الغازات - الكيمياء2-2 - ثاني ثانوي

الفصل 11 حالات المادة States of Matter الفكرة العامة (تفسر نظرية الحركة الجزيئية الخصائص المختلفة للمواد الصلبة والسائلة والغازية. 1-1 الغازات الفكرة الرئيسة تتمدد الغازات وتنتشر، كما أنها قابلة للانضغاط؛ لأنها ذات كثافة منخفضة، وتتكون من جسيمات صغيرة جدا دائمة الحركة. 1-2 قوى التجاذب الفكرة الرئيسة تحدّد القوى بين الجزيئات ومنها قوى التشتت والقوى الثنائية القطبية والروابط الهيدروجينية، حالة المادة عند درجة حرارة معينة. 1-3 المواد السائلة والمواد الصلبة الفكرة الرئيسة الجسيمات المواد الصلبة والسائلة قدرة محدودة على الحركة، كما يصعب ضغطها بسهولة. 1-4 تغيرات الحالة الفيزيائية الفكرة الرئيسة تتغير حالة المادة عند إضافة الطاقة إليها أو انتزاعها منها. حقائق كيميائية . يحتوي مقياس اليود للحرارة على عدة جرامات من اليود داخل كرة محكمة الإغلاق. . عندما ترتفع درجة حرارة الجو يتحوّل اليود مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية. . كلما ارتفعت درجة الحرارة أصبح اللون البنفسجي داكنا أكثر . 252 ساخن في النهار بارد في المساء مقياس اليود للحرارة 5600

نشاطات تمهيدية تجربة استهلالية كيف تؤثر السوائل المختلفة في سرعة كرة تتحرك فيها ؟ تختلف السوائل في خواصها الفيزيائية؛ من حيث اللون والكثافة وسرعة الانسياب وغيرها. فمثلا عصير المشمش، والعسل، وبعض الزيوت تتميز بأنها سوائل ثقيلة؛ إذ لا تنساب بسهولة مقارنة بالماء. خطوات العمل 1. اقرأ تعليمات السلامة في المختبر. 2 املأ مخبارًا مدرّجا بـ mL 100 من الماء. .3 ثبت بمساعدة زميلك مسطرة رأسيًا إزاء المخبار، ثم أسقط كرة زجاجية صغيرة (أو أي جسم كروي صغير) من النقطة المحدّدة على المسطرة فوق سطح الماء. استعن بساعة الإيقاف الحساب الزمن الذي تستغرقه الكرة حتى تصل إلى قاع المخبار سجل هذا الزمن في جدول البيانات. .4 كرّر الخطوتين 2 و 3 مرتين لحساب متوسط الزمن الذي تستغرقه الكرة حتى تصل إلى القاع. .5 كرّر الخطوات السابقة باستخدام سوائل مختلفة، مثل زيت الطعام. التحليل 1. قارن بين متوسط زمن سقوط الكرة في السائلين. 2. استنتج العلاقة بين الزمن الذي سجلته في كل مرة وبين مدى انسيابية السائل في أثناء سكبه. استقصاء كيف تؤثر درجة حرارة السائل في سرعة الكرة المتحركة فيه ؟ كوّن فرضية، ثمّ صمّم تجربة للتحقق من فرضيتك. المطويات منظمات الأفكار الآتية لتساعدك على تلخيص المعلومات عن حالات المادة حالات المادة اعمل المطوية الثلاث. خطوة 1 اثن ورقة عند منتصفها طوليا، على أن تكون الحافة الخلفية أطول من الحافة الأمامية cm 2 تقريبا. خطوة 2 اطو الورقة لتشكل ثلاثة أجزاء متساوية. خطوة 3 افتح الورقة على أن تعود إلى الوضع السابق، ثم قص الجزء الأمامي عند موضع الثني لكي تحصل على 3 أجزاء. خطوة 4 سم الأجزاء الثلاثة على النحو الآتي: غازية، سائلة، صلبة. المطويات حالات المادة غازية سائلة صلية استخدم هذه المطوية في القسمين 1-1 1-3، ولخص المعلومات عن حالات المادة الثلاث كلا منها تحت العنوان المناسب لها في أثناء قراءتك لهذين القسمين. وزارة التعليم Mini Education 2073-1445

