كيمياء عضوية

الكيمياء العضوية هى أحد فروع علم الكيمياء. وهى العلم الذى يدرس بناء, خواص, تركيب, تفاعلات, تحضير مركبات الكربون والهيدروجين, والتى يمكن ان تحتوى على أى عدد اخر من العناصر, مثل النيتروجين, الأكسجين, الهالوجينات, وأحيانا قليلة الفسفور, أو الكبريت. التعريف الأصلي للكيمياء العضوية تم إختياره بصورة خاطئة إعتمادا على أن هذه المركبات كانت دائما ما تنتمى بشكل أو بأخر للعمليات الحيوية في الكائنات الحية. ولاحقا تم التعامل مع هذه المركبات التى تنتمى للعمليات الحيوية في فرع من فروع الكيمياء العضوية يسمى

درس الاتزان الكيميائي

window.google_render_ad();

قال تعالى : {وَالأَرْضَ مَدَدْنَاهَا وَأَلْقَيْنَا فِيهَا رَوَاسِيَ وَأَنبَتْنَا فِيهَا مِن كُلِّ شَيْءٍ مَّوْزُونٍ} (19) سورة الحجر
وحدانية الله عز وجل في هذا الكون ظاهرة للعيان وبادية حتى للعميان ممن أعمى الله بصائرهم من الملحدين والكفار . فكل شيءٍ فيه يدل على أنه واحد متفردٌ بالخلق والتدبير . فالكون محكوم بقدرة الله القادر بمجموعة من القوانين الربانية عرفنا منها نحن البشر ما عرفنا وما لم نعرفه أكثر مما عرفنا {وَمَا أُوتِيتُم مِّن الْعِلْمِ إِلاَّ قَلِيلاً} (85) سورة الإسراء

ومن هذه القوانين ( الطبيعية ) الربانية قانون التوازن ( الاتزان ) ومنها الاتزان الكيميائي وهو موضوعنا في هذا الدرس .

اخواني وأخواتي … السلام عليكم ورحمة الله وبركاته …..

وأهلاً وسهلاً ومرحباً بكم في درس الاتزان الكيميائي

العرض :

يمكن تقسيم التفاعلات الكيميائية من حيث مدى تحول المواد المتفاعلة إلى نواتج إلى قسمين :

1- تفاعلات تامة ( غير انعكاسية ) وهي التفاعلات التي تتحول فيها كل المواد المتفاعلة إلى نواتج ( تفاعل في اتجاه واحد ) .

مثال : احتراق سكر الجلوكوز
C6H12O6(s) + 6 O2 (g) ——> 6 H2O(g) + 6 CO2

2- تفاعلات غير تامة ( انعكاسية ) وهي التفاعلات التي لا تتحول فيها جميع المواد المتفاعلة إلى نواتج ( تفاعل في اتجاهين ) .

مثال
N2H4(g) = 2H2 (g) + N2(g) i

وحالة الاتزان الكيميائي صفة تتعلق بالتفاعلات الانعكاسية .

فبخار الماء الساخن يتفاعل مع غاز أول أكسيد الكربون لانتاج غاز الهيدروجين وغاز ثاني أكسيد الكربون .
H2O + CO H2 + CO2

وبمجرد تكون كمية كافية من النواتج نجد أن غاز الهيدروجين يتفاعل مع غاز ثاني أكسيد الكربون لانتاج بخار الماء وغاز أول أكسيد الكربون .
H2O + CO H2 + CO2

فنجد أن هناك تفاعلين في وعاءِ واحد تفاعل في الاتجاه الأصلي وتفاعل بالاتجاه العكسي وكل تفاعل منهما له سرعة تفاعل .

بمرور الزمن نلاحظ نقصان سرعة التفاعل الأصلي نظراً لنقصان تركيز المواد المتفاعلة .

وفي المقابل نجد زيادة في سرعة التفاعل العكسي نظراً لزيادة تركيز المواد الناتجة .

وفي اللحظة التي تتساوى فيها سرعة التفاعلين الأصلي والعكسي يكون قد وصل التفاعل إلى حالة الاتزان .

إذاً فحالة الاتزان هي الحالة التي تتساوى عندها سرعة التفاعلين العكسيين .

