الرئيسية
ثانيا:- الرابطة التساهمية
(رابطة تنشأ نتيجة إتحاد ذرتين لعنصرين لا فلزين عن طريق المشاركة بزوج من الالكترونات أواكثر لتكوين رابطة تساهمية)0
(1)- الرابطة التساهمية الاحادية:-
أنواع الروابط التساهمية
تساهمية ثلاثية
تساهمية ثنائية
تساهمية احادية
(رابطة تتم بالمشاركة فى زوج واحد من الإلكترونات حيث تساهم كل ذرة بإلكترون)
مثال (1)- الرابطة فى جزىء الهيدروجين(H2):-
(2)- الرابطة التساهمية الثنائية:-
(رابطة تتم بالمشاركة فى زوجين من الإلكترونات حيث تساهم كل ذرة بالكترونان)0
(1)- الرابطة فى جزىء الأكسجين(O2):-
(1)- الرابطة فى جزىء الأكسجين(O2):-
(3)- الرابطة التساهمية الثلاثية:-
مثال
(رابطة تتم بالمشاركة فى ثلاثة أزوج من الإلكترونات حيث تساهم كل ذرة بثلاث إلكترونات)
مثال (1)- الرابطة فى جزىء النيتروجين(N2):-
خواص المركبات التساهمية
1- التركيب : مواد (صلبة- سائلة- غازية)0
2- درجات الانصهار والغليان:- منخفضة جدا0
3-الذوبان:- تذوب فى المذيبات العضوية مثل البنزين ولا تذوب فى المذيباتالقطبية ( مثل الماء)0 4- التوصيل الكهربى :- مصهور أو محلول المركباتالتساهمية لاتوصل التيار الكهربى 0
*نشاط يوضح عدم قدرة المركبات التساهمية على التوصيل الكهربى*
*مقارنة بين الرابطة الأيونية-التساهمية:-
الرابطة الأيونية
الرابطة التساهمية
تنشأ بين عنصر فلزى وعنصر لا فلزى
تنشأ بين عنصرين لا فلزين
تتم بفقد واكتساب الالكترونات
تتم عن طريق المشاركة بالالكترونات
ليس لها وجود مادي
لها وجود مادي
تتكون نتيجة التجاذب الكهربى بين الايونات
تتكون نتيجة المشاركة بين الذرات
لا تنشأ بين عناصر متماثلة
قد تنشأ بين عناصر متماثلة أو مختلفة
*مقارنة بين خواص المركبات الأيونية-التساهمية:-
المركبات الأيونية
المركبات التساهمية
تنشأ من ارتباط فلز مع لا فلز
تنشأ من ارتباط لا فلز مع لا فلز
معظمها مواد صلبة متبلرة
تكون مواد صلبة-سائلة- غازية
درجة انصهارها وغليانها مرتفعة غالبا
درجة إنصهارها وغليانها منخفضة
تذوب فى المذيبات القطبية مثل الماء
تذوب فى المذيبات العضوية مثل البنزين
محاليلها ومصاهيرها جيد التوصيل للكهرباء
محاليلها ومصاهيرها لاتوصل الكهرباء
مثال/ كلوريد الصوديوم
مثال/ الشمع- الزيت
ثالثا:- الروابط الهيدروجينية
(رابطة تنشأ بين جزيئات بعض المركبات نتيجة للتجاذب الكهربي بين ذرة
الهيدروجين فى جزيء مركب وذرة أخرى فى جزىء مركب آخر )0
* مثال:- الرابطة الهيدروجينية بين جزيئات الماء:-
تحدثالرابطة بين ذرة الهيدروجين فى جزىء ماء وذرة أكسجين فى جزىء ماء آخر ولهاتأثير واضح على خواص الماء وعلى الرغم من ذلك فهى أضعف من الرابطةالتساهمية بين ذرة الهيدروجين وذرة أكسجين فى نفس جزىء الماء0
*النتيجة:-شذوذ خواص الماء وارتفاع درجة غليانه
(الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء)
رابطة هيدروجينيةH H H
O O H
H H
O H O
H H
رابطة تساهمية
الدرس الثالث:- التفاعلات الكيميائية
*مقدمة:-
نعلم أن ارتباط ذرات العناصر ببعضها يكون مادة جديدة تسمى المركب0
*المركب:- (مادة جديدة تنتج من الاتحاد الكيميائي بين ذرات عنصرين أو أكثر ،تختلف خواصها
عن خواص العناصر الداخلة فى تكوينها)0
* تجربة عمليه لإدراك مفهوم التفاعل الكيميائي:-
- نعرض شريط من الماغنسيوم للهب نشاهد اشتعال الماغنسيوم
ويتحول لمسحوق أبيض0
*الاستنتاج:- حدث تفاعل كيميائي بين الماغنسيوم وأكسجين
الهواء وتكونت مادة جديدة وهى أكسيد الماغنسيوم0
*تفسير التفاعل:-
(1)- حدث كسر للرابطة التساهمية الثنائية فى جزىء الأكسجين
وتكون ذرتين أكسجين كالتالي:-
** ** ** **
O* *O* + *O O
** ** ** **
(2)- اتحدت ذرة الأكسجين مع ذرة الماغنسيوم عن طريق الرابطة الأيونية كالتالي:-
2Mg O 2Mg + O2 ويمكن التعبير عن التفاعل السابق بالمعادلة التالية:-
*التفاعل الكيميائي:- (كسر الروابط بين ذرات المتفاعلات وتكوين روابط جديدة بين المواد الناتجة)0
*المعادلة الكيميائية:- (مجموعة من الرموز والصيغ الكيميائية التى تعبر عن المتفاعلات والنواتج
وشروط التفاعل إن وجدت)0
*أساسيات المعادلة الكيميائية:-
(1)- طرف أيسر يكتب فيه المتفاعلات0
(2)- طرف ايمن يكتب فيه النواتج
(3)- سهم:- يربط بين طرفي المعادلة ،يشير لاتجاه التفاعل ،يكتب علية شروط التفاعل إن وجدت
(4)- يجب أن تكون المعادلة موزونة (عدد ذرات المتفاعلات = عدد ذرات النواتج)0
ملاحظات
أنواع التفاعلات الكيميائية
(4)-الإحلال المزدوج
(3)- الإحلال البسيط(الإزاحة)
(2)-الانحلال(التفكك)
(1)- الاتحاد المباشر
(1)-تفاعلات الاتحاد المباشر
A + B AB ((تفاعلات تشترك فيها مادتان أو أكثر لتكوين مركب واحد جديد))
(أ)- اتحد عنصر مع عنصر
1)- الاتحاد المباشر
(ج)-اتحاد مركب مع مركب
(ب)-اتحاد عنصر مع مركب
(أ)-اتحد عنصر مع عنصر
الاستنتاج
الملاحظة
الخطوات
(1)- يتحد الماغنسيوم(فلز) مع الأكسجين(لافلز) اتحاد مباشر
(2)- أكسيد الماغنسيوم (أكسيد فلز) قاعدي
(1)- يشتعل الماغنسيوم ويكون مسحوق أبيض (2)- يتلون المحلول باللون الأزرق
أ(1)-ادخل شريط ماغنسيوم مشتعل فى مخبار به غاز الاكسجين0 (2)-أذب المسحوق فىالماء ثم أضف عليه قطرات من صبغة عباد الشمس البنفسجي
(1)- يتحد الكربون (لافلز) مع الأكسجين(لافلز) اتحاد مباشر
(2)- أكسيد الكربون (أكسيد لا فلز) حمضى
(1)- يشتعل الكربون ويكون مسحوق اسود
(2)- يتلون المحلول باللون الأحمر
ب(1)- أدخل ملعقة احتراق وعليها قطعة فحم(كربون)متقدة فى مخبار به أكسجين
(2)- أذب المسحوق فى الماء ثم أضف عليه قطرات من صبغة عباد الشمس البنفسجي
2Mg O 2Mg + O2
CO2 C+O2
(ب)- اتحد عنصر مع مركب
الاستنتاج
الملاحظة
الخطوات
(1)-يتكون غاز أكسيد النيتريك عديم اللون0
(2)- يتحد أكسيد النيتريك (مركب) مع أكسجين الهواء الجوى(عنصر) مكونا (ثانى أكسيد النيتروجين)0
(1)-تصاعد غاز عديم اللون0
(2)- تتكون أبخرة بنية عند الفوهة0
(1)- أضف حمض النيتريك المخفف إلى خراطة نحاس0
(2)- انزع سدادة الأنبوبة0
(ج)- اتحاد مركب مع مركب
2NO +O2 2NO2
الاستنتاج
الملاحظة
الخطوات
(1)- اتحد غاز النشادر(مركب) مع غاز كلوريد الهيدروجين (مركب) وتكونت سحب بيضاء من كلوريد الامونيوم0
(1)-تكون سحب بيضاء عند فوهة الأنبوبة0
(1)- قرب ساق زجاجية مبللة بالنشادر من فوهة أنبوبة بها حمض هيدروكلوريك مركز0
(2)-تفاعلات الانحلال(التفكك)
NH3+HCl NH4Cl
طاقة
AB A + B (هي تفاعلات تتفكك فيها جزيئات بعض المركبات إلى جزيئات عناصر أو مركبات أبسط)
(أ)- الانحلال الحراري
2)- تفاعلات الانحلال
(ب)-الانحلال الكهربى
(أ)-الانحلال الحراري
(هي تفاعلات تتفكك فيها جزيئات بعض المركبات إلى جزيئات عناصر أو مركباتأبسط عند تسخينها إلى درجة حرارة معينة) وسنعطى عدة أمثلة توضيحيةكالتالي:-
**نشاط:- (1)- كون تجربة تتكون من الأنابيب التالية مع ترقيمها كالتالي:-
(6)
(6)
(5)
(4)
(3)
(2)
(1)
(2)- سخن الأنابيب الستة مع تعريض شظية متقدة لفوهة الأنبوبة ودون ملاحظاتك واستنتاجاتك
الاستنتاج
المشاهدة
ينحل أكسيد الزئبق الأحمر ويعطى زئبق (فضي)وغاز الأكسجين0
فى الأنبوبة الاولىينحل أكسيد الزئبق الأحمر ويعطى لون فضي ويتصاعد غاز يزيد الشظية اشتعالا0
ينحل هيدروكسيد النحاس الأزرق ويعطى أكسيد نحاس (أسود) ويتصاعد بخار الماء0
فى الأنبوبة الثانية ينحل هيدروكسيد النحاس الأزرق ويعطى لون أسود ويتصاعد بخار الماء0
تنحل كربونات النحاس الخضراء وتعطى أكسيد نحاس (أسود ) ويتصاعد غاز ثانى أكسيد الكربون الذي يطفىء الشظية0
فى الأنبوبة الثالثة تنحل كربونات النحاس الخضراء وتعطى لون أسود ويتصاعد غاز يطفىء الشظية0
تنحل كبريتات النحاس الزرقاء وتعطى أكسيد نحاس (أسود) ويتصاعد غاز ثالث أكسيد الكبريت0
فى الأنبوبة الرابعة تنحل كبريتات النحاس الزرقاء وتعطى لون أسود ويتصاعد غاز0
تنحل نترات النحاس البيضاء وتعطى نيتريت نحاس ذات اللون (الأبيض المصفر) ويتصاعد غاز الأكسجين الذي يزيد اشتعال الشظية0
فى الأنبوبة الخامسة تنحل نترات الصوديوم البيضاء وتعطى لون أبيض مصفر ويتصاعد غاز يزيد الشظية اشتعالا0
تنحلنترات النحاس الزرقاء ويعطى أكسيد النحاس ذو اللون (الأسود) ويتصاعدغازالاكسجين الذي يزيد الشظية اشتعال وكذلك غاز ثانى أكسيد النيتروجين ذواللون البني المحمر0
فى الأنبوبة السادسة تنحل نترات النحاس الزرقاء وتعطى لون أسود ويتصاعد غاز يزيد الشظية اشتعال وكذلك غاز بنى محمر0
2HgO 2Hg + O2
أكسيد الفلز فلز + أكسجين**ا لاستنتاج العام والمعادلات**
(1)-
هيدروكسيد الفلز أكسيد فلز+بخار ماء
CU(OH)2 CUO + H2O
(2)-
CUCO3 CUO + CO2
كربونات الفلز أكسيد فلز + ثانى أكسيد الكربون(3)-
CUSO4 CUO + SO3
كبريتات الفلز أكسيد فلز + ثالث أكسيد الكبريت(4)-
*ملحوظة:- غاز ثالث أكسيد الكبريت شره للذوبان فى بخار الماء لذا فانهيتفاعل مع بخار الماء فى الهواء مكونا حمض كبريتيك قد يضر بالايدى أوالعين أو الجهاز التنفسي لذا يجب حفظه فى أوعية محكمة الغلق000علل؟
2NaNO3 2NaNO2 + O2
نترات الفلزات القلوية نيتريت فلز + أكسجين
(5)-
*ملحوظة:- نترات الصوديوم تسمى نترات الفلزات القلوية لأنها نترات لأحد عناصر الاقلاء(الصوديوم)0
2CU(NO3)2 2CUO + 4NO2 + O2
نترات الفلزات الثقيلة أكسيد فلز + أكسجين + ثانى أكسيد النيتروجين
(6)-
* ملاحظات:- (1)- نترات الفلزات الثقيلة مثل (النحاس – الرصاص – الزئبق) لا تذوب فى الماء0
(2)- غاز الأكسجين الناتج فى المعادلة الأخيرة يكون غير نقى لأنه مختلطا بثاني أكسيد النيتروجين0
(ب)- الانحلال بالكهرباء
(هيتفاعلات تتفكك فيها جزيئات بعض المركبات إلى عناصرها الأولية عند مرورالتيار الكهربى فى محاليلها أو مصاهيرها وتعرف هذه المواد بالموادالالكتروليتية)0
**المواد الالكتروليتية:- }المادة التى تذوب فى الماء وتتفكك فيه إلى أيونات موجبة (+)
وأيونات سالبة(-) {
لإجراء التحليل الكهربى يستخدم جهاز (فولتا متر هوفمان) وهو يتركب كما بالشكل ابل
من إناء زجاجي الفتحة الوسطى يوضع بها المادة المراد تحليلها كهربيا
(الالكتروليت)والأنبوبتان الجانبيتان مدرجتان ويغلقان بصنبور ومتصلتان بساريتان
من الكربون ويمثلان:-
(أ)- المصعد ويتصل بالقطب الموجب للبطارية0
(ب)- المهبط:- ويتصل بالقطب السالب للبطارية0
التحليل الكهربى للماء :-
(1)- ضع بالجهاز ماء محمض بحمض الكبريتيك المخفف ثم اغلق الصنبورين0
(2)- أغلق الدائرة الكهربية ومرر التيار لمدة(20)دقيقة0
(3)- قس حجم الغازين المتصاعدين عند فرعى الجهاز0
(4)- قرب شظية متقدة إلى كل من الغازين المتصاعدين0
*الملاحظة:-
(أ)- حجم الغاز المتصاعد عند المهبط ضعف حجم الغاز المتصاعد عند المصعد اى بنسبة(1:2)0
(ب)- الغاز المتصاعد عند المصعد يزيد الشظية اشتعالا (الأكسجين)0
والغاز المتصاعد عند المهبط يشتعل بلهب أزرق وفرقعة(الهيدروجين)0
*الاستنتاج:-
ينحل الماء المحمض كهربيا إلى غازى الهيدروجين والأكسجين بنسبة(1:2)حجما على الترتيب0
2H2O 2H2 + O2
حمض كبريتيك مخفف
تحليل كهربى2
