مقرر الكيمياء4

‫كـ ـي ـمـ ـيـ ـ ــاء (‪)4‬‬ ‫التعليم الثانوي (نظام املقررات) م�سار العلوم الطبيعية‬

‫اسم الطالب ‪.............................................................................. :‬‬ ‫الـمــدرس ـ ـ ــة ‪............................................................................... :‬‬

‫طبعة جتريبية ‪1430‬هـ ‪1431 -‬هـ ‪2009 /‬م ‪2010 -‬م‬

‫رقـ ـ ــم الإي ـ ـ ـ ــداع ‪14٢9/3782 :‬‬ ‫ردمك ‪9960 - 48 - 232 - 4 :‬‬

‫طبعة جتريبية‬ ‫‪1430‬هـ ـ ‪1431‬هـ‬ ‫‪2009‬م ـ ‪2010‬م‬

‫كيمياء ‪4‬‬ ‫( نظام المقررات )‬ ‫( م�سار العلوم الطبيعية )‬ ‫لجنة التطوير والتعديل‬ ‫ابت�سام عبد الكريـ ــم جوهـ ــري‬ ‫�أمي ـ ـم ـ ــة عمـ ـ ـ ــر محمد ج ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــان‬ ‫نـ ـ ـ ــور مح ـم ـ ــد عـي ـ ــد الحـ ــربــي‬ ‫وجـدان نايـ ــف زامـ ــل ال�شريف‬ ‫لجنة المراجعة‬

‫خليل فراج الواف ـ ـ ــي‬

‫عمر عبداهلل مغربـ ـ ـ ــي‬

‫راجعه و�أ�شرف على الت�صميم الفني والتعليمي والإخراج‬ ‫خالد بن �صالح القري�شي‬ ‫طبعة تجريبية‬ ‫‪1430‬هـ ـ ـ ‪1431‬هـ‬ ‫‪2009‬م ـ ـ ‪2010‬م‬

‫وزارة التربية والتعليم ‪ 1429 ،‬هـ‬ ‫فهر�سة مكتبة الملك فهد الوطنية �أثناء الن�شر‬ ‫وزارة التربية والتعليم‬ ‫كيمياء ‪( 4‬التعليم الثانوي) ‪ -‬الريا�ض ‪ 1429 ،‬هـ‬ ‫‪�228‬ص ؛ ‪� 27 x 21‬سم‬ ‫ردمك ‪ 4 :‬ــ ‪ 232‬ــ ‪ 48‬ــ ‪9960‬‬ ‫‪1‬ـــ الكيمياء ــ كتب درا�سية ‪ 2‬ـــ التعليم الثانوي ــ ال�سعودية ــ كتب درا�سية‬ ‫�أ‪ .‬العنوان‬ ‫‪1429 /3782‬‬ ‫ديوي ‪ 540 ،712‬‬ ‫رقم الإيداع ‪1429 / 3782 :‬‬ ‫ردمك ‪ 4 :‬ـ ـ ‪ 232‬ـ ـ ‪ 48‬ـ ـ ‪9960‬‬

‫�أ�شرف على الطباعة والتوزيع‬

‫الإدارة العامة للمقررات المدر�سية‬ ‫له ��ذا الكتاب قيم ��ة مهمة وفائدة كبي ��رة فحافظ عليه واجعل نظافته ت�ش ��هد على‬ ‫ح�سن �سلوكك معه ‪.‬‬ ‫�إذا لم تحتفظ بهذا الكتاب في مكتبتك الخا�ص ��ة في �آخر العام لال�ستفادة فاجعل‬ ‫مكتبة مدر�ستك تحتفظ به ‪.‬‬ ‫حقوق الطبع والن�شر محفوظة لوزارة التربية والتعليم ـ المملكة العربية ال�سعودية‬

‫�أ�شرف على الت�أليف والتطوير‬

‫الإدارة العامة للمناهج‬

‫موقع‬

‫وزارة التربية والتعليم‬ ‫‪www.moe.gov.sa‬‬

‫موقع‬

‫البوابة التعليمية للتخطيط والتطوير‬ ‫‪http://www.ed.edu.sa‬‬

‫موقع‬

‫�إدارة التعليم الثانوي‬ ‫‪www.hs.gov.sa‬‬

‫البريد الإلكتروني لإدارة التعليم الثانوي‬

‫‪Secondary-Education@curriculum.gov.sa‬‬

.

‫رب العالمين وال�ص�ل�اة وال�س�ل�ام على �أ�ش ��رف الأنبياء والمر�س ��لين نبينا محمد �صلى اهلل‬ ‫الحمد هلل ِّ‬ ‫عليه و�س ��لم وعلى �آله و�ص ��حبه �أجمعين‪� .‬إن من �أهم �أهداف تدري�س الكيمياء تعميق العقيدة الإ�س�ل�امية‪،‬‬ ‫وتر�س ��يخ الإيمان باهلل وعبادته على الوجه الذي يليق به ‪�-‬س ��بحانه وتعالى‪ -‬و�إك�ساب الطالب العديد من‬ ‫المفاهيم والمهارات واالتجاهات المنا�سبة‪.‬‬ ‫�إن عل ��م الكيمي ��اء عل ��م تجريبي مبني عل ��ى التجربة والم�ش ��اهدة ودقة المالحظة ؛ ليتم اال�س ��تنتاج‬ ‫والتف�س ��ير الذي يمك ��ن تطبيق نتائجه في مج ��االت عديدة كال�ص ��ناعة‪ ،‬والزراعة‪ ،‬والهند�س ��ة‪ ،‬والطب‪،‬‬ ‫وال�ص ��يدلة وغيرها‪.‬وق ��د �أُ ِخذَ بعين االعتبار في اختيار كتب الكيمي ��اء للمرحلة الثانوية بالمملكة العربية‬ ‫ال�سعودية االتجاهات الحديثة في مجال بناء المناهج بعامة ومناهج العلوم والكيمياء بخا�صة ‪.‬‬ ‫وي�شتمل كتاب الكيمياء(‪)4‬على �ستة ف�صول هي‪:‬‬ ‫الف�صل الأول ‪(:‬الكيمياء المنزلية)‪.‬‬ ‫الف�صل الثاني ‪ ( :‬الكيمياء الدوائية )‪.‬‬ ‫الف�صل الثالث ‪ ( :‬الكيمياء الغذائية)‪.‬‬ ‫الف�صل الرابع ‪ ( :‬ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية)‪.‬‬ ‫الف�صل الخام�س ‪ ( :‬التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة )‪.‬‬ ‫الف�صل ال�ساد�س ‪ ( :‬الكيمياء والبيئة ) ‪.‬‬ ‫وينته ��ي كل ف�ص ��ل بالأ�س ��ئلة المتنوعة التي تقي�س العديد من م�س ��تويات المعرفة‪ .‬ولتو�ض ��يح الن�ص ��و�ص‬ ‫وتقريب الفكرة �إلى �أذهان الطالب ُا ْ�ست ِ‬ ‫ُخد َم ْت الر�سوم التو�ضيحية وال�صور والجداول والتجارب العملية‪،‬‬ ‫وجميعها مرقم بت�سل�سل ح�سب رقم الف�صل التابع له‪.‬‬ ‫وا�س ��تخدمت في ثنايا عر�ض مو�ض ��وعات الكتاب بع� ��ض الفقرات التي تعزز التعلم وو�ض ��ع لكل منها رمز‬ ‫مميز كما في التو�ضيح التالي‪:‬‬ ‫هـ‬

‫بع�ض الفقرات في هذا الكتاب‬ ‫ومدلوالتها ورموزها‬ ‫الرمز‬

‫الفقرة‬

‫مدلوالتها‬

‫مثال‬

‫ه ��و ن ��وع م ��ن الأ�س ��ئلة المحلول ��ة عل ��ى الفك ��رة �أو المفهوم‬ ‫المعرو�ض يهدف �إلى تر�س ��يخها‪ ،‬ويقي�س عليها المتعلم عند‬ ‫تنفيذ التدريبات �أو حل تمارين �آخر الف�صل‪.‬‬

‫تدريب‬

‫ه ��و نوع م ��ن الأ�س ��ئلة يعر�ض في ثناي ��ا المو�ض ��وع المدرو�س‬ ‫تطبيق ًا لفكرة �أو مفهوم علمي مر به للتو‪ ,‬بغية التدريب عليها‬ ‫داخل ال�صف وبالإ�شراف والتقويم من قبل المعلم‪.‬‬

‫معلومات‬ ‫�إثرائية‬

‫ويق�ص ��د بها تلك المعلومات الإ�ض ��افية حول المو�ض ��وع قيد‬ ‫الدرا�س ��ة �أو فقرات منه يقف المتعلم ال�ش ��غوف على المزيد‬ ‫حولها دون �أن يدخل ما ت�ضمنته في عمليات التقويم النهائية‪.‬‬

‫�س�ؤال‬

‫هو نوع من الأ�س ��ئلة ذو عالقة بمو�ضوع الدر�س ويترك فر�صة‬ ‫للطالب للإجابة عليه داخل الف�صل‪.‬‬

‫ن�شاط عملي‬

‫ه ��و عبارة ع ��ن الن�ش ��اطات التجريبية العملي ��ة التي يجريها‬ ‫المتعلم ��ون داخل غرفة المختب ��ر �أو يجريها المعلم في حالة‬ ‫عدم توفر الأدوات والمواد الكافية �أو لخطورتها عليهم‪.‬‬

‫بحث‬

‫هو محاولة يتم من خاللها ممار�سة المتعلم لمهارات البحث‬ ‫العلم ��ي و�أ�س ��اليبه ب�ص ��ورة مب�س ��طة م�س ��تخدم ًا الم�ص ��ادر‬ ‫المعرفية المختلف ��ة المتوفرة بين يدي ��ه ( المكتبة العلمية)‬ ‫البرام ��ج الحا�س ��وبية ال�ش ��بكة المعلوماتي ��ة ‪ ,‬وغيرها ‪ ,‬دون‬ ‫مطالبته بها في عمليات التقويم النهائية ‪.‬‬ ‫و‬

‫الرمز‬

‫الفقرة‬

‫مدلوالتها‬

‫مناق�شة‬

‫هي تلك الت�س ��ا�ؤالت التي ت�س ��هم في تنمية مهارات التفكير لدى‬ ‫المتعلمي ��ن وترتبط ارتباطا وثيقا بمو�ض ��وع الدر�س ويطالب بها‬ ‫في عمليات التقويم المختلفة‪.‬‬

‫تذكر �أن‬

‫ي ��راد به ��ا تذكير المتعل ��م ببع� ��ض المفاهي ��م �أو العالقات ذات‬ ‫العالقة بالمو�ضوع دون �أن ت�ستهدف بذاتها في عمليات التقويم‪.‬‬

‫الكيمياء في‬ ‫حياتنا‬

‫يق�ص ��د بها التطبيقات الحياتية للمو�ض ��وع �أو فق ��رات منه تزيد‬ ‫من دافعي ��ة التعلم لدى المتعلمين وت�ش ��عره ب�أهمية الكيمياء في‬ ‫الحياة بكافة منا�شطها وم�ستلزماتها‪.‬‬

‫علماء‬

‫لعر�ض منجزات علماء العرب والم�سلمين في الما�ضي والحا�ضر‬ ‫بهدف تنمية روح االعتزاز ب�أمتنا وبيان �أثر العلوم الإ�سالمية في‬ ‫تنوير العالم خا�ص ��ة في مجال العلوم التجريبية ‪ ,‬ورفع م�س ��توى‬ ‫الثقة بالذات و�أن بالإمكان المناف�سة في عالم يعج بالمبتكرات ‪.‬‬

‫زيارة ميدانية‬

‫هي نوع من الن�ش ��اطات الحيوية خارج ال�ص ��ف يو�صى بتنفيذها‬ ‫جماعي� � ًا �أو فردي� � ًا ‪ ,‬يت ��م خالله ��ا ت�س ��جيل التقاري ��ر الو�ص ��فية‬ ‫والت�سا�ؤالت ثم تتم مناق�شتها مع المعلم وباقي الطالب‪ ,‬دون �أن‬ ‫يدخل في عمليات التقويم النهائية للف�صل الدرا�سي‪.‬‬

‫ت�صميم عر�ض‬

‫لتوظي ��ف التقنية الحديثة وم�ص ��ادر المعلوم ��ات و�أدوات تطوير‬ ‫المهارات لدى المتعلمين ‪ ,‬في مزيد من التعلم الفردي والجماعي‪.‬‬

‫وقفة ت�أمل‬

‫للفت االنتباه �إلى ما ي�ستدعي الت�أمل والتفكر مما يعزز االتجاهات‬ ‫الوجدانية وينمي االتجاهات الإيمانية ‪.‬‬

‫عر�ض فيديو‬

‫ن ��وع م ��ن معين ��ات التعل ��م ال�س ��معية الب�ص ��رية المتحركة ذات‬ ‫العالقة بالمو�ض ��وع ‪ ،‬ي�ؤدي توظيفها �إلى مزيد من تحقيق التعلم‬ ‫وتعزيزه‪.‬‬ ‫ز‬

‫الوحدة الأولى‪ :‬المواد الكيميائية المنزلية‬ ‫الف�صل الأول (الكيمياء المنزلية)‬ ‫ ·‬ ‫· ‬ ‫· ‬ ‫· ‬ ‫· ‬ ‫·‬ ‫· ‬ ‫· ‬ ‫· ‬ ‫· ‬

‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪22‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪31‬‬ ‫‪35‬‬ ‫‪40‬‬

‫الأهداف‬ ‫المقدمة‬ ‫ال�صابون‬ ‫المنظفات ال�صناعية‬ ‫العطور‬ ‫ا�ستخال�ص الزيوت العطرية‬ ‫البخور‬ ‫المبيدات الكيميائية‬ ‫الأ�سمدة الكيميائية‬ ‫�أ�سئلة الف�صل الأول‬

‫الف�صل الثاني ( الكيمياء الدوائية)‬ ‫‪42‬‬ ‫‪43‬‬ ‫‪44‬‬ ‫‪45‬‬ ‫‪47‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪54‬‬ ‫‪57‬‬ ‫‪57‬‬ ‫‪58‬‬ ‫‪58‬‬ ‫‪59‬‬ ‫‪66‬‬

‫الأهداف‬ ‫المقدمة‬ ‫الكيمياء الدوائية‬ ‫الأدوية الكيميائية‬ ‫طرق ت�صنيع المركبات الدوائية‬ ‫م�سكنات الألم‬ ‫الم�ضادات الحيوية‬ ‫م�ضادات الح�سا�سية‬ ‫م�ضادات الحمو�ضة‬ ‫م�ضادات االلتهابات اال�سترويدية‬ ‫الملينات‬ ‫الأم�صال الطبية‬ ‫�أ�سئلة الف�صل الثاني‬ ‫حـ‬

‫الف�صل الثالث‪( :‬الكيمياء الغذائية)‬ ‫‪68‬‬ ‫‪69‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪82‬‬ ‫‪99‬‬ ‫‪105‬‬ ‫‪109‬‬ ‫‪119‬‬

‫الأهداف‬ ‫المقدمة‬ ‫المواد الغذائية الأ�سا�سية‬ ‫البروتينات‬ ‫الكربوهيدرات‬ ‫الفيتامينات‬ ‫الأمالح المعدنية‬ ‫الم�ضافات الغذائية‬ ‫�أ�سئلة الف�صل الثالث‬

‫الف�صل الرابع ‪( :‬ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية)‬ ‫‪122‬‬ ‫‪123‬‬ ‫‪123‬‬ ‫‪128‬‬ ‫‪132‬‬ ‫‪144‬‬

‫الأهداف‬ ‫المقدمة‬ ‫الإ�سمنت‬ ‫�صناعة الإ�سمنت‬ ‫الزجاج‬ ‫�أ�سئلة الف�صل الرابع‬

‫ط‬

‫الف�صل الخام�س ( التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة)‬ ‫الأهداف‬ ‫المقدمة‬ ‫�صور الخامات المعدنية في الق�شرة الأر�ضية‬ ‫ت�صنيف المعادن‬ ‫التعدين‬ ‫بع�ض الثروات المعدنية في المملكة وطرق ا�ستخال�صها‬ ‫الذهب‬ ‫الحديد‬ ‫الألومينيوم‬ ‫�أهم ال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫�صناعة الورق‬ ‫�صناعة حم�ض الكبريت‬ ‫�صناعة حم�ض النتروجين‬ ‫ت�صنيع بع�ض القلويات المعدنية‬ ‫�أ�سئلة الف�صل الخام�س‬

‫‪146‬‬ ‫‪147‬‬ ‫‪147‬‬ ‫‪148‬‬ ‫‪150‬‬ ‫‪152‬‬ ‫‪152‬‬ ‫‪152‬‬ ‫‪160‬‬ ‫‪175‬‬ ‫‪175‬‬ ‫‪182‬‬ ‫‪187‬‬ ‫‪190‬‬ ‫‪194‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س (الكيمياء والبيئة)‬ ‫‪198‬‬ ‫‪199‬‬ ‫‪199‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪203‬‬ ‫‪206‬‬ ‫‪206‬‬ ‫‪209‬‬ ‫‪212‬‬ ‫‪214‬‬

‫الأهداف‬ ‫المقدمة‬ ‫علم البيئة‬ ‫النظام البيئي‬ ‫التلوث البيئي‬ ‫ق�ضايا بيئية‬ ‫ثقب الأوزون‬ ‫االحتبا�س الحراري‬ ‫الكيمياء الخ�ضراء‬ ‫�أ�سئلة الف�صل ال�ساد�س‬

‫ي‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫نتوقع منك في نهاية الف�صل �أن‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تميز بين الأنواع المختلفة للمواد الكيميائية المنزلية‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تتعرف �أنواع المنظفات ال�شائعة اال�ستخدام في المنزل ووظائفها وتركيبها ومخاطرها‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تتعرف �أنواع ال�صابون والمواد الم�ضاف �إلية وطرق ت�صنيفها وتح�ضيرها في المختبر والمنزل‪.‬‬ ‫‪ - 4‬تتعرف �أنواع العطور وملطفات الهواء ووظائفها واال�ستخدام الأمثل لها ومخاطرها‪.‬‬ ‫‪ - 5‬تتعرف اال�ستخدامات المنزلية للبال�ستيك واال�ستخدام الأمثل لها والمخاطر المحتملة لها‪.‬‬ ‫‪ - 6‬تتعرف �أنواع المواد الكيميائية الم�ستخدمة في الزراعة المنزلية‪.‬‬ ‫‪ - 7‬تتعرف �أنواع المبيدات الح�شرية ووظائفها واال�ستخدام الأمثل لها ومخاطرها‪.‬‬ ‫‪ - 8‬تتعرف �أنواع الأ�سمدة الكيميائية ووظائفها واال�ستخدام الأمثل لها ومخاطرها‪.‬‬ ‫‪ - 9‬تجري بع�ض الن�شاطات العملية على مواد كيميائية منزلية‪.‬‬ ‫‪ - 10‬تنمي مهارات عملية في التعامل مع المواد الكيميائية المنزلية‪.‬‬ ‫‪ - 11‬تتوخى الدقة والحذر عند التعامل مع المواد الكيميائية المنزلية الخطرة‪.‬‬

‫‪2‬‬

‫المقدمة‬ ‫منذ قديم الزمان والإن�سان ي�ستخدم العديد من المواد الطبيعية في‬ ‫مختلف مجاالت حياته اليومية �س ��واء في م�سكنه �أو ملب�سه �أو زراعته �أو‬ ‫و�سائل التنظيف وقد كانت هذه الموا د م�صنعة من م�صادر طبيعية لذا‬ ‫كان ��ت قليلة وذات ا�س ��تخدامات محددة‪ .‬ومع اكت�ش ��اف النفط وما تبعه‬ ‫من تقدم هائل في مجال ال�صناعة ودخول عهد البتروكيميائيات ظهرت‬ ‫مواد جديدة ا�س ��تعملت في مختلف مناحي الن�شاط الإن�ساني‪.‬و�أ�صبحت‬ ‫مالزمة لنا في منـازلنا‪ ,‬وذلك من واقـع متطلبات حياتنا اليومية‪.‬‬ ‫�شكل (‪)1-1‬بع�ض المواد‬ ‫الم�ستخدمة في المنزل‬ ‫يحت ��وي المطبخ المنزلي على العديد من الم ��واد الغذائية و المـواد‬ ‫البال�س ��تيكية الم�ص ��نعة كيميائي ًا واليكاد يخلو البيت من مــواد عطرية ومنظفات مختلفة ومبيدات ح�شرية‬ ‫وزراعية وغير ذلك من المواد الكيميائية الأخرى ‪� .‬إنـها كيمياء المنزل التي بــات من ال�ضروري �إلمـامنا التام‬ ‫بها من منطلق ثقافة علمية �أ�سا�سية ومهمة حتى لغير المتخ�ص�صين‪ ,‬فكــما �أن هذه المـواد قد �ســاهمت في‬ ‫ا�ستقرار الحياة لدينا �إال �أن لها من المخــاطر ما يحتم علينا �أخذ الحيطة والحذر عند التعامل معها داخل‬ ‫منازلنـا ‪ ،‬فالعطور وملطفات الهواء والمبيدات الح�ش ��رية والزراعية وكذلك المنظفات بجميع �أنواعــها بما‬ ‫فيها منظفات ال�ص ��ودا كاوية الأ�ش ��د خطر ًا في المن ��زل كلها تحتاج �إلى الحذر ال�ش ��ديد عند التعامل معها‬ ‫و�أماكن حفظـها وكيفية ا�س ��تخدامها وكذلك درا�سة �آثــارها ال�صحية الم�ستقبلية على �أفراد الأ�سرة ‪.‬و�سوف‬ ‫نتناول في هذا الف�صل درا�سة بع�ض هذه المواد وطرق تح�ضيرها وتركيبها وفوائدها ومخاطرها‪.‬‬ ‫من خالل حياتك اليومية ا�ستخدمت العديد من هذه المواد‪.‬‬ ‫فهل با�ستطاعتك �أن تذكر بع�ض المواد الكيميائية الموجودة في منزلك ؟‬ ‫هل يمكنك التمييز بين هذه المواد وت�صنيفها �إلى فئات ؟‬ ‫هل تعرف تركيب هذه المواد �أو طرق ت�صنيعها ؟‬ ‫ما المخاطر التي تن�ش�أ من �سوء ا�ستخدام هذه المواد ؟‬

‫‪3‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫لعلك الحظت من خالل �إجابتك على الأ�س ��ئلة ال�س ��ابقة �أن المواد الكيميائية المنزلية يمكن �أن ن�صنفها �إلى‬ ‫�أ�صناف �أهمها‪:‬‬ ‫ال�صابون والمنظفات‬

‫المواد الكيميائية‬ ‫المنزلية‬

‫المبيدات الح�شرية‬

‫العطور‬

‫البال�ستيك‬

‫الأ�سمدة‬

‫وهناك الكثير من الأ�صناف الأخرى التي ال يت�سع المجال لذكرها‪.‬‬

‫ال�صابون ‪:Soap‬‬ ‫لقد اهتم الإ�سالم بالنظافة حتى جعل الو�ضوء والطهارة �شرط ًا ل�صحة ال�صالة؛ و(النظافة من الإيمان)‬ ‫عبارة نرددها دائما حتى ُيعتاد على النظافة؛ ومنذ القدم والإن�س ��ان ي�س ��تعمل مواد منظفة تحدث رغوة في‬ ‫الماء م�ستخل�صة من النباتات‪.‬‬ ‫ُيعد ال�صابون من �أقدم المواد التي ا�ستخدمت في التنظيف ‪ ,‬حيث كان يتم تح�ضيره قديم ًا في المنزل‬ ‫بخلط الزيوت وال�شحوم مع المادة القلوية الم�ستخل�صة من رماد بع�ض الأ�شجار �أو بع�ض الأع�شاب البحرية‪,‬‬ ‫ثم تطورت �صناعته بعد اكت�شاف التركيب الكيميائي للزيوت والدهون في �أوائل القرن الما�ضي ‪ .‬فال�صابون‬ ‫م ��ادة منظف ��ة ناتجة من تفاعل الزيوت �أوالدهون مع المواد القلوية وقد �س ��اعد التق ��دم العلمي على ابتكار‬ ‫�أ�صناف جديدة ومتنوعة من ال�صابون تتنا�سب مع االحتياجات المتجددة للإن�سان‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪4‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫�إن رغبة الإن�سان في الح�صول على �أق�صى قدر من النظافة جعلت ال�صابون والمنظفات من �أكثر المواد‬ ‫ال�ص ��ناعية ا�ستهالك ًا مما �أدى �إلى تنوع كبير في �إنتاجه و�صناعته ف�أ�صبح من ال�صناعات الهامة التي يعتمد‬ ‫عليها اقت�صاد بع�ض الدول وتناف�ست ال�شركات ال�صناعية في تطوير �صناعته و�إليك �أهم �أنواع ال�صابون ‪:‬‬ ‫ال�صابون ال�سائل‬ ‫ال�صابون العادي‬

‫ال�صابون الرخو‬ ‫�أنواع ال�صابون‬

‫ال�صابون الطري‬ ‫(اللين)‬

‫ال�صابون الطبي‬

‫لق ��د حث الإ�س�ل�ام عل ��ى النظاف ��ة وجعلها �أ�س ��ا�س العب ��ادة ومفتاح� � ًا لها‪,‬‬ ‫فيو�صي الإ�سالم بالتجمل في غير �إ�سراف والثوب الطيب دليل على طيب الالب�س‪ ،‬وهذا مما �أو�صى‬ ‫{ �سورة المدثر‬ ‫ ‬ ‫اهلل به ر�سوله الكريم ‪ .‬قال تعالى ‪} :‬‬ ‫�آية (‪ .) 4-1‬وروي عن جابر ر�ضي اهلل عنه �أن النبي �صلى اهلل عليه و�سلم ر�أى رج ًال �أ�شعث الر�أ�س‬ ‫فقال ‪�« :‬أما يجد هذا ما ي�س ��كن به �ش ��عره» ور�أى رج ًال �آخر عليه ثياب و�سخة فقال ‪�« :‬أما يجد هذا‬ ‫ما يغ�سل به ثيابه»‪ .‬ويدل هذا على �أن الدين الإ�سالمي ال ير�ضى ب�إهمال المرء نظافة ج�سده وثوبه‬ ‫و�ش�ؤونه اليومية‪ ,‬فالم�سلم ي�ضم �إلى نظافة ج�سده وجمال ملب�سه نظافة باطنه‪ ،‬وهي من الأهداف‬ ‫ال�سامية التي دعا �إليها الإ�سالم وتعاليمه ال�سمحة‪.‬‬

‫‪5‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫�أنواع ال�صابون‪:‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫�صناعة ال�صابون‪:‬‬ ‫�إن المواد الخام التي تدخل في �ص ��ناعة ال�صابون‬ ‫تق�سم �إلى ق�سمين‪:‬‬

‫�أو ًال‪ :‬المواد الأولية (الأ�سا�سية) وت�شمل‪:‬‬

‫=‬

‫‪O‬‬ ‫‪CH2 - O - C - R1‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH - O - C - R2‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH2 - O - C - R3‬‬

‫=‬

‫=‬

‫�أ‌‪ -‬الزيوت والدهون‪ :‬حيث ت�ستخل�ص ال�شحوم والدهون من‬ ‫الن�سيج ال�شحمي للحيوانات‪� ,‬أما الزيوت فهي �سائلة في درجة‬ ‫الحرارة العادية‪ ,‬وت�س ��تخرج من ثمار النباتات �أو بذورها �أو‬ ‫منهما معا‪ .‬والزيوت وال�شحوم مت�شابهة في تركيبها وخوا�صها‪,‬‬ ‫فه ��ي تتركب م ��ن قاعدة هي الجلي�س ��رين مرتبطة مع بع�ض‬ ‫الأحما�ض الدهنية بن�سب مختلفة‪ ,‬كما في ال�شكل المجاور‪.‬‬ ‫ب ‪ -‬القواع���د القلوي���ة ‪ :‬عرف ��ت �س ��ابق ًا �أن م ��ن مكون ��ات‬ ‫ال�صابون المواد القلوية ويو�ضح الجدول التالي �أهم و�أ�شهر‬ ‫القواعد القلوية الم�ستخدمة في �صناعة ال�صابون‪.‬‬

‫�شكل (‪ )2-1‬المواد الأولية في �صناعة ال�صابون‬

‫ال�صيغةالعامة للزيت �أو الدهن‬

‫المادة‬ ‫هيدروك�سيد ال�صوديوم‬

‫ال�صيغة‬ ‫‪NaOH‬‬

‫ا�ستعمالها‬ ‫في �صناعة ال�صابون‬

‫كربونات ال�صوديوم‬

‫‪Na2CO3‬‬

‫كربونات البوتا�سيوم‬

‫‪K2CO3‬‬

‫هيدروك�سيد البوتا�سيوم‬

‫‪KOH‬‬

‫مادة مالئة في ال�صابون ال�صلب‪.‬‬ ‫مادة قديمة ا�ستخدمت في �صناعة ال�صابون‬ ‫ويتم الح�صول عليها من حرق الأع�شاب‬ ‫و�إذابة رمادها في الماء ‪.‬‬ ‫في �إنتاج ال�صابون الرخو و�صناعة �صابون‬ ‫الحالقة‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪6‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫=‬

‫=‬

‫=‬ ‫=‬

‫= =‬

‫جل�سرين‬ ‫كربوك�سيالت �صوديوم(�صابون)‬ ‫(غول ثالثي الهيدروك�سيل)‬ ‫حم�ض دهني‬

‫زيت �أو �شحم(�إ�ستر)‬

‫هناك �أنواع مختلفة وحديثة من ال�صابون؛ حاول �أن تجمع معلومات عن هذه الأنواع وكيفية ت�صنيعها ‪.‬‬

‫اختي���ار الزي���وت والدهون المنا�س���بة في تح�ض���ير ال�ص���ابون‪:‬‬ ‫تعتم ��د خوا�ص ال�ص ��ابون على نوعية الزي ��وت والدهون الداخلة في‬ ‫�ص ��ناعته‪ ،‬وتق�س ��م الزيوت �إلى ثالثة �أق�س ��ام رئي�س ��ية تختلف عن‬ ‫بع�ضها في كل من القوام وال�صفات‪.‬‬ ‫‪- 1‬الده ��ون والزي ��وت الثابت ��ة ‪ : Fixed‬ويك ��ون م�ص ��درها‬ ‫حيوان ��ي �أو نبات ��ي وتت�ص ��ف ب�أنه ��ا �أخف م ��ن الماء والت ��ذوب في الم ��اء ولكنها تكون م�س ��تحلب ًا ف ��ي الإيثر‬ ‫والكلوروف ��ورم وراب ��ع كلوريد الكرب ��ون وتنحل عند درجة ح ��رارة ‪3155‬م واليمكن تقطي ��ر هذه الزيوت‪.‬‬

