بيوتات الكيمياء التعليمية - عرض مشاركة واحدة - الكيمياء النشطة ( Active Chemistry )
عرض مشاركة واحدة
  #13   -->
قديم 20-02-2011, 11:58 PM
الصورة الرمزية لـ معلمة متطورة
معلمة متطورة معلمة متطورة غير متصل
مشرفة بيت المعلّم المتميز
 
تاريخ الانتساب: 05 2008
المكان: الاردن
مشاركات: 3,407
معلمة متطورة على طريق التميز و النجاح
افتراضي



أما العالم جوزيف جايلوساك فهو عالم كيميائي فيزيائي من فرنسا . في عام 1809 كتب أن الهيدروجين الذي يتفاعل مع الأكسجين ليكونا الماء يشغل حجمين بالنسبة للأكسجين. كما وأنه لاحظ أن الهيدروجين الذي يتفاعل مع النيتروجين ليكوّن الأمونيا يشغل ثلاث أحجام من النيتروجين, لتكوين الأمونيا
كما وأنه وجد أن حجم النيتروجين والأكسجين تتفاعل لتالغاز النيتروجيني . ( وهذا الغاز يعرف الآن بأول أكسيد النيتروجين ) .
بيانات جايلوساك لم تتوافق مع فكرة دالتون بأن كل من الماء والأمونيا وغاز النيتروجين يتكوّنوا من ذرة واحدة لكل منهم ليتحدوا ويكوّنوا العناصر. لاحقا توصل العالم الإيطالي أميديو أفوجادرو لحل لهذا الاختلاف بل وقام بتعزيز فهم الصيغ الكيميائية الصحيحة والكتل الذرية.

هذه المعلومات التاريخية تبيّن مدى صعوبة دراسة ماهية الذرات. فالعلماء الكيميائيين الذين قاموا بهذا البحث أناس أذكياء . وقد كرّسوا معظم حياتهم محاولين اعطاء معنى لتجاربهم كما فعلت أنت عندما قمت باجراء تجربة إضافة المغنيسيوم إلى كلوريد النحاس اا . فإنت تستطيع أن تستفيد كثيرا من عملهم الجاد وتتبصّر به جيدا.
هكذا تتطوّر المعرفة. ولهذا أنت الآن تعيش في عالم تستطيع أن تتفكر في المواد الكيميائية التي في الطعام والأدوية والملابس وفي أي من أجزاء المواد حولك. أن تكون طالب علم كيميائي هذا يسهل عليك معرفة كيف شرح العلماء الكيميائيين للعالم ماهية الذرة.


العلاقة بين الكتل الذرية :

أخيرا, استطاع العلماء الكيميائيين أن يحددوا مقياس لعلاقة كتل الذرات بالنسبة لبعضها البعض. وقد قاموا بهذا من خلال تصنيف التفاعلات الكيميائية ودراستها. قاموا بإيجاد كتل العناصر المتفاعلة , كما فعلت بالنشاط. وهذا ما سمح لهم بإيجاد العلاقة بين الكتل. واستطاعوا أن يقارنوا أي من العناصر أثقل من الاخر ( اكثر كتلة) عند تساوي عدد ذراتهم. وقد حددوا على سبيل المثال, إن وجد عنصر كتلته ضعف كتلة العنصر الثاني فمن العلاقة الكتلية نستطيع ايجاد الكتلة بالكيلوجرام. وهذا يوفّر المقياس. وبالمقارنة بين كتل العناصر وجد أن كتلة ذرة الكربون تساوي 12 ضعف كتلة ذرة الهيدروجين. وذرة الأكسجين تساوي 16 مرة أكبر من كتلة ذرة الهيدروجين. ووحدة القياس في هذا المقياس يسمى بوحدة الكتلة الذرية. وقد تم تعريفها بأن كتلة ذرة الكربون -12 هي 12 وحدة كتلة ذرية . ورة الهيدروجين تقدر بوحدة واحدة من الكتلة الذرية. وأثناء قيام مندلييف بترتيب جدول العناصر ,توضحت له الدورية في الصفات الفيزيائية والكيميائية كما وأنه عرف علاقة الكتل بين العناصر. الكتلة الذرية هي جانب مهما من المعلومات التي يظهرها الجدول الدوري . والجدول المرفق يظهر قيم الكتل الذرية للعناصر الـ 9 التي تم استخدامها في نشاط 2والهيدروجين.


المصطلحات الكيميائية :

وحدة الكتلة الذرية ( amu) : تعرّف وحدة الكتلة بأنها وحدة 1/12 من كتلة ذرة الكربون-12.
الكتلة الذرية: معدل الكتلة الذرية لعنصر معين .
قانون النسب الثابتة وينص على أنه متى ما تفاعل عنصران لتكوين المركب , فإنهما يتفاعلان بنسب كتلية ثابته.



