الرئيسية / كيمياء
‏إظهار الرسائل ذات التسميات كيمياء. إظهار كافة الرسائل
‏إظهار الرسائل ذات التسميات كيمياء. إظهار كافة الرسائل
4/23/2016

لماذا لا ينصهر الخشب ؟



جميعنا خَطَرَت في بالنا هذه الأسئلة عندما كنا ندرس حالات المادة. فهل يمكن صهر الخشب ؟، أو لماذا لا يتبخر الحديد ؟، ولماذا لا ينصهر الخشب ولا يحترق الماء ؟.

·        لماذا لا ينصهر الخشب ؟
ربما قد قرأت بإن الخشب لا ينصهر لإنه مركب كيميائي معقد، وهذا خاطئ فليس لذلك علاقة، السبب ليس في عدد العناصر المكونة للمركب بل ذلك بسبب قوى الروابط الكيميائية بين عناصر المركب. على سبيل المثال مادة الشمع التي تكتب على الصيغة C18H36O2 يتجمد وينصهر ويتبخر مع احتوائه على عناصر وروابط أكثر من مركب السيليلوز C6H10O5، ومركب السيليلوز هو الذي يكون غالبية الخشب. السبب وراء ذلك هو أن الخشب يحترق قبل أن ينصهر. ونعلم أن من عوامل الاحتراق هو الأكسجين فـمالذي سيحدث لو رفعنا حرارة الخشب في غرفة مفرغة من الأكسجين؟

إن رفعنا درجة حرارة الخشب في غرفة مفرغة من الأكسجين سوف يتحلل الخشب حرارياً ولن ينصهر والتحلل الحراري لا يلزم أكسجين أو أي مواد كيميائية أخرى. عادةً ما يحتوي الخشب على الماء والعديد من المركبات الكيميائية الطويلة والتي سوف تطلق في عملية التحليل الحراري. لتقريب الأمر، يحدث التحليل الحراري للماء أيضاً في درجة 2200 مئوية حيث ينفصل فيها الماء إلى الأكسجين والهيدروجين. ولو كانت درجة التحليل الحراري للماء أقل من درجة الانصهار فإن الماء لن ينصهر !! ولهذا يمكننا القول بإن المادة لا تنصهر طالما أنها تحترق أو تتحلل حرارياً قبل أن تنصهر.


·        هل يمكن للحديد أن يتبخر فعلاً ؟
في الواقع، نعم يمكن للحديد والفلزات بشكل عام أن تتبخر، وسوف أتفصل في ذلك في المقالة القادمة.

المصادر:
Gurumagazine
Askscience
yalescientific



4/18/2016

تفسير تجربة الفلفل والماء.



عند رش الفلفل على الماء و سكب قطرة من سائل تنظيف الصحون في منتصف الماء يتحرك الفلفل إلى طرف وعاء الماء. كيف حصل ذلك ؟ 

ذلك بسبب انخفاضالتوتر السطحي  المفاجئ عند ملامسة الصابون للماء، غالباً ما يحتوي الصابون على مادة هيدروكسيد الصوديوم  (NaOH) الأيونية. فعند ملامسة هيدروكسيد الصوديوم للماء يتحول إلى هيأة أيونات Na+ موجبة و Oh- سالبة فتنجذب الأيونات الموجبة نحو الأكسجين السالب في الماء بينما تنجذب الأيونات السالبة نحو الهيدروجين الموجب. ففي هذه الحالة تتخلخل الأيونات بين جزيئات الماء وتفصلها عن بعضها وهذه الخاصية تساعد وتسهل عملية التنظيف بشكل عام فعندما يضعف التوتر السطحي للماء يسهل عليه التخلل بين أجزاء الملابس والصحون. عند فصل جزيئات الماء عن بعضها تضعف قوى التجاذب بين الجزيئات والذي ينتج عنه انخفاض التوتر السطحي والتغير في مدى تقعر سطح الماء. ولا دور للفلفل في هذه التجربة سوى توضيح التغير في توتر المياه السطحي. وتسمى بتأثير مارانجوني (Marangoni effect)