وعند حالة الاتزان تثبت تراكيز المواد الموجودة في التفاعل كما تثبت الخواص المرئية مثل اللون .

ففي تفاعل هابر لتحضير غاز النشادر في الصناعة نجد أن تراكيز كلاً من غاز الهيدروجين وغاز النيتروجين وغاز النشادر ثابتة عند وصول التفاعل إلى حالة الاتزان .

الاتزان النشط

إن ثبات تركيز المواد في التفاعل المتزن وكذلك ثبات الخواص الفيزيائية لا يعني أن التفاعل قد توقف بل أن هذا السكون الملاحظ ناتج عن تساوي سرعة التفاعلين العكسيين ( حالة الاتزان ) فالتفاعل في الحقيقة نشط وليس متوقفاً كما يبدوا من ثبات التركيز والخواص .

________________________________________
ثابت الاتزان الكيميائي
في أي تفاعل متزن وجد عملياً أن النسبة ما بين تراكيز المواد الناتجة إلى تراكيز المواد المتفاعلة تساوي مقدار ثابت عند درجة حرارة معينة مهما كانت التراكيز الابتدائية للمواد . عرف هذا الثابت باسم ثابت الاتزان الكيميائي .

وقيمة ثابت الاتزان عبارة عن كسرً بسطه حاصل ضرب تراكيز المواد الناتجة ومقامه يساوي حاصل ضرب تراكيز المواد المتفاعلة مرفوعاً تركيز كل مادة إلى أسٍ يساوي معامل هذه المادة في المعادلة الموزونة .

ويعرف القانون الذي يضم ثابت الاتزان باسم قانون الاتزان الكيميائي .
وهناك مفهوم خاطيء لدى بعض الطلاب وهو ظنهم بأنه عند حالة الاتزان تتساوى تراكيز المواد الناتجة والمواد المتفاعلة وهذا الفهم ليس صحيحاً فثبات التركيز ليس معناه التساوي ، صحيح قد يكون هناك حالات اتزان لتفاعلات معينة تتساوى فيها التراكيز في الطرفين ولكنها نادرة جداً .

والصورتين التاليتين توضحان مفهوم الاتزان النشط .

استنتاج قانون الاتزان الكيميائي من قانون سرعة التفاعل .

ثابت الاتزان Kc وثابت الاتزان Kp والعلاقة بينهما .

يرمز لثابت الاتزان في تفاعلات المحاليل المائية بالرمز Kc حيث يعبر عن تركيز المواد بالمولارية […]
NaCl(aq) + AgNO3(aq) = AgCl(s) + NaNO3(aq) i

كما يرمز لثابت الاتزان في تفاعلات الغازات بالرمز Kp حيث يعبر عن تركيز المواد بالضغط الجزئي P

والقانون التالي يوضح العلاقة بينهما :
Kp = Kc X RT (∆H) i

حيث ( دلتا اتش ) = عدد مولات النواتج - عدد مولات المواد المتفاعلة .

ملاحظة : المواد ذات التركيز الثابت ( السوائل النقية والمواد الصلبة ) لا تكتب في قانون الاتزان .

دلالة قيمة ثابت الاتزان

القيم الكبيرة لثابت الاتزان K > 1 تدل على أن معظم المواد المتفاعلة تتحول إلى نواتج عند الاتزان

فثابت الاتزان للتفاعل التالي :

= 2 x عشرة أس 15

والقيم الصغيرة K < 1 فتدل على أن معظم المواد المتفاعلة لا تتحول إلى نواتج عند حالة الاتزان

فثابت الاتزان للتفاعل التالي :
AgBr(s) = Ag+(aq) + Br-(aq) i

Ksp = [Ag+][Br-] = 5.0 x 10-13

أما القيمة K = 1 فهذا يدل على أنه عند حالة الاتزان يكون تركيز المواد الناتجة مساوي لتركيز المواد المتفاعلة .
وهذه قيم ثابت الاتزان لبعض التفاعلات .

تمثل مسائل الاتزان الكيميائي إشكاليه معينة عند بعض الدارسين ، ويرجع سبب الاشكالية من وجهة نظري إلى اختلاف نوعية هذه المسائل وتعددها لذلك فهذه محاولة لتصنيف مسائل الاتزان الكيميائي ليسهل تحديد النوع ومن ثم يسهل الحل .

