الجمعة، 3 أبريل 2020

المادة و خصائصها

الأهداف :
  • أميز بين المادة النقية والمزيج (الخليط).
  • تعرف على كيفية تحديد مادة نقية بناءً على بعض خصائصها المميزة.
  • أميز بين العناصر والمركبات.
  • أتعرف  كيفية التمييز بين خليط غير متجانس من خليط  متجانس (محلول)
  • تعرف على الإجراءات الفيزيائية المستخدمة لفصل المواد التي يتكون منها الخليط.
  • معرفة الحلول والتنوع في خصائصها بالتركيز.



تذكير بالدرس :




تصنيف المادة : المادة وخصائصها:
المادة هي كل شيء حولنا. لها كتلة وتحتل مكانًا في الفضاء. يمكن وصف المادة بقياس قيمة خصائصها ؛ على سبيل المثال: الكثافة واللون والكتلة والحجم وما إلى ذلك...
تصنف خصائص المادة إلى خصائص عامة وخصائص مميزة (بكسر الياء .اسم فاعل). الخصائص العامة شائعة في جميع أنواع المواد ولا تعمل على تحديدها (الكتلة ، الحجم ، الطول ، درجة الحرارة) ، في حين أن الخصائص المميزة لها قيمة خاصة بكل مادة وتعمل على تحديدها (الكثافة ، اللون ، الموصلية ، درجة الحرارة). الانصهار).
التقسيم الرئيسي المواد يفرز لنا نوعين : المواد النقية و خلائط  من  المواد الغير النقية. المواد النقية لها خصائصها المميزة ؛ بينما لا تتوفر هذه الخصائص لدى الخلائط .
على سبيل المثال ، إذا كان لدينا كوب بالماء وآخر يحتوي على الماء والملح ، فيمكننا تمييزالمادة  بناءً على الخصائص المميزة.
الخصائص المميزة للمياه هي: كثافة 1 جرام  / سنتيلتر  مكعب ، درجة حرارة انصهار 0 درجة مئوية ودرجة حرارة غليان 100 درجة مئوية عند الضغط الجوي. سيكون لخليط الماء والملح كثافة ونقطة انصهار ونقطة غليان تعتمد قيمها على النسبة التي توجد بها مكوناتها.

المواد النقية

هي المواد التي لا يتغير تكوينها على الرغم من تغير الظروف الفزيائية  التي توجد فيها . 
مثلا : يحتوي الماء على صيغة H2O وهي دائمًا نفس الصيغة  ، مما يشير إلى أنها تتكون من جزيئات يوجد فيها ذرتان هيدروجين و 1 ذرة أكسجين. إذا غيرت تلك الصيغة ، فستكون مادة مختلفة.
لا يمكن تحليل  المادة النقية إلى مواد أبسط أخرى باستخدام طرق فيزيائية .
المادة النقية لها خصائصها المميزة أو المحددة.
يتم تمييز نوعين من المواد النقية: العناصر والمركبات.

الخلأئط : 

الخليط هو مزيج من مادتين نقيتين أو أكثر يمكن فصلهما بالطرق الفيزيائية . ليس له خصائص مميزة ثابتة ، ويعتمد على تكوينه. قد يختلف تكوينه .
يمكننا التمييز بين نوعين من الخلائط: غير متجانسة ومتجانسة .

فصل الخلائط المتجانسة و الغير متجانسة :

الغربلة :

يمكن  فصل المواد النقية التي يتكون منها الخليط بالطرق الفيزيائية .الطريقة المستخدمة  تعتمد على حالة وخصائص المواد التي نريد فصلها. 
الغربلة هي أحد الطرق التي نعتمدها لفصل الخليط الصلب و الغير المتجانس . حيث يكون أحد المكونات ظاهر أو جزئياته ظاهرة بسبب الحجم . أحسن مثال هو فصل الرمل عن الحصى   بواسطة الغربال الذي يستعمله البناء . 

لي عندها شي غربال قديم بحال هذا وما صالح لوالو تدخل تشوف هاد ... 

يستخدم لفصل المواد الصلبة ذات الأحجام المختلفة ، مثل رمل الحصى عندما تريد تحضير خلطة   البناء. نظرًا لأن الحصى يتكون من أحجار يبلغ حجمها عدة سنتيمترات والرمل بحبيبات يبلغ حجمها بضعة مليمترات فقط ، باستخدام منخل ، يحتوي على شبكة بها ثقوب نصف سنتيمتر ، تمر حبيبات الرمل عبر المنخل بينما لا يمكن للحصى أن يمر عبره. وبالتالي ينفصلان. اعتمادًا على حجم الحبوب المراد فصلها ، يمكن استخدام حجم ثقب أصغر ، وفي هذه الحالة ، تسمى الأداة المستخدمة للفصل غربالًا .

الترشيح :

الترشيح هو إجراء يستخدم لفصل الخلائط  الصلبة غير المتجانسة حيث تكون المادة الصلبة غير قابلة للذوبان في السائل. مثال: الرمل والماء.


