الوسم: الكيمياء

الكيمياء التحليلية تختص بتعيين خواص المواد الكيميائية والصيغ الكيميائية للمركبات والمخاليط وتركيبها.
التحليل الكمي يقدر كميات الكيميائيات المختلفة التي تتكون منها المواد.
التحليل النوعي يكشف عن نوع العناصر والمركبات التي تتكون منها المواد.
الكيمياء الراديوية تختص بتعيين وإنتاج العناصر المشعة واستخداماتها في دراسة العمليات الكيميائية.
الكيمياء التطبيقية تعنى بالتطبيق العملي للمعرفة بالمواد والعمليات الكيميائية.
الكيمياء الزراعية تهتم بتطوير الأسمدة والمبيدات وتدرس العمليات الكيميائية التي تحدث داخل التربة والعمليات التي تتعلق بنمو المحاصيل.
كيمياء البيئة تدرس وتراقب وتضبط العمليات الكيميائية والعوامل البيئية الأخرى وعلاقتها بالكائنات الحية.
الكيمياء الصناعية تختص بإنتاج المواد الخام كيميائياً وتطوير العمليات والمنتجات الكيميائية الصناعية ودراستها ومراقبتها.
الكيمياء الحيوية تتعامل مع العمليات الكيميائية للكائنات الحية.
الكيمياء اللاعضوية تهتم بالمواد الكيميائية التي لا تحتوي على روابط بين ذرتي كربون (كربون ـ كربون).
الكيمياء العضوية تعنى بدراسة المواد الكيميائية التي تحتوي على روابط بين ذرات الكربون.
الكيمياء الفيزيائية تترجم وتفسر العمليات الكيميائية اعتماداً على الخواص الفيزيائية للمادة، مثل الكتلة والحركة والحرارة والكهرباء و الأشعاع.
الحركية الكيميائية تدرس تدرج الخطوات في التفاعلات الكيميائية، والعوامل التي تؤثر على معدل سرعة التفاعلات الكيميائية.
الدينامية الحرارية الكيميائية تتعامل مع تغير الطاقة الذي يحدث أثناء التفاعلات الكيميائية وكيف يؤثر اختلاف الضغط والحرارة على التفاعلات.
الكيمياء النووية استخدام الطرق الكيميائية في دراسة التفاعلات النووية.
كيمياء الكم تحلل توزيع الإلكترونات في الجزيئات وتفسر السلوك الكيميائي للجزيئات اعتماداً على البناء الإلكتروني.
الكيمياء الإشعاعية تهتم بالآثار الكيميائية للأشعة العالية الطاقة على المواد.
كيمياء حالة الصلابة تتعامل مع التركيب الكيميائي للمواد الصلبة، والتغير الذي يحدث داخل هذه المواد وفيما بينها.
الكيمياء الفراغية تدرس ترتيب الذرات في الجزيئات والخواص التي تنتج عن هذا الترتيب.
كيمياء السطوح تهتم باختبار الخواص السطحية للمواد الكيميائية.
كيمياء البوليمرات تهتم بالبلاستيك والجزيئات السلسلية الأخرى المتشابكة التي تتكون بتشابك الجزيئات الصغيرة بعضها ببعض.

الكيمياء الاصطناعية تختص باتحاد العناصر الكيميائية والمركبات لإنتاج مواد مماثلة لمواد موجودة في الطبيعة، أو تشكيل مواد جديدة غير موجودة في الطبيعة.

أخترت لكم مقالة فيها اكتشاف لغاز متجمد تحت البحر ……
وأنا وضعتها وترجمتها بإختصار ::

Frozen Gas Under the Sea

In the search for fossil fuel alternatives, researchers at the Office of Naval Research are investigating methane hydrates, an exotic cousin of the odiferous methane gas in your local swamp.

Methane hydrates are methane and water caged in molecule-sized pockets of ice crystals, called cathrates, at high pressure or low temperatures. Huge quantities, conservatively estimated at 300 000 trillion cubic feet, exist around the world.
while vast repositories of methane hydrate ‘ice’ are sequestered deep under the ocean floor and buried in Arctic permafrost, “People don’t really know how to get it out,” said Nick Wolf, staff scientist at Conoco Phillips
“The problem is, when we find oil or gas, we find them in localized areas. Methane hydrates sub-sea are spread out everywhere like the mustard on your corned beef sandwich. There is a lot of it down there. But it is a pain to extract.”
The iced methane will revert to gas when the pressures it is submitted to are lowered or the temperature dropped

