عرض اون لاين كتاب علوم جزء ثاني سابع اساسي
- انظم الى قناة المنهج الليبي في التليجرام.
أهداف التعلم
ستتعلم في هذا الفصل أن :
توضح أن المخاليط يمكن فصلها بطرق فيزيائية .
تشرح كيفية استخدام بعض طرق الفصل مثل الترشيح، والجذب المغناطيسي، والبخر،
والتقطير، والفصل الكروماتوجرافي.
تستنتج من خواص مكونات المخاليط الطريقة الأكثر ملاءمة لفصلها .
نصف استخدام طرق الفصل في حياتنا اليومية.
تشرح كيفية الحصول على الماء النقي من ماء البحر في مصانع إزالة الملوحة باستخدام
التقطير والتناضح العكسي .
ولتستفيد بطريقة أفضل من المواد الموجودة في هذه المخاليط،
وللحصول على المكون الفردي، يجب استعمال طرق فصل . فنحتاج على سبيل المثال إلى طرق خاصة للحصول على مياه صالحة للشرب من المستودع، وعلى بنزين وديزل من الزيت الخام . تستخدم كثير من الطرق الفيزيائية المختلفة في فصل المخاليط كل وفقا لطبيعة مكوناته، وسندرس في هذا الفصل بعض الطرق المستخدمة في حياتنا اليومية وفي الصناعة وجميعها طرق فيزيائية
حيث لا تتضمن العمليات تغيرات كيميائية .
وطرق الفصل هي :
. الترشيح . الجذب المغناطيسي
. البحر
التقطير
. الفصل الكروماتوجرافي
2-1 الترشيح
Filtration
يستخدم الترشيح لفصل المادة الصلبة غير الذواية عن السائل في مخلوط من صلب وسائل. ويصب عادة المخلوط خلال قطعة ورق ترشيح داخل قمع ترشيح وتبقى الجسيمات الصلبة غير الذوابة والتي يمنعها حجمها الكبير من المرور خلال ورق الترشيح داخل
قمع الترشيح .
3-1 الجذب المغناطيسي
يستخدم الجذب المغناطيسي لفصل المواد التي تتجذب إلى
مغناطيس عن تلك التي لا تتأثر بالقوة المغناطيسية. فيزاح على سبيل المثال حديد الخردة بمغناطيس كهربائي ضخم يلتقط القطع المعدنية المحتوية حديدا بطريقة انتقائية، لأن الفلزات واللافلزات الأخرى لا تنجذب إلى المغناطيس .
Evaporation
41 البخر
يستخدم البحر الفصل جسم صلب ذائب عن مذهبه. كيف يمكن فصل الملح عن مخلوط من ملح وماء ؟ لن يكون استخدام الترشيح فعالا؛ لأن الملح الذي ذاب في الماء سيمر خلال مسام ورق الترشيح. يمكننا استخدام البحر حتى التجفيف لفصلهما ..
بوضع المحلول الملحي في طبق تبخير، ثم يسخن إلى أن يتبخر الماء كله. وعندما يتبخر المخلوط حتى الجفاف لا يبقى ماء على الإطلاق، وعندئذ يتجمع الملح الصلب كراسب. سوف تفصل مخلوطا من الملح، والرمل، والماء في حصة العلوم العملية .
ما الخاصية في اعتقادك التي يجب توافرها في الجسم الصلب المذاب لكي ينفصل عن السائل بهذه الطريقة ؟
يستخدم التقطير الفصل سائل عن مخلوط من سائل وجسم صلب، أو عن مخلوط من سائل وسائل، يمكن الحصول على الملح من ماء البحر بالبحر، ولكن كيف تحصل على الماء النقي من ماء البحر؟ يمكن استخدام طريقة التقطير التي تتضمن تبخير سائل ثم استعادته بالتكاثف.
السائل الذي تحصل عليه عندئذ يكون نقيا. يتم تسخين المخلوط في دورق تقطير حتى يغلي شكل 81. ويسمح للبخار المتكون بالهروب إلى مكشف ليبيج حيث يتكثف على السطح الأبرد لتكوين السائل النقي، القطارة، الذي يتجمع في الدورق المتلقي. وتترك المواد الأخرى غير المرغوب فيها مثل الأملاح في دورق التقطير، سترى عرضا التقطير شراب مرطب في حصة العلوم العملية.