1-1 الأهداف الغازات Gases تستخدم نظرية الحركة الجزيئية الفكرة الرئيسة تتمدد الغازات وتنتشر كما أنها قابلة للانضغاط لأنها ذات كثافة لتفسير سلوك الغازات. منخفضة، وتتكون من جسيمات صغيرة جدا دائمة الحركة. ) تصف تأثير الكتلة في سرعة الربط مع الحياة إذا نمت على مرتبة فيها هواء مضغوط فلا بد أنك ستلاحظ الفرق بينها وبين النوم على الأرض ولا بد أنك شعرت بالدفء والراحة عندما استخدمت المرتبة الانتشار والتدفق. توضح كيفية قياس ضغط الغاز التي اكتسبت خصائصها من خصائص جسيمات الهواء التي ضغطت في داخلها. وحساب الضغط الجزئي له. مراجعة المفردات نظرية الحركة الجزيئية The Kinetic-Molecular Theory لقد تعلمت سابقا أن تركيب المادة (نوع الذرات المكونة) وبنيتها (ترتيب الذرات) يحددان الطاقة الحركية: الطاقة الناشئة الخصائص الكيميائية للمادة، كما أنهما يؤثران في خصائصها الفيزيائية أيضًا. وبالاعتماد على عن الحركة. المفردات الجديدة نظرية الحركة الجزيئية التصادم المرن درجة الحرارة الانتشار قانون جراهام للتدفق الضغط البارومتر المانومتر باسكال المظهر الخارجي للمادة يمكنك التمييز بين الذهب والجرافيت والزئبق، كما هو موضح في الشكل 1-1 وعلى النقيض من ذلك تبدي المواد التي تكون في الحالة الغازية عند درجة حرارة الغرفة خصائص فيزيائية متشابهة على الرغم من اختلاف بنيتها. فلماذا توجد اختلافات يسيرة بين سلوك الغازات؟ ولماذا تختلف الخصائص الفيزيائية للغازات عن خصائص المواد السائلة والصلبة؟ لقد عرف العلماء مع بداية القرن الثامن عشر كيف يمكن جمع النواتج الغازية عن طريق إحلالها محل الماء، ولكنهم يستطيعون الآن مراقبة كل غاز، وقياس خصائصه على حدة. اقترح الكيميائيان بولتزمان وماكسويل Boltzman and Maxwell عام 1860م -كل منهما على حدة - نموذجًا لتفسير خصائص الغازات. وقد عُرف هذا النموذج بنظرية الحركة الجزيئية؛ وذلك لأن الغازات جميعها التي اختبرها بولتزمان وماكسويل تتكون من جسيمات؛ حيث للأجسام المتحركة طاقة تسمى طاقة حركية. وتصف نظرية الحركة الجزيئية قانون دالتون للضغوط الجزئية سلوك المادة بالاعتماد على حركة جسيماتها، ولقد وضع هذا النموذج عدة افتراضات حول الضغط الجوي 254 الشكل 1-1 يمكن التمييز بين بعض المواد بمجرد النظر إليها، ولكن هذا لا ينطبق على الكثير من الغازات حجم جسيمات الغاز وحركتها وطاقتها. ذهب جرافيت وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

الشكل 2-1 تنتقل الطاقة الحركية بين جسيمات الغاز في أثناء التصادم المدن فيما بينها. فسر الأثر الذي تحدثه جسيمات الغاز بعضها في بعض بفعل التصادمات وماذا يحدث للجسيمات بعد هذه التصادمات؟ حجم الجسيمات تتكون الغازات من جسيمات ذات حجوم صغيرة جدا مقارنة بحجوم الفراغات التي تفصل بينها، كما أنها متباعدة، لذلك تنعدم قوى التجاذب والتنافر فيما بينها. حركة الجسيمات إن حركة جسيمات الغاز مستمرة وعشوائية، وتتحرك في خط مستقيم حتى تصطدم بجسيمات أخرى أو بجدار الوعاء الذي توجد فيه، كما يبين الشكل 2-1. وتعد التصادمات بين جسيمات الغاز مرنة. وفي التصادم المرن لا تفقد الطاقة الحركية، ولكنها تنتقل بين الجسيمات المتصادمة. طاقة الجسيمات ينتج عن حركة الجسيمات طاقة حركية يحددها عاملان هما: كتلة الجسيم، وسرعته، ويمكن التعبير عن الطاقة الحركية للجسيم بالعلاقة الآتية: KE = حيث: KE = الطاقة الحركية، m = كتلة الجسيم ، 0 = سرعة الجسيم المتجهة. نجد أن جسيمات عينة من غاز ما لها الكتلة نفسها، إلا أنه ليس لها السرعة نفسها، لذلك تختلف كمية الطاقة الحركية لها. ولذا تستخدم درجة الحرارة مقياسًا لمتوسط الطاقة الحركية الجسيمات المادة. غاز (Gas) يأتي أصلها من الكلمة اللاتينية تفسير سلوك الغازات Explaining the Behavior of Gases المفردات تساعد نظرية الحركة الجزيئية على تفسير سلوك الغازات؛ إذ تسمح حركة الجسيمات الدائمة أصل الكلمة مثلاً للغاز أن يتمدد حتى يملأ الوعاء الموجود فيه تماما ، كما يحدث عند ملء كرة بالهواء، أو عند نفخ بالون بالهواء، حيث تنتشر جسيمات الغاز، وتتوزع لتملأ الوعاء كله. كثافة منخفضة تذكر أن الكثافة هي كتلة الجسم في وحدة الحجم، وأن كثافة غاز الكلور chaos، ومعناها فراغ عند درجة حرارة 20 تساوي (2.95x10 g/mL)، وكثافة الذهب الصلب تساوي (19.3g/mL). لذا فإن كثافة الذهب تزيد على كثافة الكلور 6500 مرة تقريبًا. ولا يعود هذا الفرق الكبير بين الكثافتين إلى الاختلاف بين كتلة ذرات الذهب وجسيمات الكلور فقط، بل على وجود فراغ كبير بين جسيمات الغاز أيضًا، لذلك يكون عدد جسيمات الكلور أقل من عدد ذرات الذهب في الحجم نفسه كما تنص على ذلك نظرية الحركة الجزيئية. وزارة التعليم Mini Education 2073-14

الشكل 3-1 إن تمدد الغاز وانضغاطه في وعاء مغلق يغير الحجم الذي تشغله كتلة ثابتة من الجسيمات. اربط بين التغير في حجم الغاز وكثافة جسيماته في كل أسطوانة. 256 تمدد ضغط الانضغاط والتمدد إذا عصرت وسادة من البولسترين بالضغط عليها فإن حجمها يقل؛ وذلك لأن المسافة بين الجزيئات كبيرة جدًا، فعند الضغط تبدأ الجزيئات بالتقارب، وبالتالي يقل الحجم، وعند التوقف عن الضغط وبفعل الحركة السريعة والعشوائية للجزيئات فإنها تتباعد بعضها عن بعض، وتزداد المسافات وتعود إلى وضعها الأصلي. ويوضح الشكل 3-1 ما يحدث لكثافة الغاز الموجود في وعاء في أثناء انضغاطه وتمدده. الانتشار والتدفق وفقًا لنظرية الحركة الجزيئية، ونظرًا لأن المسافة كبيرة بين الجزيئات، فإن قوى التجاذب بين جسيمات الغاز تكاد تكون منعدمة. ولهذا تنتشر هذه الجسيمات بسهولة، ويكون المكان الذي ينتشر فيه الغاز في كثير من الأحيان مشغولاً بغاز آخر وتتسبب الحركة العشوائية لجسيمات الغازات باختلاط بعضها ببعض، حتى توزيع الغازات المختلطة متساويًا. يصف الانتشار حركة تداخل المواد معا، وقد يكون هذا المصطلح حديثًا، ولكن عملية الانتشار مألوفة لك. فأنت تشم رائحة الطعام عند طهيه في أرجاء المنزل كلها؛ بسبب انتشار جسيمات الغاز من منطقة ذات تركيز عال وهي في هذه الحالة المطبخ) إلى منطقة ذات تركيز منخفض (باقي أرجاء المنزل). أما التدفق فهو عملية ذات صلة بالانتشار، ويحدث التدفق عندما يخرج الغاز من خلال ثقب صغير. فما الذي يحدث مثلا عند ثقب إطار سيارة أو بالون؟ قام توماس جراهام في عام 1846م بإجراء تجربة لقياس معدل سرعة تدفق غازات مختلفة عند درجة الحرارة نفسها، وقد صمم تجربته بحيث تتدفق الغازات إلى مكان لا توجد فيه مادة. وقد اكتشف وجود علاقة عكسية بين معدل سرعة التدفق والكتلة المولية للغاز. قانون جراهام للتدفق ينص على أن معدل سرعة تدفق الغاز يتناسب تناسبا عكسيا مع الجذر التربيعي للكتلة المولية. قانون جراهام 1 معدل التدفق ر الكتلة المولية يتناسب معدل انتشار أو تدفق الغاز عكسيًا مع الجذر التربيعي وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

تعتمد سرعة الانتشار بالدرجة الأولى على كتلة الجسيمات؛ حيث تنتشر الجسيمات الخفيفة أسرع من الثقيلة. ويمكن وصف متوسط الطاقة الحركية للغازات المختلفة عند درجة الحرارة نفسها بالمعادلة KE = y mu. ومع ذلك فإن كتلة جسيمات الغاز تختلف من غاز إلى آخر. وحتى يكون للجسيمات الخفيفة متوسط الطاقة الحركية للجسيمات الثقيلة لا بد أن يكون نفس متوسط سرعاتها المتجهة أكبر. وينطبق قانون جراهام أيضًا على معدل سرعة الانتشار، وهذا منطقي؛ إذ تنتشر الجسيمات الثقيلة أبطأ من الجسيمات الخفيفة عند درجة الحرارة نفسها. يمكنك باستخدام قانون جراهام كتابة نسبة رياضية للمقارنة بين معدل انتشار غازين معدل انتشار A الكتلة المولية لـ B معدل انتشار B الكتلة المولية لـ A ماذا قرأت؟ وضح لماذا يعتمد معدل الانتشار على كتلة الجسيمات؟ مثال 1-1 قانون جراهام إذا كانت الكتلة المولية للأمونيا هي g/mol 17.0 والكتلة المولية لكلوريد الهيدروجين هي g/mol 36.5، فاحسب نسبة معدل انتشارهما. تحليل المسألة المعطيات هي الكتل المولية لكل من الأمونيا وكلوريد الهيدروجين. ولإيجاد نسبة معدل انتشارهما استخدم معادلة قانون جراهام للتدفق. المعطيات المطلوب الكتلة المولية لكلوريد الهيدروجين 36.5g/mol HCl نسبة معدل الانتشار ؟ الكتلة المولية للأمونيا g/mol = NH 17.0 B حساب المطلوب اكتب نص النسبة المشتق من قانون جراهام معدل انتشار NH الكتلة المولية لـ HCI عوض عن الكتلة المولية لحمض 36.5 g/mol = HCI والكتلة المولية لـ g/mol=NH 17.0 = معدل انتشار HCl الكتلة المولية لـ NH 1.47 = 36.5 g/mol V= 17.0 g/mol تقويم الإجابة نسبة معدل الانتشار = 1.47 إن النسبة التقريبية 1.5 منطقية؛ حيث إن كتلة الأمونيا هي نصف كتلة كلوريد الهيدروجين. كما أن قيم الكتل المولية تحتوي على ثلاثة أرقام معنوية، وكذلك الإجابة. لاحظ أن وحدات القياس قد ألغى بعضها بعضًا. وتكتب الإجابة في صورة صحيحة دون أي وحدة قياس. مسائل تدريبية 1. احسب نسبة معدل التدفق لكل من النيتروجين N والنيون Ne. 2. احسب نسبة معدل الانتشار لكل من أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. 3. تحفيز ما معدل تدفق غاز كتلته المولية ضعف الكتلة المولية لغاز يتدفق بمعدل mol min 3.6 . aزارة التعليم Mini Education 2073-1445

