درس الاحتراق التام والاحتراق غير التام للفحم الهيدروجيني من أهم دروس المادة وتحولاتها في السنة الثالثة متوسط، ويتكرر كثيرا في وضعيات الإدماج سواء في الفرض أو الاختبار. تعرض الصفحة تعريف الفحم الهيدروجيني وأهم أمثلته ثم نوعي الاحتراق، وتنتهي بتمارين.
الفحم الهيدروجيني
الفحم الهيدروجيني جسم نقي يتكون من عنصري الكربون والهيدروجين فقط.
وهو في الغالب غاز، وأهم أربعة فحوم هيدروجينية في برنامج السنة الثالثة متوسط:
| الاسم | الصيغة | تركيب الجزيء |
|---|---|---|
| الميثان | CH₄ |
ذرة كربون و4 ذرات هيدروجين |
| الإيثان | C₂H₆ |
ذرتا كربون و6 ذرات هيدروجين |
| البروبان | C₃H₈ |
3 ذرات كربون و8 ذرات هيدروجين |
| البوتان | C₄H₁₀ |
4 ذرات كربون و10 ذرات هيدروجين |
ويجب حفظ أسمائها وصيغها، فهي التي تأتي في التمارين. فالميثان هو غاز المستنقعات والغاز الطبيعي، والبروبان والبوتان هما غازا قارورات الغاز المنزلية.
الاحتراق التام
هو تفاعل الفحم الهيدروجيني مع كمية كافية من ثنائي الأكسجين (وفرة من الهواء).
- المتفاعلات: الفحم الهيدروجيني مع ثنائي الأكسجين
O₂. - النواتج: ثنائي أكسيد الكربون
CO₂والماءH₂O. - اللهب: أزرق ونظيف، ولا يسود الأواني.
مثال: احتراق الميثان
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
(ويقرأ: ميثان زائد ثنائي أكسجين يعطي ثنائي أكسيد الكربون وماء).
الاحتراق غير التام
هو تفاعل الفحم الهيدروجيني مع كمية غير كافية من ثنائي الأكسجين.
- النواتج: أول أكسيد الكربون
COأو الكربونC(السناج أو الهباب)، مع الماءH₂O. - اللهب: أصفر ومدخن، ويسود الأواني.
- الخطورة: أول أكسيد الكربون غاز سام جدا عديم اللون والرائحة، ويسبب الاختناق والوفاة. ولذلك تتكرر حوادث الاختناق بسبب السخانات والمدافئ سيئة التهوية.
مثال: احتراق غير تام للميثان
2 CH₄ + 3 O₂ → 2 CO + 4 H₂O
ومنه إذا كان الأكسجين أقل فقد يتشكل الكربون: CH₄ + O₂ → C + 2 H₂O.
جدول المقارنة
| وجه المقارنة | الاحتراق التام | الاحتراق غير التام |
|---|---|---|
| كمية ثنائي الأكسجين | كافية | غير كافية |
| النواتج | CO₂ مع H₂O |
CO أو C مع H₂O |
| لون اللهب | أزرق | أصفر مدخن |
| الخطورة | قليلة | عالية بسبب CO |
كيف نكشف عن النواتج؟
- الماء: يكشف عنه بكبريتات النحاس اللامائية البيضاء التي تزرق.
- ثنائي أكسيد الكربون: يعكر رائق الكلس (ماء الجير).
- الكربون: يظهر على شكل سواد (سناج) على جدار الإناء.
قواعد موازنة معادلة الاحتراق
- وازن ذرات الكربون أولا (بإعداد
CO₂). - وازن ذرات الهيدروجين (بإعداد
H₂O). - وازن ذرات الأكسجين أخيرا (بإعداد
O₂).
تمارين
- اكتب معادلة الاحتراق التام للإيثان
C₂H₆. (2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O) - ما لون لهب الاحتراق التام؟ (أزرق)
- لماذا يشكل أول أكسيد الكربون خطرا؟ (غاز سام لا لون ولا رائحة له)
- ما الدليل على وجود الكربون في ناتج الاحتراق؟ (سواد على جدار الإناء)
نصائح
- احفظ الصيغ الأربع للفحوم الهيدروجينية.
- وازن المعادلة بالترتيب: كربون فهيدروجين فأكسجين.
- اربط الدرس بتهوية المنزل عند استعمال الغاز.
أخطاء شائعة
- القول إن الاحتراق غير التام ينتج ثنائي أكسيد الكربون فقط.
- نسيان موازنة الأكسجين.
- الخلط بين أول أكسيد الكربون وثنائي أكسيد الكربون.
أسئلة يطرحها الأولياء
س: كم من الوقت أخصص لمراجعة هذا الدرس؟ ج: عشرون دقيقة يوميًا لمدة ثلاثة أيام تكفي، مع تمرينين في اليوم الرابع للتأكد من الفهم.
س: ابني يعرف الدرس لكنه يخطئ في الاختبار، لماذا؟ ج: غالبًا بسبب التسرع أو عدم قراءة التعليمة جيدًا. درّبه على قراءة السؤال مرتين وتسطير الكلمات المهمة قبل الإجابة، وعلى مراجعة الجواب في آخر الحصة.
س: هل أعتمد على الكتب الخارجية؟ ج: يمكن الاستعانة بها بعد إتقان الكتاب المدرسي، والأهم أن يفهم الطفل لا أن يحل أكبر عدد من التمارين.
كيف أتحقق من أن الدرس قد فهم؟
اطلب من ابنك أن يشرح الدرس لك أو لأخيه الأصغر بكلماته، وأن يعطي مثالًا من عنده، وأن يحل تمرينًا لم يره من قبل. فإذا استطاع ذلك فقد فهم، وإن تردد فعد معه إلى الأمثلة الملموسة ثم أعد التجربة.
الشرح المصوّر
لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يقدم الأستاذ دقيش إبراهيم في فيديو «ثالثة متوسط، الدرس 3: الاحتراق التام والاحتراق غير التام لفحم هيدروجيني» هذا الدرس في نحو سبع عشرة دقيقة.