التصنيفات
العلوم الكيميائية

أنماط التفاعلات

أسعد الله أوقاتكم بكل خير …

بسم الله الرحمن الرحيم
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته


أنماط التفاعلات

يمكن تصنيف التفاعلات الكيميائية بطرق مختلفة تعتمد على ناحية معينة من نواحي التفاعل يتم التقسيم على أساسها , أو على أساس الفرع الكيميائي الذي تندرج ضمنه . بعض الأمثلة للمصطلحات المستخدمة لوصف الأنواع الشائعة من التفاعلات :

  • تزامر Isomerisation , و فيه يخضع المركب الكيميائي لإعادة ترتيب بنيوية بدون تغيير في تركيبه الذري : انظر تزامر فراغي stereoisomerism .
  • اتحاد مباشر Combination reaction أو اصطناع و فيه يتم انماج مركبين كيميائين او أكثر ليشكلا مركبا كيميائيا واحدا معقدا .

2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2O (l)

  • تفكك كيميائي : أو تحليل : و فيه يتم تفكيك المركب الكيميائي إلى مركبات أصغر أو عناصر كيميائية :

2H 2O (l) → 2H 2 (g) + O 2(g)

  • تفاعل استبدال أحادي Single displacement reaction : و فيه يتم استبدال عنصر من مركب كيميائي بعنصر آخر أكثر [[سلاسل الفعالية|فعاليةٍٍ .

2Na(cr) + 2HCl (aq) → 2NaCl (aq) + H 2 (g)

  • تفاعل إستبدال ثنائي Double displacement reaction أو استبدال مقترن coupling substitution , و فيه يقوم مركبين كيميائيين في محلول مائي (عادة يكونان بشكل شاردي) بتبادل عناصر أو أيونات من مركبات مختلفة .

NaCl (aq) + AgNO 3 (aq) → NaNO 3 (aq) + AgCl (s)

  • احتراق Combustion : و فيه تقوم مادة قابلة للاحتراق بالاتحاد مع عنصر مؤكسد لينتجا حرارة و مركب مؤكسد (بفتح السين)

C 10H 8 (g) + 12O 2 (g) → 10CO 2 (g) + 4H 2O (l) CH 2S + 6 F 2 → CF 4 + 2 HF + SF 6 + حرارةبعض فروع الكيمياء تعتبر أي تغيرات ضئيلة في التشكيل الكيميائي chemical conformation بمثابة نوع من انواع التفاعل , في حين يعتبره آخرون مجرد تغير فيزيائي .
أنواع أخرى :

  • تفاعلات عضوية
  • تفاعلات أكسدة-إرجاع أو تفاعلات أكجعة
  • تفاعل الاحتراق .

يمكن تصنيف التفاعلات أيضا حسب تكافؤية العناصر التي تدخل في آليتها :

  • تفاعل شاردي (أيوني)
  • تفاعل جذري (جذور كيميائية)
  • تفاعل الكاربين carbene




التصنيفات
العلوم الكيميائية

التفاعلات الكيميائية الجافة

التفاعلات الكيميائية الجافة
لكي نجري تجارب تلوين اللهب , من الضروري معرفة تركيب لهب بنزن المضيء , وغير المضيء
1) لهب بنزن غير المضيء
ويمكن الحصول على لهب بنزن غير المضيء عندما تكون الفتحة السفلية للمصباح مفتوحة وبذلك يختلط الغاز بكمية كبيرة من الهواء قبل إحتراقة ويتكون اللهب من أربعة مناطق كما في الشكل ( 1 )