6-1 الفصل الكروماتوجرافي ( استشراب )
Chromatography
الفصل الكروماتوجرافي هو الطريقة التي تستخدم لفصل المواد
الملونة والغير ملونة .
الفصل الكروماتوجرافي الورقي
تستفيد تلك الطريقة من حقيقة ذوبان المواد المختلفة بقدر مختلف في المذيب، وتحركها بمعدلات مختلفة فوق وسيط ماض، ويعني ذلك أن المواد الأكثر ذوبانية في المذيب تتحرك لأعلى من المواد
الأخرى الموجودة في المخلوط .
تنفصل في نهاية التجربة المواد المختلفة الموجودة في صبغة على
مخطط نتائج الفصل الكروماتوجرافي ( الكروماتوجرام ) . إذا احتوت الصبغة على مادة واحدة فقط، فستظهر بقعة واحدة فقط .
ستجرى هذه التجارب في حصة العلوم العملية.
استخدامات الفصل الكروماتوجرافي
. اختبار أصباغ الأطعمة لضمان استخدام الألوان المسموح بها فقط .
في المواد الغذائية
. اختيار الأصباغ الحبرية في حالات التزييف . أصله الكلمة اليونانية ( Khroma ) . اختيار مستويات العقاقير في عينات البول للرياضيين بعد أي
هل تعلم ؟
أن مصطلح و الفصل الكروماتوجرافي )
والتي تعني لونا ، واستخدمت هذه
منافسة.
. اختبار مستوى المبيدات الحشرية في الخضروات للتأكد من الطريقة في البداية الفصل المواد الملونة .
عدم تخطيه المستويات الآمنة.
واليوم يمكن أيضا فصل المواد غير الملونة
بالفصل الكروما تو حرافي، ويمكن رش
المواد الكيميائية على مخطط نتائج
الفصل الكروماتوجرافي لتظهر البقع
استخدامات الفصل الكروماتوجرافي
. اختيار أصباغ الأطعمة لضمان استخدام الألوان المسموح بها فقط
في المواد الغذائية .
. اختبار الاصباغ الحبرية في حالات التزييف .
هل تعلم ؟
أن مصطلح ، الفصل الكروماتوجرافي ) أصله الكلمة اليونانية ( Khroma ) والتي تعني لونا، واستخدمت هذه الطريقة في البداية تفصل المواد الملونة . واليوم يمكن أيضا فصل المواد غير الملونة بالفصل الكروماتوجرافي. ويمكن رش المواد الكيميائية على مخطط نتائج الفصل الكروماتوجرافي لتظهر البقع.
. اختبار مستويات العقاقير في عينات البول للرياضيين بعد أي
منافسة .
اختبار مستوى المبيدات الحشرية في الخضروات للتأكد من
عدم تخطيه المستويات الآمنة.
شکل 1-14 اختيار عينة بول
جرب هذا ا
يمكنك استخدام قطعة من الطباشير الأبيض لأداء الفصل الكروماتوجرافي بالبيت بدلا من قطعة الورق . جرب ذلك باستخدام طباشير أبيض، وأقلام واضعة للعلامات الملونة وطبق ماء، وطبق كحول. اتبع الطريقة المستخدمة في الفصل
الكروماتوجرافي الورقي والموصوفة في كراسة النشاط العملي . ( 1 ) سجل مشاهداتك في صورة رسوم بيانية .
(ب) قارن المجموعتين مرة مع الماء، ومرة مع الكحول.
اختبر معلوماتك
اذكر اسم طريقة فصل واحدة للحصول على الآتي :
(1) رمل من ماء البحر
( ب ) كلوريد الصوديوم من ماء مالح
(جـ) أصباغ الأطعمة المسموح بها في الحلوى
1-2 ما المحلول ؟
What is a Solution?
عند إذابة بلورات سكر في الماء، يتكون محلول سكر المحلول مخلوط متجانس تذوب فيه مادة أو أكثر في مادة أخرى، فالسكر
هو المذاب والماء هو المذيب .
مذاب + مذيب محلول
سكر ا ماء - محلول سكر
المذاب مكون المحلول الذي يذوب، والمذيب هو المكون الذي
يذوب فيه المذاب، يتواجد عادة المذيب بكمية أكبر من المذاب .
