وفي الوحدة السادسة «المخاليط وطرائِق فصلها» سنجد درس: المواد النقية والمخاليط. وهو أيضًا ضِمن دروس مادة العلوم المقررة على الأبناء الأعزاء من طلبة الصف السادس —الفصل الثاني— بالمدارس الأردنية.
فما رأيكُم أن نقرأ ما ورد في هذا الدَّرس الشيّق!؟
الفكرة الرئيسة: توصف المادة بأنها نقية عندما تتكون من نوع واحد من الجسيمات، أو مخلوط عندما تتكون من مادتين نقيتين أو أكثر.
المواد النقية
عندما ألاحظ بعض المواد، مثل الماء الذي نشربه، والملح الذي نضيفه إلى الطعام، والسكر الذي نضيفه إلى الحلويات، وغاز ثاني أكسيد الكربون الذي يخرج من زجاجة المشروبات الغازية عند فتحها، سأجد أنها تختلف عن بعضها بعضا. إلا أن كل واحدة من هذه المواد توصف بأنها مادة نقية؛ حيث تعرف المادة النقية بأنها مادة كيميائية لها تركيب محدد وثابت، وخصائص كيميائية لا تتغير.
ومن الأمثلة أيضا على المواد النقية: النحاس، والحديد، والماس، والذهب.
أتحقق: أعرِّف المادة النقية، وأذكر أمثلة عليها.
المفاهيم والمصطلحات:
- المحلول Solution
- المذاب Solute
- المذيب Solvent
- محلول غير مشبع Unsaturated Solution
- محلول مشبع Saturated Solution
- التركيز Concentration
المخاليط
عند اختلاط مادتين نقيتين أو أكثر معا بطرائق وكميات مختلفة سينتج عن ذلك المخلوط، مثل الخرسانة؛ فهي مزيج من الحصى والرمل والأسمنت والماء، تخلط معا بكميات محددة للحصول على مخلوط يستخدم في تشييد الأبنية والجسور المختلفة.
ومن الأمثلة الأخرى على المخاليط: سوائل التنظيف، والدهانات، ومخلوط المكسرات، وسلطة الخضراوات، وسلطة الفواكه.
أتحقق: أوضح المقصود بالمخلوط، وأذكر أمثلة على المخاليط.
المخاليط غير المتجانسة
عندما أخلط مادتين نقيتين أو أكثر ولا تمتزج معا، بحيث يمكنني تمييزها، وفصل بعضها عن بعض، بطرائق بسيطة، أحصل على مخلوط غير متجانس. ومن الأمثلة عليه مخلوط الرمل والماء، ومخلوط الزيت والماء، ومخلوط الكبريت وبرادة الحديد.
المخاليط المتجانسة
عندما أخلط مادتين نقيتين أو أكثر وتمتزج معا، بحيث لا يمكنني تمييزها، ويصعب فصل بعضها عن بعض، أحصل على مخلوط متجانس، يسمى المحلول Solution، ومن الأمثلة عليه العطور، والماء المالح.
يتكون المحلول من مذيب ومـذاب، فالمادة الصلبة، أو السائلة، أو الغازية التي تذوب تسمى المذاب Solute، أما المادة التي يذوب فيها المذاب فتسمى المذيب Solvent. ويعد الماء أحد أكثر المذيبات شهرة واستخداما.
أتحقق: أقارن بين المخلوط غير المتجانس والمخلوط المتجانس من حيث امتزاج المواد فيها وإمكانية تمييزها.
المحاليل
يمكن تصنيف المحاليل إلى محاليل سائلة، وصلبة، وغازية حسب حالة المذيب. وسأدرس هنا أنواع المحاليل السائلة الآتية:
محلول صلب – سائل
محلول ينتج من خلط مادة مذابة صلبة مع مادة مذيبة سائلة؛ فعند وضع ملعقة سكر صغيرة (مذاب) في كأس تحتوي على ماء (مذيب) وتحريكها، سيذوب السكر ويختلط بالماء، فالسكر والماء لم يتغير تركيبهما، إنما اختلطا وامتزجا معا فقط.
محلول سائل – سائل
محلول ينتج من خلط مادة مذابة سائلة مع مادة مذيبة سائلة، بحيث تمتزجان معا وتكونا محلولا أيضا، فعند خلط كمية من الكحول (مذاب) مع كمية من الماء (مذيب)، سوف يمتزجان معا ويكونا محلولا. ومن الأمثلة على ذلك معقمات الأيدي، والشراب المركز عند تخفيفه بالماء.
محلول غاز – سائل
محلول ينتج من خلط مادة مذابة غازية مع مادة مذيبة سائلة، بحيث تمتزجان معا وتكونا محلولا. فمثلا، عندما يختلط غاز الأكسجين (مذاب) مع الماء (مذيب)، سوف يمتزجان معا ويكونا محلولا. ومن الأمثلة الأكثر شيوعا على هذا النوع من المحاليل خلط غاز ثاني أكسيد الكربون مع الماء في المشروبات الغازية.
أتحقق: أميز بين كل من المحاليل الآتية: صلب – سائل، وسائل – سائل، وغاز – سائل.. من حيث حالة المذيب والمذاب.
ويمكن تصنيف المحاليل، بحسب كمية المادة المذابة، إلى:
المحلول غير المشبع
عند إذابة ملعقة واحدة صغيرة من السكر في كأس مليئة بالماء وتحريكها، سيذوب السكر ونحصل على محلول تكون كمية السكر الذائبة فيه قليلة، ويكون مذاقه حلوا بدرجة قليلة. وطالما أن أي كمية تضاف من السكر إلى الماء تذوب فيه فإن هذا المحلول يوصف عندها بأنه محلول غير مشبع Unsaturated Solution. لكن، مع إذابة المزيد من السكر في الماء ستزداد كمية السكر الذائبة فيه ونحصل على محلول يكون مذاقه أكثر حلاوة.
المحلول المشبع
مع الاستمرار في إضافة المزيد من السكر إلى الكأس المليئة بالماء والتحريك سألاحظ –عند حد معين– أن السكر لا يذوب في الماء؛ لأن الماء أذاب أكبر كمية منه، ولا يمكنه إذابة أي كمية أخرى. فإذا استمررت في إضافة السكر إلى الماء ستبدأ حبيباته بالترسب في قاع الكأس، ولن تذوب حتى لو استمررت في عملية التحريك، هنا يوصف هذا المحلول بأنه محلول مشبع Saturated Solution؛ لأنه أصبح يحتوي على أكبر كمية من السكر يمكن إذابتها فيه.
أتحقق: أقارن بين المحلولين: المشبع وغير المشبع.
التركيز
يعرف التركيز Concentration بأنه نسبة كتلة المادة المذابة إلى حجم المذيب. فعند
إذابة بضع قطرات من إحدى صبغات الطعام في عبوة مليئة بالماء، ورجها، ستذوب صبغة الطعام، وأحصل على محلول تكون كمية صبغة الطعام التي ذابت فيه قليلة، ويكون لونه فاتحا، ولكن مع إذابة المزيد من صبغة الطعام ستزداد كمية الصبغة الملونة الذائبة، ويصبح لون المحلول غامقا، عندها يكون تركيز المحلول قد ازداد.
أتحقق: أوضح المقصود بالتركيز.
ومن الوحدة السابقة ستجدون:
مراجعة الدرس
1. الفكرة الرئيسة: أقارن بين المادة النقية والمخلوط.
2. المفاهيم والمصطلحات: أضع المفهوم المناسب في الفراغ:
- … المادة التي تذوب في المذيب.
- … نسبة كتلة المادة المذابة إلى حجم المذيب.
3. أقارن بين الشاي ومحلول السكر (القطر)، من حيث كمية السكر الذائبة في كل منهما.
4. أوضح لماذا تعد بعض المخاليط غير متجانسة، وبعضها متجانسة، وأذكر مثالين على كل منهما موجودة في منزلي أو مدرستي.
5. أستنتج لماذا يسهل تمييز مكونات المخلوط غير المتجانس بعضها من بعض؟
6. التفكير الناقد: لماذا يوصف المحلول بأنه مخلوط، ولا يوصف المخلوط بأنه محلول؟
لمعلوماتك..
العلوم مع الفن
يخلط الرسام الألوان المائية الأساسية المختلفة معا ليحصل على مخاليط ألوان ذات درجات لونية مختلفة.
أجرب خلط لونين، أو ثلاثة ألوان معا، وأعد جدولا يبين الألوان المخلوطة معا، واللون الناتج، وأعرضه على زملائي / زميلاتي.
العلوم مع المجتمع
يعد كل من الفولاذ والبرونز والحلي الموجودة في محال بيع الجواهر من المخاليط. أقرأ عنها وأكتب تقريرًا عن مكوناتها وأُعدد بعض استخداماتها.