التعرف على اهمية الكيمياء في حياتنا اليومية والذي ينحصر على هذا العلم فقط دون الفيزياء والعلوم الأخرى. أهمية علم الكيمياء في حياتنا يكمن في أهم المواد الكيميائية التي تعتبر هي في الأساس مركبات تتكون من جزيئات مهمة مثل الماء. هذا يعطي تصور وفكرة كبيرة عن دور الكيمياء في حياتنا اليومية. يمكن اعتبار هذه الصفحة ما عدا المقدمة هي افضل بحيث عن تطبيقات الكيمياء في حياتنا اليومية لأنها تحتوي على الكثير من المعلومات والتفاعلات الكيميائية المهمة في حياتنا مع الكثير من الامثلة والتطبيقات.
اهمية الكيمياء والمواد الكيميائية في حياتنا
يعد الماء من اهم المركبات واكثرها استخداما في حياتنا اليومية فهو يشكل من % 90-50 من وزن الكائن الحي كما يشكل %90 من تركيب الدم كما يستخدم المعقم منه للشرب و نستخدمه في غسل اجسامنا وملابسنا والخضروات التي نأكلها ويستخدم في الصناعة بكثرة .
هناك مواد أخرى طبيعية كالحليب وملح الطعام والخضروات والفواكه وبعض العطور كالمسك المستخرج من الغزلان والعنبر المستخرج من حوت العنبر. وتوجد مواد اخرى مشتقة من المواد الطبيعية كمشتقات الحليب
وعصائر الفواکه. كذلك توجد مواد مصنعة كالمطهرات والمعقمات والمنظفات والعطور والحبر. لذلك نشأت صناعات كثيرة نتيجة لذلك كصناعة الاسمنت والسيارات والطائرات والسكر والزجاج وعمليات تكرير البترول لاستخلاص مكوناته وغيرها من الصناعات .
لذا يمكن تصنيف المواد على اساس وجودها على انها:
- مواد طبيعية ( كالماء ، والحليب )
- مواد مشتقة ( كالاجبان والعصائر).
- مواد مصنعة ( كالاسمنت والسكر).
سؤال: هل يعد الجبن من المواد المشتقة؟
المفردات:
- الماء Water
- الحليب Milk
- الخل Vinegar
- النفط الخام Crude Oil
الفكرة الرئيسة:
للمواد اهمية كبيرة جدا في حياتنا اليومية ويمكن تصنيفها على اساس وجودها على آنها مواد طبيعية أو مصنعة أو مشتقة من مواد طبيعية .
نتاجات التعلم: في نهاية هذا الدرس ساكون قادرا على :
- أناقش أهمية التفاعلات الكيميائية في حياتنا.
- أصنف المواد على اساس وجودها حولنا.
- أفهم الخواص الفيزيائية للماء وكيفية تنقيته.
- أتعرف على تركيب الحليب الكيميائي واهم مشتقاته.
- أوضح كيفية صناعة الخل.
- أبين كيفية نشوء النفط العراقي واستخراجه.
- أعدد بعض المنتجات النفطية وبعض المواد المصنعة من النفط.
الماء
تبرز اهمية علم الكيمياء في عنصر الماء الذي يعتبر عصب الحياة . الصيغة الكيميائية للماء H2O أي أنه يتكون من ذرتي هيدروجين وذرة أوكسجين ترتبط مع بعضها بوساطة روابط كيميائية. عند تحليل الماء كهربائيا يعطي حجمين من هيدروجين وحجمة واحدة من الأوكسجين مما يتفق مع صيغته الكيميائية. الماء المركب الوحيد الذي يتواجد بحالاته الثلاث عند الظروف الاعتيادية كسائل وبخار الماء (غاز) و ثلج (صلب)، ويمكن أن يتحول من حالة إلى أخرى اعتمادا على تغير درجة الحرارة، يكون الماء سائلا بدرجة الحرارة الاعتيادية وعند درجة 0°C يبدا بالتحول إلى جليد اما عند درجة 100°C فيبدا بالغليان ويتحول إلى بخار، الماء النقي لا لون له وشفاف وسبب تلونه وجود مواد أخرى فيه قد تكون على شكل خليط متجانس أو غير متجانس. وهو عديم الطعم والرائحة وعند ذوبان مواد معدنية فيه تسبب طعما دون رائحة كما ان الماء يكتسب الحرارة ببطء ويفقدها ببطء مقارنة مع المواد الأخرى.
