كيمياء الماء

35,805 views
35,325 views

Published on

كمياء
ثنوي

2 Comments
12 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
35,805
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
7
Actions
Shares
0
Downloads
314
Comments
2
Likes
12
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

كيمياء الماء

  1. 1. كيمياء الماء<br />الطالب : عبدالله خالد الشيخ الرقم الاكاديمي : 30077<br />المعلم: مازن آل هاشم المجموعة : 202<br />
  2. 2. مقدمة عن الماء<br />الماء هو سر الحياة يستحيل أن تسير الحياة بدونه فالماء يمثل ما يقارب ثلثي وزن الإنسان ويغطي أكثر من ثلثي الكرة الأرضية ويدخل في كثير من الأشياء والصناعات وفي الزراعة فهاهو يستخدم في تبريد المعدات الكهربائية والسيارات ويصعب أن يكمل <br />إنسان ثلاثة أيام كاملة بدون ماء<br />فقد قال عنه الله تعالى (وجعلنا من الماء كل شيء حي)<br />ومازال العلماء إلى وقت قصير يبحثون عن الماء في القمر إلى أن وجده احد العلماء الهنديين<br />الماء وما أدراك ما الماء!؟ أأدركت أهمية الماء؟؟<br />
  3. 3. تعريف الماء<br />الماء من أكثر المركبات الموجودة على سطح الأرض<br />من جسم الإنسان58.5من سطح الأرض و يشكل%71%يشكل<br />يوجد على الحالة السائلة شفاف لا طعم له ولا رائحة ولا لون يتكون جزيء الماء من ذرتين هيدروجين وذرة أوكسجين .درجة غليانه 100مئوي ودرجة تجمده صفر مئوي<br />
  4. 4. تركيب الماء<br />يتكون الماء من أجسام متناهية الصغر، تسمى "جزيئات". وقطرة الماء الواحدة تحتوي على الملايين من هذه الجزيئات. وكل جزيء، من هذه الجزيئات يتكون من أجسام أصغر، تسمى "ذرات" ويحتوي جزئ الماء الواحد على ثلاثة ذرات مرتبطة ببعضها، ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين. وقد توصل إلى هذا التركيب الكيميائي للماء عام 1860، العالم الإيطالي "ستنزالو كانزارو“. <br />والهيدروجين، هو أخف عناصر الكون، وأكثرها وجوداً به، حيث تصل نسبته إلى أكثر من 9%، وهو غاز قابل للاشتعال. والرقم الذرى للهيدروجين هو 1، ووزنه الذرى 1.008. كما يوجد الهيدروجين، كذلك، في الفراغ الفسيح بين المجرات والنجوم، بنسبة ضئيلة<br />أمّا عنصر الأكسجين ، فهو ثالث أكثر العناصر وجوداً في الكون، حيث يوجد بنسبة 0.05%، وهو غاز نشط يساعد على الاشتعال، ورقمه الذرى 8، ووزنه 16. كما يُكَوِّن الأكسجين حوالي 20% من الهواء الجوى، وهو ضروري لتنفس الكائنات الحية، ويدخل في التركيب العضوي لجميع الأحياء، مع الهيدروجين والكربون. وعلى الرغم من أن الهيدروجين غاز مشتعل، والأكسجين غاز يساعد على الاشتعال، إلاّ أنه عند اتحاد ذرتي هيدروجين مع ذرة أكسجين، ينتج الماء الذي يطفئ النار. <br />والماء النقي لا يحتوي على الأكسجين والهيدروجين فقط، بل يحتوي على مواد أخرى ذائبة، ولكن بنسب صغيرة جداً. لذا، فإنه يمكن القول بأن الماء يحتوي على عديد من العناصر الذائبة، إلاّ أن أغلب عنصرين فيه، هما الهيدروجين والأكسجين. <br />والماء في صورته النقية سائل عديم اللون والرائحة، يستوي في ذلك الماء المالح والماء العذب. إلاّ أن طعم الماء يختلف في الماء العذب، عنه في الماء المالح. فبينما يكون الماء العذب عديم الطعم، فإن الماء المالح يكتسب طعماً مالحاً؛ نتيجة ذوبان عديد من الأملاح به.<br />
  5. 5. الخواص الفيزيائية للماء<br />يوجد الماء في الطبيعة في ثلاث حالات معروفة :<br />· الحالة الصلبة: يكون فيها الماء على شكل جليد أو ثلج، يوجد على هذه الحالة عندما تكون درجة حرارة الماء أقل من الصفر المئوي. <br />· الحالة السائلة: يكون فيها الماء سائلا شفافا، وهي الحالة الأكثر شيوعا للماء. ويوجد الماء على صورته السائلة في درجات الحرارة ما بين الصفر المئوي، ودرجة الغليان، وهي 100 درجة مئوية في الظروف المثالية عند ضغط 1 جو. <br />· الحالة الغازية: يكون فيها الماء على شكل بخار، ويكون الماء بالحالة الغازية بدرجات حرارة مختلفة تبعا للضغط الجوي .<br />وللماء عدة خصائص فيزيائية جعلت له قيمة كبيرة في الحياة، والصناعة، والزراعة، وغيرها من مجالات الحياة، وأهمها:<br />]التعـــــادل الحمضي :الماء سائل متعادل كيميائيا، أذ أن درجة الحموضة أو القاعدية فيه هي)، وهذا يعني أنه لا يمكن اعتبار الماء مادة حمضية أو قاعدية، لأنه مادة متعادلة كيميائيا.