‫‪7‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫�إن هذه المادة التي تعرف بال�ص���ابون هي نتاج عملية مزج الزيوت �أو ال�ش���حوم مع مادة قلوية كاوية‪,‬‬ ‫فعند �إذابة المادة القلوية في الماء و�إ�ضافتها �إلى ال�شحوم �أو الزيوت تحدث عملية يطلق عليها (الت�صبن)‬ ‫وبمج���رد ح���دوث ه���ذه العملية تب���د�أ المادة القلوية في التح���ول �إلى مادة معادلة �س���رعان ما تختفي بعد‬ ‫معالج���ة ال�ص���ابون لعدة �أ�س���ابيع ‪ ,‬فال�ص���ابون على الرغم م���ن احتوائه على مادة قلوي���ة �إال �أنه ال يحتوي‬ ‫عليها في �صورته النهائية‪ .‬ويتم التفاعل وفق المعادلة التالية‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‬‫‪CH2OCR‬‬ ‫‪CH2OH + RCO - Na‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫ت�صبن(حلم�أة)‬ ‫‪+‬‬ ‫‬‫‪CHOCR + 3NaOH‬‬ ‫‪CHOH‬‬ ‫‪R CO - Na‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH2OCR‬‬ ‫‪CH2OH‬‬ ‫‪R CO - Na‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫‪ - 2‬الزي ��وت الطي ��ارة ‪ :Volatile‬ويكون م�ص ��درها نباتي وتختلف عن بع�ض ��ها البع�ض في الوزن‬ ‫النوعي فبع�ضها خفيف وبع�ضها �أثقل من الماء وبع�ضها قليل الذوبان في الماء وتذوب في الغول‪.‬‬ ‫وت�ستخدم في �صناعة ال�صابون لت�ضفي عليه رائحة عطرية ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬الزيوت المعدنية ‪ :Mineral‬ت�شتق هذه الزيوت من طفل ( طين ) البرافين وهي زيوت �أخف‬ ‫م ��ن الم ��اء والتذوب في الم ��اء �أو في الغول وتنحل عند تقطيرها في �ص ��ناعة ال�ص ��ابون ولكنها‬ ‫ت�ستخدم ب�شكل وا�سع في تزييت الآالت ‪.‬‬ ‫بع�ض الدهون والزيوت المالئمة ل�صناعة ال�صابون‪:‬‬ ‫الرغوة‬ ‫الزيت الم�صنوع منه ال�صابون قوام ال�صابون‬ ‫رغوة ثابتة‬ ‫حد ما‬ ‫زيت فول �سوداني‬ ‫�صلب �إلى ٍّ‬ ‫رغوة ثابتة‬ ‫حد ما‬ ‫زيت الزيتون‬ ‫�صلب �إلى ٍّ‬ ‫رغوة ثابتة و�سريعة‬ ‫رخو‬ ‫زيت القطن‬ ‫رغوة ثابتة و�سريعة‬ ‫�صلب‬ ‫زيت جوز الهند‬ ‫رغوة ثابتة و�سريعة‬ ‫�صلب‬ ‫زيت البابايا‬ ‫رغوة ثابتة و�سريعة‬ ‫�صلب‬ ‫زيت بذور النخيل‬ ‫رغوة قليلة‬ ‫رخو‬ ‫زيت الخروع‬ ‫رخو ولزج رغوة قليلة وغير ثابتة‬ ‫القلفونية‬ ‫�صلب جد ًا‬ ‫بطئ‬ ‫�شحم حيواني‬ ‫يرغي نوعا ما‬ ‫�صلب‬ ‫زيت نخيل‬ ‫رغوة ثابتة‬ ‫�صلب‬ ‫دهون‬

‫الفعل التنظيفي‬ ‫متو�سط‬ ‫جيد‬ ‫جيد‬ ‫جيد جد ًا في الماء البارد والدافئ‬ ‫جيد جد ًا في الماء البارد والدافئ‬ ‫جيد جد ًا في الماء البارد والدافئ‬ ‫متو�سط‬ ‫متو�سط‬ ‫جيد‬ ‫جيد جد ًا‬ ‫جيد‬

‫وكل زيت يختار في عملية الت�صبن يحتاج �إلى مقدار معين من هيدروك�سيد ال�صوديوم لحدوث التفاعل‬ ‫المطلوب في عملية الت�ص ��بن؛ ف�إذا زدنا كمية هيدروك�سيد ال�صوديوم في ال�صابون ف�إن ذلك يمكن‬ ‫�أن ي�ؤدي �إلى تهيج وحروق في الجلد‪� ,‬أما وجود الدهون بكميات كبيرة ي�ؤدي �إلى �إك�س ��اب ال�ص ��ابون‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪8‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫ثانياً‪ :‬المواد الم�ضافة(مح�سنات ال�صابون)‪.‬‬ ‫هي مواد يتم �إ�ضافتها �إلى ال�صابون لتح�سين مظهره �أو لونه �أو رائحته ولي�س لها ت�أثير على عملية الت�صبن‬ ‫�أو �أي �ص ��فة منظفة‪ ,‬وهناك عدة �أ�سباب ال�س ��تخدام هذه المواد منها‪:‬‬ ‫الت�أثير المفيد لبع�ض هذه المواد على الب�شرة ‪.‬‬ ‫زيادة حجم الكمية النهائية المنتجة ‪.‬‬ ‫ال�ش ��كل الجمال ��ي لقطعة ال�ص ��ابون بعد �إ�ض ��افة هذه‬ ‫المواد والملم�س ال�صابوني ‪.‬‬ ‫االنتعا�ش الذي ي�شعر به الفرد نتيجة الروائح الطيبة ‪.‬‬ ‫�شكل (‪ ) 3-1‬بع�ض �أنواع ال�صابون‬ ‫ويتم �إ�ضافة هذه المواد الجافة في مرحلة ترك الأثر وهي المرحلة التي يغلظ عندها قوام ال�صابون تدريج ًيا‪,‬‬ ‫ويمكن تو�ضيح �أهم المواد الم�ضافة بالمخطط التالي‪:‬‬ ‫�سليكات ال�صوديوم ‪Na2SiO3‬‬ ‫المواد المالئة‬ ‫�سليكات المغني�سيوم ‪MgSiO3‬‬ ‫الن�شا‬ ‫الفونيك‬ ‫المواد المعقمة‬ ‫الفورمالين‬ ‫المواد الم�ضافة‬ ‫اليوريك‬ ‫(مح�سنات ال�صابون)‬ ‫مواد ع�ضوية مثل االينلين والكلوروفيل‬ ‫المواد الملونة‬ ‫مواد معدنية مثل �أخ�ضر الكروم وكبريتات النحا�س‬ ‫العطور‬ ‫(الروائح العطرية)‬

‫عطور طبيعية‬ ‫عطور �صناعية‬

‫‪9‬‬

‫نباتية مثل‪ :‬ين�سون‪� ,‬شمر‪,‬‬ ‫يا�سمين‪ ,‬لوز‬ ‫حيوانية مثل ‪ :‬الم�سك‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫يف�س ��د وتتغير رائحته ب�س ��هولة ‪ .‬وهناك طرق ح�سابية‬ ‫الناتج ملم�س� � ًا طري ًا وغير �ص ��لب و يمكن �أن ُ‬ ‫ت�س ��تخدم لح�س ��اب كمية الزيت والدهن المنا�سب ‪ .‬ويوجد برنامج �إلكتروني م�صمم من قبل �شركة‬ ‫(ثير�سالوت) على الإنترنت يقوم بالعمليات الح�سابية الالزمة لعملية الت�صبن‪.‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫مح�سنات ال�صابون‬ ‫�أ‪ -‬اختيار الروائح العطرية‬ ‫�أهم عن�ص ��ر في ت�صنيع ال�ص ��ابون هو اختيار رائحة‬ ‫جميلة ومميزة لإ�ض ��افتها �إليه وذلك ح�سب ا�ستعمال‬ ‫ال�ص ��ابون ‪.‬لذلك يجب اختيار زي ��وت عطرية تتحمل‬ ‫�شكل (‪ ) 4-1‬بع�ض �أنواع الزيوت العطرية‬ ‫عملية الت�ص ��بن وتكون �أكثر ثبات ًا ‪ .‬يمكن ا�ستخال�ص‬ ‫الزيوت العطرية من النبات عن طريق التقطير وتمتاز بارتفاع �أ�سعارها لأنها تحتاج �إلى كمية كبيرة‬ ‫من النبات ال�ستخال�ص ��ها ‪ ،‬وتعتبر عنا�ص ��ر قوية ال يجب مالم�ستها لب�شرة �صانع ال�صابون الح�سا�سة‬ ‫ومن الممكن عن طريق �أخ�ص ��ائي العالج معرفة الخ�ص ��ائ�ص العالجية للعديد من الزيوت العطرية‬ ‫وعل ��ى الرغ ��م من عدم الت�أكد من �ض ��رر عملية الت�ص ��بن على تلك الخ�ص ��ائ�ص �إال �أن ��ه من الم�ؤكد‬ ‫�أن الروائ ��ح العطري ��ة الم�ض ��افة يمكن �أن تت ��رك �أثر ًا طيب ًا ف ��ي النف�س مغيرة م ��ن الحالة المزاجية‬ ‫للأ�ش ��خا�ص‪ .‬ي�ستطيع �ص ��انعوا ال�صابون مزج الزيت الأ�سا�س ��ي بزهور طبيعية و�أع�شاب قبل �إ�ضافته‬ ‫�إلى ال�صابون عن طريق طحن البتالت �أو الأع�شاب ال�ستخال�ص الرائحة منها ‪.‬‬ ‫�أ�شهر الزيوت العطرية ‪:‬‬ ‫‪ )1‬زيت الغار بغرب الهند وي�ستخدم في �صناعة العطور و�صابون الرجال ‪.‬‬ ‫‪ )2‬زيت البرجموت وي�ستخدم في عالج حب ال�شباب ‪.‬‬ ‫‪)3‬زيت الإيلنج وي�ستخدم في ال�شامبو لتقوية ال�شعر‪.‬‬ ‫ب‪ -‬المواد الملونة‪:‬‬ ‫تُ�ضفي المواد الملونة على ال�صابون �ألوان ًا جميلة وجذابة ‪ .‬ولكن الم�شكلة الرئي�سية في عملية التلوين‬ ‫هي �أن هيدروك�س ��يد ال�صوديوم �س ��يحدث تفاع ًال ي�ؤدي �إلى نتائج غير متوقعة ‪ ,‬فال�صبغة الزرقاء قد‬ ‫تنتج �ص ��ابون ًا وردي اللون وا�س ��تخدام �شمع النحل للح�صول على �ص ��ابون بلون الع�سل واللبن قد تنتج‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪10‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫المادة الملونة‬ ‫فلفل �أحمر‬ ‫بودرة القرفة‬ ‫بودرة الكاكو‬ ‫بودرة الكاري‬ ‫بودرة الكركم‬ ‫فلفل بارد‬ ‫قطع من ال�شكوالته الخام‬ ‫كلوروفيل �سائل‬

‫درجة اللون‬ ‫بين الوردي والبرتقالي‬ ‫بيج‬ ‫بين لون القهوة واللون البني‬ ‫بين اللون الأ�صفر واللون البرتقالي الوردي‬ ‫�أ�صفر ذهبي‬ ‫اللون الوردي البرتقالي‬ ‫بني‬ ‫�أخ�ضر‬

‫طرق ت�صنيع ال�صابون ‪:‬‬ ‫تمر عملية �صناعة ال�صابون في مرحلتين مهما كانت طريقة ال�صناعة‪:‬‬ ‫مراحل ت�صنيع ال�صابون‬ ‫�شكل (‪ ) 5-1‬م�صهور ال�صابون‬

‫‪1‬‬

‫الح�صول على م�صهور ال�صابون‬

‫‪2‬‬

‫ت�شكيل م�صهور ال�صابون بال�شكل المرغوب‬

‫‪11‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫�ص ��ابونا بلون �أ�س ��ود وهذا يعتمد على نوع الزيوت الأ�سا�س ��ية الم�س ��تخدمة في ال�ص ��ابون وعلى كمية‬ ‫المادة الملونة الم�ضافة ‪ ,‬في�ستخدم ما يقارب ‪ 2.5‬جم من مواد التلوين لكل ‪ 454‬جم من ال�صابون‬ ‫ومزجها ثم �إعادتها �إلى الإناء مع التقليب ال�سريع‪ ،‬ويجب �أن تتم �إ�ضافة مواد التلوين ب�صورة �أف�ضل‬ ‫في مرحلة ترك الأثر بعد �إ�ضافة الزيوت العطرية لأنها يمكن �أن ت�ؤثر على اللون الأ�سا�سي لل�صابون‪,‬‬ ‫�أكثر الألوان ثبات ًا هي التي يمكن الح�صول عليها من عنا�صر طبيعية مثل المواد التالية‪:‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫وتتنوع طرق �صناعة ال�صابون ومن �أ�شهرها مايلي‪:‬‬ ‫‪ -1‬الطريق ��ة الب ��اردة ‪ -2‬طريق ��ة �ش ��به الغلي ��ان‬

‫‪ -3‬طريق ��ة الغليان‬

‫‪ -4‬الطريقة الم�س ��تمرة‬

‫�صناعة ال�صابون بالطريقة الباردة ‪:‬‬ ‫ي�ستخدم في هذه الطريقة زيت الخروع وجوز الهند واللذان يمكنهما التفاعل مع القاعدة القلوية (هيدروك�سيد‬ ‫ال�صوديوم ‪ -‬هيدروك�سيد البوتا�سيوم ) المركزين عند درجة الحرارة العادية وينتج عند ذلك ال�صابون‪.‬‬ ‫( ‪ ) 1 - 1‬كيف ت�صنع �صابونا ؟‬

‫الأدوات والمواد المطلوبة ‪:‬‬ ‫زيت‪ ,‬غول �إيثيلي‪ ,‬هيدروك�سيد‬ ‫�ص ��وديوم‪ ,‬محل ��ول كلوري ��د‬ ‫�ص ��وديوم م�ش ��بع‪ ,‬كلوري ��د‬ ‫الكال�سيوم‪ ،‬كلوريد مغن�سيوم‪,‬‬ ‫ك�ؤو� ��س زجاجي ��ة‪� ,‬أنابي ��ب‬ ‫اختبار‪� ,‬ساق زجاجية‪ ,‬قطعة‬ ‫قما�ش نظيفة‪ ,‬موقد بنزن‬

‫الخطوات‬ ‫(‪� )1‬ضع في دورق زجاجي ‪ 5‬مل من الزيت �أو الدهن ثم �أ�ضف �إليه‬ ‫‪25-20‬مل منالغول الإيثيليو‪25‬ملمنهيدروك�سيدال�صوديوم‪.‬‬ ‫(‪� )2‬س ��خن ال ��دورق في حمام مائ ��ي وحرك المزيج با�س ��تمرار‬ ‫�أثناء الت�سخين بوا�سطة �ساق زجاجية لمدة ‪ 30‬دقيقة ‪.‬‬ ‫(‪ )3‬بع ��د انتهاء المدة وتم ��ام عملية الت�ص ��نيع ت�ؤخذ قطرة من‬ ‫المحلول وتو�ض ��ع في الماء ف�إذا انف�ص ��ل الزيت دل ذلك على‬ ‫ع ��دم اكتم ��ال عملية الت�ص ��بن وفي ه ��ذه الحالة ا�س ��تمر في‬ ‫الت�سخين حتى يتم تبخير الغول ‪.‬‬ ‫(‪ )4‬ح�ضر محلول م�شبع من كلوريد ال�صوديوم في ك�أ�س زجاجية‪.‬‬ ‫(‪�)5‬أ�ض ��ف المزيج �إلى ‪ 150‬مل من محلول ‪ NaCl‬الم�ش ��بع في‬ ‫الك�أ�س‪.‬‬ ‫(‪� )6‬ضع قطعة �صغيرة من المادة ال�صلبة (ال�صابون) في �أنبوبة‬ ‫اختبار بها كمية قليلة من الماء المقطر ثم رج الأنبوبة‪ .‬ماذا‬ ‫تالحظ؟‬ ‫�شكل (‪ ) 6-1‬خطوات ت�صنيع ال�صابون‬ ‫(‪ )7‬كرر الخطوة ال�سابقة بعد �إ�ضافة محلول كلوريد الكال�سيوم �أو‬ ‫المغن�سيوم �إلى �أنبوبة االختبار ماذا تالحظ ؟ماذا ت�ستنتج ؟‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪12‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫�إر�شادات عامة يجب اتباعها عند تح�ضير ال�صابون‪:‬‬ ‫• يجب �أن ترتدي دائم ًا قفازات من المطاط عند التعامل مع هيدروك�س ��يد ال�ص ��وديوم ومزج‬ ‫ال�صابون ومعالجة ال�صابون حديث الت�صنيع ‪.‬‬ ‫• يجب �أن ترتدي نظارات واقية للعين عند ا�س ��تخدام �أو مزج محلول هيدروك�س ��يد ال�ص ��وديوم‬ ‫مع الدهون ‪.‬‬ ‫• ال تلم�س عينيك بعد لم�سك لهيدروك�سيد ال�صوديوم ‪.‬‬ ‫• يف�ضل و�ضع كمامة على الأنف عند �إ�ضافة الماء �إلى هيدروك�سيد ال�صوديوم لأنه �ستت�صاعد‬ ‫بع� ��ض الأبخرة من الإناء حيث �س ��تظل هذه الأبخرة لدقائق مع ��دودة �أو �أن تبعد وجهك دائم ًا عن‬ ‫هذه الأبخرة والعمل في مكان جيد التهوية ‪.‬‬ ‫• ال ت�ستخدم ال�صابون الذي قمت بت�صنيعه قبل انق�ضاء �أربعة �أ�سابيع ‪.‬‬ ‫• يجب االحتفاظ بزجاجة من الخل عند ت�صنيع ال�صابون‪ ،‬ف�إذا حدث وتطاير ال�صابون عن طريق‬ ‫الخط�أ ولم�س ج�س ��دك قم بغ�س ��ل الم�ساحة المعر�ضة لل�ص ��ابون بالخل ثم بالماء ‪� .‬أما �إذا تطاير‬ ‫ال�صابون و�أ�صاب عينيك يجب غ�سلهما بكميات كبيرة من الماء البارد قبل التوجه �إلى الطبيب ‪.‬‬ ‫• عند تنظيف �إناء ال�صابون اترك المزيج المتبقي الموجود فيه يجف ثم قم ب�شطفه في حقيبة‬ ‫بال�س ��تيك �أغلق الحقيبة جيدا ً ثم قم ب�إلقائها في �س ��لة المهمالت ‪� .‬أ�ض ��ف خ ًال �إلى الماء الذي‬ ‫�ستغ�سل به الإناء ثم اغ�سله ب�سائل غ�سل الأطباق ‪.‬‬

‫‪13‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫(‪� )8‬أ�ضف �إلى بع�ض محلول ال�صابون في �أنبوبة االختبار قطرات من حم�ض الهيدروكلوريك المركز‬ ‫والحظ انف�صال الأحما�ض الدهنية عن ال�صابون‪.‬‬ ‫(‪ )9‬اختر �إحدى الروائح العطرية والمواد الملونة و�أ�ضفها في مرحلة ترك الأثر للح�صول على منتج‬ ‫جذاب‪.‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫• يج ��ب �أن تت ��م عملية الت�ص ��بن في �أوعية ال ت�ص ��د�أ حتى يمكن منع وج ��ود �أمالح الحديد �أو‬ ‫النحا�س في قطع ال�ص ��ابون لأن �أمالح الحديد والنحا�س ت�ساعد و تُن�شط الأك�سدة وعدم وجودها‬ ‫ي�ساعد على ثبات لون ورائحة قطع ال�صابون ‪.‬‬ ‫�صناعة ال�صابون ال�سائل ‪:Manufacture Liquid Soap‬‬ ‫ال�ص ��ابون ف ��ي �ص ��ورته ال�ص ��لبة �أو (‪ )Bar or Cake‬ق ��د‬ ‫ي�سبب �أ�ضرار ًا عند اال�ستخدام في المغا�سل العامة هذا بالإ�ضافة‬ ‫�إلى �أن ال�ص ��ابون من �ص ��فاته االنزالق فوق الأر�ض ��يات والتعر�ض‬ ‫للنق ��ع بالماء عند وجود قطع ال�ص ��ابون ف ��ي الأحوا�ض واالنحالل‬ ‫�شكل (‪� )7-1‬صابون �سائل‬ ‫عن ��د تعر�ض ��ه للن ��دى والت�ش ��بع بالماء وتحول ��ه �إلى م ��ادة لزجة ‪.‬‬ ‫ولتجن ��ب هذه الأ�ض ��رار الناتجة عن ا�س ��تخدام ال�ص ��ابون في �ص ��ورته ال�ص ��لبة اتجه التفكير �إلى ت�ص ��نيع‬ ‫ال�ص ��ابون في �ص ��ورته ال�سائلة (‪ ،)Liquid‬و�أ�ص ��بح �أكثر انت�شار ًا من ال�صابون ال�ص ��لب فهو ي�ستخدم في‬ ‫المن�ش� ��آت العام ��ة‪ ,‬والمدار�س ‪ ,‬والفنادق ‪ ,‬والم�ست�ش ��فيات وغيره ��ا ‪ .‬هذا �إلى جانب الفائدة االقت�ص ��ادية‬ ‫من ا�س ��تعمال ال�ص ��ابون ال�س ��ائل مقارنة بال�ص ��ابون ال�ص ��لب‪ .‬واالختالف الأ�سا�سي بين ال�ص ��ابون ال�سائل‬ ‫وال�ص ��ابون ال�صلب يرجع �إلى ا�ستخدام هيدروك�سيد البوتا�سيوم (البوتا�س الكاوية ‪)Caustic potash‬‬ ‫في ال�ص ��ابون ال�س ��ائل وا�س ��تخدام هيدروك�س ��يد ال�ص ��وديوم ( ال�ص ��ودا الكاوي ��ة ‪ )Caustic Soda‬في‬ ‫ال�صابون ال�صلب ‪ .‬ومن �أكثر الزيوت ا�ستخدام ًا في ال�صابون ال�سائل زيت جوز الهند (‪.)Coconutoil‬‬ ‫(‪ )2 - 1‬ت�صنيع ال�صابون ال�سائل‪:‬‬ ‫خطوات العمل‪:‬‬ ‫(‪ )1‬ي�صب ن�صف كمية الماء في �إناء من البال�ستيك ثم‬ ‫تو�ضع علية البوتا�سا الكاوية مع التقليب للت�أكد من عملية‬ ‫الذوبان ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪14‬‬

‫الأدوات والمواد المطلوبة‪:‬‬ ‫‪ 1‬كج ��م حامـــــ� ��ض �س ��لفــونــيــــك‪25،‬جم‪,‬‬ ‫هيدروك�س ��يد البوتا�س ��يوم(بوتا�س كاوي ��ة)‪,‬‬ ‫‪ 8‬لت ��رات ماء ع ��ادي ‪ ,‬وعاء بال�س ��تيك‪ ,‬ملح‬ ‫طعام‪ ,‬جل�سرين‪ ,‬ملعقة‪ ,‬روائح ومواد ملونة‪.‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫مع التقليب‪ .‬يو�ضع محلول البوتا�س الكاوية �إلي المحلول المخفف لمادة حم�ض ال�سلفونيك‪.‬‬ ‫(‪ )3‬يو�ض ��ع عل ��ي المزيج الملح والروائح والجل�س ��رين ث ��م التقليب لفترة حتى يت ��م الدمج الكامل‬ ‫لل�صابون‪ .‬ويظهر اللون‬ ‫(‪ )4‬ثم يعب�أ بالقمع البال�ستيك في زجاجات ح�سب العبوة المطلوبة‪.‬‬ ‫(‪ )5‬وعند الرغبة في عمل طبقة هالمية �سميكة لقوام ال�صابون ال�سائل ي�ضاف ملء ملعقة من ملح‬ ‫الطعام على المخلوط ويذاب ويقلب المخلوط فيعطي القوام المطلوب لل�صابون ال�سائل‪.‬‬ ‫ملحوظة‪:‬‬ ‫لك ��ي تختب ��ر مدى ج ��ودة المنتج قم ب ��رج الخليط جيدا لمدة ‪ 10‬ث ��وانٍ ‪ ،‬ثم �أتركه ل ��و وجدت رغوة‬ ‫�شديدة ظلت لحوالي ‪ 10 - 5‬ثوانٍ ‪ ،‬فبذلك تكون نجحت في �صناعة ال�صابون ال�سائل ‪ .‬عند �إ�ضافة‬ ‫اللون �إذا كان على هيئة بودرة يذاب �أو ًال في الماء ثم ي�ضاف �إلى ال�صابون‪.‬‬

‫بالرجوع �إلى م�صادر المعلومات لديك �أو الذهاب �إلى �أقرب م�صنع لل�صابون في منطقتك‬ ‫�أكتب تقرير ًا عن طرق ت�صنيع ال�صابون الأخرى‪.‬‬

‫كيف يعمل ال�صابون على �إزالة الأو�ساخ ؟‬ ‫يمكن تف�س ��ير عمل ال�ص ��ابون كمنظف للمالب�س والأواني و�إزالة الأو�ساخ والعرق عن ج�سم الإن�سان على‬ ‫النحو التالي ‪:‬‬ ‫تعتمد فكرة تنظيف ال�صابون على خف�ض التوتر ال�سطحي للماء من خالل جزئيه حيث يت�ألف ال�صابون‬ ‫( �أمالح الأحما�ض الدهنية ) من جزء قطبي يذوب في الماء وجزء هيدروكربوني ال يذوب في الماء‪.‬‬

‫‪15‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫(‪ )2‬ي�ص ��ب ن�صف كمية الماء في �إناء �آخر من البال�ستيك ثم يو�ضع عليه مادة حم�ض ال�سلفونيك‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫�سل�سلة هيدروكربونية‬ ‫نافرة من الماء‬ ‫(م�ؤخر الجزئ)‬ ‫مجموعة وظيفية �أليفة للماء‬ ‫(مقدم الجزئ)‪.‬‬

‫كم ��ا ف ��ي ال�ش ��كل ( ‪ ) 8-1‬حي ��ث يق ��وم الج ��زء‬ ‫الهيدروكربوني ب�إذابة الده ��ون وتفكيكها ليعمل الماء المذيالت‬ ‫عل ��ى �إزالته ��ا ‪.‬فعند �إذابة ال�ص ��ابون في الماء تنت�ش ��ر مث���ال عل���ى ج���زئ منظ���ف �ص���ابوني‬ ‫جزيئاته وتك ِّون ما ي�شبه الدوائر ال�صغيرة كما في ال�شكل ي�ستعمل في �صابون المطابخ‪.‬‬ ‫(‪ )9-1‬حيث ت�صطف الجزيئات بحيث تكون �أطرافها‬ ‫الغي ��ر محب ��ة للماء للداخ ��ل ور�ؤو�س ��ها المحب ��ة للماء‬ ‫للخارج ويعرف ال�ش ��كل الذي تتخذه جزيئات ال�صابون‬ ‫المذاب ��ة ف ��ي الماء بالمي�س ��يل هو ما ي�س ��مى بالرغوة‪.‬‬ ‫�شكل (‪ ) 8-1‬تركيب ال�صابون‬

‫قمت ب�ش ��راء �صابون ووجدت به عيب ًا �أو لم تعجبك‬ ‫نتائجه ‪ .‬فكر في جميع الطرق الممكنة لال�ستفادة منه‬ ‫بد ًال من �إلقائه‪.‬‬

‫المنظفات ال�صناعية ‪:Detergent‬‬

‫�شكل (‪ )9-1‬عمل ال�صابون في �إزالة الأو�ساخ‬

‫نظ ��ر ًا للزي ��ادة في ع ��دد ال�س ��كان وبالتالي الزي ��ادة في‬ ‫ا�س ��تهالك الدهون ف ��ي الغذاء وغيرها من مج ��االت الحياة‪.‬‬ ‫�أدى �إل ��ى النق�ص ف ��ي الزيوت والده ��ون وال�ش ��حوم النباتية‬ ‫والحيوانية الم�س ��تخدمة في �صناعة ال�صابون بالإ�ضافة �إلى‬ ‫�أن َّ ال�صابون العادي ال يعمل في الماء الع�سر فقد لج�أ العلماء‬ ‫�إلى ت�ص ��نيع بديل لل�صابون يقوم بعملية التنظيف با�ستخدام‬ ‫مواد غير دهنيه ‪ .‬وقد تم اكت�ش ��اف �أول منظف �صناعي عام‬ ‫�شكل (‪ ) 10-1‬مجموعة من المنظفات ال�صناعية‬ ‫‪1916‬م وا�ستخدم في تنظيف الأ�صواف ‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪16‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫�أ�شكال المنظفات ال�صناعية‪:‬‬ ‫ت�صنع المنظفات ال�صناعية على عدة �أ�شكال هي‪:‬‬ ‫حبيب ��ات �ص ��غيرة �أو م�س ��حوق ناع ��م �أو �س ��ائل وتتك� � َّون‬ ‫المنظف ��ات ال�ص ��ناعية المعروف ��ة في الأ�س ��واق م ��ن خليط من‬ ‫الم ��واد �إحداهم ��ا ه ��ي الم ��ادة الفعالة الت ��ي تنتج م ��ن البترول‬ ‫وتخل ��ط معه ��ا م ��واد �إ�ض ��افية م�س ��اعدة كم ��واد التبيي� ��ض‬ ‫والم ��واد المالئ ��ة وم ��واد مبلل ��ة وعطور وم ��واد ملون ��ة وغيرها‪.‬‬ ‫وتترك ��ب جزيئ ��ات المنظفات ال�ص ��ناعية كما في ال�ص ��ابون‬ ‫م ��ن جزيئ ��ات طويل ��ة تت�أل ��ف من ج ��زء �ص ��غير قطبي و�سل�س ��لة‬ ‫هيدروكربونية غير قطبية طويلة كما في ال�شكل ( ‪.) 11-1‬‬

‫�شكل (‪) 11-1‬‬ ‫تركيب كيميائي لمنظف �صناعي‬

‫ت�صنيف المنظفات ال�صناعية‪:‬‬ ‫ت�صنف المنظفات ال�صناعية تبعاً لكيفية عملها �إلى‪:‬‬

‫�أ‌‪ -‬المنظفات الأنيونية (المنظفات ال�سالبة) ‪:Anionic detergents‬‬

‫وم ��ن �أكثره ��ا انت�ش ��ارا �س ��لفونات �ألكي ��ل البنزي ��ن ومن ال�ص ��فات غي ��ر المرغوب ��ة �أنه غي ��ر قابل‬ ‫لل ّتحلُّ ��ل بالبكتيري ��ا ف ��ي مي ��اه الأنه ��ار ومحطات ال�ص ��رف ال�ص ��حي مما ي�س ��بب تلوث تل ��ك المناطق‬

