الوحدة الثالثة .. الدرس الأول .. غاز الأكسجين
مصادر غاز الأكسجين فى الهواء
النباتات الخضراء المصدر الأساسى لغاز الأكسجين فيتصاعد أثناء عملية البناء الضوئىليعوض استهلاك أكسجين الهواء الجوى فى عمليات التنفس والاحتراقلذلك يجب الحفاظ على الكساء الخضرى على سطح الأرض
تكوين الغلاف الجوى للأرض :
يتكون من خليط من غازات تحيط بالكرة الأرضيةمجذوبة إليها بفعل الجاذبية الأرضية
النتروجين يمثل نسبة 78% من مجموع أحجام هذه الغازات
الأكسجين يكون 29%من حجم هذا الغلاف والجزء الباقى يتكون من بخار الماء وثانى أكسيد الكربون وغازات أخرى مثل الأرجون والنيون والهيليوم وغيرها ٍ
أهمية الغلاف الجوى
يحمى الأرض عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الفضاء الخارجىٍويعمل على اعتدال درجة الحرارة على سطحها
الأجسام العالقة
توجد فى الغلاف الجوى كميات كبيرة من الأجسام العالقة
وهى عبارة عن ذرات دقيقة من الغبار والدخان والغازات المتصاعدة من المصانع والسيارات والقاطرات والبواخر
وهى تعد من ملوثات الهواء الجوى ولكنها تفيد فى تكاثف بخار الماء حولهال ونزوله على هيئة قطرات المطر أو الثلج
غاز الأكسجين
ينتج بوفرة من النباتات الخضراء خلال عملية البناء الضوئى بالبلاستيدات الخضراء والطاقة الضوئية والماء و الأملاح وثانى أكسيد الكربونيتواجد فى الغلاف الجوى فى الحالة الغازية
يتكون من جزيئات ثنائية الذرات لها التركيب o الحرف الأول من oxygen يستهلك فى عمليات التنفس والاحتراق
يعوض باستمرار بعملية التمثيل الضوئى فتبقى نسبته ثابتة فى الهواء الجوى
يشغل الأكسجيم خمس حجم الهواء الجوى وفى تجربة الشمعة يصعد الماء داخل المخبار نتيجة فقدان الهواء لأحد مكوناته وهو الأكسجين الذى استهلكته الشمعة
تحضير غاز الأكسجين فى المعمل
ضع كمية من ثانى أكسيد المنجنيز فى الدورق
املأ القمع بفوق أكسيد الهيدروجين
افتح الصنبور لتسمح بنزول كمية قليلة من فوق أكسيد الهيدروجين على ثانى أكسيد المنجنيزفيتصاعد غاز الأكسجين فى المخبار
فوق أكسيد الهيدروجين يتحول فى وجود ثانى أكسيد المنجنيز إلى ماء وأكسجين
يبقى ثانى أكسيد المنجنيز بدون تغير فى الكمية والخواص ولذلك يسمى بالعامل المساعدد
أكتشف الأكسجين فى الصين القديمة عام 800 فبل الميلاد
ةأعاد إكتشافه جوزيف برستلى فى أغسطس 1774 م
وأطلق أنطوان لافوازييه عليه اسم أكسجين عام 1778 م
خصائص الأكسجين
توجد الكثير من المركبات الغنية بالكسجين مثل فوق اكسيد الهيدروجيم ( ماء الأكسجين 9 وبعض الأملاح
غاز عديم اللون والطعم والرائحة قليل الذوبان فى الماء لا يشتعل ولكنه يساعد على الاشتعال
متعادل التأثير على ورق دوار الشمس بلونيهأثقل من الهواء ( كثافته أكبر من كثافة الهواء حيث أنه حل محل الهواء )
معلومات اثرائية
الأكسجين له القدرة على أن يتحد اتحادا مباشرا بمعظم العناصر مكونا أكاسيد
يسمى احتراق اذا كان هذا الاتحاد سريعا ونتج عنه حرارة وضوء ويسمى تأكسد اذا تم ببطء فى وجود الرطوبة ( الماء ) مثل تكون صدأ الحديد
