Chemistry

noreply@blogger.com (The Sword) — Mon, 15 Jul 2019 02:41:00 -0700

قياس اتحادية العناصر أو المعروفة ب حساب العناصر المتفاعلة (بالإنجليزية: Stoichiometry ) هي فرع من فروع الكيمياء والهندسة الكيميائية التي تتعامل مع كميات المواد التي تدخل في التفاعلات وينتج منها مركبات بواسطةتفاعل كيميائي. وتعريفه بشكل أساسي هو أنه يعين كمية العناصر في المركبات وكذك كمية العناصر في المواد الداخلة في التفاعل ، وذلك طبقا لمبدأ توازن الكتلة. وتختلف نسب المواد المتفاعلة بحسب خصائصها الكيميائية وعلى الأخص تكافؤها.

على سبيل المثال سندرس تفاعل كيميائي حيث يتفاعل الميثان مع الأكسجين في تفاعل الاحتراق الكامل ، فإن 16 جرام من غاز الميثان يحتاج إلى 64 جرام من الأوكسجين. فيتكون 44 جرام من ثنائي أكسيد الكربون و36 جرام من الماء، طبقا للمعادلة (أنظر أيضا معادلة كيميائية) :

CH₄ + 2 O₂

\rightarrow

CO₂ + 2 H₂O

تعطي معادلة التفاعل أبسط نسب للمواد الداخلة في التفاعل ونسب المواد الناتجة من التفاعل. ونقرأ المعادلة كالآتي: يتفاعل 1 جزيئ من الميثان مع 2 جزيئ من الأكسجين ، وينتجان جزيئ واحد من ثاني أكسيد الكربون و 2 جزيئ ماء.

ولكن الكيميائي يحب أن يتعامل مع كميات المواد بالجرام وابتكر أيضا استخدام المول للتعبير عن الكميات المتفاعلة والناتجة. فبالنسبة إلى قراءة المعادلة السابقة باستخدام مول ، (ويحتوي 1 مول من المادة عدد أفوجادرو من الجسيمات أوالجزيئات) ، فنقول : يتفاعل 1 مول من غاز الميثان مع 2 مول من الأكسجين فينتجا 1 مول من ثاني أكسيد الكربون و 2 مول من الماء.

ونحسب المول عن طريق الكتلة الذرية للعنصر ، وإذا كان لدينا مركبا كيميائيا مثلما في حالة تفاعلنا هنا يكون المول للميثان مثلا هو مجموع كتل الذرات في جزيئه. أي 12 جرام للكربون و 4. 1 جرام هيدروجين فيكون 1 مول من الميثان وزنه 16 جرام.

وعندما نحسب كمية المواد الداخلة في التفاعل ، والمواد الناتجة من التفاعل ، نجد الآتي :

المواد الداخلة في التفاعل = 16 + 64 = 80 g

المواد الخارجة من التفاعل = 44 + 36 = 80 g

وهما متساويان حيث أن كمية كل منهما 80 جرام.

في التفاعل السابق وضعنا للأكسجين الكمية 64 جرام ، وهي عبارة عن 2 مول من الأكسجين ، حيث 1 مول من الأكسجين يساوي == 16 + 16 == 32 جرام.

بالمثل بالنسبة للماء : 1 مول ماء يعادل (16 جرام أكسجين + 2. 1 جرام هيدروجين) 18 جرام ، وينتج 2 مول ماء من التفاعل ، أي 2. 18 = 36 جرام

كيمياء عامة

noreply@blogger.com (The Sword) — Mon, 15 Jul 2019 02:21:00 -0700

كيمياء عامة

هو قسم من اقسام الكيمياء يهتم بالتركيب الذري والتوزيع الإلكتروني للعناصر - الجدول الدوري والتوزيع الإلكتروني - الروابط الكيميائية المختلفة - رتبة الرابطة التساهمية وبعض خصائصها -الرنين - الجزيئات القطبية والسالبية الكهربية - الأكسدة والاختزال وأعداد التأكسد - الربط التساهمي والبنية الجزيئية - نظرية الربط التكافؤي (VBT) والأفلاك الجزيئية - نظرية تنافر أزواج إلكترونات غلاف التكافؤ (VSEPR) - نظرية الأفلاك الجزيئية (MOT) - خامات الفلزات وكيفية إستخلاصها (Metallurgy) - عمليات التركيز والإختزال والتنقية - الخاصية الأيونية التساهمية لروابط الفلزات مع اللافلزات وتفسير ألوان مركبات.