<br />الإذابـــــــــــة :الماء مادة مذيبة، وهذا يعني أنه من الممكن أذابة الكثير من الأملاح والمواد في الماء. الماء الموجود في الطبيعة لا يوجد بشكل نقي 100% وذلك بسبب وجود الأملاح والغازات في الماء الموجود بالطبيعة. لكي تذوب مادة في الماء يجب أن تحتوي على أيونات حرة، أو أن تكون مادة متقطبة (لأن "المثل يذوب بالمثل"والماء مادة متقطبة لهذا السبب يعتبر الماء مذيب جيد للمواد).<br />التوصيــــــــل الكهربائــــــــــي :الماء مادة موصلة سيئة للكهرباء، ولكن بما أن الماء مادة مذيبة، فعند أذابة الأملاح في الماء، أو إذابة مواد أخرى، يصبح الماء موصل جيد للكهرباء.<br />
  6. 6. ـ و هناك خاصة فريدة أخرى للماء تتمثل بتمدد الجليد أثناء تجمده فيطفوا على سطح الماء ، ولهذه الخاصية البديعة فائدة عظيمة لتلك الكائنات المائية التي تعيش في المناطق الباردة و المتجمدة فعندما تنخفض درجة حرارة الماء في فصل الشتاء في الأحواض المائية ( نهر _بحيرة _ بحر... ) نتيجة انخفاض درجة حرارة الغلاف الجوي المحيط تتجمد طبقة الماء السطحية فتتمدد و تزداد كثافتها فتطفوا على سطح الماء و تشكل عازلاً طبيعياً بين الغلاف الجوي البارد والماء أسفل الحوض فتساهم تلك الخاصة في خفض درجة حرارة الماء واعتداله مم يحول دون تجمد الحوض المائي فيساهم هذا العازل الطبيعي إضافة إلى الحرارة المنتشرة من تجمد الجليد على تلطيف حرارة الماء و المحافظة على حياة الأحياء المائية و تجنيبها خطر التجمد و الموت .<br />ـ نتيجة لقوى التجاذب بين جزيئات الماء يلاحظ أن قيمة التوتر السطحي للماء عالية جداً و تبلغ 72 ميلي نيوتن /المتر و هي تفوق الضغط الجوي فهذه الخاصة هي التي تجعل الماء يرتفع بنفسه في الأوعية الشعرية في الأشجار و تعرف بالخاصة الشعرية فيحمل الماء من خلالها الغذاء إلى الخلايا النباتية حتى ارتفاعات عالية ، كما أنها هي المسئولة عن تحريك الماء في المسامات و الفراغات و الأقنية و الشقوق الدقيقة في التربة و الصخور نحو الأعلى حتى تتساوى قوة التوتر السطحي للماء مع قوة الجاذبية الأرضية مم يسهل على جذور النباتات الحصول على الماء في المناطق الجافة و الصحراوية .<br />ـ تعد قيمة ثابت العزل الكهربائي للماء عالية جداً و نحو ( 80 ) في جزيئات الماء تكون مراكز الشحنات الموجبة و السالبة منزاحة كثيراً عن بعضها البعض، فنلاحظ أنه عند غمر جسم ما ف بالماء أن القوى الناشئة بين الجزيئات أو الذرات على سطحه تضعف تحت تأثير الماء مئة مرة تقريباً ، فإذا أصبحا الرابطة بين الجزيئات غير قادرة على مقاومة فعل الحركة الحرارية بدأت جزيئات الجسم أو ذراته بالانفصال عن سطحه و الانتقال إلى الماء ، و بدأ الجسم عندئذ بالذوبان حيث يتفكك إلى جزيئات مستقلة كما يحدث للسكر عند ذوبانه في كأس من الشاي أو يتفكك إلى جسيمات مشحونة ( أيونات ) كما يحدث لملح الطعام .<br />ويعتبر الماء بفضل ثابت عزله الكهربائي الكبير جداً،ن من أقوى المذيبات ( المحلات ) ، فباستطاعته أن يذيب أي صخر كان على سطح الأرض ، فالماء يفتت ببطء الغرانيت و يسحب أو يمتص منه الأجزاء السهلة الذوبان . ولهذه الخاصة أهمية كبيرة للنبات فالماء يذيب الأملاح و المعادن و الشوائب الضرورية لحياة النبات التي تنتقل عبر الأنابيب الشعرية إلى الخلايا النباتية .<br />تحمل مياه الأنهار و الجداول والسواقي الشوائب المنحلة فيها و تقذف بها في المحيطات التي تتراكم فيها الأملاح و الشوائب على مدى العصور ،لذلك تكون مياه البحار و المحيطات مشبعة بالأملاح و المعادن و الشوائب التي بدورها تمنع المياه من أن تتسنه وتتنتن وتتحول إلى مستنقعات فتموت بالتالي معظم الأحياء البحري<br />الخواص الفيزيائية للماء<br />
