🧪 الوحدة الأولى: طبيعة المادة

منهج الكيمياء - الصف التاسع

📚 مقدمة

المادة هي كل شيء له كتلة ويشغل حيزًا من الفراغ. تتكون المادة من جسيمات دقيقة تسمى الذرات والجزيئات والأيونات، وتوجد في ثلاث حالات فيزيائية رئيسية: الصلبة، السائلة، والغازية.

⚗️ حالات المادة الثلاث

🧊

الحالة الصلبة

  • جسيمات قريبة جدًا ومترابطة بقوة
  • حركة محدودة (اهتزازية)
  • شكل وحجم ثابتان
  • كثافة عالية
💧

الحالة السائلة

  • جسيمات متقاربة نسبيًا
  • حركة انزلاقية وحرة نسبيًا
  • حجم ثابت وشكل متغير
  • كثافة متوسطة
💨

الحالة الغازية

  • جسيمات متباعدة جدًا
  • حركة عشوائية سريعة
  • شكل وحجم غير محددين
  • كثافة منخفضة
🎨 عرض تفاعلي: حركة الجزيئات في الحالات الثلاث

🔄 التغيرات الفيزيائية

الانصهار (Melting)

التعريف: تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة عند درجة حرارة معينة تسمى درجة الانصهار.

مثال: انصهار الجليد عند 0°C تحت ضغط 1 atm

التجمد (Freezing)

التعريف: تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة عند درجة التجمد.

ملاحظة: درجة الانصهار = درجة التجمد لنفس المادة

التبخر (Evaporation)

التعريف: تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية عند أي درجة حرارة.

خصائص: يحدث على سطح السائل - معدل التبخر يزداد بارتفاع درجة الحرارة

الغليان (Boiling)

التعريف: التبخر السريع الذي يحدث في كل أجزاء السائل عند درجة الغليان.

درجة غليان الماء: 100°C تحت ضغط 1 atm

ملاحظة: درجة الغليان تتأثر بالضغط الجوي

التكاثف (Condensation)

التعريف: تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة بإطلاق طاقة.

مثال: تكون قطرات الماء على الأسطح الباردة

التسامي (Sublimation)

التعريف: تحول المادة من الحالة الصلبة مباشرة إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة.

مثال: تسامي الثلج الجاف (CO₂ الصلب) واليود الصلب

📊 رسم بياني تفاعلي: التغيرات الحرارية

🧬 المخاليط والمحاليل

المادة النقية vs المخلوط

المادة النقية المخلوط
تتكون من نوع واحد من الجزيئات يتكون من نوعين أو أكثر من المواد
خصائص ثابتة ومحددة خصائص متغيرة
لا يمكن فصلها بطرق فيزيائية يمكن فصلها بطرق فيزيائية

المحلول (Solution)

التعريف: مخلوط متجانس يتكون من مذاب (Solute) ومذيب (Solvent)

المذيب: المادة الموجودة بكمية أكبر (عادة السائل)

المذاب: المادة الموجودة بكمية أقل والتي تذوب في المذيب

أنواع المحاليل

  • محلول مشبع (Saturated): محلول لا يستطيع إذابة المزيد من المذاب عند درجة حرارة معينة
  • محلول غير مشبع (Unsaturated): محلول يمكنه إذابة المزيد من المذاب
  • محلول فوق المشبع (Supersaturated): محلول يحتوي على كمية أكبر من المذاب مما يمكن إذابته عادة

تركيز المحلول (Concentration)

التركيز = كتلة المذاب / حجم المحلول

محلول مركز: يحتوي على كمية كبيرة من المذاب نسبة إلى المذيب

محلول مخفف (Dilute): يحتوي على كمية قليلة من المذاب نسبة إلى المذيب

🔬 طرق فصل المخاليط

1. الترشيح (Filtration)

الاستخدام: فصل المواد الصلبة غير الذائبة من السوائل

الأدوات: ورق ترشيح، قمع، دورق

المنتجات: الراشح (Filtrate) والرواسب (Residue)

2. التقطير (Distillation)

الاستخدام: فصل سائلين لهما درجات غليان مختلفة

التطبيقات: تنقية الماء، فصل مكونات البترول

أنواع: التقطير البسيط، التقطير التجزيئي (Fractional Distillation)

3. التبخير والتبلور (Evaporation & Crystallization)

الاستخدام: فصل المواد الصلبة الذائبة من المحاليل

الطريقة: تبخير المذيب وترك المذاب على شكل بلورات

مثال: الحصول على ملح الطعام من ماء البحر

4. الكروماتوغرافيا (Chromatography)

الاستخدام: فصل وتحليل مكونات المخاليط المعقدة (مثل الأصباغ)

المبدأ: اختلاف سرعة انتشار المواد على طول وسط ثابت

الاستخدامات: تحليل الأصباغ الغذائية، فحص الأدوية، التحليل الجنائي

معامل التأخر (Rf)

Rf = المسافة التي قطعها المكون / المسافة التي قطعها المذيب

🌊 الانتشار (Diffusion)

التعريف: حركة الجسيمات من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز منخفض

الأمثلة:

  • انتشار رائحة العطر في الغرفة
  • انتشار قطرة حبر في الماء
  • انتشار الغازات في الهواء

العوامل المؤثرة على معدل الانتشار:

  1. درجة الحرارة: يزداد معدل الانتشار بارتفاع درجة الحرارة
  2. حالة المادة: الانتشار أسرع في الغازات من السوائل ومن الصلبة
  3. كتلة الجسيمات: الجسيمات الأخف تنتشر أسرع
🎭 محاكاة: الانتشار في السوائل

💧 تنقية المياه

أهمية تنقية المياه: إزالة الشوائب والملوثات والميكروبات لجعل الماء صالحًا للشرب

طرق تنقية المياه

  1. الترويق (Sedimentation): ترك الماء للسماح للمواد الثقيلة بالترسب
  2. الترشيح (Filtration): إمرار الماء عبر طبقات من الرمل والحصى
  3. التعقيم (Sterilization): قتل البكتيريا بالكلور أو الأشعة فوق البنفسجية
  4. التقطير (Distillation): غليان الماء وتكثيف البخار للحصول على ماء نقي
  5. التحلية (Desalination): إزالة الأملاح من ماء البحر

💡 معلومة: يحتوي ماء البحر على حوالي 3.5% من الأملاح الذائبة، منها 96.5% كلوريد الصوديوم (ملح الطعام)

❓ أسئلة متوقعة وإجاباتها

السؤال 1: ما الفرق بين التبخر والغليان؟

الإجابة:

  • التبخر: يحدث على سطح السائل فقط - يحدث عند أي درجة حرارة - عملية بطيئة
  • الغليان: يحدث في كل أجزاء السائل - يحدث عند درجة حرارة محددة (درجة الغليان) - عملية سريعة

السؤال 2: اختر الإجابة الصحيحة: ما هي درجة انصهار الجليد تحت الضغط الجوي القياسي؟

أ) -23°C
ب) 0°C
ج) 100°C
د) 77°C

الإجابة الصحيحة: ب) 0°C

التوضيح: الجليد (الماء الصلب) ينصهر عند درجة 0°C تحت ضغط جوي قدره 1 atm، وهي نفس درجة التجمد للماء.

السؤال 3: عرف المحلول المشبع واذكر مثالاً عليه.

الإجابة:

المحلول المشبع: هو محلول لا يستطيع إذابة المزيد من المذاب عند درجة حرارة معينة، بحيث يترسب أي مذاب إضافي في قاع الإناء.

مثال: محلول السكر في الماء عندما لا يذوب المزيد من السكر عند درجة حرارة الغرفة.

السؤال 4: ما هي طريقة الفصل المناسبة للحالات التالية؟

  1. فصل الرمل من الماء
  2. الحصول على ماء نقي من ماء البحر
  3. فصل مكونات الحبر الأسود

الإجابة:

  1. الترشيح (Filtration): لفصل الرمل (مادة صلبة غير ذائبة) من الماء
  2. التقطير (Distillation): لفصل الماء من الأملاح الذائبة في ماء البحر
  3. الكروماتوغرافيا (Chromatography): لفصل الأصباغ المختلفة في الحبر الأسود

السؤال 5: احسب معامل التأخر Rf لمادة قطعت مسافة 4 cm على ورقة الكروماتوغرافيا، بينما قطع المذيب مسافة 5 cm.

الحل:

Rf = المسافة التي قطعها المكون / المسافة التي قطعها المذيب
Rf = 4 cm / 5 cm = 0.8

الإجابة: معامل التأخر Rf = 0.8

السؤال 6: صح أم خطأ مع التصحيح:

  1. درجة الغليان لا تتأثر بالضغط الجوي
  2. الانتشار يحدث من المنطقة ذات التركيز المنخفض إلى التركيز العالي
  3. التسامي هو تحول المادة من الصلبة إلى الغازية مباشرة

الإجابة:

  1. خطأ. التصحيح: درجة الغليان تتأثر بالضغط الجوي، حيث تنخفض بانخفاض الضغط وترتفع بارتفاعه.
  2. خطأ. التصحيح: الانتشار يحدث من المنطقة ذات التركيز العالي إلى المنطقة ذات التركيز المنخفض.
  3. صح. التسامي هو فعلاً تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الغازية مباشرة دون المرور بالحالة السائلة.

السؤال 7: اذكر ثلاثة أمثلة على التغيرات الفيزيائية في حياتنا اليومية.

الإجابة:

  • ذوبان الجليد: تحول الماء من الحالة الصلبة إلى السائلة عند تركه خارج الثلاجة
  • غليان الماء: تحول الماء من الحالة السائلة إلى الغازية عند التسخين
  • تكون الضباب: تكاثف بخار الماء في الهواء البارد وتحوله إلى قطرات صغيرة

السؤال 8: ما العوامل التي تؤثر على معدل انتشار المواد؟

الإجابة:

  1. درجة الحرارة: يزداد معدل الانتشار بارتفاع درجة الحرارة لأن الجسيمات تتحرك بسرعة أكبر
  2. حالة المادة: الانتشار في الغازات أسرع من السوائل، وفي السوائل أسرع من الصلبة
  3. كتلة الجسيمات: الجسيمات الأخف تنتشر أسرع من الجسيمات الأثقل
  4. تدرج التركيز: كلما كان الفرق في التركيز أكبر، زاد معدل الانتشار

تم إعداد هذا التلخيص بناءً على منهج الكيمياء للصف التاسع - الوحدة الأولى: طبيعة المادة

© 2024 - جميع الحقوق محفوظة