تعد تنقية المياه سواء لأغراض الشرب أو الاستحمام أو الغسل أو للاغراض الصناعية ضرورية لاحتمال وجود مواد كيميائية أو بكتيريا تسبب الأمراض الكوليرا، يعالج الماء بوساطة مواد كيميائية كالكلور لقتل البكتريا وفي بعض البلدان يستخدم الأوزون الغرض التعقيم كما قد تستخدم الأشعة فوق البنفسجية التي لها تاثير في قتل البكتيريا والفيروسات حيث لا تستطيع الأحياء الدقيقة مقاومة التأثير القاتل لهذه الأشعة، تتم تنقية المياه في اغلب المنازل باستخدام المرشحات. ويمكن التخلص من البكتيريا الضارة بغلي الماء لفترة قصيرة قبل استعماله .
سؤال: ما اهم خواص الماء النقي ؟
الحليب
مادة الحليب لها اهمية كبيرة وربط مع علم الكيمياء بشكل كبير. الحليب مخلوط متجانس يحتوي مجموعة كبيرة من المركبات الكيميائية منها الماء الذي تتراوح نسبته %87 والدهن وسكر الحليب (اللاكتوز) و الفيتامينات والأملاح المعدنية و البروتينات والانزيمات و مواد اخرى . الحليب سائل أبيض مشوب باصفرار خفيف في حالة حليب البقر و بزرقة خفيفة في حالة حليب الجاموس . طعمه قليل الحلاوة كلما كان طازجا، لوجود نسبة عالية من سكر الحليب وعند ترکه بضع ساعات يتحول سكر الحليب إلى حامض بتاثير البكتيريا فيصبح طعمه حامضية وتعزى النكهة الغنيه في الحليب للدهن الموجود فيه، حيث يحتوي الحليب البقري على % 3.5 – 3 دهن بينما حليب الجاموس على % 9- 5.5، ودرجة غليان الحليب البقري اعلى بقليل من درجة غليان الماء. ولان الحليب مائل للتلف، تستخدم الطرائق الآتية لحفظه :
1- التبريد : الغرض من ذلك منع تكاثر البكتيريا لكن لا يقضى عليها .
2- البسترة: تسخين الحليب إلى 90°C ثم تبريده مباشرة إلى درجة 10°C لقتل جميع المكروبات ولا تؤثر هذه العملية على قيمته الغذائية .
3- الغلي: القضاء على جميع المكروبات، وهذه الطريقة تؤثر على قيمته الغذائية، وتتلف فيتاميناته .
4- التكثيف: يسخن الحليب إلى 62°C تحت ضغط أوطأ من الضغط الجوي ويتم التخلص من ثلثي ماء الحليب ويحفظ في قناني مغلقه.
5- التجفيف: تسخين الحليب تحت ضغط واطئ جدة إلى أن يتحول إلى مسحوق وتضاف اليه بعض الفيتامينات ويباع بشكل مسحوق في علب أو اكياس مغلقه.
يمكن تحويل الحليب إلى مواد أخرى أي تشتق منه، ومن مشتقاته:
1- اللبن (الروبة ): يمكن تحضيرها بتسخين الحليب إلى 71°C في فصل الشتاء و24°C في فصل الصيف ثم تبريدها إلى 21°C وتضاف اليها كمية من لبن قديم بمعدل % 2-1 ثم تترك عند نفس الدرجة لمدة 4-6 ساعات.
2- القشطة ( القيمر ): يسخن الحليب ثم يترك دون تحريك فتبدا حبيبات الدهن بالتحرك إلى السطح مكونه طبقة سطحية من الحليب تحتوي على نسبة عالية من الدهن تدعى هذه الطبقة بالقشطة.
3- الجبن: عملية كيميائية حيث يضاف الحليب الساخن خميرة الجبن أو الخل فتلاحظ ظهور قطع متكتلة تفصل بوساطة قماش وتعصر ثم توضع تحت ثقل فتكون قطع الجبن.