في بداية القرن التاسع عشر,لاحظ العلماء الكيميائيين أنه 8 أجزاء من الأكسجين دائما تتفاعل مع جزء واحد من الهيدروجين لتكوين 9 أجزاء الماء. هذه الملاحظة تطبيق لقانون النسب الثابتة. العالم الكيميائي الفرنسي جوزيف بروست أول من وضع نص القانون عام 1799م. ينص القانون على أن متى ما تفاعل عنصران لتكوين المركب , فإنهما يتفاعلان بنسب كتلية ثابته. واعتمد بروست على ملاحظاته حيث وجد أن 100 غم من النحاس تذوب بوجود حمض النيتريك وكربونات الصوديوم أو البوتاسيوم لتترسب معطية 180 غم من الكربونات الأخضر. لا يعتبر قانون النسب الثابتة دليلا مباشرا على وجود الذرات. ولكن لو اعتقدت بوجود الذرات ,فهذا سيوّضح شرح محتوى القانون. وسيشرح لماذا الكتلة المحددة من المغنسيوم التي ستفاعلها مع كمية مناسبة من كلوريد النحاس اا في المحلول يجب دائما أن تنتج كتلة محددة من النحاس .

اختبر نفسك :

1. ما الفرق بين العنصر والمركب؟
2. ما هي الذرة؟
3. ما هو تعريف وحدة الكتلة الذرية؟
4. كيف يساعد الاعتقاد بوجود الذرات في شرح نص قانون النسب الثابتة؟


بماذا تفكر الآن ؟

في بداية هذا النشاط تم سؤالك :
• اذكر ثلاث ملاحظات عن الذرات وضعها تحت العنوان المرفق في الأسفل .
( بإمكانك أن تضع كل ملاحظة تحت عنوان منفصل أو عنوان واحد ويشتمل على الملاحظات الثلاث )
العناوين هي :
- أشياء أعرفها عن الذرات.
- أشياء اعتقد أنني أعرفها عن الذرات.
- أشياء أنا أحب أن أعرفها عن الذرات.
وبالرجوع لمخططك وإجابتك الأولية. هل تحب أن تنقل أي من تعليقاتك إلى عمود آخر مختلف أو تضيف كلمات إلى قائمتك؟ حاول إضافة تعليقين – على الأقل – معتمدا على ما تعلمته من هذا النشاط.


الأسئلة الكيميائية الأساسية :

ماذا يعني ؟


تشرح الكيمياء الظواهر الماكروسكوبية ( التي لاحظتها ) وتصف أيضا ماذا يحدث في مستوى النانوسكوب ( الذرات والجزيئات ) وتستخدم تركيبات رمزية كطريقة للتوضيح. أكمل الجدول التالي بعد نقله لدفترك :-

كيف عرفت؟

ما الدليل على حدوث التفاعل ما بين المغنيسيوم وكلوريد النحاس اا ؟ وكيف ستعرف بأن كتلة المغنيسيوم وكتلة النحاس غير متطابقتين في التفاعل؟

لماذا اعتقدت بـــ ؟

خبيز الكيك يعتبر تفاعلا كيميائيا. كيف بإمكانك استخدام المفهوم الواضح للخصائص في الوصفة لعمل الكيك؟

لماذا يجب أن تهتم؟

التحدي في هذا الفصل هو تصميم لعبة تساعد الناس على فهم الجدول الدوري. الكتل الذرية للعناصر خاصية جديدة أضفتها لى باقي الصفات في الكروت التي صنعتهاوستساعدك في فهم أكثر للجدول الدوري . بيّن كيف بإمكانك أن تستخدم الكتل الذرية بشكل مبدع لتكون جزءا من اللعبة ولا تلزم اللاعب بأن يتذكر هذه الأرقام.

التأملات على النشاط والتحدي:

تعلّمت في هذا النشاط, كيف قام الكيميائيون بايجاد وزن العناصر في التفاعلات الكيميائية لتحديد العلاقات الكتلية للذرات وكيف تم تجميع العناصر في مقياس الكتل الذرية. الكتل الذرية من أكثر المعلومات أهمية استخدمت في ترتيب العناصر في الجدول الدوري . وعندما تدمج الكتل الذرية في لعبتك عن الجدول الدوري, فإنك سوف تقرر أن تقيس قدرة اللاعب بالتنبأ بالكتلة الذرية للعنصر من موقعه في الجدول الدوري أو تحتاج لتوجيه اللاعب لفهم العلاقات في مقياس الكتل الذرية المحدد.

إلى الكيمياء :