  7. 7. الخواص الكيميائية للماء<br />قد يكون الماء احد أكثر المواد المألوفة لنا في العالم ، لكنه بالتاكيد ليس شيئا عاديا. والواقع أن الماء يمتاز بخصائص كيميائية فريدة تجعله من التعقيد بمكان بحيث انه بعد عقود من البحث ، لا يزال أمام العلماء الكثير ليكتشفوه عن هذا الشئ الرائع. <br />فان المياه ، كما تبدو واضحة التالق وهي السائل الذي يغطي ثلاثة ارباع سطح الارض ، ناهيك عن دوره في بناء الحياة كما نعرفها ، وهو كذلك يعتبر المركب الكيميائي الأكثر وضوحا (H2O). الماء موجود في كل مكان. ومع ذلك ، لا يزال العلماء يبحثون لمعرفة خصائصه. <br />الماء بكل بساطة ليس كغيره من السوائل.<br />إذا ألقيت بمكعب من الثلج في كوب من الماء فإنه سيطفو على السطح ، . ذلك لان الماء يتمدد عند تجمده بحيث تكون كثافته عند تجمده اقل منها في حالته السائلة. <br />لكن معظم السوائل يحدث لها العكس من ذلك. فإذا انكمش أصبحت أكثر كثافة ، حيث أنه إذا تجمد غرق ولم يطفو.<br />اذاحدث هذا الشئ للماء بهذه الطريقة فسوف يتراكم الجليد في أعماق البحيرات والمحيطات خلال الشتاء ، وسيكون من الصعب عليه الذوبان في الربيع. <br />وهذا سوف يؤثر علي الأحياء المائية.<br />وهناك سمة أخرى مثيرة للدهشة, وهي أن الماء يغلي في درجة حرارة مرتفعة وهي 100 درجة مئوية عند مستوي سطح البحر ، و إذا ما قارنا هذا مع شئ مماثل في الحجم لجزيئات الماء.<br />فإذا انطبق على الماء ما ينطبق على غيره من السوائل، فمن المفترض أن يكون الماء على شكل غاز في مثل هذه الظروف ، و لن تستمر االحياة عندئذ.<br />وبصفة عامة H2O من الممكن فهم جزء كبير <br />
  8. 8. الخواص الكيميائية للماء<br />وبصفة عامة ، فإن الخصائص الغريبة لجزئ الـ H2O من الممكن فهم جزء كبير منها, فالعلماء يعزون الصفات و الخواص الفريدة للماء إلى الروابط الكيميائية التي تشكله وإلى ما يعرف بـ " حواجزالهيدروجين " عند التفاعل بين ذرات الهيدروجين و الأوكسجين المجاورة لجزئ الماء ينشأ نوع من الحواجز لحماية الجزيئات. <br />ما يبدو غير واضحا بشكل أو بآخر ، لكن التفاصيل الدقيقة لكيفية تشكل هذه الحواجز كما تبدو لنا في حالات عديدة فهي على الشكل التالي ، مثلا عندما توجود مواد كيميائية علي سطح الماء.<br />وهذه ليس بالمهمة السهلة لأن الروابط الهيدروجينية الكيماوية تقوم بعملها كفنان تشكيلي : بحيوية كبيرة ، تشكل الروابط التي تتنوع في قوتها وحجمها. <br />وعلي الرغم من أن الماء يؤثر في كل شيء بدأ من البروتينات داخل الخلايا و حتى العوامل الجوية التي يمتد تأثيرها حتى إلى الصخور على شواطئ المحيطات ، يصبح الإتيان على كل هذه التفاعلات أمرا صعبا جدا.<br />لكن البحوث التي أجريت على المياه أحرزت تقدما عند العلماء المسلحين بأدوات متطورة وآفاق جديدة " لقد أخذوا بإلقاء نظرة جديدة علي الاسئلة القديمة" بحسب ما ذكرته كاثرين كوفيرت مديرة البرنامج الأول في المؤسسة القومية للعلوم في شعبة الكيمياء.<br />و هي ما تزال تعترف "اننا لم نقترب بعد من فهم كيف يعمل الماء في كل وقت و في كل بيئة."<br />ومؤخرا زودنا بعض العلماء بآراء اكثر تفصيلا حول جزيئات الماء حتي الآن.<br />
  9. 9. الخواص الكيميائية للماء<br />فقد ذكرت مجلة العلوم ملاحظة حول ذلك آخذة في الاعتبار خلاصة العمل الجماعي لعدة فرق من الباحثين (جميعها عدا واحدة وهي المؤسسة القومية للعلوم) حول المياه من حيث البنية والسلوك الكيميائي كأفضل 10 بحوث مقدمة لعام 2004. <br />ورغم أن النتائج لم تكن موثقة ، وبعضها كان بمثابة تحدي للشئ المألوف في الواقع ، فإن اكتشافات عام 2004 اثارت قدر كبير من الاهتمام والنقاش المثمر بين العلماء.<br />وفي حال كانت هذه النتائج "كاذبة" فإن من شانها تغيير التفكير في تخصصات مختلفة مثل الارض والجو بل وحتي البيولوجيا والكيمياء.<br />ابرز بحوث المياه "الفتوحات" 2004 مجموعه سلاسل<br />عاد النقاش بين العلماء مؤخرا لسيخن من جديد حول بنية المياه السائلة.<br />ووفقا لما ذكره انديرز نيلسون ، الاستاذ في جامعة ستانفورد " فإن الكثير من الافكار والنظريات حول المياه الموجودة من حولنا "ولكن بالرغم من الفرضيات التي تدعم هذا الاعتقاد فإن التجارب العلمية الداعمة لهذا الاعتقاد لاتزال محدودة . <br />حتي مجموعة نيلسون التي تعتمد على طرق المعرفة التقليدية , اختار أن يعتمد على البيانات الجديدة.<br />قام الفريق باخذ اللقطات المصورة للتفاعل بين جزيئات الماء باستخدام طاقة عالية من الأشعة السينية.<br />ورغم أن التقنية كانت قديمة غير أن تطبيقها لهذا الغرض كان شيء جديدا ، وكانت النتائج مدهشة. <br />فقد كانت النماذج التقليدية تفيد بأن كل جزيء من الماء يشكل روابط قوية مع أربعة جزيئات أخرى (انظر الصوره الشكل).<br />ولكن مجموعة نلسون من الباحثين وجدوا ان معظم جزيئات الماء تشكل صلات قوية مع اثنين اخرين فقط. واذا تحقق ذلك فإن نتائج الفريق توحي بأن مركب جزيء الماء الذي يصور في كتب الكيمياء المدرسية غير دقيق . <br />بل ان المرجح هو أن الماء يتشكل على شكل شبكة فضفاضة وسلاسل وخواتم. <br />ومن المرجح ان يستمر النقاش ، اذ ان التجارب الاخيرة التي أجريت و تحليل الاشعة المخبرية المختلفة يدعم الراي السائد حول البنية التي يتشكل منها الماء.<br />
