المادة الخواص والتغيرات

1) تتكون فقاعات ويتناقص الخارصين وقد يسخن الأنبوب، ويحدث عند اختبار الغاز اشتعال سريع أو فرقعة. 2) الفقاعات غاز الهيدروجين الناتج: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. 3) بعد الانتظار يكون الأنبوب ممتلئًا أكثر بالهيدروجين فتكون الفرقعة أوضح؛ في البداية كان الغاز مختلطًا بالهواء.

الاستقصاء: استعمل أنابيب متماثلة وكميات متساوية من الخارصين والحمض، واختبر الغاز بعد أزمنة مختلفة مع تثبيت بقية العوامل؛ يزداد الغاز المتجمع مع الزمن حتى ينفد أحد المتفاعلين.

لا يتغير تركيب الماء؛ يبقى H₂O، وإنما يتغير ترتيب الجسيمات وحركتها، فالانصهار تغير فيزيائي.

الحالات المألوفة: الصلبة والسائلة والغازية، وتوجد البلازما كغاز متأين. جسيمات الصلب متراصة وتهتز في مواضعها؛ شكله وحجمه ثابتان. جسيمات السائل متقاربة وتنزلق؛ حجمه ثابت ويأخذ شكل الوعاء. الغاز مادة تكون غازية في الظروف العادية، أما البخار فهو الحالة الغازية لمادة تكون عادة سائلة أو صلبة.

1) يُضبط الخروج لأن ضغط الغاز داخل الأسطوانة عالٍ، والمنظم يخفضه ويعطي تدفقًا آمنًا. 2) فتح الصمام فجأة يطلق الغاز بعنف وقد يسبب إصابة أو حريقًا؛ وثقب الأسطوانة قد يجعلها تندفع كقذيفة.

الخاصية الفيزيائية تُلاحظ أو تُقاس دون تغيير تركيب العينة، مثل اللون والكثافة ودرجتي الانصهار والغليان. الكتلة أو الحجم خاصية غير مميزة للتوابل لأنها تعتمد على الكمية، بخلاف الرائحة. الخاصية الكيميائية تصف قابلية المادة للتفاعل أو تكوين مادة جديدة، مثل صدأ الحديد.

1) الصلب: شكل وحجم ثابتان وغير قابل للانضغاط تقريبًا. السائل: شكل متغير وحجم ثابت. الغاز: شكل وحجم متغيران وقابل للانضغاط. 2) المادة النقية تركيبها ثابت وخواصها محددة، مثل الماء النقي وكلوريد الصوديوم. 3) a كيميائية؛ b فيزيائية؛ c كيميائية؛ d فيزيائية؛ e فيزيائية. 4) الفيزيائية: اللون والكثافة والانصهار؛ الكيميائية: الاحتراق والصدأ والتفاعل مع الحمض.

التغير الكيميائي ينتج مواد جديدة ذات تركيب وخواص مختلفة. في الصدأ: المتفاعلات الحديد والأكسجين بوجود الماء، والناتج أكسيد الحديد المائي. قانون حفظ الكتلة: كتلة المتفاعلات تساوي كتلة النواتج في نظام مغلق.

5) المعطيات Al=10.3 g، Br₂ قبل=100.0 g وبعد=8.5 g. القانون: المستهلكات=الناتج. البروم المتفاعل=100.0−8.5=91.5 g؛ المركب=10.3+91.5=101.8 g. التحقق: 101.8+8.5=110.3=10.3+100.0 g.

6) H₂=10.0 g وO₂=79.4 g. الماء=10.0+79.4=89.4 g. التحقق: يساوي مجموع النواتج.

7) Na=15.6 g وNaCl=39.7 g. Cl=39.7−15.6=24.1 g، والصوديوم المتفاعل 15.6 g. التحقق: 15.6+24.1=39.7 g.

8) Mg=10.0 g وMgO=16.6 g. O=16.6−10.0=6.6 g. التحقق: 10.0+6.6=16.6 g.

9) HCl=106.5 g وNH₄Cl=157.5 g. NH₃=157.5−106.5=51.0 g. التحقق: 106.5+51.0=157.5 g؛ لذا يطبق القانون.

10) a سحق العلبة فيزيائي؛ b تدوير الألومنيوم وإعادة تشكيله فيزيائي؛ c اتحاده بالأكسجين كيميائي. 11) ينتج التغير الفيزيائي المادة نفسها مع تغير الشكل أو الحجم أو الحالة؛ أمثلته تقطيع الورق وصهر الجليد وسحق العلبة. 12) ينتج مواد جديدة؛ أدلته تغير اللون، الغاز، الراسب، والحرارة أو الضوء.