======================================

النوع الأول : المسائل المباشرة والمتعلقة بحساب قيمة ثابت الاتزان بمعلومية التراكيز عند الاتزان أو العكس مثل :
احسب قيمة ثابت الاتزان لتفاعل غاز الهيدروجين مع بخار اليود لانتاج غاز يوديد الهيدروجين عند 490 درجة مئوية إذا علمت أن تركيز المواد عند الاتزان كالتالي : HI = 1.02 , H2 = 0.0862 , I2 = 0.263 مولار .

إذا علمت أن الضغط الجزئي عند الاتزان في التفاعل التالي :
PCl5 = pcl3 + Cl2 هي : PCl5 = 0.875 atm , PCl3 = 0.463 atm
فاحسب قيمة Kp للتفاعل عند 250 درجة مئوية .
في التفاعل التالي : NH4HS = NH3 + H2S وضعت عينة من NH4HS الصلب في وعاء عند 25 درجة مئوي احسب الضغط الجزئي لكل غازعند الاتزان . واحسب الضغط الكلي للغازات اذا علمت أن KP = 0.108 عند 25 درجة مئوي .

======================================

النوع الثاني : المسائل المتعلقة بالعلاقة بين قيم ثابت الاتزان لتفاعل ما في صور مختلفة وعند درجة حرارة ثابتة مثل :
اذا علمت أن ثابت الاتزان للتفاعل التالي : N2 + 3H2 = 2NH3
يساوي 3.6 × 10 (اس 8)فما قيمة ثابت الاتزان للتفاعل
NH3 = 1/2 N2 + 3/2 H2 عند درجة الحرارة نفسها ؟

======================================

النوع الثالث : المسائل المتعلقة بالعلاقة بين قيمة ثابت الاتزان kc و kp مثل :

احسب قيمة KP للتفاعل N2 + 3H2 = 2NH3 علماً بأن ثابت الاتزان KC عند 450 درجة مئوي يساوي 3.6 × 10 (اس .
======================================

النوع الرابع : المسائل المتعلقة بمعرفة هل التفاعل في حالة اتزان أم لا وفي هذا النوع من المسائل يعطى في العادة قيمة لثابت الاتزان وكميات المواد أو تراكيزها ولا يوضح ما اذا كانت عند الاتزان أم لا مثل :

عند درجة حرارة عالية جداً كانت قيمة ثابت الاتزان للتفاعل التالي : HI = H2 + I2
فإذا تم خلط 0.5مولار من HI ، 2.8مولار من H2 و 3.4مولار من I2 فهل يحدث تغير في تراكيز المواد ( هل وصل التفاعل إلى حالة الاتزان ) ؟ في أي اتجاه يحدث التفاعل .

======================================

النوع الخامس : المسائل المتعلقة بمعرفة الجزء المتبقي من المواد المتفاعلة والكمية المتكونة من المواد الناتجة بدلالة افتراض ان ما يتفاعل من احدى المواد المتفاعلة ليصل التفاعل إلى حالة الاتزان يساوي ( س مول ) مثل :
إذا ادخل 2مول من يوديد الهيدروجين في وعاء حجمه واحد لتر عند 490درجة مئوية ، كم يكون تركيزكل نوع من المواد الموجودة في الوعاء عند الاتزان علماً بأن ثابت الاتزان للتفاعل يساوي 45.9 عند 490 درجة مئوية ؟

في التفاعل التالي : SO3 = 2SO2 + O2
إذا وضع في إناء سعته 1.5 لتر كمية مقدراها 2.5 مول من SO3 ووجد عند الاتزان أن نسبة المتفكك من SO3 هو 28% احسب قيمة ثابت الاتزان KC .

في التفاعل التالي : SO3 = 2SO2 + O2
إذا وضع في إناء سعته 1.52لتر كمية مقدارها 0.02 مول من SO3 ووجد عند الاتزان كمية متبقية من SO3 تساوي 0.0142مول احسب قيمة KC و KP للتفاعل عند 900 درجة مطلقة ( كالفن ) .

