لصيقات التنبيه لمخاطر المواد الكيميائية

ملخص درس روائز الكشف عن بعض الأيونات

الأيونات المراد الكشف عن وجودها هي : الأنيون Cl^- والكاتيونات الفلزية Fe²⁺ و Fe³⁺ و Al³⁺ و Zn²⁺ و Cu²⁺.

1.      الكشف عن أيون الكلورور Cl^-

§         المحلول الكاشف هو محلول نترات الفضة.

§         الأيون الكاشف هو أيون الفضة Ag⁺.

عند إضافة المحلول الكاشف (محلول نترات الفضة) إلى محلول مائي يحتوي على أيونات الكلورور، يتكوّن راسب أبيض اللون يسودّ عند تعريضه للضوء. الراسب المتكوّن هو كلورور الفضة (صيغته AgCl)، ينتج عن تفاعل أيونات الفضة Ag⁺ مع أيون الكلورور Cl^- وفق المعادلة :

2.      الكشف عن الكاتيونات الفلزية

-          المحلول الكاشف : محلول الصودا

-          الأيون الكاشف : أيون الهيدروكسيد OH^-

عند إضافة محلول الصودا إلى محلول مائي يحتوي على أحد الكاتيونات الفلزية، يتكوّن راسب ملوّن ناتج عن تفاعل أيون الهيدروكسيد مع الكاتيون الفلزي.

ملخص درس تأثير المحاليل على بعض الفلزات

1.      الصيغة الأيونية لمحلول

تحتوي المحاليل المائية الأيونية على أيونات موجبة (كاتيونات) وأيونات سالبة (أنيونات). الشحنة الإجمالية لمحلول أيوني منعدمة (تساوي صفر).

الصيغة الأيونية لمحلول مائي أيوني هي الكتابة التي تعبّر عن الكاتيونات والأنيونات المتواجدة فيه ونِسَبِها. تكتب عامّة على الشكل :

(mX^p+ + nY^q-)

m و n و p و  q أعداد صحيحة طبيعية

X و Y ذرتان (أو مجموعتان من الذرات المترابطة)

يجب أن تترجم الصيغة الأيونية الحيادَ الكهربائيَّ للمحلول (الشحنة الكهربائية الإجمالية منعدمة). لذلك لدينا : m.p=n.q

أمثلة :

- الصيغة الأيونية لمحلول كلورور الهيدروجين (محلول حمض الكلوريدريك) هي : (H⁺ + Cl^-)

- الصيغة الأيونية لمحلول هيدروكسيد الصوديوم (محلول الصودا) هي : (Na⁺ + OH^-)

- الصيغة الأيونية لمحلول كلورور الحديد II هي : (Fe²⁺ + 2Cl^-)

2.      تأثير محلول حمضي على بعض الفلزات

-          لا يؤثر المحلول الحمضي على فلز النحاس (لا يحدث أي تفاعل بينهما).

-          يؤثر المحلول الحمضي على الحديد والألومنيوم والزنك كالتالي : تتفاعل أيونات الهيدروجين H⁺ (الموجودة في المحلول الحمضي) مع الفلز فتتكوّن أيونات الفلزّ وغاز ثنائي الهيدروجين. وذلك وفق معادلات التفاعل التالية :

تتم موازنة معادلات التفاعل باحترام قانون انحفاظ الذرات نوعا وعددا وقانون انحفاظ الشحنة (مجموع شحن المتفاعلات يساوي مجموع شحن النواتج).

يتم الكشف عن غاز ثنائي الهيدروجين بتقريب عود ثقاب مشتعل من فوهة أنبوب الاختبار الذي يتكوّن فيه، فتحدث فرقعة.

3.      تأثير محلول قاعدي على بعض الفلزات

تتفاعل أيونات الهيدروكسيد OH^- المميزة لمحلول قاعدي مع فلزّي الألومنيوم والزنك ولا يحدث أي تفاعل مع النحاس والحديد. 

(لا يطلب كتابة معادلات تفاعل محلول قاعدي مع فلزي الألومنيوم والزنك).

المحاليل الحمضية والمحاليل القاعدية

المحلول المائي خليط متجانس نحصل عليه بإذابة مادة كيميائية (المذاب) في الماء الخالص (المذيب).

مفهوم pH: pH محلول مائي هو مقدار بدون وحدة (عدد) محصور بين 0 و 14. نقيسه باستعمال ورق pH أو باستعمال جهاز pH-متر الذي يعطي قيما أدقّ.

ورق pH هو ورق مشبع بمادة عضوية، يتغير لونه حسب درجة حمضية أو قاعدية المحلول الذي يغمر فيه.

قيمة pH الماء المقطر هي 7. ويمكن تصنيف المحاليل المائية إلى محاليل حمضية (0<pH<7)، محاليل محايدة (pH=7)، ومحاليل قاعدية (7<pH<14).

كلما كان pH المحلول المائي أقرب إلى 0، كان المحلول أكثر حمضية.

كلما كان pH المحلول المائي أقرب إلى 14، كان المحلول أكثر قاعدية.

يتم تخفيف المحاليل المائية بإضافتها إلى الماء الخالص، وليس العكس.

عند تخفيف محلول حمضي، تزداد قيمة pH وتقترب من 7.

عند تخفيف محلول قاعدي، تتناقص قيمة pH وتقترب من 7.

تفاعلات بعض المواد العضوية مع ثنائي أوكسجين الهواء

المواد العضوية هي مواد تتكوّن أساسًا من ذرات الهيدروجين والكربون.