تعليم_الجزائر

٭تمثل المنطقة منخفضة الحرارة ( و ) افضل منطقة لإجراء اختبار اللهب
2) لهب بنزن المضيء
يمكن الحصول علية عندما تكون فتحة الهواء السفلية في مصباح بنزن مغلقة,ويتكون اللهب من أربع مناطق هي :
1. منطقة صغيرة زرقاء اللون( أ ) عند قاعدة اللهب
2. منطقة يحدث فيها إحتراق جزئي (ب ) وتظهر بها دقائق الكربون غير تام الإحتراق مما يجعلها تتوهج بلون أصفر واضح
3. منطقة الإحتراق الكامل (ج) وهي عبارة عن غلاف لقيق يحيط باللهب بأجمعة
4. منطقة داخلية معتمة (د ) من غاز غير مشتعل نظرا لعدم توفر الهواء بها
إختبارات تلوين اللهب
يحدث في هذا الإختبارتطاير لمركبات بعض العناصر (مثل الكلوريدات ) في لهب بنزن غير المضيء , وتكسبة لونا مميزا _ ويستعمل في إجراء ذلك الاختبار سلك بلاتيني طولة (5 سم ) مثبت في ساق زجاجية تستخدم كماسك له _ ومن الضروري قبل إجراء الاختبار التأكد من نظافة ذلك السلك , حيث يغمس السلك أولا في حمض الهيدروكلوريك المركز ثم يسخن في منطقة الإحتراق التام في لهب بنزن غير المضيء بعد ذلك , يغمس السلك النظيف في كمية جديدة من الحمض , ثم فيمسحوق المادة الصلبة , حيث يلتصق بعضها على جوانبه ويعرض إلى اللهب ويلاحظ اللون الذي يكتسبه اللهب مع رفع السلك تدريجيا إلى أعلى مناطق اللهب حرارة ويجب ملاحظة عدم تعريض المادة المختبرة للمنطقة شديدة الحرارة مباشرة لتجنب التداخل في الالوان المتكونة

لون اللهب لبعض المركبات

الصوديوم ….أصفر ذهبي لامع يستمر مدة
البوتاسيوم …..بنفسجي باهت يزول بسرعة
الكالسيوم ….. أحمر طوبي
الإسترانشيوم…قرمزي
النحاس …….أخضر فاتح ,أو ازرق
الباريوم ……أخضر مصفر
رصاص ….أزرق
حديد …….شرارات صفراء

تظهر هذة الالوان بالشكل التالي:

الصوديوم

تعليم_الجزائر

***

البوتاسيوم

تعليم_الجزائر

***

الاسترانشيوم

تعليم_الجزائر

***

النحاس

تعليم_الجزائر

***

الحديد

تعليم_الجزائر


التصنيفات
العلوم الكيميائية

التفاعلات الكيميائية للكربوهيدرات

) اختبار موليش(( Molisch test:
ضع حوالي (3 مل) من المادة الكربوهيدراتية مذابة في ماء مقطر في انبوب اختبار ثم أضف قطرتين من محلول الفا نافثو ل 20% وامزج جيدا ثم على جانب جدار الأنبوبالمائل اسكب ببطء (1 مل) من حمض الكبريتيك المركز بحيث تنشأ طبقتين سائلتين في الانبوب ,عند وجود مادة كربوهيدراتية تظهر حلقة حمراء تتحول الى اللون البنفسجي عند نقطة الاتصال بين الطبقتين , رج بلطف وحذر شديد ثم اترك الانبوب ساكناًلمدة دقيقتين ثم خفف بالماء المقطر يظهر راسب بنفسجي في الحال عند وجود مادة كربوهيدراتية ويرجع اللون الناتج في هذا الاختبار الى تكوين ناتج تكاثف غير ثابت بين مركب الفورفيورال من المادة الكربوهيدراتية والكاشف الفا نافثول2) اختبار التفحم(Charing test)
ضع حوالي ( 5و0)جم من المادة الكربوهيدراتية مع (5و0)مل من حمض الكبريتيك المركز في انبوب اختبار وسخن بلطف على لهب صغير يلاحظ حدوث تفحم مع تصاعد غازات عبارة عن خليط من (ٍSO2,CO,CO2) ويرجع التفحم الى قدرة حمض الكبريتيك على نزع الماء من المادة الكربوهيدراتية
تفاعلات خاصة بالسكريات المختزلة
إن المواد الكربوهيدراتية التي تحتوي على مجموعة كربونيل نشطة سواء في صورة الدهيد او كيتون لها القدرة على اختزال محاليل بعض الايونات المعدنية ومنهـــــا :
• اختزال محلول فهلنج (Fehling)
عند اضافة محلول فهلنج 1و2 الى محلول يغلي لمادة سكرية مختزلة يلاحظ اختزال محلول فهلنج بسرعة وإختفاء اللون الأزرق وظهور راسب احمر من أكسيد النحاسوز
• اختزال محلول بندكت (Benedict)
ضع في انبوب اختبار 2 مل محلول بندكت ثم اضف (5و0) مل من محلول السكر المختزل وضع الانبوب في حمام مائي لمدة دقيقتين نلاحظ ظهور راسب اخضر بالانبوب يتحول للاصفر ثم الاحمر وذلك تبعا لكمية السكر المختزل• اختزال محلول بارفويد(Barfoied)
اضف في انبوب اختبار (3 مل )من محلول بارفويد الى (2مل )من محلول مخفف للسكر المختزل وسخن لمدة دقيقتين في حمام مائي يغلي – يلاحظ حدوث اختزال لخلات النحاس (الداخلة في تركيب البارفويد ) ويظهر راسب احمر من اكسيد النحاسوز
• اختزال نترات الفضة النوشادرية
ضع (2 مل )من نترات الفضة النوشادرية ثم 1 مل من محلول السكر المختزل يلاحظ اختزال نترات الفضة ببطء ويصبح المحلول ذا لون بني او اسود وعند تسخين الخليط في حمام مائي يتم الاختزال بسرعة وتتكون مرآة فضية على جدران الانبوب
• اختزال الاوزازون(Osazone)
ضع في انبوب اختبار(2 مل )من(2و0 جم محلول الفينيل هيدرازين هيدوكلوريد مع 3و0 جم خلات صوديوم) ثم اضف (1و0 جم) من الجلوكوز وسخن لمدة (20-30)دقيقة في حمام مائي واترك الأنبوب يبرد ببطء تلاحظ ظهور بلورات صفراء يمكن رؤيتها تحت المجهر لاحظ أن كلا من الفركتوز والجلوكوز والما نوز تعطي نفس البلورات ذات الشكل الهندسي المعين وذلك لان التفاعل يتم بين ذرة الكربون (1-2) في جزيء السكر وباقي ذرات الكربون في السكريات الثلاثة متشابهة
يلاحظ أن سكر اللاكتوز وسكر المالتوز يعطيان مشتقات (Osazones) ولكنها تذوب في الماء الساخن ولذلك لا تظهر إلا عند التبريد في حين أن مشتقات Osazones)) مع السكريات الأخرى لا تذوب في الماء الساخن ولذا تنفصل عندما يكون المحلول ساخنا
اختبارات نوعية لبعض السكريات
1. الجلوكوز :تأثير هيدروكسيد القلويات :عند تسخين الجلوكوز مع محلول (3%) من هيدروكسيد الصوديوم يلاحظ ظهور لون اصفر في باديء الأمر ويتحول إلى البني ثم الأحمر
2. الفركتوز
أ‌- اختبار الفورفيورال
إن الدهيد الفورفيورال هو أحد نواتج هدم الفركتوز بالأحماض , ويمكن الكشف عنه بتمييز اللون الأحمر الساطع الذي يعطيه مع خلات الانيلين ولإجراء الاختبار أذب (3و0) جم من الفركتوز في (5) مل من محلول هيدروكلوريك مخفف بنسبة (3:1) واغلي لمدة دقيقة حيث يتحول المحلول إلى اللون البني الغامق والأبخرة المتصاعدة من الدهيد الفورفيورال تحول شريط من ورق الترشيح المبلل بخلات الانيلين إلى اللون الأحمر الساطع
ب_ اختبار بينوف (Pinoff test)أذب (1و0) جم من الفركتوز في (10 مل) من الماء المقطر ثم أضف 10 مل من موليبيدات الامونيوم تركيز 4% ثم أضف قطرات من حمض الخليك الثلجي وسخن في حمام مائي لمدة 5 دقائق تلاحظ ظهور لون أزرق غامق ( الاختبار موجب في غياب الأحماض المعدنية )ج – اختبار سلوانوف
أضف (5 قطرات ) من سكر الفركتوز إلى 4 مل من كاشف السلوانوف واغلي لمدة 20 ثانية فقط ثم برد يظهر لون احمر في الأنبوب
3. الجالاكتوز
اختبار بينوف
أضف (1و0) جم من الجالاكتوز إلى 10 مل ماء مقطر واجعل السكر يذوب ثم أضف 10 مل من محلول (4%) موليبيدات امونيوم ثم أضف 4 نقط من حمض الخليك الثلجي وسخن في حمام مائي لمدة (10-)20 دقيقة يظهر لون ازرق باهت
يعطي الجالاكتوز لون ازرق باهت بعد التسخين لمدة 10 دقائق وفي حالة الفركتوز يظهر اللون ازرق غامق بعد الغليان لمدة 5 دقائق فقط
اختبار حمض (mucic)))
في بوتقة من الخزف ضع حوالي ممل من محلول الجالاكتوز ثم اصف 5 نقط من حمض النيتريك المركز – بخر ببطء على حمام مائي حتى يقل حجم المحلول إلى حوالي 2 مل اترك البوتقة تبرد وبحيث لا تحرك من مكانها وافحص عن وجود بلورات بيضاء تظهر كراسب من حمض وهذا الراسب لا يذوب في الماء ولكن يذوب في القلويات ويعاد ترسيبة بإضافة حمض إلى المحلول .