258 الشكل 4-1 لأن العلاقة عكسية بين الضغط والمساحة، فإن الأحذية ذات الكعب العالي تعمل على زيادة الضغط الواقع على السطح؛ لأن مساحة الكعب الملامسة للأرض صغيرة، بينما تتوزع قوة الضغط في الأحذية ذات الفعل المسطح على مساحة أكبر. استنتج الموقع الذي يكون فيه الضغط أكبر ما يمكن بين الأرض والحذاء ذي الكعب العالي قوة صغيرة على وحدة المساحة قوة كبيرة على وحدة المساحة ضغط الغاز Gas Pressure هل سبق أن شاهدت شخصا يحاول المشي على الثلج أو الوحل أو على الأسفلت الساخن وهو ينتعل حذاء له كعب عال؟ من المحتمل أن تكون قد لاحظت غوص الكعب العالي في تلك السطوح اللينة. يوضح الشكل 14 سبب غوص قدم من ينتعل كعبا عاليًا، بينما لا يكون الأمر كذلك لمن ينتعل نعلا مسطحًا. وفي كلتا الحالتين يعتمد تأثير القوة الضاغطة على السطح اللين في كلتا الحالتين على كتلة الشخص؛ حيث تتوزع القوة الضاغطة على مساحة كبيرة في حالة انتعال حذاء مسطح النعل. ويعرف الضغط بأنه القوة الواقعة على وحدة المساحة ولذلك يكون الضغط الواقع من الحذاء المسطح النعل على السطوح اللينة أقل من ضغط الحذاء ذي الكعب العالي. تبذل جسيمات الغاز ضغطًا عندما تصطدم بجدران الوعاء المحصورة فيه. ولأن كتلة جسيم الغاز صغيرة فإن الضغط الذي تبذله هذه الكتلة صغير أيضًا. وعلى أي حال فإن الوعاء الذي سعته لتر يمكن أن يستوعب 1022 من جسيمات الغاز. وبهذا العدد من الجسيمات المحصورة معًا داخل الوعاء يكون الضغط الناشئ عن اصطدامها بالجدران كبيرا. ضغط الهواء يحيط بالكرة الأرضية طبقة الغلاف الجوي التي تمتد مئات الكيلومترات نحو الفضاء. ولما كانت جسيمات الهواء تتحرك في كل اتجاه فإنها تبذل ضغطا في كل الاتجاهات، وهو ما يعرف بالضغط الجوي أو ضغط الهواء. ويتفاوت هذا الضغط من مكان إلى آخر فوق سطح الأرض. ولأن تأثير الجاذبية في سطح الأرض كبير فإن جسيمات الهواء تكون كثيرة وقريبة من سطح الأرض، بينما تقل كلّما ارتفعنا إلى أعلى؛ حيث يقل تأثير الجاذبية الأرضية هناك. ويكون عدد جسيمات الهواء فوق المرتفعات العالية أقل، فيسبب ضغطًا أقل من ضغط الأماكن المنخفضة، حيث يكون تركيز حسيبيات الهواء فيها أكبر. ولذلك فإن ضغط الهواء في الأماكن المرتفعة أقل مما هو عند مستوى سطح البحر. ويبلغ الضغط الجوي عند سطح البحر كيلو جرامًا لكل سنتمتر مربع تقريباً. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

قياس الضغط الجوي لقد كان عالم الفيزياء الإيطالي تورشلي (1608-1647م) الشكل 5-1 كان تورشلي أول من صمم أول من أثبت وجود ضغط للهواء؛ فقد لاحظ أن مضخة الماء لا يمكنها أن جهازا يبين أن للغلاف الجوي ضغطًا. تضخ الماء إلى ارتفاع يتجاوز عشرة أمتار. وقد افترض أن ارتفاع السائل في أنبوب يختلف باختلاف كثافته، ولاختبار هذه الفرضية صمم تورشلي جهازا، الضغط الجوي كما هو موضح في الشكل ،15، حيث ملأ أنبوبا زجاجيا رفيعا مغلقا من أحد ضغط عمود الزئبق طرفيه بالزئبق، وأغلق الطرف المفتوح بإبهامه لكيلا يسمح للهواء بالدخول، ثم نكس الأنبوب فوق حوض مملوء بالزئبق، ولاحظ انخفاض عمود الزئبق في الأنبوب cm 76 تقريبًا. وهذا يؤيد فرضية تورشلي؛ لأن كثافة الزئبق أكبر من كثافة الماء أربع عشرة مرة تقريبًا، وبناءً على تجربة تورشلي يعرف الضغط الجوي بأنه وزن عمود من الزئبق طوله 76cm . البارومتر يدعى الجهاز الذي صمّمه تورشلي