تاريخ الحاسب الآلي

بدايات الحاسب الآلي كانت في القرن الثامن عشر عندما قام Joseph Marie Jacquard بصناعة نول مبرمج لغزل الملابس وبعد ذلك قام Charles Babbage بصناعة أول حاسب حديث لم يعمل هذا الحاسب في ذلك الوقت بسبب مشاكل هندسية حيث لم يستطع صانعه صناعة قطع تعطي مخرجات دقيقة بشكل كافي، و في عام 1985م قام متحف العلوم البريطاني بانشاء مشروع لاكمال بناء هذا الحاسب اعتمادا على تصاميمه التي وضعها بين عامي 1847م و 1849م، وقد بلغ وزن هذا الحاسب بعد اتمامه وتشغيله في نوفمبر 1991 حوالي 2.6 طن وعدد أجزاءه 4000 جزء . لكن عصر الحاسب الحقيقي لم يبدأ الا بعد اتاحة الحاسب الشخصي الأول للعامة عام 1951م.

العصر الحديث للحاسب بدأ من الخمسين سنة الماضية تقريبا ومر بعدة أجيال :

الجيل الأول(1951م-1957م): اعتمد هذا الجيل على vacuum tubes وهي مايسمى بالأنابيب المفرغة الأنبوب المفرغ عبارة عن أنبوب الكتروني مفرغ من كل أو بعض الغازات يسمح للالكترونات بالتحرك مع تفاعل بطئ مع ذرات الغازات الباقية وهذه الأنابيب مصنوعة من الزجاج .

الجيل الثاني(1958م-1963م): هذا الجيل ابتدأ مع أول حاسب صنع به transistor (جهاز صغير يرسل اشارات كهربائية عبر مقاومة) ولأن الـtransistor كان أصغر حجماً ويستخدم طاقة أقل ويخرج حرارة أقل من vacuum tube كانت الحاسبات المعتمدة عليه أصغر حجما وأسرع وأكثر ثباتا من حاسبات الجيل الأول.

 الجيل الثالث (1964م-1969م): ابتدأ هذا الجيل عندما بدأ مصنعوا الحاسب الآلي باستبدال transistor بـ integrated circuits(IC) وهي عبارة عن دوائر الكترونية كاملة توضع في رقاقة صغيرة مصنوعة من السيلكون وبذلك أصبحت حاسبات هذا الجيل أكثر ثباتاً وذات تكلفة أقل بالنسبة للمصنعين

الجيل الرابع(1970م-1990م): ظهر في هذا الجيل مايعرف بـ microprocessor وهي رقاقة خاصة طورت للتعامل مع الذاكرة والمنطق استخدمت هذه الرقاقة لصنع الحاسبات الشخصية الصغيرة واستخدمت أيضا في الأجهزة الالكترونيةوكان أول microprocessor ظهر هو Intel 4004 وكان يستطيع القيام بـ90000 عملية في الثانية وقد استخدمته شركة Busicom وهي شركة يابانية تصنع الآلات الحاسبة.

الجيل الخامس(1991م- حتى الآن): هذا هو الجيل الحالي وهو مايعرف بعصر الاتصالات والترابط حيث وجد في هذا العصر الـ world wide web (www) على يد الباحث Tim Berners-Lee وقد أوجد هذا الباحث أيضا لغة HTML التي سمحت بتوسع المحتويات في www

——————————————————-

برمجة الحاسوب

برمجة الحاسوب: هي عملية تطبيق وتنفيذ مجموعة خوارزميات ذوات علاقات متصلة مع بعضهن وهي عملية دمج افكار متقاربة باستخدام احدى لغات البرمجة من أجل انتاج برنامج محوسب. البرمجة هي مزيج من العلوم والرياضيات والهندسة.