  10. 10. الخواص الكيميائية للماء<br />الايونات والتفاعلات<br />في عام 2004 ، تناول العلماء مسألة الجسيمات المشحونة بالايونات مثل الكلوريد من ملح الصوديوم ، الكلوريد (المأخوذ من كلوريد الصوديوم)على سبيل المثال عند البحث في جسيمات المياه. <br />كانت المعلومات القديمة تقول بأن طبقات المياه السطحية تصد الايونات التي تحفل بالملوحة في مياه البحر.<br />ولذلك يعتقد العلماء أن هذه الجزيئات تصبح دفينة الغوص في الأعماق . <br />لكن التجربة الجديدة التي اعتمدت على الحاسوب ونماذج مختلفة من فرق البحث تؤكد بأن المفهوم السائد هو خطا. <br />على الرغم من وجود اختلاف حول بعض تفاصيله غير أن الجميع يتفق على أن بعض الايونات موجودة في الطبقات السطحية المياه. <br />وحيث تتراكم الايونات يمكن أن يحدث التفاعل الكيميائي.<br />
  11. 11. الخواص الكيميائية للماء<br />في الواقع ، تعرض الايونات علي سطح المحيط للهواء يجعل من الممكن حدوث اندماج و تفاعل مع جميع انواع الكيماويات في الجو. <br />ولذلك يحدث الضباب وقطيرات الرذاذ عند المحيطات حيث يمكن أن تكون أكثر تفاعلا من الناحية الكيميائية مما كان معتقدا. <br />بل تشير البحوث الأخيرة حول الجو بأن هذا هو الحاصل فعلا. فعلي سبيل المثال ، تشير التقارير الي ان اثنتين من الايونات الموجودة في ماء البحر ، والكلوريد يطلق تفاعلات كيميائية يمكن أن يؤدي إلى تدمير الاوزون في اجواء القطب الشمالي.<br />لكن هذه الأحداث الطبيعية المدمرة قد حدثت بفعل الرياح والأمواج و الرواسب الكيميائية علي الجليد القطبي المعرض لضوء الشمس.<br />إن نتائج عام 2004كشفت للكيميائيين الذين يقومون بالأبحاث على الغلاف الجوي عن مدى تجاهلهم لمساهمات الايونات عند سطح البحرفي تشكيل أشياء مثل نوعية الهواء و سيتعين عليهم إعادة النظر في حساباتهم.<br />
  12. 12. الخواص الكيميائية للماء<br />خلال الأبحاث الكيميائية التي أجريت ، ابتداء من الأجزاء الأصغرداخل الذرة مثل الإلكترونات إلى ذرة بشكلها الكامل مثل الهيدروجين, فإن هذه العلاقات التفاعلية عادة ما تصبح مختلطة مع بعضها البعض, متشاركة ومتبادلة . <br />لان H2O هو المذيب الأكثر شيوعا في عالم المذيبات الكيماوية ، لأن هذه التفاعلات عادة ما تحتاج إلى وجود وسيط و هو الماء.<br />بيد أن الماء ليس مجرد وسيط سلبي في التفاعلات الكيميائية. والواقع انه يلعب دورا نشطا فهويقوم باستمرار بكسر الروابط الكيميائية حول الجزيئاتالداخلة في التفاعل و يحركها جيئة وذهابا من مجمع واحد الياخر.<br />و لا يزال العلماء لا يعرفون على وجه الدقة كيف ينجز الماء هذه المهام.<br />لكن الباحثين تمكنوا من تطوير ادوات جديدة لعزل وتعقب الالكترونات الصغير والهيدروجين الذي يحتوي علي تجمعات المياه لبحث هذه التفاعلات بسهولة أكبر.<br />كانت نتائج البحث قد ألقت الضوء علي مجموعة من ردود أفعال شائعة جدا تشمل الالكترونيات وذرات الهيدروجين. <br />فعلي سبيل المثال ، ان الاكسدة التي تسبب الصدأ للسيارات و تتحكم في عمر بشرة الجلد هي ناتجة عن تبادل الالكترونات في الماء. <br />و كذلك محاربة الجراثيم و التوازن الحمضي القلوي و المواد الكيميائية التي تبقي المسابح نظيفة فهي كذلك تعتمد بشكل دقيق علي التفاعل والتبادل الالكتروني و نقل الهيدروجين. <br />ولتحسين النماذج المستخدمة في تطبيقات العلماء فهم بحاجة الي التفاصيل الدقيقة بشان دور الماء في تفاعلات كيميائية كهذه. <br />والتقدم في هذا المجال يحتاج إلى دمج مجموعة من مجالات الدراسة على الأبحاث المعقدة على سبيل المثال طي البروتينات لتحسن وضع الصناعة الدواء.