التصنيفات
العلوم الكيميائية

الاستقرار الكيميائي

الاستقرار الكيميائي(مركبات النيترو) تعليم_الجزائرتعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

الاستقرار الكيميائي(مركبات النيترو)

تعتبر مركبات النيترو اكثر استقرارا بكثير من مركبات الاستيرات. فان مركبات النيترو لا تتفاعل مع الهيدروكسيدات القلوية أما مركبات الاستيرات الحامضية فهي تتفاعل معها وتتصبن وتتحول إلى مكونات أخرى صعبة الإرجاع.
كذلك فان درجات بدء انفجار النيترات (الاستيرات) أقل من درجة بدء انفجار مركبات النيترو وهي اشد حساسية منها لذلك فهي تمتص في مواد مسامية أو تتهلمن.
ويمكن تفجير الاستيرات بالمواد المحرضة فقط بينما مركبات النترو تتطلب مواد منشطة قوية حتى تشتعل مدوية والسبب في ذلك هو ان تفاعل الاسترة مع أنه ناشر للحرارة لكن نشره للحرارة ضعيف جدا إذ ان كل مجموعة نيترو مثبتة في الاسترات تنشر من 5 – 11 حرة بينما مجموعة النيترو المثبتة في المركبات العطرية تنشر 36 حرة.
وكذلك حرارة التشكل لمركبات النيترو اكبر من حرارة التشكل لمركبات الاسترات وعلى هذا فأحادي النيترو اكثر ثباتا من أحادي النيترات (الاسترات) وكذلك البنية الجزيئية.
كذلك فان وجود الآثار الحمضية في مركبات النيترات تعمل على تفكيكها بسهوله ويمكن بذلك ان تنفجر بينما مركبات النيترو لا تتعرض لهذا الخطر.
درجة النترجة : من الممكن تعدد مجموعة النيترو ¾NO2_ في جزيء الاستر وهكذا يمكن الحصول على مختلف درجات النترجة مثل أحادى نتروالتولوين وثنائي وثلاثي التولوين وهم على الترتيب (C7H7NO) [C7H6 (NO2)2] ، [C7H5(NO2)3] .
وهكذا فان درجة نترجة الاستر أو أي مركب نيترو هي خاصية هامة تتوقف عليها كمية الأكسجين الفعال المتوافرة من اجل أكسدة الكربون والهيدروجين وتتوقف عليها كذلك الحرارة الناتجة من التفاعل هذا ويمكن عن طريق معرفة كميه ونسبه النتروجين الموجود في المادة مع بعض الاختبارات الفيزيائية البسيطة والسريعة مثل الكثافة ودرجة الانصهار التعرف على نوع المتفجر.
الدراسة الكيميائية للنترجة: كما عرفنا من قبل انه يوجد تفاعلين للنترجة أتحدهما تفاعل نترجة للاسترات الحامض مع الكحول.
(1) C2H5OH + HNO3 ¬¾® C2H5ONO2 + H2O
وتفاعل النترجة للحصول على مركبات النترجة وذلك يتفاعل الحامض مع المركب الحلقي العضوي
(2) C6H6 + HNO3 ¬¾® C6H5 ¾NO2 + H2O
وهذه العملية عملية النترجة تتوقف بعد قليل من البدء بسبب تساوي سرعتي التفاعل في الاتجاهين ويحسب ثابت التوازن K من قانون فعل الكتلة من معادلة رقم (1)
(3)
ولكي يسير التفاعل في اتجاه واحد نزيد تركيز الاستر ليزداد التفاعل من اليسار إلى اليمين ولكي يتم ذلك لابد من زيادة كبيرة من حامض النيتريك أو الكحول (يتم هذا التفاعل مخبريا) وهذا في الحقيقة مكلف جدا أما بالنسبة للطريقة الصناعية فيتم تنشيط التفاعل كي يسير في اتجاه واحد عن طريق سحب الماء كلما تكون وذلك عن طريق استخدام حامض الكبريتيك وتكون قيم التركيز [RONO2] كبيرا عندما يكون الماء اصغر قيمة وذلك واضح من الرجوع للمعادلة رقم (3)
وفي الحقيقة يوضع مع حامض الكبريتيك غاز (SO3_) ويسمى هذا الخيط خليط الاوليوم لاحظ ان خليط الاوليوم يتكون من غاز (SO3_) مع حامض الكبريتيك يضاف إلى حامض الكبريتيك الموجود في التجربة) وهذا من شأنه امتصاص الماء مانعا توقف التفاعل ألا إن كمية الاوليوم بلا ماء تقل حتى ينتهي التفاعل ومن المعلوم أن هذا الخليط وحامض الكبريتيك لا يشاركان في التفاعل ولا يكتبان في المعادلة الأصلية (بل يكتبان على السهم التفاعلي) فهو يعمل عمل الوسيط لتحسين الإنتاج ويتبقى الخليط الحامض بعد نهاية العملية ويستخدم في تسميد الأرض وصناعة السماد الكيميائي (سوبر فوسفات الكالسيوم).
وتجدر الإشارة إلى انه لابد من عملية تنقية دقيقة للتخلص من الأحماض بعد عملية الإنتاج وذلك لتأمين استقرار الناتج ولتثبيته و إذا لم يتم التخلص من الحامض يتعرض مستقبل المتفجر إلى الخطر.


