المحاليل فوق المشبعة وذائبية الغازات - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: المحاليل فوق المشبعة والضغط وتأثيراتهما

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تتناول هذه الصفحة مفاهيم كيميائية أساسية تتعلق بالمحاليل فوق المشبعة وذائبية الغازات. تبدأ بشرح المحاليل فوق المشبعة، وهي محاليل غير ثابتة حيث يمكن ترسيب المادة المذابة الزائدة بإضافة نواة تبلور أو تعريض المحلول للحركة، مع أمثلة مثل تكون البلورات في الينابيع الحارة واستمطار الغيوم باستخدام يوديد الفضة.

ثم تنتقل إلى ذائبية الغازات، موضحة أن ذائبية غازات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون تقل مع ارتفاع درجة الحرارة بسبب زيادة الطاقة الحركية للجسيمات، مما يسهل تحررها من المحلول.

أخيرًا، تناقش تأثير الضغط على ذائبية الغازات وفقًا لقانون هنري، حيث تزداد الذائبية مع زيادة الضغط، كما في المشروبات الغازية التي تفقد ثاني أكسيد الكربون عند فتح العبوة بسبب انخفاض الضغط، مع ذكر تطبيقات عملية مثل تجارب الاستمطار في السعودية.

📄 النص الكامل للصفحة

الشكل 16-1 الرواسب المعدنية في الينابيع الحارة مثل ( عيون الليث في المملكة العربية السعودية ) تعتبر مثال على تكون البلورات من المحاليل فوق المشبعة --- SECTION: المحاليل فوق المشبعة --- المحاليل فوق المشبعة غير ثابتة؛ فعند إضافة قطعة صغيرة جدا من مذاب ـ تسمى نواة التبلور - إلى محلول فوق مشبع تترسب المادة المذابة الزائدة بسرعة، كما هو موضح في الشكل 15-1. ويمكن أن يحدث التبلور عند كشط (Scratch) الجزء الداخلي من الكأس الزجاجية أو الوعاء الزجاجي المحتوي على المحلول بساق تحريك زجاجية بلطف أو تعرض المحلول فوق المشبع للحركة أو الرج. وباستعمال يوديد الفضة AgI بوصفه نوى تكثف في الهواء فوق المشبع ببخار الماء حيث أجريت لأول مرة عام 1988م تتجمع جزيئات الماء في صورة قطيرات قد تسقط على الأرض على هيئة مطر . تسمى هذه الآلية استمطار الغيوم. كما يتكون سكر النبات Rock Candy والرواسب المعدنية على حواف الينابيع المعدنية - كالتي تظهر في الشكل 16-1 من محاليل فوق مشبعة. --- SECTION: الكيمياء في واقع الحياة الاستمطار في السعودية --- تعد تجارب الاستمطار في المملكة العربية السعودية واحدة من تجارب عدة قامت في دول عربية مختلفة في منطقة عسير، بينما أجريت التجربة الثانية عام 2006م في ثلاث مناطق وسط المملكة (الرياض، والقصيم، وحائل). --- SECTION: ذائبية الغازات --- ذائبية الغازات تقل ذائبية غازي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عند درجات الحرارة المرتفعة مقارنة بدرجات الحرارة المنخفضة. وهذا سلوك متوقع الجميع المواد الغازية المذابة في المذيبات السائلة. هل تستطيع تفسير هذا السلوك؟ تذكر أن الطاقة الحركية الجسيمات الغاز تسمح للجسيمات بالتحرر أو النفاد . من المحلول بسهولة أكبر عند درجات الحرارة المرتفعة. ولذلك كلما زادت درجة حرارة المحلول قلت ذائبية المذاب الغازي. --- SECTION: المفردات --- null --- SECTION: الضغط --- الضغط وقانون هنري يؤثر الضغط في ذائبية المواد الغازية المذابة في المحاليل؛ فكلما ازداد الضغط فوق المحلول زادت ذائبية الغاز في أي مذيب. تعتمد المشروبات الغازية على هذا المبدأ؛ فهي تحتوي على غاز ثاني أكسيد الكربون المذاب في محلول مائي تحت ضغط أعلى من الضغط الجوي، وعند فتح علبة المشروب الغازي يكون ضغط غاز ثاني أكسيد الكربون داخل العلبة أعلى من الضغط الواقع خارج العلبة. ونتيجة لذلك تتصاعد فقاعات غاز ثاني أكسيد الكربون من المحلول إلى السطح وتتطاير. وتستمر هذه العملية حتى يفقد المحلول غاز ثاني أكسيد الكربون كله تقريبا، ويصبح المحلول بلا طعم. ويمكن وصف انخفاض ذائبية غاز ثاني أكسيد الكربون في المشروب الغازي بعد فتح العبوة بقانون هنري. --- SECTION: Pressure --- الضغط الاستعمال العلمي مقابل الاستعمال الشائع الاستعمال العلمي : القوة المبذولة على وحدة المساحة. خلال تسرب غاز ثاني أكسيد الكربون من المحلول يزداد الضغط داخل القارورة المغلقة. الاستعمال الشائع : الجهد الفيزيائي أو الإجهاد الذهني. يقع على الطلاب الكثير من الضغط في أثناء الاختبارات.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 11 بطاقة لهذه الصفحة

