الوحدة الأولى : التقانة الكيميائية

كيف يحصل الإنسان على مواد تلبي احتياجاته اليومية المستجدة ؟

يسعى الانسان باستمرار لتلبية احتياجاته من مواد و أدوات عن طريق :

الخامات و المواد المتوفرة

مواد جديدة تلبي الحاجة

مواد متوفرة

تحسين خصائصها عن طريق طرق كيميائية

مواد تلبي حاجة الانسان

أساليب كيميائية

تدعى الأساليب و الطرق الكيميائية بالتقانة الكيميائية

الخامات و المواد المتوفرة

مواد جديدة تلبي الحاجة

مواد متوفرة

تحسين خصائصها عن طريق طرق كيميائية

مواد تلبي حاجة الانسان

أساليب كيميائية

تعريف التقانة الكيميائية ص 3

للتقانة الكيميائية أهمية كبيرة في حياتنا

يتوقع منك بعد دراسة هذه الوحدة أن تكوني قادرة على تطبيق مفاهيم التقانة الكيميائية في حياتك العملية، من خلال الآتي :

استخدام البولميرات و الألياف و الدهانات في مواقف حياتية

تحضير مواد يستخدمونها في حياتهم اليومية بالاعتماد على التقانة الكيميائية

الفصل الأول : البوليمرات

البوليمرات هي أحد منتجات التقانة الكيميائية

فمـا المقصـود بالبوليمـرات؟ ومـا أنواعهـا؟ ومـا اسـتخداماتها؟

يتوقع منكِ بعد دراسة هذا الفصل أن تكون قادراً على تطبيق مفاهيم البوليمرات و الألياف في حياتك العملية، من خلال الآتي :

توضيــح المقصــود بــكل مــن عمليــة البلمــرة والبوليمــر و المونمر و الأليــاف

تصنيف البوليمرات و الألياف حسب مصادرها و خصائصها

المقارنــة بيــن البوليمــرات الصناعيــة والطبيعيــة مــن حيــث تركيبهــا واســتخداماتها

تحديد خواص بعض البوليمرات واستعمالاتها

ص 4

تاريخ استخدام البوليمرات

1) اسـتخدم الإنسـان قديمـاً البوليمرات و الألياف الصناعية, فصنع ملابسـه مـن :

2) اسـتخدم الإنسـان النشـا والبروتينـات فـي طعامـه:

3) فـي القـرن التاسـع عشـر نجـح الكيميائيـون فـي تحضيـر بعـض البوليمـرات الصناعيـة بعـد أن تعرفـوا علـى تركيـب البوليمـرات الطبيعيـة

ما أصل و معنى كلمة بوليمر ؟

​

​

البوليمـر (Polymer) كلمـة لاتينيـة تتكـون مـن مقطعيـن :

​

المقطع الأول بولي (Poly) و يعني متعدد

​

المقطع الثاني مر (mer) و يعني جزء

​

أي أن البوليمر يعني متعدد الأجزاء

​

​

Mer (مير)

بوليمر

1.1.1 :

البلمرة (Polymerization)

Mer (مير)

Mer (مير)

Mer (مير)

بوليمر

كيف يمكنك تعريف البلمرة بناءً على ما سبق ؟

تعريف البلمرة ص 5

أسئلة الفصل الأول ص 15

السؤال الثاني : وضح المقصود بكل من :

البوليمرات.

مواد صلبة ذات كتلة جزيئية عالية تنتج من اتحاد أعداد كبيرة من جزيئات صغيره تسمى المونمرات

يمكن التحكم بعملية البلمرة لإنتاج بوليمرات متنوعة

صلبة

صلبة / سائلة / غازية

عالية

منخفضة

تختلف البوليمرات عن بعضها تبعاً لاختلاف عدة عوامل،

ما هي ؟

1) نوع المونمرات التي تتركب منها

2) عدد المونومرات

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

2) انتظام المونمرات في سلسلة البوليمر

3) طبيعــة بنــاء السلاســل فــي البوليمــر (خطيــة أو متفرعــة).