1. ذكر جون دالتون أن الماء يتكون من ارتباط بسيط لذرات الهيدروجين والأكسجين. الملاحظات في زمننا الحاضر تذكر أن 8 غم من الأكسجين تتفاعل مع 1 غم من الهيدروجين لتكوين الماء .
a. اعتمادا على الفكرتين السابقتين, ما الاستنتاج الذي سيرسمه دالتون عن العلاقة ما بين كتل الأكسجين وكتل الهيدروجين؟ كم تزيد كتلة ذرة الأكسجين عن كتلة ذرة الهيدروجين؟
b. الكتلة الذرية للأكسجين = 16 , والكتلة الذرية للهيدروجين = 1 . ما المقارنة بين الكتلة الذرية للأكسجين والهيدروجين الحالية وما هي عند دالتون؟
c. أنت تعرف ان جزئ الماء لا يتكون من ذرة واحدة من الأكسجين وذرة واحدة من الهيدروجين . فالماء هو H2O . جزئ الماء يتكون من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين. والغرام الواحد من الهيدروجين تتفاعل مع 8 غم من الأكسجين, وهذا نتيجة للحقيقة أن عدد ذرات الهيدروجين ضعي عدد ذرات الأكسجين. كم تزيد كتلة ذرات الأكسجين عن كتلة ذرات الهيدروجين؟
d. هل القيم لهذه الكتل المعدّلة تقارب الكتل الذرية لكل من الأكسجين والهيدروجين الحالية؟
2. في زمن دالتون, لوحظ أن الأمونيا يتكون عندما يتفاعل النيتروجين مع الهيدروجين. القيم في أيامنا الحالية تظهر أن 14 غم من النيتروجين تتفاعل مع 3 غم من الهيدروجين.
a. إذا كان الأمونيا يتكون من أبسط صيغة من ذرة واحدة لكل من العنصرين, ما الاستنتاج الذي سيتوصل إليه عن العلاقة بين كتل كل من ذرات النيتروجين وذرات الهيدروجين؟
b. جزيئات الأمونيا في الحقيقة متكونة من 3 ذرات هيدروجين وذرة نيتروجين. فإذا تفاعل 3 غم من الهيدروجين مع 14 غم من النيتروجين اعتمادا على أن عدد ذرات الهيدروجين 3 أضعاف ذرات النيتروجين, كم ستزيد كتلة النيتروجين عن كتلة الهيدروجين؟
3. بدلا من المغنيسيوم , استخدم الطلبة الألومنيوم في هذا النشاط . وكانت البيانات التي حصلوا عليها :
كتلة الكأس = 30.2 غم
كتلة الكأس + الألومنيوم = 30.4 غم
كتلة الكأس + الألومنيوم + كلوريد النحاس اا = 32.4 غم
كتلة الكأس + الألومنيوم + كلوريد النحاس اا + الماء = 57.4 غم
كتلة ورقة الترشيح الجافة = 0.67 غم
كتلة الكأس الجديد = 30.5 غم
كتلة الكأس + ورقة الترشيح المبلولة والمادة المتبقية + المحلول = 58.37 غم
كتلة ورقة الترشيح الجافة + المادة المتبقية = 1.38 غم
a. كم كتلة الألومنيوم ( غم ) التي استخدمها الطلبة في هذه التجربة؟
b. كم كتلة النحاس ( غم ) التي وزنها الطلبة في ورقة الترشيح الجافة؟
c. كم نسبة كتلة النحاس إلى كتلة الأالألومنيوم التي استخدمها الطلبة من البداية ؟
d. إذا ما انفكت 3 ذرات نحاس مقابل ذرتين من الألومنيوم التي ستتحد مع الكلور . فإن كتل النحاس والألومنيوم التي تم تعيينهما في كل من a و b يجب أن يحتويان على نفس عدد نسبة الذرات ( 3 : 2 ) . ماذا سيخبرك هذا عن العلاقة ما بين كتل ذرات النحاس وذرات الألومنيوم؟ كم تزيد كتلة درات النحاس عن كتلة ذرات الألومنيوم ؟
4. ادرس الجدول المرفق, الذي يبيّن الكتل الذرية لـ 9 ذرات كنت درست خصائصها في نشاط 2 + الهيدروجين :



أضف هذه البيانات إلى كروت العناصر لديك, هل تستطيع أن تحسّن من طريقة ترتيبك للكروت عن النشاط السابق معتمدا على المعلومات الجديدة عن علاقات الكتلة حسابيا؟
5. إذا قطعت قطعة ألومنيوم إلى قطعتين متساويتين. ثم قطعت تلك القطعتين إلى قطع أخرى .. وهكذا حتى كررت العملية 10 مرات , فإن قطع الألومنيوم التي ستحصل عليها تقريبا 1000 ( 2 ) 10 مرة أصغر من القطعة الأصلية. كم عدد القطع المحتملة للحصول على ذرة واحدة من الألومنيوم إذا علمت أنم حجم الذرة هي واحد بليون مرة أصغر من 1 سم من قطعة الألومنيوم ؟
6. تحضيرا لتحدي الفصل
في فقرة , اشرح كيف تم تحديد العلاقات في مقياس الكتل الذرية ؟
__________________
(وَأَن لَّيْسَ لِلْإِنسَـٰنِ إِلَّا مَا سَعَىٰ ﴿٣٩﴾ وَأَنَّ سَعْيَهُۥ سَوْفَ يُرَىٰ ﴿٤٠﴾ ثُمَّ يُجْزَىٰهُ ٱلْجَزَآءَ ٱلْأَوْفَىٰ ﴿٤١﴾ وَأَنَّ إِلَىٰ رَبِّكَ ٱلْمُنتَهَىٰ ﴿٤٢﴾ )سورة النجم



"ان المستقبل ملك لأولئك الذين يؤمنون باحلامهم".
"The future belongs to those who believe in their dreams."
جورج برنارد شو
رد مع اقتباس