البارومتر، وهو أداة تستخدم لقياس الضغط الجوي. وكما أوضح تورشلي، فإن ارتفاع مستوى الزئبق في البارومتر عند سطح البحر يساوي 760mm تقريبًا. ويحدّد ارتفاع الزئبق قوتين، إحداهما الجاذبية الأرضية المؤثرة في الزئبق بقوة ثابتة إلى أسفل، والأخرى القوة المعارضة للجاذبية، واتجاهها إلى أعلى، وتكون بفعل الهواء الضاغط على سطح الزئبق إلى أسفل. ويتغير ضغط الهواء بتغير درجة حرارة ورطوبة الجو. طرف مغلق فراغ مستویان متساويان فراغ 760 mm المانومتر أداة تستخدم لقياس ضغط الغاز المحصور، ويتكون من دورق متصل بأنبوب على شكل U مملوء بالزئبق، كما هو موضح في الشكل 6-1. وعند فتح الصمام الفاصل بين الدورق والأنبوب تنتشر جسيمات الغاز من الدورق إلى الأنبوب، وتعمل الجسيمات المتدفقة على دفع الزئبق إلى أسفل يكون مستوى ارتفاع الزئبق هو الأنبوب. ويتم إيجاد ضغط الغاز في الدورق عن طريق حساب الفرق في نفسه في طرفي الأنبوب قبل دخول ارتفاع مستوى الزئبق في طرفي الأنبوب. وحدات قياس الضغط إن وحدة قياس الضغط هي باسكال (Pa) نسبة إلى العالم الرياضي والفيلسوف الفرنسي باسكال (1923- 1962م). وقد اشتقت وحدة باسكال من وحدة قياس القوة العالمية نيوتن (N). وتساوي وحدة باسكال مقدار قوة واحد نيوتن لكل متر مربع (1Pa=1N /m). وما زالت مجالات كثيرة من العلوم تستخدم الوحدات التقليدية لقياس الضغط. فعلى سبيل المثال، يسجل المهندسون الضغط على أنه عدد الأرطال لكل بوصة مربعة psi)، ويسجل الضغط المقيس باستخدام البارومترات أو المانومترات الغاز. يصبح مستويا ارتفاع الزئبق غير متساويين بالملمترات الزئبقية (mmHg) . وهناك وحدتان أخريان تعرف إحداهما تور في طرفي الأنبوب عند دخول الغاز. (torr) والأخرى بار (bar). الشكل - اليوم الغاز المحصور. وزارة التعليم Mini Education 2073-1445

ويصل متوسط ضغط الهواء عند سطح البحر وعند درجة حرارة 0 إلى (kPa 101.3). ويسجل ضغط الهواء في العادة بوحدة قياس تعرف بالضغط الجوي (atm)، حيث يساوي mm Hg 760 أو torr 760 أو kPa 101.3. ويقارن الجدول 1-1 بين وحدات القياس المختلفة للضغط. الجدول 1-1 مقارنة بين وحدات قياس الضغط الوحدة كيلو باسكال (kPa) الضغط الجوي (atm) ملمترات زئبق (mm Hg) تور (torr) رطل/بوصة مربعة (psi or lbin) بار (bar) مختبر تحليل البيانات 260 العدد المساوي لـ latm العدد المساوي لـ ikPa 101.3 kPa 0.009869 atm 7.501 mm Hg 760 mm Hg 7.501 torr 0.145 psi 100 kPa 760 torr 14.7 psi 1.01 bar عمل الرسوم البيانية واستخدامها. 3 حلل تستخدم جداول الغطس لتحديد زمن الأمان ما العلاقة بين عمق الغطس وارتفاع مستوى الماء عن سطح للغطاس الذي يقضيه على عمق معين تحت الماء. فما أهمية معرفة العمق الصحيح للغطسة؟ البحر؟ يغوص معظم الغطاسين في مواقع تقع عند مستوى سطح البيانات والمشاهدات البحر أو قريبة منه، إلا أن الغطاسين في ساسكاتشوان يبين الجدول الآتي معامل تصحيح مقياس الضغط وألبرتا وكولومبيا البريطانية (كندا) وكذلك في المناطق للغطس في مناطق مرتفعة عن سطح البحر. الشمالية الغربية من الولايات المتحدة يغوصون في مناطق مرتفعة عن مستوى سطح البحر. التفكير الناقد معامل تصحيح الغطس الضغط الجوي معامل تصحيح الارتفاع (m) 1. قارن استخدم البيانات الواردة في الجدول لعمل رسم بياني للضغط الجوي مقابل الارتفاع. 