والمحاليل السائلة هي الأكثر شيوعًا، إلا أنه يمكن وجود التحاليل في
حالات غازية وصلبة أيضًا.
بين جدول 2-1 أمثلة قليلة للمحاليل المتواجدة في حالات مختلفة .
هل تعلم ؟
أن أطباء الأسنان يستخدمون حشو
الأسنان والمعروف عموما بمادة الحشو
القضية منذ ما يزيد على 150
عاما ، يضع الطبيب الحشو في أحد
أسنان المريض بعد صنع تجويف بإزالة
التسوس. يتكون الحشو من زليق
وقضة، وقصدير، ونحاس، وكمية
قليلة من الخارصين.
حد الذوبان
إذا ظللت تذيب بلورات سكر في كمية ثابتة من الماء، ستصل إلى نقطة لا يذوب بعدها أي سكر. فنقول أن هناك حدا لكمية المذاب الذي يمكن أن يذوب في كمية معينة من المذيب تحت
درجة حرارة معينة .
يعتمد هذا الحد على ذوبانية المذاب، فنحصل في حالة المحلول السكري على محلول مشبع عندما لا يمكن إذابة سكر أكثر في
كمية ثابتة من الماء عند درجة حرارة ثابتة .
يحتوي المحلول المشبع على أقصى كمية مذاب يمكن إذابته في كمية ثابتة من المذيب عند درجة حرارة معينة.
جرب هذا
جرب هذا النشاط في البيت ..
استخدم فنجان تعيير القياس 20 مللي من ماء الصنبور. . أضف ملء ملعقة من السكر للماء وحاول إذابته بسرعة
بالتقليب.
استمر في إضافة السكر ( أضف كميات متساوية من السكر
كل مرة ) . ستجد أن صعوبة إذابة السكر تتزايد في كل مرة . لا يمكن في النهاية إذابة أي سكر إضافي في فنجان الماء.
سجل كم ملعقة مليئة بالسكر أضفتها قبل تشبع المحلول .. . جرب التجربة مرة أخرى مستخدمًا 20 مللي من الماء الدافئ.
ماذا تلاحظ ؟ هل يمكنك تفسير ذلك ؟
6-2 ما الذوبانية ؟
What is Solubility?
ذوبانية أي مذاب هي أقصى كمية يمكن أن تذوب منه في 100 جرام مذيب عند درجة حرارة معينة.
ذوبانية ملح الطعام عند 20 من هي 36 جراما لكل 100 جرام ماء،
وذوبانية بيكربونات صودا الخبيز عند 20 س هي 9.5 جرام لكل 100 جرام ماء، مما يعني أن أقصى كمية ملح يمكن إذابتها في 100 جرام ماء عند 20 س هي 36 جراما، في حين يمكن إذابة 9.5 جرام
من بيكربونات صودا الخبيز تحت نفس الشروط، ولذا يعتبر ملح
الطعام أكثر ذوبانية في الماء من بيكربونات صودا الخبيز.
المحاليل والمعلقات
العوامل التي تؤثر على الذوبانية
Factors that Affect Solubility
تعتمد ذوبانية المذاب على ثلاثة عوامل، ستناقش هذه العوامل في هذا الفصل، وستستقصيها في دروسك العملية.
طبيعة المذيب
يمكن أن تختلف ذوبانية المادة باختلاف المذيب . فيذوب على سبيل المثال اليود في كل من الماء والكحول . ومع هذا تذوب كمية أكبر من اليود في الكحول من تلك التي تذوب في حجم مماثل من الماء عند نفس درجة الحرارة قبل أن يصل المحلولان لدرجة التشبع. لذا تعتبر ذوبانية اليود في الكحول أعلى من ذوبانيته في الماء.
طبيعة المذاب
شكل 72 مزيل طلاء
يكون للمواد المذابة المختلفة ذوبانية مختلفة في نفس نوع المذيب . فإذا حاولنا على سبيل المثال إذابة ملح طعام وخميرة خبيز كل على حدة باستخدام نفس كمية الماء وعند نفس درجة الحرارة، تذوب كمية أكبر من ملح الطعام . ( ارجع إلى جدول 2-2 الذي يشير إلى قابلية المواد المختلفة للذوبان في الماء ) ..