المفاهيم التي تـُدرس

Stoichiometry

Conservation of energy

الحفاظ على الكتلة

Law of constant composition

قانون الغازات

الكيمياء النووية

قابلية الذوبان

Acid-base chemistry

Chemical bonding

الحركية الكيميائية

Thermodynamics

Electrochemistry

Chemical equilibria

دي تقسيم هنمشي علية ان اشاء الله هنشرح نقطة نقطة بالترتيب

noreply@blogger.com (The Sword) — Sat, 13 Jul 2019 02:19:00 -0700

نقدم لكم من خلال هذا المقال لمحة موجزة عن الأدوات والزجاجيات التي قد تشاهدونها ضمن مختبر الكيمياء سواء في السنوات الأولى من الدراسة أو في المراحل المتقدمة. قد لا يعرض هذا المقال جميع الأدوات اللازمة في الكيمياء، لكنه سوف يقدم لمحة جيدة عن ماهية بعض الأدوات واستعمالها.

1. الميزان الكيميائي (The balance of chemical):

تختلف الموازين الكيمائية حسب الغرض الذي تستخدم من أجله في نوعيتها وحساسيتها. ويجب الإلمام بطريقة إستعمال الميزان والمحافظة على نظافته، ولا توزن فيه مواد ساخنة أو باردة.

وهناك طريقتان للوزن:

الوزن المباشر: بأن يصفر الميزان ويوضع عليه إناء الوزن، ثم تضاف المادة المراد وزنها. والفرق بين الوزن يساوي وزن المادة.
الوزن بالفرق: حيث يوزن الإناء وبداخله المادة، ثم تفرغ منه المادة في البيكر ويقاس وزنه. والفرق في الوزن يعبر عن وزن المادة.

2. جهاز المنبذة الكهربائية (الطرد المركزي) (Centrifuge)

تعتمد هذه الأجهزة على موازنة أنابيب الفحص داخل الجهاز. ويحذر من إزالة غطاء الجهاز وهو يعمل خوفا من تطاير الأنابيب ومحتوياتها وتكسرها مما يسبب حدوث إصابة، والتعرف بصورة مضبوطة على توازن الجهاز.

طريقة فحص الماء المقطر مختبريا:

يسـتعمل لذلك محلول نترات الفضة AgNO₃ بتركيـز ( 1.7 % ) وذلك (بوزن 17 غم من نترات الفضة في 1 لتر من الماء المقطر).

طريقة الفحـص:

يؤخذ (10 مل) من الماء المقطر ويضاف له قطرتان من حامض النتريك و (1مل) من محلول نترات الفضة ينبغي أن يكون رائقا” تماما” فأذا حدث تعكر أبيض خفيف فيدل على أن جودة الماء متدنية. إن مقياس الحامضية للمــاء المقطـر هي (5 – 5.5 =pH).

لا تستعمل الماء المقطر التجاري الذي يباع لملئ بطاريات السيارات من أجل تحضير المحاليـــل المختبرية كونه يحتوي على حامض الكبريتيك. ويفضل استخدام الماء المقطر المحضر “حديثاً” واذا خزن يجب أن يحفظ في أواني بلاستيكيـة أو زجاجية لمدة لاتزيد عن أسبوع. كون الماء مصدر لنمو البكتريا والفطريات لهذا يجب أن يحفظ بشكل صحيح ويخزن بدرجــة حرارة 80 C° بخزانات وتوزع إلى المختبرات كما يوزع ماء الشرب وعندما يجمـع بكثرة يعاد تقطيره مرة أخرى.