من ضمن الأبحاث على أحافير النفط التي يقوم بها الباحثين في مكتب البحرية للأبحاث ، قاموا بالتحقق من ميثان هيدرات وهو شبيه لغاز الميثان في المستنقعات .
الميثان هيدرات هو عبارة عن : ميثان وماء يتكون على شكل جزيء في بلورة كريستال ثلجية تدعى : ( cathrates ) عند ضغط مرتفع أو درجة حرارة منخفضة .
وكميات ضخمة تقدر بـ 300000 تريليون قدم تكعيب موجودة حول العالم .
وبالرغم من أن هناك مستودعات فسيحة من ميثان هيدرات الثلجي تحت المحيط
ومدفونة في القطب الشمالي ، إلا أن الناس لايعلمون كيف يتم استخراجها .. هذا ما قاله نيك وولف أحد العلماء ..
المشكلة هي : عندما نجد النفط أو الغاز نجدها في مناطق معينة ..أما الميثان هيدرات تحت البحري منتشر في كل مكان ، مثل انتشار المسطردة ( الخردل ) في الساندويتش ..
ويوجد كميات كبيرة منه في أسفل ا لمحيطات ، ولكن يحتاج لجهد كبير حتى يتم استخراجه.
الميثان المثلج يتحول إلى غاز عندما يخضع إلى ضغط منخفض أو عندما تنخفض درجة الحرارة

بعد دراسة هذا الدرس يتوقع ان تكون قادراً على ان :
1- تذكر ثلاثة انواع من المواد التي تزود الجسم بما يحتاج اليه من طاقة .
2- تكتب الصيغة العامة للكربوهيدرات .
3-تميز بين السكريات الاحادية والثنائية والعديدة .
4- تكتب الصيغة البنائية لمركبات الكربوهيدرات الاحادية والثنائية .
5- تذكر مثال على السكريات الاحادية والثنائية والمتعددة .

الكربوهيدرات :
هي مركبات كيميائية عضوية تتكون من الكربون , والهيدروجين , والاكسجين . وتعتبر هذه المركبات من مصادر الطاقة في جسم الكائن الحي, والمادة التركيبية لعضيات الخلية .

الصيغة العامة : x [CH2O]n , حيث n = من 3 الى 7 .

صور الكربوهيدرات : توجد على هيئة سكريات , ونشويات , وسكريات بسيطة , وكربوهيدرات بسيطة ومعقدة , ودايت كربوهيدرات .

المصادر الغذائية للكربوهيدرات :
1. تعتبر السكريات المعقدة مصادر جيدة للمعادن والفيتامينات والألياف والتي نستطيع الحصول عليها من :
§ الخبز .
§ الحبوب .
§ بعض الخضروات .
§ الارز .
§ البطاطس .

2. السكريات البسيطة ايضا تحتوي على المعادن والفيتامينات ونحصل عليها من :
§ الفواكه .
§ الحليب ومنتجاته .
§ الخضروات .

وظيفة الكربوهيدرات :
الوظيفة الأساسية للكربوهيدرات هو توفير الطاقة لجسم الكائن الحي خاصة الدماغ والجهاز العصبي.حيث يتم تحويل النشا والسكر الى جلوكوز ومن ثم يتاكسد الجلوكوز ويتحول الى طاقة . مثلا واحد مول من الجلوكوز ينتج عند اكسدته طاقة مقدارها 673 كيلوكالاري ( الكالاري كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة كيلوجرام من الماء درجة سيليزية واحدة ) .

المجموعات الوظيفية التي تدخل في تركيب الكربوهيدرات :
تعتبر الكربوهيدرات الديهيدات أي انها تحتوي على مجموعة الديهيد .

او كيتونات عديدة الهيدروكسيل.

بعضها تحتوي على مجموعات حرة للكيتون والالديهيد , وبعضها لا يحتوي على أي منها ولكن عند تحلله في الماء يعطي مركبات تحتوي اما على كيتون او الديهيد .
ويمكن تقسيم الكربوهيدرات تبعا لعدد جزيئات السكر بها الى الاقسام التالية :
§ سكريات احادية ( Monosaccharides ) : وهي ابسط انواع السكريات تتكون من جزيء واحد فقط , وكل جزيء يحتوي على 3 – 7 ذرات كربون .

امثلة : الجلوكوز (C6H12O6) , و الفركتوز (C6H12O6) , والرايبوز (C5H10O5) .