<br />نحو 50 من الباحثين المدعومين من المؤسسة القومية للعلوم يقومون حاليا علي دراسة الخصائص الأساسية للمياه لمحاولة فهم كيمياء الماء في اشكاله المتعددة والتي لا تزال تشكل اكبر التحديات العلمية. <br />ولكن إذا حققت هذه الأبحاث مؤشر تقدم ملحوظ فسوف نكون قد أنجزنا هذا التحدي.<br />الماء موجود حولنا في كل مكان ، في السماء وعلي الارض وفي الجو يتغيير شكله باستمرار وللماء خصائص كيميائية فريدة تجعل منه المادة الوحيدة الموجودة في الطبيعي في الحالات الثلاث جميعا : السائلة والصلبة (الثلج) والغازية (البخاري).<br />استمرار حركة الماء حول العالم تعرف بالدورة الهيدرولوجية.تتم عدة عمليات خلال هذه الدورة ، منها التبخر والتكثيف و الترسب والامطار والصرف والتجمع.<br />وخلال هذه الدورة يتغير شكل الماء مرات عديدة<br />
  13. 13. الخواص الفيزيوكيمائية<br />خواص المـــــاء الفيزيـــوكيميائيــــــــة:<br />ـ من المعلوم أن درجة غليان الماء مرتفعة و ذلك لقوة رابطته التساهمية لذلك فهو يمتص قدرة حرارية كبيرة لكي يتبخر حيث كل غرام من الماء السائل يحتاج إلى 540 حريرة ليتحول إلى بخار و هذه الخاصية تعطي الماء دوراً فريداً في نقل القدرة من مكان لآخر ، فالماء الذي يتبخر من المحيطات تسوقه الرياح مئات و آلاف الكيلومترات إلى أماكن باردة فعند تبرد البخار و تحببه و تساقطه على شكل قطرات مطر ينشر معه الطاقة التي أمتصها أثناء تبخر ه فيساهم في رفع درجة الحرارة في تلك المناطق و تلطيف حرارة الجو و كذلك في أثناء تساقط الثلوج فكم هذه الحرارة المنتشرة كبيرة إذا علمنا أنه يتبخر كل عام 520 ألف كيلوا متر مكعب من الماء .<br />
  14. 14. تحليل الماء<br />يتحلل الماء بالتحليل الكهربائي إلى هيدروجين وأوكسجين<br />التحليل الكهربائي للماء بصورة مبسطة <br />يمكن إيضاح أن الماء يتكون من هيدروجين وأكسجين بطريقة بسيطة جداً فلا حاجة إلى أجهزة خاصة كما لا تحتاج هذه الطريقة لإجرائها سوى دقائق معدودة .<br />المواد والأدوات المطلوبة <br />بطارية جافة 9 فولت <br />قلمي رصاص شحذا في كلا النهايتين لهما <br />أسلاك <br />شريط لاصق <br />طبق زجاجي صغير <br />ملح <br />ماء<br />
  15. 15. تحليل الماء<br />طريقة العمل <br />* ضع كمية من الماء في الطبق وأضف إليها القليل جداً من الملح .<br />* صل قلمي الرصاص بالبطارية بواسطة الأسلاك وثبتهما بالشريط اللاصق .<br />* ضع رأسي القلمين داخل الطبق .<br />
  16. 16. تحليل الماء <br />1- ظهور فقاعات عند رأس كل قلم رصاص .<br />التفسير <br />يحتوي الماء النقي على قدر ضئيل جداً من أيونات الهيدروجين والهيدروكسيدوهو لذلك موصل ردئ للكهرباء , اما اذا أضيف اليه قليل من الملح ( أو حمض معدني أو مادة قلوية ) يصبح موصلاً جيداً وتتفكك جزيئات الماء الى أيونات +H و -OH .<br />مما يسمح للتيار الكهربي بالمرور فتتحرك أيونات الهيدروجين الموجبة (الكاتيون) نحو القطب السالب (المهبط) بينما تتحرك أيونات الهيدروكسيل (الأنيون) نحو القطب الموجب (المصعد) ( اقلام الرصاص تعمل كأقطاب كهربية ) .<br />التفاعلات المتكونة عند كل قطب <br />يتصاعد غاز الأكسجين عند المصعد ( أكسدة ) .<br />x2H2O -----> O2 + 4H+ + 4e- anode0<br />بينما يتصاعد غاز الهيدروجين عند المهبط ( اختزال ) .<br />x4H2O + 4e- -----> 4OH- + 2H2 cathode<br />التفاعل الكلي :<br />x2H2O -----> 2H2 + O2.<br />إذا الفقاعات المتكونة عند المصعد عبارة عن غاز الأكسجين بينما الفقاعات المتكونة عند المهبط عبارة عن غاز الهيدروجين<br />
  17. 17. تحليل المياه <br />2- كمية الفقاعات المتكونة عند المهبط (القطب السالب) اكثر منها عند المصعد (القطب الموجب ) . <br />التفسير <br />يتكون جزئ الماء من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين H2O أي أن ذرات الهيدروجين أكثر من ذرات الأكسجين لذلك تكون كمية فقاعات الهيدروجين ضعف كمية فقاعات الأكسجين <br />( حجم غاز H2 المتكون هو ضعف حجم غاز O2 ) .<br />