4- الزيدة: عملية آلية تستخدم فيها الحركة المستمرة التي تساعد على تجمع والتصاق حبيبات الدهن بحيث تنفصل عن باقي المركبات الاخری،.
سؤال: لماذا يتغير طعم الحليب بعد تركه لفترة من الزمن معرضا للهواء الجوي؟
الخل
اهمية علم الكيمياء يمكن ان تكون احدى تطبيقاتها هو الخل . يعتبر الخل مادة غذائية سائلة ناتجة من تحول المواد السكرية والتشوية من التفاح أو الفواكه عن طريق التخمر إلى حامض الخليك الذي تكون نسبته في الخل من %5 -4. ويعتمد لون الخل على المصدر الذي يستخلص منه فخل التفاح يكون لونه حسب لون التفاح المستعمل واما الخل المستخلص من الشعير لونه ابيض والمواد الأساسية في صناعة الخل هي التمور أو الفواكه والماء . وتتلخص طريقة صناعة الخل بالاتي:
- يوضع التمر أو الفاكهة مع الماء في أواني خزفية أو فخارية.
- تغطى الأواني بقماش شاش ويترك لفترة من الزمن لاتقل عن 40 يوما إلى 60 يوما.
- ما يحدث خلال هذه الفترة ان انواع البكتيريا الموجودة في الهواء الجوي ومنها بكتريا ام الخل تبدأ بالنمو داخل الخليط .
- يتحول السكر أولا إلى كحول وعند تكون الكحول يوقف عمل كل انواع البكتيريا عدا بكتريا ام الخل .
- تقوم البكتيريا ام الخل بتحويل الكحول إلى حامض الخليك ، الخل الناتج يحتوي على % 5-4 من حامض الخليك .
تكون هذه الطريقة بطيئة لأنها تقتصر فقط على تحويل المساحة المعرضة للهواء من الخليط اما باقي الخليط فلا يتحول الا بعد ان ياخذ دوره في الصعود إلى سطح المخلوط ولذا تحتاج إلى مدة طويلة لتكوين الخل. و الخل بالإضافة إلى أنه مادة غذائية الا أن له استخدامات أخرى منها:
- تناول الخل يوميا يقلل من مستوى السكر في الدم .
- يستخدم كمطهر للفواكه والخضر قبل استعمالها.
- مطهر لسطح الجلد من الراس إلى القدم .
- مادة فعالة في تقوية جهاز المناعة.
- يساعد في امتصاص الكالسيوم و تقوية صحة العظام .
- تناوله يوميا يساعد في التخلص من الوزن الزائد.
سؤال: ما سبب وجود ألوان عدة للخل ؟
النفط الخام
يعتبر النفط الخام احد تطبيقات اهمية الكيمياء في حياة الانسان اليومية . يمثل النفط أكبر ثروات العراق والبلدان العربية الطبيعية، وتفترض نظرية نشوئه انه تكون من بقايا نباتات وحيوانات مجهرية بحرية عاشت وماتت ثم ترسبت في قاع البحر منذ ملايين السنين وبتاثير الحرارة الباطنية للارض وضغط طبقاتها تحولت إلى قطرات نفطية تخللت الصخور المسامية وتجمعت في جيوب الصخور غير المسامية فتراكمت وبقيت عائمة فوقها وتعلو هذه الطبقة طبقة غازية.
النفط الخام سائل كثيف زيتي اسود مخضر أو بني داكن ذو رائحة كريهة لايمتزج مع الماء بل يطفو عليه و تركيبه الكيميائي مزيج معقد من مركبات تحتوي على الكاربون والهيدروجين ( تدعى بالهيدروكاربونات ) وكذلك عناصر أخرى مثل الكبريت والأوكسجين والنتروجين تدخل في تركيبه وتختلف نسبها باختلاف مناطق وجوده .