التصنيفات
العلوم الكيميائية

أنواع التفاعلات النووية الكيمياء للذهب

الذهب

فلز أصفر براق على هيئة كتل بإمكانها عكس الضوء أما صفائحه الرقاق فتبدو خضراء اللون أو زرقاء. أما الذهب المقطع تقطيعا دقيقا – مثله مثل المساحيق المعدنية الأخرى – فيتميز باللون الأسود بينما توجد أنواع أخرى من الذهب يتدرج لونها بين الياقوتي والأرجواني.
ويأتي الذهب في المجموعة الانتقالية رقم (11) من الجدول الدوري، ورقمه الذري (79)، ووزنه الذري (196.967)، ويبلغ وزنه النوعي (19.3). وينصهر الذهب في درجة حرارة قدرها (1063) درجة مئوية ، ويغلي في (2500)ْ مئوية. والذهب موصل جيد للحرارة والكهرباء، ولا يفوقه في هذه الصفة سوى الفضة والنحاس .خصائص الذهب

يعتبر الذهب الخالص من أكثر أنواع المعادن القابلة للطرق والسحب، حيث يمكن ضربه أو طرقه حتى كثافة تصل إلى (0.000013) سم. كما يمكن تشكيل سلكا ذهبيا طوله (100) كم من كمية قدرها (29) جرام. والذهب واحد من أكثر المعادن ذات الملمس الناعم إذ تبلغ صلابته من (2.5) إلى (3) على مقياس الصلادة.
والذهب من المعادن الخاملة جدا وهو لا يتأثر بالهواء أو الحرارة أو الرطوبة. وهو لا يذوب في الحوامض المركزة المعدنية المعروفة أمثال حامض الهيدروكلوريك، والكبريتيك، والفوسفوريك، والنتريك ولكنه يذوب في الماء الملكي الذي يعد مزيجا من حامضي الهيدروكلوريك والنتريك المركزين حيث يتحرر الكلور الحديث التولد فيذيب الذهب. وهناك حوامض أخرى تؤثر في الذهب مثل حامض التلمريك ومحلول كلوريد الحديد الساخن وغيرهما.
تاريخ معدن الذهب