4) قـوى التجـاذب داخـل السلسـلة أو بيـن سلاسـل البوليمـر

ما هو الهدف الرئيس من عملية البلمرة ؟

الهدف الرئيس من عملية البلمرة ص 5

لماذا استخدمت البوليمرات في الكثير من المجالات ؟

لماذا استخدمت البوليمرات في الكثير من المجالات ؟

ص 5

ما هي الخصائص التي تميز البوليمرات عن كثير من المواد الأخرى ؟ ص 5

2.1.1 :

أنواع البوليمرات

أكتبي خريطة مفاهيمية توضح تصنيف البوليمرات حسب مصدرها

البولميرات

بوليمرات طبيعية محورة

خلات السليولوز

بوليمرات صناعية

البلاستيك

المطاط الصناعي

الألياف الصناعية

بوليمرات طبيعية

السليولوز

البروتينات

النشا

تصنيف البوليمرات حسب مصدرها

البوليمرات الطبيعية

البوليمرات الصناعية

البوليمرات الطبيعية

البروتينات

السليولوز

النشا

أين يتواجد السليولوز ؟

ما هي استخدامات السليولوز في مجال الصناعة ؟

1) صناعة الورق

2) الحرير الصناعي

3) الملابس القطنية

ما هي استخدامات السليولوز في مجال الصناعة ؟

ص 6

ما هي مميزات السليولوز ؟

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

هل سلاسله متفرعة أم مستقيمة ؟

ماذا تسمى الوحدات البنائية (المونمرات) المكونة له ؟

رابطة تشاركية

ما هو تركيب الغلوكوز ؟

​

الغلوكوز هو سكر أحادي صيغته الجزيئية C₆H₁₂O₆

​

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

​

تأخذ سلاسل السليولوز أوضاعاً متوازية

​

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

غلوكوز

​

تربط سلاسل السليولوز المتوازية روابط قوية, ما أهميتها ؟

​

ما هي مميزات السليولوز ؟ ص 6

ما هي الفوائد الغذائية لألياف السليولوز ؟

1) تحسين عملية الهضم

2) خفض نسبة الكوليسترول في الدم

2) التقليل من السعرات الحرارية في الغذاء

ما هي الفوئد الغذائية للسليولوز ؟ ص 6

البوليمرات الطبيعية

البروتينات

السليولوز

النشا

توجد البروتينات في جميع خلايا الكائنات الحية, و تقوم بوظائف متعددة منها التنظيم و البناء :

التنظيم الهرموني

التنظيم باستخدام الانزيمات

التنظيم باستخدام النواقل العصبية

بناء جسم الإنسان

مم تتكون البروتينات ؟

حمض أميني

حمض أميني

حمض أميني

حمض أميني

ماذا تدعى الوحدات البنائية الأساسية (المونمرات) المكونة للبروتين ؟

مم تتكون الأحماض الأمينية ؟

البوليمرات الطبيعية

البوليمرات الصناعية

البلاستيك

المطاط الصناعي

الألياف الصناعية

البوليمرات الطبيعية المحورة

بوليمرات طبيعية متحورة

تحويلات

بوليمرات طبيعية

خلات السليولوز

خلات السليولوز

تحويلات

سليولوز

ما الهدف من انتاج خلات السليولوز ؟

الحصول على صفات جديدة كالذوبان في الماء

3.1.1 :

طرق تحضير البوليمرات الصناعية

طرق تحضيرات البوليمرات الصناعية

طريقة الإضافة

طريقة التكثيف

طريقة الإضافة : تخص تفاعل الألكينات و مشتقاتها

إيثيلين

أذكري أمثلة على بوليمرات صناعية يتم تحضيرها باستخدام طريقة الإضافة ؟

الإضافة

البولي إيثيلين

بولي كلوريد الفينيل

التفلون

البولي إيثيلين

ماذا يعني البولي إيثيلي ؟

عديد الإيثيلي : أي أنه يتكون من وحدات مكررة من مونمر الإيثيلين

إيثيلين

تكوين البولي إيثيلين بواسطة عملية الإضافة

……..