* ملحوظة:- الماء النقي لا يوصل التيار الكهربى لان روا بطة تساهمية لذا عند تحليلة يجب
إضافة حمض أو قاعدة أو ملح ليصبح موصل للكهرباء0
*أهمية التحليل الكهربى:-
(1)- الحصول على العناصر من مركباتها(الأكسجين والهيدروجين من الماء )0
(2)- طلاء المعادن الرخيصة بمعادن نفيسة (طلاء ملعقة من الحديد بالذهب)0
(3)- تحضير بعض المعادن (الالومنيوم من خاماته(البوكسيت) – الصوديوم من (كلوريد
(3)-تفاعلات الإحلال البسيط (الإزاحة) الصوديوم)0
A + BC AC + B(هي تفاعلات يتم فيها إحلال عنصر أكثر نشاطا محل عنصر آخر أقل نشاطا فى محاليل أملاحة)0
(1)- أن يحل عنصر أكثر نشاطا محل الأقل نشاطا فى محاليل أملاحة0
(2)- العنصر الذي سيحل لابد وان يسبق العنصر الآخر فى متسلسلة النشاط الكيميائى0
شروط الإحلال
*متسلسلة النشاط الكيميائي:- ( ترتيب العناصر الفلزية ترتيبا تنازليا حسب درجة نشاطها الكيميائي)0
(3)- تفاعلات الإحلال البسيط
(ب)-إحلال فلز محل هيدروجين الأحماض المخففة
(أ)-إحلال فلز محل فلز آخر فى احد محاليل أملاحة
(أ)- إحلال فلز محل هيدروجين
الأحماض المخففة
*نشاط:- كون تجربة كما بالشكل التالي ورقم أنابيب الاختبار كما بالجدول 0
(1)
(2)
(3)
(أ)- إحلال فلز محل هيدروجين
الأحماض المخففة
المشاهدة
الاستنتاج
-الأنبوبة الأولى يحدث تفاعل0
-الأنبوبة الثانية يحدث تفاعل
-الأنبوبة الثالثة لا يحدث تفاعل
-الخارصين يسبق الهيدروجين فيحل محلة
-الحديد يسبق الهيدروجين فيحل محلة
-النحاس يلي الهيدروجين فلا يحل محلة
*ملحوظة:- التفاعل فى حالة الخارصين أسرع كما أن سرعة تصاعد الغازات
أسرع لان الخارصين فى وضع متقدم عن الحديد فى المتسلسلة
كما يتضح من الشكل المقابل0
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
مخفف
الأنبوبة الأولى
مخفف
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2الأنبوبة الثانية
لايحدث تفاعل Cu + H2SO4
الأنبوبة الثالثة
(أ)- إحلال فلز محل فلز آخر فى
أحد محاليل أملاحة
فى هذا النوع من التفاعلات تحل الفلزات الأكثر نشاطا(المتقدمة فىالمتسلسلة) محل فلزات أخرى اقل منها نشاطا وتليها فى المتسلسلة ويخرجالفلز الضعيف على هيئة راسب وكلما زاد التباعد كان الإحلال أسرع0
*نشاط:- كون تجربة كما بالشكل التالي ورقم أنابب الاختبار كما بالجدول0
(1)
(2)
(3)
(4)
المشاهدة
الاستنتاج
-الأنبوبة الأولى يحدث تفاعل وتترسب ماده حمراء ويزول لون كبريتات النحاس الزرقاء0
-الأنبوبة الثانية يحدث تفاعل وتترسب ماده حمراء ويزول لون كبريتات النحاس الزرقاء0
-الأنبوبة الثالثة يحدث تفاعل وتترسب مادة بنية
-الأنبوبة الرابعة لايحدث تفاعل0
-الماغنسيوم يسبق النحاس فيحل محلة0
-الخارصين يسبق النحاس فيحل محلة0
-الماغنسيوم يسبق الخارصين فيحل محلة0
-النحاس يلي الخارصين فلا يحل محلة0
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
الأنبوبة الأولى
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
الأنبوبة الثانية
Mg + Zn SO4 MgSO4 + Zn
الأنبوبة الثالثة
لايحدث تفاعل Cu + ZnSO4
الأنبوبة الرابعة
(4)-تفاعلات الإحلال المزدوج
AB+ CD AD + BC(هى تفاعلات تتم بين شقى (أيونى) مركبين لانتاج مركبين جديدين(أى تتضمن تبادل مواد أيونية دون انتقال إلكترونات)
وتنقسم تفاعلات الاحلال المزدوج لعدة أمواع كما يتضح فى المخطط التالى :-
(4)-تفاعلات الإحلال المزدوج
(ج)- محاليل الأملاح مع بعضها
(ب)- الأحماض مع الأملاح
(أ)-التعـــــــــــــادل
(أ)- تفاعلات الأحماض مع القلويات(التعادل)
يتفاعل الحمض مع القلوي لتكوين ملح وماء (سبق درا ستة)0
(ب)- تفاعلات الأحماض مع الأملاح
للتعرف على هذا النوع من التفاعلات يجرى النشاط التالى:-
الخطوات
المشاهدة
الاستنتاج
التجربة
(1)- أضف حمض الهيدروكلوريك المخفف إلى ملح بيكربونات الصوديوم ثم مرر الغاز الناتج فى أنبوبة بها ماء جير رائق0
حدوث فوران وتصاعد غاز ثانى أكسيد الكربون الذى يعكر ماء الجير الرائق0
تتوقف نواتج تفاعل
الأحماض مع الأملاح
على كلا من الحمض
والملح انظر المعادلات
الاتية0
(2)- أضف حمض الكبريتيك المركز الساخن إلى ملح الطعام فى أنبوبة أختبار0 وعرض الغاز الناتج لساق مبللة بمحلول النشادر0
تكون غاز يكون سحب بيضاء عند تعرضة للساق المبللة بالنشادر0
تتوقف نواتج تفاعل
الأحماض مع الأملاح
على كلا من الحمض
والملح انظر المعادلات
الاتية0
Na2CO3 + 2HCL 2NaCI + H2CO3
*تجربة(1)-
*ملحوظة:-حمض الكربونيك (H2CO3)حمض ضعيف يتفكك فى درجة حرارة الغرفة إلى (H2O +CO2) لذا من الممكن التعبير عن المعادلة السابق كالتالي:-
Na2CO3 + 2HCL 2NaCI + H2O +CO2
Na2SO4 + 2HCl مركز 2NaCl + H2SO4
*تجربة (2)-
(ب)- تفاعلات محاليل الأملاح مع بعضها
عندتفاعل محاليل ملحين مع بعضهما يتكون ملحان جديدان يختلفان فى درجةذوبانهما فيترسب أحدهما وللتعرف على هذا النوع من التفاعلات يجرى النشاطالتالى:-
الخطوات
المشاهدة
الاستنتاج
التجربة
(1)- فى الأنبوبة الأولى يوضع محلول كلوريد الصوديوم وعليها قطرات من محلول نترات الفضة0
يتكون راسب أبيض0
يتكون راسب أبيض من كلوريد الفضة لا يذوب فى الماء
(2)- فى الأنبوبة الثانية يوضع محلول كبريتات النحاس وعليها قطرات من نترات الباريوم0
يتكون راسب أبيض0
يتكون راسب أبيض من كبريتات البار يوم لايذوب فى الماء
(3)- فى الأنبوبة الثالثة يوضع محلول كبريتات النحاس وعليها قطرات من محلول كبريتيد الصوديوم
يتكون راسب أسود0
يتكون راسب أسود من كبريتيد النحاس لايذوب فى الماء
NaCl + Ag NO3 NaNO3 + AgCl *تجربة(1)-
CuSO4 + Ba(NO3)2 Cu(NO3)2 + BaSO4
*تجربة (2)-
CuSO4 + Na2S Na2SO4 + CuS
*تجربة (3)-
حديث قدسي
((ياابن آدم إنك مادعوتني ورجوتني إلا غفرت لك على ماكان منك ولا أبالي ،ياابن آدم لو بلغت ذنوبك عنان السماء ثم استغفرتني غفرت لك ياابن آدم إنكلو أتيتني بقراب الأرض خطايا ثم لقيتني لا تشرك بي شيئاً لأتيتك بقرابهامغفرة ))
الدرس الرابع:- الأكسجين
أهمية واستخدامات غاز الأكسجين
(1)- ضروري لتنفس جميع الكائنات الحية0
(2)- ضروري لاحتراق جميع أنواع الوقود
(3)- ضروري لاحتراق الغذاء داخل الجسم0
(5)- المكون الرئيسى لغاز الأوزون(O3)المكون لطبقة الأوزون والتى تحمينا من الأشعة الفوق بنفسجية
الضارة بالكائنات الحية0
(4)- يعبأ تحت ضغط شديد فى اسطوانات من الحديد وتستخدم فى:-
( المستشفيات لمرضى الربو والعمليات والرعاية المركزة- عمليات قطع ولحام المعادن ويخرج منه
حرارة3500 5م- الغوص تحت الماء – الصعود فى الفضاء- متسلقي الجبال ومن يقومون باستخدام
الطائرات يكون لديهم إمدادات إضافية من الأكسجين )
وجود الأكسجين فى الطبيعة
من أكثر العناصر إنتشارا على سطح الأرض فهو يشكل:-
(1)- 89% من وزن الماء0
(2)- 21% من حجم الهواء الجوى ،23% من الوزن0
(3)- تختلف نسبة فى الصخور حيث يمثل:-
(أ)- 48% من كتلة كربونات الكالسيوم التى تكون الحجر الجيرى والرخام0
(ب)- 53% من كتلة مركبات السيلكا التى تكون الحجر الصوان والكوارتز والرمل0
* ملحوظة:- تبقى نسبة الأكسجين ثابتة فى الهواء الجوى رغم أنه يستهلك فى عمليات التنفس والاحتراق
لان هذا النقص يعوض من خلال عملية البناء الضوئي التى يقوم بها النبات حيث يأخذ غاز
(ثانى أكسيد الكربون) ويخرج (الأكسجين)0
*أهم المركبات الغنية بالأكسجين:-
(1)- أكاسيد العناصر:- مثل (أكسيد الزئبق - فوق أكسيد الهيدروجين00000الخ)0
(2)- الأملاح:- مثل (الكربونات – البيكربونات – النترات – الكبريتات0000الخ)0
تحضير غاز الأكسجين فى المعمل
- يحضر غاز الأكسجين معمليا من انحلال فوق أكسيد الهيدروجين فى وجود ثانى أكسيد المنجنيز0
* الخطوات:-
(1)- نكون جهاز كما بالشكل التالى مع ملاحظة أن يكون المخبار المنكس مملؤ بالماء تماما قبل بدء التجربة0
(2)- نضع فى الدورق ثانى أكسيد المنجنيز (MnO2) وفى القمع فوق أكسيد الهيدروجين(H2O2)0
(3)- نفتح الصنبور حتى يسقط فوق أكسيد الهيدروجين على ثانى أكسيد المنجنيز
(4)- نفحص مكونات الدورق بعد تمام التجربة0
* الملاحظة:-
(1)- تصاعد فقاعات غازا لأكسجين فى المخبار تزيح الماء لأسفل0
(2)- يبقى مسحوق ثانى أكسيد المنجنيز كما هو فى الدورق ولا يحدث له أي تغير0
* ملحوظة:- ثانى أكسيد المنجنيز تبقى كما هو بالدورق ولم يحدث له تغير ولذا فهو(عامل مساعد)0
*العامل المساعد:- (مادة تزيد من سرعة التفاعل الكيميائي ،دون أن تشترك فيه وبالتالي لا يتغير وزنها أو خواصها)0
- يجمع الغاز المتصاعد فى المخبار ويجرى علية التجارب للتعرف على خواصة0
* معادلة التفاعل:-
*خواص غاز الأكسجين:-
من خلال التجارب يمكن حصر خواص الأكسجين كالتالي:-
(1)- غاز عديم اللون والطعم والرائحة0
(2)- متعادل التأثير على ورقتي عباد الشمس (الحمراء – الزرقاء)0
(3)- لا يشتعل ولكن يساعد على الاشتعال0
(4)- شحيح الذوبان فى الماء، يذوب فى هيدروكسيد الصوديوم0
(5)- أثقل من الهواء ،كثافته بالنسبة للهواء(53و1 : 1)0
(6)-لا يعكر ماء الجير0
(7)- يتحد اتحاد مباشر مع معظم العناصر0
(1)- يجمع الأكسجين بإزاحة الماء لأسفل لان شحيح الذوبان فى الماء وأقل منه كثافة 0
(2)- لا يجمع الأكسجين أثناء تحضيرة بإزاحة الهواء لأنه أثقل منه0
(3)- يتحد الأكسجين اتحاد مباشر مع معظم العناصر ماعدا( الفلور-البروم-الذهب-الفضة-البلاتين-
الغازات الخاملة)0
(4)- اتحاد غاز الأكسجين بالعناصر والمركبات غالبا طارد للحرارة0
ملاحظات
الأكسدة والاختزال
عمليتان ارتبطتا قديما بغاز الأكسجين وهما عمليتان متلازمتان تحدثان فى وقت واحد ولها مفهومان وهما
الأكسدة والاختزال
(ب)- حسب المفهوم الاكترونى(الحديث)
(أ)- حسب المفهوم التقليدي(القديم)
(أ)- الأكسدة والاختزال حسب المفهوم التقليدي(القديم)
يمكن فهم عملية الأكسدة والاختزال حسب المفهوم التقليدي بدراسة التفاعل الكيميائي التالى:-
مثال*تفاعل أكسيد النحاس الساخن مع غاز الهيدروجين الجاف*
*فى التفاعل السابق نلاحظ الاتى :-
- الهيدروجين ينتزع الأكسجين من أكسيد النحاس الأسود مكونا بخار ماء0
- يتحول أكسيد النحاس الأسود إلى أكسيد النحاس الاحمر0ولذا يلاحظ هنا فى هذا التفاعل:-
(1) تأكسد الهيدروجين باتحاده بأكسجين أكسيد النحاس متحولا إلى بخار ماء0
(2) اختزال النحاس بانتزاع الأكسجين منه متحولا إلى عنصر النحاس0
(3) الهيدروجين عامل مختزل ،لأنه انتزع الأكسجين من أكسيد النحاس0
(4) أكسيد النحاس عامل مؤكسد ، لأنه منح الأكسجين الهيدروجين0
* الأكسدة:-(عملية كيميائية تؤدى إلى زيادة نسبة الأكسجين فى المادة ،أو نقص نسبة الهيدروجين فيها)0
*الاختزال:-(عملية كيميائية تؤدى إلى نقص نسب الأكسجين فى المادة،أو زيادة نسبة الهيدروجين فيها)0
*العامل المؤكسد:- (المادة التى تمنح الأكسجين أو تنزع الهيدروجين)0
*العامل المختزل:- ( المادة التى تنزع الأكسجين أو تمنح الهيدروجين)0
(ب)- الأكسدة والاختزال حسب المفهوم الاكترونى(الحديث)
قدمت النظرية الالكترونية الحديثة مفهوما أدق للأكسدة والاختزال حيث أن هناك تفاعلات أكسدة واختزال لا تتضمن أكسجين أو هيدروجين 0