احتراق المواد العضوية تفاعل كيميائي. المتفاعلات هي: المادة المحترقة وثنائي الأوكسجين. الناتجان الأساسيان لهذا التفاعل هما: الماء وثنائي أوكسيد الكربون، وهو غاز مُلَوِّث يساهم في الانحباس الحراري.

خلال الاحتراق غير الكامل (لنقص في ثنائي الأوكسجين)، ينتج الكربون على شكل دخان أسود، وغازٌ سامّ ومميت هو أحادي أوكسيد الكربون.

تنتج عن احتراق البلاستيك غازاتٌ خانقة وسامّة مثل سيانور الهيدروجين HCN، ثنائي أوكسيد الكبريت SO₂، كلورور الهيدروجين HCl...

للتقليل من مضارّ احتراق المواد العضوية على البيئة، يمكن دفنها لتتحلل، أو إعادة تصنيعها، بدل حرقها وإنتاج مواد أكثر.

أكسدة الفلزات في الهواء الرطب

في الهواء الرطب (هواء + ماء، أو هواء مشبع ببخار الماء)، تتأكسد بعض الفلزات كالحديد والألومنيوم. وهو تفاعل بطيء. المتفاعلات هي: الفلز وثنائي الأوكسجين. والناتج هو أوكسيد الفلز.

الماء المالح يساعد في تسريع هذا التفاعل.

·       يتأكسد الحديد في الهواء الرطب فينتج الصدأ (أوكسيد الحديد III)، وهو مادة مسامّية مُنْفِذَة للهواء والماء ممّا يؤدي إلى تآكل الحديد تدريجيا.

تتم حماية الحديد من التآكل إما بطلائه بمادة غير مسامية أو بطبقة من فلز لا يصدأ، أو بخلطه بفلزات (الأشابات).

·       يتأكسد الألومنيوم في الهواء الرطب فينتج الألومين (أوكسيد الألومنيوم)، وهو مادة كتيمة لا تسمح بنفاذ الهواء والماء مما يحمي الألومنيوم من التآكل.

يُفَضَّل الألومينوم على الحديد في الصناعة والتعليب لخَاصّيَتين مهمتين هما: كون الألومنيوم أخفّ، وكونه لا يتآكل عندما يتأكسد في الهواء الرطب.

الذرات والأيونات

الذرة هي أصغر مكوّن للمادة. تتكون من نواة تدور حولها إلكترونات في حركة عشوائية سريعة مشكّلة سحابة إلكترونية.

عدد إلكترونات الذرة يسمى العدد الذري ويرمز له بالحرف Z.

النواة:

- نقطة صغيرة في مركز الذرة، تتركّز فيها كتلة الذرة.

- مشحونة بكهرباء موجبة.

- شحنة النواة هي: Z.e حيث e تسمى الشحنة الابتدائية.

الإلكترونات:  

- كتلتها أصغر بكثير من كتلة النواة.

- مشحونة بكهرباء سالبة. 

- شحنة الإلكترون هي : e-.

الذرة متعادلة كهربائيا لأن الشحنة السالبة للإلكترونات تعادل الشحنة الموجبة للنواة. وبذلك تكون شحنة الذرة: 0.

عندما تفقد أو تكتسب ذرة (أو مجموعة مترابطة من الذرات) إلكترونا أو أكثر تتحوّل إلى أيون.

الأيونات نوعان:

- الكاتيون: أيون موجب ينتج عن فقدان ذرة (أو مجموعة مترابطة من الذرات) لإلكترون أو أكثر.

- الأنيون: أيون سالب ينتج عن اكتساب ذرة (أو مجموعة مترابطة من الذرات) لإكترون أو أكثر.

يمكن أيضا تصنيف الأيونات إلى :

- أيونات أحادية الذرة : تنتج عن ذرة واحدة.

- أيونات متعددة الذرة: تنتج عن مجموعة من الذرات.

يُعْزَى التوصيل الكهربائي في الفلزّات إلى توفّرها على إلكترونات حرّة، وهي إلكترونات بإمكانها الانتقال في الفلزّ.

يعزى التوصيل الكهربائي في المحاليل المائية إلى توفّرها على أيونات.

خلاصة درس المواد والأجسام

الأجسام هي الأشياء والأدوات التي نستعملها في حياتنا اليومية، وتتكوّن من مادة أو أكثر.

يمكن تصنيف المواد إلى ثلاثة أصناف رئيسية :

·         المواد العضوية مثل البلاستيك (وهو أنواع مثل: متعدد الإثلين تِرِيفتالات PET الذي يتقوّس في الماء المغلي، ومتعدد الإثلين PE الذي يطفو على الماء العذب، ومتعدد الستيرين PS الذي يطفو على الماء المالح ويذوب في الأسيتون، والـPVC الذي يعطي عند احتراقه لهبا لونه أخضر).

·         الفلزات كالحديد (يجذبه المغناطيس) والنحاس (لونه أحمر أجوري) والألومنيوم (من أخف الفلزات) والزنك.

·         الزجاج.

   خصائص بعض المواد :

- تتميز الفلزات بالتوصيل الكهربائي والحراري، المقاومة للصدمات، عدم النفاذية للسوائل والغازات، وببريقها الفلزي، والإعتام.

- يتميز البلاستيك بعدم النفاذية للسوائل والغازات، والمقاومة للصدمات، والعزل الكهربائي. بعضها شفاف وبعضها معتم.

- يتميز الزجاج بالشفافية وعدم النفاذية للسوائل والغازات والعزل الكهربائي ورداءة التوصيل الحراري، وعدم المقاومة للصدمات (قابل للكسر). يفضل في التلفيف لأنه لا يتفاعل مع المواد المعلبة.

إناء من النحاس