التصنيف : تصنف السكريات الاحادية على اساس عدد ذرات الكربون ونوع المجموعة الوظيفية في الجزيء. مثلا لدينا الجلوكوز والفركتوز لهما نفس الصيغة الجزيئية (C6H12O6) , أي انهما يحتويان على نفس عدد ذرات الكربون الا ان المجموعة الوظيفية في الجلوكوز هي الالديهيد , وفي الفركتوز هي الكيتون. اما بالنسبة للريبوز فان الفرق يكون في عدد ذرات الكربون .

جميع السكريات الاحادية تكون على خطية , حيث ان جميع ذرات الكربون في السلسلة ما عدا واحدة تكون مرتبطة بمجموعة هيدروكسيل (-OH ) , اما الاخيرة تكون مرتبطة بمجموعة الكربونيل (-C=O ) .

السكريات الاحادية التي تحتوي على عدد من ذرات الكربون يساوي خمس او اكثر قد تكون على هيئة حلقات بالاضافة الى الشكل الخطي كما هو موضح في الصور التالية :

الجلوكوز

في هذا المركب تتكون رابطة تساهمية بين مجموعة الالديهيد في ذرة الكربون الاولى , ومجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بذرة الكربون الخامسة :

كما هو واضح في الصورة فان الجلوكوز يكون على صورتين , الفا وبيتا. ويكون للجلوكوز طبيعتين في المحاليل المائية فقط , والاختلاف يكون في موقع احد مجموعات الهيدروكسيل .

صورة الرايبوز

الفركتوز

في هذا المركب تتكون رابطة تساهمية بين مجموعة الالديهيد في ذرة الكربون الثانية , ومجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بذرة الكربون الخامسة :

§ سكريات ثنائية : تتكون من ارتباط جزيئين من السكريات الاحادية برابطة كيميائية تساهمية . ويتحلل الجزيء الواحد فيها مائيا ليعطي جزيئين من السكريات الاحادية .
امثلة : السكروز ( سكر القصب ) : يتكون من جزيئين الاول جلوكوز والثاني فركتوز .
اللاكتوز ( سكر الحليب ) : يتكون من جزيئين ايضا الاول سكروز والثاني جلاكتوز .
المالتوز ( سكر الشعير ) : يتكون من جزيئين جلوكوز الفا وبيتا .

§ السكريات العديدة ( كربوهيدرات عديدة التسكر ) :
جزيئات كبيرة من الكربوهيدرات يتحلل الجزيء الواحد منها مائيا الى عدة جزيئات من السكريات الاحادية.

امثلة : النشا :
والنشا الطبيعي هو عبارة عن خليط من نوعين احدهما يسمى الاميلوز ( 10-20%) ويوجد هذا النوع في القسم الداخلي للخلية ويتكون من سلسة طويلة غير متفرعة من عدة الاف من جزيئات الجلوكوز ترتبط مع بعضها البعض عن طريق اتصال ذرة الكربون رقم ( 1 ) في الجزيء الاول بذرة الكربون رقم ( 4 ) في الجزيء الذي يليه مع فقد جزيئات ماء , وهو قابل للذوبان في الماء .

والاخريسمى الاميلوبكتين ( 80-90%) ويوجد هذا النوع في جدار الخلية, ويكون غير قابل للذوبان في الماء . وهو عبارة عن متفرعة تتكون من سلسلة رئيسية خطية ترتبط فيها جزيئات الجلوكوز بالارتباط بين ذرة الكربون رقم ( 1 ) في الجزيء الاول بذرة الكربون رقم ( 4 ) في الجزيء الذي يليه مع فقد جزيئات ماء . وتتكون الرابطة بين السلسلة الرئيسية والتفرع بارتباط ذرة الكربون رقم ( 1 ) من التفرع مع ذرة الكربون رقم ( 6 ) من السلسلة الرئيسية . كما هو موضح في الصورة التالية :
الصورة التوضييحية للاميلوبكتين , وهو عبارة عن سلسلة متفرعة :

السيليلوز: يعتبر من اهم المواد التي تدخل في تركيب جدر الخلايا النباتية . وهو المادة الاساسية المكونة لهيكل النباتات . وينتج السيليلوز من تكاثف عدد كبير جدا يقدر بالالاف من جزيئات الجلوكوز عن طريق الارتباكط بنفس الطريقة الواردة في الاميلوز. وهو عبارة عن سلسلة غير متفرعة قد تصل كتلتها الى الملاين .

والجليكوجين : يخزن في الكبد ويتحول الي جلوكوز بفعل هرمون الجلوكاجون في حالة نقص نسبة السكر في الدم

.

الصورة التوضيحية :