مثال *تفاعل اتحاد الصوديوم مع غاز الكلور*
فى التفاعل السابق:-
- يتأكسد الصوديوم بفقد إلكترون متحولا إلى ايون صوديوم موجب
- يختزل الكلور باكتساب نفس الإلكترون الذى فقده الصوديوم متحولا إلى ايون كلور سالب
* الأكسدة:- (عملية كيميائية تفقد فيها ذرة العنصر إلكترونا أو أكثر)0
*الاختزال:- (عملية كيميائية تكتسب فيها ذرة العنصر إلكترونا أو أكثر)0
*العامل المؤكسد:- (مادة تكتسب إلكترونا أو أكثر أثناء التفاعل الكيميائي)0
*العامل المختزل:- (مادة تفقد إلكترونا أو أكثر أثناء التفاعل الكيميائي)0
(1)-المادة التى تحدث لها عملية الأكسدة تقوم بدور العامل المختزل بينما التى تحدث لها عملية
الاختزال تقوم بدور العامل المؤكسد0
(2)- الأكسدة والاختزال عمليتان متلازمتان متكاملتان لان عدد الالكترونات التى يكتسبها العامل
المؤكسد فى عملية الاختزال تساوى عدد الالكترونات التى يفقدها العامل المختزل فى عملية الأكسدة0
(3)-تعمل الفلزات غالبا كعوامل مختزلة لأنها تميل لفقد إلكترونا أثناء التفاعل الكميائى0
(4)- تعمل اللافلزات غالبا كعوامل مؤكسدة لأنها تميل لاكتساب الكترونات أثناء التفاعل الكميائى0
ملاحظات
الدرس الخامس:- المـــــاء
الماءمن أهم الثروات الطبيعية حيث إذا وجد الماء وجدت الحياة فهو أساسي فىتركيب الخلايا والأنسجة والعمليات الحيوية لاتتم إلا بوجود الماء مثل (الهضم ـ التنفس- الإخراج)0
* وجود الماء:-
1- الماء يشغل71% من مساحة الكرة الأرضية ويقدر حجمه بحوالي(1400)مليون كم03
2- 97% من الماء مالح ويوجد فى (البحار والمحيطات والبحيرات المالحة) ،3%ماء عذب (بالأنهار
والبحيرات العذبة والمياة الجوفية والغلاف الجوى والمياة المتجمدة بالقطبين)0
3- يمثل الماء 70%من وزن جسم الإنسان ،(60-95%) فى الخضروات والفاكهة0
*ملحوظة:-
(أ)- البحار والمحيطات التى تفصل بين القارات تستخدم كوسيلة نقل هامة بين البلدان0
(ب)- تستخدم مساقط المياه لتوليد الطاقة الكهربية فى دول عديدة0
التركيب الكيميائي للماء:-
يتكون كل جزىء من الماء من ارتباط ذرتين هيدروجين ،ذرة أكسجين )
بحيث تكون الزوايا بين ذرتي الهيدروجين (5و104 5) 0
*الخواص الفيزيائية للماء النقي:-
(1)- سائل عديم اللون والطعم والرائحة0
(2)- مذيب قطبى جيد لبعض العناصر مثل السكر والملح(كلوريد الصوديوم) والغازات0
(3)- رديء التوصيل للتيار الكهربى لأنه مركب تساهمي(يتكون كل جزىء من الماء من ارتباط ذرتين
هيدروجين ،ذرة أكسجين) لذا فهو خالى من الأملاح ولا يوصل التيار الكهربى0
(4)- أقصى كثافة للماء تكون عند( 54 م) وتساوى 1جـم/سم 3
(5)- أقل كثافة له عند التجمد وتساوى(92.و0جم/سم 3)0
(6)- يتجمد عند (صفر) ويغلى عند(100 5م)0
*ملاحظات:-
(أ)- الماء المالح كثافته أكبر من الماء العذب0
(ب)- يطفو الثلج فوق سطح الماء لان كثافته أقل من كثافة الماء0
(جـ)- يزداد حجم الماء عند التجمد لوجود روابط هيدروجينية بين جزيئاته0
* أهمية تغير كثافة الماء بتغير درجة الحرارة:-
تغير كثافة الماء بتغير درجة الحرارة تعتبر عامل هام لاستمرار
الحياة للكائنــات الحية فى أعماق البحـــار والمحيطات وتحدث
كالتالي:-
مياه المنــــاطق الباردة الطبقة العليــــــا منها تنخفض درجـــة
حرارتها فيقل حجمهـــا وتزداد كثافتـها وتهبط للقــــاع وتصعد
بدلا منها الطبقة السفلي.وتتكرر هذه العملية حتى تصبح درجة
حرارتهــــــــا (54س) وعندئذ يحــــدث العكس فيزداد حجمها
وتقل كثافتها وتطفو على السطح ويتكــون الجليد وتظل الطبقة
السفلي عند (54س) مما يساعد على بقـــاء الكائنات المائية حية.
الوحدة الثانية:-الطاقة الكهربية
الدرس الأول:- التيار الكهربى
**صور الطاقة الكهربية:-
(1)- الكهربية الاستاتيكية(الساكنة):- علمت في العام الدراسي السابق أن تراكم الشحنات الكهربية على
الأجسام المعزولة دون سريانها من موضع إلى آخر يسمي بالكهربية الاستاتيكية ( الساكنة).
(2)- الكهربية الديناميكية(التيارية):- تنشأ عند سريان الشحنات الكهربية خلال الموصلات وفي هذه
الحالة ينتج نوع آخر يسمي بالكهربية الديناميكية ( التيارية).
(الكهربية التي تنتج عن سريان الشحنات الكهربية خلال الموصلات أو الأسلاك مكونة ما يُسمي بالتيار الكهربي).
الكهربية الديناميكية( التيارية)
(سريان الشحنات الكهربية بانتظام في اتجاه معين خلال الموصلات أو الأسلاك).
التيار الكهربى
ويتمنقل التيار الكهربي من مصدر تولده عبر شبكة من الأسلاك ليستخدم في كثير منالمجالات كما في تشغيل الأجهزة الكهربية ( الثلاجة - التلفزيون -الكمبيوتر 000000الخ ) وفي عمليات الإنارة وغيرها.
**تحولات الطاقة:-
يتمتحويل الطاقة الكهربية إلى صور أخري من الطاقة، حسب طبيعة الجهازالمستخدم، فمثلا( المصباح الكهربي يحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية)،المكواة الكهربية تحول( الطاقة الكهربية إلى طاقة حرارية) ... إلخ وتعتبرالطاقة الكهربية من الطاقات النظيفة ، لأن ليس لها تأثير ملوث على البيئة.
طرق توليد التيار الكهربي
يمكن توليد التيار الكهربي بطريقتين
توليد التيار الكهربي من التفاعلات الكيميائية
أولا (1)- التفاعلات الكيميائية0 (2)- المولدات الكهربية0
كيفية توليد التيار الكهربي من التفاعلات الكيميائية
نشاطالعبتالصدفة دوراً كبيراً اكتشاف مصدر للتيار الكهربي، فعندما كان العالمالإيطالي (جلفاني) يقوم بتشريح ضفدعة حدث تلامس بين المشرط المعدني ودبوستثبيت رجل الضفدعة من معدن آخر ، فارتعشت رجل الضفدعة بشدة وكان تفسيرهغير صحيح (أن جسم الضفدعة يحتوي على كهربية) وبعد حوالي 20 سنة توصلالعالم الإيطالي( فولتا) إلى أن سبب تولد الكهربية في جسم الضفدعة يرجعإلى وجود معدنين مختلفين ( مادتي المشرط ودبوس التثبيت) بينهما سائلكيميائي موصل للكهرباء ( السائل الوجود بجسم الضفدعة ) واستغل هذه الفكرةفيما بعد في توليد التيار الكهربي0
الخطوات:- 1 ضع كمية من حمض الكبريتيك المخفف في إناء زجاجي
2-اغمس لوحين معدنيين من الخارصين ( الزنك) ، والآخر من النحاس في الإناء ( دون أنيتلامسا)0
3- صل اللوحين من الخارج بسلك نحاسي موصل به( مصباح أو جلفانومتر )
الملاحظة:-
1) إضاءة المصباح لفترة ( مما يدل على توليد تيار كهربي)
2) تولد فقاعات غازية على سطح لوح النحاس ، ( مما يدل على
حدوث تفاعل كيميائي)
الاستنتاج:-
يمكن توليد تيار كهربي من طاقة التفاعلات الكيميائية وبهذه الطريقة نكون قد صممنا عموداً كهربيا
بسيطا ينتج تيارا كهربيا مستمراً0
ويمكن توليد التيار بهذا الشكل عن طريق الأعمدة الكهربية وسنستعرض منها الاتى:-
(1)- العمود البسيط
**فكرة علمه: (تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية)
تركيبه: إناء زجاجي يحتوي على حمض الكبريتيك المخفف يعمل
كإلكتروليت ويغمس فيه الاتى:-
1- لوح من النحاس يعمل كقطب موجب0
2- لوح من الخارصين ( الزنك) يعمل كقطب سالب0
كيفية توليد التيار الكهربي داخل العمود البسيط:-
1- يتأين حمض الكبريتيك المخفف إلى أيونات هيدروجين موجبة وأيونات كبريتات سالية
H2SO4 2H++SO4- -
2- يتأكسد الخارصين عند تفاعله مع الحمض وتتولد الشحنات السالبة (الإلكترونات ) على لوح الخارصين ليعمل كقطب سالب.
Zn أكسدة Zn+++2e –
3-يختزل أيونات الهيدروجين الموجبة والناتجة من تأين الحمض مكونة فقاعات منغاز الهيدروجين على لوح النحاس( الذي لا يتفاعل مع الحمض ) ليعمل كقطب موجب
2H++2e- اختزال H2
وعندتوصيل لوح الخارصين(-) بلوح النحاس (+) بواسطة سلك معدني ، تسري الشحناتالسالبة ( الإلكترونات) من لوح الخارصين إلى لوح النحاس عبر السلك ، مكونةما يسمي بالتيار الكهربي
**ملحوظة:- يتضح مما سبق أن التيار الكهربي المتولد من العمود البسيط ينشأ نتيجة تفاعل أكسدة واختزال
*أكسدة الخارصين إلى أيونات الخارصين الموجبة0
*اختزال أيونات الهيدروجين الموجبة إلى غاز الهيدروجين0
عيوب العمود البسيط
الاستقطاب
التفاعل الموضعي
صعوبة نقلة وحملة
وسنستعرض عيوب العمود البسيط من خلال المقارنة التالية:-
المقارنة
الاستقطاب
التفاعل الموضعي
صعوبة نقله وحملة
السبب
تراكم فقاعات الهيدروجين على لوح النحاس(+) في العمود البسيط0
تكونأعمدة كهربية صغيرة بين الخارصين والشوائب الموجودة مثل الحديد وينتج عنهاتيارات كهربية تعاكس اتجاه التيار الأصلي وتسمي بالتيارات الموضعية
1) الإناء الزجاجي معرض للكسر
2) احتوائه على حمض الكبريتيك معرض للانسكاب
ضرره
ضعف شدة التيار الكهربي الناتج تدريجيا حتى ينعدم نتيجة عزل لوح النحاس عن الحمض0
1) سرعة تأكل لوح الخارصين0
2) ضعف التيار الكهربي الأصلي نتيجة تولد التيارات الموضعية0
- كسر الاناء0
- انسكاب الحمض0
علاجه
يدويا: يمسح لوح النحاس من آن لآخر لإزالة فقاعات غاز الهيدروجين
كيميائيا: بإضافة مادة تتفاعل معه الهيدروجين فور تولده مثل ثاني أكسيد المنجنيز0
بملغمة لوح الخارصين (تغطية لوح الخارصين بطبقة رقيقة من الزئبق لعزل الشوائب عن الحمض بينما يظل الخارصين ملامسا له)
(2)- العمود الجاف
سبب التسمية:- تسمي الأعمدة الحافة بهذا الاسم لعدم احتوائها على سوائل0
المميزات:- (1)- لا تحتوي على سوائل0
(2)- سهل نقلها وتداولها0
توليد التيار الكهربي من المولدات الكهربية
ثانيا (3)- التيار الكهربي المتولد منها يدوم لفترة أطول مقارنة بالعمود البسيط0
المولد الكهربي ( الدينامو )
كيفية تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية
نشاطافكرة عمله : (تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية)0
** الخطوات:-
1- حرك سلك نحاسي سميك متصل بجلفانو متر حساس عموديا من أعلى لأسفل بسرعة بين قطبي
مغناطيس على شكل حدوة حصان0
**الملاحظة:- انحراف مؤشر الجلفانومتر في اتجاه معين0
2- حرك نفس السلك عموديا من أسفل لأعلي وبسرعة بين قطبي نفس المغناطيس0
**الملاحظة:- انحراف مؤشر الجلفانو متر في الاتجاه العكسي0
3- ثبت السلك وحرك المغناطيس لأعلي ثم لأسفل0
**الملاحظة:- انحراف مؤشر الجلفانومتر في كلا الاتجاهين0
4- ثبت كلا من السلك والمغناطيس بدون حركة0
**الملاحظة:- عدم انحراف مؤشر الجلفانو متر.
**الاستنتاج العام:-
(1)- يتولد تيار كهربي في السلك( نتيجة قطع خطوط المجال المغناطيسي) عند:-
*تحريك السلك عموديا بين قطبي مغناطيس0
*تحريك مغناطيس حول السلك0
(2)- يتوقف اتجاه التيار الكهربي على كل من:-
*اتجاه حركة السلك بين قطبي المغناطيس0
*اتجاه حركة المغناطيس حول السلك0
(3)- انعدام حركة السلك أو المغناطيس يتبعه انعدام التيار الكهربي
**تركيب المولد الكهربي( الدينامو):-
يتركب كما بالشكل المقابل
**ملحوظة:- تستمد طاقة الحركة التي تستخدم في المولدات
الكهربية من عدة مصادر للطاقة منها الطاقة الناشئة عن
- سقوط المياه من المرتفعات كما في الشلالات0
- اندفاع المياه من فتحات السدود مثل السد العالي0
- بخار الماء في محطات القوي الكهربية0
وتعملالطاقة الحركية ( المستمدة من المصادر السابقة) على إدارة التوربينات ،والتي تعمل بدورها على إدارة ملف الدينامو بين قطبي المغناطيس فيتولدالتيار الكهربي .
