الدرس الأول: التغيرات الكيميائية

الدرس ٩ من ١٥العلومالصف السادس الابتدائيصفحات ١٠٢–١١١

صفحة ١٠٢

صفحة ١ من ١٠

صفحة ١٠٢

انظر إلى القارب القديم في الصورة. كان في الأصل لامعاً وناعماً ومتيناً، لكنه الآن فقد لونه وأصبح هشاً وسهل الكسر بسبب الصدأ. الصدأ هو تغير كيميائي يغير لون الفلز وتركيبه. ما سبب هذا التغير الذي جعل الحديد يتحول إلى هذه الحالة الضعيفة؟ فكر في هذا السؤال بينما نبدأ دراسة التغيرات الكيميائية.

صفحة ١٠٣

هذا نشاط استقصائي لتعرف ماذا يحدث لكتلة المواد المتفاعلة عندما يصدأ الفلز. ستستخدم صوفا فولاذيا وخل وماء وعدسة مكبرة وميزانا وكيس بلاستيكي قابل للغلق. اكتب فرضية عما ستحدثه كتلة الصوف الفولاذي بعد تفاعله مع الخل والهواء. اتبع الخطوات بحذر، البس القفازات والنظارات الواقية، اغمر الصوف في الخل ثم الماء وضعه في الكيس واقس كتلته الآن وقارنها بالكتلة قبل التجربة.

صفحة ١٠٤

تتكون المواد من ذرات مرتبطة معا. عندما ترتبط ذرات مع ذرات أخرى تتكون الرابطة الكيميائية وهي قوة تجعل الذرات تترابط معا. تكوين هذه الروابط او تفكيكها يغير الخصائص الكيميائية للمادة. انظر إلى الشكل: عندما يحترق الفحم تتكون روابط جديدة بين ذرات الكربون والأكسجين في الهواء لتتكون جزيئات جديدة من ثاني أكسيد الكربون الذي يختلف في خصائصه عن كل من الكربون والأكسجين.

صفحة ١٠٥

التغيرات الكيميائية جزء من حياتنا اليومية مثل تحريك وسائل المواصلات وخبز العجين وهضم الطعام. يستعمل العلماء مصطلح التفاعل الكيميائي للتعبير عن التغير الكيميائي. يتكون التفاعل الكيميائي من مواد متفاعلة ومواد ناتجة. انظر إلى المعادلة الكيميائية في الصفحة: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2$ . يفصل السهم بين المواد المتفاعلة والمواد الناتجة. مجموع الكتلة يبقى محفوظا لأن المواد لا تفنى.

صفحة ١٠٦

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التفاعلات الكيميائية. النوع الأول هو تفاعل الاتحاد، ويحدث عندما ترتبط عناصر معا لتكوين مركبات جديدة مثل تكوين كلوريد الصوديوم. النوع الثاني هو تفاعل التحلل وهو عكس تفاعل الاتحاد، وفي هذه الحالة تتفكك مركبات معقدة إلى مواد أبسط منها مثل تحلل حمض الكربونيك. النوع الثالث هو تفاعل الإحلال الذي يحدث عندما تتبادل العناصر أو الجزيئات أماكنها.

صفحة ١٠٧

هذا نشاط لتعرف كيف تؤثر زيادة سرعة الحركة في احتمال تصادم ذرات المواد المتفاعلة معا لتكون روابط كيميائية. جرب في الكأس الأولى وضع قرص فوار صحيح في الماء، وفي الكأس الثانية وضع قرصا مطحونا. انظر أيهما يتفاعل في الماء أسرع: القرص الصحيح أم المطحون؟ لاحظ التغيرات واستنتج ما المتغير الذي اختبرته وكيف أثر هذا المتغير في سرعة التفاعل الكيميائي.

صفحة ١٠٨

التفاعلات التي تطلق طاقة تسمى التفاعلات الطاردة للتاقة، وتستمر في إطلاق طاقة من لحظة بدئها حتى تتوقف، مثل المشعل الذي يستخدم في اللحام والذي ينتج ضوءا وحرارة. أما التفاعلات الماصة للطاقة فتحتاج إلى مصدر طاقة مستمر ليستمر التفاعل، وإذا توقف هذا المصدر يتوقف التفاعل فورا، وعملية البناء الضوئي في النباتات مثال على التفاعلات الماصة للحرارة.