  18. 18. تحليل المياه <br />بواسطة أنبوبتي اختبار وذلك بتنكيسهما في الطبق .<br />1- لاختبار الغازين المتكونين , قرب عود ثقاب من كلا الانبوبتين .<br />الملاحظة <br />الغاز المتكون عند المصعد يزيد من اشتعال عود الثقاب , بينما الغاز المتكون عند المهبط يحدث صوت فرقعة .<br />التفسير <br />الغاز المتكون عند المصعد هو غاز الأكسجين حيث أنه زاد من اشتعال عود الثقاب بينما الغاز المتكون عند المهبط هو غاز الهيدروجين لإحداثه صوت فرقعة .<br />2- أضف القليل من كاشف ( دليل ) مناسب الى الماء .<br />الملاحظة <br />تلون المناطق المحيطة بكلا القطبين بألوان مميزة .<br />التفسير <br />ظهور تلك الألوان ناتج عن تكون أيونات الهيدروجين والتي تمثل وسطاً حامضياً وأيونات الهيدروكسيكالتي تمثل وسطاً قاعدياً .<br />
  19. 19. الماء الثقيل<br />يرمز للماء الثقيل بـD2O أو 2H2O ، وله الخصائص الكيميائية ذاتها التي للماء العادي .<br />أما الخصائص الفيزيائية فيختلف عن الماء العادي بعض الشيء ،فللماء الثقيل درجة غليان: 101.42° سيليزية عند الضغط الجوي القياسي.<br />درجة تجمد: 3.81° سيليزية.<br />كثافة نسبية: 1.1079 عند الضغط الجوي القياسي.<br />فالماء العادي والماء الثقيل تغلي وتتجمد في درجات حرارة مختلفة، وتختلف في كثافتها، كما أن مرونة أبخرتها مختلفة إلى حد ما أيضًا. وهي تتفكك بسرعات مختلفة أثناء التحليل الكهربائي. فالماء الخفيف أسرع تفككًا بقليل، بينما يكون تفكك الماء الثقيل أبطأ إلى حدما، وبالرغم من أن الفرق بين السرعتين ضئيل جدًا إلا أن الماء المتبقي في جهاز التحليل الكهربائي يكون غنيًا نوعًا ما بالماء الثقيل. وبهذه الطريقة تم اكتشاف الماء الثقيل لأول مرة. ولا تؤثر التغيرات في التركيب النظائري إلا قليلا على الخواص الفيزيائية للمادة. ويكون تغير الخواص التي تتعلق بكتلة الجزيئات، كسرعة انتشار جزيئات البخار، أكثر وضوحًا من تغير الخواص الأخرى[1] .<br />ويستخدم على نطاق واسع في مجالات العلوم النووية والدون ذرية. ويكون الماء الثقيل 1/6 من الماء العادي أي جزء من 6 أجزاء<br />
  20. 20. أماكن توافر المياه<br />مصادر الماء يوجد الماء في الطبيعة على ثلاث حالات فيزيائية:حالة سائلة: مياه البحار والأنهار والبحيرات والمياه الباطنية.<br />حالة صلبة: كالثلوج والمسطحات الجليدية التي نراها خاصة في القطبين الشمالي والجنوبي وأعلى الجبال الشاهقة.<br />حالة غازية: يوجد الماء على الحالة الغازية أي بخار الماء في الجو.<br />يتوزع الماء في الطبيعة إلى:<br />مياه سطحية:<br />وهذه المياه تتمثل في الأنهار والبحار والمحيطات والقطع الثلجية:<br />أ. مياه الأمطار:<br />هي أنقى أنواع المياه الطبيعية، حيث تنحل فيها أثناء سقوطها بعض الغازات المنتشرة في الجو كالأكسجين وثاني أكسيد الكربون... وبعض المواد الصلبة العالقة في الجو.<br />ب. مياه الأنهار:<br />تتكون مياه الأنهار أساسا من الأمطار، وتحتوي هذه المياه على عديد المواد الصلبة المنحلة فيها بسبب مرورها وانسيابها عبر أنواع التربة المختلفة.<br />ج. مياه الينابيع:<br />وتنقسم مياه الينابيع إلى نوعين: ينابيع صغيرة الحجم وينابيع كبيرة الحجم.<br />د.مياه المحيطات والبحار:<br />وهي تمثل النسبة الكبيرة.<br />مياه جوفية: وهي المياه الموجودة في باطن الأرض.<br />
  21. 21. طرق تحلية الماء<br />تحلية المياه أو الزملحة (كلمة منحوتة: إزالة الملح) هي العملية التي تجرى لإزالة الأملاح الزائدة من المياه لتصبح صالحة للشرب أو الزراعة.<br />و يهتم بهذا العلم التطبيقي الآن عدد كبير من الدول التي تعاني من نقص المياه ومن المتوقع خلال العشر سنوات القادمة أن ينمو هذا العلم بشكل كبير نظرا لما هو متوقع من حدوث أزمات مائية في الكثير من دول العالم، حيث أن بعض الإحصاءات تشير إلى وفاة مئات الألوف سنويا بسبب ندرة المياه النقية للزراعة ولا سيما للشرب.<br />كما أن استهلاك الطاقة في عملية التحلية يعتبر من المشاكل الهامة والعقبات الصعبة التي تحتاج إلى تذليل.<br />
  22. 22. طرق تحلية المياه<br />طرق تحلية المياه<br />التقطير<br />باستخدام الأغشية<br />طريقة البلورة أو التجميد<br />إزالة الملوحة بالتقطير<br />و تكمن هذه العملية في رفع درجة حرارة المياه المالحة إلى درجة الغليان وتكوين بخار الماء الذي يتم تكثيفه بعد ذلك إلى ماء ، ومن ثم معالجته ليكون ماء صالحا للشرب أو الري.<br />