3. الماصة (Pipette):

وهي عبارة عن أنبوب زجاجي به انتفاخ في الوسط. بها علامة توضح الحد الذي تملأ به ليعطي الحجم المطلوب. تملأ بوساطة مطاطية معينة تسمى مالئة الماصة كما مبين بالشكل. وعلى مالئة الماصة ثلاث حروف، (A) وتستخدم لتفريغ الهواء داخل الكرة، (S) لعملية سحب المحلول إلى داخل الماصة وحرف (E) لتفريغ المحلول خارج الماصة.

4. الدورق القياسي Standard flask

ذات أحجام مختلفة، ذات عنق محفور عليـه علامة (^__ ) على هيئة خط دائري يبين الحد الذي يجب أن يصل إليه سطح السائل، كما توجد دلالة كتابية لحجم الإناء. يجب مراعاة قراءة السطح عند أسفل سطح السائل المقعر.

5. السحاحة Purette:

أنبوبة زجاجية مدرجة، يوجد بطرفها الأسفل صنبور زجاجي بمكبس. معدة لتؤخذ منها أحجام مختلفة بالإزاحة التنقيطية ومدرجة إلى سنتمترات مكعبة وكل سنتمتر مكعب مدرج إلى عشر سنتمتر10/1 مكعب.

ويراعى في إستخدامها: تثبت رأسياً في حامل وماسك بإحكام ورفق. تغسل بالسائل المستخدم قبل ملئها. تملأ بوساطة قمع صغير حتى يصل سطح السائل أعلى فوق تدريج الصفر.ثم يرفع القمع ويضبط الصفر. تتم قراءة السحاحة في مستوى العين. عند النهاية تغسل جيداً بالماء.

6. الدورق المخروطي (Conical flask): ينقل إليه المحلول من الماصة. تسهل تحريكه، ويصنع من الزجاج أو البلاستيك. وتستخدم في تحضير وحفظ وقياس المواد الكيميائية والمحاليل.

7. كأس زجاجي (البيكر ) Beaker:

هو وعاء يصنع غالباً من الزجاج ويستخدم لتحريك وخلط ومزج السوائل في المختبرات الكيميائية. وهذه تصنع بأحجام مختلفة تبدأ من 10مل إلى 1000مل، وفي بعض الأحيان تكون مدرجة.

8. الاسطوانة المدرجة أو المقياس المدرج Cylinder:

تستخدم لقياس حجوم السوائل بدقة جيدة نسبياً من أجل التطبيقات الكيميائية المختلفة، حيث أنها تعد أكثر دقة من الدوارق المختلفة، لكنها ليست بدقة الماصة.

9. أنبوبة اختبار (Test tube):

هي أداة مختبرية زجاجية ذات فتحة من الأعلى يتم إستخدامها لصب أو نقل أو خلط المحاليل والمواد الكيميائية والسوائل. عادة يستخدم أنبوب الإختبار لدى الكيميائيين. وتتوافر أنابيب الأختبار بأحجام وقياسات مختلفة.

10. المكثف (Condenser):

هو قطعة من الأدوات الزجاجية المختبرية ويستخدم في تبريد البخار أو الموائع الساخنة. يتكون المكثف من أنبوب زجاجي كبير يحتوي على أنبوب زجاجي أصغر من سابقه يمتد على كامل طوله حيث يمر ضمنه المائع الساخن.

تُكيف نهاية الأنبوب الزجاجي الداخلي عادة وفق وصلات زجاجية مصقولة بحيث يسهل تثبيتها مع الأدوات الزجاجية الأخرى. تترك النهاية العليا عادة مفتوحة للضغط الجوي، أو تهوّى بإستخدام صنبور (Bubbler) أو أنبوب تجفيف (Drying tube) لمنع دخول الماء أو الأوكسجين. ويكون الأنبوب الزجاجي الخارجي عادة مزود بفتحتين ناتئتين يمكن وصلهما لتمرير سائل تبريد، و يستعمل ماء الصنبور العادي. وتوجد أنواع مختلفة من المكثفات كما مبينة أدناه:

11. زجاجة ساعة (Watch class):