صفحة ١٠٩

هذه صفحة مراجعة الدرس. في قسم أحدث وأتحدث وأكتب أجب عن المفردات والسبب والنتيجة والتفكير الناقد لماذا يعد صدا الحديد مثالا على التغير الكيميائي. اختر الإجابة الصحيحة لتفاعلات التحلل وللخيارات التي تمثل تغييرا كيميائيا. في قسم العلوم والرياضيات أجد نسب ذرات جميع العناصر في المركبات الآتية مثل $HF$ و $KCl$ و $MgCl_2$ و $CCl_4$ و $H_2O$ .

صفحة ١١٠

هذه صفحة تركز على مهارة الاستقصاء وهي صياغة الفرضيات وتكوينها. تعلمت أن التفاعلات الكيميائية تتكون من مواد متفاعلة ومواد ناتجة. يستخدم العلماء المعلومات لعمل تخمين صحيح للإجابة عن سؤال ما. يمكنك تكوين فرضية على النحو الآتي: إذا غيّر الصوف الصلب في الخل وتعرض للهواء فإنه ينتج الصدأ. جرب في النشاط وضع صحنين ومناشف ورقية وخل ومشابك ورق وسلك نحاسي وعملات معدنية لاختبار فرضيتك.

صفحة ١١١

تابع لتجربة الصباح التالي. ضع سبائك العملة والأسلاك فوق المنشفة الورقية في أحد الصهون ومشابك الورق في الصحن الآخر. سجل الملاحظات الخاصة بك بعد مرور دقيقتين واستمر في تسجيل ملاحظاتك كل عشر دقائق حتى اليوم التالي. أجب عما حدث لمشابك الورق وللعملات النحاسية والأسلاك وهل كان هناك فرق بين التغيرات التي حدثت لسطح تلك المواد.

الفكرة الأساسية

يتغير دور المواد في التغير الكيميائي لتنتج مواد جديدة لها خصائص كيميائية تختلف عن خصائص المواد الأصلية.

الشرح

تتكون المواد من ذرات مرتبطة معا. عندما ترتبط ذرات مع ذرات أخرى تتكون الرابطة الكيميائية وهي قوة تجعل الذرات تترابط معا. إن تكوين هذه الروابط أو تفكيكها يغير الخصائص الكيميائية للمادة. التغير الكيميائي هو تغير ينتج عنه مواد جديدة تختلف عن خصائص المواد الأصلية. المواد الموجودة قبل حدوث التغير الكيميائي تسمى المواد المتفاعلة، والمواد الناتجة تنتج عن التغير الكيميائي وتسمى المواد الناتجة. يصف التفاعل الكيميائي بصورة رمزية باستخدام المعادلة الكيميائية، حيث تستعمل المعادلة الكيميائية الحروف والأرقام للدلالة على كميات المواد المتفاعلة والمواد الناتجة التي يعبر عنها التفاعل الكيميائي. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التفاعلات الكيميائية: تفاعل الاتحاد، وتفاعل التحلل، وتفاعل الإحلال. كما توجد تفاعلات طاردة للطاقة وتفاعلات ماصة للطاقة.

مثال محلول خطوة بخطوة

السؤال: عندما يتفاعل الصوديوم مع الماء ليكونا هيدروكسيد الصوديوم وغاز الهيدروجين، ما المواد المتفاعلة وما المواد الناتجة؟ الخطوة الأولى: تحديد المواد الموجودة قبل التفاعل. وهي الصوديوم والماء، وتسمى المواد المتفاعلة. الخطوة الثانية: تحديد المواد الناتجة عن التفاعل. وهي هيدروكسيد الصوديوم وغاز الهيدروجين، وتسمى المواد الناتجة.

أخطاء شائعة

الخطأ: الاعتقاد بأن تغير لون الماء عند إضافة ملونات الطعام يعد تغيرا كيميائيا. الصواب: تغير اللون في هذه الحالة لا يدل على حدوث تغير كيميائي لأن ملون الطعام والماء خليط، ويمكن أن ينفصل أحدهما عن الآخر بالتبخير أو التقطير.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: أي مما يأتي يعد مثالا على تفاعلات التحلل؟ الإجابة: تكون ثاني أكسيد الكربون والماء من حمض الكربونيك. السؤال الثاني: ما الذي يسبب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية؟ الإجابة: زيادة درجة الحرارة والتركيز والضغط.