يستخدم الترشيح لفصل جزيئات المادة الصلبة عن جزيئات السائل. إنه يقوم على حقيقة أن جزيئات المادة الصلبة أكبر بكثير من جزيئات السائل ؛ مع ذلك ، سيمر عبر مسام المرشح دون مشاكل ، بينما سيتم الاحتفاظ بالجسيمات الصلبة (انظر الصورة أسفله )


الفصل المغناطيسي :

الفصل المغناطيسي هو إجراء يستخدم عندما يكون أحد مكونات الخليط مغنطيسيًا حديديًا  باستخدام مغناطيس .
الفصل المغناطيسي مفيد جدًا لفصل المواد المغناطيسية (التي تجذبها المغناطيسات) من خليط مع مواد أخرى.

 

في الصورة على اليسار نرى خليطًا من الرمل والحديد. عن طريق تقريب المغناطيس من الخليط ، يمكننا إزالة جزيئات الحديد. يتم  لف المغناطيس في كيس لمنع الحديد من الالتصاق. بهذه الطريقة ، عند إزالة الكيس ، ستسقط جزيئات الحديد في الحاوية .
التنظيف :
التنظيف  هو إجراء يستخدم لفصل المخاليط غير المتجانسة من السوائل غير القابلة للامتزاج بكثافات مختلفة . يتم استخدام قمع يسمى قمع الترسيب لهذا الإجراء ، والذي يحتوي على صمام في الأسفل.


في الصورة العلى ، يمكنك رؤية مزيج من الماء والزيت والسوائل غير القابلة للامتزاج ، والتي يتم فصلها إلى طبقتين. في الطبقة السفلية يوجد الماء بكثافة أعلى ، وفي الطبقة العلوية يوجد الزيت بكثافة أقل.

لفصل كلتا الطبقتين ، نضيف الخليط إلى قمع تسوية (الصورة أدناه) ونتركه. فترة ، حتى  ينفصل السائلين بشكل مثالي.

لإجراء الفصل ، يتم فتح محبس القمع ويتم إسقاط أعلى كثافة سائلة ، ماء. عندما يسقط كل الماء ، يتم إغلاق الصنبور ويبقى فقط الزيت الأقل كثافة في القمع.



 المحلول :
المحلول هو خليط متجانس يتكون من مادتين نقيتين أو أكثر بنسب متغيرة. يمكن أن تكون الحلول ثنائية (مكونان) ، ثلاثي (3 مكونات) ، إلخ.
مثال: مزيج من الماء مع الملح هو محلول .
يسمى مكون المحلول  الذي يكون بأكبر كمية أو نسبة بالمذيب ، والمكون أو المكونات التي هي  أقل كمية أو نسبة تسمى المذيب أو المواد المذابة. مثال: في محلول الملح في الماء ، يكون الملح هو المذاب والماء هو المذيب.
في محلول عندما تكون الكمية المذابة قليلة نقوق أنه محلول خفيف (أو غير مركز ). و عندما تكون نسبة المذاب كثيرة نقول أنه محلول مركز . أما اذا وضعنا أقصى كمية من المذاب (أي أنه لم يعد بوسعنا اضافة المذاب ) فنقول أنه محلول مشبع 
فيالصورة  الأعلى : محاليل من الخفيف الى المشبع
في الصورة الأسفل : محلول مشبع
.
أنواع المحاليل :
تتكون المحاليل  من مادتين أو أكثر ، كل منها يمكن أن يظهر في حالة فيزيائية مختلفة. يوضح الجدول التالي أمثلة على المحاليل  في حالات مادية مختلفة .


المذاب  المذيب  المحلول أمثلة 
غازغازغازالهواء 
سائلالضباب 
صلبالغبار في الهواء
غازسائلسائلالامونياك التجاري 
سائلالماء و الكحول l
صلبالماء و الملح
غازصلبصلبهيدروجين البلاديوم .
سائلالزئبق و المعادن 
صلبفولاذ 
 تركيز المحاليل :

يمكن تصنيف المحاليل على أنها مركزة أو مخففة وفقًا لكمية المذاب . اما كمية  كبيرة أو صغيرة  نسبة الى  بكمية المذيب. لكن هذه المصطلحات نوعية ، فهي لا تعطي كمية قابلة للقياس بدقة. لهذا ، يتم استخدام مصطلح التركيز.
و تركيز المحلول  هو كمية من المذاب الذائبة في كمية معينة من المذيب .
هناك طرق مختلفة للتعبير عن تركيز الحل:
- النسبة المئوية بالكتلة
- النسبة من حيث الحجم
- تركيز الكتلة.
بعد ذلك سنرى كل من هذه الطرق لحساب التركيز وتحت أي ظروف يتم استخدامها.