13a) المعطيات 22.99 g Na و35.45 g Cl؛ القانون كتلة الناتج=مجموع المتفاعلات؛ 22.99+35.45=58.44 g NaCl؛ التحقق يساوي المجموع. 13b) X=12.2 g وXY=78.9 g؛ Y=78.9−12.2=66.7 g؛ التحقق 12.2+66.7=78.9 g. 14) العبارة خطأ؛ قد يتغير المظهر في تغير فيزيائي مع ثبات التركيب.

المتجانس تركيبه موحد ولا تميز مكوناته، مثل الهواء والماء المالح والسبائك. غير المتجانس تركيبه غير موحد وتميز مكوناته أو أطواره، مثل الزيت والخل وسلطة الخضار.

1) عدد الأصباغ هو عدد البقع أو الأشرطة المنفصلة على الورقة. 2) تختلف أماكنها لاختلاف ذوبانها في الماء وانجذابها للورق؛ الأكثر انجذابًا للمذيب يتحرك أبعد. 3) تتباين النتائج باختلاف الحبر وكمية البقعة والورق والمذيب؛ لذا تجب المقارنة في ظروف متماثلة.

15) ماء الصنوبر متجانس، الهواء متجانس، فطيرة الزبيب غير متجانسة. 16) النقية تركيبها ثابت وعنصر أو مركب؛ المخلوط مادتان أو أكثر يحتفظ كل منها بخواصه، تركيبه متغير ويفصل فيزيائيًا. 17) a سائلان عديمَا اللون: التقطير. b صلب غير ذائب مع سائل: الترشيح. c كرات حمراء وزرقاء متماثلة: الفرز باللون. 18) المادة ← نقية (عناصر، مركبات) أو مخاليط (متجانسة، غير متجانسة). العناصر تتحد كيميائيًا إلى مركبات، والمخاليط تفصل فيزيائيًا.

العنصر مادة نقية لا تجزأ إلى أبسط بطرق فيزيائية أو كيميائية. المركب اتحاد كيميائي لعنصرين أو أكثر بنسبة ثابتة ويمكن تحليله كيميائيًا. يحلل التيار الماء إلى H₂ عند المهبط وO₂ عند المصعد، وحجم الهيدروجين ضعف الأكسجين (2:1). المادة إما نقية (عنصر أو مركب) أو مخلوط (متجانس أو غير متجانس). قانون النسب الثابتة: يتكون المركب دائمًا من العناصر نفسها بالنسب الكتلية نفسها.

19) %H=(12.4÷78.0)×100=15.9%، وهي أقل من 100% فمعقولة. 20) الكتلة=1.0+19.0=20.0 g؛ %H=1÷20×100=5.0%، و%F=95%.

21) الكتلة=14.0 g؛ %X=3.5÷14×100=25.0%، %Y=10.5÷14×100=75.0%؛ المجموع 100%. 22) الأول H:O=15:120=1:8، والثاني 2:32=1:16؛ ليسا المركب نفسه. 23) لا تكفي نسبة الكربون وحدها؛ يجب مقارنة جميع العناصر أو الصيغ.

عند تثبيت كتلة الكلور تكون كتلة النحاس في المركب I ضعفها في II؛ 1.793÷0.8964≈2.00، وهي نسبة بسيطة 2:1 توافق قانون النسب المتضاعفة.

24) العنصر نوع واحد من الذرات ولا يحلل كيميائيًا؛ المركب اتحاد عناصر بنسبة ثابتة ويمكن تحليله وتختلف خواصه عنها. 25) صفوف الجدول دورات وأعمدته مجموعات، وتتقارب خواص عناصر المجموعة. 26) أي عينة نقية من المركب تحوي العناصر نفسها بالنسب الكتلية نفسها. 27) H₂O وH₂O₂، أو CO وCO₂.

28) I: %Fe=52.46÷75×100=69.95%، %O=30.05%. II: %Fe=43.53÷56×100=77.73%، %O=22.27%. ليسا المركب نفسه. O/Fe: 0.4297 و0.2865؛ النسبة≈1.50=3:2. 29) H₂O: %H=2÷18×100=11.1%، %O=16÷18×100=88.9%.

30) يثبت الرسم X عند 10 g، ويمثل Y بكتلتي 5 g و10 g؛ النسبة 1:2.

