صفحة 167 - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 5: قارن الخواص الفيزيائية للمادة المتفاعلة والمواد الناتجة.

الإجابة: س 5: المتفاعلة: محاليل سائلة منسابة وشفافة. الناتجة: مادة هلامية لزجة (Slime) مرنة وعالية اللزوجة.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. عندما نقارن الخواص الفيزيائية، فإننا ننظر إلى الصفات التي يمكن ملاحظتها أو قياسها دون تغيير هوية المادة، مثل الحالة الفيزيائية (صلب، سائل، غاز)، اللون، الشفافية، اللزوجة، والمرونة. في هذا السؤال، نبدأ بفحص المادة المتفاعلة. عادةً ما تكون المتفاعلات في مثل هذه التجارب محاليل سائلة. الخواص المذكورة هي أنها "منسابة" مما يعني أنها تتدفق بسهولة، و"شفافة" مما يعني أننا نستطيع الرؤية من خلالها. ثم ننتقل لفحص المواد الناتجة. هنا نلاحظ تغيراً كبيراً في الخواص. فبدلاً من سائل منساب، أصبحت المادة "هلامية لزجة"، وهذا يعني أنها أصبحت أكثر سمكاً وقواماً يشبه الهلام. كما أنها أصبحت "مرنة"، أي يمكن شدها وتعود إلى شكلها تقريباً، و"عالية اللزوجة"، مما يعني أنها تقاوم التدفق بشدة. إذن، المقارنة تظهر تحولاً من سائل رقيق سهل التدفق وشفاف، إلى مادة صلبة شبه سائلة (هلامية) تتميز باللزوجة العالية والمرونة.

سؤال 6: اشرح كيف أثرت قوى التجاذب بين السلاسل الجزيئية في لزوجة المحلول.

الإجابة: س 6: يكون البوراكس روابط تشابكية بين سلاسل الكحول، فتتكون شبكة تقيد الحركة وتزيد اللزوجة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن اللزوجة هي مقياس لمقاومة المادة السائلة للتدفق. كلما زادت اللزوجة، كان السائل أكثر سمكاً وأبطأ تدفقاً. ترتبط اللزوجة بقوى التجاذب بين جزيئات المادة؛ فالقوى الأقوى تعيق حركة الجزيئات بعضها ببعض، مما يزيد المقاومة واللزوجة.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا المفهوم على السؤال، لدينا محلول يتكون من سلاسل جزيئية طويلة (مثل سلاسل الكحول البولي فينيل). في البداية، تكون هذه السلاسل حرة الحركة نسبياً، مما يجعل المحلول قليل اللزوجة. عند إضافة مادة مثل البوراكس، فإنها تعمل كعامل ربط أو "جسر". تقوم أيونات البوراكس بتكوين روابط (تسمى روابط تشابكية) بين هذه السلاسل الجزيئية المختلفة.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** هذه الروابط التشابكية تخلق شبكة ثلاثية الأبعاد تربط السلاسل معاً. بدلاً من أن تنزلق السلاسل بحرية، تصبح مقيدة ومتصلة ببعضها. هذه الشبكة المقيدة تعيق الحركة الحرة للسلاسل والجزيئات بشكل كبير. لذلك، تزداد قوى التجاذب الفعالة داخل المحلول، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة التدفق. إذن، تأثير قوى التجاذب (عبر الروابط التشابكية) هو: **تكوين شبكة تقيد حركة السلاسل الجزيئية، مما يزيد من لزوجة المحلول بشكل ملحوظ**.

في تجربة تحضير العجينة اللزجة (Slime)، ما الذي يحدث للخواص الفيزيائية عند تحول المحاليل المتفاعلة إلى المادة الناتجة؟

• أ) تتحول من مواد صلبة إلى غازية.
• ب) تتحول من محاليل سائلة منسابة وشفافة إلى مادة هلامية لزجة ومرنة وعالية اللزوجة.
• ج) تتحول من مواد عالية اللزوجة إلى سوائل قليلة اللزوجة.
• د) لا يحدث أي تغيير في الخواص الفيزيائية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تتحول من محاليل سائلة منسابة وشفافة إلى مادة هلامية لزجة ومرنة وعالية اللزوجة.

الشرح: 1. المتفاعلات: محلول كحول البولي فينيل ومحلول رابع بورات الصوديوم، وكلاهما سائل منساب وشفاف. 2. الناتج: بعد التفاعل، تتكون مادة بوليمرية جديدة. 3. الخواص النهائية: تصبح المادة هلامية (شبه صلبة)، لزجة، مرنة (يمكن شدها)، وتتميز بلزوجة عالية جداً.