اعداد المحاليل : 

كثير من المواد الكيميائية المستخدمة في الحياة اليومية محاليل . لذا من المثير للاهتمام أن نفهم كيف يتم إعدادها . سنركز على المحاليل  السائلة ، وهي الأكثر شيوعًا في المختبرات. سنتبع المراحل التالية:


1.- الاختيار المناسب للمواد التي سنستخدمها. يتعلق الأمر بضمان الدقة اللازمة لأغراضنا.


2.- إجراء حسابات الكتلة والحجم اللازمة في العملية ، مع مراعاة دقة القياسات.


3.- تنفيذ الخليط بعناية. عادة ما تكون فكرة جيدة أن تستخدم في البداية كمية أقل من المذيب عن اللازم وإكماله في النهاية ، مع تحريك الخليط حتى يذوب تمامًا.

قابلية الذوبان 
الذوبان :

كمية المذاب التي يمكن إذابتها في كمية معينة من المذيب محدودة. السكر ، على سبيل المثال ، قابل للذوبان في الماء ، ولكن إذا أضفنا المزيد والمزيد من السكر في كوب من الماء ، سيأتي وقت لن يذوب فيه  البسكر وسيستقر في القاع. أيضا ، يذوب السكر في الماء الساخن أكثر من الماء البارد.
إن قابلية ذوبان مادة نقية في مذيب معين وعند درجة حرارة معينة هي خاصية أخرى من خصائصها المميزة .
عندما يحتوي المحلول على أكبر قدر ممكن من المذاب  في درجة حرارة معينة ، نقول أنه مشبع عند درجة الحرارة هذه. في هذه الحالة ، إذا أضفنا المزيد من المادة المذابة  ، فسوفلن تدوب . قابلية ذوبان المادة الصلبة في السوائل :
بشكل عام ، تزداد قابلية ذوبان مادة صلبة في مذيب معين مع ارتفاع درجة الحرار.
اذا كان لدينا  كميات من  الملح  ، على سبيل المثال نترات البوتاسيوم ، التي تذوب في 100 غرام من الماء عند درجات حرارة مختلفة ، نحصل على البيانات التالية:      
درجة الحرارة20 درجة مئوية30 درجة مئوية40 درجة مئوية50 درجة مئوية0 درجة مئوية
تذوب الكتلة في 100 غرام من الماء30 جرام44 جرام60 جرام80 جرام104 جرام

  دوبان الغازات في السوائل :

عندما ترتفع درجة حرارة محلول الغاز في السائل ، عادة ما يلاحظ انفصال  الغاز . يحدث هذا لأن ذوبان الغازات في السوائل يتناقص مع زيادة درجة الحرارة.
مثال : في درجة الحرارة العادية للمنزل يحتوي المشروب المكربن على غاز أقل . و لو كان باردا لكان فيه غاز أكثر .لانه في حرارة مرتفعة يذوب غاز أقل .

 فصل الخليط المتجانس :
التبلور :
التبلور هو إجراء يستخدم لفصل الخلائط  المتجانسة من  مادة صلبة مذابة في  مادة سائلة .
تتكون هذه التقنية من عمل بلورة مذابة صلبة لفصلها عن المذيب الذي يتم إذابته. لهذا ، من الملائم تبخر جزء من المذيب أو السماح بإجراء العملية في درجة حرارة الغرفة.
إذا كان التبخر سريعًا ، يتم الحصول على بلورات صغيرة ، وإذا كان بطيئًا ، فسيتم تكوين بلورات أكبر .

في الصورة   يمكن أن نرى خليط الماء و الملح ، بعد التيخر 
تكونت حبيبات الكريستال .


في الصورة  لما تبخر كل الماء تبلور الملح في القاع 
التقطير :
التقطير هو إجراء يستخدم لفصل خليط متجانس من سائلين قابلين للامتزاج يغليان عند درجات حرارة مختلفة جدًا . أو مادة صلبة تحتوي على سائل مذاب.
 على سبيل المثال ، لحل مكون من مكونين ، أحدهما متقلب (أي أنه ينتقل بسهولة إلى الحالة الغازية). عندما يتم غلي المحلول الموجود في القارورة ، يتبخر المكون المتطاير ، الذي له نقطة غليان أقل ، ويترك بقايا المذاب غير المتطايرة. لتجميع المذيب المتبخر ، يتم تمريره من خلال مكثف يتم من خلاله تدوير الماء البارد. هناك يتكثف البخار ، الذي يقع في كوب أو مخروطي.
مثال: يتم استخدام هذه التقنية لفصل مخاليط الماء والكحول. الكحول أكثر تقلبًا من الماء وهو أول مادة تغلي وتبرد لاحقًا وبالتالي تنفصل عن الماء.

الأستشراب الغازي أو الكروماتوغرافيا :
تقنية تستخدم لفصل و تحليل  المكونات المختلفة للخليط المتجانس . المكونات التي لها خاصية التطاير أي تتبخر بدون ان تتحلل .


التقييم 
سأحاول وضع التقييم بعد قليل ان اتيحت فرصة .


ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

لحظة وداع (4)