  23. 23. طرق تحلية المياه<br />طرق التقطيرالتقطير العادي :يتم غلي الماء المالح في خزان ماء بدون ضغط. ويصعد بخار الماء إلى أعلى الخزان ويخرج عبر مسار موصل إلى المكثف الذي يقوم بتكثيف بخار الماء الذي يتحول إلى قطرات ماء يتم تجميعها في خزان الماء المقطر. وتستخدم هذه الطريقة في محطات التحلية ذات الطاقة الإنتاجية الصغيرة.<br />التقطير الومضي متعدد المراحل :اعتماداً على الحقيقة التي تقر أن درجة غليان السوائل تتناسب طردياً مع الضغط الواقع عيها فكلما قل الضغط الواقع على السائل انخفضت درجة غليانه. وفي هذه الطريقة تمر المياه المالحة بعد تسخينها إلى غرف متتالية ذات ضغط منخفض فتحول المياه إلى بخار ماء يتم تكثيفه على أسطح باردة ويجمع ويعالج بكميات صالحة للشرب. وتستخدم هذه الطريقة في محطات التحلية ذات الطاقة الإنتاجية الكبيرة (30000 متر مكعب أي حوالي 8 ملايين جلون مياه يوميا).<br />التقطير متعدد المراحل (متعدد التأثير):تقوم المقطرات المتعددة التأثيرات بالاستفادة من الأبخرة المتصاعدة من المبخر الأول للتكثف في المبخر الثاني. وعليه، تستخدم حرارة التكثف في غلي الماء المالح في المبخر الثاني، وبالتالي فإن المبخر الثاني يعمل كمكثف للأبخرة القادمة من المبخر الأول ،وتصبح هذه الأبخرة في المبخر الثاني مثل مهمة بخار التسخين في المبخر الأول. وبالمثل، فإن المبخر الثالث يعمل كمكثف للمبخر الثاني وهكذا ويسمى كل مبخر في تلك السلسة بالتأثير.<br />التقطير باستخدام الطاقة الشمسية :تعتمد هذه الطريقة على الاستفادة من الطاقة الشمسية في تسخين المياه المالحة حتى درجة التبخر ثم يتم تكثيفها على أسطح باردة وتجمع في مواسير.<br />
  24. 24. طرق تحلية المياه<br />تحلية المياه باستخدام الأغشية<br />التناضح العكسي<br />التناضح الأمامي<br />الفرز الغشائي الكهربائي<br />التحلية بطريقة البلورة أو التجميد<br />تعتمد عملية التحلية بالتجميد على الحقيقة الثابتة أن بلورات الثلج المتكونة بتبريد ماء مالح تكون خالية من الملح. وأهم عيوب هذه الطريقة هي المشاكل الناجمة عن نقل وتنقية الثلج، وأهم مميزاتها التقليل من الترسب والتآكل إذ يتم التشغيل عند درجات حرارة منخفضة نسبيا.<br />وتنقسم عملية تحلية المياه بالتجميد إلى طريقتين : التجميد المباشر والتجميد غير المباشر.<br />تحلية المياه بطريقة التبخير الفجائي<br />
  25. 25. الماء العسر<br />أقسامها العسر المؤقت<br />ويعود لوجود أملاح البيكربونات وسمي بالعسر المؤقت لسهولة التخلص منه، ويمكن إزالة عسر الماء في هذه الحالة وتحويله إلى ماء يسر بغلي الماء أو تسخينه فينطلق غاز ثاني أكسيد الكربون وتترسب كربونات الكالسيوم مكونة طبيقة بيضاء على سطح غلاية الماء.البكتيريا والفيروسات والانسان و النظافة من اليمان الفطريات مثل البثينات و معلمتنا بثينة مخزية فالنحرص على نظافتنا هيا عيا هيا نحنفظ على البيئة والايمانaylaالعسر الدائم :<br />ويعود لوجود أملاح كبريتات وكلوريداتوبيكبروناتالمغنيسوم والكالسيوم ذائبة في الماء، وسمي عسراً دائماً لأن أملاح هذه الأيونات لا تترسب بعملية التسخين البسيطة، وإنما تحتاج إلى معالجات كميائية.<br />طرق إزالة العسر الدائم للماء: هناك طرق عدة لإزالة العسر الدائم للماء منها: 1- إضافة كربونات الصوديوم: حيث يتم<br />
  26. 26. استخدامات المياه<br />يستخدم الماء في:<br /> الأكل والشرب<br />الغسيل والسباحة <br />تبريد الأجهزة الميكانيكة<br />والكثير من الأشياء الأخرى<br />
  27. 27. تلوث الماء<br />تلوث المياه هي مشكلة في جميع أنحاء العالم، تذكر بعض المصادر أن المياه الملوثة تتسبب في وفاة ما يقارب من 14000 شخص سنويا. وعلى الرغم من استفحال المشكلة وضخم حجمها إلا أنها تزداد سوءاً يومياً سواء في الدول النامية أو الدول المتقدمة، حيث وضح أحد التقارير في الولايات المتحدة أن حوالي 45 % من مياه الجداولن و 47% من مياه البحيرات، و 32% من مياه الخلجان تعد ملوثة.<br />تعتبر المياه ملوثة عندما تحتوي على مكونات تفسدها بحيث لا تصلح للاستهلاك البشري كمياه الشرب أو بحيث تؤثر على الأحياء التي تعيش فيها كالأسماك والأحياء المائية الأخرى.