هي قطعة دائرية، مقعرة قليلأً تستخدم عند الكيميائيين كسطح لتبخير السوائل ولوضع المواد الصلبة فيها لوزن هذه العناصر وتستخدم أيضاً كغلاف للأكواب في المختبرات. وذلك لمنع حبيبات الغبار أو أي مواد أخرى من دخول الكوب. وهذه الزجاجة لا تغلق الكوب الذي تغطيه تماماً فهي تتيح تبادل الغازات بين الكوب والمحيط. عندما تستخدم هذه الزجاجة لتبخير السوائل، تسمح للخبراء بالتمعن والنظر و المراقبة بدقة عمليات الترسيب والتبلور التي تحدث أثناء التبخر. ويمكن أن تضع هذه الزجاجة على سطح له لون غامق لرؤية أوضح. و تدعى زجاجة الساعة بهذا الإسم لأن شكلها مطابق لشكل الزجاج الأمامي للساعات القديمة.

12. ورق الترشيح (Filter paper):

عبارة عن ورق نصف نفوذ يستخدم لفصل المواد الصلبة الدقيقة الموجودة في الطور السائل من خلال عملية الترشيح. توضع ورقة الترشيح غالباً في القمع ، وطريقة طوي ورقة الترشيح يتم بطريقتين هما:

الطريقة الأعتيادية لثني ورقة الترشيح كما مبين أدناه:

ثني ورقة الترشيح بطريقة المحزز كما مبين أدناه:

أنواع الأقماع:

أ- الأقماع العادية أو المألوفة (Ordinary Funnels): وهي تلك المستخدمة في عمليات ترشيح الجاذبية ونقل السوائل من وعاء لآخر ومن هذه الأقماع ما هو طويل العنق ومنها أقماع قصيرة العنق.

أقماع الفصل

ب- أقماع الفصل Separator Funnels: وهذه تكون كروية الشكل أو أسطوانية الشكل وتستخدم في عمليات الإستخلاص بالمذيبات أو عند إضافة سائل أو محلول بالتدريج إلى خليط التفاعل.

ج- أقماع بوخنر Buchner Funnels: وتصنع هذه الأقماع من الصيني وهي مختلفة الأحجام وتستخدم في أغراض الترشيح تحت ضغط منخفض وخاصة عندما تكون المادة الصلبة المراد ترشيحها كافية 2غم أو أكثر.

ويستخدم هذا القمع في جهاز بخنر هو أحد الأدوات المعملية المستخدمة في

الترشيح بالشفط. من المعتاد أن يصنع من البورسلين ولكن متوفر من الزجاج

أقماع بوخنر

والبلاستيك. توجد على رأس القمع اسطوانة بها لوحة مثقوبة تفصلها عن القمع، وتوضع ورقة الترشيح المبللة بالمذيب على اللوحة وذلك لتقليل الفاقد، توضع المادة المراد ترشيحها في الاسطوانة وتمر عن طريق ثقب اللوحة إلى الدورق المخروطي عن طريق الشفط. والميزة الرئيسية في إستخدام هذا النوع من الترشيح هي أن عملية الترشيح تكون أسرع (وعادة أكبر في الحجم) من الطرق العادية التي تعتمد على الجاذبية.

د- أقماع هرش Hirsch Funnels:

وتستخدم لنفس الأغراض التي تستخدم فيها أقماع بوخنر ولكن عندما تكون كمية المادة الصلبة المراد ترشيحها قليلة 0.5 غم أو أقل. والفرق الرئيسي بين قمع بخنر وقمع هرش هو أن حجم اللوحة أقل من ذلك بكثير، في حين أن الجدران من الخارج مائلة بزاوية بدلا من الزاوية العامودية.

أقماع هرش

13. أنابيب التجفيف Drying tubes:

وهذه عبارة عن أنابيب مختلفة الأشكال وهي تملأ عادة بمواد ماصة للرطوبة وتوصل بالجهاز الذي يجري فيه التفاعل وذلك لمنع وصول بخار الماء من الجو المحيط بالجهاز إلى خليط التفاعل.

14. مصباح بنزن (Bunsen Burner):

ويوجد هذا المصباح في جميع المعامل الكيميائية ويعتبر أبسط وأرخص آليات التسخين، ولكن يجب الحرص عند استخدامه فمثلاً يجب عدم استعماله على الإطلاق لتسخين أية سوائل ملتهبة (أي قابلة للاشتعال) مثل الأيثر أو الأيثرالبترولي أو البنزين أو الأيثانول وغيرها. ويمكن استخدام مصباح بنزن في تسخين المحاليل المائية التي تحتوي على مواد غير ملتهبة، أو في تسخين الأوعية التي تحتوي على سوائل ذات نقاط غليان عالية.