لغات البرمجة

تجدر الإشارة هنا إلى التذكير بمعنى كلمة لغة وهي طريقة الاتصال والتفاهم بين الأشخاص أو لنقل في حالة الحاسوب الطريقة التي يفهم بها الحاسوب طلب الانسان. لذلك نجد في حياتنا مجموعة مصطلحات وكلمات يختلف استخدامها حسب الحاجة. لغات البرمجة المختلفة تتمتع بهذه الخاصية أيضا. فهناك الكثير من اللغات البرمجية الموجودة وهذه اللغات تختلف من ناحية عملها وهدفها. لذلك يجب على المبرمج أن يكون ملما ببعض لغات البرمجة وأن يعرف ما هي اللغة المناسبة لتطبيق هذا البرنامج. لغة البرمجة الوحيدة التي يفهمها الحاسوب ويستطيع أن يتعامل معها هي لغة الآلة -machine language-. في البداية عمل المبرمجون على تحليل شفرة الحاسوب –machine code-والتعامل معها بشكلها الجامد وغير المفهوم وهو (0،1). ولكن هذه العملية معقدة جدا ويصعب التعامل معها لعدم فهمها الواضح للبشر ولغموضها لذلك تم إبتكار لغات راقية تعمل كوسيط بين لغة الانسان ولغة الاّلة و هي لغات البرمجة المعروفة مثل لغة السي و لغة البيسيك. ثم يتم تشغيل البرامج المكتوبة بهذه اللغات عن طريق أحد البرامج المتخصصة مثل المترجم والمجمع . هذه البرامج تعمل على ترجمة أسطر لغة البرمجة إلى لغة الحاسوب مما يسهل على الحاسوب تنفيذ هذه الأوامر وإخراج النتائج output.

أمراض الحاسب الآلي

    أصبح استخدام أجهزة الحاسب الآلي من العادات اليومية في مجال العمل أو المنزل، حيث يقضي المستخدم ساعات طويلة أمام الشاشة للعمل أو إستكشاف الإنترنت. ولكن هناك الكثير مِن من يغفل عن المضار الممكنة من إستخدام هذه الأجهزة، حيث هناك العديد من تلك المضار منها الصحية والإجتماعية والنفسية. ولكنني في هذا المقال سأطرح التأثيرات السلبية لأجهزة الحاسب على الناحية الصحية، وهنا بعض منها:1- الحساسية: كثير من شاشات الحاسب الآلي تصدر أبخرة من مادة كيميائية مستخدمة أسمها  (Triphenyl Phosphate) (علماً بأن الشاشات الجديدة تصدر هذه الأبخرة أكثر من القديمة كما أشار - كوني أوستمن - من جامعة ستوكهولم في السويد)، حيث أن حساسية هذه الأبخرة قد تسبب حكة أو إحتقان الأنف أو صداع. ويضيف نفس العالم بأن مضار هذه الأبخرة تزيد في حالة صغر المكان (كالمكتب) وسوء التهوية فيه.

2- العين والنظر: مشاكل العين والنظر هي أكثر الأعراض التي يصاب بها مستخدم الحاسب الآلي مثل: إجهاد النظر، حرارة أو حكة في العين، إختلال مؤقت في التعرف على الألوان، صداع، نظر غير واضح. ومن أكثر شكاوى الإستخدام هو حاجة الشخص لتصحيح النظر (عدسات أو نظرات طبية).

3- مشاكل الظهر والرقبة والأكتاف: هذه الظاهرة تحدث للأشخاص الذين يعملون على الحاسب الآلي لفترات طويلة ويجلسون على كراسي غير صحية. ويمكن تفادي ذلك عن طريق الجلوس الصحيح وإستخدام حامل الورق المستخدم للطباعة بنفس الإرتفاع والبعد لشاشة الحاسب الآلي.

4- آلام اليد والذراع: بسبب العمل المتواصل على جهاز الكمبيوتر (لوحة المفاتيح)، حيث إن الرسغ والذراع تكون متصلبة عند إستخدام لوحة المفاتيح مما يحدث إلتهابات بسبب ذلك. أما بالنسبة للذراع فمن الممكن الإصابة بآلام “كوع التنس” (Tennis Elbo).

بالإضافة لما تم ذكره، هناك الكثير من الأضرار الصحية المصاحبة لإستخدام أجهزة الحاسب الآلي والتي لا يسعني هنا ذكرها جميعاً، ولكن لا يعني ذلك أن نتوقف عن إستخدام هذه الأجهزة. كما أن هناك وسائل للحد من هذه الأضرار، فعلى سبيل المثال التعرف على الطريقة الصحيحة للجلوس أمام الجهاز وإختيار الكرسي والأدوات الأخرى المناسبة. كما أن أخذ فترات إستراحة متقطعة من العمل على الجهاز سوف تساعد الجسم على التخلص من بعض هذه الأعراض.

مرحبا بكم موقعي Riyadhschools.net. هذه هي رسالتك الأولى تستطيع التعديل أو الحذف أو كتابة رسالة جديدة!