التصنيفات
العلوم الكيميائية

الاتزان الكيميائي

تعليم_الجزائرتعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائرتعليم_الجزائر الاتزان الكيميائي تعليم_الجزائرتعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

الاتزان الكيميائي
يمكن التعرف على ظاهرة الاتزان من الظواهر الطبيعية الآتية
-دورة الأكسجين:تظل نسبة الأكسجين ثابتة في الهواء رغم استهلاكه في عمليات التنفس و الاحتراق لأن النباتات تنتجه في عملية البناء الضوئي
-دورة ثاني أكسيد الكربون : ينتج من عمليات التنفس ثم تستهلكه النباتات في عملية البناء الضوئي
-دورة النيتروجين:تستهلكه الكائنات في صورة نشادر أو نترات أو بروتينات و عند موت هذه الكائنات تتحلل فيعود النيتروجين إلى التربة أو الهواء
-دورة الماء : الماء المتصاعد إلى طبقات الجو العليا في صورة بخار يعود ثانية على هيئة مطر كما تستهلكه الكائنات في عمليات التغذية و يعود ثانية في عمليات الإخراج
الاتزان في جسم الإنسان
1-ثبات نسبة السكر في الدم : حيث تبلغ هذه النسبة في دم الإنسان من 80 : 120 مليجرام /100سم3
علل ثبات نسبة السكر في دم الإنسان ؟ لأنه إذا زادت نسبة سكر الجلوكوز في الدم عن المعدل الطبيعي يتم تخزين الزائد على هيئة نشا حيواني
( جليكوجين ) في الكبد و العضلات و إذا قلت نسبته يتحول النشا الحيواني إلى سكر جلوكوز مرة أخرى [جلوكوز======= نشا حيواني ]
2-ثبات نسبة بعض العناصر مثل الكالسيوم و الفوسفور:تبلغ نسبة وجودهما في البلازما و السائل بين الخلوي من36 :40مليجرام /100سم3
علل ثبات نسبة بعض العناصر في الدم مثل الكالسيوم و الفوسفور ؟ لأنه إذا زادت نسبة الكالسيوم أو الفوسفور في الدم تنشط عملية تكوين العظام و إذا قلت النسبة تتحلل العظام لتعويض النقص في نسبة الكالسيوم أو الفوسفور
علل يصاب الانسان أحيانا بلين العظام و هشاشتها و أمراض الأسنان ؟ بسبب نقص نسبة الكالسيوم في الجسم فتتحلل العظام لتعويض النقص في نسبة الكالسيوم
علل ينصح الأم المرضعة ( أو الأطفال ) بتناول البيض و اللبن ؟ لأنها مواد غنية بالكالسيوم فعند تناولها تزداد نسبة الكالسيوم في الدم فتنشط عملية تكوين العظام
الاتزان في المحلول المشبع
عند إضافة قليل من برمنجنات البوتاسيوم KmnO4 الصلبة إلى قليل من الماء في زجاجة ساعة و التحريك تذوب البرمنجنات و يصبح لون المحلول أرجواني و باستمرار إضافة ملح البرمنجنات يزداد اللون الارجواني إلى أن يصل المحلول إلى حد لا يستطيع بعده أن يذيب المزيد من البرمنجنات الصلبة فتترسب في القاع و بذلك يكون المحلول قد وصل إلى حالة التشبع .و هنا يبدو لنا أن النظام قد وصل إلى حالة السكون و أن قيم تركيز المواد أصبحت ثابتة على المستوى المرئي و لكن المستوى غير المرئي فإن عدد من جزيئات برمنجنات البوتاسيوم الصلبة تذوب في الماء و في الوقت نفسه تترسب جزيئات أخرى من المحلول بنفس السرعة .
أي أنه عند تشبع المحلول نحصل على حالة من الاتزان بين عملية الذوبان و عملية الترسيب
الاتزان في الماء عند تسخينه في إناء مغلق
عند وضع كمية من الماء في إناء مغلق على موقد تحدث عمليتين متعاكستين هما التبخير و التكثيف ففي بداية التسخين يكون معدل التبخير هو السائد و يصحبه زيادة في الضغط البخاري و يستمر التبخير حتى يتساوى الضغط البخاري مع ضغط بخار الماء المشبع و عندئذ تحدث حالة اتزان بين سرعة التبخير و سرعة التكثيف و يتساوى عدد جزيئات الماء التي تتبخر مع عدد الجزيئات التي تتكثف .
-الضغط البخاري: هو ضغط بخار الماء الموجود في الهواء عند درجة حرارة معينة
-ضغط بخار الماء المشبع :هو أقصى ضغط لبخار الماء يمكن أن يتواجد في الهواء عند درجة حرارة معينة
عندما يكون الضغط البخاري مساويا لضغط بخار الماء المشبع نحصل على حالة من الاتزان بين عمليتي التكثيف و التبخير