لكن مالذي يحدد قوى التوتر السطحي لكل مادة في المقام الأول ؟ 

الذي يحدد قوى التوتر السطحي هو مدى قوة التجاذب بين جزيئات المادة، فالماء قوى توتره السطحي عالية بالنسبة للسوائل والزيوت الأخرى. ذلك بسبب أن الماء يحتوي على روابط هيدروجينية ويحتوى الزئبق على الروابط الفلزية وهي روابط قوية جداً تكون بشكل متقارب ومتراص وهذا الذي يعطي الزئبق قواماً ثقيلاً و توتراً سطحياً قوياً جداً. كما أن مدى قوى التوتر السطحي تحدد ما إذا كان السائل مقعراً أم محدباً عند وضعه في إناء. فالماء على سبيل المثال يأخذ الشكل المقعر في الإناء بينما يأخذ الزئبق الشكل المحدب لإن قوى التجاذب بين جزيئات الزئبق أقوى من قوى التجاذب بين جزيئات الزئبق وسطح الإناء. كما يتميز الزئبق بعدم قابليته لترطيب السطوح الخشبية أو الرخامية أو الزجاجية. لذا فإننا يمكننا القول إن نوع الرابطة بين جزيئات المادة هي التي تحدد قوى التوتر السطحي الخاص بها.
4/04/2016

كيف تنتج الحشرات المضيئة الضوء ؟

الحشرات المضيئة أو اليرعات يتوهج الضوء داخل أجسامها. هذه العملية تسمى bioluminescence أو الإضاءة الحيوية وتتميز بهذه الخاصية بعض الكائنات البحرية والحشرات. وتستعملها هذه الحشرات كوسيلة للتكاثر وجذب فرائسها ولكن كيف تنتج هذه الحشرات الضوء ؟.
10/30/2015

كيف يقلل الملح من درجة تجمد الماء ؟

لماذا يعد من الضروروي إضافة كلوريد الصوديوم إلى الماء عند صنع المثلجات المنزلية ؟
جواب هذا السؤال هو أن الملح يقلل من درجة تجمد الماء. حيث أن الملح يستخدم أيضاً برَشه على الطرقات الثلجية لتقليل درجة تجمد الماء. ولكن هل سألت نفسك يوماً كيف يقلل الملح درجة تجمد الماء ؟


أيون الصوديوم والكلورين الملح بالماءعند ذوبان كلوريد الصوديوم ( الملح ) فإن أيونات الصوديوم (Na+) والكلورين (Cl-) تنفصل عن بلورات الملح وتختلط مع جزيئات الماء، فتؤثر على حركة الجزيئات حيث أن أيونات الصوديوم والكلورين المنفصلة عن الملح تعيق حركة جزيئات الماء فيجعل من الصعب على هذه الجزيئات أن تتحد مرة أخرى مكونة قطعة جليدية، وبالتالي يظل الماء المالح في حالة سائلة لفترة أطول مع انخفاض درجة الحرارة.
10/29/2015

لماذا لا تتأثر ذائبية كلوريد الصوديوم بارتفاع درجة الحرارة ؟

شكل مكبر لبلورات كلوريد الصوديوم
الذائبية هي مقدار المادة التي يمكن إذابتها في 100 جرام من المذيب عند درجة حرارة معينة، وبارتفاع درجة الحرارة تزيد الذائبية، حيث تزيد المسافات البينية بين جزيئات المذيب مما يسمح لاستيعاب كمية أكبر من المذاب، لكن الأمر مختلف بالنسبة لـكلوريد الصوديوم (الملح) حيث أنه بارتفاع درجة الحرارة تتأثر ذائبية كلوريد الصوديوم في الماء بنسب ضئيلة جداً، يوضح الرسم البياني الآتي تغير ذائبية كلوريد الصوديوم الموضح باللون الأزرق مقارنةً بالمركبات الأخرى.
ذائبية كلوريد الصوديوم في الماء

السبب في ذلك يرجع إلى قوة الرابطة الأيونية بين جزيئات كلوريد الصوديوم (NaCL) حيث أن الصوديوم فلز قوي والكلور لا فلز قوي فتتكون رابطة أيونية قوية، وعند وصول درجة حرارة الماء إلى 90 درجة سيليزية ترتبط كل من أيونات الصوديوم والكلور مع جزيئات الماء بروابط أيونية أقوى من الروابط الموجودة في مركب كلوريد الصوديوم وبالتالي لا تتغير ذائبية كلوريد الصوديوم في الماء بارتفاع درجة الحرارة.

لكلوريد الصوديوم (الملح) فوائد كثيرة عوضاً عن استعماله لتطيب مذاق الطعام، حيث أنه يستخدم في رشه على الطرقات الثلجية لمنع التصاق الجليد بالطريق ولـتقليل درجة تجمد الماء، كما يستعمل للعناية بالفم والجلد والشعر.