‫‪17‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫وا�ستمرت الأبحاث للح�صول على منظفات �صناعية ذات جودة عالية ‪.‬‬ ‫و�شهدت هذه ال�صناعة تطور ًا هائ ًال ف�أمكن بعد �سنة ‪1950‬م �صناعة منظف �صناعي من منتجات‬ ‫البترول ‪.‬وتتميز هذه المنظفات بمميزات �أهمها‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تتفوق على ال�صابون في المياه الحم�ضية �أو القلوية‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تعمل في المياه الع�سرة لعدم تر�سيبها لأمالح الكال�سيوم �أو المغني�سيوم‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تعد الأف�ضل في غ�سل الأقم�شة ال�صوفية �أو الحريرية لأنها متعادلة‪.‬‬ ‫‪� - 4‬سهلة الذوبان في المياه الباردة وال�ساخنة وتنظف في جميع درجات الحرارة‪.‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫ولقد وجد �أنه كلما كانت �سل�سلة الألكيل الفرعية المرتبطة بحلقة البنزين م�ستقيمة كان التحلل �أ�سهل‪،‬‬ ‫وهي �شائعة اال�ستعمال في م�ساحيق و�سوائل الغ�سيل ومن �أمثلتها �أي�ضا كبريتات الألكيل‪.‬‬ ‫‪SO3- Na+‬‬

‫‪C12H25‬‬

‫�سلفونات �ألكيل البنزين (‪� )ABS‬سل�سلة متفرعة‬

‫‪SO3- Na+‬‬

‫‪CnH2n+1‬‬

‫�سلفونات �ألكيل البنزين (‪� )LAS‬سل�سلة م�ستقيمة‬ ‫�سلفونات ال�صوديوم الهيدروجينية‬

‫‪n-C11H23CH2OSO3-Na+‬‬

‫وظيفة المادة‬

‫نوعها‬

‫ن�سبتها‬

‫مادة ع�ضوية فعالة منظفة‬

‫‪� ABS‬أو ‪LAS‬‬

‫‪%20-15‬‬

‫مواد بناءة غير ع�ض ��وية مزيلة للع�س ��ر والو�ساخ‬

‫�صوديوم تراي بولي فو�سفات‬

‫‪%50-30‬‬

‫مادة للتبي�ض‬

‫�صوديوم بيريورات‬

‫‪% 15-1‬‬

‫م�ضاد لل�صد�أ‬

‫�سيليكات ال�صوديوم‬

‫‪% 10-5‬‬

‫مانع لتر�سيب الأو�ساخ على المالب�س‬

‫�صوديوم كاربوك�س �سيليلوز‬

‫‪% 3-0.5‬‬

‫مواد مزهرة‬ ‫مواد مالئة‬

‫‪% 0.8 -0.3‬‬ ‫كبريتات ال�صوديوم والعطور ومواد ملمعة ‪% 25 - 5‬‬

‫ماء‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪%15-8‬‬

‫‪18‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫تتميز هذه المنظفات بوجود �شحنة موجبة لها خا�ص ّية‬ ‫الذوب ��ان في الماء وه ��ذه ِّ‬ ‫المنظفات هي �أم�ل�اح الأمونيوم‬ ‫ال ُّرباعي ��ة وتحتوي على �سل�س ��لة �ألكيلية طويلة ‪ .‬ويعتبر هذا‬ ‫النوع من المنظفات الجيدة؛ حيث يمتلك خا�ص ��ية مقاومة‬ ‫الجراثي ��م ‪ .‬لذل ��ك ي�س ��تخدمه الأطباء لغ�س ��ل �أيديهم قبل‬ ‫العمليات الجراحية وبعدها ‪ .‬ومن �أمثلة هذه المنظفات‪:‬‬ ‫‪CH3‬‬ ‫‪CH3‬‬

‫‪CH3(CH2)15 N‬‬

‫‪Cl-‬‬

‫‪CH3‬‬

‫�صابون‬

‫حم�ض‬ ‫�سلي�سليك‬

‫�صابون‬ ‫حم�ض بوريك‬

‫�شكل (‪� ) 12-1‬صابون كاتيوني طبي‬

‫‪CH3‬‬ ‫‪CH3‬‬

‫‪CH2 N‬‬

‫‪C8H17‬‬

‫جـ ‪ -‬المنظفات المتعادلة ‪Nonionic detergents‬‬ ‫تحتوي هذه المنظفات على مجموعات هيدروك�سيلية متعادلة‬ ‫ل ��ذا ف�إنها تذوب في الم ��اء نتيجة لتكون الرواب ��ط الهيدروجينية‬ ‫وت�ستعمل في �س ��وائل غ�سيل ال�صحون ومن �أمثلة هذه المنظفات‪:‬‬ ‫‪CH2OH......OH‬‬ ‫‪CH2(CH2)14 - COOCH3- C - CH2OH......OH‬‬ ‫‪CH2OH......OH‬‬

‫�شكل (‪� ) 13-1‬صابون متعادل‬ ‫لغ�سيل ال�صحون‬

‫‪penta erythrityl plamitate‬‬ ‫‪CH3(CH2)15 - (OCH2CH2)- OH‬‬ ‫)‪An ethoxylate (lauryl ethoxylate alcohol‬‬

‫‪19‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫ب‌‪ -‬المنظفات الكاتيونية (المنظفات الموجبة) ‪:Cationic detergents‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫(‪ )3-1‬تح�ضير منظف لغ�سيل المالب�س في المنزل‬ ‫خطوات العمل‬

‫الأدوات والم���واد المطلوبة ‪:‬‬

‫(‪ )1‬اخلط ‪ 448‬جم ال�صابون مع ‪ 1‬كوب من الماء في وعاء‪.‬‬

‫ماء ‪� ,‬صابون مب�شور ‪ ,‬بورك�س‬

‫(‪� )2‬أ�ضف ملعقتين من البورك�س ثم اترك المخلوط جانب ًا عدة دقائق‪.‬‬ ‫وبذلك يمكنك ا�ستعمال المخلوط ال�سابق ب�شكل فوري لغ�سيل المالب�س‪.‬‬

‫(‪ )4-1‬تح�ضير منظف لغ�سيل الأطباق في المنزل‬ ‫الأدوات والمواد المطلوبة‪:‬‬

‫خطوات العمل‬

‫(‪ )1‬اخلط ‪ 1120‬مل من الماء مع ‪ 448‬جم من مب�ش ��ور ال�ص ��ابون ماء‪� ,‬صابون مب�شور‪ ,‬جل�سرين‬ ‫مع� � ًا في وع ��اء مزدوج الج ��دران فوق ن ��ار هادئ ��ة حتى يذوب �سائل‪ ,‬زيت ح�صى البان‪ ,‬زيت‬ ‫ال�صابون في الماء وي�صبح المحلول رائق ًا‪.‬‬ ‫برتقال حلو‪.‬‬ ‫(‪� )2‬أ�ضف ‪ 112‬جم من الجل�سرين و‪ 28‬جم من زيت ح�صى البان‬ ‫و‪ 28‬جم من زيت البرتقال الحلو وبعد المزج الجيد بالق�ضيب‬ ‫قم ب�صب ال�صابون في زجاجات‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪20‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫‪21‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫ال�سموم من حولك ‪:‬‬ ‫في حياتك اليومية تتعامل مع العديد من المواد الكيميائية المنزلية ذات العالقة بالتنظيف‬ ‫والتلميع والتبيي�ض والتعقيم والتطهير فهل �أنت في م�أمن من خطر ا�ستعمال هذه المواد ؟ معظم‬ ‫ال�صابون الم�ستخدم في التنظيف غير �سام نتيجة معادلة المادة القلوية الموجودة فيه؛ �أما المنظفات‬ ‫ال�صناعية الم�ستخدمة في غ�سيل المالب�س فتحتوي على مواد ع�ضوية وغير ع�ضوية ومواد منعمة‬ ‫للغ�سيل و�إنزيمات ت�سهل عملية التنظيف وتعتبر هذه المنظفات �أقل �سمية من المنظفات الأخرى‬ ‫�شديدة ال�سمية مثل (الفال�ش وم�سلكات البالوعات) كما يتم �إ�ضافة مواد �أخرى ت�سمى البناءة تتك َّون‬ ‫من الكربونات �أوال�سليكات �أو الكبريتات �أو الفو�سفات التى ت�ساعد على تر�سيب الكال�سيوم وبع�ض‬ ‫المعادن الأخرى مما ي�ساعد على تح�سين درجة النظافة‪ ،‬وقد ي�ضاف للمنظفات مواد �أخرى للتبيي�ض‬ ‫مثل الكلورك�س الذي يحتوي على ‪ % 6 - % 3‬من هيبوكلورايت ال�صوديوم وهي مادة مهيجة للأغ�شية‬ ‫المخاطية وللجهاز اله�ضمي‪� .‬أما ال�شامبوهات فهي قليلة ال�سمية �إال من بع�ض الآثار الب�سيطة المهيجة‬ ‫للأغ�شية المخاطية ولكن هناك بع�ض ال�شامبوهات تحتوي على مواد تمنع ق�شور ال�شعر مثل ال�سيلينيوم‬ ‫الذي قد ي�ؤدي �إلى �أعرا�ض ت�سممية مع كثرة ا�ستعمال ال�شامبو �أو ابتالعه عن طريق الخط�أ وفيما يلي‬ ‫ذكر لمخاطر بع�ض المواد المنظفة والملمعة‪:‬‬ ‫(‪ )1‬مواد التبيي�ض مثل الكلورك�س‪ :‬ي�ستخدم في الغ�سيل لتبي�ض المالب�س وتحتوي هذه المواد على‬ ‫الكلور �أو حم�ض الأوك�ساليك فهي ت�سبب التهاب ًا حاد ًا في القناة اله�ضمية عند �شربها ‪ ,‬كما ت�سبب‬ ‫التهاب ًا في الجلد عند التالم�س ‪.‬‬ ‫(‪ )2‬مواد تلميع المعادن‪ :‬وتحتوي على حم�ض الأوك�ساليك وبع�ض المذيبات الع�ضوية وخطرها ال‬ ‫يقت�صر على بلعها ولكن في التالم�س عن طريق الجلد ‪ ,‬لذا يجب ا�ستخدام قفاز �أو فر�شاة لحماية‬ ‫الج�سم‪.‬‬ ‫(‪ )3‬ورني�ش الأحذية‪ :‬يحتوي على النيتروبنزين مع بع�ض الأ�صباغ التي يدخل في تركيبها الر�صا�ص‬ ‫وغيره وزيت التربين ومن الممكن الإ�صابة بالت�سمم عن طريق الجلد عند كثرة التالم�س‪.‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫(‪ )4‬المواد المطهرة والمعقمة (الفينيك ‪ ,‬الديتول ‪ ,‬الفورمالين )‪ :‬وهي تجذب الم�ستخدم‬ ‫برائحتها المحببة ولكن كثرة التعر�ض لهذه المواد �سواء باللم�س �أو اال�ستن�شاق لمدة طويلة قد ي�ؤدي‬ ‫لحاالت الت�سمم المزمن �أو الحاد بالفينول مثل‪ :‬انهيار الجهاز التنف�سي واحتبا�س البول �أو الف�شل‬ ‫الكلوي بالإ�ضافة لاللتهابات الجلدية المعروفة والبقع البي�ضاء ‪ ,‬لذا يجب الحر�ص على تهوية المكان‬ ‫جيد ًا عند ا�ستخدام هذه المواد‪.‬‬ ‫وعلى الرغم من وجود بع�ض المخاطر في تلك المنظفات �إال �أن اال�ستخدام الآمن لها ي�ساعد‬ ‫على الوقاية من مخاطرها ب�إذن اهلل‪.‬‬

‫العطور‪:‬‬ ‫للعطور مكانة خا�ص ��ة في حياة ال�شعوب ب�شكل‬ ‫عام وعند الم�س ��لمين ب�ش ��كل خا�ص‪ .‬فقد ا�ستطاع‬ ‫العرب قديم ًا الح�ص ��ول على م ��اء الورد من عملية‬ ‫التقطي ��ر كذلك عرفوا الم�س ��ك والعنب ��ر ومازالت‬ ‫ه ��ذه العط ��ور الثالث ��ة �إل ��ى يومن ��ا هذا م ��ن �أهم‬ ‫م ��ا يميز العط ��ر ال�ش ��رقي‪ .‬وقد تطيب الم�س ��لمون‬ ‫وتعط ��روا اقتداء بالر�س ��ول الكريم عليه ال�ص�ل�اة‬ ‫(ح ِّبب �إلي من دنياكم‬ ‫وال�سالم للحديث ال�شريف ُ‬ ‫ال�صالة)‪.‬‬ ‫وجعلت ُق َّرة عيني في َّ‬ ‫الطيب وال ِّن�س����اء ُ‬ ‫تعتب ��ر العط ��ور محالي ��ل طيب ��ة الرائح ��ة‬ ‫لكيميائي ��ات عطري ��ة ت�ص ��نع م ��ن م ��واد طبيعي ��ة‬ ‫(نباتي ��ة �أو حيواني ��ة) �أو �ص ��ناعية‪ .‬وتحتاج المادة‬ ‫�إلى موا�ص ��فات خا�ص ��ة لتك ��ون عطرية ويكت�ش ��فها‬ ‫�أن ��ف الإن�س ��ان‪ ,‬فجزيئاتها يجب �أن تك ��ون خفيفة‬ ‫ج ��د ًا حت ��ى تُحمل من خ�ل�ال اله ��واء وت�ص ��ل �إلى‬ ‫الأن ��ف‪ ،‬كما يجب �أن تكون قابلة للذوبان في الماء‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫كلمة العطر ‪ Perfume‬م�ش���تقة من الكلمة الالتينية‬ ‫‪ Perfumum‬ومعناها ملأ المكان الدخان‪.‬‬

‫�شكل (‪ )14-1‬بع�ض العطور‬

‫‪22‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫تعتبر �صناعة العطور من ال�صناعات الهامة في حياة الإن�سان‪ .‬وتعتبر من الأمور المعقدة لتعدد المكونات‬ ‫ودقة الكميات المطلوبة من تلك المكونات‪ .‬و�إن كان الت�صنيع ال يت�ضمن مخاطر تذكر على ال�صانع ‪ .‬وتكون‬ ‫العطور على �ش ��كل زيوت لها رائحة طيبة وقد �س ��ميت هذه العطور بالزيوت لأنها في درجة الحرارة العادية‬ ‫تكون على �ش ��كل زيوت (لها نف�س خوا�ص الزيوت ) وت�س ��مى �أي�ض ��ا بالزيوت الطي ��ارة لأن رائحتها تزول مع‬ ‫الوقت لذا ا�س ��تعملها الإن�س ��ان في التعطر‪ .‬وتعتمد �ص ��ناعة العطور على انحالل الزي ��وت العطرية في �أحد‬ ‫المذيبات الجيدة‪ .‬ثم الح�ص ��ول على المحلول العطري بعملية التر�ش ��يح والتنقية‪ .‬و�أف�ض ��ل هذه المذيبات‬ ‫الغول الإيثيلي (وي�ستعمل للح�صول على المحلول العطري غول �إيثيلي ذو درجة تركيز معينة وقبل ا�ستخدام‬ ‫الغول الإيثيلي نعمل على �إزالة رائحة الغول)‪.‬‬

‫�إزلة رائحة الغول الإيثيلي‪:‬‬ ‫ويتم ذلك بو�ضع ‪1‬كجم من الغول الإيثيلي مع ‪1‬جم من عطر الجاويو‪ ،‬و ‪ 5‬جم من عطر الم�سك‪,‬‬ ‫وتترك لمدة ‪� 3‬أ�س ��ابيع ثم ير�ش ��ح فنح�ص ��ل على الغول الإيثيلي خال من الرائحة‪ .‬وللت�أكد من زوال‬ ‫الرائحة يو�ض ��ع �أك�س ��يد الكال�سيوم والفحم الحيواني لمدة �أ�س ��بوع �آخر ثم ير�شح فنح�صل على غول‬ ‫�إيثيلي عديم اللون والرائحة‪ .‬ويعتبر الغول الإيثلي من �أف�ض ��ل الأغوال في �ص ��ناعة العطور وذلك لأن‬ ‫بال�ص ��حة ويمكن اال�ستعا�ضة عن الغول الإيثيلي في بع�ض العطور المركزة بمواد‬ ‫بع�ض الأغوال �ض ��ار ِّ‬ ‫�أخرى مثل التربينول ‪ ,‬الغول البنزيلي ‪ ,‬بنزوات البنزيل‪ ,‬الغول الأيزوبروبيلي ‪.‬‬ ‫المثبتات‪:‬‬ ‫ت�س ��تعمل لتثبي ��ت الرائح ��ة لم ��دة طويل ��ة ومن الم ��واد التي ت�س ��تخدم لذل ��ك الم�س ��ك ‪ ,‬العنب ��ر الجاوي‪,‬‬ ‫البنف�س ��ج ‪ ,‬زي ��ت ال�ص ��ندل ومن الم ��واد ال�ص ��ناعية الكومارين ‪ ,‬الفانيلي ��ن ‪ .‬وهي مواد بطيئ ��ة التبخير تعمل‬ ‫على ت�أخير تطاير العطر وت�ض ��اف هذه المثبتات بن�س ��بة محددة تح�سب على �أ�س ��ا�س كمية الزيت العطري في‬ ‫الم�ستح�ض ��ر ويجب على �ص ��انع العطور �أن يعرف �أي المواد المثبتة �أكثر �ص�ل�احية للعطر المطلوب تح�ضيره ‪.‬‬

‫‪23‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫�صناعة العطور‪:‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫ت�صنيف العطور‪:‬‬ ‫يمكن ت�صنيف العطور �إلى نوعين‪:‬‬ ‫‪-1‬زيوت طبيعية عطرية‪:‬‬ ‫وهي ت�س ��تخرج من النباتات ( زهور ‪ ,‬فاكهة ‪� ,‬أوراق ‪ ,‬لحاء ‪ ,‬خ�ش ��ب ) وبع�ض الإفرازات الناتجة عن‬ ‫الحيوانات ( الم�سك ‪ ,‬العنبر )‪ .‬ومن �أ�شهر الزيوت العطرية الم�ستخدمة ف�صناعة العطور ‪:‬‬ ‫اليا�س ��مين ‪ ,‬الورد‪ ,‬الريحان‪ ,‬البرجموت‪ ,‬المر‪ ,‬البابونج‪ ,‬النيرولي ( زيت البرتقال) النعناع‪ ,‬الكافور ‪,‬‬ ‫الالفندر والخزامى‪.‬‬

‫‪ -2‬زيوت �صناعية عطرية‪:‬‬ ‫وه ��ي م ��واد ذات روائح مميزة يتم �إنتاجها من خامات طبيعية �أو �ص ��ناعية وعادة ما تنتج بكميات كبيرة‬ ‫ولكن‬ ‫نظر ًا ال�ستخداماتها المتعددة بدء ًا من عطور الزينة �إلى المنتجات المنزلية (منظفات وغيرها)‪َّ .‬‬ ‫كثير ًا من هذه المواد اال�ص ��طناعية ذات ت�أثير �ض ��ار على حياة الإن�س ��ان ولي�س لها ال�ص ��فات العالجية‬ ‫المعروفة للزيوت العطرية الطبيعية‪.‬‬

‫ا�ستخال�ص الزيوت العطرية‪:‬‬ ‫هناك عدة طرق ال�ستخال�ص الزيوت العطرية ( الطيارة ) وتعتمد هذه الطرق على ‪:‬‬ ‫‪ -1‬اختالف الجزء في النبات الذي يحتوي الزيت العطري‪.‬‬ ‫‪ -2‬التركيب الكيميائي للزيت الطيار ‪.‬‬ ‫‪ -3‬كمية الزيت الطيار المتواجد في النبات‪.‬‬ ‫‪ -4‬الكلفة االقت�صادية‪� ،‬أي الح�صول على الزيت بموا�صفاته الأ�سا�سية ب�أقل تكلفة ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪24‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫ومن �أكثر الطرق �شيوعا في ا�ستخال�ص الزيوت العطرية هي‪:‬‬ ‫ا�ستخال�ص الزيوت العطرية‬

‫اال�ستخال�ص‬ ‫بالتقطير‬

‫اال�ستخال�ص‬ ‫بالوخز(الع�صر)‬

‫اال�ستخال�ص‬ ‫بالمذيبات‬

‫اال�ستخال�ص الكيماوي‬ ‫(�إنزيمات الحلم�أة)‬

‫ا�ستخال�ص الزيوت العطرية بالتقطير(‪:)distillation‬‬ ‫تنف�ص ��ل الزيوت العطرية ب�س ��هولة بالبخار بدون �أن تتعر�ض للتك�س ��ير والتحلل المائي والتي تعتمد على‬ ‫تطاي ��ر الزيوت العطرية مع البخار حي ��ث �إن درجة غليانها (الزيوت العطرية) تنخف�ض عند خلطها بالماء‬ ‫ويتم التقطير بطريقتين ح�س ��ب طبيعة العطور الم�ستخل�ص ��ة وح�س ��ب طبيعة الج ��زء المحتوي على الزيت‬ ‫الطيار مثل الأوراق ‪ ,‬ال ّثمار ‪ ,‬الجذور‪� ,‬أو بتالت الأزهار ‪ .‬وتنوع طرق التقطير و�س ��وف ن�س ��تعر�ض طريقتين‬ ‫من طرق التقطير هما‪:‬‬

‫�أ‪ -‬التقطير با�ستخدام الماء ‪:Water distillation‬‬ ‫وت�س ��تخدم ه ��ذه الطريقة للنبات ��ات الجافة الت ��ي ال تت�أثر بالغلي‬ ‫مثل زيت التربنتين( الخ�ش ��ب ال�ص ��مغي) وللح�صول على الزيت من‬ ‫مكثف‬ ‫الب ��ذور والأوراق والق�ش ��ور حي ��ث يو�ض ��ع النبات المراد ا�س ��تخال�ص‬ ‫نبات‬ ‫الزي ��ت العطري منه في وعاء (�أنابيب) بعــد تجزئته ثم يغـمر بالمـاء‬ ‫لهب‬ ‫ويعر�ض الجزء ال�سفلي من الوعاء لم�صدر حراري (حرق الأخ�شاب �أو‬ ‫المازوت وغيرها)‪ .‬يتطاير الزيت والماء ‪ ,‬ويمران من خالل المكثف‬ ‫�شكل (‪ )15-1‬التقطير بالماء‬ ‫كما في ال�ش ��كل (‪ )15-1‬ثم على وعاء اال�ستقبال وبما �أن الزيت �أثقل‬ ‫م ��ن الماء فيكون في الطبقة ال�س ��فلى ونح�ص ��ل عليه بفتح حنفية وعاء اال�س ��تقبال‪ .‬والزي ��ت المتقطر بهذه‬ ‫الطريقة تكون كميته قليلة و�صفاته الفيزيائية والكيميائية رديئة‪.‬‬

‫‪25‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫ب – التقطير بالماء والبخار ‪:Waterand Steam distillation‬‬ ‫وت�س ��تخدم ه ��ذه الطريق ��ة للنبات ��ات الغ�ض ��ة‬ ‫والجافة التي تت�أثر بالغلي وتتحمل درجات الحرارة‬ ‫العالية مثل الزيت الم�س ��تخل�ص من نبات القرنفل‬ ‫والقرف ��ة‪ ،‬الين�س ��ون‪ ,‬النعن ��اع ‪ ,‬الورد اليا�س ��مين ‪,‬‬ ‫الليمون‪ ,‬ال�ص ��نوبر‪ .) ..‬وتتم عمل َّي ��ة التقطير كما‬ ‫في ال�ش ��كل (‪ )16-1‬بو�ض ��ع الماء ف ��ي الوعاء(‪)1‬‬ ‫والنبات المجز�أ المراد ا�ستخال�ص الزيت العطري‬ ‫منه في الوعاء(‪ , )2‬فعندما ي�س ��خن الماء يتطاير‬ ‫عل ��ى �ش ��كل بخار وي�ص ��ل �إل ��ى الوع ��اء الموجود به‬ ‫النبات فيتطاير البخ ��ار حام ًال الزيت الطيار ومن‬ ‫خالل المكثف ي�ص ��ل �إلى الوعاء(‪ )3‬وينف�صل �إلى‬ ‫طبقتين ح�س ��ب الكثافة ‪ ,‬ثم يف�ص ��ل الزيت الطيار‬ ‫بوا�سطة الحنفية �أ�سفل الوعاء (‪. )3‬‬

‫مكثف‬

‫�شكل (‪ )16-1‬التقطير بالماء والبخار‬

‫�شكل (‪ )17-1‬مراحل ت�صنيع العطور‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪26‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫خطوات العمل‪:‬‬ ‫‪� -1‬ض ��ع ق�ش ��ور البرتقال المقطع �إلى قطع �صغيرة‬ ‫�إلى دورق �سعتة ‪500‬مل في الدورق(ب)‪.‬‬ ‫‪� -2‬س ��خن الماء في الدورق (�أ) حتى يتولد البخار‬ ‫ويطلق �إلى الزجاجة (ب) الموجود فيها ق�ش ��ور‬ ‫البرتقال ‪.‬‬ ‫‪ -3‬اجمع الزيت الناتج في المخبار (د)ماذا تالحظ؟‬ ‫مالح ��ظ‪ :‬ت�س ��تغرق عملي ��ة ا�س ��تخال�ص العطر في‬ ‫الن�شاط ال�سابق حوالي ‪�3‬ساعات ‪.‬‬

‫الأدوات والمواد المطلوبة ‪:‬‬ ‫ق�شور ثالثة �أو �أربع ثمرات برتقال‪ ,‬جهاز‬ ‫التقطير الب�سيط كما في ال�صورة‪.‬‬

‫�شكل (‪ )18-1‬ا�ستخال�ص العطور في المختبر‬

‫هناك طرق �أخرى لتح�ضير الزيوت العطرية ومنها‪:‬‬ ‫طريقة الوخز ( الع�صر) ‪:Expression‬‬ ‫وت�س ��تخدم هذه الطريقة للزيوت التي تت�أثر بالحرارة ويجب �إجراء هذه العملية في مكان بارد وبعزل‬ ‫عن �ضوء ال�شم�س وتتم بطريقتين ‪:‬‬ ‫الوخز با�س���تعمال الإ�س���فنج‪ :‬ت�ش ��بع ق�شور الثمار في الماء بعد �إزالة اللب وتع�صر في �إناء نظيف باليد‬ ‫بوجود قطعة من الإ�س ��فنج بعد ت�ش ��بعها بالعطر حيث ينف�صل على �شكل زيت طاف وت�ستخدم طريقة‬ ‫الطرد المركزي لف�صل العطر نهائي ًا‪.‬‬ ‫الوخز با�ستعمال �آالت الع�صر‪ :‬تو�ضع الق�شور �أو كامل الثمار في جهاز كروي بداخله م�سامير �صغيرة‬ ‫ثم يغلق الجهاز ويدور بحركة دائرية ‪ ,‬فتخرج الق�ش ��ور ويخرج منها العطر الذي تجمع في الناتج بعد‬ ‫توقف الجهاز‪.‬‬

‫‪27‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫(‪ )5-1‬ا�ستخال�ص عطر من ق�شور البرتقال ب�إ�ستخدام‬ ‫الماء والبخار‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫طريقة المذيبات‪ :‬جميع الزيوت العطرية في العادة تذوب في الغول و�إثر البترول والإيثر العادي كما‬ ‫تذوب في الزيوت وال�شحوم وعليه يمكن تق�سيم طرق ا�ستخال�ص العطر بوا�سطة مذيب �إلى ق�سمين‪:‬‬ ‫‪ )1‬الطريقة التي ي�ستخدم بها مذيب طيار‪.‬‬ ‫‪ )2‬الطريقة التي ي�ستخدم فيها مذيب غير طيار ‪.‬‬ ‫بالإنزيم���ات( الحلم����أة)‪ :‬تحت ��وي بع�ض النباتات مركب ��ات تعطي بعد الحلم�أة زيت� � ًا عطري ًا مثل بذر‬ ‫الخ ��ردل وهذه البذرة تحتوي جاليكو�س ��يد ي�س ��مى ال�س ��ينيقروزيد كما تحوي �أنزيم ًا خا�ص� � ًا يدعى‬ ‫خميرة اليروزين ‪ ،‬ف�إذا تم �س ��حق بذور الخردل بوجود قليل من الماء الدافئ ف�إن خميرة الميروزين‬ ‫ت�ؤثر في ال�سينقيروزيد وتعطي عطر ًا يدعى ال�سينيقول ‪.‬‬

‫الخوا�ص العامة للمركبات العطرية‪:‬‬ ‫‪ - 1‬يجب �أن يكون المحلول رائق ًا وخالي ًا من ال�شوائب ‪.‬‬ ‫‪� - 2‬أن يكون المحلول م�صنع ًا من الكحول الإيثيلي الخالي تمام ًا من الكحول الميثيلي ‪.‬‬ ‫‪� - 3‬أن يكون المحلول خالي ًا من المواد الملونة ال�ضارة بال�صحة وغير الم�صرح بها من قبل وزارة ال�صحة‪.‬‬ ‫‪� - 4‬أال يتعكرالمحلول عند انخفا�ض درجة الحرارة �إلى ‪°15‬م‪.‬‬

‫{‬ ‫للعطور مكانة خا�صة في قلوب الم�سلمين قال تعالى ‪}:‬‬ ‫(�سورة الأعراف �آية ‪ ) 31‬وقال عليه ال�صالة وال�سالم ‪�« :‬أطيب الطيب الم�سك» حيث تطيب الم�سلمون‬ ‫وتعطروا اقتداء بالر�سول الكريم علية ال�صالة وال�سالم ‪ ,‬وانت�شرت �صناعة العطور في الع�صر‬ ‫الإ�سالمي ب�صورة لم ي�سبق لها مثيل في تاريخ ال�شعوب الإ�سالمية قبل الإ�سالم ‪ .‬فالطيب والعطر‬ ‫هما متعة النف�س لأن الروائح العطرية ال تجعل المكان �أكثر ابتهاجا فح�سب بل هي �أي�ضا ت�ؤثر في‬ ‫الحالة النف�سية للفرد وال�سيما �أن كل رائحة من الروائح العطرية �إما �أن تكون من�شطة �أو مهدئة �أو‬ ‫دافعة لال�سترخاء‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪28‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫(‪� )6-1‬صناعة الكولونيا‪:‬‬ ‫المواد والأدوات‬ ‫‪ 10‬جم زيت برجموت‬ ‫‪ 15‬جم زيت زهرة ينزولي‬ ‫‪ 5‬جم زيت ليمون‬ ‫‪ 5‬جم محلول عنبر‬ ‫‪ 5‬جم �صبغة الجاوي‬ ‫‪ 5‬جم زيت قرنفل‬ ‫‪ 1‬جم زيت ح�صالبان‬ ‫‪ 1‬لتر كحول نقي ‪% 96‬‬ ‫‪� 400‬سم‪ 3‬ماء مقطر ‪ ,‬كربونات المغني�سيوم‬ ‫�أو بودرة التلك‬

‫الخطوات‬ ‫‪ - 1‬ت�ضاف الزيوت للكحول وتترك في غرفة‬ ‫مظلمة لمدة ‪� 24‬ساعة ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ي�ضاف الماء بن�سبة ‪ % 30‬بعد �إتمام عملية‬ ‫التخمر ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬ي�ضاف قلي ًال من كربونات المغني�سيوم ‪.‬‬ ‫‪ - 4‬يو�ضع المحلول في زجاجات ملونة لمدة‬ ‫�أ�سبوع ويرج ب�شدة يومي ًا ثم ير�شح ‪.‬‬

