2H₂ + O₂ → 2H₂O – شرارة تُفجّر خليط الهيدروجين

ماذا تعرض

يمكن أن يبقى الهيدروجين والأكسجين مختلطين عند درجة حرارة الغرفة دون أن يتفاعلا، لأن التصادمات نادرًا ما تملك طاقة كافية لتجاوز طاقة التنشيط. تقدم الشرارة هذه الطاقة؛ وما إن تتفاعل بعض الجزيئات حتى تجعل الحرارة المنطلقة تصادمات أخرى فعالة، فينتشر التفاعل الطارد للحرارة في الخليط كله على هيئة انفجار. ويتبع عدد الجزيئات المعادلة 2H₂ + O₂ → 2H₂O: يُستهلك H₂ و O₂ دائمًا بنسبة 2:1، وقد يبقى أحد الغازين زائدًا، وتبقى الكتلة الكلية للجسيمات ثابتة.

طريقة الاستخدام

اضبط «عدد جزيئات H₂» و«عدد جزيئات O₂»، وألغِ «إشعال تلقائي بعد ثانيتين» ليرى الطلاب أولًا أن شيئًا لا يحدث. ثم اضغط «إشعال (شرارة)» أو المس الدورق، وتابع الرسم البياني لعدد الجزيئات. جرّب خلائط ليست بنسبة 2:1 لتحديد المادة المحددة للتفاعل، وارفع «درجة الحرارة الابتدائية» لتبيّن أن زيادة سرعة الجزيئات وحدها لا تبدأ التفاعل.

المعاملات القابلة للتغيير

• عدد جزيئات H₂ 4–80
• عدد جزيئات O₂ 2–40
• درجة الحرارة الابتدائية 0–600 °C
• إشعال تلقائي بعد ثانيتين

أسئلة للاستكشاف

1. إذا بدأت بعدد 30 جزيء H₂ و 12 جزيء O₂، فأي الغازين يبقى زائدًا، وكم جزيئًا يتبقى منه؟
2. لماذا يمكن أن يبقى خليط H₂ و O₂ عند درجة حرارة الغرفة دون أن يتفاعل؟
3. هل يتغير عدد ذرات كل عنصر أثناء التفاعل؟ وماذا يدل ذلك على الكتلة؟