التيار المتردد والتيار المستمر
*التيار المستمر:- (تيار موحد الاتجاه وثابت الشدة) وهو ينتج من الأعمدة الكهربية(البسيط-الجاف)0
*التيار المتردد:- (تيار متغير الاتجاه والشدة) وهو ينتج من المولدات الكهربية(الدينامو)0
مقارنة بين التيار المستمر والتيار المتردد
التيار المستمر
التيار المتردد
1) موحد الاتجاه وثابت الشدة0
2) يتولد من الأعمدة الكهربية0
3) لا يمكن تحويله إلى تيار متردد0
4) لا يمكن نقله لمسافات بعيدة0
5) يستخدم في عمليات الطلاء والتحليل الكهربي0
1) متغير الاتجاه والشدة0
2) يتولد من المولدات الكهربية0
3) يمكن تحوله إلى تيار مستمر0
4) يمكن نقله لمسافات بعيدة عبر الأسلاك0
5) يستخدم في الإضاءة وتشغيل الآلات الكهربية0
مقارنة بين الأعمدة الكهربية والمولدات الكهربية المتردد
وجه المقارنة
الأعمدة الكهربية
المولدات الكهربية
فكرة العمل
تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية
التيار الكهربي الناتج منها
تيار مستمر
تيار متردد
الدرس الثاني:- القياسات الكهربية
**القياسات الكهربية:-(هىبعض الكميات الفيزيائية والأجهزة والوحدات المستخدمة فى قياس الكهرباءالتيارية)0
الكميات الكهربية
(1)- فرق الجهد
(2)- شدة التيار
(3)- المقاومة الكهربية
فرق الجهد(جـ)
(1)
لبيان مفهومي الجهد وفرق الجهد يلزم التعرف أولا على سبب وكيفية انتقال الكهربية عبر الموصلات:-
كيفية انتقال الكهربية عبر الموصلات
نشاطا
**الخطوات:-
1-ضع كمية من الماء في الجهاز المبين بالشكل بحيث يكون سطح
الماء في الأنبوبة الرأسية (أ) أعلى منه في الأنبوبة الرأسية (ب)
2-افتح الصنبور (ص) ليسمح للماء بالتدفق في الأنبوبة الأفقية 0
**الملاحظة :-
1- تناقص ارتفاع الماء في الأنبوبة الرأسية (أ) وزيادة ارتفاعه في الأنبوبة (ب)0
2- توقف انتقال الماء عند تساوي سطحه في الأنبوبتين0
**الاستنتاج:-
1- اختلاف الضغط من نقطة إلى أخري على طول الأنبوبة الأفقية0
2- تتوقف شدة سريان الماء في الأنبوبة على مقدار الفرق في الضغط بين طرفيها0
وبنفس الكيفية
إذا وصل موصلان (A) ، (B) مشحونان بشحنة كهربية ( ولتكن شحنة موجبة)
عن طريق سلك توصيل فإن الشحنات سوف تنتقل من الموصل (A) ذي الضغط
الكهربي الأعلى إلى الموصل ( B) ذي الضغط الكهربي الأقل.
*النتيجة:- مرور تيار كهربي تتوقف شدته على كمية الشحنة الكهربية المارة عبر مقطع السلك في الثانية الواحدة
* ويتوقف انتقال الشحنات الكهربية من الموصل ( A) إلى الموصل (B) عندما يتساوى ضغطهما الكهربي
وباستبدال مصطلح الضغط الكهربي بمصطلح الجهد الكهربي فإنه يمكن القول أن0
*انتقال الشحنات الكهربية ( التيار الكهربي ) من موصل لآخر يتوقف على وجود فرق في الجهد بينهما
حيث تنتقل الشحنات الكهربية من الموصل الأعلى جهدا إلى الموصل الأقل جهدا0
*ملحوظة:- لا يسرى التيار الكهربي بين موصلين إذ1 كان جهدهما الكهربي متساوٍ( فرق الجهد بينهما = صفر)
هو الحالة الكهربية للموصل التى تبين إتجاه إنتقال التيار الكهربى منه أو إليه عند توصيله بموصل آخر
الجهد الكهربى لموصل
فرق الجهد(جـ) =
الشعل المبذول ( شغ)
كمية الكهربية (ك)
هو مقدار الشغل المبذول لنقل كمية من الكهربية مقدارها (1) كولوم خلال هذا الموصل.
فرق الجهد الكهربى
**الصورة الرياضية لفرق الجهد:-
*وحدات القياس:- فرق الجهد "الفولت"
الفولت =
الجول
الكولوم - الشغل بوحدة "الجول"
- كمية الكهربية "الكولوم"
هو فرق الجهد بين طرفى موصل عندما يبذل شغلاً مقدارها (1) جول لنقل كمية من الكهربية مقدارها (1) كولوم بين طرفى موصل0
الفولت
مثال
الحل
إذا كان مقدار الشغل المبذول لنقل شحنة كهربية مقدارها 0.1 كولوم بين نقطتين
يساوى 22 جول احسب فرق الجهد بين النقطتين0
فرق الجهد (ج) =
الشعل المبذول ( شغ)
كمية الكهربية (ك)
القوة الدافعة الكهربية
22
0.1
فرق الجهد =
الشعل المبذول ( شغ)
كميةالكهربية (ك) =220فولت0
يعملالمصدر الكهربي ( العمود أو البطارية) كمضخة تضخ الكهرباء في الدوائرالكهربية وتسمي قدرة المصدر الكهربي على ضخ الكهرباء بالقوة الدافعةالكهربية0
هى الفرق فى الجهد بين قطبى المصدر فى حالة عدم مرور تيار كهربى فى الدائرة (الدائرة مفتوحة) وتقاس "بالفولت".
القوة الدافعة الكهربية ( ق.د.ك)
الدائرة الكهربية البسيطة
تتكون الدائرة الكهربية البسيطة من الاتى:-
1- مصدر كهربي ( بطارية):- يضخ التيار الكهربى0
2- أسلاك توصيل :- توصيل التيار بين أجزاء الدائرة0
3- مفتاح:- فتح وغلق الدائرة0
**ملحوظة:- لا يمر التيار في الدائرة الكهربية إلا عندما تكون جميع أجزائها متصلة معا ( مغلقة)0
v**قياس فرق الجهد والقوة الدافعة الكهربية:-
الفولتميتر يقاس فرق الجهد بين و(ق0د0ك) لمصدر كهربى بجهاز الفولتميتر ويرمز له بالرمز
جهازيستخدم لقياس فرق الجهد بين نقطتين فى دائرة كهربية وقياس القوة الدافعةالكهربية لمصدر كهربى. *التوصيل فى الدوائر الكهربية:- يوصل الفولتميتر فىالدائرة على التوازى حيث يتخذ التيار المار مسارين
مختلفين إحداهما فى الموصل والآخر فى الفولتميتر.
شدة التيار الكهربى(ت)
(2)
هى كمية الشحنة الكهربية التى تمر عبر مقطع الموصل فى الثانية الواحدة.
شدة التيارالكهربى
نعلم أن التيار ينشأ عن سريان الشحنات الكهربية عبر الموصلات والذى يمكن أن يعرف كالتالي:-
شدة التيار(ت) =
كمية الكهرباء (ك)
الزمن( ز)
*الصورة الرياضية لشدة التيار
الأمبير =
الكولوم
الثانية
*وحدة قياس شدة التيار:- تسمى "الأمبير"
هو شدة التيار الناتج عن مرور كمية من الكهربية قدرها 1 كولوم خلال مقطع من موصل فى الثانية الواحدة
الأمبير
مثال
الحل
*احسب شدة التيار الناتج عن مرور كمية من الكهرباء مقدارها300كولوم لمدة دقيقة
شدة التيار (ت) =
كمية الكهربية (ك)
الزمن(ز)
- = 300/60=5أمبير0
A**قياس شدة التيار الكهربى:-
الأميتر يقاس شدة التيار الكهربى بجهاز الأميتر ويرمز له فى الدوائر الكهربية بالرمز
جهاز قياس شدة التيار. *التوصيل فى الدوائر الكهربية:- يوصل الأميتر فى الدائرة على التوالي
مقارنة بين الأميتر والفولتميتر
وجه المقارنة
الأميتر
الفولتميتر
الاستخدام
شدة التيار
فرق الجهد – القوة الدافعة الكهربية
وحدة القياس
الأمبير أو المللي أمبير
الفولت أو المللي فولت
توصيله في الدائرة الكهربية
على التوالي
على التوازي
الرمز في الدائرة
A
V
المقاومة الكهربية(م)
(3)
هى الممانعة التى يلاقيها التيار الكهربى أثناء مروره فى الموصلات.
المقاومة الكهربية
العواملالتى يتوقف عليها المقاومة الكهربية: 1- طول السلك:- مقاومة السلك تتناسبطرديا مع طوله. 2- مساحة مقطع السلك:- مقاومة السلك تتناسب عكسياً معمساحة مقطعه. 3- نوع مادة السلك:- حيث تختلف مقاومات الأسلاك حسب نوعها0
هو مقاومة موصل يسمح بمرور تيار كهربى شدته (1) أمبير عندما يكون فرق الجهد مقداره( 1 ) فولت.
الأوم* قياس المقاومة الكهربية:-: الجهازالذى يستخدم لقياس مقاومة موصل (الأوميتر). وحدة قياس المقاومة الكهربية:- تسمى "الأوم".
*أنواع المقاومات
(2)- مقاومة متغيرة
(1)- مقاومة ثابتة
ويرمز لها فى الدائرة الكهربية بالرمز ويرمز لها فى الدائرة الكهربية بالرمز
vvvv vvvv
كيفية التحكم في شدة التيار المار في الدائرة
أحيانا في بعض الدوائر يتطلب الأمر تغيير شدة التيار المار وبالتالي فرق الجهد بين طرفيها ويتم ذلك عن طريق ثلاثة عوامل:-
أ) دمج مقاومة متغير ( الريوستات)
*تركيبالريوستات:- يتكون من: * سلك معدنى ذو مقاومة كبيرة ملفوف حول اسطوانة منمادة عازلة. * ساق من النحاس مثبت عليها صفيحة مرنة تسمى "الزالق" تلامس
السلك وتنزلق بطول الاسطوانة.