درجة الحرارة
تم الحصول على ذوبانية المواد في جدول 2-2 عند درجة حرارة 20 س . ويمكن عموما إذابة مذاب أكثر في نفس كمية المذيب عند درجة حرارة أعلى، وتعتمد لهذا أيضا ذوبانية أية مادة على
أهمية واستخدامات المذيبات والمحاليل
Importance and Uses of Solvents and Solutions
نحن محاطون بمحلول الهواء الذي تستنشق منه الأكسجين، وبالماء الضروري للحياة والذي يدعم استمرارها. ويوصف الماء بأنه المذيب الشامل لأنه يذيب مواد كثيرة، وتستخدم بجانب الماء مذيبات ومحاليل أخرى على نطاق واسع في المنزل، والصناعة، والزراعة والطب. سنلقي نظرة على بعض استخدامات المذيبات والتحاليل
هل تعلم ؟
تتطلب بعض الملابس مثل الصوف والحرير تنظيفا جانا، فترسل هذه الملابس إلى المغسلة حيث تستخدم مدينات عضوية (مركبات كربون ) الإزالة البقع الدهنية التي لا يزيلها الماء
في المنزل
هل يمكن أن تذكر اسم بعض المذيبات والمحاليل في منزلك ؟ ما المذيب الأكثر شيوعا ؟ هو الماء بالطبع. إنه يستخدم في الطهي، والاستحمام، والغسيل. يستخدم الماء؛ لأنه يذيب مواد مثل : الملح، والسكر، والصابون، ومساحيق الغسيل. يذيب الماء هذه المواد ليكون محاليل مائية. وتصنع أيضا مشروبات مثل الشاي والقهوة من الماء. وتزيل المساحيق المذابة في الماء البقع من الملابس، ويساعد الصابون في الماء على إزالة الزيت من الأطباق والقدور.
يوجد الماء كذلك في محاليل منزلية مثل منظفات المراحيض ومواد
تبييض الملابس .
ويستخدم مذيب طلاء لإزالة بقع الطلاء، لأنه يذيب الطلاء.
في الصناعة
تحدث في صناعات كثيرة عمليات تتضمن مواد كيميائية في محاليل . فتذاب غالبا المواد الكيميائية لتكون محاليل مائية. وتكون التفاعلات الكيميائية أسرع عادة عندما تكون المواد المتفاعلة في شكل محلول، وليست في الحالة الصلبة أو السائلة .
تشمل أمثلة الاستخدامات ما يلي : الماء كمذيب في الصناعات الغذائية والتعليبية.
الماء كمذيب للأصباغ في صناعة النسيج .
. صناعة الصابون ومساحيق الغسيل.
في الزراعة
تحتوي الأسمدة على مواد مغذية تعتبر ضرورية للنمو الصحي للنباتات. توضع الاسمدة المستخدمة في الزراعة على سطح التربة المحيطة بالمحاصيل فيذيبها ماء الري، وتتسرب الباطن الأرض. تمتص جذور النباتات الأسمدة المذابة لأنها لا تستطيع امتصاص المواد المغذية في حالتها الصلبة. هل يمكنك ذكر اسم محلول
هل تعلم ؟
أن الخضروات التي تباع في السوق وفي بعض الدول الاسيوية معبأة في أكياس الدائنية، يكون مكتوبا على بعضها خضروات مزروعة في التربة ، ومكتوبا على البعض الآخر " حضروات نامية على الماء ، هل تعرف معنى ذلك ؟
آخر يستخدم في الزراعة ؟ ترش المبيدات الحشرية كضباب فوق النباتات لقتل الآفات على أوراقها .
الزراعة المائية عملية تنمو فيها الخضروات من دون تربة، فتغمر جذور النباتات في محلول مغذ، ويمتص النبات المواد المغذية الضرورية المحتوية نيتروجين، وفوسفور، وبوتاسيوم مباشرة خلال جذوره. يستبدل المحلول المغذي بشكل منتظم ليوفر تركيزا مناسبا
من المواد المغذية.
الزراعة الهوائية طريقة أخرى للزراعة من دون تربة، يرش في هذه العملية المحلول المغذي كضباب رقيق على الجذور، وهو محلول
غازي - سائل .
ما مميزات استخدام الزراعة المائية، والزراعة الهوائية في اعتقادك ؟