‫لماذا يتم �إ�ضافة بودرة التلك �أو كربونات المغني�سيوم عند ت�صنيع العطر؟‬

‫م�شروع ‪ :‬بعد معرفتك بطرق ت�صنيع العطور قم ب�صناعة عطر خا�ص بك و�سمه‬

‫‪29‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫العالج بالزيوت الطيارة‪:‬‬ ‫للعطور ت�أثير على جهاز ال�شم وعلى الجهاز الع�صبي وعلى الجلد‬ ‫وال�سيما ما يعرف با�سم (اال�سبريهات) التي تتركب من الكلوريد‬ ‫والكربون والتي ت�ؤثر ب�صورة مبا�شرة على ن�سبة الأك�سجين في الجو‬ ‫والتي بدورها ت�ؤثر على طبقة الأوزون �أما العطور الم�ستخل�صة من �شكل (‪ )19 - 1‬زيوت عطرية‬ ‫المواد الأولية التي ال ي�ستخدم فيها التراكيب الكيميائية مثل العطور الزيتية التي ت�ساعد على اال�سترخاء‬ ‫و�إراحة الأع�صاب وقد ثبت م�ؤخر ًا �أن ا�ستن�شاق بع�ض العطور الزيتية مثل اليا�سمين والورد وغيرها‬ ‫ي�ساعد على �إزالة ال�صداع كما ثبت فعاليتها كمادة مطهرة لاللتهابات والخراج �أو كدواء مثل زيت‬ ‫الكافور ‪ .‬وقد ظهر في ال�سنوات الأخيرة �أ�سلوب العالج بالزيوت كو�سيلة من و�سائل العالج الطبيعي‬ ‫لأمرا�ض عديدة ‪.‬‬

‫البـخور‪:‬‬ ‫�أينما تحل �ض ��يف ًا في منا�س ��بة ما تج ��د رائحة البخور وقد‬ ‫م�ل��أت المكان قبل ��ك‪ .‬وتطلق كلمة بخور على م ��واد عطرية �أو‬ ‫عل ��ى مخالي ��ط عطرية تو�ض ��ع على الجم ��رة فتت�أث ��ر بحرارة‬ ‫الجمرة فيتحول المخلوط �إلى دخان عطري جيد الرائحة ‪.‬‬ ‫�شكل (‪ )20-1‬بخور العود‬ ‫وللبخور �أنواع متعددة منها‪ :‬العود ‪ ,‬الجاوي ‪ ,‬الم�صطكي ‪ ,‬اللبان المر ( ال�شحري ) وغيرها كثير‪.‬‬ ‫العود من �أ�ش ��هر �أنواع البخور (العود) والذى ينت�ش ��ر على نطاق وا�سع في الجزيرة العربية ودول الخليج‬ ‫العربي‪.‬ويعرف العود علمي ًا ب�شجرة ( �إقوالوريا ) وهي �شجرة تنمو في المناطق الإ�ستوائية الرطبة الممطرة‬ ‫بكثرة وخا�صة مناطق �شرق �آ�سيا ( فيتنام ‪� ,‬أندوني�سيا‪ ,‬كمبوديا ‪ ,‬تايالند ) يكتمل نمو ال�شجرة خالل ثالث‬ ‫�س ��نوات فقط ‪ .‬وقد اكت�ش ��ف الباحثون �آثار ًا لهذه ال�شَّ جرة في الجزيرة العربية والتي انقر�ضت عبر ال�سنين‬ ‫مع الحيوانات ولع َّل هذه �أحد �أ�سباب اهتمام �أهل الجزيرة العربية بالبخور والعود ‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪30‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫ورود �شجر �إقوالوريا‬

‫�شجر �إقوالوريا‬

‫المبيدات الكيميائية‪:‬‬ ‫اهتم الإن�سان منذ القدم بالزراعة وزيادة الإنتاج الزراعي‬ ‫َّ‬ ‫وجودته‪ ,‬وقد �أدى تقدم الإن�سان في الزراعة وا�ستمرار الحاجة‬ ‫للغذاء �إلى �إحداث تقدم �س ��ريع في اكت�شاف المواد الكيميائية‬ ‫المختلف ��ة التي ت�س ��تخدم في زيادة خ�ص ��وبة الترب ��ة �أو وقاية‬ ‫النبات من الآفات الح�ش ��رية التي ت�ؤثر على �إنتاج المحا�ص ��يل‬ ‫الزراعية المختلفة‪.‬‬ ‫فق ��د ا�س ��تخدم الأقدم ��ون نب ��ات العن�ص ��ل للق�ض ��اء على‬ ‫الفئران وظهرت في �أواخر القرن ال�سابع كتابات عديدة تن�صح‬ ‫با�س ��تعمال بع�ض الم ��واد الكيميائية الم�ستخل�ص ��ة من نباتات‬ ‫�سامة لمكافحة الح�شرات والآفات الزراعية ال�ضارة فا�ستعملت‬ ‫مركبات النحا�س والزرنيخ والزئبق لمكافحة الأمرا�ض النباتية‬ ‫وا�س ��تخدمت الأ�س ��مدة الطبيعية وال�ص ��ناعية لنف�س الغر�ض‪.‬‬ ‫وتعتبر الأ�سمدة الكيميائية والمبيدات الح�شرية من الطرق‬ ‫الحديثة التي تعمل على زيادة الإنتاج والق�ضاء على عدد كبير‬ ‫من الآفات ال�ض ��ارة بالنباتات و�س ��وف نتعرف ب�شكل مخت�صر‬ ‫على هذه المركبات الكيميائية‪.‬‬

‫‪31‬‬

‫مقطع ل�شجر ة وبداخلها البخور‬

‫�شكل (‪)21 - 1‬‬ ‫مراحل ا�ستخراج العود بخور العود‬

‫�شكل (‪ )22-1‬المبيدات الكيميائية‬

‫�شكل (‪)23-1‬بع�ض المبيدات الكيميائية‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫كيفية تكون العود ؟‬ ‫تنتج �ش ��جرة العود م ��ادة راتيجية عطري ��ة عندما ت�ص ��اب بفطر معين‬ ‫فيتكون العود وهو خ�شب داخل اللب ثقيل الوزن وال ي�ستدل على وجود العود‬ ‫داخل لب ال�ش ��جرة �إال بعد قطعها ولي�س في كل الحاالت يتم �إيجاد خ�ش ��ب‬ ‫البخ ��ور داخل ال�ش ��جرة فهي توجد تحدي ��د ًا داخل الأ�ش ��جار المعمرة وفي‬ ‫منت�ص ��فها ‪ .‬ويتميز العود الجيد عن غيره بدرجة الكون وال�س ��واد فيه وثقل‬ ‫وزنه وعندما ي�ستن�شق تدمع العين من جودته‪.‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫المبيدات الكيميائية الزراعية‪:‬‬ ‫نظرة تاريخية‪:‬‬

‫ا�س ��تخدم الإن�س ��ان منذ الق ��دم �أنواع ًا من المبيدات الح�ش ��رية لزي ��ادة الإنتاج الزراعي فقد ا�س ��تخدم‬ ‫ال�ص ��ينيون (�سنة ‪ 1200‬ق‪ .‬م) مبيدات ح�ش ��رية تت�ألف من الكل�س والرماد وخال�صات نباتية ‪ .‬كما ا�ستخدم‬ ‫نبات التبغ لمقاومة بق الكثري ‪ .‬وعرف الفر�س البيرثيوم ( م�ستخرج من نبات الكرازين )وا�ستخدموه على‬ ‫نطاق وا�س ��ع كمبيد ح�ش ��ري ‪ .‬وفي عام ‪1874‬م تمكن العالم الألماني زيدلر من تح�ضير مركب (‪)D.D.T‬‬ ‫وقد عرفت فاعليته على الآفات الزراعية وعلى الح�شرات الناقلة للأمرا�ض مثل البعو�ض‪ ،‬وفي الفترة مابين‬ ‫الحربين العالميتين الأولى والثانية تم ا�ستخدم مركبات الفلور وبع�ض المركبات الأخرى ‪.‬‬ ‫ما المق�صود بالمبيدات ؟‬ ‫يطل ��ق تعبير المبي ��دات الكيميائية على الم ��ادة الكيميائية التي‬ ‫تقتل �أو تمنع �أو تح ُّد من تكاثر انت�شار المخلوقات الحية التي تناف�س‬ ‫الإن�سان في غذائه وممتلكاته و�صحته ‪.‬‬

‫�أنواع المبيدات الكيميائية‪:‬‬ ‫مبيدات الأع�شاب التي‬ ‫ت�ستخدم في قتل‬ ‫الح�شائ�ش ال�ضارة‬

‫المبيدات الكيميائية‬ ‫المبيدات الفطرية‬ ‫التي تتحكم في‬ ‫الفطريات‬

‫�شكل (‪ )24-1‬بع�ض المبيدات الكيميائية‬

‫المبيدات الح�شرية‬ ‫التي ت�ستخدم �ضد‬ ‫الح�شرات المر�ضية‬

‫�أو ًال ‪ :‬مبيدات الأع�شاب ‪:Herbicides‬‬ ‫ت�س ��تخدم مبيدات الأع�ش ��اب بكميات كبيرة وفي مناطق �شا�س ��عة‬ ‫�أكثر من �أي مبيدات كيميائية حيث تظهر �أهميتها في �إبادة الح�شائ�ش‬ ‫المختلطة في مح�ص ��ول ب�س ��تاني �أو حقلي ‪� ،‬إبادة الح�شائ�ش في �أر�ض‬ ‫غير مزروعة ا�س ��تخدام بع�ض المركبات في �إ�سقاط الأوراق عن بع�ض‬ ‫المحا�صيل مثل �إ�سقاط �أوراق القطن في مراحل نموه الأخير‪ .‬وتق�سم‬ ‫مبيدات الأع�شاب ح�سب التركيب الكيميائي لها �إلى ق�سمين‪:‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪32‬‬

‫�شكل (‪ )25-1‬مبيدات الأع�شاب‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫ب ‪ -‬مبيدات ح�شائ�ش ع�ضوية‬

‫�أ ‪ -‬مبيدات ح�شائ�ش غير ع�ضوية‬

‫‪Organic Herbicides‬‬

‫‪InOrganic Herbicides‬‬

‫م�ش ��تقات ثنائ ��ي النيترو مجموع ��ة الكاربامات‬ ‫مجموع ��ة المركبات الحلقية النيتروجينية غير‬ ‫المتجان�س ��ة م�شتقات اليوريا مجموعة مركبات‬ ‫ثالثي كلوريد وحام�ض الخليك‬

‫مث ��ل زرنيخيت ال�ص ��وديوم وكبريت ��ات النحا�س‬ ‫وحم� ��ض الكبريتيك وتميل ه ��ذه المركبات �إلى‬ ‫ع ��دم قدرته ��ا على االختي ��ار فهي تق�ض ��ي على‬ ‫ال�ضار والنافع ‪.‬‬

‫ثانياً‪ :‬المبيدات الفطرية ‪:Fungicides‬‬ ‫ي�ستخدم هذا النوع في التحكم في نمو الفطريات الطفيلية التي تعرف ب�أنها من النباتات البدائية حيث‬ ‫كثيرا ما ت�سبب خ�سارة فادحة في المح�صول وتنق�سم المبيدات الفطرية �إلى ‪:‬‬

‫�أ ) مبيدات فطرية غير ع�ضوية ‪ Inorganic fungicides‬ومنها‪:‬‬ ‫الكبريتيت ومركباته المختلفة – مركبات النحا�س ومخاليطها ( كبريتات النحا�س – �أك�سيد النحا�سيك)‬ ‫مركبات الزئبق مثل كلوريد الزئبق مثل كلوريد الزئبقيك‪.‬‬

‫ب ) مبيدات فطرية ع�ضوية ‪ Organic fungicides‬وت�شمل‪:‬‬ ‫‪ -1‬المركبات المعدنية الع�ضوية ( مركبات الزئبق الع�ضوية ) ‪.‬‬ ‫‪ -2‬مركبات الكبريت الع�ضوية ومنها م�شتقات ثنائي ثيوكاربمات والثيرام وغيرها ‪.‬‬ ‫‪ -3‬مجموعة الألدهيدات والكيتونات مثل الفورمالدهيد والكيتونات ‪.‬‬ ‫‪ -4‬المركبات الحلقية غير المتجان�سة ومنها مركب جليودين ‪.‬‬ ‫‪ -5‬الم�ضادات الحيوية ومنها اال�ستربتوم�سين ‪ ،‬و�سيكلوهك�سميد ‪.‬‬ ‫‪ -6‬مدخنات التربة لمقاومة فطريات التربة ‪.‬‬

‫‪33‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫مبيدات الأع�شاب‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫ثالثا ‪ :‬المبيدات الح�شرية‪:‬‬

‫�أنواع المبيدات الح�شرية‬ ‫مبيدات ح�شرية غير ع�ضوية مبيدات ع�ضوية طبيعية مبيدات ع�ضوية م�صنَّعة‬ ‫مثل مركبات الزرنيخ ومركبات الفلور‬

‫مثل الزيوت والمبيدات‬ ‫غير الزيتية‬

‫مثل الهيدروكربونات المكلوره‬ ‫والمبيدات الع�ضوية الف�سفورية‬ ‫و مبيدات الكاربامات‬

‫ال�سموم من حولك ‪:‬‬ ‫ُّ‬ ‫فر�ضت المدنية علينا التعامل مع طائفة كبيرة من المركبات مجهولة الهوية؛ فالمبيدات الح�شر َّية‬ ‫منت�شرة في معظم المنازل‪ .‬وهذه المواد ال�سا ّمة م�سئولة عن طائفة كبيرة من الأمرا�ض التي ت�صيب‬ ‫النّا�س مثل الربو والأكزيما وال�صداع الن�صفي و�آالم المفا�صل والع�ضالت التهاب الجهاز التنف�سي‬ ‫والتهابات العين والغثيان والح ّكة وال�ضعف العام وفقدان الب�صر وعلى المدى البعيد تتراكم هذه‬ ‫المواد في الخاليا ال ُّدهن َّية داخل ج�سم الإن�سان وت�ؤ ّدي �إلى تل ُّيف الكبد والرئة والكلى‪ ،‬وهناك مبيدات‬ ‫المركبات الف�سفورية التي ت�س ِّبب ال�شَّ لل الع�ضوي الذي ال يمكن معالجته بالإ�ضافة �إلى �أن بع�ض‬ ‫ال�سرطان ‪ .‬ويعتقد � َّأن مادة ‪ D.D.T‬والألدرين هي الم�سبب‬ ‫المبيدات تت�سبب في كثير من �أنواع َّ‬ ‫الرئي�سي لمر�ض �سرطان الكبد وتنتقل المبيدات عن طريق ازدياد تركيزها وتج ُّمعها في الأن�سجة‬ ‫النَّباتية �أو المحا�صيل الزِّ راعية �إلى الحيوانات كالأبقار والأغنام‪ ،‬فعند تحليل الحليب والزبدة‬ ‫وا ُّللحوم ُوجد �أنَّها تحتوي على مبيدات وبتناول الإن�سان لها مع تناوله للفواكه والخ�ضراوات تتناول‬ ‫كميات من هذه المبيدات ومع مرور الزمن يزداد تركيزها في الج�سم لأنها تتميز بخا�صية التراكم‬ ‫وبطء تفككها‪ ،‬مما ي�ؤدي في ال ِّنهاية �إلى الإ�صابة بتلك اال�ضطرابات والأمرا�ض ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪34‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الأ�سمدة الكيميائية ‪:‬‬ ‫كان معروفا منذ القدم �أن ت�سميد الأرا�ضي الزراعية يعمل على وفرة الإنتاج وخ�صب الأر�ض‪ ،‬حيث يقوم‬ ‫ال�سماد والناتج من مخ َّلفات الما�شية و الطيور والحيوانات على �سطح التربة ثم يقوم النبات‬ ‫المزارع بتوزيع َّ‬ ‫ال�سماد‪.‬‬ ‫بدوره بامت�صا�ص ما يحتاجه من عنا�صر �أ�سا�سية لنموه متوفرة في هذا َّ‬

‫‪35‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫�شجرة النيم مبيد ح�شري وعالج (�صيدل َّية القرية )‬ ‫�ش ��جرة النيم �ش ��جرة مدارية تنت�ش ��ر في الغابات الجافة في‬ ‫الهن ��د وباك�س ��تان و�س ��يريالنكا وبورما و�أجزاء من جنوب �ش ��رق‬ ‫�آ�سيا وغرب �أفريقيا وجنوب �أمريكا ‪ .‬وهي �شجرة تقاوم الظروف‬ ‫البيئي ��ة والمناخي ��ة‪ ،‬ولقد دل ��ت الأبحاث الفوائد ال�ص ��حية لهذه‬ ‫ال�ش ��جرة؛ فزيت النيم وهو ذو طع ��م الذع ورائحته مثل الكبريت‬ ‫�أو الث ��وم ويحتوي على فيتامي ��ن (‪ ) E‬وبع�ض الأحما�ض الأمينية‬ ‫�شكل (‪)26-1‬بذور �شجرة النيم‬ ‫الأ�سا�سية يدخل في تركيب بع�ض م�ستح�ضرات التجميل ومعالجة‬ ‫الأمرا�ض الجلدية ‪ .‬كما ي�س ��تخدم زيت النيم كمبيد ح�شري فل�شدة مرارته التقترب منه الح�شرات‬ ‫كما ي�سبب خل ًال في هرمونات النمو فيها‪ ،‬و�إيقاف نموها وموتها‪ .‬و�أثبت فعاليته �ضد �أكثر من ‪200‬‬ ‫نوع من الح�شرات ولي�س له �آثار جانبية �ضارة على الإن�سان �أو البئية والمادة الفعالة فيه هي مركب‬ ‫ال�سالمين حيث �أثبت فعاليته �ضد البعو�ض الناقل للمالريا والبق والبراغيث وهو �أف�ضل من المبيد‬ ‫الح�شري ‪ DEET‬غير الآمن على الب�شر �أو البيئة ‪.‬هذا بالإ�ضافة �إلى الفوائد الطبية العالجية في‬ ‫�أوراق ولحاء النّيم‪.‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫ومع مرور الزمن �إزدات الحاجة �إلى محا�صيل زراعية وازدادت رقعة الأرا�ضي المزروعة مما ترتب عليه‬ ‫ا�ست�صالح الأر�ضي البور والرملية والأرا�ضي الجيرية ب�أنواعها ‪ ،‬فكانت الحاجة ملحة �إلى التفكير الجدي في‬ ‫تح�ضير �أ�سمدة جديدة و�صناعية تواكب التقدم العلمي الحديث والتطور في الزراعة‪ .‬فظهر دور الكيمياء ب�شكل‬ ‫المخ�صبات (ال�سماد) ومبيدات‬ ‫�أكثر بروز ًا عندما �أ�ضيفت مواد مبا�شرة للبيئة التي يعي�ش فيها النبات‪ .‬ومنها‬ ‫ِّ‬ ‫الح�ش ��رات والأع�ش ��اب ومن�شطات النمو وقد القى ا�س ��تخدام هذه المواد نجاح ًا باهر ًا في البالد المتطورة ‪.‬‬ ‫المخ�صبات ( الأ�سمدة ) وم َّم تتكون ؟‬ ‫فماهي‬ ‫ّ‬ ‫�إن النباتات الخ�ض ��راء هي الم�ص ��در النهائي لجميع الغذاء فهي ت�أخذ الطاقة من ال�ش ��م�س لتحول الماء‬ ‫وثاني �أك�سيد الكربون لمركبات معقدة مع اال�ستعانة بمواد �أخرى من �أهمها مركبات النيتروجين وت�ستمدها‬ ‫من التربة ‪ ،‬م َّما يعني توافر هذه المواد في التربة‪ ،‬ولكن بازدياد �أعداد ال�سكان والإكثار من �إنتاج الغذاء �سلب‬ ‫التربة ما فيها من مخزون لتلك المواد ف�ص ��ار لزاما �أن ت�ضاف لها مخ�صبات نيتروجينية و�أ�سمدة متنوعة ‪.‬‬ ‫الأ�س ��مدة �أو المخ�ص ��بات ما هي �إال خليط من مركبات كيميائية معقدة تحتوي ( بوتا�سيوم – ف�سفور–‬ ‫نيتروجين ) ت�ضاف �إلى التربة فتت�ضمن نمو النبات �سواء بالت�أثير المبا�شر �أو غير المبا�شر‪.‬‬

‫�أنواع الأ�سمدة الكيميائية ‪:‬‬ ‫م ��ن العنا�ص ��ر الأ�سا�س ��ية الالزم ��ة لنم ��و النبات ��ات عنا�ص ��ر الكربون‬ ‫والهيدروجين والأك�س ��جين وهي متوافرة في الهواء والماء �أما النيتروجين‬ ‫بال�صورة‬ ‫فبالرغم من توافره في الهواء �إال �أنَّه غير متاح للنباتات مبا�شرة ُّ‬ ‫الموج ��ود فيها‪ ،‬لكن �أنواع� � ًا من البكتيريا ب�إمكانها تثبي ��ت النيتروجين �أي‬ ‫تحوله من ال�ص ��ورة العن�صرية �إلى �ص ��ورة قابلة للذوبان واالمت�صا�ص من‬ ‫قبل النبات لذلك قام المزارعون قدي ًما باال�س ��تفادة من ن�ش ��اط البكتيريا‬ ‫العقدي ��ة وذلك بزرع البقول كالبر�س ��يم وحرث الأر� ��ض لدفن النبات فيها‬ ‫وهو في مرحلة الع�ش ��ب قبل �أن ي�صفر فيتم �إخ�صاب التربة بما يدفن معه �شكل (‪)27-1‬عقد بكتيرية‬ ‫من مركبات النيتروجين ‪ .‬وبالمقابل نجد �أن عنا�صر الف�سفور والكبريت �ضرورية للنبات ولكن بمقادير �أقل ‪،‬‬ ‫المخ�صبات ال�صناعية تحقِّق �إ�ضافة بع�ض هذه العنا�صر �أو ك ِّلها ‪� ،‬أما باقي العنا�صر مثل البوتا�سيوم‬ ‫ووجد �أن‬ ‫ِّ‬ ‫فهي متوافرة في الق�شرة الأر�ضية وقد ت�ضاف مع المخ�صبات النيتروجينية – الف�سفورية ‪ .‬التي تُع ُّد �صناع ّي ًا ‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪36‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫المخ�صبات النيتروجينية‬

‫المخ�صبات الفو�سفاتية‬

‫المخ�صبات البوتا�سية‬

‫المخ�صبات النيتروجينية‪:‬‬ ‫يبد�أ �صنع المخ�صبات النيتروجينية ب�صنع الأمونيا ‪ ،‬وت�صنع الأمونيا باتحاد النيتروجين والهيدروجين‬ ‫في م�ص ��انع ي�ص ��ل �إنتاج الواحد منها �إلى ما يقارب ‪ 1000‬طن يومي ًا وهذه الم�ص ��انع تطبق طريقة هابر ‪-‬‬ ‫بو�ش ‪ .Haber- Bosch‬ويمكن ا�س ��تخدام الأمونيا نف�س ��ها مخ�صب ًا ( �سماد ) وذلك ب�أن تحقن مبا�شرة في‬ ‫التربة ‪� .‬أما في طريقة هابر – بو�ش تحول الأمونيا �إلى �سماد �صلب ( نترات االمونيوم – كبريتات االمونيوم‬ ‫– اليوريا ) وتتحول �أمالح االمونيوم واليوريا في التربة �إلى نترات ‪.‬‬

‫اليوريا (ثنائي �أميد حم�ض الكربون)‪:‬‬ ‫تعتب ��ر اليوري ��ا �أحد �أهم المواد الع�ض ��وية الهام ��ة وتدخـل في كـثير‬ ‫من ال�ص ��ناعات الكيميائية نتيجة ل�س ��هولة تح ّللها ويطل ��ق على اليـوريا‬ ‫�أي�ض� � ًا ا�سم (البولينا) ‪ ،‬واال�سم الكيميائي لهـا هو (ثنائي‪�-‬أميد حم�ض‬ ‫الكرب ��ون)و اليوريا ه ��ي الناتج النهائي لعملية تحطي ��م البروتينات في‬ ‫ج�سم الحيوان وتفرز �أي�ض ًا في بول ال ّثدييات ُّ‬ ‫والطيور وكذلك الزواحف‪.‬‬ ‫وتف�ض ��ل اليوريا ك�س ��ماد وذلك ل�سهولة �ص ��نعها‪ ،‬ولأنَّها �أغنى من حيث‬ ‫ن�سبة النيتروجين فيها ولعدم قابليتها للتفجر ‪.‬‬

‫‪Urea‬‬ ‫�شكل (‪)28-1‬‬

‫تح�ضير اليوريا‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تح�ض ��ر اليوريا بتفاعل غاز ثاني �أك�س ��يد الكربون مع الن�ش ��ادر تحت �ض ��غط مرتفع ودرجة حارة تقارب‬ ‫‪°200‬م حيث يتم التفاعل على مرحلتين يمكن اخت�صارهما في المعادلة التالية ‪:‬‬ ‫‪2NH3 + CO2 = NH2-CO-NH2 + H2O‬‬

‫‪37‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫و هناك ثالث مخ�صبات رئي�سة‪:‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫الف�صل الأول‬

‫‪ - 2‬تح�ض ��ر اليوريا بتفاعل الن�ش ��ادر مع غاز الفو�س ��جين ال�س ��ام �أو مع كربونات ثنائي الأثيل ‪ ،‬حيث �إن غاز‬ ‫الفو�سجين هو �سام فينبغي الحذر عند التعامل معه‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تح�ضر اليوريا بكمية وافرة بتحلل �سيانيد الكال�سيوم مع حم�ض الكبريتيك المخفف ‪.‬‬

‫خوا�ص اليوريا‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الخوا�ص الفيزيائية ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬ما َّدة ب ّلور َّية بي�ضاء‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تذوب في الماء‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تت�س ��امى ب�س ��هولة تحت �ضغط منخف�ض ودرجة حرارة �أقل من درجة ان�صهارها البالغة ‪°132.7‬م ‪.‬‬ ‫تمت�ص الماء حتى تبلغ الرطوبة الن�سبية ‪� % 72‬أو �أكثر‪.‬‬ ‫‪ُ - 4‬متم ِّيعة ُّ‬ ‫‪ - 2‬الخوا�ص الكيميائية ‪:‬‬ ‫تتفاعل اليوريا مع الماء ببطء وتزداد �سرعة تفاعلها بوجود البكتيريا �أو الإنزيمات ‪ ،‬وينطلق غاز الن�شادر‬ ‫وغاز ثاني �أك�سيد الكربون‬

‫ا�ستخدامات اليوريا‪:‬‬ ‫تعتب ��ر مادة �أ�سا�س ��ية في الكثير من ال�ص ��ناعات الكيميائية‪ ،‬حي ��ث يمكن �أن تتحد اليوري ��ا كيميائي ًا مع‬ ‫الفورمالدهيد مكونة نوع ًا من الراتنج‪ ،‬و هو نوع �ش ��ائع اال�س ��تخدام في كثير من الأغرا�ض ال�صناعية ‪ ،‬وهو‬ ‫م ��ادة ال لون لها‪ ،‬قابلة للذوبان في الماء وت�س ��تخدم في �ص ��ناعة الأزرار و�أغطي ��ة الزجاجات الجراحية وفي‬ ‫غني بالنّيتروجين‪.‬‬ ‫غيرها من الأغرا�ض ال�صناعية غير المح�صية‪ ،‬هذا بالإ�ضافة �إلى ا�ستخدامها ك�سماد ٍّ‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪38‬‬

‫الكيمياء المنزلية‬

‫‪+‬‬

‫‪+‬‬

‫‪Ca3(PO4)2 3H2SO4‬‬

‫‪2H3PO4 3CaSO4‬‬ ‫ومن ثم �إ�ضافة الأمونيا �إلى حام�ض الفو�سفوريك‪:‬‬

‫�صخور الفو�سفات‬

‫‪2NH3 + H3PO4‬‬ ‫‪(NH4)2HPO4‬‬ ‫وال�صخر الفو�سفاتي نف�سه ي�ستخدم مخ�صب ًا �إذا كان ب�شكل م�سحوق ناعم وهو �صالح للتربة الحم�ضية‬ ‫‪ - 3‬المخ�صبات البوتا�سية‪:‬‬ ‫المكون الرئي�سي لهذه المخ�صبات هو كلوريد البوتا�سيوم ‪ KCl‬الذي يذوب في الماء ويمكن ا�ستخدام‬ ‫كبريتات البوتا�س ��يوم لهذا الغر�ض �أي�ض ًا ‪ ،‬وهو على خالف المخ�صبات النيتروجينية والفو�سفاتية ال يتطلب‬ ‫معالجة كيميائية للخام ‪ .‬ويتم الح�صول على كلوريد البوتا�سيوم من الكارناليت ‪KCl .MgCl2 . 6H2O‬‬ ‫الموج ��ودة بكميات وافرة في البحر الميت حيث يف�ص ��ل عن كلوريد المغن�س ��يوم ‪ .‬وتجدر الإ�ش ��ارة هنا �إلى‬ ‫�أن ��ه يمكن �إعداد مخ�ص ��بات مختلطة بحيث ال تتفاعل مكوناتها‪ ،‬ومنها نت ��رات الأمونيوم كبريتات الأمونيوم‬ ‫ال�س ��وبر فو�سفات وفو�س ��فات الأمونيوم واليوريا وكلوريد البوتا�س ��يوم ‪ ،‬بحيث تكون دقائقها متنا�سقة حتى ال‬ ‫يحدث انف�صال ب�سبب االختالف في الحجم ‪.‬‬

‫من خالل م�صادر المعلومات المتو ِّفرة لديك ‪ .‬ابحث عن طرق اال�ستفادة من م�شتقات البترول للح�صول على‬ ‫ال�سماد الكيميائي و�أهم م�شاريع �صناعة ال�سماد في المملكة‪.‬مبين ًا مخاطر اال�ستخدام غير المقنن للأ�سمدة‪.‬‬

‫‪39‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الأول‬

‫‪ - 2‬المخ�صبات الفو�سفاتية ‪ (:‬ال�سوبر فو�سفات )‪:‬‬ ‫ت�صنع �أنواع المخ�صبات الفو�سفاتية من �صخر الفو�سفات الذي ي�ستخرج في كثير من بالد العالم كالمغرب‬ ‫والواليات المتحدة االمريكية – الأردن وفل�سطين وتوغو ودول �أخرى ‪ .‬وت�ستخدم ‪ ٪ 90‬من �صخور الفو�سفات‬ ‫ل�صنع المخ�صبات‪� ،‬أما الباقي فيحول �إلى عن�صر الف�سفور الذي يدخل في �إعداد المواد الطبية ومبيد الح�شرات‬ ‫وعيدان الثقاب والمنظفات ومعاجين الأ�س ��نان والحالقة ومزيلاً لع�سر وال�صابون وم�ستح�ضرات التجميل ‪.‬‬ ‫ويتم ت�ص ��نيع �أهم و�أكثر المخ�صبات الفو�سفاتية وهو فو�سفات ثنائي االمونيوم ‪DAP(NH4)2HPO4‬‬ ‫ال ��ذي يح�ض ��ر بمعالج ��ة �ص ��خر الفو�س ��فات بحم� ��ض الكبريتي ��ك للح�ص ��ول عل ��ى حم� ��ض الفو�س ��فوريك‪.‬‬