*استخدام الريوستات:- التحكم في شدة التيار في الدائرة الكهربية وبالتالي في فرق الجهد ويمكن ملاحظة
عمله في الأجهزة التالية:-
1- مفتاح التحكم في الصوت للتلفزيون والراديو0
2- مفتاح السرعات بالمراوح الكهربية0
3 -ذراع جهاز الفيديو جيم0
ب)- توصيل المقاومات الكهربية
هناك طريقتان لتوصل المقاومات الكهربية في الدوائر الكهربية:-
(i)- التوصيل على التوالي:-
تجعل المقاومات كمقاومة واحدة أكثر طولاً وبالتالي قيمــة
المقاومة الكلية تكون كبيرة أكبر من هذه المقاومات المفردة
مما يقلل من شدة التيار الكهربي الكلي المار في الدائــــــرة0
(ii)التوصيل على التوازي:-
تجعل المقاومات كمقاومة واحدة أكثر سمكاً وبالتالي قيمــــــة
المقاومة الكلية تكون صغيرة أصغر من هذه المقاومات المفردة
مما يزيد من شدة التيــــار الكهـربي الكلي المار في الدائــــرة0
جـ)-توصيل الأعمدة الكهربية
سبق دراستها في الصف الثاني وكيفية حساب القوة الدافعة الكهربية وهي نوعان نجملها كالتالي:-
وجه المقارنة
التوصيل علي التوالي
التوصيل علي التوازي
كيفية التوصيل
موجب العمود الأول مع سالب العمود الثاني وموجب الثاني مع سالب الثالث وهكذا0000000000
الأقطاب الموجبة مع بعضها والسالية مع بعضها0
القوة الدافعة الكهربية
مجموع القوة الدافعة للأعمدة0
القوة الدافعة لعمود واحد0
القانون
ق للبطارية = ق1+ق2+ق3
ق للبطارية = ق1 = ق2=ق3
مثال
عند توصيل ثلاثة أعمدة قوة كل عمود 1.5 فولت فإن
ق.د.ك = 1.5+1.5+1.5 =4.5 فولت
عند توصيل ثلاثة أعمدة قوة كل عمود 1.5 فولت فإن
ق.د.ك = 1.5 فولت
الدرس الثالث:- قانون أوم
هو قانون وضعه العالم (جورج سيمون أوم) ويصف العلاقة بين شدة التيار المار في دائرة وفرق الجهد
بين طرفيها0
تجربة لتحقيق قانون أوم
نشاطا
**الخطوات:-
1- كون دائرة كما في الشكل المقابل ونغلق الدائرة بالمفتاح0
2- غير قيمة الريوستات ( عن طريق تحريك الزالق) 0
3- سجل قراءة كل من الأميتر والفولتميتر 0
4- كرر الخطوة السابقة عدة مرات 0
(رابطة تنشأ نتيجة إتحاد ذرتين لعنصرين لا فلزين عن طريق المشاركة بزوج من الالكترونات أواكثر لتكوين رابطة تساهمية)0
(1)- الرابطة التساهمية الاحادية:-
أنواع الروابط التساهمية
تساهمية ثلاثية
تساهمية ثنائية
تساهمية احادية
(رابطة تتم بالمشاركة فى زوج واحد من الإلكترونات حيث تساهم كل ذرة بإلكترون)
مثال (1)- الرابطة فى جزىء الهيدروجين(H2):-
(2)- الرابطة التساهمية الثنائية:-
(رابطة تتم بالمشاركة فى زوجين من الإلكترونات حيث تساهم كل ذرة بالكترونان)0
(1)- الرابطة فى جزىء الأكسجين(O2):-
(1)- الرابطة فى جزىء الأكسجين(O2):-
(3)- الرابطة التساهمية الثلاثية:-
مثال
(رابطة تتم بالمشاركة فى ثلاثة أزوج من الإلكترونات حيث تساهم كل ذرة بثلاث إلكترونات)
مثال (1)- الرابطة فى جزىء النيتروجين(N2):-
خواص المركبات التساهمية
1- التركيب : مواد (صلبة- سائلة- غازية)0
2- درجات الانصهار والغليان:- منخفضة جدا0
3-الذوبان:- تذوب فى المذيبات العضوية مثل البنزين ولا تذوب فى المذيباتالقطبية ( مثل الماء)0 4- التوصيل الكهربى :- مصهور أو محلول المركباتالتساهمية لاتوصل التيار الكهربى 0
*نشاط يوضح عدم قدرة المركبات التساهمية على التوصيل الكهربى*
*مقارنة بين الرابطة الأيونية-التساهمية:-
الرابطة الأيونية
الرابطة التساهمية
تنشأ بين عنصر فلزى وعنصر لا فلزى
تنشأ بين عنصرين لا فلزين
تتم بفقد واكتساب الالكترونات
تتم عن طريق المشاركة بالالكترونات
ليس لها وجود مادي
لها وجود مادي
تتكون نتيجة التجاذب الكهربى بين الايونات
تتكون نتيجة المشاركة بين الذرات
لا تنشأ بين عناصر متماثلة
قد تنشأ بين عناصر متماثلة أو مختلفة
*مقارنة بين خواص المركبات الأيونية-التساهمية:-
المركبات الأيونية
المركبات التساهمية
تنشأ من ارتباط فلز مع لا فلز
تنشأ من ارتباط لا فلز مع لا فلز
معظمها مواد صلبة متبلرة
تكون مواد صلبة-سائلة- غازية
درجة انصهارها وغليانها مرتفعة غالبا
درجة إنصهارها وغليانها منخفضة
تذوب فى المذيبات القطبية مثل الماء
تذوب فى المذيبات العضوية مثل البنزين
محاليلها ومصاهيرها جيد التوصيل للكهرباء
محاليلها ومصاهيرها لاتوصل الكهرباء
مثال/ كلوريد الصوديوم
مثال/ الشمع- الزيت
ثالثا:- الروابط الهيدروجينية
(رابطة تنشأ بين جزيئات بعض المركبات نتيجة للتجاذب الكهربي بين ذرة
الهيدروجين فى جزيء مركب وذرة أخرى فى جزىء مركب آخر )0
* مثال:- الرابطة الهيدروجينية بين جزيئات الماء:-
تحدثالرابطة بين ذرة الهيدروجين فى جزىء ماء وذرة أكسجين فى جزىء ماء آخر ولهاتأثير واضح على خواص الماء وعلى الرغم من ذلك فهى أضعف من الرابطةالتساهمية بين ذرة الهيدروجين وذرة أكسجين فى نفس جزىء الماء0
*النتيجة:-شذوذ خواص الماء وارتفاع درجة غليانه
(الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء)
رابطة هيدروجينيةH H H
O O H
H H
O H O
H H
رابطة تساهمية
الدرس الثالث:- التفاعلات الكيميائية
*مقدمة:-
نعلم أن ارتباط ذرات العناصر ببعضها يكون مادة جديدة تسمى المركب0
*المركب:- (مادة جديدة تنتج من الاتحاد الكيميائي بين ذرات عنصرين أو أكثر ،تختلف خواصها
عن خواص العناصر الداخلة فى تكوينها)0
* تجربة عمليه لإدراك مفهوم التفاعل الكيميائي:-
- نعرض شريط من الماغنسيوم للهب نشاهد اشتعال الماغنسيوم
ويتحول لمسحوق أبيض0
*الاستنتاج:- حدث تفاعل كيميائي بين الماغنسيوم وأكسجين
الهواء وتكونت مادة جديدة وهى أكسيد الماغنسيوم0
*تفسير التفاعل:-
(1)- حدث كسر للرابطة التساهمية الثنائية فى جزىء الأكسجين
وتكون ذرتين أكسجين كالتالي:-
** ** ** **
O* *O* + *O O
** ** ** **
(2)- اتحدت ذرة الأكسجين مع ذرة الماغنسيوم عن طريق الرابطة الأيونية كالتالي:-
2Mg O 2Mg + O2 ويمكن التعبير عن التفاعل السابق بالمعادلة التالية:-
*التفاعل الكيميائي:- (كسر الروابط بين ذرات المتفاعلات وتكوين روابط جديدة بين المواد الناتجة)0
*المعادلة الكيميائية:- (مجموعة من الرموز والصيغ الكيميائية التى تعبر عن المتفاعلات والنواتج
وشروط التفاعل إن وجدت)0
*أساسيات المعادلة الكيميائية:-
(1)- طرف أيسر يكتب فيه المتفاعلات0
(2)- طرف ايمن يكتب فيه النواتج
(3)- سهم:- يربط بين طرفي المعادلة ،يشير لاتجاه التفاعل ،يكتب علية شروط التفاعل إن وجدت
(4)- يجب أن تكون المعادلة موزونة (عدد ذرات المتفاعلات = عدد ذرات النواتج)0
ملاحظات
أنواع التفاعلات الكيميائية
(4)-الإحلال المزدوج
(3)- الإحلال البسيط(الإزاحة)
(2)-الانحلال(التفكك)
(1)- الاتحاد المباشر
(1)-تفاعلات الاتحاد المباشر
A + B AB ((تفاعلات تشترك فيها مادتان أو أكثر لتكوين مركب واحد جديد))
(أ)- اتحد عنصر مع عنصر
1)- الاتحاد المباشر
(ج)-اتحاد مركب مع مركب
(ب)-اتحاد عنصر مع مركب
(أ)-اتحد عنصر مع عنصر
الاستنتاج
الملاحظة
الخطوات
(1)- يتحد الماغنسيوم(فلز) مع الأكسجين(لافلز) اتحاد مباشر
(2)- أكسيد الماغنسيوم (أكسيد فلز) قاعدي
(1)- يشتعل الماغنسيوم ويكون مسحوق أبيض (2)- يتلون المحلول باللون الأزرق
أ(1)-ادخل شريط ماغنسيوم مشتعل فى مخبار به غاز الاكسجين0 (2)-أذب المسحوق فىالماء ثم أضف عليه قطرات من صبغة عباد الشمس البنفسجي
(1)- يتحد الكربون (لافلز) مع الأكسجين(لافلز) اتحاد مباشر
(2)- أكسيد الكربون (أكسيد لا فلز) حمضى
(1)- يشتعل الكربون ويكون مسحوق اسود
(2)- يتلون المحلول باللون الأحمر
ب(1)- أدخل ملعقة احتراق وعليها قطعة فحم(كربون)متقدة فى مخبار به أكسجين
(2)- أذب المسحوق فى الماء ثم أضف عليه قطرات من صبغة عباد الشمس البنفسجي
2Mg O 2Mg + O2
CO2 C+O2
(ب)- اتحد عنصر مع مركب
الاستنتاج
الملاحظة
الخطوات
(1)-يتكون غاز أكسيد النيتريك عديم اللون0
(2)- يتحد أكسيد النيتريك (مركب) مع أكسجين الهواء الجوى(عنصر) مكونا (ثانى أكسيد النيتروجين)0
(1)-تصاعد غاز عديم اللون0
(2)- تتكون أبخرة بنية عند الفوهة0
(1)- أضف حمض النيتريك المخفف إلى خراطة نحاس0
(2)- انزع سدادة الأنبوبة0
(ج)- اتحاد مركب مع مركب
2NO +O2 2NO2
الاستنتاج
الملاحظة
الخطوات
(1)- اتحد غاز النشادر(مركب) مع غاز كلوريد الهيدروجين (مركب) وتكونت سحب بيضاء من كلوريد الامونيوم0
(1)-تكون سحب بيضاء عند فوهة الأنبوبة0
(1)- قرب ساق زجاجية مبللة بالنشادر من فوهة أنبوبة بها حمض هيدروكلوريك مركز0
(2)-تفاعلات الانحلال(التفكك)
NH3+HCl NH4Cl
طاقة
AB A + B (هي تفاعلات تتفكك فيها جزيئات بعض المركبات إلى جزيئات عناصر أو مركبات أبسط)
(أ)- الانحلال الحراري
2)- تفاعلات الانحلال
(ب)-الانحلال الكهربى
(أ)-الانحلال الحراري
(هي تفاعلات تتفكك فيها جزيئات بعض المركبات إلى جزيئات عناصر أو مركباتأبسط عند تسخينها إلى درجة حرارة معينة) وسنعطى عدة أمثلة توضيحيةكالتالي:-
**نشاط:- (1)- كون تجربة تتكون من الأنابيب التالية مع ترقيمها كالتالي:-
(6)
(6)
(5)
(4)
(3)
(2)
(1)
(2)- سخن الأنابيب الستة مع تعريض شظية متقدة لفوهة الأنبوبة ودون ملاحظاتك واستنتاجاتك
الاستنتاج
المشاهدة
ينحل أكسيد الزئبق الأحمر ويعطى زئبق (فضي)وغاز الأكسجين0
فى الأنبوبة الاولىينحل أكسيد الزئبق الأحمر ويعطى لون فضي ويتصاعد غاز يزيد الشظية اشتعالا0
ينحل هيدروكسيد النحاس الأزرق ويعطى أكسيد نحاس (أسود) ويتصاعد بخار الماء0
فى الأنبوبة الثانية ينحل هيدروكسيد النحاس الأزرق ويعطى لون أسود ويتصاعد بخار الماء0
تنحل كربونات النحاس الخضراء وتعطى أكسيد نحاس (أسود ) ويتصاعد غاز ثانى أكسيد الكربون الذي يطفىء الشظية0
فى الأنبوبة الثالثة تنحل كربونات النحاس الخضراء وتعطى لون أسود ويتصاعد غاز يطفىء الشظية0
تنحل كبريتات النحاس الزرقاء وتعطى أكسيد نحاس (أسود) ويتصاعد غاز ثالث أكسيد الكبريت0
فى الأنبوبة الرابعة تنحل كبريتات النحاس الزرقاء وتعطى لون أسود ويتصاعد غاز0
تنحل نترات النحاس البيضاء وتعطى نيتريت نحاس ذات اللون (الأبيض المصفر) ويتصاعد غاز الأكسجين الذي يزيد اشتعال الشظية0
فى الأنبوبة الخامسة تنحل نترات الصوديوم البيضاء وتعطى لون أبيض مصفر ويتصاعد غاز يزيد الشظية اشتعالا0
تنحلنترات النحاس الزرقاء ويعطى أكسيد النحاس ذو اللون (الأسود) ويتصاعدغازالاكسجين الذي يزيد الشظية اشتعال وكذلك غاز ثانى أكسيد النيتروجين ذواللون البني المحمر0
فى الأنبوبة السادسة تنحل نترات النحاس الزرقاء وتعطى لون أسود ويتصاعد غاز يزيد الشظية اشتعال وكذلك غاز بنى محمر0
2HgO 2Hg + O2
أكسيد الفلز فلز + أكسجين**ا لاستنتاج العام والمعادلات**
(1)-
هيدروكسيد الفلز أكسيد فلز+بخار ماء
CU(OH)2 CUO + H2O
(2)-
CUCO3 CUO + CO2
كربونات الفلز أكسيد فلز + ثانى أكسيد الكربون(3)-
CUSO4 CUO + SO3
كبريتات الفلز أكسيد فلز + ثالث أكسيد الكبريت(4)-
*ملحوظة:- غاز ثالث أكسيد الكبريت شره للذوبان فى بخار الماء لذا فانهيتفاعل مع بخار الماء فى الهواء مكونا حمض كبريتيك قد يضر بالايدى أوالعين أو الجهاز التنفسي لذا يجب حفظه فى أوعية محكمة الغلق000علل؟
2NaNO3 2NaNO2 + O2
نترات الفلزات القلوية نيتريت فلز + أكسجين
(5)-
*ملحوظة:- نترات الصوديوم تسمى نترات الفلزات القلوية لأنها نترات لأحد عناصر الاقلاء(الصوديوم)0
2CU(NO3)2 2CUO + 4NO2 + O2
نترات الفلزات الثقيلة أكسيد فلز + أكسجين + ثانى أكسيد النيتروجين
(6)-
* ملاحظات:- (1)- نترات الفلزات الثقيلة مثل (النحاس – الرصاص – الزئبق) لا تذوب فى الماء0
(2)- غاز الأكسجين الناتج فى المعادلة الأخيرة يكون غير نقى لأنه مختلطا بثاني أكسيد النيتروجين0
(ب)- الانحلال بالكهرباء
(هيتفاعلات تتفكك فيها جزيئات بعض المركبات إلى عناصرها الأولية عند مرورالتيار الكهربى فى محاليلها أو مصاهيرها وتعرف هذه المواد بالموادالالكتروليتية)0