تطابق قمم العينة المجهولة مع المواد المرجعية قد يحدد المسرع، لكنه لا يثبت وحده هوية الفاعل؛ يلزم ضمه إلى عينات الضبط والشهود والآثار وسلسلة حفظ الأدلة. إجابة نموذجية، وتتنوع الإجابات.

1) يترسب فلز فضي على السلك ويتحول المحلول إلى أزرق: Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag؛ الناتجان Ag وCu(NO₃)₂. 2) الفضة بيضاء فضية ومحلول نترات النحاس II أزرق، فيوافقان المشاهدات. 3) اللهب الأزرق المخضر يدل على أيونات النحاس. 4) نترات الفضة المائية محلول متجانس؛ بعد التفاعل مخلوط غير متجانس من فضة صلبة ومحلول، وبعد الترشيح يفصل الصلب.

التوسع: تثبت كمية السلك والتركيز والحرارة وتغيّر عاملًا واحدًا كالزمن، ثم تقاس كتلة الفضة الجافة للمقارنة.

31) الماء المقطر والأكسجين وكلوريد الصوديوم؛ تركيب كل منها ثابت. 32) نعم، CO₂ النقي مركب ذو تركيب ثابت. 33) الماء سائل عديم اللون، كثافته نحو 1.00 g/cm³، يغلي عند 100°C ويتجمد عند 0°C عند 1 atm. 34) المميزة: الانصهار والكثافة؛ غير المميزة: الكتلة والطول. 35) خطأ؛ تتأثر الحالة والكثافة والغليان والانصهار بالضغط والحرارة.

36) صلب: نحاس؛ سائل: ماء؛ غاز: أكسجين. 37) الحليب سائل، الهواء غاز، النحاس صلب، الهيليوم غاز، الماس صلب، الشمع صلب. 38) a فيزيائية، b فيزيائية، c كيميائية، d فيزيائية، e كيميائية، f فيزيائية. 39) يتغير شكل الحليب ليأخذ شكل الوعاء وحجمه ثابت تقريبًا. 40) كلا الحجمين يغلي عند الدرجة نفسها تحت الضغط نفسه؛ الغليان خاصية مميزة لا تعتمد على الكمية.

هي السكروز: أبيض صلب ولا يعطي درجة غليان لأنه يتحلل بالتسخين، بخلاف الماء والأكسجين، وكلوريد الصوديوم له درجة غليان مرتفعة محددة.

42) a كسر قلم فيزيائي؛ b تجمد الماء فيزيائي؛ c قلي البيض كيميائي؛ d حرق الخشب كيميائي؛ e تغير لون الورق كيميائي. 43) تخمر الموز كيميائي لتكون مواد جديدة. 44) تغير الحالة فيزيائي لأن التركيب ثابت. 45) تغير اللون، غاز، راسب، حرارة أو ضوء. 46) المتفاعلات الحديد والأكسجين والماء؛ الناتج أكسيد الحديد المائي (الصدأ).

47) لا تختفي كتلة الشمع؛ تتحول مع الأكسجين إلى CO₂ وبخار ماء يغادران النظام المفتوح، وفي نظام مغلق تتساوى الكتل. 48) الفيزيائي يغير الشكل أو الحجم أو الحالة مع بقاء التركيب؛ الكيميائي ينتج مواد جديدة بتركيب وخواص مختلفة.

1. 28.0+6.0=34.0 g NH₃.
2. 116.89−45.98=70.91 g Cl.
3. مجموع كتل العناصر بعد التحلل = 680.0 g.
4. 180.0+192.0−108.0=264.0 g CO₂.
5. المخلوط اتحاد فيزيائي تحتفظ مكوناته بخواصها ويمكن أن تتغير نسبها.
6. a مغناطيس. b إذابة الملح ثم الترشيح والتبخير. c فصل يدوي وفق الخواص. d التقطير التجزيئي عند درجات منخفضة.
7. العبارة غير صحيحة؛ المخلوط ينتج من امتزاج مادتين أو أكثر فيزيائيًا.
8. المتجانس تركيبه موحد، وغير المتجانس تظهر فيه مناطق أو مكونات مختلفة.
9. غير متجانس لوجود الرمل الصلب مع المحلول الملحي.
10. تفصل الكروماتوجرافيا المكونات لاختلاف انجذابها للطور الثابت وحركتها مع المذيب.
11. العنصر مادة نقية لا يمكن تحليلها كيميائيًا إلى مواد أبسط.
12. a خطأ: العنصر مادة نقية لا مزيج. b خطأ: ذوبان السكر يعطي محلولًا متجانسًا.
13. رتب مندليف العناصر وأظهر دورية خواصها ومهّد للجدول الدوري والتنبؤ بعناصر جديدة.
14. a Na وCl. b C وH وO. c N وH. d Br فقط.
15. يمكن التمييز بالخواص وبإمكان تحليل المركب كيميائيًا، بينما لا يحلل العنصر كيميائيًا.
16. نعم؛ للمركب خواص مختلفة عن خواص عناصره.
17. قانون النسب الثابتة.
18. %C=12.01/44.01×100=27.3%.
19. %O=0.8/25.3×100=3.16%.