ما هو المحلول فوق المشبع؟

الإجابة: محلول غير ثابت يحتوي على كمية من المذاب أكبر مما يمكن أن يذوب في المذيب عند درجة حرارة معينة.

الشرح: المحلول فوق المشبع هو حالة غير مستقرة للمحلول، حيث تكون كمية المذاب أعلى من الحد الأقصى للذائبية، وعند إضافة نواة تبلور يترسب الفائض بسرعة.

تلميح: فكر في حالة المحلول التي تسبق عملية التبلور السريع.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما هي نواة التبلور؟

الإجابة: قطعة صغيرة جداً من المذاب تضاف إلى محلول فوق مشبع لتحفيز عملية التبلور.

الشرح: نواة التبلور هي عامل محفز يبدأ عملية التبلور في المحلول فوق المشبع، مما يؤدي إلى ترسيب المادة المذابة الزائدة بسرعة.

تلميح: تذكر المادة الصغيرة التي تبدأ عملية ترسيب المذاب الزائد.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

اذكر ثلاث طرق يمكن أن تحفز بها عملية التبلور في محلول فوق مشبع.

الإجابة: 1- إضافة نواة تبلور. 2- كشط الجزء الداخلي للوعاء الزجاجي المحتوي على المحلول. 3- تعريض المحلول للحركة أو الرج.

الشرح: عملية التبلور في المحاليل فوق المشبعة حساسة ويمكن تحفيزها بطرق فيزيائية بسيطة تخلق مواقع لبدء التبلور.

تلميح: تذكر أن الاضطراب الميكانيكي أو وجود سطح خشن يمكن أن يبدأ العملية.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما المقصود باستمطار الغيوم؟ وكيف يرتبط بالمحاليل فوق المشبعة؟

الإجابة: استمطار الغيوم هو آلية لتسريع هطول المطر من السحب، وتتم باستخدام مواد مثل يوديد الفضة (AgI) كنوى تكثف في الهواء المشبع ببخار الماء، مما يحفز تجمع جزيئات الماء لتكوين قطرات.

الشرح: يعد استمطار الغيوم تطبيقاً عملياً لمبدأ المحاليل (الهواء) فوق المشبعة، حيث تعمل نوى التكثيف (مثل يوديد الفضة) مثل نواة التبلور في تحفيز عملية التكثيف والهطول.

تلميح: فكر في تطبيق عملي يستخدم فيه مادة صلبة لتحفيز تكوين سائل من بخار.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: صعب

كيف تؤثر درجة الحرارة على ذائبية الغازات (مثل O₂ و CO₂) في المذيبات السائلة؟

الإجابة: تقل ذائبية الغازات في المذيبات السائلة بزيادة درجة الحرارة، وتزداد بانخفاضها.

الشرح: عند ارتفاع درجة الحرارة تزداد الطاقة الحركية لجسيمات الغاز، مما يسهل تحررها من المحلول، وبالتالي تقل الذائبية.