**المواد الالكتروليتية:- }المادة التى تذوب فى الماء وتتفكك فيه إلى أيونات موجبة (+)
وأيونات سالبة(-) {
لإجراء التحليل الكهربى يستخدم جهاز (فولتا متر هوفمان) وهو يتركب كما بالشكل ابل
من إناء زجاجي الفتحة الوسطى يوضع بها المادة المراد تحليلها كهربيا
(الالكتروليت)والأنبوبتان الجانبيتان مدرجتان ويغلقان بصنبور ومتصلتان بساريتان
من الكربون ويمثلان:-
(أ)- المصعد ويتصل بالقطب الموجب للبطارية0
(ب)- المهبط:- ويتصل بالقطب السالب للبطارية0
التحليل الكهربى للماء :-
(1)- ضع بالجهاز ماء محمض بحمض الكبريتيك المخفف ثم اغلق الصنبورين0
(2)- أغلق الدائرة الكهربية ومرر التيار لمدة(20)دقيقة0
(3)- قس حجم الغازين المتصاعدين عند فرعى الجهاز0
(4)- قرب شظية متقدة إلى كل من الغازين المتصاعدين0
*الملاحظة:-
(أ)- حجم الغاز المتصاعد عند المهبط ضعف حجم الغاز المتصاعد عند المصعد اى بنسبة(1:2)0
(ب)- الغاز المتصاعد عند المصعد يزيد الشظية اشتعالا (الأكسجين)0
والغاز المتصاعد عند المهبط يشتعل بلهب أزرق وفرقعة(الهيدروجين)0
*الاستنتاج:-
ينحل الماء المحمض كهربيا إلى غازى الهيدروجين والأكسجين بنسبة(1:2)حجما على الترتيب0
2H2O 2H2 + O2
حمض كبريتيك مخفف
تحليل كهربى2
* ملحوظة:- الماء النقي لا يوصل التيار الكهربى لان روا بطة تساهمية لذا عند تحليلة يجب
إضافة حمض أو قاعدة أو ملح ليصبح موصل للكهرباء0
*أهمية التحليل الكهربى:-
(1)- الحصول على العناصر من مركباتها(الأكسجين والهيدروجين من الماء )0
(2)- طلاء المعادن الرخيصة بمعادن نفيسة (طلاء ملعقة من الحديد بالذهب)0
(3)- تحضير بعض المعادن (الالومنيوم من خاماته(البوكسيت) – الصوديوم من (كلوريد
(3)-تفاعلات الإحلال البسيط (الإزاحة) الصوديوم)0
A + BC AC + B(هي تفاعلات يتم فيها إحلال عنصر أكثر نشاطا محل عنصر آخر أقل نشاطا فى محاليل أملاحة)0
(1)- أن يحل عنصر أكثر نشاطا محل الأقل نشاطا فى محاليل أملاحة0
(2)- العنصر الذي سيحل لابد وان يسبق العنصر الآخر فى متسلسلة النشاط الكيميائى0
شروط الإحلال
*متسلسلة النشاط الكيميائي:- ( ترتيب العناصر الفلزية ترتيبا تنازليا حسب درجة نشاطها الكيميائي)0
(3)- تفاعلات الإحلال البسيط
(ب)-إحلال فلز محل هيدروجين الأحماض المخففة
(أ)-إحلال فلز محل فلز آخر فى احد محاليل أملاحة
(أ)- إحلال فلز محل هيدروجين
الأحماض المخففة
*نشاط:- كون تجربة كما بالشكل التالي ورقم أنابيب الاختبار كما بالجدول 0
(1)
(2)
(3)
(أ)- إحلال فلز محل هيدروجين
الأحماض المخففة
المشاهدة
الاستنتاج
-الأنبوبة الأولى يحدث تفاعل0
-الأنبوبة الثانية يحدث تفاعل
-الأنبوبة الثالثة لا يحدث تفاعل
-الخارصين يسبق الهيدروجين فيحل محلة
-الحديد يسبق الهيدروجين فيحل محلة
-النحاس يلي الهيدروجين فلا يحل محلة
*ملحوظة:- التفاعل فى حالة الخارصين أسرع كما أن سرعة تصاعد الغازات
أسرع لان الخارصين فى وضع متقدم عن الحديد فى المتسلسلة
كما يتضح من الشكل المقابل0
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
مخفف
الأنبوبة الأولى
مخفف
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2الأنبوبة الثانية
لايحدث تفاعل Cu + H2SO4
الأنبوبة الثالثة
(أ)- إحلال فلز محل فلز آخر فى
أحد محاليل أملاحة
فى هذا النوع من التفاعلات تحل الفلزات الأكثر نشاطا(المتقدمة فىالمتسلسلة) محل فلزات أخرى اقل منها نشاطا وتليها فى المتسلسلة ويخرجالفلز الضعيف على هيئة راسب وكلما زاد التباعد كان الإحلال أسرع0
*نشاط:- كون تجربة كما بالشكل التالي ورقم أنابب الاختبار كما بالجدول0
(1)
(2)
(3)
(4)
المشاهدة
الاستنتاج
-الأنبوبة الأولى يحدث تفاعل وتترسب ماده حمراء ويزول لون كبريتات النحاس الزرقاء0
-الأنبوبة الثانية يحدث تفاعل وتترسب ماده حمراء ويزول لون كبريتات النحاس الزرقاء0
-الأنبوبة الثالثة يحدث تفاعل وتترسب مادة بنية
-الأنبوبة الرابعة لايحدث تفاعل0
-الماغنسيوم يسبق النحاس فيحل محلة0
-الخارصين يسبق النحاس فيحل محلة0
-الماغنسيوم يسبق الخارصين فيحل محلة0
-النحاس يلي الخارصين فلا يحل محلة0
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
الأنبوبة الأولى
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
الأنبوبة الثانية
Mg + Zn SO4 MgSO4 + Zn
الأنبوبة الثالثة
لايحدث تفاعل Cu + ZnSO4
الأنبوبة الرابعة
(4)-تفاعلات الإحلال المزدوج
AB+ CD AD + BC(هى تفاعلات تتم بين شقى (أيونى) مركبين لانتاج مركبين جديدين(أى تتضمن تبادل مواد أيونية دون انتقال إلكترونات)
وتنقسم تفاعلات الاحلال المزدوج لعدة أمواع كما يتضح فى المخطط التالى :-
(4)-تفاعلات الإحلال المزدوج
(ج)- محاليل الأملاح مع بعضها
(ب)- الأحماض مع الأملاح
(أ)-التعـــــــــــــادل
(أ)- تفاعلات الأحماض مع القلويات(التعادل)
يتفاعل الحمض مع القلوي لتكوين ملح وماء (سبق درا ستة)0
(ب)- تفاعلات الأحماض مع الأملاح
للتعرف على هذا النوع من التفاعلات يجرى النشاط التالى:-
الخطوات
المشاهدة
الاستنتاج
التجربة
(1)- أضف حمض الهيدروكلوريك المخفف إلى ملح بيكربونات الصوديوم ثم مرر الغاز الناتج فى أنبوبة بها ماء جير رائق0
حدوث فوران وتصاعد غاز ثانى أكسيد الكربون الذى يعكر ماء الجير الرائق0
تتوقف نواتج تفاعل
الأحماض مع الأملاح
على كلا من الحمض
والملح انظر المعادلات
الاتية0
(2)- أضف حمض الكبريتيك المركز الساخن إلى ملح الطعام فى أنبوبة أختبار0 وعرض الغاز الناتج لساق مبللة بمحلول النشادر0
تكون غاز يكون سحب بيضاء عند تعرضة للساق المبللة بالنشادر0
تتوقف نواتج تفاعل
الأحماض مع الأملاح
على كلا من الحمض
والملح انظر المعادلات
الاتية0
Na2CO3 + 2HCL 2NaCI + H2CO3
*تجربة(1)-
*ملحوظة:-حمض الكربونيك (H2CO3)حمض ضعيف يتفكك فى درجة حرارة الغرفة إلى (H2O +CO2) لذا من الممكن التعبير عن المعادلة السابق كالتالي:-
Na2CO3 + 2HCL 2NaCI + H2O +CO2
Na2SO4 + 2HCl مركز 2NaCl + H2SO4
*تجربة (2)-
(ب)- تفاعلات محاليل الأملاح مع بعضها
عندتفاعل محاليل ملحين مع بعضهما يتكون ملحان جديدان يختلفان فى درجةذوبانهما فيترسب أحدهما وللتعرف على هذا النوع من التفاعلات يجرى النشاطالتالى:-
الخطوات
المشاهدة
الاستنتاج
التجربة
(1)- فى الأنبوبة الأولى يوضع محلول كلوريد الصوديوم وعليها قطرات من محلول نترات الفضة0
يتكون راسب أبيض0
يتكون راسب أبيض من كلوريد الفضة لا يذوب فى الماء
(2)- فى الأنبوبة الثانية يوضع محلول كبريتات النحاس وعليها قطرات من نترات الباريوم0
يتكون راسب أبيض0
يتكون راسب أبيض من كبريتات البار يوم لايذوب فى الماء
(3)- فى الأنبوبة الثالثة يوضع محلول كبريتات النحاس وعليها قطرات من محلول كبريتيد الصوديوم
يتكون راسب أسود0
يتكون راسب أسود من كبريتيد النحاس لايذوب فى الماء
NaCl + Ag NO3 NaNO3 + AgCl *تجربة(1)-
CuSO4 + Ba(NO3)2 Cu(NO3)2 + BaSO4
*تجربة (2)-
CuSO4 + Na2S Na2SO4 + CuS
*تجربة (3)-
حديث قدسي
((ياابن آدم إنك مادعوتني ورجوتني إلا غفرت لك على ماكان منك ولا أبالي ،ياابن آدم لو بلغت ذنوبك عنان السماء ثم استغفرتني غفرت لك ياابن آدم إنكلو أتيتني بقراب الأرض خطايا ثم لقيتني لا تشرك بي شيئاً لأتيتك بقرابهامغفرة ))
الدرس الرابع:- الأكسجين
أهمية واستخدامات غاز الأكسجين
(1)- ضروري لتنفس جميع الكائنات الحية0
(2)- ضروري لاحتراق جميع أنواع الوقود
(3)- ضروري لاحتراق الغذاء داخل الجسم0
(5)- المكون الرئيسى لغاز الأوزون(O3)المكون لطبقة الأوزون والتى تحمينا من الأشعة الفوق بنفسجية
الضارة بالكائنات الحية0
(4)- يعبأ تحت ضغط شديد فى اسطوانات من الحديد وتستخدم فى:-
( المستشفيات لمرضى الربو والعمليات والرعاية المركزة- عمليات قطع ولحام المعادن ويخرج منه
حرارة3500 5م- الغوص تحت الماء – الصعود فى الفضاء- متسلقي الجبال ومن يقومون باستخدام
الطائرات يكون لديهم إمدادات إضافية من الأكسجين )
وجود الأكسجين فى الطبيعة
من أكثر العناصر إنتشارا على سطح الأرض فهو يشكل:-
(1)- 89% من وزن الماء0
(2)- 21% من حجم الهواء الجوى ،23% من الوزن0
(3)- تختلف نسبة فى الصخور حيث يمثل:-
(أ)- 48% من كتلة كربونات الكالسيوم التى تكون الحجر الجيرى والرخام0
(ب)- 53% من كتلة مركبات السيلكا التى تكون الحجر الصوان والكوارتز والرمل0
* ملحوظة:- تبقى نسبة الأكسجين ثابتة فى الهواء الجوى رغم أنه يستهلك فى عمليات التنفس والاحتراق
لان هذا النقص يعوض من خلال عملية البناء الضوئي التى يقوم بها النبات حيث يأخذ غاز
(ثانى أكسيد الكربون) ويخرج (الأكسجين)0
*أهم المركبات الغنية بالأكسجين:-
(1)- أكاسيد العناصر:- مثل (أكسيد الزئبق - فوق أكسيد الهيدروجين00000الخ)0
(2)- الأملاح:- مثل (الكربونات – البيكربونات – النترات – الكبريتات0000الخ)0
تحضير غاز الأكسجين فى المعمل
- يحضر غاز الأكسجين معمليا من انحلال فوق أكسيد الهيدروجين فى وجود ثانى أكسيد المنجنيز0
* الخطوات:-
(1)- نكون جهاز كما بالشكل التالى مع ملاحظة أن يكون المخبار المنكس مملؤ بالماء تماما قبل بدء التجربة0
(2)- نضع فى الدورق ثانى أكسيد المنجنيز (MnO2) وفى القمع فوق أكسيد الهيدروجين(H2O2)0
(3)- نفتح الصنبور حتى يسقط فوق أكسيد الهيدروجين على ثانى أكسيد المنجنيز
(4)- نفحص مكونات الدورق بعد تمام التجربة0
* الملاحظة:-
(1)- تصاعد فقاعات غازا لأكسجين فى المخبار تزيح الماء لأسفل0
(2)- يبقى مسحوق ثانى أكسيد المنجنيز كما هو فى الدورق ولا يحدث له أي تغير0
* ملحوظة:- ثانى أكسيد المنجنيز تبقى كما هو بالدورق ولم يحدث له تغير ولذا فهو(عامل مساعد)0
*العامل المساعد:- (مادة تزيد من سرعة التفاعل الكيميائي ،دون أن تشترك فيه وبالتالي لا يتغير وزنها أو خواصها)0
- يجمع الغاز المتصاعد فى المخبار ويجرى علية التجارب للتعرف على خواصة0
* معادلة التفاعل:-
*خواص غاز الأكسجين:-
من خلال التجارب يمكن حصر خواص الأكسجين كالتالي:-
(1)- غاز عديم اللون والطعم والرائحة0
(2)- متعادل التأثير على ورقتي عباد الشمس (الحمراء – الزرقاء)0
(3)- لا يشتعل ولكن يساعد على الاشتعال0
(4)- شحيح الذوبان فى الماء، يذوب فى هيدروكسيد الصوديوم0
(5)- أثقل من الهواء ،كثافته بالنسبة للهواء(53و1 : 1)0
(6)-لا يعكر ماء الجير0
(7)- يتحد اتحاد مباشر مع معظم العناصر0
(1)- يجمع الأكسجين بإزاحة الماء لأسفل لان شحيح الذوبان فى الماء وأقل منه كثافة 0
(2)- لا يجمع الأكسجين أثناء تحضيرة بإزاحة الهواء لأنه أثقل منه0
(3)- يتحد الأكسجين اتحاد مباشر مع معظم العناصر ماعدا( الفلور-البروم-الذهب-الفضة-البلاتين-
الغازات الخاملة)0
(4)- اتحاد غاز الأكسجين بالعناصر والمركبات غالبا طارد للحرارة0
ملاحظات
الأكسدة والاختزال
عمليتان ارتبطتا قديما بغاز الأكسجين وهما عمليتان متلازمتان تحدثان فى وقت واحد ولها مفهومان وهما
الأكسدة والاختزال
(ب)- حسب المفهوم الاكترونى(الحديث)
(أ)- حسب المفهوم التقليدي(القديم)
(أ)- الأكسدة والاختزال حسب المفهوم التقليدي(القديم)
يمكن فهم عملية الأكسدة والاختزال حسب المفهوم التقليدي بدراسة التفاعل الكيميائي التالى:-
مثال*تفاعل أكسيد النحاس الساخن مع غاز الهيدروجين الجاف*
*فى التفاعل السابق نلاحظ الاتى :-
- الهيدروجين ينتزع الأكسجين من أكسيد النحاس الأسود مكونا بخار ماء0
- يتحول أكسيد النحاس الأسود إلى أكسيد النحاس الاحمر0ولذا يلاحظ هنا فى هذا التفاعل:-
(1) تأكسد الهيدروجين باتحاده بأكسجين أكسيد النحاس متحولا إلى بخار ماء0
(2) اختزال النحاس بانتزاع الأكسجين منه متحولا إلى عنصر النحاس0
(3) الهيدروجين عامل مختزل ،لأنه انتزع الأكسجين من أكسيد النحاس0