‫�أ�سئلة الف�صل‬ ‫الأول‬ ‫�س‪ : 1‬اختر الإجابة ال�صحيحة فيما يلي‪:‬‬ ‫‪ -1‬ال�سماد الذي يحتوى على �أعلى ن�سبة من النيتروجين‬ ‫�أ) ‪)NH2)2CO‬‬

‫ج� �ـ) ‪HNC(NH2)2‬‬

‫ب) ‪NH4NO3‬‬

‫د) ‪NH3‬‬

‫‪ - 2‬ي�صنع ال�صابون ال�سائل بتفاعل الزيوت �أو الدهون مع‬ ‫�أ) ال�صودا الكاوية‬

‫جـ) البوتا�ساالكاوية‬

‫ب) الحجر الجيري‬

‫د) ملح الطعام‬

‫‪ - 3‬ت�ستخدم �سليكات المغني�سوم في �صناعة ال�صابون كمادة‬ ‫�أ) مالئ ��ة‬

‫ج� �ـ) ملون ��ة‬

‫ب) معط ��رة‬

‫د) معقم ��ة‬

‫‪ - 4‬المنظف ال�صناعي من بين المركبات التالية‬ ‫�أ) ‪Na-SO3)R - (C6H5+‬‬

‫ب)‪ R-COO-Na+‬جـ) ‪ RCOOH‬د)‪RCOOR‬‬

‫‪ - 5‬يتم �إ�ستخال�ص الزيوت العطرية التي تت�أثر بالحرارة‬ ‫�أ) الع�ص ��ر‬

‫ج� �ـ) التقطي ��ر بالم ��اء والبخ ��ار‬

‫ب) التقطي ��ر بالم ��اء‬

‫‪ - 6‬يطلق على تفاعل الدهون �أو الزيوت مع هيدروك�سيد ال�صوديوم‬ ‫�أ) الهلجن ��ة‬

‫ج� �ـ) الألكل ��ة‬

‫ب) الت�ص ��بن‬

‫د) �أ‪ +‬ب‬ ‫د)الهي ��درة‬

‫‪ -7‬يعتمد �إختيار الطريقة المنا�سبة لإ�ستخال�ص الزيت العطري على‬ ‫�أ) التركيب الكيميائي للزيت‬

‫ب) الكلفة االقت�صادية‬

‫جـ) كمية الزيت‬

‫د)جميع ما ذكر‬

‫‪ - 8‬المركب الذي ي�ستخدم كمبيد فطري من بين المركبات التالية‬ ‫�أ) كلوري ��د الزئب ��ق‬

‫ب) كلوري ��د البوتا�س ��يوم‬

‫ج� �ـ) فو�س ��فات الأموني ��وم‬

‫د)النيكوتين‬

‫�س‪ :2‬عرف ال�سماد ‪ .‬وما هي العنا�صر الأ�سا�سية التي ي�ستكمل بها النبات دورة حياته ؟‬ ‫�س‪ : 3‬و�ضح ا�ستخدام حم�ض الفو�سفوريك في �إنتاج �سماد ال�سوبر فو�سفات ؟‬

‫‪40‬‬

‫�س‪:4‬قرر ما �إذا كانت العبارة �صحيحة �أم خاطئة‪:‬‬ ‫‪ -1‬الطريقة الباردة هي �إحدى طرق تح�ضير المبيدات الح�شرية‪.‬‬ ‫(‬ ‫‪ -2‬ي�ستخل�ص الم�سك من م�صادر نباتية‪.‬‬ ‫(‬ ‫‪ -3‬يعتبر النيكوتين من �أ�شهر المبيدات الح�شرية‪.‬‬ ‫(‬ ‫‪ -4‬يتم الح�صول على ثنائي فو�سفات االمونيوم (ال�سوبر فو�سفات) من معالجة االمونيا كيميائي ًا‪( .‬‬ ‫‪ -5‬يتكون جزيء ال�صابون من طرفين كالهما �أيوني م�شحون‪.‬‬ ‫(‬

‫)‬ ‫)‬ ‫)‬ ‫)‬ ‫)‬

‫�س‪�:5‬صمم�صيغلك ًالمنمنظف�صابونيمعقم ‪,‬منظفال�صابونيلغ�سيلال�صحون ‪,‬عطرمخفف‪.‬‬ ‫�س‪ : 6‬ف�سر كيف يعمل ال�صابون على �إزالة الأو�ساخ‬ ‫�����س‪ : 7‬الم����واد التالية تعتبر من المواد ال�ص����ناعية الهامة �أذكر كيف ت�س����تخدم ف����ي �إنتاج ما ذكر‬ ‫بجانبها بالمعادالت‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬هيدروك�سيد ال�صوديوم منظف �صابوني‬ ‫ب ‪ -‬الأمونيا �سماد ف�سفوري‬

‫�س‪ :8‬ما لفرق بين الزيوت العطرية والعطر‪.‬‬ ‫�س‪ :9‬علل لما يلي ‪:‬‬

‫‪ -1‬يعتقد المزارعون �أن البرق ي�ساعد في الح�صول على مح�صول زراعي جيد ‪.‬‬ ‫‪ -2‬يترك ال�صابون الم�صنع في المنزل مدة ثالثة �أ�سابيع تقريب ًا قبل ا�ستخدامه ‪.‬‬ ‫‪ -3‬تح�سب كمية القاعدة والزيت الم�ستخدمة في �صناعة ال�صابون بدقة ‪.‬‬ ‫‪ -‌4‬ي�ستخدم الأطباء منظفات كاتيونيه لغ�سل �أيديهم قبل وبعد �إجراء العمليات الجراحية ‪.‬‬ ‫‪5‬ـ‪ -‬يتم ا�ستخال�ص الزيت العطري التربنتين بالتقطير بالماء‪.‬‬ ‫‪6‬ـ‪ -‬يتم ا�ستخال�ص زيت القرنفل العطري بالتقطير بالماء والبخار‪.‬‬ ‫‪ -‌7‬ال تزيل المنظفات ال�صناعية بقعة ال�صد�أ ‪.‬‬ ‫‪ -‌8‬تف�ضل اليوريا ك�سماد على غيرها من الأ�سمدة النيتروجينية ‪.‬‬

‫‪41‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫الأهداف‬ ‫نتوقع منك في نهاية الف�صل �أن‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تتعرف التركيب الكيميائي لأدوية م�سكنات الآالم ‪ ,‬الم�ضادات الحيوية ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تتعرف الم�ضادات الحيوية وطرق تح�ضيرها‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تتعرف الأم�صال المقاومة وطرق تح�ضيرها‪.‬‬ ‫‪ – 4‬تتعرف دور الكيمياء في تطور ال�صناعات الدوائية الطبية ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬تتعرف مخاطر اال�ستخدام غير ال�سليم للأدوية والعقاقير الطبية ‪.‬‬

‫‪42‬‬

‫المقدمة‬ ‫يفرز ج�سم الإن�سان العديد من المواد الكيميائية المختلفة للتحكم في وظائف �أجهزة الج�سم المختلفة‬ ‫وتعمل هذه المواد الكيميائية بانتظام ‪ .‬و�إذا حدث خلل في �إفرازها زيادة �أو نق�صان ف�إنه ي�سبب عل ًال معينة‬ ‫في وظائف �أجهزة الج�سم ‪.‬‬

‫فكيف يمكن �إعادة هذه المواد الكيميائية �إلى �إفرازها ب�صورة �سليمة ؟‬ ‫حاول الإن�س ��ان منذ القدم �إيجاد و�سائل لعالج هذه العلل‬ ‫فالحظ العالقة بي ��ن النباتات البرية التي تغطي وجه الأر�ض‬ ‫وبين الأمرا�ض التي ي�ص ��اب بها ف�أ�س ��تعمل ه ��ذه النباتات �أو‬ ‫�أجزاء منها في التداوي ‪.‬‬ ‫فف ��ي الق ��رن الخام�س قب ��ل المي�ل�اد ا�س ��تخدام الطبيب‬ ‫اليوناني ابقراط لحاء �ش ��جرة ال�صف�ص ��اف كمخفف للألم‪,‬‬ ‫ونقي ��ع �أوراق القمعي ��ة لمعالج ��ة ق�ص ��ور القل ��ب كذل ��ك ب ��رع‬ ‫�شكل (‪ ) 1-1‬نبات ال�صف�صاف‬ ‫الم�ص ��ريين في عمل العديد من الخلطات والتركيبات ال�شبيه‬ ‫التي نجحت في عالج العديد من الأمرا�ض وقد كان للم�س ��لمين م�س ��اهمات بارزة في مجال الدواء والعالج‬ ‫وتقدموا كثير ًا في العالج بالأع�ش ��اب ومن �أبرز ه�ؤالء ابن �س ��ينا‪ .‬هذا وقد تطور ا�س ��تخدام الأع�شاب كدواء‬ ‫ففي القرن التا�س ��ع ع�ش ��ر ا�س ��تخدمت خال�ص ��ة الكيماويات في هذه الأع�شاب على �ش ��كل �أقرا�ص عالجية‬ ‫ونتيجة للتقدم العلمي في مجاالت الطب وال�ص ��يدلة والكيمياء تقدمت �ص ��ناعة المواد الدوائية �س ��وا ًء من‬ ‫م�صادر طبيعية �أو �صناعية‪.‬‬

‫‪43‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫الف�صل الثاني‬

‫عرف ��ت �أ�س ��ماء كبيرة و�أعالم عرب وم�س ��لمون طبعت كتبهم وانت�ش ��رت و�ص ��فاتهم الطبي ��ة في بلدان‬ ‫�أوروب ��ا فتعلم ��ت منهم و�أخذت عنهم الكثير مما �س ��اعد على نه�ض ��تها العلمية المعا�ص ��رة نذكر منهم‬ ‫الطبيب العربي الم�س ��لم ما�سوية المارديني الذى ولد في ماردين ثم غادر �إلى بغداد عا�صمة الخالفة‬ ‫الإ�س�ل�امية‪ ,‬وتخ�ص ���ص في الطب وال�ص ��يدلة والنباتات الطبي ��ة ‪ ,‬ثم غادر �إلى القاه ��رة وزاول مهنة‬ ‫الطب فيها زمن الخليفة الفاطمي الحاكم ب�أمر اهلل ودفن بالقاهرة �سنة ‪1015‬هـ ومن �أ�شهر كتبه (في‬ ‫العقاقير) وكتاب (المادة الطبية)‪ .‬التي ترجمت �إلى الالتينية وكتاب (الترياق والأقربازين المركب)‬ ‫(ويق�ص ��د با لأقربازين الأدوية وتركيبها الكيميائي ومفعول الدواء في الج�س ��م) الذي يبحث في علم‬ ‫الأدوية الطبية وم�ضادات ال�سموم ‪ .‬ومن العلماء �أي�ضا العالم الم�سلم والطبيب ال�صيدالني الزهراوي‬ ‫الذي يعد �أول من �ص ��نع �أقرا�ص الدواء وكان ي�ص ��بها في قوالب من خ�ش ��ب الأمينو�س �أو العاج وعليها‬ ‫نف�ش ا�سمها الطبي ‪.‬‬ ‫كما �أن �أول من تنبه �إلى طريقة حفظ الأدوية من التلف والف�ساد الطبيب العربي الم�سلم داود الأنطاكي‬ ‫في كتابه (تذكرة �أولي الألباب والجامع لعجب العجاب ) ‪.‬‬

‫الكيمياء الدوائية‪:‬‬ ‫ع ��رف الإن�س ��ان الدواء قديم ًا بقدم المر� ��ض حيث ظهرت مخطوطات دوائية عالجي ��ة قديمة ‪ .‬وما علم‬ ‫الأدوية الموجود بين �أيدينا في الوقت الحا�ض ��ر الإ ح�ص ��يلة خبرة الح�ض ��ارات ال�س ��ابقة والحالية ‪ .‬وقد‬ ‫�ش ��هد العلم تط ��ور ًا كمي ًا وكيفي ًا في هذا الق ��رن مكنت الطبيب من التعامل مع كثي ��ر من الأمرا�ض حتى‬ ‫�أ�ص ��بح عل ��م الأدوية م ��ن �أحدث العلوم الطبي ��ة ويمكننا تعريف عل ��م الدواء ب�أنة العل ��م الذي يبحث في‬ ‫م�ص ��ادر الأدوية وخ�صائ�ص ��ها وت�أثيراتها المختلفة وامت�صا�ص ��ها وم�صيرها في الج�س ��م وا�ستعماالتها‬ ‫الطبية وجرعتها وت�أثيرها ال�سام‪ ،‬بمعني �آخر هو العلم الذي يبحث في كل ما يتعلق بالدواء ‪.‬‬ ‫علم الدواء ‪ , Pharmacology‬فارماكولوجي م�شتقة من الكلمة اليونانية ‪ Phamacon‬وتعني الدواء ‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪44‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫الأدوية الكيميائية‪:‬‬

‫فالدواء(‪ )Drug‬عبارة عن مواد كيميائية مركبة (مح�ضرة) لمعالجة‬ ‫اعتالل معين بمعاونة كيماويات الج�س ��م و�إعادة الجهاز المختل �إلى و�ضعة‬ ‫الطبيعي ‪ .‬وقد ت�ستخدم في العالج �أو الت�شخي�ص �أو تخفيف الألم �أو الوقاية‬ ‫من الأمرا�ض ‪.‬‬

‫�شكل (‪ ) 3-2‬الإح�سا�س بالألم‬

‫كما عرفنا �سابق ًا ب�أن الأدوية لي�ست من م�صادر نباتية فقط وعليه يمكن تق�سيم م�صادر الأدوية �إلى‪:‬‬ ‫م�صادر الأدوية‬ ‫الحيوان والح�شرات‬ ‫والمخلوقات الدقيقة‬

‫النباتات‬

‫المواد المعدنية‬

‫‪45‬‬

‫الأدوية الم�صنعة‬ ‫كيميائي ًا‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫بد�أت المداوة بالأع�شاب عندما الحظ الإن�سان‬ ‫بع�ض الحيوانات التي كانت ت�شفي وتهد�أ �إذا �أكلت‬ ‫بع� ��ض النباتات فبد�أ الإن�س ��ان بانتق ��اء دوائه من‬ ‫الأع�ش ��اب وخالل ال�س ��نين �أ�ص ��بحت لدي ��ة خبرة‬ ‫عالجية م�ستعين ًا بما يحيط به في بيئته من نبات �أو‬ ‫�شكل (‪ ) 2-2‬بع�ض �أنواع من الأدوية الحديثة‬ ‫حجر �أو معدن �أو قرن غزال �أو مخلب حيوان وقد عرف ال�صينيون القدماء التداوي بالأع�شاب والنباتات فكانوا‬ ‫يجربون ت�أثير الأدوية على �أنف�سهم وعلى الحيوان وا�ستمر في بحثه عن �أدوية تنا�سب �أمرا�ض ًا جديدة لم تكن‬ ‫معروفة من قبل ‪ .‬ثم بد�أ يظهر علم ال�صيدلة في القرن الثامن ع�شر تحت ا�سم الكيمياء والكيميائيين فكان‬ ‫الأطباء يح�ضرون الدواء وي�صفونه للمر�ضى وكانت تلك الأدوية �إما مفردة تتكون من عن�صر طبيعي واحد �أو‬ ‫مركبة تتكون من عدة عنا�صر طبيعية �أطلق عليها العرب ا�سم الأقربازين ثم تطورت �صناعة الأدوية من النباتات‬ ‫والحيوانات �إلى ت�صنيعها من مواد كيميائية حيث يتم تحويل المادة الكيميائية لدواء �آمن فعال وتحدد جرعاته ‪.‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫ت�صنيف الأدوية‪:‬‬ ‫ت�صنف الأدوية بناء على مايلي‪:‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫ت�صنيف الأدوية‬ ‫طرق الت�صنيع الكيميائية‪ :‬الأج�� �ه� ��زة الوظيفية‬ ‫مث ��ل التح�ض ��ير بطريقة التي ي�ؤثر عليها الدواء‬ ‫الأك�س ��دة �أو االخت ��زال �أو بالج�سم م�ث��ل الأدوي���ة‬ ‫التي ت�ؤثر على الجهاز‬ ‫الأ�سترة‬ ‫اله�ضمي �أو الع�صبي‬

‫التركي ��ب الكيميائي �أو ال �ت ��أث �ي��ر البيولوجي‬ ‫المجموع ��ة الوظيف ��ة والدوائي فمنها �أدوية‬ ‫مثل الأدوي ��ة الفينولية م�سكنة و�أخرى مهدئة‬ ‫والكحوالت الأمينية وغيرها منومة‬

‫الأدوية الم�صنعة كيميائياً‪:‬‬ ‫تح�ضر هذه الأدوية بطرق �صناعية كيميائية من مواد �أولية ‪ ،‬وي�شترط‬ ‫توفر المواد الأولية الالزمة وبكميات كبيرة من موارد طبيعية �أو �صناعية‬ ‫�إذ يقل ��ل ذلك تكلفة الدواء وال يلقي عبئ ًا على الم�س ��تهلك (المري�ض)‪.‬‬ ‫وتخ�ض ��ع الأدوية الم�صنعة كيميائي ًا بعد تح�ض ��يرها وتنقيتها لخطوات‬ ‫عدي ��دة الختبار نقاوته ��ا وفعاليتها الحيوية ودرا�س ��ة �آثارها ال�س ��امة ‪.‬‬

‫�شكل (‪� ) 4-2‬صناعة الدواء‬

‫الأ�س�س التي يتم بموجبها ت�صنيع الدواء ثم اختبار مفعوله العالجي‪:‬‬ ‫�أ ) ت�ص ��نيع مركبات كيميائية تت�ش ��ابه في تركيبها البنائي مع مواد طبيعية ذات ت�أثير دوائي معروف‬ ‫ويتم ذلك بتغيير مجموعات وظيفية معينة من جزيئات المادة للح�صول على مركبات جديدة ذات‬ ‫فعالية بيولوجية ومن �أمثلة ذلك ‪:‬ت�ص ��نيع عقار البروبادرين ( فينيل بروبانول �أمين ) الذي ي�شابه‬ ‫في تركيبه الكيميائي عقار الإفيدرين الذي يح�صل عليه من نبات الإفيدرا ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪46‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫‪CH-CH-CH3‬‬ ‫‪OH NH-CH3‬‬

‫‪CH-CH-CH3‬‬ ‫‪OH NH2‬‬

‫بروبادرين‬

‫ب ) اكت�شف العلماء في مجال الت�صميم الدوائي �أن العديد من الأدوية تعطي ت�أثيرها نتيجة ارتباطها‬ ‫ببع�ض المواد البروتينية داخل الج�سم التي ت�سمى م�ستقبالت الدواء وبمعرفة دقيقة ل�صفات هذه‬ ‫الم�س ��تقبالت و�أبعاده ��ا تمكن ه�ؤالء العلماء من ت�ص ��نيع نم ��اذج دوائية تالئم هذه الم�س ��تقبالت‬ ‫وترتب ��ط به ��ا لتعطي الت�أثي ��ر البيولوجي المطل ��وب ومثال ذلك عق ��ار ال�س ��ايمتيدين الذي يرتبط‬ ‫بم�ستقبل الهي�ستامين – ‪ H‬وي�ستخدم لعالج قرحة المعدة ‪.‬‬ ‫جـ ) يتم اختبار الدواء وذلك لدرا�سة ت�أثيراتها البيولوجية ‪.‬‬ ‫احتياطات واجبة في �صناعة الأدوية‪:‬‬ ‫‪ ) 1‬ي�شترط توافر المواد الأولية بكميات كبيرة وب�سعر زهيد وعلى درجة عالية من النقاوة‪.‬‬ ‫‪ ) 2‬يخ�ض ��ع المنتج ال�ص ��ناعي في جميع خطوات ت�ص ��نيعه �إل ��ى الرقابة الكيميائي ��ة للت�أكد من نتائج‬ ‫التفاعالت الكيميائية في كل خطوة من خطوات الت�صنيع طبق ًا للخطة المر�سومة لت�صنيعه‪.‬‬ ‫‪ ) 3‬يجب �أن يكون المنتج ذا جودة عالية و�أن ال يكون �سعره غالي ًا‪.‬‬

‫طرق ت�صنيع المركبات الدوائية‪:‬‬ ‫‪� - 1‬أدوية تح�ضر بطريقة الأ�سترة (‪:)Esterification‬‬ ‫ومن �أمثلة ذلك ت�ص ��نيع عقار الأ�س ��برين ‪ ،‬وهو من �أكثر الأدوية �إنتاج ًا لكثرة ا�س ��تعماله كم�س ��كن للآالم‬ ‫وخاف� ��ض للح ��رارة ولعالج حاالت الروماتيزم والتهاب المفا�ص ��ل‪ .‬وي�ص ��نع بتفاعل حام�ض ال�سال�س ��ليك مع‬ ‫�أنهيدريد حم�ض الخل في وجود حم�ض الكبريت المركز ‪.‬‬

‫‪47‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫�إفيدرين‬

‫الكيمياء الدوائية‬ ‫‪OH‬‬

‫‪OCOCH3‬‬

‫‪H2SO4‬‬

‫‪+ CH3COOH‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫‪COOH‬‬

‫حم�ض الخل‬

‫‪(CH3CO)O2+‬‬ ‫‪COOH‬‬

‫حم�ض ال�سالي�سيليك �أنهيدريد حم�ض الخل‬ ‫( �أ�سبرين)‬

‫�أ�سيتيل حم�ض ال�سالي�سيليك‬ ‫( �أ�سبرين)‬

‫‪ -2‬الهلجنة(‪:)Halogenation‬‬ ‫وهي من �أكثر الطرق �ش ��يوع ًا في �ص ��ناعة الأدوية ‪ ،‬ويق�ص ��د بكلمة هلجنة �إدخال ذرة هالوجين( كلور‪،‬‬ ‫بروم‪ ،‬فلور �أو يود) في جزيء المادة الكيميائية‪.‬‬ ‫ت�ص ��نيع الكلوروفورم حيث ي�س ��تخد كمخدر مو�ضعي وي�ستعمل بكثرة في م�ص ��انع الدواء كمذيب ع�ضوي‬ ‫ويتم تح�ضيره في ال�صناعة ح�سب المعادلة التالية‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪2CHCl3+ Ca(CH3COO)2+ 2Ca(OH)2‬‬

‫هيدروك�سيد‬ ‫الكال�سيوم‬

‫خالت‬ ‫الكال�سيوم‬

‫كلوروفورم‬

‫‪2CH3 C CH3+ 3Ca(OCl)2‬‬

‫هيبوكلوريت‬ ‫الكال�سيوم‬

‫‪� -3‬أدوية تح�ضر بطريقة الألكلة(‪:)Alkyaltion‬‬ ‫مثل عقار الفينوباربيتون ( الفينوباربتال ) والذي ي�ستخدم كمنوم‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪48‬‬

‫�أ�سيتون‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫‪N‬‬

‫‪C‬‬

‫‪N‬‬

‫‪C‬‬

‫‪H Phenobarbital‬‬

‫‪O‬‬

‫‪O‬‬

‫‪C‬‬

‫( لالطالع فقط)‬

‫‪C‬‬ ‫‪Et‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫‪H‬‬

‫‪O‬‬

‫هناك طرق �أخرى يتم من خاللها تح�ضير الأدوية مثل ‪:‬‬ ‫‪� ) 1‬أدوية تح�ضر بطريقة �إدخال مجموعة الكربوك�سيل ‪:‬‬ ‫يح�ض ��ر الإ�س ��برين و�سال�س ��يالت الميثيل به ��ذه الطريقة من حم�ض ال�سل�س ��ليك وي�س ��تخدم‬ ‫الأ�س ��برين كم�سكن للآالم كما ت�ستخدم �سال�س ��يالت الميثيل كمراهم لعالج �أمرا�ض الروماتيزم‬ ‫والتهاب الأع�صاب ‪.‬‬ ‫‪� ) 2‬أدوية تح�ضر بطريقة التكثيف ‪:‬‬ ‫ت�شمل طريقة التكثيف على تفاعل جزيئات مادتين �أو �أكثر مع طرد نواتج ثانوية �صغيرة ومن‬ ‫�أمثلة ذلك تح�ض ��ير عقار هيك�سيل ريزور�س ��ينول الذي ي�ستخدم كمطهر لت�أثيره القاتل للجراثيم‬ ‫وكطارد للديدان وخا�صة الديدان الخطافية ‪.‬‬ ‫‪� ) 3‬أدوية تح�ضر بطريقة نزع الماء ‪:‬‬ ‫مثل تح�ض ��ير الإيثر والذي ي�ستخدم كمخدر عام �أثناء العمليات الجراحية وي�ستخدم كمذيب‬ ‫ع�ضوي في ال�صناعات الكيميائية والمختبرات ‪.‬‬ ‫‪� ) 4‬أدوية تح�ضر بطريقة الأك�سدة ‪:‬‬ ‫ومثال ذلك تح�ضير عقار الأي�سونيازيد وي�ستخدم في عالج حاالت التدرن (ال�سل الرئوي)‬

‫‪49‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫الف�صل الثاني‬

‫�صناعة الدواء‪:‬‬ ‫�إن تح�ضير الأدوية ي�ستلزم خدمات على درجة عالية من التدريب في البحوث الطبية والدوائية‬ ‫وي�شترك في �إنتاج الأدوية ثالثة قطاعات ‪ ,‬الأطباء ‪ ,‬والباحثين وال�صناعات الدوائية ومن المعروف �أن‬ ‫الأدوية كلها تنتج �آثار ًا جانبية ‪ .‬فتظهر في كل عام �آالف الم�ستح�ضرات الأكثر فاعلية والأقل �ضرر ًا على‬ ‫�أع�ضاء و�أجهزة الج�سم ( الكبد ‪ ,‬الأع�صاب ‪ ,‬الدم) ومن ال�صعب للغاية الح�صول على دواء وال يخلو‬ ‫من �آثار الجانبية التي يكون خطرها رهن ًا بكمية الجرعة ومدة تناولها وحال المري�ض ولهذا ال�سبب‬ ‫يو�ضع �صانعو الأدوية الجرعة المثلى والإر�شادات وتتوقف كفاءة الدواء على ن�سبة تركيزه في الدم وعلى‬ ‫�إمكانية ت�أثيره على المو�ضع الم�صاب دون غيره‪.‬‬

‫قم بزيارة لأحد م�صانع الدواء في منطقتك �أو ح�سب ما يتوفر لديك من م�صادر المعلومات وتعرف‬ ‫على مراحل ت�صنيع الدواء وكيفية تقدير الجرعات وتحديد ال�سمية ثم �أكتب تقرير ًا عن ذلك‪.‬‬ ‫�أمثلة لبع�ض المركبات الدوائية الم�ستعملة في عالج بع�ض الأمرا�ض‬

‫‪ - 1‬م�سكنات الألم ‪:Analgesics‬‬ ‫عندما يح�صل ا�ضطراب في داخل الج�سم �أو في محيطة ي�ؤدي �إلى �شعور ال�شخ�ص ب�إح�سا�س غير مريح‬ ‫(الألم) ويعتبر الألم عملية وقائية ف�إذا ما وقع يحتاج �إلى تخفيف وي�س ��تخدم لذلك مركبات ع�ض ��وية ت�سمى‬ ‫الم�سكنات التي تنق�سم �إلى ‪:‬‬

‫الم�سكنات‬

‫مركبات ت�ستخدم لتخفيف الألم ال�شديد مثل‪:‬‬ ‫المورفين وهي ت�سبب الإدمان‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫مركب ��ات ت�س ��تخدم لتخفي ��ف الآالم لمتو�س ��طة‬ ‫والخفيفة كالأ�سبرين وال ت�سبب الإدمان‬

‫‪50‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫م�سكنات الآالم المتو�سطة والخفيفة‪:‬‬

‫�أ‌‪ -‬الأ�سبرين ‪:Aspirin‬‬ ‫وهو بودرة بي�ضاء اللون لي�س له رائحة مميزة وا�سمه‬ ‫الكيميائي �أ�س ��تيل �سال�س ��يليك‪ ,‬والم ��ادة الفعالة فيه هي‬ ‫حم�ض �أ�ستيل �سال�سيليك‬

‫�شكل (‪ )5-2‬الأ�سبرين‬

‫ن�شاط عملي ( ‪ ) 1-2‬تح�ضير الأ�سبرين في المختبر‬ ‫خطوات العمل‬

‫الأدوات والم���واد المطلوبة ‪:‬‬

‫‪ - 1‬زن ‪ 3‬جم من حم�ض ال�سالي�ساليك على زجاجة �ساعة ثم �ضعها‬ ‫في دورق مخروطي ‪.‬‬ ‫‪� - 2‬أ�ضف �إليها ‪ 3‬مل من انهيدريد حم�ض الخليك ( مع االحتياط )‪.‬‬ ‫‪ - 3‬ثم �أ�ضف ‪ 5-4‬قطرات من حم�ض الكبريت المركز ‪.‬‬ ‫‪� - 4‬س ��خن با�ستخدام حمام مائي لمدة ( ‪ ) 6-5‬دقائق حتى ي�صبح‬ ‫المحلول رائق ‪.‬‬ ‫‪� - 5‬أوق ��ف الت�س ��خين ثم خذ الدورق وبحذر �أ�ض ��ف ‪5‬م ��ل من الماء‬ ‫الب ��ارد مع الثلج‪( .‬يج ��ب االحتياط حيث الزي ��ادة من انهيدريد‬ ‫حم�ض الخليك تتك�سر مولدة حرارة بالدورق)‪.‬‬

‫انهيدري ��د حم� ��ض الخلي ��ك‪,‬‬ ‫حم� ��ض ال�سالي�س� �ـــــاليـــــــك ‪,‬‬ ‫حم� ��ض الكبري ��ت المرك ��ز ‪,‬‬ ‫ميثان ��ول‪ ,‬م ��اء مقط ��ر‪ ,‬ثلج ‪,‬‬ ‫زجاجة �ساعة(عدد‪ ,)2‬دورق‬ ‫مخروطي ال�شكل �سعة ‪100‬مل‬ ‫(عدد ‪ ,)2‬حمام مائي ‪ ,‬موقد‬ ‫بن ��زن‪ ,‬ورق تر�ش ��يح ‪ ,‬ميزان‬ ‫ح�سا�س ‪ ,‬قمع تر�شيح‬

‫‪51‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫ت�س ��تخدم كثير من المركبات الع�ضوية الب�سيطة في �ص ��ناعة العديد من الأدوية التي تعمل على تخفيف‬ ‫الآالم الب�سيطة وخف�ض درجة حرارة الج�سم ‪ ,‬ومن �أ�شهر هذه المركبات‪:‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫الف�صل الثاني‬