ويجب مراعاة عدم تسخين الوعاء بمصباح بنزن مباشرة ولكن يجب وضع شبكة سلك بين اللهب وبين الوعاء وإذا لم تتوفر هذه الشبكة فيجب تسخين الوعاء عن طريق تحريك المصباح أسفله في حركة دائرية بطيئة حتى يكون معدل تسخين الوعاء متساوٍ

على جميع أجزائه، لأنه إذا ترك المصباح أسفل الوعاء بدون شبكة فإن النقطة التي يكون عليها اللهب مركزاً ترتفع درجة حرارتها أكثر من بقية أجزاء الجهاز وبالتالي يحدث أن ينشرخ الزجاج و ينكسر الجهاز. سمي مصباح بنزن بهذا الاسم نسبة إلى الكيميائي الألماني روبرت بنسن الذي ابتكر تصميمه في عام 1854.

15. المجفف (Desiccator):

وهي حاوية مغلقة باحكام تحتوي على عامل تجفيف (Desiccant) مثل كلوريد الكالسيوم. تستخدم لحفظ المواد الحساسة للرطوبة، ويستخدم المجفاف لإزالة آثار الماء من العينات المجففة تقريباً.

Hossam M. Makled

noreply@blogger.com (The Sword) — Fri, 12 Jul 2019 22:59:00 -0700

علم الكيمياء Chemistry

هو العلم الذي يهتم بالدراسة التفصيليّة للعنصر والمادة الكيميائيّة، والتطرّق إلى خواصها وسلوكها والتفاعلات التي تطرأ عليها، وبنيتها، وتركيبها، وكل ما يتعلق بالمادة من تغيّرات، ويُطلق عليه أيضاً اسم العلم المركزيّ؛ نظراً لجمعه أكثر من نوع لأنواع العلوم كالفيزياء وربطها مع العلوم الطبيعيّة، وربط علم الأحياء وعلم الفلك والجيولوجيا.

أقسام الكيمياء الأساسية

الكيمياء التحليليّة: يهتم هذا النوع الكيمياء بدراسة التركيب الكيميائيّ للمادة، وكيفيّة بناء هذا التركيب من خلال أخذ عيّنات من هذه المادة وتحليلها، والتعرف إلى خصائص المادة الكيميائية وصيغها الكيميائيّة.
الكيمياء الحيويّة: يركز هذا النوع على المادة الكيميائية ودراستها عن قرب، وكما يسلّط الضوء على دراسة ما يحدث في الكائنات الحية من تفاعلات كيميائيّة.
الكيمياء الفيزيائيّة: تشكل حالات الطاقة الموجودة في عمليات التفاعل الكيميائي الهدف الرئيسي لهذا النوع من الكيمياء، حيث تدرس ما يطرأ على حالات الطاقة من تغيّرات، ومن أهم أنواعها: الكيمياء الحراريّة، وعلم الأطياف، وكيمياء الكم، والميكانيكا الإحصائيّة.
الكيمياء العضويّة: وتهتم بدراسة المركّبات العضوية وما يطرأ عليها من تفاعلات، والتعرف على تركيبها وخواصها بشكل مفصل.
الكيمياء اللا عضوية: يتداخل هذا النوع من علوم الكيمياء بشكل كبير مع الكيمياء العضوية، إلا أنّ هذا النوع يهتم بدراسة المركبات غير العضوية وخواصها وتفاعلاتها.

أهمية علم الكيمياء

· يساعد على فهم واستيعاب ما يحيط بنا من المواد.
· تُعتبر أحد مكونات نشاطات الكائنات الحية جميعها.
· مساعدة الإنسان على استغلال ما يحيط به من مواد خام، وكيفية تحويلها إلى مواد ذات فائدة.
· ساهمت في إنتاج الأسمدة الكيميائية. تعتبر سبباً في إيجاد الألياف الصناعية.
· تدخل في المجالات الصناعية كالألبسة والمنسوجات.
· تمنح الإنسان القدرة على تجنّب المواد ذات الخطورة العالية والتي تهدّد حياته.
· يلعب دوراً أساسياً في تحقيق الرقي والرفاهية للإنسان.