……..

ضغط

حرارة + عامل مساعد

1

2

3

4

5

6

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

مونمر إيثيلين

مونمر إيثيلين

مونمر إيثيلين

H

H

H

H

H

H

بوليمر البولي إيثيلين

أكتبي معادلة بلمرة بولي كلوريد الفينيل، الذي يتكون من مونمرات كلوريد الفينيل المبينة في الشكل المجاور، و ذلك بواسطة عملية الإضافة

……..

……..

ضغط

حرارة + عامل مساعد

1

2

3

4

5

6

C

C

C

C

C

C

H

Cl

H

Cl

H

Cl

مونمر كلوريد الفينيل

مونمر كلوريد الفينيل

مونمر كلوريد

الفينيل

H

H

H

H

H

H

بوليمر بولي كلوريد الفينيل

طرق تحضيرات البوليمرات الصناعية

طريقة الإضافة

طريقة التكثيف

4.1.1 :

التصنيف التقني للبوليمرات

أكتبي خريطة مفاهيمية توضح تصنيف البوليمرات حسب خواصها الفيزيائية و استخداماتها العملية

البوليمرات

البوليمرات المرنة المطاطية

المطاط الطبيعي (لاستكس)

المطاط الصناعي (سباندكس)

البوليمرات المتصلبة بالحرارة

البوليمرات المتلينة بالحرارة

البولي إيثيلين عالي الكثافة

البولي إيثيلين منخفض الكثافة

درجات الحرارة العادية

الحرارة

التبريد

صلبة

تتلين و تتحول إلى ما يشبه العجينة

صلبة

يعد البولي إيثيلين من أهم الأمثلة على البوليمرات المتلينة بالحرارة، و أكثرها استخداماً

البولي إيثيلين

البولي إيثيلين عالي الكثافة

البولي إيثيلين منخفض الكثافة

يعد البولي إيثيلين بنوعيه عالي و منخفض الكثافة أحد أنواع البلاستيك

البولي إيثيلين عالي الكثافة

البولي إيثيلين منخفض الكثافة

قارني بين البولي إيثيلين عالي الكثافة و البولي إيثيلين منخفض الكثافة

غير متفرعة

متفرعة

أقل

أكبر

أكثر صلابة و قوة

أقل صلابة و قوة

أعلى

أقل

غير شفاف (لونه أبيض معتم)

شفاف

قريب من الضغط الجوي العادي

1000 – 3000 ضغط جوي

56 – 70 درجة سلسيوس

تصل إلى 250 درجة سلسيوس

عبوات التخزين و الأطباق و القناني

رقائق التغطية, كفوف اليدين التي تستخدم لمرة واحدة

حبيبات البولي إيثيلين عالي الكثافة

ما هي خصائص البولي إيثيلين عالي الكثافة ؟

ما الخصائص التي يكتسبها البولي إيثيلين عالي الكثافة لأن سلاسله غير المتفرعة ؟

طريقة تحضير البولي إيثيلين عالي الكثافة

……..

……..

ضغط قريب من الضغط الجوي العادي

56 – 70 درجة س + عامل مساعد

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

مونمر إيثيلين

مونمر إيثيلين

مونمر إيثيلين

H

H

H

H

H

H

بوليمر البولي إيثيلين

يتم فصل البولي إيثيلين المنصهر

يشكل على شكل حبيبات

يتم تجفيف الحبيبات البلاستيكية

تخزين الحبيبات البلاستيكية

تستخدم في الصناعات

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

بوليمر البولي إيثيلين

C

C

C

C

C

C

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

بوليمر التفلون

بوليمر البولي إيثينول

أكثر ثباتاً

أقل ثباتاً

لا يحترق

قابلة للاحتراق

لا يتآكل

قابلة للتآكل

لا يميل

تميل

ما سبب تمتع التفلون بالصفات الواردة في الجدول ؟

أسئلة الفصل الأول ص 15

السؤال الثالث : علل كلاً مما يأتي :

(أ) البولي إيثيلين عالي الكثافة أكثر متانة و قوة من البولي إيثلين منخفض الكثافة.