‫‪ -6‬برد الدورق في حمام ثلجي لمدة ع�شرة دقائق ثم ر�شح ‪.‬‬ ‫‪ -7‬اغ�سل البلورات بجزء من الماء البارد ‪.‬‬ ‫‪ -8‬خذ البلورات من قمع التر�شيح ثم انقلها �إلى دورق مخروطي جاف ثم �أ�ضف ‪ 7‬مل ميثانول ‪.‬‬ ‫‪� -9‬سخن الدورق على حمام مائي حتى تذوب البلورات ‪.‬‬ ‫‪� -10‬أ�ضف ‪18‬مل ماء مقطر ف�إذا تعكر المحلول �سخن على حمام مائي حتى ي�صبح المحلول رائق ‪.‬‬ ‫‪ -11‬ب ��رد ال ��دورق بعد ذلك بالتدري ��ج في درجة حرارة الغرفة ثم في حم ��ام مائي ثلجي حتى تظهر‬ ‫بلورات �أبرية ‪.‬‬ ‫‪ -12‬ر�شح ثم �أنقل البلورات �إلى زجاجة �ساعة ‪.‬‬

‫من خالل قيامك بالن�شاط العملي ‪ .‬اكتب معادلة كيميائية لتح�ضير الأ�سبرين‬

‫يدخل الأ�س ��برين في ما يقارب ‪ 50‬نوع ًا من الأدوية ‪ .‬من خالل م�ص ��ادر المعلومات المتوفرة‬ ‫لديك اكتب تقرير ًا عن الأ�س ��برين تتناول فيه ا�ستخال�ص ��ه و�أهميته العالجية والأدوية التي يدخل‬ ‫في تركيبها و�أ�ش ��كاله المتوفرة والأ�ش ��خا�ص الم�س ��موح لم بتناوله والجرعات الم�س ��وح بها والآثار‬ ‫الجانبية لهذا الدواء‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪52‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬ ‫ب‪� -‬أ�سيتامينوفين ‪(Acetaminophen‬بارا �سيتامول ‪:)paracetamol‬‬

‫‪O‬‬ ‫‪CH3‬‬

‫‪C‬‬

‫‪O‬‬ ‫‪CH2 ، HO‬‬

‫‪NH‬‬

‫�أ�سيت�أمينوفين‬

‫‪C‬‬

‫(لالطالع)‬

‫‪CH3CH2O‬‬

‫‪NH‬‬

‫فينا�سيتين‬

‫الأ�سماء التجارية للأ�سيتامينوفين‪:‬‬ ‫تايلينول ‪ Tylenol‬في �أمريكا‬ ‫بانادول ‪ panadol‬في انكلترا‬ ‫تيمبرا ‪ Tempra‬في كثير من دول العالم‬

‫م ��ن خالل رجوعك �إلى م�ص ��ادر المعلومات لديك اكتب تقرير ًا عن م�س ��كنات الألم ال�ش ��ديد‬ ‫مو�ضح ًا �أنواعها‪� ,‬صيغها الكيميائية‪ ,‬ا�ستخداماتها الطبية‪ ,‬م�ضارها‪.‬‬

‫‪53‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫يعتبر الأ�سيتامينوفين في يومنا هذا متفوق ًا على الأ�سبرين حيث �أنة يمكن ا�ستعماله كم�سكن وخاف�ض‬ ‫للحرارة للمر�ض ��ى الذين ال ي�س ��تعملون الأ�س ��برين �أو الم�ص ��ابين بالقرحة المعدية �أو الذين يعانون من‬ ‫�ص ��عوبات ف ��ي تخثر الدم �أو الأطفال ومركب �آخر من م�ش ��تقاته فينا�س ��يتين ‪ .‬وهو متوفر تحت �أ�س ��ماء‬ ‫تجارية م�ش ��هورة‪ .‬ورغم اعتبار الأ�س ��يتامينوفين �أكثر الأدوي ��ة الموجودة �أمان ًا �إال �أن ا�س ��تعمال اليومي‬ ‫لجرعة الأ�س ��يتامينوفين قد ي�ؤثر على �إنزيمات الكبد بالإ�ضافة �إلى �أعرا�ض جانبية قد تظهر مثل طفح‬ ‫جلدي وانزعاج المعدة ‪.‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬ ‫‪ -2‬الم�ضادات الحيوية ‪:Antibiotics‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫كانت الأمرا�ض المعدية ذات انت�شار وا�سع وقدت�سببت‬ ‫ف ��ي قتل الكثير من النا�س ‪ .‬ولكن بف�ض ��ل من اهلل تو�ص ��ل‬ ‫الإن�س ��ان في منت�ص ��ف ال�س ��تينات من القرن ال�سابق �إلى‬ ‫و�س ��ائل تقلل من انت�شار هذه الأمرا�ض وتقاومها بفعالية‪.‬‬ ‫�شكل (‪ ) 6-2‬الم�ضادات الحيوية‬ ‫ومن هذه الو�سائل ا�س ��تخدام عقاقير دعيت بالم�ضادات‬ ‫الحيوية ‪ .‬وقد ا�ستخدم هذا اال�سم ليدل على مواد تنتج عن بع�ض المخلوقات الحية الدقيقة ( فطريات �أو‬ ‫بكتريا) ولها القدرة على �إ�ضعاف �أو �إيقاف �أو منع نمو مخلوقات �أخرى حية دقيقة(فطريات �أو بكتريا)‪.‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪NH2‬‬

‫‪O‬‬

‫‪NH‬‬

‫‪C‬‬

‫‪H N‬‬

‫‪O‬‬

‫‪H‬‬

‫�سلفانيل �أميد ‪Sulfanilamide‬‬

‫‪SO2 NH C‬‬ ‫‪NH2‬‬

‫�سلفا غوانيدين‬

‫‪H2N‬‬

‫‪Sulfaquanidine‬‬

‫‪O‬‬ ‫‪SO2 NH‬‬ ‫‪S‬‬

‫‪H2N‬‬

‫�سلفاثيازول ‪Sulfathiazole‬‬

‫‪OH‬‬

‫‪C‬‬

‫‪H2N‬‬

‫حام�ض باوا ‪� -‬أمينو بنزويك‬

‫�شكل (‪ ) 5-2‬الأ�سبرين (لالطالع فقط)‬

‫وجميع الم�ضادات الحيوية يح�صل عليها بزراعة بع�ض الأحياء الدقيقة في و�سط معقم ومن ثم ا�ستخال�ص‬ ‫الم�ض ��اد الحيوي من هذا الو�س ��ط ‪ .‬بالإ�ض ��افة �إلى م�ضادات �أخرى من �صنع الإن�س ��ان لها ت�أثير م�شابه ومن‬ ‫ذلك عقاقير ال�سلفا ‪.Sulfa drays‬‬ ‫ورغم النجاح الذي القته عقاقير ال�س ��لفا �إال �أنه قد توفر من الأدلة التجريبية ما ي�ش ��ير �إلى �سمية هذه‬ ‫المركبات مما �أدى �إلى نق�ص ا�ستعمالها تدريجي ًا حتى تال�شى كلي ًا ‪ .‬ولكن بالرغم من ذلك ف�إن العالج بهذه‬ ‫العقاقير مازال م�ستخدم ًا في الطب البيطري‪.‬‬ ‫تم �إكت�شاف الم�ضادات الحيوية التيترا�سايكلينات ومن �أمثلتها كلورامفينيكول‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪54‬‬

‫‪،‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬ ‫وفي عام ‪1929‬م تم اكت�ش ��اف �أول م�ض ��اد حيوي بوا�س ��طة الك�س ��ندر فلمنج من طحلب ‪pencillium‬‬ ‫‪ .Notatum‬ويتميز بت�أثيره القوي في الق�ض ��اء على كثير من البكتيريا التى لم تت�أثر بمركبات ال�سلفا وقد‬

‫تم ا�شتقاق �أنواع مختلفة منه حتى �صارت ت�سمى عائلة البن�سلينات‬ ‫كلورامفينيكول‬

‫‪OH CH2OH‬‬

‫‪CH CH NH CO CH2 Cl‬‬ ‫‪Cl CH3‬‬

‫‪OH‬‬

‫‪OH‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫‪CH3‬‬

‫‪CH3‬‬

‫‪O2N‬‬

‫‪OH‬‬

‫كلوتترا�سيكلين‬

‫‪OH‬‬

‫‪OH‬‬

‫�شكل (‪ ) 8-2‬عقار كلورامفينيكول (لالطالع فقط)‬

‫ال�صيغة العامة للبن�سلين وم�شتقاته‪:‬‬ ‫‪S‬‬

‫وهي النواة الأ�سا�سية‬ ‫مرتبطة بحلقة‬ ‫يتكون جزئ البن�سلين كما في ال�شكل(‪)9-2‬من حلقة‬ ‫‪O‬‬ ‫في جميع البن�سلينات و�سل�سلة جانبية ‪ . R C NH R‬وال يختلف التركيب البنائي لبقية �أفراد مجموعة البن�سلين‬ ‫‪O‬‬ ‫‪S‬‬ ‫�إال باخـتـالف ال�سل�س� �لـة الجـانـبيـة (‪)R‬كـمـا في �شـكــل ‪CH‬‬ ‫‪R C NH CH‬‬ ‫‪CH‬‬ ‫‪C‬‬ ‫(‪ .)10-2‬وق ��د ح ��دث تطور ًا في �ص ��ناعة الم�ض ��ادات‬ ‫‪CH‬‬ ‫الحيوي ��ة للتقلي ��ل م ��ن �آثارها ال�ض ��ارة ويبي ��ن الجدول‬ ‫‪C‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪CH‬‬ ‫‪O‬‬ ‫التالي بع�ض �أ�شهر الم�ضادات الحيوية‬ ‫‪C‬‬

‫‪CH‬‬

‫‪CH CH‬‬

‫‪CH‬‬

‫‪2‬‬

‫‪2‬‬

‫‪N‬‬

‫‪N‬‬

‫‪C‬‬

‫‪O‬‬

‫‪3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫�شكل (‪ )9-2‬البن�سلين‬ ‫‪H‬‬

‫بن�سلين‬

‫‪G‬‬

‫بن�سلين‬

‫‪O‬‬

‫‪CH2 = CHCH2SCH2= R‬‬

‫بن�سلين‬

‫‪V‬‬

‫‪O - CH2= R‬‬

‫‪CH2 = R‬‬ ‫‪CH3‬‬

‫‪S‬‬

‫‪CH3‬‬ ‫‪COOH‬‬

‫�شكل (‪ )10-2‬م�شتقات البن�سلين‬

‫‪55‬‬

‫‪CON‬‬

‫‪CH3CH2‬‬

‫‪N‬‬ ‫‪O‬‬

‫بن�سلين )‪(penicillin G‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬ ‫‪O‬‬ ‫‪F‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫�أمثلة‬ ‫المجموعة‬ ‫البن�سلين‪ ,‬الفوما�سلين‪,‬‬ ‫البن�سلين‬ ‫الأمبي�سيللين‪ ,‬الأجمانتيين‬ ‫ال�سيفالو�سيورين ال�سيفاكلور ‪ ,‬ال�سيفيوروك�سيم‬ ‫الدوك�سي�سيللين‬ ‫التترا �سيكلين‬ ‫الأمينو جليكو �سيد جنتامي�سين ‪ ,‬الأميكا�سين‬

‫‪H‬‬

‫‪N‬‬ ‫‪O‬‬

‫‪N‬‬ ‫‪O‬‬

‫‪HO‬‬ ‫‪OH‬‬

‫دوك�سي فلويوريدين‬

‫الجدول لالطالع فقط‬

‫‪HO‬‬

‫‪Doxyfluridine‬‬

‫�شكل (‪ ) 11-2‬م�ضاد حيوي �ضد ال�سرطان لالطالع‬

‫�إذهب �إلى �أقرب �ص ��يدلية بجوار منزلك وا�س� ��أل ال�صيدلي عن �أنواع الم�ضادات الحيوية ‪ .‬ثم‬ ‫اختار �أحدها واكتب عنه تقرير ًا مبين ًا تركيبه ومنافعه و�أ�ضراره‪.‬‬

‫هل ت�ستخدم الم�ضادات الحيوية في معالجة الأمرا�ض الفيرو�سية ‪ .‬لماذا ؟‬

‫ال�سموم من حولنا‪ :‬الم�ضادات الحيوية داء ودواء ؟!‬ ‫تعمل الم�ضادات الحيوية على �إيقاف �أو قتل بع�ض الفطريات والبكتيريا ولكن الم�ضادات الحيوية‬ ‫ال تميز بين �أنواع الفطريات فهي تق�ضى على البكتيريا‬ ‫النافعة (التي ت�ساعد على اله�ضم �أو على التخل�ص من‬ ‫الف�ضالت �أو التي تحلل ال�سموم لإخراجها من الج�سم )‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪56‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫‪ -3‬م�ضادات الح�سا�سية‪:‬‬ ‫‪CH3‬‬

‫تعم ��ل هذه المركبات وبدرج ��ات متفاوتة على‬ ‫�إبط ��ال المفع ��ول البيولوج ��ي لمادة الهي�س ��تامين‬ ‫وتقل ��ل بذلك من ح ��دة الح�سا�س ��ية وم ��ن �أمثلتها‬ ‫مركب الداي فينهيدرامين ‪.‬‬

‫‪CH3‬‬

‫‪CHOCH2CH2 N‬‬

‫داي فينهيدرامين‬

‫�شكل (‪ ) 12-2‬عقار م�ضاد للهو�ستامين (لالطالع)‬

‫‪ - 4‬م�ضادات الحمو�ضة ‪:‬‬ ‫وه ��ي مركبات تع ��ادل �أو تقلل من �إف ��راز حم� ��ض الهيدروكلوريك في‬ ‫المعدة وت�ش ��مل م�ضادات الحمو�ض ��ة غالب ًا على قواعد تعمل على معادلة‬ ‫الحم�ض مثل بيكربونات ال�صوديوم (‪ )NaHCO3‬و�أك�سيد المغني�سيوم‬ ‫(‪ )MgO‬وهيدروك�س ��يد المغني�س ��يوم ‪ )Mg(OH)2(,‬وكربون ��ات‬ ‫المغني�س ��يوم (‪ )MgCO3‬وهيدروك�س ��يد الألوميني ��وم ‪Al(OH)3‬‬ ‫وثالث �سيليكات المغني�سيوم(‪.)2MgO3SiHO2‬‬ ‫�شكل (‪ ) 13-2‬م�ضادات الحمو�ضة‬

‫‪57‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫وال�ضارة لذا يجب عدم الإفراط في تناول الم�ضادات الحيوية �أو تناولها دون ا�ست�شارة الطبيب‬ ‫هذا وقد �أكدت البحوث والدرا�سات �أن �أال�ستخدام المفرط للم�ضادات الحيوية يولد �سالالت مقاومة‬ ‫ومتطورة من البكتريا ي�صعب عالجها هذا بالإ�ضافة �إلى الآثار الجانبية التي ت�سببها ومنها ق�صور‬ ‫في وظائف الكبد والكلى ‪ ,‬وتهيج في الجهاز اله�ضمي نتيجة نق�ص قدرة الأمعاء على امت�صا�ص بع�ض‬ ‫المواد الغذائية والح�سا�سية التي ت�صيب بع�ض الأ�شخا�ص التي ت�صل �إلى درجة الموت ‪,‬كما �أن بع�ض‬ ‫الم�ضادات الحيوية ت�ؤدي �إلى الإ�ضرار بحا�سة ال�سمع وبع�ضها يلون الأ�سنان هذا بالإ�ضافة �إلى �أ�ضرار‬ ‫بع�ض الم�ضادات الحيوية على الحامل والمر�ضع وقد �أثبتت الدرا�سات الحديثة �أن بع�ض الم�ضادات‬ ‫الحيوية ت�سبب الإرهاق والحكة ونوبات ال�صرع و�إعاقة في النمو للأطفال ‪.‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫‪ -5‬م�ضادات االلتهاب اال�ستيرويدية‪:‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫ت�ش ��مل مرك ��ب الكورتزول وهو خميرة �س ��تيرويدية م ��ن الغدة فوق الكلي ��ة والمركبات الم�ش ��ابهة له مثل‬ ‫الديك�ساميثازون والتي تعالج �أعرا�ض االلتهاب كاالحمرار والتورم‪.‬‬ ‫‪CH2OH‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪OH‬‬

‫‪CH2OH‬‬ ‫‪O‬‬

‫‪C‬‬ ‫‪CH3‬‬

‫‪OH‬‬

‫‪O‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪C‬‬ ‫‪CH3‬‬

‫‪CH3‬‬

‫‪O‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪CH3‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪O‬‬

‫‪O‬‬

‫�شكل (‪ ) 14-2‬م�ضاد االلتهاب الإ�ستيرويدية (لالطالع فقط)‬

‫‪ - 6‬الملينات ‪:‬‬ ‫ويتم التليين �إما بتهييج الأمعاء مثل زيت الخروع �أو تزيد حجم ف�ضالت الأطعمة مثل ميثيل ال�سيلولوز �أو‬ ‫تكون م�شحمة مثل الزيوت المعدنية‪.‬‬

‫بالرجوع �إلى م�صادر المعلومات المتوفرة لديك وباال�شتراك مع زمالئك �صمم عر�ض ًا با�ستخدام‬ ‫الحا�سب تو�ضح بع�ض �أ�شهر �أنواع الأدوية وتركيبها الكيميائي‪ ,‬وطرق ا�ستخدامها‪ ,‬وم�ضارها‪.‬‬ ‫بالرغم من �أن معظم الأدوية الم�س ��تعملة في المجال الطبي في الوقت الحا�ض ��ر يتم ت�ص ��نيعها كيميائي ًا‬ ‫ف�إن بع�ض الأدوية ما زالت تنتج من م�صادرها الطبيعية �إما لرخ�ص و�سهولة �إنتاجها بهذه الطريقة �أو لعدم‬ ‫قدرة الإن�سان على تح�ضيرها بكميات كبيرة في المختبرات ‪ .‬وت�شمل هذه الأدوية على المواد ذات الم�صدر‬ ‫النبات ��ي �أو الحيواني مثل عقار الكينين الم�س ��تخل�ص من نبات الكينا ومركبات المورفين الم�ستخل�ص ��ة من‬ ‫نبات الخ�شخا�ش ومركبات الكافائين من ال�شاي ومادة الأن�سولين من بنكريا�س بع�ض الحيوانات كالبقر‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪58‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫الأن�سولين ‪:‬‬ ‫�شكل (‪ ) 15-2‬تركيب الأن�سولين‬

‫�شكل (‪� )16-2‬أنواع الأن�سولين‬

‫طريقة تح�ضير الأن�سولين‪:‬‬ ‫‪ - 1‬يجم ��د بنكريا�س البق ��ر �إلى درجة ‪°20‬م‪ ،‬ثم يفرم ويترك في �أحوا�ض خا�ص ��ة كبيرة مع الكحول‬ ‫الإيثيلي بعد معاملته بحم�ض الهيدروكلوريك ويتم اال�س ��تخال�ص بوا�سطة عدة �أجهزة تعتمد على‬ ‫الطرد المركزي وينتج في نهاية العملية عجينة من الدهون ال�س ��اخنة ومحلول الكحول المحتوي‬ ‫على هرمون الأن�سولين ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ت�ض ��اف مادة الأمونيا �إلى المحلول لي�ص ��بح قاعدي ًا فتتر�س ��ب بذلك بع�ض المواد غير المرغوب‬ ‫فيها وير�شح الخليط للح�صول على محلول الهرمون في الكحول ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬يتم تركيز المحلول ال�سابق بتبخيره وبذلك تتر�سب بلورات الأن�سولين ‪.‬‬

‫‪ -7‬الأم�صال الطبية ‪: Serums‬‬ ‫الم�صل عبارة عن الأج�سام الم�ضادة الجاهزة �أو م�ضادات ال�سموم‬ ‫الجاهزة التح�ضير التي ت�ؤدي مفعولها فور �إعطائها وي�ستمر هذا المفعول‬ ‫لفترة ق�ص ��يرة و�سميت �أم�ص ��اال لأنها تح�ضر من م�صل(بالزما) عائل‬

‫‪59‬‬

‫�شكل (‪ )17-2‬م�صل‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫يقوم الأن�سولين بتحويل �سكر الجلوكوز الزائد في الدم �إلى جليكوجين‬ ‫ودهون يتم تخزينها في الج�س ��م واال�ستفادة منها عند الحاجة للح�صول‬ ‫على الطاقة الالزمة لحياة الإن�س ��ان والحيوان ويت�س ��بب النق�ص في هذا‬ ‫الهرمون في حدوث م�ش ��كالت �ص ��حية متعددة ‪.‬ويتم الح�صول على هذا‬ ‫الهرمون با�ستخال�ص ��ه م ��ن بنكريا�س بع�ض الحيوان ��ات كالبقر ‪ ،‬ويعتبر‬ ‫�أول مادة بروتينية �أمكن الح�ص ��ول عليها على �شكل بلورات ‪ ،‬وي�ؤدي فقد‬ ‫الأن�س ��ولين �أو نق�ص ��ه ب�ش ��كل كبير �إلى مر�ض ال�س ��كر(البول ال�سكري)‪.‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬ ‫�آخر ثم تنقل بعد ذلك عن طريق الحقن الع�ضلي �أو الوريدي‪ .‬وتك�سب ال�شخ�ص ما يعرف بالمناعة ال�سلبية‪.‬‬

‫�أنواع الأم�صال‪:‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫تح�ضر الأم�ص ��ال عن طريق حقن الخيول ال�سليمة على دفعات‬ ‫وبكمي ��ات متزايدة من اللقاح فتقوم الخيول بتكوين المواد ال�ض ��ارة‬ ‫بعد فترة ‪.‬‬ ‫�شكل (‪ ) 18-2‬تح�ضير الم�صل‬ ‫وعندما ت�ص ��ل ن�س ��بة المواد الم�ض ��ادة في الدم لأعلى م�س ��توى ي�سمى الج�سم الم�ضاد الم�ستخدم في‬ ‫ي�س ��تنزف دم الحي ��وان ث ��م يجلط ليف�ص ��ل ما به من خالي ��ا الدم‬ ‫الأم�صال بالجلوبيولين‬ ‫الحمراء والبي�ض ��اء ويف�ص ��ل الم�ص ��ل وما به من المواد الم�ض ��ادة ثم يعقم ويحفظ لحين ا�ستعماله‪ .‬ويمكن‬ ‫تح�ض ��ير بع�ض الأم�ص ��ال من متطوعين بعد �إجراء الفحو�ص الالزمة ل�ض ��مان خلوهم من الأمرا�ض ‪ .‬ولكن‬ ‫معظم الأم�صال تح�ضر �صناعي ًا لتالفي نقل �أمرا�ض الدم ‪.‬وتوجد ثالثة �أنواع رئي�سية هي‪:‬‬

‫‪ -1‬الم�صل الب�شري ‪:Human Immune Globulin‬‬

‫ويح�ض ��ر من عدد من المتطوعين ويحفظ عند درجة حرارة ‪°4‬م ويبد�أ فاعليته في الج�س ��م بعد ‪48‬‬ ‫�س ��اعة من الحقن وت�س ��تمر فاعليته لمدة ثالثة �أ�سابيع ‪ .‬وي�س ��تخدم للوقائية من الأمرا�ض التالية الكبد‬ ‫الوبائ ��ي �أ‪ ,‬والجديري‪ ,‬والح�ص ��بة الألمانية ‪ .‬ومن عيوبه �أنة يعط ��ي مناعة م�ؤقتة كما تختلف فاعليته من‬ ‫نوع لآخر وقد ي�سبب ح�سا�سية �شديدة في بع�ض الأحيان ‪.‬‬

‫‪ -2‬الم�صل ذو المناعة العالية ‪:Hyperimmune Globulin‬‬

‫ويح�ض ��ر من الأ�ش ��خا�ص الذين لديهم ن�س ��بة عالية من الأج�س ��ام الم�ض ��ادة لمر�ض معي ��ن ‪ .‬ويكون‬ ‫تح�ض ��يره من ه�ؤالء الأ�ش ��خا�ص �أثناء فترة النقاهة �أو عن طريق تحفيز جهاز المناعة لأ�شخا�ص �أ�صحاء‬ ‫ب�إعطائهم اللقاح الخا�ص بالمر�ض ‪ .‬ومن عيوبه الح�سا�س ��ية ال�ش ��ديدة ومن �أمثلته م�ص ��ل ال�س ��عار ( داء‬ ‫الكلب ) والم�صل الم�ضاد للإلتهاب الكبدي ب و التيتانو�س‬

‫‪ -3‬الم�صل الوريدي ‪:Intra-venous Immune Globulin‬‬

‫ويعطى عن طريق الحقن بالوريد‪ .‬ويف�ض ��ل هذا النوع من الم�صل للأطفال المب�سترين ناق�صي النمو �ضد‬ ‫الإ�ص ��ابات البكترية والفيرو�سية مثل االلتهاب ال�س ��حائى �أو الأيدز ومن عيوبه الح�سا�سية‪ .‬وهناك �أنواع �أخرى‬ ‫من الأم�ص ��ال مثل م�ص ��ل م�ضاد الت�س�سم الغذائي وم�صل �ضد �س ��م الثعبان ‪ ,‬وم�صل �سم العقرب والعنكبوت‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪60‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫اللقاحات ‪:Vaccines‬‬ ‫وهي عبارة عن الميكروب الم�سبب للمر�ض �أو جزء منه وذلك بعد �إ�ضعافه �أو قتلة وت�ؤدي اللقاحات‬ ‫مفعولها بعد تكوين الأج�سام الم�ضادة بعد عدة �شهور ولكن مفعولها يدوم مدى الحياة �أما عملية �إعطاء‬ ‫اللقاح بق�صد اكت�ساب مناعة �ضد الإ�صابة بالأمرا�ض فت�سمى التلقيح �أو التطعيم ‪.‬‬

‫‪61‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫المناعة ‪:‬‬ ‫المناعة قدرة الفرد على مقاومة م�سببات �أحد الأمرا�ض والتغلب عليها ‪ ,‬وتعتبر المناعة تعبير ن�سبي‬ ‫ولي� ��س مطلق ًا ف� ��إذا قلنا �أن �أحد الأفراد منيع فهذا يعني �أنه �أكثر مقاومة �أو �أقل قابلية للإ�ص ��ابة عن‬ ‫الأفراد العاديين والقابلين للإ�صابة قابلية كاملة ‪ .‬وتنق�سم المناعة �إلى ‪:‬‬ ‫�أ‌‪ -‬مناعة طبيعية ‪ : Natural Immunity‬وت�ش ��مل المناعة المكت�س ��بة من الأم قيل الوالدة �إال‬ ‫�أنه ��ا تختف ��ي بين ‪� 12-9‬ش ��هر ًا والمناعة الطبيعية الموروث ��ة ( للفرد �أو ال�س�ل�الة �أو النوع ) وهي‬ ‫تتفاوت من حيث المقاومة للإ�صابة ‪.‬‬ ‫ب‌‪ -‬مناع���ة مكت�س���بة ‪ :Acquired Immunity‬وهي المناعة التي تكت�س ��ب �أثن ��اء الحياة ولها نوعان‬ ‫‪ -1‬المناع���ة ال�س���لبية ‪ :‬ويلج� ��أ �إليها في حالة ح ��دوث وباء وال يوجد وقت كافي الكت�س ��اب المناعة �أو‬ ‫التطعيم �ض ��د ه ��ذا الوباء لم ي�ؤخذ م ��ن قبل وتعرف ب�أنها �إعطاء الأج�س ��ام الم�ض ��ادة الجاهزة‬ ‫وال�سابقة التح�ضير بغر�ض توفير مناعة فورية م�ؤقتة �ضد مر�ض محدد ‪.‬‬ ‫‪ -2‬المناعة الإيجابية ‪ :‬ويق�ص ��د بها �إعطاء ال�ش ��خ�ص نوع �أو �أكثر من مولدات الم�ض ��ادات الخا�صة‬ ‫بميكروب محدد بهدف تحفيز الجهاز المناعي ليكون الأج�س ��ام الم�ض ��ادة الخا�صة به وقد تكون‬ ‫المناعة الإيجابية طبيعية �إذا �أعقبت الإ�ص ��ابة بالمر�ض نف�سه وقد تدوم مدى الحياة ‪ .‬وقد تكون‬ ‫�صناعية �إذا �أعقبت اللقاحات الخا�صة بمر�ض معين ‪.‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬ ‫�أنواع اللقاحات ‪:‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫�أ‪ -‬لقاحات حية ‪ :‬وهي التي تحتوي على ميكروبات �أو فيرو�سات حية‬ ‫ولكنها م�ضعفة وواهنة ال ت�سبب �أمرا�ض بل تحفز جهاز المناعة‬ ‫ومن �أمثلتها‪ :‬لقاح الدرن ‪ ,‬لقاح �شلل الأطفال الذي يعطى عن‬ ‫الطريق الفم في �شكل نقط ‪.‬‬

‫�شكل (‪ )19-2‬لقاح‬

‫ب‪ -‬لقاحات غير حية ‪ :‬وهي التي تحتوي على ميكروبات �أو فيرو�سات ميتة �أو �أجزاء منها مثل لقاح‬ ‫ال�سعال الديكي و�شلل الأطفال الذي عن طريق الحقن ‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬توك�سيد وهي اللقاحات التي تحتوي على �سموم البكتريا بعد تحويلها �إلى توك�سيد غير �ضار مثل‬ ‫توك�سيد الدفتيريا والتيتانو�س وتق�سم اللقاحات �إلى �أ�سا�سية (�إجبارية) وت�شمل الدرن ‪� ,‬شلل‬ ‫الأطفال‪ ,‬ثالثي البكتيري ( الدفتيريا ‪ ,‬التيتانو�س ‪ ,‬ال�سعال الديكي‪ ,‬االلتهاب الكبدي الوبائي ب‪,‬‬ ‫الح�صبة‪ ,‬الثالثي الفيرو�سي ( الح�صبة ‪ ,‬الح�صبة الألمانية ‪ ,‬النكاف)‪.‬‬ ‫اللقاحات غير الأ�سا�سية ( الإ�ضافية ) ‪ :‬وتعطى طبق ًا لظروف اللقاح والحالة الإقت�صادية للبلد وت�شمل‪:‬‬ ‫الهيموفلي�س �أتفلونزا ‪ ,‬الإلتهاب الكبدى الوبائي �أ ‪ ,‬الجديري المائي ‪ ,‬فيرو�س الأتفلونزا ‪ ,‬الطاعون ‪,‬‬ ‫الحمى ال�صفراء وغيرها ‪.‬‬ ‫ومن المالحظ �أن بع�ض الأمرا�ض لها م�صل ولقاح في نف�س الوقت مثل الدفتيريا والتيتانو�س‬

‫مخاطر اال�ستخدام غير ال�سليم للأدوية والعقاقير الطبية‪:‬‬ ‫يتم امت�ص ��ا�ص �أغلب الأدوية �إلى مجرى الدم وتنتقل على الكبد وهو م�ص ��نع التجهيز الكيميائي للج�سم‬ ‫حيث يتم فيه تك�س ��ير وانحالل كثير من العقاقير بفعل �إنزيمات الكبد ثم ينتقل الدواء بعد ذلك �إلى مو�ض ��ع‬ ‫مفعوله وهو المكان الذي يقوم فيه بمعظم عمله ‪ ,‬ثم يقوم الج�س ��م بالتخل�ص من العقار عن طريق البول �أو‬ ‫عن الطريق تك�سيره في الكبد ‪ .‬وهناك بع�ض العوامل التي ت�ؤثر على فاعلية عمل الدواء وهذه العوامل ت�شمل‬ ‫م ��ا ت�أكله �أو ت�ش ��ربه م ��ع الدواء ومدى �إتباعك لتعليمات الطبيب في تناول الدواء و�س ��نك وجن�س ��ك ( ذكر �أو‬ ‫�أنثى) و�أي�ضا ج�سمك ومن هذه الن�صائح ما يلي ‪- :‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪62‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬ ‫�أو ًال ‪ :‬مع الطبيب �أخبر الطبيب عن المعلومات التالية ‪:‬‬