2. احسب عمق غطسك الحقيقي إذا كان مقياس العمق يشير إلى 18m ولكنك على ارتفاع 1800m عن سطح البحر، علما بأن مقياس العمق لا يعوض أخذت البيانات من 2000 Swatzky D. الغوص على فرق هذا الارتفاع ؟ المرتفعات، الجزء الأول مجلة الغطاس يونيو 2000 (atm) 0.0 1.000 0 0.7 0.930 600 1.4 0.864 1200 2.0 0.801 1800 2.7 0.743 2400 3.2 0.688 3000 مقياس الضغط (m) وزارة التعليم Ministry of Education 7023-1445

قانون دالتون للضغوط الجزئية وجد دالتون Dalton في أثناء دراسته لخصائص الغازات أن لكل غاز في خليط من الغازات ضغطًا خاصا به. ويوضح الشكل 7-1 قانون دالتون للضغوط الجزئية، وينص على أن الضغط الكلي لخليط من الغاز يساوي مجموع الضغوط الجزئية للغازات المكونة له وتعرف نسبة ضغط كل غاز من الضغط الكلي بالضغط الجزئي للغاز. ويعتمد الضغط الجزئي للغاز على عدد مولاته، وحجم الوعاء، ودرجة حرارة خليط الغازات، ولكنه لا يعتمد على نوع الغاز. ويكون الضغط الجزئي لمول واحد من أي غاز عند درجة حرارة وضغط معينين هو ـ ويلخص قانون دالتون بالمعادلة الموضحة أدناه: قانون دالتون للضغوط الجزئية للغازات نفسه. total Piotal = P + P2 + P + . . . P تمثل مجموع الضغوط ( الضغط الكلي) P و P و P. تمثل الضغوط الجزئية للغازات وحتى الضغط الجزئي لآخر غاز في الخليط . لحساب الضغط الكلي لخليط الغازات أضف الضغوط الجزئية إلى كل الغازات معا. انظر إلى الشكل 7-1. ماذا يحدث عند وضع 1mol من الهيليوم مع 1mol من النيتروجين في وعاء مغلق؟ لأنه لم يحدث تغيير في حجم كل من الغازين وعدد جسيماتهما فإن الضغط الكل يكون مساويا لمجموع الضغط الجزئي لكل منهما. 1 mol N₂ P2 1 mol He+1 mol N₂ PTotal 1 mol He P الشكل 17 عند خلط الغازات يكون الضغط الكلي للخليط مساويا لمجموع الضغوط الجزئية للغازات في الخليط. حدد كيف تقارن بين الضغوط الجزئية لغازي النيتروجين والهيليوم لكمية 1mol من كل منهما تم ضغطها داخل وعاء مغلق؟ وزارة التعليم Mini261 Education 2073-1445

مثال 2-1 الضغط الجزئي للغاز إذا كان الضغط الكلي لخليط من الغازات مكوّناً من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون CO والنيتروجين N يساوي atm 0.97، فاحسب الضغط الجزئي للأكسجين، علما بأن الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون atm 0.70 وللنيتروجين (atm 0.12) تحليل المسألة أعطيت الضغط الكلي لخليط الغازات والضغط الجزئي لغازين. ولإيجاد الضغط الجزئي للغاز الثالث في الخليط استخدم قانون دالتون للضغوط الجزئية. المعطيات المطلوب PO2 =? atm Protal = PN 2 + P CO 2 + Pos PO2 Ptotal - PCO 2 - PN2 Po, = 0.97 atm - 0.70 atm - 0.12 atm Po, = 0.15 atm == PN 2 = 0.12 atm PCO 2 = 0.70 atm Protal = 0.97 atm حساب المطلوب اكتب قانون دالتون للضغوط الجزئية حل لإيجاد P02 عوض بقيم الضغوط الجزئية PN 2 = 0.12 atm PCO 2 = 0.70 atm Potal = 0.97 atm تقويم الإجابة عند إضافة القيمة المحسوبة للضغط الجزئي للأكسجين إلى بقية الضغوط الجزئية يكون الناتج مساويا للضغط الكلي وهو atm (0.97). مسائل تدريبية 4. احسب الضغط الجزئي لغاز الهيدروجين في خليط من غاز الهيليوم وغاز الهيدروجين، علما بأن الضغط الكلي mm Hg 600 والضغط الجزئي للهيليوم يساوي mm Hg 439. 