لإحراق 20 [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) بروبان؟ وكم [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ماء يتكوّن؟

**حل التمرين 13.10.**

$20 \times 5 = 100$ [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين؛ و$20 \times 4 = 80$ [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ماء.

**تمرين 13.11 ★★★.**

وازن $\ce{C2H6 + O2 -> CO2 + H2O}$، وهو [احتراق](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) الإيثان. (إرشاد: جرّب مضاعفة الإيثان.)

**حل التمرين 13.11.**

مع 2 $\ce{C2H6}$: 4 C، إذن 4 $\ce{CO2}$؛ و12 H، إذن 6 $\ce{H2O}$؛ والأكسجين في اليمين $8 + 6 = 14$، إذن 7 $\ce{O2}$: $\ce{2C2H6 + 7O2 -> 4CO2 + 6H2O}$.

**تمرين 13.12 ★★★.**

شمعة كتلتها $20.0\,\mathrm{g}$ تحترق في صندوق زجاجي محكم الإغلاق مملوء [بالهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air)، موضوع على ميزان يشير إلى $850.0\,\mathrm{g}$ للمجموعة كلها. وحين ينطفئ اللهب تزن الشمعة $19.6\,\mathrm{g}$. فإلى أي قيمة يشير الميزان؟ علّل.

**حل التمرين 13.12.**

تبقى القراءة $850.0\,\mathrm{g}$. فالصندوق محكم الإغلاق: و$0.4\,\mathrm{g}$ من الشمع التي احترقت صارت ثنائي أكسيد الكربون وبخار ماء، وهما لا يزالان داخل الصندوق مع الأكسجين الذي أخذاه. فلم يدخل شيء ولم يخرج شيء.

## 13.7 مسألة: صوف فولاذي في مخبار مغلق

**مسألة 13.1.**

مسألة نهاية الأسبوع — حديد يحترق، وميزان لا يتحرك، وأكسجين مأخوذ من الهواء

في المختبر يُحرق معلم الصوف الفولاذي، وهو حديد شبه نقي، بطريقتين. أولًا تُحرق وسادة منه في صحن مفتوح على ميزان: فترتفع القراءة. ثم تُحرق وسادة كتلتها $0.28\,\mathrm{g}$، تُشعل بشرارة كهربائية، داخل مخبار مغلق من [الهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) موضوع على الميزان: فلا تتغير القراءة. ويحوي المخبار نحو $0.5\,\mathrm{g}$ من الأكسجين. [واحتراق](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) الحديد في الأكسجين يكوّن أكسيد الحديد $\ce{Fe2O3}$؛ ومع أكسجين أقل قد يكوّن أيضًا $\ce{Fe3O4}$.

**الجزء الأول — وزنتان.**

1. في الصحن المفتوح ترتفع الكتلة. من أين تأتي الكتلة الزائدة؟
2. في المخبار المغلق لا تتغير الكتلة. علّل.
3. اذكر القانون الذي توضّحه هاتان الوزنتان.

**الجزء الثاني — معادلتان.**

4. وازن المعادلة $\ce{Fe + O2 -> Fe2O3}$ .
5. وازن المعادلة $\ce{Fe + O2 -> Fe3O4}$ .
6. تحقق من المعادلة الأولى بعدّ [الذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) من كل نوع في كل طرف.
7. وفق المعادلة الأولى، كم [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين يتفاعل مع 400 [ذرة](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) حديد؟

**الجزء الثالث — الكتل.** في $\ce{Fe2O3}$ يتحد كل $7\,\mathrm{g}$ من الحديد مع $3\,\mathrm{g}$ من الأكسجين. وتحترق الوسادة ذات $0.28\,\mathrm{g}$ [احتراقًا](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) تامًا إلى $\ce{Fe2O3}$.

8. ما كتلة الأكسجين التي تتحد مع $0.28\,\mathrm{g}$ من الحديد؟
9. ما كتلة أكسيد الحديد المتكوّن؟
10. هل كان في المخبار ما يكفي من الأكسجين؟ علّل.
11. يُفتح المخبار بعد أن يبرد، فيندفع [الهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) إلى داخله. علّل ذلك، وقل كيف تتغير عندئذ قراءة الميزان.
12. احسب كتلة الأكسجين التي أخذها الصوف الفولاذي المحترق من [هواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) المخبار.

**حل المسألة 13.1.**

**1.** من أكسجين [الهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air)، الذي يتحد بالحديد: فأكسيد الحديد يزن الحديد مضافًا إليه ذلك الأكسجين.

**2.** كل شيء يبقى داخل المخبار: فالأكسجين المستهلك كان أصلًا في المخبار، والأكسيد المتكوّن يبقى فيه. فلا تتغير الكتلة الكلية.

**3.** [حفظ الكتلة](#def-g8-balanced-equations-conservation): في التفاعل تساوي الكتلة الكلية للنواتج الكتلة الكلية للمتفاعلات.

**4.** $\ce{4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3}$.

**5.** $\ce{3Fe + 2O2 -> Fe3O4}$.

**6.** اليسار: 4 Fe، و$3 \times 2 = 6$ O. اليمين: $2 \times 2 = 4$ Fe، و$2 \times 3 = 6$ O. موزونة.

**7.** 4 [ذرات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) حديد لكل 3 [جزيئات](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين، إذن $400 \times
\frac{3}{4} = 300$ [جزيء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) أكسجين.

**8.** $0.28 \times \frac{3}{7} = 0.12\,\mathrm{g}$ من الأكسجين.

**9.** $0.28 + 0.12 = 0.40\,\mathrm{g}$ من أكسيد الحديد.

**10.** نعم: يلزم $0.12\,\mathrm{g}$، وكان في المخبار نحو $0.5\,\mathrm{g}$.

**11.** الأكسجين المستهلك غادر [هواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) المخبار (فهو الآن داخل الأكسيد الصلب)، فصار في المخبار غاز أقل من قبل، فيدخل إليه [هواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) الغرفة. وعندئذ ترتفع قراءة الميزان بمقدار كتلة [الهواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) الداخل.

**12.** أُخذ $0.12\,\mathrm{g}$ من الأكسجين من [هواء](https://one-course.com/books/chemistry/1/ar/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) المخبار.