المبادئ الأساسية لعلم الكيمياء

· · الذرّة: تشكّل الذرّة الوحدة الأساسية في علم الكيمياء ككّل، وتُعتبر النواة المكوّن الأساسي للذرّة، وتكون شحنتها موجبة، وتتكوّن هذه النواة من البروتونات والنيترونات والإلكترونات التي تلعب دوراً هاماً في معادلة الشحنة الموجبة، وهي الوحدة الأصغر على الإطلاق، وتعزى إليها وظيفة تمكين العنصر من الاحتفاظ بخواصه الكيميائيّة، كطاقة التأيّن، والأكسدة، والسالبية الكهربيّة.

· العنصر: وهو مجموعة من الذرّات، ويمتاز باحتواء نواته على عدد ثابت من البروتونات، ويعرف هذا العدد الثابت بالعدد الذري، مثال إن جميع ذرات عنصر الكربون تحتوي على 6 بروتونات، بينما تُعتبر جميع العناصر التي تحتوي على اثنين وتسعين بروتوناً بأنها عنصر اليورانيوم.

· المركب: هو عبارة عن عدد معين من العناصر المتفاعلة مع بعضها، والتي تحدّد تركيب هذا المركب الكيميائي وموقعه ضمن مجموعات الجدول الدوريّ، وكما تمنحه خواص معيّنة.

· المادة: تمتاز المادة الكيميائية بامتلاكها مجموعة من الخواص، وتكون عبارة عن مجموعة من المركبات معلومة النوع.

· الجُّزيئة: تُعتبر الجزء الأصغر من المادة الكيميائية، وهي غير قابلة للتجزئة والتقسيم وتمتاز بمجموعة من الخصائص الفريدة، ولها القدرة على إيجاد سلسلة من التفاعلات مع مواد كيميائية أخرى.

· المول: وهي عبارة عن وحدة تُستخدم لقياس كميّة المادة المتمثلة بعدد الذرات أو الجزيئات أو الأيونات.

· الشوارد والأملاح: هي عبارة عن مجموعة من العناصر الكيميائية التي تشكل بمجموعها مركباً مشحوناً، أو عبارة عن جزيئات من المادة فقدت إلكتروناً واحداً أو أكثر، وقد تكتسب المادة شحنات سالبة.

· الحامضية والقاعدية: يُعرف السلوك الحامضي القاعدي لأي مادة كيميائية بأنه عبارة عن إنتاج إحدى المواد الكيميائية عند إذابتها بالماء لأيونات الهيدرونيوم، أو أيون الهيدروكسايد، وفق نظرية أرينوس.

· الطور: هي مجموعة من الحالات التي يتم وصف النظام الكيميائي بها، وتمتاز بامتلاكها الخواص البنيوية نفسها، تحت عوالم ضغط الحرارة.

· الأكسدة والاختزال: وهو مدى قابلية ذرات المواد على التجاوب مع الإلكترونات بفقدانها أو اكتسابها، وتُعرف عملية الأكسدة بأنها عملية اكتساب الإلكترون وأكسدة المواد، أما الاختزال فهو فقدان المواد للإلكترونات وإكسابها لمادة أخرى.

الروابط الكيميائية:

وهي مدى القوة التي تجمع الذرات وترابطها مع الجزيء،

ومن أنواع الروابط الكيميائية: روابط أيونية.

· روابط تساهمية.

· روابط قطبية.

· روابط فلزية.

· روابط تناسقية.

التفاعل:

هي عملية اندماج مجموعة من الجزيئات مع بعضها؛ لإنتاج جزيئات أكبر أو قابلة للتفكك والانقسام، وكما تعيد هيكلة الذرات وترتيبها داخل الجزيء الواحد، ويتمثل التفاعل بتكسير الجزيئات أو تكوين الروابط الكيميائية.

· التوازن.

· الطاقة.