تفاعل حمض كلور الماء مع كربونات الكالسيوم
المخطط النموذجي: تعكر رائق الكلس والكشف بواسطة كربونات الصوديوم ونترات الفضة (BEM)
1. الملاحظات العيانية للتجربة
• حدوث فوران شديد وانطلاق فقاعات غازية: بمجرد فتح الصنبور وسقوط حمض كلور الماء على قطعة الطباشير.
• تآكل وتناقص حجم قطعة الطباشير ($CaCO_3$): حتى اختفائها كلياً مع استمرار التفاعل.
• تشكل قطرات مائية ($H_2O$): على الجدران الداخلية للحوجلة الزجاجية.
• تعكر رائق الكلس (ماء الجير) وتحوله إلى حليبي: دلالة قاطعة وتجريبية على أن الغاز المنطلق هو غاز ثنائي أكسيد الكربون ($CO_2$).
• تآكل وتناقص حجم قطعة الطباشير ($CaCO_3$): حتى اختفائها كلياً مع استمرار التفاعل.
• تشكل قطرات مائية ($H_2O$): على الجدران الداخلية للحوجلة الزجاجية.
• تعكر رائق الكلس (ماء الجير) وتحوله إلى حليبي: دلالة قاطعة وتجريبية على أن الغاز المنطلق هو غاز ثنائي أكسيد الكربون ($CO_2$).
2. التفسير المجهري والكشف عن شوارد المحلول الناتج
• المحلول الشاردي الناتج: هو محلول كلور الكالسيوم $(Ca^{2+} + 2Cl^-)$ الشفاف المنحل في الماء.
• الكشف عن شاردة الكالسيوم ($Ca^{2+}$) بواسطة كربونات الصوديوم: عند إضافة قطرات من كربونات الصوديوم $(2Na^+ + CO_3^{2-})$ يتشكل راسب أبيض لكربونات الكالسيوم ($CaCO_3$).
• الكشف عن شاردة الكلور ($Cl^-$) بواسطة نترات الفضة: عند إضافة قطرات من نترات الفضة $(Ag^+ + NO_3^-)$ يتشكل راسب أبيض يسوّد في وجود الضوء لكلور الفضة ($AgCl$).
• الشاردة المتفرجة (الشاهدة): هي شاردة الكلور ($Cl^-$) لأنها لم تشارك في التحول الكيميائي.
• الكشف عن شاردة الكالسيوم ($Ca^{2+}$) بواسطة كربونات الصوديوم: عند إضافة قطرات من كربونات الصوديوم $(2Na^+ + CO_3^{2-})$ يتشكل راسب أبيض لكربونات الكالسيوم ($CaCO_3$).
• الكشف عن شاردة الكلور ($Cl^-$) بواسطة نترات الفضة: عند إضافة قطرات من نترات الفضة $(Ag^+ + NO_3^-)$ يتشكل راسب أبيض يسوّد في وجود الضوء لكلور الفضة ($AgCl$).
• الشاردة المتفرجة (الشاهدة): هي شاردة الكلور ($Cl^-$) لأنها لم تشارك في التحول الكيميائي.
3. معادلات التفاعل الكيميائي الحادث (بالصيغ الثلاث)
أ) بالصيغة الشاردية (المفصلة):
CaCO₃(s) + 2(H⁺ + Cl⁻)(aq) ➔ (Ca²⁺ + 2Cl⁻)(aq) + CO₂(g) + H₂O(l)
ب) بالصيغة الإحصائية / الجزيئية (المجمعة):
CaCO₃(s) + 2HCl(aq) ➔ CaCl₂(aq) + CO₂(g) + H₂O(l)
ج) بالصيغة المختصرة (حذف شاردة الكلور المتفرجة Cl⁻):
CaCO₃(s) + 2H⁺(aq) ➔ Ca²⁺(aq) + CO₂(g) + H₂O(l)