لما كان الذهب منتشرا في أماكن عديدة من الكرة الأرضية، إضافة إلى وجوده حرا في الطبيعة، ولغلو ثمنه واستعماله نقودا في شتى أمصار العالم أصبحت معرفته أيسر من معرفة غيره من الفلزات. كما أن صفاته الطبيعية قد جعلت منه معدنا شائع الصيت فكثر ذكره في الكتب وكثر المنقبون عنه والمشتغلون به. وفي القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي، حيث وصلت الحضارة الإسلامية إلى أوجها وزينت قصور الخلفاء بشتى أنواع الجواهر والمعادن التي جلبت من مختلف أصقاع الدولة الإسلامية المترامية، اهتم كثير من الكيميائيين بطرق تنقية هذه المعادن. فذكر البيروني في كتابه الجماهر في معرفة الجواهر طرق تنقية الذهب وهو ما لا يختلف كثيرا عن الطرق المستخدمة اليوم. فيذكر البيروني في تعدين الذهب وتصفيته ما نصه:” أن بعض الذهب ما يتصفى بالنار إما بالإذابة وحدها أو التشوية المسماة طبخا له، والجيد المختار يسمى لقطا لأنه يلتقط من المعدن قطاعا يسمى ركازا وأركز المعدن إذا وجد فيه القطع سواء معدن فضة أو ذهب، وربما لا يخلو من شوب ما، فخلصته التصفية حتى اتصف بالإبريز لخلاصه، ويثبت بعدها على وزنه”.
ويأتي البيروني في شرح تنقية الذهب عندما يكون ممزوجا مع التربة أو في الأحجار الكبيرة، ويصف الطريقة التي تستعمل لاستخراج الذهب مما شابه من التراب والحجر وصفا دقيقا لا يختلف كثيرا عما هو عليه الآن. فيقول: “وربما كان الذهب متحدا بالحجر كأنه مسبوك معه فاحتيج إلى دقه، والطواحين تسحقه إلا أن دقه بالمشاجن أصوب وأبلغ في تجويده حتى يقال إنه يزيده حمرة، وذلك أنه إن صدق مستغرب عجيب، والمشاجن هي الحجارة المشدودة على أعمدة الجوازات المنصوبة على الماء الجاري للدق، كالحال في سمرقند في دق القنب في الكواغد ، وإذا اندق جوهر الذهب وانطحن، فسل عن حجارته وجميع الذهب بالزئبق، ثم عصر في قطعة جلد حتى يخرج الزئبق من مسامه، ويطير ما يبقى فيه منه بالنار فيسمى ذهبا زئبقيا ومزبقا والذهب الذي بلغ النهاية التي لا غاية وراءها من الخلوص، كما حصل لي بالتشوية بضع مرات، لا يؤثر في المحك كبيرا أثر ولا يكاد يتعلق به، ولكاد يسبق جموده إخراجه من الكورة ، فيأخذ فيها في الجمود عند قطع النفخ، وأغلب الظن في الذهب المستشفر أنه للينه”.
ويتطرق البيروني إلى طريقة قديمة استعملها الهنود في اقتناص الذهب بواسطة الزئبق، ويشرح هذه الطريقة شرحا دقيقا موفقا فيقول:”ماء السند المار على ويهند قصبة القندهار عند الهند بنهر الذهب، وحتى أن بعضهم لا يحمد ماءه لهذا السبب ويسمى في مبادىء منابعه موه، ثم إذا أخذ في التجمع يسمى كرش أي الأسود لصفائه، وشدة خضرته لعمقه، وإذا انتهى إلى محاذاة منصب صنم شميل في بقعة كشمير على سمت ناحية بأول سمى هناك ماء السند… وفي منابعه مواضع يحفرون فيها حفيرات، و في قرار الماء وهو يجري فوقها ويملأونها من الزئبق حتى يتحول الحول عليها ثم يأتونها وقد صار زئبقها ذهبا. وهذا لأن ذلك الماء في مبدئه حاد الجري يحمل الرمل مع الذهب، كأجنحة البعوض رقة وصغرا، ويمر بها على وجه الزئبق فيعلق بالذهب ويترك ذلك الرمل يذهب “. ثم يخلص الذهب من الزئبق بالطريقة التي ذكرها البيروني سابقا.
تنقية الذهب حديثا