1. %O=6.96/(10.57+6.96)×100=39.7%.
2. كتلة Hg = 28.4−2.0=26.4 g، والنسبة 26.4/28.4×100=93.0%.
3. نسبة C إلى كتلة ثابتة من O في المركب الأول ضعف الثاني تقريبًا؛ أي 2:1.
4. 64.0% كلور.
5. قانون النسب المتضاعفة؛ وCO₂ أعلى نسبة كتلية للأكسجين.
6. الكتل الثانية: 68، 2، 2، 12، 12 g على الترتيب؛ ونسب الأكسجين: 19.0%، 88.9%، 94.1%، 57.1%، 72.7%.
7. الغازات قابلة للانضغاط، أما الصلب والسائل فضعيفا الانضغاط.
8. النحاس الأصفر متجانس؛ السلطة والدم غير متجانسين؛ مسحوق الشراب المذاب متجانس.
9. الهيدروجين المستعمل 129.9−123.9=6.0 g، والكتلة قبل التفاعل 310.0+6.0=316.0 g.
10. يتكون 50 جزيئًا من الماء، وتستهلك 100 ذرة H و50 ذرة O، وتبقى 50 ذرة O.
11. الهواء متجانس؛ الدخان والتربة والترسبات غير متجانسة؛ الماء النقي مادة نقية؛ ماء البحر محلول متجانس.
12. ماء الشرب النقي مركب متجانس، الماء المالح وماء البحر والهواء مخاليط متجانسة، الهيليوم عنصر.
13. سلق البيض تغير كيميائي لتكون تراكيب جديدة في البروتين.
14. البيتزا مخلوط غير متجانس.
15. كلوريد الصوديوم مركب.
16. a مركب. b مخلوط.

1. العينات I وIII وIV من المركب نفسه؛ نسبة X إلى Y فيها تقارب 4:1، أما II فتقارب 2:1.
2. نعم، بالتقطير التجزيئي؛ تختلف درجات غليان الغازات.
3. تغير فيزيائي؛ الغاز المذاب خرج دون تكوّن مادة جديدة.
4. لا؛ النسبتان مختلفتان، ولذلك ليستا من المركب نفسه.
5. الكيمياء علم يدرس المادة وتغيراتها.
6. الكتلة مقدار المادة في الجسم.
7. مثال: التكنيشيوم أول عنصر صُنّع مخبريًا؛ تنتجه المفاعلات ومراكز الطب النووي، ويستعمل نظيره Tc-99m في التصوير الطبي لقصر عمره وإشعاعه المناسب للتشخيص.
8. a الفحم 100%، النيلة نحو 73%، الزنجار نحو 5.4%، الأزرق المصري نحو 3.2%. b أكسيد الحديد الأحمر نحو 30% O، والأزرق المصري نحو 40% O.
9. الفحم عنصر (كربون)، والأزرق المصري مركب.
10. تكوين الفحم بالتقطير الجاف تغير كيميائي لأنه ينتج مواد جديدة.

1. b 38.35% كلور و61.65% فلور.
2. a قانون النسب الثابتة لأن العينتين من مركب واحد.
3. c تحلله إلى كربون وبخار ماء خاصية كيميائية.
4. d جسيمات الصلب متراصة بقوة.
5. c تقع العناصر المتشابهة في مجموعة.
6. d خواص MgO لا تشبه خواص Mg وO.
7. المستقل عدد علب الصودا، والتابع معدل ضربات القلب.
8. الطالب 1 هو الضابط.
9. اللون والكثافة والانصهار وحجم الجسيمات خواص فيزيائية.
10. يذاب الملح في الماء، ترشح نشارة الخشب، ثم يبخر الماء لاسترجاع الملح.
11. احتراق الغاز تغير كيميائي؛ تكونت مواد جديدة.