الدرس الأول: التفاعلات الكيميائية
مفهوم التفاعل الكيميائي
هو عملية كسر الروابط الموجودة بين ذرات جزيئات المواد المتفاعلة (المتفاعلات) وتكوين روابط جديدة بين ذرات جزيئات المواد الناتجة من التفاعل (النواتج). يحدث التفاعل الكيميائي عندما تتحد المواد أو تتفكك أو تحل محل بعضها لتكوين نواتج جديدة تختلف في خواصها عن المواد الأصلية.
دلائل حدوث التفاعل الكيميائي
| الدليل |
مثال توضيحي |
| تكون راسب |
راسب أبيض من كلوريد الفضة عند تفاعل نترات الفضة مع كلوريد الصوديوم. |
| تغير اللون |
اختفاء اللون الأزرق لمحلول كبريتات النحاس عند إضافة لوح الخارصين إليه. |
| تصاعد غاز |
تصاعد غاز الهيدروجين عند إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى الماغنسيوم. |
| انبعاث ضوء وحرارة |
اشتعال شريط الماغنسيوم في الهواء الجوي، أو الألعاب النارية. |
التغيرات الفيزيائية والكيميائية
- التغير الفيزيائي: تغير في حالة أو شكل المادة **دون تغير في تركيبها الكيميائي** (مثل انصهار الثلج، ذوبان الملح في الماء).
- التغير الكيميائي: تغير ينتج عنه **مواد جديدة تختلف خواصها** الكيميائية عن خواص المواد الأصلية (مثل احتراق الخشب، صدأ الحديد، طهي البيض).
خواص المواد قبل وبعد التفاعل الكيميائي
تختلف خواص المواد (اللون، الرائحة، القوام، الذوبان) بعد حدوث التفاعل الكيميائي، حيث تتحول المواد الأصلية إلى مواد جديدة بخصائص مختلفة تمامًا (مثال: احتراق السكر يتحول إلى كربون أسود غير ذائب، تفاعل الزيوت مع الصودا الكاوية ينتج الصابون).
الدرس الثاني: المعادلة الكيميائية
المعادلة الكيميائية الرمزية
هي تمثيل رمزي للتفاعل الكيميائي يظهر المواد المتفاعلة والمواد الناتجة باستخدام رموز وصيغ جزيئية، مع توضيح أبسط نسبة لعدد الجزيئات أو الذرات الداخلة في التفاعل والناتجة عنه.
أجزاء المعادلة الكيميائية
- المتفاعلات: المواد التي تكتب على الجانب الأيسر من السهم.
- النواتج: المواد التي تكتب على الجانب الأيمن من السهم.
- السهم: يحدد اتجاه سير التفاعل، وقد يكتب فوقه شروط التفاعل.
- الحالة الفيزيائية: تُعبر عنها برموز بين قوسين.
| الرمز |
المعنى |
| (s) | مادة صلبة (solid) |
| (l) | مادة سائلة (liquid) |
| (g) | مادة غازية (gas) |
| (aq) | محلول مائي (aqueous) |
| Δ (فوق السهم) | حرارة / تسخين |
| cat (فوق السهم) | عامل حفاز |
قانون بقاء الكتلة والمعادلة الموزونة
- قانون بقاء الكتلة (بقاء المادة): مجموع كتل المواد الداخلة في التفاعل الكيميائي يساوي مجموع كتل المواد الناتجة عن التفاعل.
- المعادلة الكيميائية الموزونة: معادلة كيميائية رمزية تتساوى فيها أعداد ذرات كل عنصر من عناصر المواد الداخلة في التفاعل مع أعداد ذرات نفس العنصر في المواد الناتجة عن التفاعل.
خطوات وزن المعادلة الكيميائية
- كتابة الصيغ الجزيئية الصحيحة للمتفاعلات والنواتج.
- حساب عدد الذرات لكل عنصر في الطرفين.
- تعديل المعاملات (الأرقام التي تسبق الصيغ الجزيئية) لوزن الذرات، دون تغيير الأعداد التحتية.
- التأكد من تساوي أعداد الذرات لكل عنصر في الطرفين.
الدرس الثالث: كيمياء التغذية
كيمياء التغذية هي فرع من علم الكيمياء يختص بدراسة أنواع المواد الغذائية الأساسية في الوجبات.
1. الكربوهيدرات
- التركيب: مركبات عضوية تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين.
- المصادر: الخبز، البطاطس، الأرز، الفاكهة (العنب، التفاح).
- الأهمية: مصدر رئيسي وسريع للطاقة، تدعم وظائف الدماغ، تكوّن جدر الخلايا النباتية (السليلوز)، وتستخدم في صناعة الورق وكبسولات الأدوية.
- الأنواع:
- سكريات أحادية: أبسط صور الكربوهيدرات (مثل الجلوكوز والفركتوز).
- سكريات ثنائية: تتكون من وحدتين من السكر الأحادي (مثل السكروز "سكر القصب").
- سكريات عديدة: تتكون من أكثر من 10 وحدات (مثل النشا والسليلوز).
- الكشف:
- الجلوكوز: يستخدم محلول بندكت الأزرق (يتغير لونه حسب التركيز).
- النشا: يستخدم محلول اليود البني المصفر (يتحول إلى اللون الأزرق القاتم).
- مرض السكري: يحدث نتيجة نقص إفراز هرمون الإنسولين، مما يؤدي إلى تراكم الجلوكوز في الدم.
2. الدهون
- التركيب: مركبات عضوية يدخل في تركيبها نفس عناصر الكربوهيدرات.
- المصادر: الزبد، البيض، اللبن، اللحوم، المكسرات، الزيوت النباتية.
- الأهمية: تمد الجسم بضعفي الطاقة التي تمدها الكربوهيدرات.
- الكوليسترول: مادة دهنية يؤدي ترسبها داخل الشرايين إلى انسدادها وزيادة مخاطر أمراض القلب.
- الكشف: يستخدم محلول سودان 4 (يعطي لون أحمر برتقالي).
3. البروتينات
- التركيب: تتكون من وحدات أساسية تسمى الأحماض الأمينية، وتحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين بالإضافة إلى النيتروجين.
- المصادر: حيوانية (اللحوم، الأسماك، البيض، الألبان) ونباتية (البقوليات، المكسرات، فول الصويا).
- الأهمية: تدخل في بناء العضلات وإصلاح ونمو الخلايا، تكون الإنزيمات (عوامل حفز)، وتكون الأجسام المضادة (تدعم الجهاز المناعي).
- الصناعة: تستخدم في استخلاص الجيلاتين وصناعة الإنسولين ومساحيق الغسيل.
- الكشف: يستخدم محلول بيوريت (يتغير لونه من الأزرق إلى البنفسجي).
- تنبيه: الإفراط في تناول المكملات الغذائية (الأحماض الأمينية) يسبب مخاطر جسيمة للكلى والكبد.