يتكون صدأ الحديد فى جو رطب به أكسجين فتتآكل المواد المصنوعة من الحديد مثل المسامير وأعمدة الكبارى مع الوقت
ويصبح هشا ضعيفا اذا لم يتم عزلها عن الهواء بالدهانات
هل تزداد كتلة المواد بعد اتحادها بالأكسجين
يحترق سلك التنظيف المصنوع من الحديد لأن السطح الخارجى له كبير بدرجة تجعله يتفاعل مع الأكسجين فى الهواء ويتم الاحتراق بسرعة ويصبح سلك التنظيف بعد احتراقه له كتلة أكبر بعد الاشتعال لأن الأكسجين اتحد مع الحديد مكونا أكسيد الحديد
أهمية واستخدامات الأكسجين
له أهمية بالغة فى حياة الانسان والكائنات الحية
الماء يتكون من الأكسجين متحدا مع الهيدروجين
ضرورى لعملية التنفس واحتراق الغذاء داخل الخلايا لانتاج الطاقة اللازمة للعمليات الحيوية
يتكون جزئ غاز الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين
ويشكل طبقة بالغلاف الجوى ( طبقة الأوزون ) تحمى الأرض من الاشعاعات الضارة التى تأتنى من الشمس
ويضغط الأكسجين فى اسطوانات ويستخدم فى :
التنفس الصناعى للمرضى الذين يعانون من صعوبات فى التنفس أثناء اجراء الجراحات الغوص تحت الماء
تسلق الجبال لأن الأكسجين يقل كلما ارتفعنا عن سطح الأرض
يستخدم فى قطع ولحام المعادن مع غاز الاسبتلين الذى يعطى
لهب الأكس اسبتلين وتصل درجة حرارته إلى 3500 درجة وهى تكفى لصهر المعادن .
الواجب :
1ـ علل لما يأتى :
اـ بالرغم من أن أكسجين الهواء يستهلك فى عمليات التنفس إلا ان نسبته ثابتة فى الغلاف الجوى .
2ـ يجمع الأكسجين بإزاحة الماء لأسفل فى المخبار أثناء تحضيره فى المعمل .
3ـ للغلاف الجوى أهمية كبيرة فى استمرار الحياة على الأرض .
2 ـ اجب عن الاسئلة التالية :
اـ مكونات الغلاف الجوى .
ب ـ خصائص غاز الأكسجين.
ج ـ 1 ـ .....................................
2ـ ..............................................
3ـ ......................................
4ـ ..............................................
الدرس الثانى ..غازثانى أكسيد الكربون
منافع ومضار ثانى أكسيد الكربون
أحد أسس عملية البناء الضوئى للنباتات الخضراء لتكون المادة الغذائية للكائنات الحية
زيادة نسبته فى الهواء ينشأ عنه اختناق الكائنات الحية
وظاهرة الاحتباس الحرارى وارتفاع درجة حرارة الأرض ويضر بمناخ الأرض
خصائص ثانى أكسيد الكربون
يوجد على شكل غاز فى الحالة الطبيعية بالغلاف الجوىبنسبة قليلة نحو 3 من 100%
يتكون الجزئ من ذرة كربون مرتبطة بذرتى أكسجين ورمزه co2
مصادر ثانى أكسيد الكربون :
ينبعث نتيجة احتراق المواد العضوية مثل :
الخشب - الفحم – التبغ ( مادة السجائر)– الزيت – البنزين
ترتفع نسبته فى السنوات الأخيرة بسبب الكميات الهائلة من الوقود التى تحرقها المنشآت الصناعية
ومحطات الوقود ومحركات وسائل النقل والمواصلات وتناقص المساحات الخضراء وإزالة الغابات
الكشف عن غاز ثانى أكسيد الكربون
ينتج عن تنفس الكائنات الحية واحتراق مواد عضوية مثل الشمعة
