ماذا يقصد بالحسابات الكيميائية

ماذا يقصد بالحسابات الكيميائية … يتم فيها دراسة حسابات العلاقات المختلفة بين الكتلة والمول، وعدد الجسيمات الكيميائية، والنسبة المئوية لتكوين الكتلة بالإضافة إلى قياس العناصر الكيميائية وتحديد المواد المتفاعلة وحساب النتائج من تلك التفاعلات

المقصود بالحسابات الكيميائية 

• حساب قانون حفظ الكتلة الكيميائية.
• قياس العناصر الكيميائية.
• النسبة المولية.

الحسابات الكيميائية عبارة عن دراسة العلاقات الكمية بين المواد المتفاعلة في التفاعل الكيميائي
فيتم فيها دراسة حسابات العلاقات المختلفة بين الكتلة والمول، وعدد الجسيمات الكيميائية
والنسبة المئوية لتكوين الكتلة بالإضافة إلى قياس العناصر الكيميائية وتحديد المواد المتفاعلة
وحساب النتائج من تلك التفاعلات، فعند شرح الحسابات الكيميائية يتم تسليط الضوء على علم الكيمياء الفيزيائي
الذي يقوم بدراسة المادة والطاقة وكيفية التفاعلات المختلفة وظهور النتائج وحسابها من خلال معادلات بسيطة
ولكن في الأصل تعتمد الحسابات الكيميائية على قانون حفظ الكتلة
وفيما يلي سوف نتعرف على أكثر على المقصود من الحسابات الكيميائية وإليك هي:

حساب قانون حفظ الكتلة الكيميائية: قانون حفظ الكتلة من الأساسيات التي يجب معرفتها عند القيام بالعمليات الحسابية الكيميائية
سواء كانت في نظام مغلق أو منعزل وحتى بغض النظر عن قابلية إنشاء المادة أو تدميرها، وبصفة عامة ينص قانون حفظ الكتلة الكيميائية
على أنه في أي تفاعل كيميائي تكون كتلة المنتجات مساوية تمامًا لكتلة المواد المتفاعلة، أي أنه في النظام المعزول
وهو النظام الذي لا يتفاعل مع محيطه تظل الكتلة الموجودة في هذا النظام المعزول ثابتة وذلك بغض النظر عن أي تحولات
أو تفاعلات كيميائية، ولكن على الرغم من ذلك عند القيام بالحسابات الكيميائية لتلك التفاعلات تكون النتيجة مختلفة عما كانت في البداية
على الرغم من أنه لا يمكن أن يكون هناك كتلة أكثر أو أقل مما كنت عليه قبل التحول.

كان قانون الحفاظ على الكتلة أمر حاسم ومهم  معرفته من أجل تطوير الكيمياء ومعرفة استخدام الكيمياء الفيزيائية
ومعرفة طريقة الحساب، حيث ساعد القانون علماء الكيمياء على فهم المواد التي لم تختفي بعد نتائج التفاعل
ولكنها تقوم بالتحول إلى مواد أخرى متساوية الكتلة، يوجد أكثر من عالم اكتشف قانون حفظ الكتلة من أجل تسهيل عملية الحسابات
ولكن ينسب الفضل إلى العالم الروسي ميخائيل لومونوسوف الذي قام بتسجيلها في مذكرته كنتيجة لتجربة حسابية كيميائية وكان ذلك في عام 1756، وفي عام 1774.

ثم بعد ذلك العالم الفرنسي أنطوان لافوازييه الذي قام بتوثيق القانون بدقة من أجل استخدامه في العمليات الحسابية الخاصة بالتجارب
وتلك التجارب كانت سبب إضافي في إثبات القانون وصحته، ولذلك يُعرف قانون الحفاظ على الكتلة من قِبل بعض الناس باسم قانون لافوازييه
ولقد قال لافوازييه في تصريح له: (لا يمكن تكوين ذرات الجسم أو تدميرها ، ولكن يمكن تحريكها وتحويلها إلى جسيمات مختلفة، وتلك الجسيمات أيضًا من ضمن تعريف الحسابات الكيميائية.

ماذا يقصد بالحسابات الكيميائية

قياس العناصر الكيميائية: تدخل قياس العناصر الكيميائية تحت الحسابات الكيميائية والتي يتم فيها حساب القيم الرقمية المكتوبة
على يسار كل نوع في المعادلات الكيميائية من أجل موازنة المعادلة ثم الحساب، والتي يمكن تفسيرها بالشكل المتكافئ
على أساس أنها عدد من الجزيئات أو عدد من مولات المادة المنتجة، أو حتى المادة المستهلكة أثناء التفاعل
وتعتبر قياس العناصر الكيميائية من أهم العناصر الموجودة سواء كانت من أجل معرفة الحساب الكيميائي أو لأغراض أخرى وسوف نتعرف عليها فيما بعد.

النسبة المولية: النسبة المولية  من الأساسيات التي يمكن من خلالها
إجراء الحسابات الكيميائية سواء كانت في المعادلات المتزنة أو الغير متزنة
وهي عبارة عن النسبة بين الكميات في المولات لأي مركبين مشاركين في تفاعل كيميائي واحد
حيث تستخدم القيم المولية أو نسب الخلد كما يُطلق عليها كعوامل تحويل بين النتائج والمواد المتفاعلة
وبذلك تكون حل للعديد من المشاكل التي قد تواجهك أثناء القيام بالعمليات الحسابية.

الخطوة الأولى في جميع الحسابات الكيميائية

موازنة المعادلة .

مثلما تعتمد الحسابات الكيميائية على قانون حفظ الكتلة وتعتبر جزء من تعريفها
تعد أيضًا موازنة المعادلة من أولى خطوات الحسابات الكيميائية والتي لا يمكن عمل الحساب بدونها
فلا يتم تدمير أو فقد الأجزاء المكونة لأي معادلة كيميائية إلا من خلال توافق الناتج مع الكواشف الأصلية
وذلك لا ينطبق فقط على المعادلات المتزنة ولكن أيضًا على المعادلات الغير متزنة فعلى سبيل المثال في معادلة الحديد مع الأكسجين
فتنص المعادلة على أن ذرة حديد واحدة Fe سوف تتفاعل مع ذرتين من الأكسجين O، وذلك من أجل إنتاج ذرتين من الحديد و 3 ذرات الأكسجين.

فيصف في المعادلة الرقم السفلي مثل الرقمين في O 2 إلى عدد ذرات عنصر ما في الجزيء
وحينها لا يمكن أن يمثل هذا التفاعل غير المتوازن تفاعل حقيقي لأنه يصف تفاعل سوف تصبح فيه ذرة الحديد الواحدة ذرتين
ولذلك يجب موازنة المعادلة عن طريق وضع بعض المعاملات قبل الجزيئات والذرات المختلفة
من أجل التأكيد من أن عدد الذرات على الجانب الأيسر من المعادلة يتوافق تمامًا مع عدد العناصر الموجود على الجانب الأيمن.

وعلى النقيض الأخر عندما تكون المعادلة متزنة فيوجد أربع ذرات على يمين الحديد وثلاث ذرات على يمين الأكسجين
بجانب الأعداد الذرية على اليسار وهو التكافؤ الخاص بهم، فيكون هناك أربع ذرات من الحديد وست ذرات من الأكسجين
في الجهة اليمنى وكذلك على الجهة اليسرى حين إذًا تكون الذرات متطابقة على طرفي المعادلة، وبالتالي تسهل عملية الحساب.