لأن سلاسل البولي إيثيلين عالي الكثافة غير متفرعة مما يكسبها قوه ترابط أكبر، بينما سلاسل البولي ايثيلين منخفض الكثافة متفرعة

البوليمرات

البوليمرات المرنة المطاطية

المطاط الطبيعي (لاستكس)

المطاط الصناعي (سباندكس)

البوليمرات المتصلبة بالحرارة

البوليمرات المتلينة بالحرارة

البولي إيثيلين عالي الكثافة

البولي إيثيلين منخفض الكثافة

البوليمرات المتصلبة بالحرارة

درجات الحرارة العادية

الحرارة

صلبة

تتلين و تتحول إلى ما يشبه العجينة

سائل لزج أو صلب يميل إلى الطراوة

كتلة صلبة لا يمكن صهرها

البوليمرات المتلينة بالحرارة

لماذا تتحول البوليمرات المتصلبة بالحرارة إلى كتلة لا يمكن صهرها ؟

ما هي استخدامات البوليمرات المتصلبة بالحرارة ؟

ما هي مميزات البوليمرات المتصلبة بالحرارة ؟

البوليمرات

البوليمرات المرنة المطاطية

المطاط الطبيعي (لاستكس)

المطاط الصناعي (سباندكس)

البوليمرات المتصلبة بالحرارة

البوليمرات المتلينة بالحرارة

البولي إيثيلين عالي الكثافة

البولي إيثيلين منخفض الكثافة

ما هي مميزات البوليمرات المرنة المطاطية ؟

ما هي مميزات البوليمرات المرنة المطاطية ؟

أسئلة الفصل الأول ص 15

السؤال الثالث : علل كلاً مما يأتي :

(ب) تمتاز البوليمرات المطاطية بمرونتها و قابليتها للتمدد و التقلص.

نتيجةً لتركيبها الجزيئي إذ تتكون من سلاسل طويلة مرنة موجودة في وضعيات ملتفة معاً بشكل عشوائي

يمكن الحصول على المطاط من مصدرين

مصادر المطاط

المطاط الطبيعي (لاستكس)

المطاط الصناعي (سباندكس)

المطاط الطبيعي (لاستكس)

ما هي طريقة تحضير المطاط الطبيعي (لاستكس) ؟

السائل المأخوذ من شجرة المطاط

يتم خلطه مع الكبريت

تسخينه بمعزل عن الهواء

يصبح أكثر مرونة

تغطى خيوطه بألياف القطن أو الحرير الصناعي

لتسهيل امتصاص الصبغات و الحد من مطاطيته

قطع من المطاط الطبيعي المُفَلْكَن

كيف يمكنني تعريف فلكنة المطاط ؟

فلكنة المطاط : عملية خلط السائل المأخوذ من شجرة المطاط مع الكبريت, و تسخينه بمعزل عن الهواء ليصبح أكثر مرونة, و تغطى خيوطه بألياف القطن أو الحرير الصناعي لتسهيل امتصاص الصبغات و الحد من مطاطيته

أسئلة الفصل الأول ص 15

السؤال الثاني : وضح المقصود بكل من :

فلكنة المطاط.

عملية خلط سائل المطاط مع الكبريت و تسخينه بمعزل عن الهواء لإكسابه المرونة

ما هي استخدامات المطاط الطبيعي (لاستكس) ؟

ملابس السباحة و المشدات

لماذا يدخل المطاط في صناعة ملابس السباحة و المشدات ؟

ما هي عيوب المطاط الطبيعي (لاستكس) ؟

يمكن الحصول على المطاط من مصدرين

مصادر المطاط

المطاط الطبيعي (لاستكس)

المطاط الصناعي (سباندكس)

البوليستر

معالجة بمواد كيميائية (تقانة كيميائية)

مطاط صناعي (سباندكس)

ما هي طريقة تحضير المطاط الصناعي (ٍسباندكس) ؟

أقل

أعلى

أعلى

أقل