النظام المتزن : هو نظام ساكن على المستوى المرئي و نظام ديناميكي على المستوى غير المرئي

حالة الاتزان : هي الحالة التي تكون فيها الخواص المنظورة و الملموسة للنظام ثابتة لا تتغير

ملاحظة : الوصول إلى حالة الاتزان لا تعني توقف التغير في الاتجاهين الطردي و العكسي .. و لكن حدوثهما مستمر في كلا الاتجاهين بنفس المعدل

الاتزان في التفاعلات الكيميائية
التفاعلات التامة ( غير الانعكاسية )
* هي التفاعلات التي تسير في اتجاه واحد فقط و هو اتجاه تكوين النواتج ( الاتجاه الطردي )
حيث لا تتفاعل النواتج مع بعضها مرة أخرى لتكوين المواد المتفاعلة تحت نفس الظروف
لخروج أحد النواتج من حيز التفاعل على هيئة غاز أو راسب
أمثلة
NaCl+AgNO3 ———-> NaNO3 + AgCl

Mg+2HCl ———-> MgCl2 + H2

CuCO3 ———–> CuO + CO2

Cu(NO3)2————> CuO + NO2+ O2
*علل الانحلال الحراري لكربونات النحاس تفاعل تام ؟
ملاحظة : التفاعلات التامة لا يحدث فيه حالة اتزان
التفاعلات الانعكاسية ( غير التامة )
*هي تفاعلات تسير في الاتجاهين الطردي و العكسي حيث توجد النواتج و المتفاعلات في حيز التفاعل
مثال
تفاعل الكحول الإيثيلي C2H5OH مع حمض الأسيتيك CH3COOH لتكوين استر أسيتات الإيثيل CH3COOC2H5

C2H5OH ========= CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH +

* يلاحظ أن صبغة عباد الشمس تتلون باللون الأحمر عند وضعها في الإناء الذي يتم فيه التفاعل رغم أن المواد الناتجة ( استر أسينات الاثيل و الماء ) متعادلة التأثير على عباد الشمس ( علل )
لأن التفاعل انعكاسي و هذا يعني وجود النواتج و المتفاعلات في حيز التفاعل فتتلون صبغة عباد الشمس باللون الأحمر لوجود حمض الأسيتيك في حيز التفاعل

ملاحظة : هذا النوع من التفاعلات يحدث في اتزان بين المتفاعلات و النواتج لوجود كل منهما في حيز التفاعل

الاتزان الكيميائي
هو نظام ديناميكي يحدث عندما يتساوى معدل التفاعل الطردي ع معدل التفاعل العكسي عند ثبات تركيز المتفاعلات و النواتج و تحت ظروف واحدة من الضغط و درجة الحرارة ( و يحدث في التفاعلات الانعكاسية )
بين نوع التفاعلات الآتية
1- NaOH(L) +HCl(L) = NaCl(L) + H2O(L)
2- AgNO3(aq)+BaCl2(aq) = Ba(NO3)2(aq) +AgCl(s)
3- CO(g) + H2O(g) = CO2(g)+ H2(g) في إناء مغلق
4- CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) في إناء مغلق

تعليم_الجزائر
تقبلوا تحياتي : عصام