‫ثانياً‪:‬افهم العالج المو�صوف ال تترك الطبيب وال�صيدلي قبل �أن تت�أكد من معرفتك‬ ‫بالأمور التالية‪:‬‬ ‫• ا�س ��م الدواء العلمي والتجاري و�أهمية ذلك لأن الأ�س ��ماء التجارية قد تختلف ح�س ��ب ال�شركات‬ ‫وتكون المادة الفعالة واحدة‪.‬‬ ‫• البد �أن نعرف كيف يعمل الدواء‪.‬‬ ‫• ما مقدار الجرعة المو�صوفة ؟ وعدد المرات في اليوم؟ ومدة العالج الكلية ؟‬ ‫• معرفة الأدوية والأغذية والم�شروبات التي يجب االمتناع عنه �أثناء العالج‪.‬‬ ‫• معرفة الأعرا�ض الجانبية المحتملة لهذا الدواء‪.‬‬ ‫• ما الذي عليك فعله �إذا ن�سيت الجرعة �أو تجاوزت الجرعة المو�صوفة ؟‪.‬‬

‫ثالثاً‪ :‬بعد ا�س���تالمك الدواء من ال�ص���يدلي يجب �أن تتحقق منه قبل المغادرة وذلك‬ ‫باتباع التالي‪:‬‬

‫• مقارنة العالج مع الو�صفة بدقة مقارنة التعليمات المكتوبة على الال�صقة مع تعليمات الطبيب‪.‬‬

‫رابعاً‪:‬مراجع���ة الطبي���ب‪ :‬القي���ام بمرجع���ة الطبي���ب خالل فت���رة المعالجة وذل���ك لمراقبة‬ ‫التطورات التي تطر�أ على الحالة ويجب �إخبار الطبيب عن �سير العالج وذلك ب�إخباره‬ ‫• عن �أية م�شكلة تواجهك لها عالقة بالدواء المو�صوف‪.‬‬ ‫• عن تطور الحالة منذ بداية تناولك العالج‪.‬‬

‫‪63‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫• �أ�سماء كل الأدوية التي تتناولها حالي ًا �سوا ًء بو�صفة �أو بغير و�صفة‪.‬‬ ‫• �إخبار الطبيب �إن كنت تتح�س ���س من �أي دواء �أو غذاء �أو عن �أي �أعرا�ض جانبية تعر�ض ��ت لها‬ ‫عند ا�ستعمالك لأي دواء‪.‬‬ ‫• �أخبر الطبيب عن وجود �أمرا�ض وراثية في العائلة‪.‬‬ ‫• �إخبار الطبيب �إذا كنت ت�شكين ب�أنك حامل �أو مر�ضعة‪.‬‬ ‫• �إذا كنت تعاني من مر�ض �آخر �أو م�شكلة وتتابع مع طبيب �آخر‪.‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫الف�صل الثاني‬

‫باال�ش���تراك م���ع زمالئ���ك في الف�ص���ل اخت���ر �أحد الأدوي���ة الطبية وحاول ا�س���تخراج م���ا يلي من‬ ‫الن�ش���رة المرفق���ة لل���دواء‪ :‬المكون���ات الفعال���ة ‪ ,‬اال�س���تخدامات والتحذي���رات ‪,‬و المكونات غير‬ ‫الفعالة‪ , ,‬معلومات �أخرى‪.‬‬

‫التفاعالت بين العقاقير والأطعمة‪:‬‬ ‫يمك ��ن �أن يتفاع ��ل الطع ��ام مع العقاقير مم ��ا يجعلها تعمل �أبط�أ �أو �أ�س ��رع �أو حت ��ى يمنعها من �أن‬ ‫يك ��ون له ��ا ت�أثير على الإطالق ‪ .‬وكل م ��ن الطعام الذي ت�أكله والأدوية الت ��ي تتناولها يتم التعامل معه‬ ‫ثم �إمت�صا�ص ��ة في الجزء العلوي من القناة المعدية المعوية ‪ .‬فمث ًال تم اكت�ش ��اف �أن فاكهة الجريب‬ ‫ف ��روت وع�ص ��يرها تزيد من م�س ��تويات بع� ��ض الأدوية في ال ��دم لأن هذه الفاكهة تثب ��ط �إنزيمات في‬ ‫الأمع ��اء الدقيق ��ة تعمل عل انحالل �أدوية عديدة بالإ�ض ��افة �إلى �أن الفاكهة الحم�ض ��ية مثل البرتقال‬ ‫والجريب فروت تحتوي ع�ص ��ائرها على حم�ض الأ�س ��كوربيك ( فيتامين جـ ) الذي ي�س ��رع امت�صا�ص‬ ‫الحديد من مكمالت الحديد مما يجعل بع�ض الأدوية تذوب في المعدة بد ًال من الأمعاء الدقيقة حيث‬ ‫يتم امت�صا�ص ��ها بكفاءة �أكثر لذا من الواجب تجنب تناول الأدوية في خالل �س ��اعة بعد �أكل الفواكه‬ ‫الحم�ضية �أو �شرب ع�صائرها‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪64‬‬

‫الكيمياء الدوائية‬

‫العالج بالأع�شاب ‪:‬‬

‫‪ - 2‬معرفة المركبات الكيميائية التي يحتويها �سواء �أكانت في الجذور �أو ال�سيقان �أو الثمار ‪.‬‬ ‫‪� - 3‬إعطاء هذه الأع�ش ��اب لحيوانات التجارب غير المري�ض ��ة لمعرفة م ��دى وجود �آثار جانبية على‬ ‫�أع�ضاء الج�سم المختلفة ‪.‬‬ ‫‪ - 4‬اختبار مدى فاعلية الع�شب في عالج المر�ض في حيوانات التجارب الم�صابة ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬تحديد الجرعة المعالجة والجرعة ال�ضارة حتى يتم تحديد الجرعة المنا�سبة لإعطائها للمري�ض‪.‬‬ ‫وهناك مجاالت �أخرى لها عالقة بت�صنيع الأدوية الع�شبية مثل علم الزراعة والري والهند�سة الوراثية‪.‬‬

‫‪65‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثاني‬

‫انت�ش ��رت خالل ال�س ��نوات الأخيرة ظاهرة العالج بالأع�ش ��اب والنباتات‬ ‫الطبي ��ة في جميع �أنحاء العالم بعد �أن �أ�ص ��اب النا� ��س الملل من العالج‬ ‫بالأدوية الكيميائية ‪ .‬فنجد الباعة المتجولين غير المرخ�ص لهم يفتر�شون‬ ‫الأر�صفة بكميات من الأكيا�س التي بها الأع�شاب المختلفة ومدون عليها‬ ‫ا�ستعمالها للعالج‪ ،‬وكذلك محالت العطارة تتاجر بالأع�شاب كل هذا في‬ ‫غياب الطبيب مما ي�شكل خطر ًا على �صحة الإن�سان‪.‬‬ ‫والأع�ش ��اب وكما �أن لها فوائد طبية لها �آثار �ض ��ارة قد ت�ؤدي �إلى الموت‬ ‫مثل الأدوية والعقاقير الكيميائية هذا ما �أثبتته الدرا�س ��ات والبحوث �أن �شكل(‪ )20-2‬نباتات طبية‬ ‫ا�س ��تخدم النباتات والأع�ش ��اب في العالج يحتاج �إلى �ض ��وابط و�أ�س ���س علمية لأن الع�ش ��ب ك�أي دواء‬ ‫ع ��ادي ب ��ه قدر من ال�س ��ميات وقدر من المواد الفعال ��ة فالبد �أن ت�ؤخذ تحت �إ�ش ��راف طبي حيث �أن‬ ‫هناك العديد من الأع�ش ��اب ال�سامة غير الآمنة والتي ت�ض ��ر بالإن�سان بالإ�ضافة �إلى الأع�شاب �سيئة‬ ‫التخزين �أو المجموعة في غير موعدها والتي انتهت فاعليتها ومن الأ�س ���س التي البد مراعاتها عند‬ ‫ا�ستعمال الأع�شاب الطبية ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬التعرف على نوع الع�شب والو�صف العلمي له‪.‬‬

‫�أ�سئلة الف�صل‬ ‫الثاني‬ ‫�س‪ :1‬ما هي م�صادر الأدوية ؟‬ ‫�س‪ :2‬در�ست عدداً من طرق ت�صنيع الدواء‪� ،‬أذكر ثالثة منها ‪.‬‬ ‫�س‪ :3‬ما النوع المنا�سب من الأدوية لكل حالة من الحاالت التالية ‪:‬‬ ‫الته ��اب اللوزتي ��ن‪� ,‬ص ��داع م�ص ��حوب بارتفاع ح ��رارة الج�س ��م‪ ,‬ارتفاع ف ��ي درج ��ة حرارة(طفل)‪،‬‬ ‫انت�شار وباء الطاعون‪ ,‬الحماية من �شلل الأطفال‪.‬‬

‫�س‪� :4‬ضع دائرة حول الإجابة ال�صحيحة‬ ‫‪� - 1‬أحد الأدوية التالية �أخذ من م�صدر نباتي‪:‬‬ ‫�أ) الأن�سولين‬

‫جـ) الأدرينتالين‬

‫ب)الإ�سبرين‬

‫د) الكينين‬

‫‪ - 2‬ال يعتبر من الأ�شكال ال�صيدالنية للأدوية‪:‬‬ ‫�أ) �أكيا�س البابونج‬

‫جـ) الكب�سوالت‬

‫ب) المراهم‬

‫د) الرذاذات‬

‫‪ - 3‬ا�ستخدم قديماً لحاء �شجرة ال�صف�صاف في عالج‪:‬‬ ‫�أ)الألم‬

‫جـ) ال�سعال‬

‫ب)الأورام‬

‫د) ق�صور الكلى‬

‫‪ - 4‬من �أ�شهر علماء العرب والم�سلمين في الطب وال�صيدلة‪:‬‬ ‫�أ)المارديني‬

‫ب) ابن الهيثم‬

‫جـ) �سيبويه‬

‫د) ابن خلدون‬

‫‪ - 5‬ي�ستخدم الدواء في‬ ‫�أ) الت�شخي�ص‬

‫جـ) تخفيف الألم‬

‫ب) الوقاية‬

‫د) جميع ما تقدم‬

‫‪ - 6‬يمكن ت�صنيع الكلوروفورم عن طريق تفاعل‪:‬‬ ‫�أ)الأ�سترة‬

‫جـ ) الهدرجة‬

‫ب) الألكلة‬

‫د) الأك�سدة‬

‫‪ - 7‬يعتمد ت�صنيع الدواء على‪:‬‬ ‫�أ)الأطباء‬

‫جـ) المر�ضى‬

‫ب) الباحثين‬

‫د) �أ‪+‬ب‬

‫‪ - 8‬التركيب الكيميائيى لعقار الروبادرين ي�شبه عقار‪:‬‬ ‫�أ) الإفيدرين‬

‫جـ )الأ�سبرين‬

‫ب) النيكوتين‬

‫‪66‬‬

‫د)الداي فينهيدرامين‬

‫‪ -9‬جميع الأم�صال التالية ذات مناعة عالية ماعدا‪:‬‬ ‫�أ) داء الكلب‬

‫ب) الإلتهاب الكبدى ب‬

‫جـ) الإلتهاب الكبدي �أ‬

‫د) التينانو�س‬

‫‪ -10‬ي�شترط في المادة الأولية الم�ستخدمة في ت�صنيع الدواء �أن تكون‪:‬‬ ‫�أ) عالية النقاوة‬

‫جـ) متوفر بكميات قليلة‬

‫ب) غالية الثمن‬

‫د) جميع ما تقدم‬

‫�س‪ :5‬قرر ما �إذا كانت العبارات التالية �صحيحة �أم ال‬ ‫‪ - 1‬تعتبر الحيوانات والح�شرات من م�صادر الأدوية ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬يعتمد في ت�صنيف الأدوية على الت�أثير البيولوجي لها ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬ي�ستخدم المورفين كم�سكن للآم ال�صداع الب�سيطة ‪.‬‬ ‫‪ - 4‬اال�سم ال�شائع لعقار ا�سيتيل �سال�سيليك هو تنبرا ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬ين�صح الأطباء با�ستخدام الأدوية الع�شبية ب�أي مقدار ‪.‬‬ ‫‪ - 6‬تعمل الأم�صال الطبية على �إك�ساب الفرد مناعة مدى الحياة ‪.‬‬

‫)‬ ‫)‬ ‫)‬ ‫)‬ ‫)‬ ‫)‬

‫(‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫(‬

‫�س‪ :6‬المركبات التالية منها ماي�ستخدم كعقار ومنها ما ي�ضاف للأدوية‪.‬‬ ‫ا�س ��تيل �سال�س ��ياليك‪ ,‬مورفي ��ن‪ ,‬تايلين ��ول‪ ,‬كلورامفينيك ��و‪ ,‬داى فيتهيدايين‪ ,‬البن�س ��لين‪ ,‬فانيلين‪,‬‬ ‫�أنثرانيالت ميثيل‪ .‬قم بت�صنيفها كال ح�سب ا�ستخدامه ؟‬

‫�س‪ : 7‬تعمل م�ض���ادات الحمو�ض���ة على تخفيف �آالم القرحة عن الطريق التفاعل مع‬ ‫حم����ض المع���دة (حم�ض الكلور) مثل لما يحدث بمعادالت كيميائية عند تناول‬ ‫هذه الم�ضادات �إذا كانت مادتها الفعالة ‪MgCO3 , Al(OH)3‬‬

‫‪67‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الأهداف‬ ‫نتوقع منك في نهاية الف�صل �أن‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تتعرف البروتينات و�أهميتها الغذائية‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تتعرف الأحما�ض الأمينية وتح�ضيرها‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تتعرف ت�صنيف البروتينات‪.‬‬ ‫‪ - 4‬تتعرف ت�صنيف الكربوهيدرات و�أهميتها الغذائية ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬تو�ضح خوا�ص الكربوهيدرات والك�شف عنها‪.‬‬ ‫‪ - 6‬تتعرف الفيتامينات و�أنواعها وم�صادرها و�أهميتها‪.‬‬ ‫‪ - 7‬تتعرف الأمالح المعدنية و�أنواعها وم�صادرها و�أهميتها‪.‬‬ ‫‪ - 8‬تتعرف المحليات ال�صناعية‪.‬‬ ‫‪ - 9‬تتعرف �صودا الخبز و�أنواعها‪.‬‬

‫‪68‬‬

‫المقدمة‬ ‫يحتاج الإن�س ��ان للطعام كي يعي�ش ‪ ،‬فالعنا�صر‬ ‫الغذائية المختلفة الزمة لحيويته و�إك�س ��ابه الطاقة‬ ‫الالزمة لقيامه بالأن�شطة المختلفة في حياته ‪ .‬كما‬ ‫�أن الغ ��ذاء ل ��ه فوائد وظيفية هامة ف ��ي الوقاية من‬ ‫الأمرا�ض‪،‬‬ ‫و ي�س ��تخدم الغ ��ذاء كع�ل�اج يتمث ��ل ف ��ي‬ ‫النبات ��ات الت ��ي ن�أكله ��ا لأن اهلل تعال ��ى �أنب ��ت‬ ‫�شكل (‪ ) 1-3‬الهرم الغذائي‬ ‫ف ��ي الأر� ��ض م ��ن كل �ش ��يء م ��وزون‪ ،‬ق ��ال تعال ��ى‬ ‫{ (�سورة الحجر‪� ،‬آية ‪ )19 :‬بالإ�ضافة �إلى �أن نق�ص‬ ‫}‬ ‫بع�ض العنا�صر الغذائية قد ي�صيب الإن�سان بالمتاعب والأمرا�ض ‪ ،‬فمن ال�ضروري احتواء طعام الإن�سان على‬ ‫كل العنا�صر الغذائية التي تحافظ على �صحته وكيفية تناول الطعام لها �أهمية ال تقل عن �أهمية الطعام ذاته‬ ‫{ (�سورة الأعراف‪� ،‬آية ‪ )157 :‬فما هي العنا�صر الغذائية الأ�سا�سية التي يحتاج‬ ‫}‬ ‫�إليها ج�سم الإن�سان ؟‬ ‫{ (�سورة الأعراف‪� ،‬آية ‪ )157 :‬دلت الأبحاث العلمية‬ ‫قال تعالى }‬ ‫في الع�صر الحديث �أن الطيبات من الرزق التي وردت في �آيات كثيرة من القر�آن الكريم هي المواد التي يتكون‬ ‫منها غذاء الإن�سان و هي التي ت�شكل المواد الأ�سا�سية لنموه و�إمداده بالطاقة ووقايته من الأمرا�ض الحتوائها‬ ‫على العنا�صر الأ�سا�سية من بروتينات ‪ ،‬وكربوهيدرات ودهون و�أمالح معدنية وفيتامينات و�ألياف وماء ‪،‬هناك‬ ‫مواد غذائية �ضرورية للحياة وهي البروتينات ‪ ,‬الدهون‪ ,‬الكربوهيدرات وت�سمى‬ ‫الم ��واد الغذائية الأ�سا�س ��ية ومواد غذائية تكميلية �أو وقائي ��ة وهي الفيتامينات‬ ‫والأمالح المعدنية لذلك �س ��وف نتطرق في هذه الف�ص ��ل للحديث عن عنا�صر‬ ‫الغذاء الأ�سا�سية والوقائية‪.‬‬ ‫هل مواد الفيتامينات والأمالح المعدنية مواد غذائية تكميلية غير �ضرورية ؟‬

‫‪69‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫�أو ًال‪ :‬المواد الغذائية الأ�سا�سية‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬البروتينات‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫البروتين ��ات عب ��ارة ع ��ن مركب ��ات ع�ض ��وية معق ��دة تنت�ش ��ر في‬ ‫جمي ��ع الخاليا الحيواني ��ة والنباتية وتعتبر اللبنة الأ�سا�س ��ية لتركيب‬ ‫الخلية(كلمة بروتين م�ش ��تق من الكلمة اليونانية بروتيو�س التي تعني‬ ‫من المرتبة الأولى ‪ ).‬لها دور في تكوين وتجديد الأن�س ��جة المختلفة‪,‬‬ ‫فج�س ��م الإن�س ��ان يحتوي على ن�س ��بة كبيرة من المواد البروتينية في‬ ‫الجل ��د والعظ ��ام والدم والع�ض�ل�ات ومختلف الأن�س ��جة والأع�ض ��اء‪,‬‬ ‫�شكل ( ‪�)2-3‬أطعمة تحتوي على‬ ‫ويعتمد الإن�س ��ان والحيوان في ح�ص ��وله على البروتي ��ن من النباتات‬ ‫بروتينات متنوعة‬ ‫التي تقوم بت�ص ��نيع البروتين من م�ص ��ادر ال ع�ضوية ( كالنيتروجين‬ ‫والماء وثاني �أك�س ��يد الكربون ) وعند تناول المواد البروتينية الموجودة في الغذاء ف�إنها تتحول بعد ه�ضمها‬ ‫�إلى �أحما�ض �أمينية يمت�ص ��ها الج�س ��م ‪ ،‬وتعتمد القيمة الغذائية للبروتينات على ح�س ��ب عدد ونوع الأحما�ض‬ ‫الأمينية الداخلة في تركيبها ‪ ،‬وعليه يمكن اعتبار �أن البروتينات مركبات مكونة من �أحما�ض �أمينية مرتبطة‬ ‫مع بع�ضها بوا�سطة روابط ببتيدية وتكون هذه المركبات ذات كتل جزيئية عالية ‪.‬‬

‫الأحما�ض الأمينية‪:‬‬ ‫الأحما� ��ض الأميني ��ة هي اللبنة الأ�سا�س ��ية لبناء جمي ��ع البروتينات‬ ‫وم ��واد �أولية لتكوين بع�ض المواد مثل الهرمونات والفيتامينات‪ .‬ويتكون‬ ‫مجموعة �أمين‬ ‫الحم�ض الأميني من مجموعة الكربوك�س ��يل ومجموعة الأمين و�سل�س ��لة مجموعة كربوك�سيل‬ ‫جانبية ‪ R‬تمثلها ال�ص ��يغة المقابلة‪ .‬هن ��اك حوالي ‪ 170‬حم�ض �أميني‪,‬‬ ‫ال�صيغة العامة للحم�ض الأميني‬ ‫ع�شرون حم�ض �أميني منها تدخل في تكوين البروتين ‪ .‬وتنتج الأحما�ض‬ ‫الأمينية من تحلل البروتين �أو بالطرق ال�صناعية‪.‬‬ ‫�سل�سلة جانبية‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪70‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫ويالحظ من خالل ال�صيغة العامة �أن االختالف بين الأحما�ض الأمينية ينبع من االختالف في المجموعة‬ ‫(‪ )R‬فقد تكون ب�سيطة �أو معقدة وبين الجدول التالي ثالثة �أمثلة على الأحما�ض الأمينية الأ�سا�سية ‪.‬‬

‫�آالنين‬

‫جالي�سين‬

‫�سيرين‬

‫هناك عدة ت�صنيفات للأحما�ض الأمينية فت�صنف ح�سب الم�صدر �إلى �أ�سا�سية وغير �أ�سا�سية �أو ح�سب‬ ‫التركيب الكيميائي �أو ال�شحنة الكهربائية ‪.‬‬ ‫ت�صنيف الأحما�ض الأمينية ح�سب ال�شحنة الكهربائية‬

‫�أحما�ض �أمينية غير‬ ‫محبة للماء‪:‬‬ ‫وتك ��ون المجموع ��ة‬ ‫(‪ )R‬ذات طبيع ��ة‬ ‫هيدروكربوني ��ة غير‬ ‫محبة للم ��اء ‪ .‬مثل ‪:‬‬ ‫الأالنين والليو�سين‪.‬‬

‫�أحما� ��ض �أميني ��ة قطبي ��ة‬ ‫عديمة ال�شحنة ‪:‬‬ ‫وتكون فيها المجموعة(‪)R‬‬ ‫�أكث ��ر ذوب ��ان في الم ��اء من‬ ‫الأحما� ��ض الأميني ��ة غي ��ر‬ ‫المحبة للماءب�سبب�إحتوائها‬ ‫على مجاميع وظيفية يمكنها‬ ‫تك ��ون رواب ��ط هيدروجينية‬ ‫مع الم ��اء مثل ‪ :‬ال�س ��يرين‪,‬‬ ‫ال�س�ستين‪ ,‬الأ�سبارجين‪.‬‬

‫الأحما�ضالأمينيةموجبة‬ ‫ال�شحنة (قاعدية) ‪:‬‬ ‫وتك ��ون فيه ��ا المجموعة‬ ‫(‪ )R‬موجبة ال�شحنة عند‬ ‫الرق ��م الهيدروجيني ‪.7‬‬ ‫ومن �أمثلتها الالي�س ��ين‪,‬‬ ‫الأرجنين‪ ,‬اله�ستدين‪.‬‬

‫‪71‬‬

‫الأحما�ض الأمينية �سالبة‬ ‫ال�شحنة (حام�ضية)‪:‬‬ ‫وتكون مح�ص ��لة ال�ش ��حنة‬ ‫الكهربائي ��ة عن ��د درج ��ة‬ ‫التعادل�سالبةومن�أمثلتها‪:‬‬ ‫حم� ��ض الأ�س ��بارتيك‪,‬‬ ‫وحم�ض الغلوتاميك‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ت�صنيف الأمينات ‪:‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ت�صنف الأحما�ض الأمينية ح�سب تركيبها الكيميائي �إلى ‪:‬‬ ‫�أ‪� -‬أحما�ض �أمينية �أحادية ( تحتوي على مجموعة �أمين واحدة ومجموعة كربوك�س ��يل واحدة) مثل‪:‬‬ ‫الأالنين ‪ ,‬الليو�سين ‪ ,‬الفالين ‪ ,‬الأيزوليو�سين ‪.‬‬ ‫ب‪� -‬أحما�ض هيدروك�سيلية �أحادية ( تحتوي على مجموعة �أمين واحدة ومجموعة كربوك�سيل واحدة)‬ ‫مثل‪ :‬ال�سيربن ‪ ,‬الترئيونين‬ ‫ج� �ـ ‪� -‬أحما� ��ض �أميني ��ة ( �أحادية مجموعةالأ مي ��ن – ثنائية مجموع ��ة الكربوك�س ��يل) مثل‪ :‬حم�ض‬ ‫الأ�سباريتك ‪ ,‬حم�ض الغلوتاميك ‪.‬‬ ‫د‪� -‬أمي ��دات الأحما� ��ض (�أحادي ��ة مجموعةالأ مين – ثنائي ��ة مجموعة الكربوك�س ��يل ‪ ,‬وتحتوي على‬ ‫مجموعة الأميد (‪)CONH2‬مثل‪ :‬الأ�سبارجين‪ ,‬الغلوتاميك‬ ‫هـ ‪� -‬أحما�ض �أمينية (ثنائية مجموعة الأ مين –�أحادية مجموعة الكربوك�سيل) مثل‪ :‬الأرجين‪ ,‬الليزين‪.‬‬ ‫و‪� -‬أحما�ض �أمينية حاوية على الكبريت مثل‪ :‬ال�سي�ستئين ‪ ,‬ال�سي�ستين ‪ ,‬المتيئونين ‪.‬‬ ‫م‪� -‬أحما�ض �أمينية حلقية ومنها‪ :‬ذات الحلقة المتماثلة مثل ‪ :‬الفينيل االنين‪ ,‬التيرو�سين‪.‬ذات حلقات‬ ‫مختلفة مثل‪ :‬التربتوفان ‪ ,‬الهي�ستيدين ‪.‬‬ ‫ي‪� -‬أحما�ض الأيمينية تحتوي على مجموعة �أمين واحدة ومجموعة كربوك�سيل واحدة وحلقة خما�سية‬ ‫مثل‪ :‬البرولين ‪ ,‬هيدروك�سي برولين ‪.‬‬

‫خوا�ص الأحما�ض الأمينية‪:‬‬ ‫‪ - 1‬مركبات بي�ضاء اللون بلورية �صلبة ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬درجات ان�ص ��هارها عالية �أكثر م ��ن ‪ 2000‬م وعندها تتحلل معظم‬ ‫الأحما�ض الأمينية ‪.‬‬ ‫‪O‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪72‬‬

‫�شكل (‪)3-3‬بروتين الألبومين‬ ‫من البروتينات الب�سيطة‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫‪ - 3‬ال تذوب في المواد الع�ضوية وتذوب في الماء‪.‬‬ ‫‪ - 4‬جميع الأحما�ض الأمينية الم�ستخل�صة من البروتين ذات مجموعة �أمين ي�سارية‪.‬‬ ‫‪ - 5‬فعالة �ضوئي ًا ماعدا الجالي�سين‪.‬‬ ‫‪ - 6‬ذو خا�صية حم�ضية وقاعدية فهي يتفاعل مع الأحما�ض والقواعد‪.‬‬ ‫‪ - 7‬قطبية نتيجة الختالف ال�سالبية الكهربائية بين ذراتها‪.‬‬

‫ف�صل الأحما�ض الأمينية‪:‬‬

‫الحم�ض الأميني غلوتامات �أحادي ال�صوديوم ‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ت�ستخدم عدة و�سائل لف�صل الأحما�ض الأمينية منها‬ ‫‪ - 1‬كروماتوجرافيا التبادل الأيوني‪.‬‬ ‫‪ - 2‬التحليل الكهربائي‪.‬‬

‫غلوتامات �أحادي ال�صوديوم‬

‫من �أكثر الأحما�ض الأمينية انت�شار ًا في الطبيعة ويتكون ملحة‬ ‫غلوتام ��ات �أحادي ال�ص ��وديوم �أثناء تخزي ��ن اللحوم وتفكك‬ ‫‪HO‬‬ ‫موادها البروتينية له طعم قليل ال�ش ��بة بطعم اللحم ووجودة‬ ‫‪NH2‬‬ ‫مع �أينو�سين �أحادي الفو�سفات يعزز الطعم والنكهة الخا�صة‬ ‫باللحوم‪ .‬وب�سبب رخ�ص ثمنة عن �أينو�سين �أحادي الفو�سفات‬ ‫لذا يف�ضل منتجو اللحوم �إ�ضافتة �إلى منتجاتهم لزيادة نكهتها وتح�سين طعمها ‪ .‬ويوجد هذا الحم�ض‬ ‫ف ��ي بع� ��ض الفطريات التي ي�ض ��في عليها م ��ذاق اللحوم كذلك نج ��د بع�ض المخلوق ��ات الدقيقة مثل‬ ‫‪ Micrococcus, Brevibacterium‬تف ��رز حم�ض حم�ض الغلوماتيك عند تغذيتها بالأطعمة‬ ‫الغنية بالن�شادر ويعد تخمر الن�شادر بهذه الطريقة ال�صناعية من الطرق الم�ستخدمة للح�صول على‬ ‫غلوتامات �أحادي ال�صوديوم‪.‬‬

‫‪73‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫تكوين البروتينات ‪:proteins‬‬ ‫يتك ��ون البروتي ��ن من ارتب ��اط الأحما�ض الأمينية مع بع�ض ��ها البع�ض بوا�س ��طة روابط تع ��رف بالروابط‬ ‫الأميدية ( الببتيدية ) مكونة �سل�سلة طويلة من الجزيئات ذات كتل جزيئية كبيرة‪.‬‬ ‫ويمكن ت�صنيف البروتينات بعدة طرق �إلى‪:‬‬ ‫طرق ت�صنيف البروتينات‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ح�سب تركيبها الكيميائي‬ ‫ب�سيطة‬ ‫مثل‬ ‫البي�ض‬ ‫والحليب‬ ‫و الأرز‬

‫م�شتقة ‪:‬‬ ‫مركبة‬ ‫ناتجة‬ ‫مثل‬ ‫الهيموجلوبين من تحلل‬ ‫الجيالتين‬ ‫ال�شحوم‬

‫ح�سب الأ�شكال‬

‫ح�سب وظيفتها في الج�سم‬ ‫بروتينات �إنزيمات هرمونات بروتينات بروتينات‬ ‫الدم الع�ضالت‬ ‫هيكلية‬

‫خيطية(ليفية)‬

‫كروية‬

‫التركيب الكيميائي للبروتينات‪:‬‬ ‫تعتب ��ر البروتين ��ات م ��واد متبلم ��رة ( ‪ )Polymers‬ذات كتل‬ ‫جزيئية عالية ‪ ،‬تت�ألف من مجموعة من الأحما�ض الأمينية ‪ ،‬حيث‬ ‫تن�ش� ��أ روابط �أميدية بين مجموعة ‪ - NH2‬من �أحدها ومجموعة‬ ‫‪ - COOH‬الجزء الآخر المجاور له ‪ ،‬فتتكون �سل�س ��لة طويلة بها‬ ‫ع ��دد كبير من روابط الأميد ‪ ،‬تعرف با�س ��م بولي ببتيد ‪ :‬وتختلف‬ ‫البروتينات عن بع�ض ��ها البع�ض باختالف �أنواع الحمو�ض الأمينية‬ ‫وترتيبها وعددها‪،‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪74‬‬