(4) أكسيد النحاس عامل مؤكسد ، لأنه منح الأكسجين الهيدروجين0
* الأكسدة:-(عملية كيميائية تؤدى إلى زيادة نسبة الأكسجين فى المادة ،أو نقص نسبة الهيدروجين فيها)0
*الاختزال:-(عملية كيميائية تؤدى إلى نقص نسب الأكسجين فى المادة،أو زيادة نسبة الهيدروجين فيها)0
*العامل المؤكسد:- (المادة التى تمنح الأكسجين أو تنزع الهيدروجين)0
*العامل المختزل:- ( المادة التى تنزع الأكسجين أو تمنح الهيدروجين)0
(ب)- الأكسدة والاختزال حسب المفهوم الاكترونى(الحديث)
قدمت النظرية الالكترونية الحديثة مفهوما أدق للأكسدة والاختزال حيث أن هناك تفاعلات أكسدة واختزال لا تتضمن أكسجين أو هيدروجين 0
مثال *تفاعل اتحاد الصوديوم مع غاز الكلور*
فى التفاعل السابق:-
- يتأكسد الصوديوم بفقد إلكترون متحولا إلى ايون صوديوم موجب
- يختزل الكلور باكتساب نفس الإلكترون الذى فقده الصوديوم متحولا إلى ايون كلور سالب
* الأكسدة:- (عملية كيميائية تفقد فيها ذرة العنصر إلكترونا أو أكثر)0
*الاختزال:- (عملية كيميائية تكتسب فيها ذرة العنصر إلكترونا أو أكثر)0
*العامل المؤكسد:- (مادة تكتسب إلكترونا أو أكثر أثناء التفاعل الكيميائي)0
*العامل المختزل:- (مادة تفقد إلكترونا أو أكثر أثناء التفاعل الكيميائي)0
(1)-المادة التى تحدث لها عملية الأكسدة تقوم بدور العامل المختزل بينما التى تحدث لها عملية
الاختزال تقوم بدور العامل المؤكسد0
(2)- الأكسدة والاختزال عمليتان متلازمتان متكاملتان لان عدد الالكترونات التى يكتسبها العامل
المؤكسد فى عملية الاختزال تساوى عدد الالكترونات التى يفقدها العامل المختزل فى عملية الأكسدة0
(3)-تعمل الفلزات غالبا كعوامل مختزلة لأنها تميل لفقد إلكترونا أثناء التفاعل الكميائى0
(4)- تعمل اللافلزات غالبا كعوامل مؤكسدة لأنها تميل لاكتساب الكترونات أثناء التفاعل الكميائى0
ملاحظات
الدرس الخامس:- المـــــاء
الماءمن أهم الثروات الطبيعية حيث إذا وجد الماء وجدت الحياة فهو أساسي فىتركيب الخلايا والأنسجة والعمليات الحيوية لاتتم إلا بوجود الماء مثل (الهضم ـ التنفس- الإخراج)0
* وجود الماء:-
1- الماء يشغل71% من مساحة الكرة الأرضية ويقدر حجمه بحوالي(1400)مليون كم03
2- 97% من الماء مالح ويوجد فى (البحار والمحيطات والبحيرات المالحة) ،3%ماء عذب (بالأنهار
والبحيرات العذبة والمياة الجوفية والغلاف الجوى والمياة المتجمدة بالقطبين)0
3- يمثل الماء 70%من وزن جسم الإنسان ،(60-95%) فى الخضروات والفاكهة0
*ملحوظة:-
(أ)- البحار والمحيطات التى تفصل بين القارات تستخدم كوسيلة نقل هامة بين البلدان0
(ب)- تستخدم مساقط المياه لتوليد الطاقة الكهربية فى دول عديدة0
التركيب الكيميائي للماء:-
يتكون كل جزىء من الماء من ارتباط ذرتين هيدروجين ،ذرة أكسجين )
بحيث تكون الزوايا بين ذرتي الهيدروجين (5و104 5) 0
*الخواص الفيزيائية للماء النقي:-
(1)- سائل عديم اللون والطعم والرائحة0
(2)- مذيب قطبى جيد لبعض العناصر مثل السكر والملح(كلوريد الصوديوم) والغازات0
(3)- رديء التوصيل للتيار الكهربى لأنه مركب تساهمي(يتكون كل جزىء من الماء من ارتباط ذرتين
هيدروجين ،ذرة أكسجين) لذا فهو خالى من الأملاح ولا يوصل التيار الكهربى0
(4)- أقصى كثافة للماء تكون عند( 54 م) وتساوى 1جـم/سم 3
(5)- أقل كثافة له عند التجمد وتساوى(92.و0جم/سم 3)0
(6)- يتجمد عند (صفر) ويغلى عند(100 5م)0
*ملاحظات:-
(أ)- الماء المالح كثافته أكبر من الماء العذب0
(ب)- يطفو الثلج فوق سطح الماء لان كثافته أقل من كثافة الماء0
(جـ)- يزداد حجم الماء عند التجمد لوجود روابط هيدروجينية بين جزيئاته0
* أهمية تغير كثافة الماء بتغير درجة الحرارة:-
تغير كثافة الماء بتغير درجة الحرارة تعتبر عامل هام لاستمرار
الحياة للكائنــات الحية فى أعماق البحـــار والمحيطات وتحدث
كالتالي:-
مياه المنــــاطق الباردة الطبقة العليــــــا منها تنخفض درجـــة
حرارتها فيقل حجمهـــا وتزداد كثافتـها وتهبط للقــــاع وتصعد
بدلا منها الطبقة السفلي.وتتكرر هذه العملية حتى تصبح درجة
حرارتهــــــــا (54س) وعندئذ يحــــدث العكس فيزداد حجمها
وتقل كثافتها وتطفو على السطح ويتكــون الجليد وتظل الطبقة
السفلي عند (54س) مما يساعد على بقـــاء الكائنات المائية حية.
الوحدة الثانية:-الطاقة الكهربية
الدرس الأول:- التيار الكهربى
**صور الطاقة الكهربية:-
(1)- الكهربية الاستاتيكية(الساكنة):- علمت في العام الدراسي السابق أن تراكم الشحنات الكهربية على
الأجسام المعزولة دون سريانها من موضع إلى آخر يسمي بالكهربية الاستاتيكية ( الساكنة).
(2)- الكهربية الديناميكية(التيارية):- تنشأ عند سريان الشحنات الكهربية خلال الموصلات وفي هذه
الحالة ينتج نوع آخر يسمي بالكهربية الديناميكية ( التيارية).
(الكهربية التي تنتج عن سريان الشحنات الكهربية خلال الموصلات أو الأسلاك مكونة ما يُسمي بالتيار الكهربي).
الكهربية الديناميكية( التيارية)
(سريان الشحنات الكهربية بانتظام في اتجاه معين خلال الموصلات أو الأسلاك).
التيار الكهربى
ويتمنقل التيار الكهربي من مصدر تولده عبر شبكة من الأسلاك ليستخدم في كثير منالمجالات كما في تشغيل الأجهزة الكهربية ( الثلاجة - التلفزيون -الكمبيوتر 000000الخ ) وفي عمليات الإنارة وغيرها.
**تحولات الطاقة:-
يتمتحويل الطاقة الكهربية إلى صور أخري من الطاقة، حسب طبيعة الجهازالمستخدم، فمثلا( المصباح الكهربي يحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية)،المكواة الكهربية تحول( الطاقة الكهربية إلى طاقة حرارية) ... إلخ وتعتبرالطاقة الكهربية من الطاقات النظيفة ، لأن ليس لها تأثير ملوث على البيئة.
طرق توليد التيار الكهربي
يمكن توليد التيار الكهربي بطريقتين
توليد التيار الكهربي من التفاعلات الكيميائية
أولا (1)- التفاعلات الكيميائية0 (2)- المولدات الكهربية0
كيفية توليد التيار الكهربي من التفاعلات الكيميائية
نشاطالعبتالصدفة دوراً كبيراً اكتشاف مصدر للتيار الكهربي، فعندما كان العالمالإيطالي (جلفاني) يقوم بتشريح ضفدعة حدث تلامس بين المشرط المعدني ودبوستثبيت رجل الضفدعة من معدن آخر ، فارتعشت رجل الضفدعة بشدة وكان تفسيرهغير صحيح (أن جسم الضفدعة يحتوي على كهربية) وبعد حوالي 20 سنة توصلالعالم الإيطالي( فولتا) إلى أن سبب تولد الكهربية في جسم الضفدعة يرجعإلى وجود معدنين مختلفين ( مادتي المشرط ودبوس التثبيت) بينهما سائلكيميائي موصل للكهرباء ( السائل الوجود بجسم الضفدعة ) واستغل هذه الفكرةفيما بعد في توليد التيار الكهربي0
الخطوات:- 1 ضع كمية من حمض الكبريتيك المخفف في إناء زجاجي
2-اغمس لوحين معدنيين من الخارصين ( الزنك) ، والآخر من النحاس في الإناء ( دون أنيتلامسا)0
3- صل اللوحين من الخارج بسلك نحاسي موصل به( مصباح أو جلفانومتر )
الملاحظة:-
1) إضاءة المصباح لفترة ( مما يدل على توليد تيار كهربي)
2) تولد فقاعات غازية على سطح لوح النحاس ، ( مما يدل على
حدوث تفاعل كيميائي)
الاستنتاج:-
يمكن توليد تيار كهربي من طاقة التفاعلات الكيميائية وبهذه الطريقة نكون قد صممنا عموداً كهربيا
بسيطا ينتج تيارا كهربيا مستمراً0
ويمكن توليد التيار بهذا الشكل عن طريق الأعمدة الكهربية وسنستعرض منها الاتى:-
(1)- العمود البسيط
**فكرة علمه: (تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية)
تركيبه: إناء زجاجي يحتوي على حمض الكبريتيك المخفف يعمل
كإلكتروليت ويغمس فيه الاتى:-
1- لوح من النحاس يعمل كقطب موجب0
2- لوح من الخارصين ( الزنك) يعمل كقطب سالب0
كيفية توليد التيار الكهربي داخل العمود البسيط:-
1- يتأين حمض الكبريتيك المخفف إلى أيونات هيدروجين موجبة وأيونات كبريتات سالية
H2SO4 2H++SO4- -
2- يتأكسد الخارصين عند تفاعله مع الحمض وتتولد الشحنات السالبة (الإلكترونات ) على لوح الخارصين ليعمل كقطب سالب.
Zn أكسدة Zn+++2e –
3-يختزل أيونات الهيدروجين الموجبة والناتجة من تأين الحمض مكونة فقاعات منغاز الهيدروجين على لوح النحاس( الذي لا يتفاعل مع الحمض ) ليعمل كقطب موجب
2H++2e- اختزال H2
وعندتوصيل لوح الخارصين(-) بلوح النحاس (+) بواسطة سلك معدني ، تسري الشحناتالسالبة ( الإلكترونات) من لوح الخارصين إلى لوح النحاس عبر السلك ، مكونةما يسمي بالتيار الكهربي
**ملحوظة:- يتضح مما سبق أن التيار الكهربي المتولد من العمود البسيط ينشأ نتيجة تفاعل أكسدة واختزال
*أكسدة الخارصين إلى أيونات الخارصين الموجبة0
*اختزال أيونات الهيدروجين الموجبة إلى غاز الهيدروجين0
عيوب العمود البسيط
الاستقطاب
التفاعل الموضعي
صعوبة نقلة وحملة
وسنستعرض عيوب العمود البسيط من خلال المقارنة التالية:-
المقارنة
الاستقطاب
التفاعل الموضعي
صعوبة نقله وحملة
السبب
تراكم فقاعات الهيدروجين على لوح النحاس(+) في العمود البسيط0
تكونأعمدة كهربية صغيرة بين الخارصين والشوائب الموجودة مثل الحديد وينتج عنهاتيارات كهربية تعاكس اتجاه التيار الأصلي وتسمي بالتيارات الموضعية
1) الإناء الزجاجي معرض للكسر
2) احتوائه على حمض الكبريتيك معرض للانسكاب
ضرره
ضعف شدة التيار الكهربي الناتج تدريجيا حتى ينعدم نتيجة عزل لوح النحاس عن الحمض0
1) سرعة تأكل لوح الخارصين0
2) ضعف التيار الكهربي الأصلي نتيجة تولد التيارات الموضعية0
- كسر الاناء0
- انسكاب الحمض0
علاجه
يدويا: يمسح لوح النحاس من آن لآخر لإزالة فقاعات غاز الهيدروجين
كيميائيا: بإضافة مادة تتفاعل معه الهيدروجين فور تولده مثل ثاني أكسيد المنجنيز0
بملغمة لوح الخارصين (تغطية لوح الخارصين بطبقة رقيقة من الزئبق لعزل الشوائب عن الحمض بينما يظل الخارصين ملامسا له)
(2)- العمود الجاف
سبب التسمية:- تسمي الأعمدة الحافة بهذا الاسم لعدم احتوائها على سوائل0
المميزات:- (1)- لا تحتوي على سوائل0
(2)- سهل نقلها وتداولها0
توليد التيار الكهربي من المولدات الكهربية
ثانيا (3)- التيار الكهربي المتولد منها يدوم لفترة أطول مقارنة بالعمود البسيط0
المولد الكهربي ( الدينامو )
كيفية تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية
نشاطافكرة عمله : (تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية)0
** الخطوات:-
1- حرك سلك نحاسي سميك متصل بجلفانو متر حساس عموديا من أعلى لأسفل بسرعة بين قطبي
مغناطيس على شكل حدوة حصان0
**الملاحظة:- انحراف مؤشر الجلفانومتر في اتجاه معين0
2- حرك نفس السلك عموديا من أسفل لأعلي وبسرعة بين قطبي نفس المغناطيس0
**الملاحظة:- انحراف مؤشر الجلفانو متر في الاتجاه العكسي0
3- ثبت السلك وحرك المغناطيس لأعلي ثم لأسفل0
**الملاحظة:- انحراف مؤشر الجلفانومتر في كلا الاتجاهين0
4- ثبت كلا من السلك والمغناطيس بدون حركة0
**الملاحظة:- عدم انحراف مؤشر الجلفانو متر.
**الاستنتاج العام:-
(1)- يتولد تيار كهربي في السلك( نتيجة قطع خطوط المجال المغناطيسي) عند:-
*تحريك السلك عموديا بين قطبي مغناطيس0
*تحريك مغناطيس حول السلك0
(2)- يتوقف اتجاه التيار الكهربي على كل من:-
*اتجاه حركة السلك بين قطبي المغناطيس0
*اتجاه حركة المغناطيس حول السلك0
(3)- انعدام حركة السلك أو المغناطيس يتبعه انعدام التيار الكهربي
**تركيب المولد الكهربي( الدينامو):-
يتركب كما بالشكل المقابل
**ملحوظة:- تستمد طاقة الحركة التي تستخدم في المولدات
الكهربية من عدة مصادر للطاقة منها الطاقة الناشئة عن
- سقوط المياه من المرتفعات كما في الشلالات0
- اندفاع المياه من فتحات السدود مثل السد العالي0
- بخار الماء في محطات القوي الكهربية0
وتعملالطاقة الحركية ( المستمدة من المصادر السابقة) على إدارة التوربينات ،والتي تعمل بدورها على إدارة ملف الدينامو بين قطبي المغناطيس فيتولدالتيار الكهربي .