تجري تنقية الذهب حديثا بفصل الأتربة والغرين والشوائب الأخرى بواسطة تيارات مائية قوية تزيل الدقائق الرملية والغرينية، وتبقى دقائق الذهب في أماكنها نظرا لارتفاع كثافة الذهب وقد يستعمل الزئبق لإذابة الذهب دون الرمل والغرين. ثم يخلص الذهب من الزئبق بتقطير الأخير. كما يستخلص الذهب عرضا عند تعدين النحاس والفضة. وهناك طرق كيميائية لاستخلاص الذهب مما يشد به كطريقة السيانيد، أو إذابة سبائكه الفضية في حامض الكبريتيك المركز، وتجري تنقية الذهب بحامض النتريك أولا، ثم التحليل الكهربائي.
استخدامات الذهب

لقد عرف الذهب وبرزت قيمته منذ عصور سحيقة كمعدن يسهل تشكيله أكثر من أي معدن آخر. بالإضافة إلى سهولة الحصول على الذهب في صورته النقية. كما أن جمال الذهب ورونقه ومقاومته للتآكل قد جعلته من المعادن المتميزة في الفنون والحرف المختلفة منذ قديم الزمن.
ونظرا لندرته النسبية، استخدم الذهب كعملة وأساس للمعاملات المالية الدولية. والوحدة المستخدمة في وزن الذهب هي الأونسة وهي تعادل 31.1 جراما. من أهم استخدامات الذهب الآن أنه يستخدم كاحتياطي للعملات. ولعدة قرون مضت، كان الذهب والفضة يستخدمان استخداما مباشرا كعملتين. وأثناء القرن التاسع عشر، لعب الذهب دورا جديدا حيث أصبح الأساس الوحيد لعملات معظم دول العالم حيث يمكن تحويل الأوراق المالية إلى ذهب. ومنذ السبعينات من القرن العشرين، أصبح الذهب يباع ويشترى في السوق بأسعار متذبذبة إلى حد كبير، وأصبحت العلاقة بين احتياطي الذهب وقيمة العملات علاقة غير مباشرة إلى حد كبير.
وقد أصبح الطلب متزايدا جدا على الذهب في عمليات التصنيع. ولأن الذهب موصل جيد للكهرباء وذو مقاومة عالية للصدأ والتآكل، فقد أصبح ذا أهمية كبرى في صناعة الدوائر الكهربائية الدقيقة. وإذا أذيبت كميات صغيرة من الذهب ووضعت في الألواح الزجاجية أو البلاستيكية، فإنها تمنع مرور الأشعة دون الحمراء وتكون بمثابة واقي حراري فعال. ولأن الذهب يتميز بثباته الكيميائي، فإنه يستخدم في الآلات التي تعمل في غلاف جوي يؤدي إلى الصدأ، كما يطلى به الأسطح المعرضة للصدأ أو التآكل بسبب السوائل أو الأبخرة.
كما يستخدم الذهب أيضا على شكل رقائق في الطلاء بالذهب والكتابة بالذهب. وتستخدم أحد مشتقات الذهب في تلوين الزجاج الأحمر. ويستخدم سيانيد البوتاسيوم المضاف إليه الذهب في عملية الطلاء بالذهب التي تتم كهربائيا.
وكذلك يستخدم الذهب في الطب لما ثبت من توافقه مع أجهزة الجسم الحية. فهو يستخدم في طب الأسنان، وفي تغليف الأدوية. كما تستخدم النظائر المشعة من الذهب في الأبحاث البيولوجية وفي علاج السرطان.
ويستخدم الكم الأكبر من الذهب المنتج في العملات والمجوهرات. وللوفاء بهذه الأغراض، يخلط الذهب بمعادن أخرى ليصل إلى الصلابة المطلوبة. ويعبر عن الذهب الموجود في هذا الخليط بالقيراط. ويحتوي الذهب المستخدم في صناعة المجوهرات على النحاس والفضة، بينما يحتوي الذهب الأبيض على الزنك والنيكل أو المعادن البلاتينية.