تلميح: تذكر العلاقة العكسية بين حركة الجسيمات وقدرتها على البقاء مذابة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

فسر سبب نقصان ذائبية الغازات في السوائل عند ارتفاع درجة الحرارة.

الإجابة: لأن الطاقة الحركية لجسيمات الغاز تزداد بارتفاع درجة الحرارة، مما يسمح لها بالتحرر أو النفاد من المحلول بسهولة أكبر.

الشرح: العلاقة بين الذائبية ودرجة الحرارة للغازات علاقة عكسية، على عكس معظم المواد الصلبة، بسبب طبيعة قوى الارتباط وضعفها مع زيادة الحركة الحرارية.

تلميح: اربط بين مفهوم الطاقة الحركية وقوة الارتباط بين جسيمات المذاب والمذيب.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

كيف يؤثر الضغط على ذائبية الغاز في المحلول السائل؟

الإجابة: تزداد ذائبية الغاز في المحلول السائل بزيادة الضغط الواقع فوق سطح المحلول، وتقل بانخفاضه.

الشرح: هذه العلاقة المباشرة بين الضغط وذائبية الغاز موصوفة بقانون هنري، وهي أساس عمل المشروبات الغازية.

تلميح: فكر في مبدأ المشروبات الغازية وكيف تحتفظ بالفقاعات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

اشرح ما يحدث لثاني أكسيد الكربون المذاب في علبة مشروب غازي عند فتحها، مستنداً إلى مفهوم تأثير الضغط على الذائبية.

الإجابة: عند فتح العلبة، ينخفض الضغط فوق سطح المحلول إلى الضغط الجوي. وفقاً لتأثير الضغط على الذائبية، تقل ذائبية غاز CO₂، فيتصاعد على شكل فقاعات من المحلول حتى يصبح المحلول بلا طعم تقريباً بعد فقدان الغاز.

الشرح: هذا التطبيق العملي يوضح قانون هنري، حيث أن الذائبية تتناسب طردياً مع الضغط الجزئي للغاز فوق المحلول.

تلميح: تذكر أن العلبة كانت مغلقة تحت ضغط أعلى من الضغط الجوي.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

ما هو قانون هنري؟

الإجابة: قانون يصف العلاقة بين ضغط الغاز وذائبيته في سائل، حيث تتناسب ذائبية الغاز طردياً مع ضغطه الجزئي فوق سطح المحلول عند درجة حرارة ثابتة.

الشرح: قانون هنري هو الأساس العلمي لفهم وتفسير سلوك ذوبان الغازات في السوائل تحت ظروف ضغط مختلفة، كما في المشروبات الغازية أو الدم.

تلميح: يربط هذا القانون بين خاصية فيزيائية (الضغط) وخاصية كيميائية (الذائبية) للغازات.

التصنيف: تعريف | المستوى: صعب

ما الفرق بين الاستعمال العلمي والاستعمال الشائع لمصطلح 'الضغط'؟

الإجابة: الاستعمال العلمي: يشير إلى القوة المبذولة على وحدة المساحة. الاستعمال الشائع: يشير إلى الجهد الفيزيائي أو الإجهاد الذهني.

الشرح: من المهم في الكيمياء التمييز بين المصطلح العلمي الدقيق (ضغط الغاز في وعاء) واستخداماته المجازية أو العامة في الحياة اليومية.

تلميح: أحدهما كمي فيزيائي دقيق، والآخر وصف لحالة نفسية أو إحساس.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: سهل

أعط مثالاً طبيعياً على تكون البلورات من محاليل فوق مشبعة.

الإجابة: تكون الرواسب المعدنية على حواف الينابيع الحارة المعدنية، مثل عيون الليث في المملكة العربية السعودية.

الشرح: عندما تبرد المياه الحارة الغنية بالمعادن أو تتبخر، قد تصبح فوق مشبعة بتلك المعادن، مما يؤدي إلى ترسيبها وتكوين بلورات على الحواف.

تلميح: تذكر أن المياه الحارة يمكن أن تحمل معادن ذائبة بتركيز عالٍ.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل