عند القيام بحسابات الكيمياء، يجب أن تكون معاملات المعادلات الكيميائية متوازنة. وتعتبر الحسابات الكيميائية مهمة للعديد من الأغراض، مثل إنتاج الأدوية وحساب النسب في المواد الكيميائية وغيرها من الأغراض الهامة في المجال الطبي والعلاجي. وبالفعل، تعتبر الكيمياء أساسًا للطب. وسنقوم خلال هذا المقال بمناقشة الحسابات الكيميائية في الموسوعة.
تعريف الحسابات الكيميائية:
- تعني المعادلة الكيميائية أو الحساب الكيميائي تغيير التركيب الصافي في التفاعل الكيميائي، حيث يتم إظهار عدد المولات في المواد المتفاعلة والمواد المنتجة في التفاعل، ونظرًا لأن لكل مكون نسبة خاصة من المولات، فإن المعادلات الكيميائية تحدد العلاقة بين كتلة المواد المتفاعلة في التفاعل والمواد المنتجة.
- يتم كتابة نسب المواد في المعادلة الكيميائية من خلال الحسابات والمعادلات الكيميائية، ويعرف هذا الأمر باسم تفاعل العناصر المتفاعلة، ويتم تحديد نسب العناصر المتفاعلة والمنتجة في التفاعلات الكيميائية، وذلك عن طريق حساب نسب الجزيئات الموجودة في المواد التي تشارك في التفاعل.
- تعني الحسابات الكيميائية دراسة العلاقات الكمية بين المواد التي تشارك في التفاعل الكيميائي والمواد التي تتكون عندما يحدث التفاعل، ويتم ذلك وفقًا لقانون الحفاظ على الكتلة. تساعد الحسابات الكيميائية في التنبؤ بالكتل المطلوبة من المواد لإتمام التفاعل والمواد التي سيتم إنتاجها. وتستخدم هذه الحسابات في صناعات مختلفة مثل صناعة الأغذية والأدوية والعقاقير الطبية.
تعريف التفاعل الكيميائي:
- التفاعل الكيميائي هو التفاعل الذي يتم من خلال مجموعة من الرموز الكيميائية التي تعبر عن المواد التي تُستخدم في التفاعل والمواد التي تنتج عنه، كما توضح الرموز النوع الذي يتم فيه التفاعل وما إذا كانت المواد تكتسب أو تفقد في التفاعل. ولإتمام التفاعل، يلزم وجود ضغط وحرارة وعوامل أخرى، كما يجب أن تكون الصيغ الكيميائية والرموز صحيحة وتعادل كتلة المواد التي تتفاعل، ويتم كتابة الشحنة اللازمة للتفاعل.
نوع المواد التي تدخل في التفاعل والتي تخرج منه:
- تكتمل المعادلة الكيميائية بذكر نوع المواد المشاركة في التفاعل والتي تتكون عند انتهائه، ويتم تمثيل الأكسجين بحرف `g` للإشارة إلى الحالة الغازية، أو بحرف `s` للإشارة إلى الحالة الصلبة، أو `aq` للإشارة إلى الحالة المائية، أو بحرف `l` للإشارة إلى الحالة السائلة، وتوضع كمية المنتج المتكونة من التفاعل في المعادلة، وتعرف هذه الكمية بالحرارة القياسية للتكوين (أنثالبي)، ومثال على ذلك هو تفاعل الهيدروجين والأكسجين المعروف بتفاعل الأوكسيهيدروجين، 2 H2(g)+O2(g)⟶2 H2O(l) ,ΔH=−286 kJmol ، حيث يتولد حرارة بقيمة 286 كيلوجول لكل مول من الماء (H2O) في حالته السائلة من الأكسجين والهيدروجين، ومثال آخر على تحويل المواد السائلة إلى غازية هو امتصاص الحرارة من الماء حتى يتحول إلى بخار.
أمثلة على الحسابات الكيميائية:
- تمكنت الحسابات الكميائية من التعرف على كميات ونسب المواد التي تتفاعل معًا، وكذلك المواد الناتجة عن التفاعل. ولتوضيح ذلك، يتعين معرفة الوزن الجزيئي والوزن الذري للمركبات، ودراسة مفهوم المول لأنه أساسي في الحسابات الكيميائية.
- تم إيجاد الوزن الذري للعنصرين مباشرة من الجدول الدوري، أما الوزن الجزئي للمركبات فهو مجموع الأوزان الذرية لجميع العناصر التي تشكل المركب. على سبيل المثال، الوزن الذري للفضة هو 107.9 والوزن الذري للصوديوم هو 23 والوزن الذري للكربون هو 12. لحساب الوزن الجزيئي للجزيئات التالية: ثاني أكسيد الكربون، والماء، وكربونات الصوديوم. الحل: الوزن الجزيئي لثاني أكسيد الكربون هو 44 (1 × 12 + 2 × 16)، والوزن الجزيئي للماء هو 18 (2 × 1 + 1 × 16)، والوزن الجزيئي لكربونات الصوديوم هو 106 (2 × 23 + 1 × 12 + 3 × 16).
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 صناعة بعض مستحضرات العناية بالبشرة والشعر.
- تدخل في تصنيع الصابون والعطور.