عندما ننفخ فى ماء الجير الرائق يتعكر ماء الجير – لأن هواء الزفير يحتوى على co2
وما ينتج عن تنفس البذور يعكر ماء الجير لأنه يحتوى على يحتوى على co2
ثانى أكسيد الكربون الناتج عن تنفس الانسان والنبات واحتراق المواد العضوية يعكر ماء الجير ( هيدروكسيد الكالسيوم )
حيث يظهر الراسب الأبيض نتيجة تفاعله مع ثانى أكسيد الكربون مكونا مادة كربونات الكالسيوم التى لا تذوب فى الماء
التعكر يكشف لنا وجود ثانى أكسيد الكربون
خصائص غاز ثانى أكسيد الكربون
تحضيره : صب قليلا من حمض الهيدروكلوريك المخففعلى كربونات الكالسيوم واجمع عدة مخابير منه عن طريق ازاحة الهواء لأعلى
تنطفئ الشمعة عند إضافته عليها – يستمر الماغنسيوم فى الاشتعال
عديم اللون والرائحة
أثقل من الهواء – لذلك يجمع بإزاحة الهواء لأعلى ويحل محله
يذوب فى الماء لذا لا يجمع بإزاحة الماء كتحضير الأكسجين
لا يشتعل ولا يساعد على الاشتعال – ولذلك يستخدم فى اطفاء الحرائق
يستمرشريط الماغنسيوم فى الاشتعال متحولا الى أكسيد الماغنسيوم ( لونه أبيض )
ويترسب الكربون ( الفحم ) على جدار المخبار
معلومات إثرائية :
يصاب الانسان بالاختناق إذا استنشق غاز ثانى أكسيد الكربون – ويسمى بالقاتل الصامت
لأن الانسان لا يستطيع رؤيته أو تذوقه أو شمه
والتنفس فى مكان مغلق حيث التهوية منعدمة أو رديئة يؤدى الى تناقص الاكسجين وزيادة ثانى أكسيد الكربون
ويصاب كل الموجودين بأعراض الاختناق وفقدان الوعى فالموت
أهمية واستخدامات غاز ثانى أكسيد الكربون
يستخدم فى التبريد عند تحويله الى سائل بالضغط والتبريد ثم يخفف الضغط فيتكون الثلج الجاف الذى يستخدم فى التبريد
يستخدم فى اطفاء الحرائق – لأنه لا يشتعل ولا يساعد على الاشتعال
ففى مطفأة الحريق يتولد ثانى أكسيد الكربون نتيجة التفاعل الكيميائى داخل المطفأة
يستخدم فى صناعة المياه الغازية
عندما تضاف الخميرة إلى العجين يحدث التخمر وينتج غاز ثانى أكسيد الكربون الذى يتمدد بفعل الحرارة ويجعل الخبز مساميا ومستساغ الطعم
يدخل فى عملية البناء الضوئى فى النباتات الخضراء ويتصاعد غاز الأكسجين
الواجب :
1 ـ ماذا يحدث فى حياتنا إذا :
أ ـ استمرت نسبة غاز ثانى أكسيد الكربون فى الارتفاع فى الغلاف الجوى .
ب ـ قلت نسبة غاز ثانى أكسيد الكربون بدرجة كبيرة فى الهواء الجوى .
2 ـ علل لما ياتى :
أ ـ يستخدم ماء الجير الرائق فى الكشف عن ثانى اكسيد الكربون .
ب ـ يستخدم غاز ثانى أكسيد الكربون فى إطفاء الحريق .
د ـ تضاف الخميرة على العجين فى صناعة الخبز .
3 ـ أجب عما يأتى :
أ ـ مصادر غاز ثانى اكسيد الكربون .
ج : ........................ , ................... , .........................., ........................., ....................
ب ـ أهمية واستخدامات غاز ثانى اكسيد الكربون ؟
ج ـ ............................... , .................................... , ................................, .........................