<br />مكافحة التلوث المائي<br />ناتجة عن إن هناك بعض المصانع تتخلص من نفاياتها بكبها بالبحار أو الأنهار القريبة منها<br />مكافحة تلوث المياه في المصافي<br />تكون عادة في الزيوت المواد الذاتية كمثل السلفيدات ومركبات الفينول النيتروجين والأحماض مختلفة وتتم المعالجة بالوسائل الآتية:تخصيص شبكات لصرف مياه بالمصافي وذلك بوجود شبكات منفصلة للمياه الخالية من الزيت والمياه الملوثة به<br />تقليل كمية مياه التبليل<br />نزع الغازات من المياه الحمضية وحرقها<br />فصل الزيت عن الماء<br />التخلص من المصافي القديمة التي لا تحتوي معدات تحويلية<br />التوسع في عمليات تحويل زيت الوقود<br />
  28. 28. تلوث الماء<br />مكافحة بقع النفط في مياه البحار والمحيطات<br />تتم معالجتها بواسطة جملة من التقنيات أهمها:حواجز الزيت المصمتة: حيث تقوم بحصر بقع النفط الطافية وتساعد على تركيزها في مكان واحد يسهل تجميعها وضخها ميكانيكيا.<br />حواجز الزيت غير المصمتة: لا تختلف على الأولى إلا لكونها تحتاج إلى جهد بشري كبير متمثلة في عملية نشر هذه الحواجز.<br />التجميد والتبريد: أي مبدأ تجميع بقع الزيت الطافية على الماء وذلك بواسطة تحرير غاز ثاني أكسيد الكربون وبالتالي يسهل جمعها والتخلص منها.<br />الحريق: يمضي إحراق البقع الزيتية وهذا بالإضافة لبعض المواد المساعدة عن الاحتراق وتستخدم هذه الطريقة إذا كان حجم البقع الزيتية كبيرة.<br />التحليل البيولوجي: يقوم هذا الأسلوب على مبدأ رش المواد الحيوية الدقيقة مثل البكتيريا والتي تتمتع بخاصية التغذي بالملوثات النفطية على سطح البقع الزيتية.<br />لوثات المياه الماء ماء ملوث بصدأ الحديد.<br />وتتضمن الملوثات الآتية:<br /> * النفايات المستهلكة للأكسجين وتشمل الكائنات الحية المسببة للأمراض والمواد العضوية الناتجة عن الأغذية، ومخلفات النباتات وبقايا المحاصيل والمياه العادمة (المنزلية، والصناعية والزراعية). وهذه المواد قابلة للتحلل، إذ يمكن أكسدتها في المياه، ولذلك تسمى مواد مستهلكة للأكسجين. يؤدي استهلاك الأكسجين المذاب في الماء إلى استنزافه، وبالتالي موت الأحياء المائية خنقا مثل الأسماك والكائنات الحية الدقيقة الهوائية، وفي الوقت نفسه تزداد الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية في الماء فتحلل المواد العضوية لاهوائياً، وينتج غازات سامة وروائح كريهة ناتجة منNH3, H2S.<br /> * المواد السامة العضوية وتشمل النفط، والعصارة في أماكن الطمر الصحي. وتلوث المياه بالنفط يصيب مياه البحار والمحيطات بسبب تسربه من السفن المحمَّلة بالنفط أو من آبار النفط بالبحر. أما العصارة فتصيب المياه الجوفية بسبب تسربها من مكبات الطمر الصحي وترشّحها خلال الصخور ومن ثم وصولها المياه الجوفية.<br /> * المواد السامة غير العضوية بعض هذه المواد مصدرها الصخور، إذ تتحرر بالتجوية وتحمل بالمياه الجارية أو الأنهار إلى البحيرات، أو تتخلل مسامات التربة والصخور فتلوث المياه الجوفية. غير أن الإنسان سرّع بعمليات التعدين والمعالجة في تحرير المواد السامة من الصخور بمعدل آلاف المرات مقارنة بالعمليات الطبيعية. بالإضافة إلى ما تضيفه المصانع والمستشفيات والمزارع، وغيرها من المواد السامة إلى النظام البيئي.<br />[مواصفات المياه الصالحة للاستعمال البشري<br />تتضمن مواصفات المياه مجموعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. وتشمل الخصائص الفيزيائية اللون والطعم والرائحة والمواد الصلبة الذائبة (TDS)، والمواد الصلبة العالقة (TSS)، ودرجة الحرارة والعكورة وغيرها. بينما تشمل الخصائص الكيميائية؛ الرقم الهيدروجيني (pH) والقلوية والحَمْضية والعسرة والأكسجين المذاب، والعناصر الثقيلة وغيرها. أما الخصائص البيولوجية فتشمل أنواع الكائنات الحية الدقيقة مثل القولونياتالغائطية.<br />وتشتمل المواصفات الأردنية للمياه الصالحة للشرب والاستعمالات البشرية على الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية.<br />
  29. 29. ظاهرة التوتر السطحي للماء<br />
  30. 30. من استخدامات الماء الشرب<br />
  31. 31. أسماك تحت ماء متجمد<br />
  32. 32. تلوث الماء<br />
  33. 33.
  34. 34. تم بحمد الله الانتهاء من العرض <br />

×