5. أوجد الضغط الكلي لخليط غاز مكوّن من أربعة غازات بضغوط جزئية على النحو الآتي: kPa 5.00 و kPa 4.56 1.20 kPa, 3.02 kPa, 6. أوجد الضغط الجزئي لغاز ثاني أكسيد الكربون في خليط من الغازات، علما بأن ضغط الغازات الكلي يساوي kPa 30.4 والضغوط الجزئية للغازين الآخرين هما 16.5kPa و 3.7kPa 7. تحفيز الهواء خليط من الغازات يحتوي على غاز النيتروجين بنسبة 78% وغاز الأكسجين 21 وغاز الأرجون %1% (وهناك كميات ضئيلة من الغازات الأخرى). فإذا علمت أن الضغط الجوي يساوي mmHg 760، فما الضغوط الجزئية لكل من النيتروجين والأكسجين والأرجون في الهواء؟ وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 262

الشكل 3-1 يتفاعل حمض الكبريتيك HS مع الخارصين Zn لإنتاج غاز الهيدروجين الذي يتم جمعه عند درجة حرارة 20°C احسب الضغط الجزئي لغاز الهيدروجين عند درجة حرارة 200 إذا علمت أن الضغط الكلي لخليط غازي الهيدروجين وبخار الماء هو 100.0kPa. استخدام قانون دالتون تستخدم الضغوط الجزئية للغازات لتحديد كمية الغاز الناتجة عن التفاعل، حيث يُجمع الغاز الناتج فوق الماء في وعاء ماء منكس، كما هو موضح في الشكل 8-1، فيحل الغاز محل الماء ويكون الغاز الناتج مزيجا من غازي الهيدروجين و بخار الماء. وبهذا يكون الضغط الكلي داخل الوعاء يساوي مجموع الضغطين الجزئيين لكل من الهيدروجين وبخار الماء. ترتبط الضغوط الجزئية للغازات عند درجة الحرارة نفسها بتراكيز هذه الغازات. فالضغط الجزئي لبخار الماء له قيمة ثابتة عند درجة حرارة معينة. ويمكنك الحصول على هذه القيم بالرجوع إلى المصادر، فعلى سبيل المثال، الضغط الجزئي لبخار الماء عند درجة حرارة 20°C هو kPa 2.3). ويمكنك حساب الضغط الجزئي لغاز الهيدروجين بطرح الضغط الجزئي لبخار الماء من الضغط الكلي. وستعرف لاحقا أنك إذا عرفت ضغط غاز ما وحجمه ودرجة حرارته استطعت حساب عدد مولاته. المطويات أدخل معلومات من هذا القسم في مطويتك. التقويم 1-1 الخلاصة يُستخدم قانون جراهام للمقارنة بين معدل انتشار غازين : 8 الفكرة الرئيسة فسر سبب استخدام نظرية الحركة الجزيئية لتفسير سلوك الغازات. 9 صف كيف تؤثر كتلة جسيم الغاز في معدل انتشاره وتدفقه ؟ تفسر نظرية الحركة الجزيئية خصائص 10. وضح كيف يمكن قياس ضغط الغاز ؟ الغازات اعتمادًا على حجم جسيماتها 11. فسر لماذا ينكس وعاء الماء عند جمع الغاز بإحلاله محل الماء؟ وحركتها وطاقتها. 12. احسب الضغط الجزئي لأحد الغازين المحصورين في وعاء، إذا علمت أن يُستخدم قانون دالتون للضغوط الجزئية الضغط الكلي atm 1.20 والضغط الجزئي لأحدهما هو atm 0.75 لتحديد ضغط كل غاز في خليط من 13. استنتج ما إذا كان لدرجة الحرارة تأثير في معدل انتشار الغاز، فسّر إجابتك. الغازات. وزارة التعليم Mini263 Education 2073-1445