الدرس الثالث .. غاز النيتروجين
غاز النيتروجين :
عنصر كيميائى يوجد فى الطبيعة على شكل غاز ورمزه N2
جزئ النيتروجين يتكون من ذرتى نيتروجين
يسمى أيضا بالأزون ومعناها عديم الحياة
لأنه لا يساعد على الاشتعال - ولا يدخل فى التنفس
وهو عديم اللون والطعم والرائحة وصعب الذوبان فى الماء ومكون أساسى لجميع المركبات البروتينية
اكتشفه العالم دانيال رذرفورد
وجود غاز النيتروجين
يشكل 78 % من الغلاف الجوى للأرض
يدخل فى تركيب جميع الأنسجة الحية فكل الكائنات تحتاج اليه لكى تعيش لأنه يكون أهم جزء فى البروتينات
تتكون أكاسيد النتروجين فى الهواء الجوى أثناء حدوث البرق
يصل الى التربة الزراعية مع مياه المطار وتنتج البقوليات مثل البرسيم والبازلاء وفول الصويا
وتستمد النيتروجين من الهواء بمساعدة نوع من البكتيريا يعيش فى جذورها
تحضير النيتروجين فى المعمل :
كون الجهاز وافتح صنبور الماء ليدفع الهواء داخل الدورق الأول يمر الهواء عبر محلول هيدروكسيد الصوديوم أو البوتاسيوم لامتصاص كميات قليلة من غاز ثانى أكسيد الكربون من الهواء ويتم امراره فوق فلز النحاس المسخن ليتحد مع الأكسجين الموجود فى الهواء
اجمع غاز النيتروجين بازاحة الماء لأسفل واملأ عدة مخابير
خصائص غاز النيتروجين :
عديم اللون والطعم والرائحة
لا يساعد على الاشتعال
صعب الذوبان فى الماء ولا يتفاعل بسهولة مع الكثير من العناصر الأخرى
يتحد مع شريط الماغنسيوم مكونا مادة بيضاء
وباضافة قليل من الماء تتصاعد مادة نفاذة جدا ( غاز النشادر )
متعادل التأثير على دوار الشمس
يمكن تكثيف النيتروجين الى الحالة السائلة
معلومة طريفة : اذا غمست ثمرة الموز بسرعة فى نيتروجين سائل تصبح صلبة لدرجة انه يمكنك بها دق مسمار فى قطعة خشب !لذلك يستخدم النيتروجين المسال فى التبريد السريع للأغذية والأدوية واللقاحات التى تفسدها الحرارة
أهمية واستخدامات غاز النيتروجين
يستخدم حديثا فى ملء الإطارات للطائرات والسيارات بسبب الثبات النسبى لحجمه عند نغير درجات الحرارة
يستخدم النيتروجين السائل لعلاج الأورام الجلدية خاصة الحميدة منها ( الثآليل )
يدخل فى تركيب البارود
يدخل فى تركيب نترات الأمونيوم الذى يدخل فى تركيب الأسمدة ومخصبات التربة
يستخدم النيتروجين السائل كمبرد للمنتجات الغذائية بغرض حفظها أو نقلها
يسيتخدم تجاريا فى عملية تصنيع النشادر ( الأمونيا ) وتستخدم لإنتاج الأسمدة والمخصبات
يستخدم كمادة غير نشطة فى أجواء خزانات السوائل القابلة للإنفجار
وأثناء تصنيع الأجزاء الألكترونية
يستخدم فى صناعة الفولاذ الذى لا يصدأ
تستخدم كميات قليلة من النيتروجين لملء بعض أنواع المصابيح
يستخدم فى تخزين البترول وبعض المواد القايلة للإشتعال
الواجب :
1 ـ علل لما يأتى :
أـ يستخدم النيتروجين فى ملء إطارات السيارات .
ب ـ المصدر الرئيسى لتحضير النيتروجين هو الهواء الجوى ز
جـ ـ يستخدم النيتروجين السائل كمبرد للمنتجات الغذائية والأدوية .
د ـ يدخل النيتروجين فى تركيب جميع الأنسجة الحية .
2ـ ضع علامة ( √ ) او ( χ ) مع تصويب الخطأ .
ا ـ يتفاعل النيتروجين بسهولة مع كثير من العناصر الأخرى . ( )
ب ـ البقوليات مثل البرسيم والبازلاء وفول الصويا تستفيد من النيتروجين . ( )
جـ يسمى النيتروجين أيضا بالآزوت ومعناها ( غاز الحياة ) . ( )
د ـ يستخدم الأوزون فى أجواء خزانات السوائل القابلة للانفجار والاشتعال . ( )
3 ـ أكمل العبارات التاليه :
أ ـ خصائص غاز النيتروجين هى
ب ـ من اهمية غاز النيتروجين هى