التيار المتردد والتيار المستمر
*التيار المستمر:- (تيار موحد الاتجاه وثابت الشدة) وهو ينتج من الأعمدة الكهربية(البسيط-الجاف)0
*التيار المتردد:- (تيار متغير الاتجاه والشدة) وهو ينتج من المولدات الكهربية(الدينامو)0
مقارنة بين التيار المستمر والتيار المتردد
التيار المستمر
التيار المتردد
1) موحد الاتجاه وثابت الشدة0
2) يتولد من الأعمدة الكهربية0
3) لا يمكن تحويله إلى تيار متردد0
4) لا يمكن نقله لمسافات بعيدة0
5) يستخدم في عمليات الطلاء والتحليل الكهربي0
1) متغير الاتجاه والشدة0
2) يتولد من المولدات الكهربية0
3) يمكن تحوله إلى تيار مستمر0
4) يمكن نقله لمسافات بعيدة عبر الأسلاك0
5) يستخدم في الإضاءة وتشغيل الآلات الكهربية0
مقارنة بين الأعمدة الكهربية والمولدات الكهربية المتردد
وجه المقارنة
الأعمدة الكهربية
المولدات الكهربية
فكرة العمل
تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية
التيار الكهربي الناتج منها
تيار مستمر
تيار متردد
الدرس الثاني:- القياسات الكهربية
**القياسات الكهربية:-(هىبعض الكميات الفيزيائية والأجهزة والوحدات المستخدمة فى قياس الكهرباءالتيارية)0
الكميات الكهربية
(1)- فرق الجهد
(2)- شدة التيار
(3)- المقاومة الكهربية
فرق الجهد(جـ)
(1)
لبيان مفهومي الجهد وفرق الجهد يلزم التعرف أولا على سبب وكيفية انتقال الكهربية عبر الموصلات:-
كيفية انتقال الكهربية عبر الموصلات
نشاطا
**الخطوات:-
1-ضع كمية من الماء في الجهاز المبين بالشكل بحيث يكون سطح
الماء في الأنبوبة الرأسية (أ) أعلى منه في الأنبوبة الرأسية (ب)
2-افتح الصنبور (ص) ليسمح للماء بالتدفق في الأنبوبة الأفقية 0
**الملاحظة :-
1- تناقص ارتفاع الماء في الأنبوبة الرأسية (أ) وزيادة ارتفاعه في الأنبوبة (ب)0
2- توقف انتقال الماء عند تساوي سطحه في الأنبوبتين0
**الاستنتاج:-
1- اختلاف الضغط من نقطة إلى أخري على طول الأنبوبة الأفقية0
2- تتوقف شدة سريان الماء في الأنبوبة على مقدار الفرق في الضغط بين طرفيها0
وبنفس الكيفية
إذا وصل موصلان (A) ، (B) مشحونان بشحنة كهربية ( ولتكن شحنة موجبة)
عن طريق سلك توصيل فإن الشحنات سوف تنتقل من الموصل (A) ذي الضغط
الكهربي الأعلى إلى الموصل ( B) ذي الضغط الكهربي الأقل.
*النتيجة:- مرور تيار كهربي تتوقف شدته على كمية الشحنة الكهربية المارة عبر مقطع السلك في الثانية الواحدة
* ويتوقف انتقال الشحنات الكهربية من الموصل ( A) إلى الموصل (B) عندما يتساوى ضغطهما الكهربي
وباستبدال مصطلح الضغط الكهربي بمصطلح الجهد الكهربي فإنه يمكن القول أن0
*انتقال الشحنات الكهربية ( التيار الكهربي ) من موصل لآخر يتوقف على وجود فرق في الجهد بينهما
حيث تنتقل الشحنات الكهربية من الموصل الأعلى جهدا إلى الموصل الأقل جهدا0
*ملحوظة:- لا يسرى التيار الكهربي بين موصلين إذ1 كان جهدهما الكهربي متساوٍ( فرق الجهد بينهما = صفر)
هو الحالة الكهربية للموصل التى تبين إتجاه إنتقال التيار الكهربى منه أو إليه عند توصيله بموصل آخر
الجهد الكهربى لموصل
فرق الجهد(جـ) =
الشعل المبذول ( شغ)
كمية الكهربية (ك)
هو مقدار الشغل المبذول لنقل كمية من الكهربية مقدارها (1) كولوم خلال هذا الموصل.
فرق الجهد الكهربى
**الصورة الرياضية لفرق الجهد:-
*وحدات القياس:- فرق الجهد "الفولت"
الفولت =
الجول
الكولوم - الشغل بوحدة "الجول"
- كمية الكهربية "الكولوم"
هو فرق الجهد بين طرفى موصل عندما يبذل شغلاً مقدارها (1) جول لنقل كمية من الكهربية مقدارها (1) كولوم بين طرفى موصل0
الفولت
مثال
الحل
إذا كان مقدار الشغل المبذول لنقل شحنة كهربية مقدارها 0.1 كولوم بين نقطتين
يساوى 22 جول احسب فرق الجهد بين النقطتين0
فرق الجهد (ج) =
الشعل المبذول ( شغ)
كمية الكهربية (ك)
القوة الدافعة الكهربية
22
0.1
فرق الجهد =
الشعل المبذول ( شغ)
كميةالكهربية (ك) =220فولت0
يعملالمصدر الكهربي ( العمود أو البطارية) كمضخة تضخ الكهرباء في الدوائرالكهربية وتسمي قدرة المصدر الكهربي على ضخ الكهرباء بالقوة الدافعةالكهربية0
هى الفرق فى الجهد بين قطبى المصدر فى حالة عدم مرور تيار كهربى فى الدائرة (الدائرة مفتوحة) وتقاس "بالفولت".
القوة الدافعة الكهربية ( ق.د.ك)
الدائرة الكهربية البسيطة
تتكون الدائرة الكهربية البسيطة من الاتى:-
1- مصدر كهربي ( بطارية):- يضخ التيار الكهربى0
2- أسلاك توصيل :- توصيل التيار بين أجزاء الدائرة0
3- مفتاح:- فتح وغلق الدائرة0
**ملحوظة:- لا يمر التيار في الدائرة الكهربية إلا عندما تكون جميع أجزائها متصلة معا ( مغلقة)0
v**قياس فرق الجهد والقوة الدافعة الكهربية:-
الفولتميتر يقاس فرق الجهد بين و(ق0د0ك) لمصدر كهربى بجهاز الفولتميتر ويرمز له بالرمز
جهازيستخدم لقياس فرق الجهد بين نقطتين فى دائرة كهربية وقياس القوة الدافعةالكهربية لمصدر كهربى. *التوصيل فى الدوائر الكهربية:- يوصل الفولتميتر فىالدائرة على التوازى حيث يتخذ التيار المار مسارين
مختلفين إحداهما فى الموصل والآخر فى الفولتميتر.
شدة التيار الكهربى(ت)
(2)
هى كمية الشحنة الكهربية التى تمر عبر مقطع الموصل فى الثانية الواحدة.
شدة التيارالكهربى
نعلم أن التيار ينشأ عن سريان الشحنات الكهربية عبر الموصلات والذى يمكن أن يعرف كالتالي:-
شدة التيار(ت) =
كمية الكهرباء (ك)
الزمن( ز)
*الصورة الرياضية لشدة التيار
الأمبير =
الكولوم
الثانية
*وحدة قياس شدة التيار:- تسمى "الأمبير"
هو شدة التيار الناتج عن مرور كمية من الكهربية قدرها 1 كولوم خلال مقطع من موصل فى الثانية الواحدة
الأمبير
مثال
الحل
*احسب شدة التيار الناتج عن مرور كمية من الكهرباء مقدارها300كولوم لمدة دقيقة
شدة التيار (ت) =
كمية الكهربية (ك)
الزمن(ز)
- = 300/60=5أمبير0
A**قياس شدة التيار الكهربى:-
الأميتر يقاس شدة التيار الكهربى بجهاز الأميتر ويرمز له فى الدوائر الكهربية بالرمز
جهاز قياس شدة التيار. *التوصيل فى الدوائر الكهربية:- يوصل الأميتر فى الدائرة على التوالي
مقارنة بين الأميتر والفولتميتر
وجه المقارنة
الأميتر
الفولتميتر
الاستخدام
شدة التيار
فرق الجهد – القوة الدافعة الكهربية
وحدة القياس
الأمبير أو المللي أمبير
الفولت أو المللي فولت
توصيله في الدائرة الكهربية
على التوالي
على التوازي
الرمز في الدائرة
A
V
المقاومة الكهربية(م)
(3)
هى الممانعة التى يلاقيها التيار الكهربى أثناء مروره فى الموصلات.
المقاومة الكهربية
العواملالتى يتوقف عليها المقاومة الكهربية: 1- طول السلك:- مقاومة السلك تتناسبطرديا مع طوله. 2- مساحة مقطع السلك:- مقاومة السلك تتناسب عكسياً معمساحة مقطعه. 3- نوع مادة السلك:- حيث تختلف مقاومات الأسلاك حسب نوعها0
هو مقاومة موصل يسمح بمرور تيار كهربى شدته (1) أمبير عندما يكون فرق الجهد مقداره( 1 ) فولت.
الأوم* قياس المقاومة الكهربية:-: الجهازالذى يستخدم لقياس مقاومة موصل (الأوميتر). وحدة قياس المقاومة الكهربية:- تسمى "الأوم".
*أنواع المقاومات
(2)- مقاومة متغيرة
(1)- مقاومة ثابتة
ويرمز لها فى الدائرة الكهربية بالرمز ويرمز لها فى الدائرة الكهربية بالرمز
vvvv vvvv
كيفية التحكم في شدة التيار المار في الدائرة
أحيانا في بعض الدوائر يتطلب الأمر تغيير شدة التيار المار وبالتالي فرق الجهد بين طرفيها ويتم ذلك عن طريق ثلاثة عوامل:-
أ) دمج مقاومة متغير ( الريوستات)
*تركيبالريوستات:- يتكون من: * سلك معدنى ذو مقاومة كبيرة ملفوف حول اسطوانة منمادة عازلة. * ساق من النحاس مثبت عليها صفيحة مرنة تسمى "الزالق" تلامس
السلك وتنزلق بطول الاسطوانة.
*استخدام الريوستات:- التحكم في شدة التيار في الدائرة الكهربية وبالتالي في فرق الجهد ويمكن ملاحظة
عمله في الأجهزة التالية:-
1- مفتاح التحكم في الصوت للتلفزيون والراديو0
2- مفتاح السرعات بالمراوح الكهربية0
3 -ذراع جهاز الفيديو جيم0
ب)- توصيل المقاومات الكهربية
هناك طريقتان لتوصل المقاومات الكهربية في الدوائر الكهربية:-
(i)- التوصيل على التوالي:-
تجعل المقاومات كمقاومة واحدة أكثر طولاً وبالتالي قيمــة
المقاومة الكلية تكون كبيرة أكبر من هذه المقاومات المفردة
مما يقلل من شدة التيار الكهربي الكلي المار في الدائــــــرة0
(ii)التوصيل على التوازي:-
تجعل المقاومات كمقاومة واحدة أكثر سمكاً وبالتالي قيمــــــة
المقاومة الكلية تكون صغيرة أصغر من هذه المقاومات المفردة
مما يزيد من شدة التيــــار الكهـربي الكلي المار في الدائــــرة0
جـ)-توصيل الأعمدة الكهربية
سبق دراستها في الصف الثاني وكيفية حساب القوة الدافعة الكهربية وهي نوعان نجملها كالتالي:-
وجه المقارنة
التوصيل علي التوالي
التوصيل علي التوازي
كيفية التوصيل
موجب العمود الأول مع سالب العمود الثاني وموجب الثاني مع سالب الثالث وهكذا0000000000
الأقطاب الموجبة مع بعضها والسالية مع بعضها0
القوة الدافعة الكهربية
مجموع القوة الدافعة للأعمدة0
القوة الدافعة لعمود واحد0
القانون
ق للبطارية = ق1+ق2+ق3
ق للبطارية = ق1 = ق2=ق3
مثال
عند توصيل ثلاثة أعمدة قوة كل عمود 1.5 فولت فإن
ق.د.ك = 1.5+1.5+1.5 =4.5 فولت
عند توصيل ثلاثة أعمدة قوة كل عمود 1.5 فولت فإن
ق.د.ك = 1.5 فولت
الدرس الثالث:- قانون أوم
هو قانون وضعه العالم (جورج سيمون أوم) ويصف العلاقة بين شدة التيار المار في دائرة وفرق الجهد
بين طرفيها0
تجربة لتحقيق قانون أوم
نشاطا
**الخطوات:-
1- كون دائرة كما في الشكل المقابل ونغلق الدائرة بالمفتاح0
2- غير قيمة الريوستات ( عن طريق تحريك الزالق) 0
3- سجل قراءة كل من الأميتر والفولتميتر 0
4- كرر الخطوة السابقة عدة مرات 0
» موقع اخبارى مميز
» مكتبه الفنان عبده النزاوي
» مكتبه مطرب الكف ياسر رشاد
» مكتبه مطرب الكف - رشاد عبد العال - اسوان
» يلم دراما الزمن الجميل الرائع - أنا بنت مين, فريد شوقي, ليلى فوزي , حسين رياض
» فيلم الحرمان فيروز نيللي
» المسلسل البدوي البريئة
» مسلسل وضحا وابن عجلان