استخراج النفط الخام
اهمية الكيمياء سوف تتجلى في عملية استخراج النفط الخام وفصله الى مكوناته . بعد معرفة مكان تواجد النفط الذي يتم بوساطة الآلات واجهزة حديثة تثبت آلة الحفر المعلقة پوساطة برج الحفر للوصول إلى موقع النفط الخام، والحصول على بئر نفطي ثم باستخدام انبوب معدني ينقل النفط إلى الأعلى ويكون مخلوطا بالشوائب فيتم التخلص من الشوائب أولا وينقل إلى المصفي ( مصفی النفط). يتم فصل المنتجات الرئيسة للنفط الخام بعضها عن بعض على اساس الاختلاف بدرجات الغليان، باستخدام عملية التقطير التجزيئي وتسمى هذه العملية بتكرير النفط. وتنقي هذه المنتجات بمراحل تصنيعية وكيميائية لاحقة لفصل المركبات الكبريتية والنتروجينية عن بعضها. ومن أهم المنتجات النفطية التي يتم الحصول عليها من أبراج التكرير:
- الكازولين المستخدم كوقود للطائرات.
- البانزين المستخدم كوقود للسيارات.
- الكيروسين ( النفط الابيض ).
- زيت الغاز ( المستخدم للديزل ).
- الغاز المسال.
- الأسفلت (القير )
كما يستخدم النفط في صناعة بعض الصناعات الكيميائية، منها:
العقاقير الطبية، الدهانات ، المبيدات الزراعية، البلاستيكات المنظفات، مستحضرات التجميل، المطاط الصناعي.
سؤال: ما المقصود بعملية تكرير النفط ؟
اسئلة عن اهمية الكيمياء في حياتنا
- ما اهمية الماء في حياتنا اليومية؟
- صنف المواد الكيميائية المستعملة في حياتنا من ناحية وجودها ؟
- تحدث بشكل مختصر عن كل من: أ- النفط الخام ؟ ب – بكتريا ام الخل؟
- ماذا تسمى عملية تسخين الحليب إلى 90°C ثم تبريده مباشرة إلى 10°C؟
- ما درجة غليان الماء النقي؟ وما درجة إنجماده؟
- عدد بعض المنتجات الرئيسة للنفط في برج التكرير .
- بين مكونات تركيب الحليب.
- وضح كيف يمكن الحصول على النفط الخام من البئر النفطي.
- فسر لماذا تعد عملية غلي الحليب لحفظه طريقة غير جيدة؟
- لا يمكن استخدام النفط الخام الا بعد تكريره؟ وضح ذلك.
- يعد النفط ثروة وطنية مهمة جدا ، وضح ذلك .
اهمية تطبيقات الكيمياء في الحياة
الكيمياء والصحة الأملاح المعدنية واهميتها لجسم الانسان
تسمى المواد الغذائية غير العضوية التي تنظم العديد من التفاعلات الكيميائية في الخلايا بالاملاح المعدنية. ويحتاج الجسم إلى 14 نوعا من الأملاح المعدنية. فالكالسيوم والفسفور يستعملان بكميات كبيرة في وظائف مختلفة في الجسم وبعض الأملاح يحتاج اليها الجسم بكميات قليلة كالنحاس واليود. من خلال النقاط ادناه سوف تبرز لكم اهمية الكيمياء في حياة الانسان اليومية.
الأملاح وتأثيراتها الصحية :
- الكالسيوم أسنان و عظام قوية، تجلط الدم.
- الفسفور أسنان وعظام قوية، انقباض العضلات، تخزين الدهون.
- البوتاسيوم الحفاظ على اتزان الماء في الخلية، تقل المنبه العصبي، انقباض العضلات.
- الصوديوم اتزان السوائل في الأنسجة، نقل المنبه العصبي.
- الحديد نقل الأوكسجين عبر الهيموغلوبين في خلايا الدم الحمراء.
- اليود نشاط الغدة الدرقية، تحفز عمليات الأيض.
اهمية الكيمياء والبيئة
- خذ مشروب غازيا عديم اللون.
- أسقط في المشروب مسمار، ماذا يحدث؟
- اترك المسمار ليوم كامل ، ماذا تلاحظ؟
- فسر تفاعل المسمار مع المشروب الغازي.
- ما أثر الأمطار الحامضية في المواد والجسور والبنايات؟