تلميح: فكر في التغير في الحالة الفيزيائية والصفات الملموسة للمادة قبل التفاعل وبعده.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الدور الرئيسي الذي يلعبه البوراكس (رابع بورات الصوديوم) في تجربة تحضير العجينة اللزجة؟

• أ) يعمل كمذيب لتحليل السلاسل البوليمرية.
• ب) يكون روابط تشابكية بين سلاسل الكحول البولي فينيل، مكوناً شبكة بوليمرية.
• ج) يقلل من تركيز المحلول ليكون أكثر سيولة.
• د) يعمل كعامل حفاز لتسريع التفاعل دون المشاركة فيه.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يكون روابط تشابكية بين سلاسل الكحول البولي فينيل، مكوناً شبكة بوليمرية.

الشرح: 1. البوراكس يعمل كعامل ربط أو جسر. 2. تقوم أيونات البوراكس بتكوين روابط (تشابكية) بين السلاسل الطويلة لجزيئات كحول البولي فينيل. 3. نتيجة هذه الروابط: تكوين شبكة بوليمرية ثلاثية الأبعاد تربط السلاسل معاً.

تلميح: فكر في كيفية تحويل السائل إلى مادة هلامية صلبة. ما الذي يربط الجزيئات الطويلة معاً؟

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

كيف تؤثر قوى التجاذب (الروابط التشابكية) التي يشكلها البوراكس على لزوجة المحلول في تجربة العجينة اللزجة؟

• أ) تقلل اللزوجة لأنها تكسر السلاسل الطويلة إلى أجزاء أصغر.
• ب) لا تؤثر على اللزوجة لأنها تغير اللون فقط.
• ج) تزيد اللزوجة بشكل كبير لأن الشبكة الناتجة تقيد حركة السلاسل الجزيئية.
• د) تزيد اللزوجة قليلاً ثم تعود إلى طبيعتها بعد فترة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تزيد اللزوجة بشكل كبير لأن الشبكة الناتجة تقيد حركة السلاسل الجزيئية.

الشرح: 1. اللزوجة: مقياس لمقاومة السائل للتدفق. 2. بدون بوراكس: سلاسل البوليمر حرة الحركة، لزوجة منخفضة. 3. مع البوراكس: تتكون روابط تشابكية تشكل شبكة. 4. النتيجة: تصبح السلاسل مقيدة بالشبكة، مما يعيق حركتها ويزيد مقاومة التدفق (اللزوجة) بشكل كبير.

تلميح: اللزوجة هي مقاومة المادة للتدفق. كيف تؤثر الشبكة الثلاثية الأبعاد على حركة الجزيئات؟

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

ما الفرق الرئيسي في التركيب بين المادة المتفاعلة (محلول كحول البولي فينيل) والمادة الناتجة (العجينة اللزجة)؟

• أ) المادة الناتجة تحتوي على ذرات كربون أكثر.
• ب) المادة الناتجة تحتوي على شبكة بوليمرية ثلاثية الأبعاد ناتجة عن روابط تشابكية، بينما المتفاعلة كانت سلاسل بوليمرية منفصلة.
• ج) المادة المتفاعلة كانت صلبة والمادة الناتجة سائلة.
• د) لا يوجد فرق في التركيب، فقط فرق في اللون.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المادة الناتجة تحتوي على شبكة بوليمرية ثلاثية الأبعاد ناتجة عن روابط تشابكية، بينما المتفاعلة كانت سلاسل بوليمرية منفصلة.

الشرح: 1. قبل التفاعل: جزيئات كحول البولي فينيل عبارة عن سلاسل بوليمرية طويلة تتحرك بحرية نسبياً في المحلول. 2. أثناء التفاعل: يضاف البوراكس الذي يعمل كعامل تشابك. 3. بعد التفاعل: تتكون روابط (تشابكية) بين السلاسل المختلفة، مكونة شبكة بوليمرية كبيرة ومترابطة ثلاثياً. 4. هذه الشبكة هي المسؤولة عن الخواص الجديدة (المرونة، اللزوجة العالية).

تلميح: فكر في البنية المجهرية. كيف ترتبط الجزيئات الطويلة (السلاسل) مع بعضها قبل التفاعل وبعده؟

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: صعب