‫�شكل(‪ )4-3‬اختالف ترتيب الأحما�ض‬ ‫الأمينية في البروتين‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ولتو�ضيح فكرة تكوين �سال�سل البروتين لن�أخذ الحمو�ض الأمينية غالي�سين ‪, Gly‬‬ ‫�أالنين ‪� Ala‬سيرين ‪ Ser‬ولننظر �إلى بع�ض احتماالت اتحادها‪:‬‬ ‫االحتمال (‪: )1‬‬ ‫‪Ser -Ala- Gly - Ser -Ala- Gly - Ser -Ala- Gly - Ser -Ala- Gly - Ser - Ala - Gly -‬‬

‫االحتمال (‪: )2‬‬ ‫‪Ala - Ser - Gly - Ala - Ser - Gly -Ala - Ser - Gly -Ala - Ser - Gly - Ala - er Gly y -‬‬

‫االحتمال (‪: )3‬‬ ‫‪........... Ala - Ser – Gly - Gly - Ser – Ala - Ser – Gly - Gly - Ser – Ala - Ser – Gly - Gly -‬‬

‫االحتمال (‪: )4‬‬ ‫‪................... Gly - Gly - Ala – Ala - Ser - Ser – Gly - Gly - Ala – Ala - Ser – Ser‬‬

‫‪.‬‬ ‫اختر �أحد االحتماالت ال�سابقة وو�ضح بالر�سم تكون جزيء البروتين مع بيان موقع الروابط الأميدية‪.‬‬

‫‪75‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫الخوا�ص الطبيعية والكيميائية للبروتينات ‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫تمتاز البروتينات بالعديد من الخوا�ص الكيميائية والفيزيائية �أهمها ‪:‬‬ ‫لها كتل جزيئية كبيرة‪.‬‬ ‫درجة ان�صهارها مرتفعة‬ ‫�سريعة الذوبان في الماء ‪.‬‬ ‫توجد البروتينات في المحاليل المائية على �شكل ايونات ثنائية الأقطاب ‪.‬‬ ‫تمتل ��ك البروتين ��ات خا�ص ��ية امفوتيرية ‪� ,‬أي �أن لها الق ��درة على التفاعل مع الأحما� ��ض والقواعد نظرا‬ ‫الحتوائها على �ش ��ق حام�ض ��ي وهو مجموعة الكربوك�س ��يل (‪ ,)- COOH‬و�ش ��ق قاعدي وهو مجموعة‬ ‫الأمين (‪.)- NH2‬‬ ‫تخريب البروتين (�إف�ساد البروتين) ‪:Denaturing‬‬ ‫�إن عملي ��ة تخري ��ب البروتين تتم على البنية البروتيني ��ة الطبيعية م�ؤديا ذلك �إلى تغي ��ر الخوا�ص الفيزيائية‬ ‫والكيميائية والبيولوجية لجزيء البروتين �إ�ض ��افة �إلى تغير ال�ش ��كل الفراغي الخا�ص الذي تتمتع به جزيئات‬ ‫البروتين ومن �أهم العوامل الم�ؤدية �إلى تخريب البروتين مايلي ‪:‬‬ ‫الت�سخين �إلى درجة حرارة عالية ( ‪˚70‬م‪˚100 -‬م ) �أو التعر�ض لل�ضغط العالي‪.‬‬ ‫تعر�ض البروتين لدرجة حمو�ضة �أو قاعدية عالية جدا �أو كحول �أو �أ�سيتون �أو يوريا‪.‬‬ ‫التعر�ض للأ�شعة فوق البنف�سجية واالهتزازات فوق ال�ضوئية ‪.‬‬ ‫التحريك والرج القوي لمحلول مائي من البروتين فتتولد فقاعات ورغوة على �سطح البروتين‬ ‫�إ�ضافة �أمالح المعادن الثقيلة كالزئبق والف�ضة والزرنيخ ت�ؤدي �إلى تخثر البروتينات ‪.‬‬ ‫وللحف ��اظ على جزيء البروتين م ��ن عوامل التخريب يمكن ا�س ��تخدام التبريد والمحالي ��ل المائية الملحية‬ ‫المركزة للمحافظة على درجة حمو�ض ��ة الو�س ��ط و�أي�ض ��ا ا�س ��تعمال المحاليل الم�ش ��بعة لل�س ��كاكر الب�سيطة‬ ‫والكحوالت المتعددة مثل الجل�سرين ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪76‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫(‪ ) 1-3‬التعرف على بع�ض �صفات البروتين‪:‬‬ ‫خطوات العمل‪:‬‬ ‫اختبر قابلية ذوبان البروتينات في ك ًال من الماء البارد ثم ال�ساخن‬ ‫ثم في محلول هيدروك�سيد ال�صوديوم‬ ‫‪� - 1‬سجل نتائجك في الجدول التالي‪:‬‬ ‫البروتين‬

‫قابلية الذوبان‬

‫البومين‬ ‫كازين‬ ‫جيالتين‬

‫م�ساحيق مختلفة من البروتين‬ ‫( جيالتي ��ن ‪ ,‬البومي ��ن ‪,‬‬ ‫كازين) محلول هيدروك�س ��يد‬ ‫ال�ص ��وديوم ‪� ،% 0.1‬أنابي ��ب‬ ‫اختبار حم ��ام مائي‪ ,‬حم�ض‬ ‫الكبري ��ت المرك ��ز‪ ,‬حم� ��ض‬ ‫النيتروجي ��ن المركز‪ ,‬حم�ض‬ ‫الكلور المركز‪.‬‬

‫‪ – 2‬تر�سيب البروتينات بوا�سطة الأحما�ض المعدنية ‪:‬‬ ‫�أ ) خذ ‪� 9‬أنابيب اختبار و�ضع في ثالثة منها ‪ 1‬مل من حم�ض الكبريتيك والثالثة الأخرى ‪ 1‬مل‬ ‫من حم�ض النيتريك والثالثة الأخيرة ‪ 1‬مل من حم�ض الكلور‪.‬‬ ‫ب ) �أ�ضف لكل �أنبوبة ببطء محلول البروتين بحيث ي�سيل على جدار الأنبوب واتركها لفترة من‬ ‫الزمن والحظ ما يحدث‪.‬‬

‫الك�شف عن البروتينات ‪:‬‬ ‫ي�س ��تخدم كا�شف بيورت للك�شف عن وجود البروتين ‪ .‬فعندما يعامل البروتين بمحلول كبريتات النحا�س‬

‫‪HO‬‬ ‫في و�س ��ط قلوي يظهر لون بنف�س ��جي ب�س ��بب تكون �أيون معقد بين �أيون النحا�س ومجموعة (‪ )-N-C-‬في‬

‫الروابط البتيدية في البروتين‪ .‬وهذا االختبار ال يعطي نتيجة �إيجابية مع الأحما�ض الأمينية الحرة ‪ .‬كما �أنه‬ ‫ال يعتبر اختبار خا�ص بالبروتينات حيث �أن �أي مركب يحتوي على مجموعتين كاربونيل مرتبطتين بوا�س ��طة‬ ‫نيتروجين �أو بوا�سطة ذرة كربون يعطي نتيجة �إيجابية مع هذا التفاعل‪.‬‬

‫‪77‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ماء بارد ماء �ساخن محلول هيدروك�س ��يد ال�ص ��وديوم‬

‫الأدوات والمواد المطلوبة‪:‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫(‪ ) 2-3‬الك�شف عن البروتين‪:‬‬ ‫خطوات العمل‪:‬‬

‫الأدوات والمواد المطلوبة‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫‪ - 1‬رقم �أنابيب االختبار من ‪� 1‬إلى ‪.6‬‬ ‫ملعقة‪�,‬أاللبومين ‪ ,‬الحليب‪,‬‬ ‫‪ - 2‬في �أنبوب اختبار �ضع بع�ضا من �أاللبومين و�أ�ضف ‪20 – 10‬‬ ‫علبة تونا‪� ,‬صفار البي�ض‪,‬‬ ‫نقطة من محلول بيورت (‪ )1‬وحرك بلطف‪.‬‬ ‫�سكر ال�سكروز �أنابيب اختبار‬ ‫‪� -3‬أ�ضف ‪ 20 – 10‬نقطة من محلول بيورت (‪ )2‬وحرك بلطف‪.‬‬ ‫قارورة ماء �صغيرة محلول‬ ‫‪�- 4‬ضع الأنبوبين لمدة ‪ 5‬دقائق في نف�س درجة حرارة الغرفة‪.‬‬ ‫بيورت (‪ )1‬بتركيز ‪ 6‬موالر‬ ‫‪- 5‬اعد الخطوات ال�سابقة مع الحليب والتونا و �صفار البي�ض و�سكر ‪ NaOH‬مع قطارة محلول‬ ‫ال�سكروز المذاب ورقم �أنابيب االختبار‪.‬‬ ‫بيورت(‪ CuSO4 % 1 )2‬مع‬ ‫‪- 6‬اعد الخطوات ال�سابقة مع �أاللبومين ولكن ا�ستخدم نف�س الحجم قطارة‬ ‫من الماء بدل محاليل بيورت وحرك بلطف‪ .‬في اي �أنبوب اختبار‬ ‫كان هناك تغير في اللون‬ ‫ما الهدف من ا�ستخدام �سكر ال�سكروز والماء بدل محلول بيورت؟‬ ‫هناك عالقة مبا�شرة بين �شدة اللون الناتج وعدد الروابط الببتدية في البروتينات �سجل نتائجك‬ ‫في الجدول التالي‪:‬‬ ‫رقم �أنبوب االختبار محتويات �أنبوب االختبار محلول بيورت‬ ‫�أاللبومين‬ ‫‪1‬‬ ‫الحليب‬ ‫‪2‬‬ ‫التونا‬ ‫‪3‬‬ ‫�صفار البي�ض‬ ‫‪4‬‬ ‫ال�سكروز‬ ‫‪5‬‬ ‫�أاللبومين‬ ‫‪6‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪78‬‬

‫الماء لون محلول بيورت‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫محل���ول بي���ورت (‪ )Biuret solution‬يح�ض���يره ب�إذاب���ة ‪ 3‬جم من كبريت���ات النحا�س الثنائي‬ ‫و‪ 12‬جم ترتارات ال�صوديوم والبوتا�سيوم في ‪ 100‬مل مياه مقطرة ثم �أ�ضف على مهل ‪ 600‬مل ‪%10‬‬ ‫هيدروك�س���يد ال�ص���وديوم مع التحريك الم�س���تمر (يعاير با�س���تخدام الحام�ض)‪� .‬أثناء تح�ضير هذا‬ ‫المحلول ا�ستخدم واقي للوجه وكفين لليدين‪.‬‬

‫بالرجوع �إلى م�صادر المعلومات لديك �أكتب مو�ضوع َا عن البروتين ال�صناعي مبين َا طرق تح�ضيره‬ ‫والهدف من ت�صنيعة‪ .‬مبين ًا الآثار ال�صحية المحتملة من ظهورهذا النوع من البروتينات الم�صنعة‪.‬‬

‫‪79‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫�أهمية البروتينات(وظيفة البروتين) ‪:‬‬ ‫تقوم البروتينات بوظائف �أ�سا�سية متنوعة في المخلوقات الحية ويمكن �إجمال �أهم الوظائف فيما يلي ‪:‬‬ ‫تدخل البروتينات في تركيب الجلد وال�شعر والأظافر كالكراتين ‪ .‬وفي تركيب جدران الأوعية‬ ‫الدموية كاال�ستين‪ .‬وفي تركيب الأن�سجة كالكوالجين ‪.‬‬ ‫تدخل في تركيب الهرمونات كالأن�سولين وهرمون النمو لبع�ض البروتينات وظائف دفاعية �أو وقائية‬ ‫�ضد الفيرو�سات والبكتيريا ال�ضارة وت�سمى هذه البروتينات بالأج�سام الم�ضادة ‪.‬‬ ‫تعمل بع�ض البروتينات كعنا�صر �أ�سا�سية في التقلي�ص والأنب�ساط و�أهمها الأكتين والميو�سين ‪.‬‬ ‫بروتينات م�صل الدم مثل الألبومين ت�ؤدي دور ًا هام ًا في المحافظة على ال�ضغط الأ�سموزي‬ ‫وبقاء(‪ )PH‬الأ�س الهيدروجيني بمعدلة الطبيعي ‪.7.4‬‬ ‫تدخل في تركيب كثير من الإنزيمات لتن�شيط التفاعالت الكيميائية ‪.‬‬ ‫تقوم بنقل المركبات الحيوية بين الأع�ضاء والأن�سجة المختلفة داخل الج�سم‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الف�صل الثالث‬

‫عزل البروتين ‪:‬‬ ‫�إن االتجاه الحديث في ال�صناعات الغذائية في الوقت الحا�ضر هو عزل البروتينات من م�صادر‬ ‫مختلفة وا�ستعمالها كمكونات للأغذية والميزات الوظيفية لهذه البروتينات المعزولة لها �أهمية كبيرة‬ ‫في هذا المجال تتمثل في ثبات الم�ستحلب والرغوة ‪ ,‬تكوين الجيل �أو الهالم ‪� ,‬سهولة الذوبان وربط‬ ‫جزئيات في الماء ‪ ,‬يعطي اللزوجة المنا�سبة للمنتج ‪ .‬فمث ًال ‪ -:‬ت�ضاف البروتينات المعزولة في عمل‬ ‫المقانق لتزيد من ثبات الم�ستحلب في المنتج ‪.‬كما تعتبر �صفات البروتين اال�ستحالبية مهمة في عمل‬ ‫الكريم المخفوق والمواد التي ت�ستعمل في القهوة لتغير لونها ‪.‬‬

‫قال اهلل تعالى }‬ ‫{(�س ��ورة العنكب ��وت‪ :‬الآي ��ة ‪)41‬‬ ‫و�أنثى العنكبوت هي التي تقوم بن�س ��ج الخيط‪ ،‬عن طريق �آلية هند�س ��ية تعتبر معجزة �إلهية في حد‬ ‫ذاتها‪ ،‬فخيط العنكبوت ال�ض ��ئيل الذي يظهر �أمام العين المجردة م�ص ��نوع بالطريقة نف�سها التي‬ ‫ي�صنع بها الكوابل �شديدة ال�صالبة؛ حيث يتكون الخيط المفرد من عدة خيوط متناهية في ال�صغر‬ ‫ملتفة حول بع�ضها‪ ،‬وقد يبلغ �سمك الخيط الواحد منها ‪ 1‬من مليون من البو�صة‪ ،‬تنتجه غدد �أنثى‬ ‫العنكبوت (�سبع غدد على الأقل و �أحيان ًا ي�صل عدد هذه الغدد في بع�ض �أنواع العناكب �إلى ‪600‬من‬ ‫خالل ثالثة مغازل خا�صة موجودة �أ�سفل البطن‪ ،‬ويوجد قرب كل مغزل فتحات لغدة �صغيرة تخرج‬ ‫منه ��ا الم ��ادة التي تكون الخي ��وط الحريرية‪ ،‬وهي م ��ادة معظمها من البروتي ��ن‪ .‬فتقوم العنكبوت‬ ‫بال�ضغط على بطنها‪ ،‬لتدفع الخيوط الحرارية خارج الغدد ال�سبع الموجودة في بطنها‪ ،‬وتقوم بربط‬ ‫طرف الخيط الأول‪ ،‬المعروف با�سم الج�سر‪ ،‬ب�ساق ع�شبه ما‪� ،‬أو ورقة �شجر‪ .‬ثم تهبط �إلى الأر�ض‬ ‫مع الخ�صلة‪ ،‬وهي م�ستمرة بعملية الحياكة ‪ ،‬ثم تنزل �إلى الأر�ض وت�صعد �إلى نقطة �أخرى مرتفعة‪،‬‬ ‫لت�سحب الخيط بقوة‪ ،‬وتربطه في مكانه جيدا با�ستخدام مادة ال�صقة تخرج من �إحدى غددها �أي�ضا‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪80‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫‪81‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫فتق ��وم �أوال بتثبي ��ت خ�ص ��لة ‪ ،‬ب�ش ��كل �أفق ��ي دائما ‪ ،‬ثم ت�س ��قط خيطيي ��ن حريريين ف ��ي كل طرف‬ ‫م ��ن �أط ��راف الخي ��ط الأول ‪ ،‬وذلك لتكوين ج�س ��ور �أخرى اق ��ل ارتفاعا من الأولى والتي �ست�ص ��بح‬ ‫�أ�س ��ا�س �ش ��بكة العم ��ل ‪ .‬ث ��م تق ��وم بغ ��زل خيوط ع ��دة داخ ��ل �ش ��بكة العمل ه ��ذه ‪ ،‬عل ��ى �أن تلتقي‬ ‫الخي ��وط جميع ��ا في الو�س ��ط ‪ .‬وهنا ي�أت ��ي العمل الذكي ‪ ،‬حيث تقوم بو�ض ��ع المادة الال�ص ��قة على‬ ‫الخي ��وط الخارجي ��ة م ��ن ال�ش ��بكة فق ��ط ‪ ،‬وعندم ��ا تنته ��ي كلي ��ا من �ص ��نع ال�ش ��بكة تكم ��ل عملية‬ ‫و�ض ��ع الغ ��راء ف ��ي الداخ ��ل وعلى بع� ��ض المقاط ��ع فق ��ط بحيث تت ��رك مكانا له ��ا لتتح ��رك عليه‬ ‫ب�س ��هوله ‪ .‬ولهذا ال�س ��بب ال تقع العنكبوت في �ش ��باكها الخا�ص ��ة ‪ ...‬للعنكبوت خم�س ��ة خيوط منها‬ ‫خيوط الرباط الن�س ��يج وحبل لل�س ��حب‪ ،‬ويعتبر خيط ال�س ��حب من الن�س ��يج الذهبي للعنكبوت �أكثر‬ ‫درا�س ًة بالن�سبة لأبحاث العلماء ‪..‬‬ ‫وخيط العنكبوت هو مبلمر طبيعي وهو عبارة عن مبلمر بروتيني ويوجد من �ضمن مجموعة البروتينات‬ ‫ال�صلبة والذي يحتوي على الكوالجين والكراتين ( الموجود في الأظافر وال�شعر) البروتين الموجود‬ ‫في خيط ال�سحب هو عبارة عن فيبرون ( ‪ ) fibroin‬والذي يتكون من اتحاد بروتين ال�سبيدروين ‪1‬‬ ‫وال�سبيدروين ‪ .. 2‬وال�شكل الأ�سا�سي لهذه البروتينات يعتمد على عدة عوامل من �ضمنها الغذاء والنوع‪.‬‬ ‫ويتكون الفيبروين من ‪ % 42‬الجالي�سين و‪ % 25‬االنين ك�أهم الأحما�ض الأمينية�أما المكونات المتبقية‬ ‫فهي عبارة عن الجلوتامين وال�س ��يرين والليو�س ��ين والفالين والبرولين والتيرو�س ��ين والأرجنين ‪...‬‬ ‫وال�سبيدروين ‪ 1‬وال�سبيدروين ‪ 2‬يختلفان عن بع�ضهما البع�ض في محتواهما من البرولين والتيرو�سين ‪..‬‬ ‫‪ ....‬تركيب ال�سبيــدروين ( ‪... ) Spideroin‬يحتوي ال�سبيدروين على مبلمر من االنين حوالي ‪4‬‬ ‫�إلى ‪ 9‬من جزيئات االنين ترتبط مع بع�ضها على �شكل �صف ‪..‬ويرجع �سبب مرونة ومطاطية خيوط‬ ‫العنكبوت �إلى وفرتها بجزيئات الجالي�سين حيث �أنها تكون �سل�سلة من خم�سة �أحما�ض �أمينية مكررة‬ ‫با�س ��تمرار ‪..‬و يح ��دث الدوران للجزيء عند درجة ‪ 180‬بعد كل �سل�س ��لة لينتج ال�ش ��كل اللولبي ‪...‬‬ ‫ويعتبرالخيط الذي يتم به القب�ض على الفري�سة من �أ�شهر الأنواع المرنة ‪ ،‬وقادر على التمدد من ‪2‬‬ ‫�إلى ‪ 4‬مرات من طوله الأ�صلي غير �أن خيط ال�سحب قادر على التمدد بن�سبة ‪ % 30‬من طوله الأ�صلي ‪..‬‬ ‫ويوج ��د �أي�ض� � ًا قط ��ع غني ��ة بجزيئ ��ات الجالي�س ��ين المكررة وال ��ذي يحت ��وي على ث�ل�اث احما�ض‬ ‫�أميني ��ة ‪ ..‬وت ��دور ه ��ذه الأحما� ��ض بع ��د كل دورة لتعط ��ي ال�ش ��كل المت�ص ��لب الحلزون ��ي ‪..‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الف�صل الثالث‬

‫تركيب خيط الحرير‪ :‬ويوجد �أي�ض� � ًا قطع غنية بجزيئات الجالي�س ��ين المكررة والذي يحتوي على‬ ‫ثالث احما�ض �أمينية ‪ ..‬وتدور هذه الأحما�ض بعد كل دورة لتعطي ال�ش ��كل المت�ص ��لب الحلزوني ‪..‬‬ ‫تركيب خيط الحرير ‪ -:‬عبارة عن محلول �سائل متبلور حيث تتحرك جزيئات البروتين فيه بحرية‬ ‫ولكن بترتيب معين ليحتفظ ب�شكله على المحور العمودي ويكون متوازي مع بقية الجزيئات فينتج عن‬ ‫ذلك ال�ص ��فات البلورية ‪...‬و ُيعتقد ب�أن جزيئات ال�سبيدروين تلتف على �شكل ق�ضيب داخل المحلول‬ ‫وبعد ذلك تنحل لتك ّون الخيوط ‪ ...‬وخالل هذه المرحلة تمر الجزيئات ب�أنابيب �ضيقة �إلى �أن ت�صل‬ ‫�إلى المغزال « الع�ضو الناتج للخيوط في العنكبوت « وت�صطف جزيئات البروتين ويحدث تبلور جزئي‬ ‫ٍ‬ ‫مواز للمحور الخيطي الليفي ‪ ..‬ويتم ذلك من خالل التركيب الذاتي للجزيئات بحيث ترتبط مبلمرات‬ ‫االنين مع بع�ض ��ها البع�ض م ��ن خالل روابط هيدروجينية لتك ّون �ص ��فائح البيتا وتكون البيتا بمثابة‬ ‫روابط ت�صل بين جزيئات البروتين وتمنحها قوة ال�شد في خيوط الحرير وتعتبر مناطق التبلور في‬ ‫الجزيء البروتيني كارهة للماء مما ي�س ��اعد على فقد الماء خالل عملية ت�صلب خيوط العنكبوت‪..‬‬ ‫وهذا يف�سر �أن خيوط العنكبوت ال تذوب في الماء وغير قادرة على اختراق الروابط الهيدروجينية‬ ‫القوية جد ًا الموجودة في �ص ��فائح بيتا ‪..‬وتك ّون �إجمالي المناطق الغنية بالجالي�سين الموجودة في‬ ‫ال�سبيدروين مناطق غير منتظمة وتعتبر هذه المناطق هي المناطق المرنة في خيوط العنكبوت ‪..‬‬

‫ب‪ -‬الكربوهيدرات ‪:‬‬ ‫تعتبر الكربوهيدرات �أكثر المركبات الع�ض ��وية وجود ًا وانت�شار ًا في النباتات والحيوانات‪ ،‬مثل �سكر الق�صب‪،‬‬ ‫الجلوكوز‪ ،‬وال�س ��ليلوز‪ ،‬وال�ص ��موغ ‪ ،‬والن�ش ��ا والجاليكوجين ( ن�ش ��ا حيواني)‪ .‬كما تدخل الكربوهيدرات في‬ ‫تكوين المكونات الأ�سا�س ��ية في ق�ش ��رة ال�س ��رطان وجراد البحر وتعتبر �أن�سجة م�س ��اندة للنباتات (ال�سليلوز‬ ‫في الخ�شب والقطن والكتان)‪ .‬وتقوم الكربوهيدرات‬ ‫ب�إمداد المخلوق الح ��ي بالطاقة الكيميائية ‪ ،‬وتدخل‬ ‫في تركيب بع�ض الفيتامينات وم�ساعدات الأنزيمات‬ ‫والأحما�ض النووية‪،‬‬ ‫�شكل ( ‪� )5-3‬أطعمة تحتوي على كربوهيدرات‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪82‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫فركتوز‬

‫جلوكوز‬

‫‪83‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫كما تدخل في تراكيب ف�صائل الدم وتراكيب �أغ�شية الخاليا على �شكل دهون �سكرية وبروتينات �سكرية ‪� .‬أما‬ ‫من الناحية ال�ص ��ناعية فهي المواد الأولية في �ص ��ناعة الورق كال�س ��ليلوز والمن�سوجات والدقيق الذي ي�صنع‬ ‫من ��ة الخب ��ز والبطاطا والرز والذرة ‪ ،‬كم ��ا تعطي المذاق الحلو للأغذية‪ .‬كيف تبن ��ى الكربوهيدرات ؟ تبنى‬ ‫الكربوهيدرات في النباتات الخ�ضراء في عمليات التمثيل ال�ضوئي التي تعتمد على طاقة ال�شم�س كما يت�ضح‬ ‫من خالل المعادلة التالية ‪:‬‬ ‫‪XCO2 + y H2O‬‬ ‫‪Cx(H2O)y + O2‬‬ ‫حي ��ث تبد�أ العملية بامت�ص ��ا�ص �ض ��وء ال�ش ��م�س بوا�س ��طة ( الكلوروفيل ) ف ��ي النبات‪ ،‬وينت ��ج عن ذلك‬ ‫طاق ��ة كيميائية ت�س ��تخدم في اختزال ثاني �أك�س ��يد الكربون �إلى كربوهيدرات و�أك�س ��دة الماء �إلى �أك�س ��جين‬ ‫وخزن الطاقة ال�شم�س ��ية في الكربوهيدرات ‪ ،‬والتي يتم �إطالقها عندما تتعر�ض الكربوهيدرات في �أج�س ��ام‬ ‫المخلوقات الحية �إلى العمليات الكيميائية الحياتية ‪.‬‬ ‫المجموعات الوظيفية الفعالة التي تدخل في تركيب الكربوهيدرات ‪:‬‬ ‫تمعن في المعادلة ال�سابقة ثم �أجب‬ ‫ما هي الذرات المكونة للكربوهيدرات ؟‬ ‫ما ن�سبة عدد ذرات الأك�سجين بالن�سبة لذرات الهيدروجين ؟‬ ‫من المعادلة ال�س ��ابقة نج ��د �أن الكربوهيدرات تحتوي على الكربون والهيدروجين والأك�س ��جين‪ ،‬وتكون‬ ‫ن�س ��بة وجود كل من الأك�س ��جين والهيدروجين تماثل ن�س ��بتهما ف ��ي الماء‪ ،‬فت�أخذ الكربوهيدرات ال�ص ��يغة‬ ‫العام ��ة ‪Cn(H2O)n‬حيث ‪ n‬عدد ذرات الكربون ويمكن الإ�ش ��ارة �إلى �أن تركيب الكربوهيدرات عبارة‬ ‫عن الدهيدات متعددة الهيدروك�سيل �أو كيتونات كما في ال�شكلين التالين ‪:‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫نالح ��ظ �أن الجلوك ��وز ( الدهيد عديد الهيدروك�س ��يد ) يحتوي على مجموعة الدهي ��د (‪� )-CHO‬أما‬ ‫الفركتوز فيحتوي على مجموعة كيتون (‪.)C=O‬‬

‫ت�صنيف الكربوهيدرات‪:‬‬ ‫يمكن تق�سيم الكربوهيدرات تبعاً لتحللها المائي �إلى‪:‬‬ ‫‪� - 1‬سكريات �أحادية (‪)Mono Saccharides‬‬ ‫‪� - 2‬سكريات قليلة التعدد(‪)Oligosaccharides‬‬ ‫‪� - 3‬سكريات متعددة (‪)Polysaccharides‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫�أو ًال – ال�سكريات الأحادية ‪:‬‬ ‫تدعى هذه ال�سكريات بال�سكاكر الب�سيطة حيث ال تتحلل �إلى �أ�شكال �أب�سط منها ‪ .‬وهي الأ�سا�س التركيبي‬ ‫لجميع المواد الن�شوية ومن �أهمها �سكر العنب ( الجلوكوز ) و�سكر الفواكه ( الفركتوز ) حيث تتحول جميع‬ ‫المواد الكربوهيدراتيه �إلى �سكر العنب �أثناء عملية اله�ضم واالمت�صا�ص الذي ت�ستفيد منه جميع �أن�سجة الج�سم‪.‬‬ ‫وم ��ن الخوا�ص الفيزيائية لل�س ��كاكر الأحادي ��ة �أنها مركبات بلورية عديمة الل ��ون لها طعم حلو تذوب في‬ ‫الماء وال تذوب في المذيبات غير القطبية‪.‬‬ ‫وتتميز هذه المركبات ب�أنها فعالة �ضوئي ًا الحتوائها على ذرات كربون غير متناظرة‪ ،‬وتختلف ال�سكريات‬ ‫عن بع�ض ��ها في خوا�صها ال�ضوئية ( �أي �سلوكها نحو ال�ض ��وء الم�ستقطب ) بحيث تحرف ال�ضوء الم�ستقطب‬ ‫نحو اليمين �أو نحو الي�سار وقد ال تحرف ال�ضوء‪.‬‬ ‫الجلوكوز(�س���كر العنب ‪� ,‬س���كر الدم) ‪ :‬يوجد ب�ش ��كل حر في‬ ‫�أ�ص ��ناف الفواكه وفي الع�س ��ل ويعتبر الجلوك ��وز لبنة البناء في كل‬ ‫من ال�سيليلوز والن�شا‪.‬‬ ‫�صيغته الجزيئية‪C6H12O6 :‬‬ ‫يعتبر من ال�سكريات المحتوية على مجموعة �ألدهيد‬ ‫�شكل ( ‪� ) 6-3‬شكل فراغي للجلوكوز‬ ‫( ‪ )-CHO‬وللجلوكوز �ص ��يغ بنائية مفتوحة ومغلقة كما في ال�شكل‬ ‫التالي ‪:‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪84‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫ال�صيغة البنائية للجلوكوز‬

‫التفاعالت الكيميائية للجلوكوز ‪:‬‬ ‫ت�شبه �صفات الجلوكوز �صفات الأغوال والألدهيدات‪ ،‬ومن �أبرز تلك ال�صفات ما يلي ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬االختزال‪:‬يت ��م اخت ��زال ال�س ��كريات الأحادية بت�أثي ��ر الهيدروجين و�أنزيمات خا�ص ��ة وينتج عن هذه‬ ‫العملية �سكر غولي عديد الهيدروك�سيل ‪.‬‬ ‫المعادلة ‪:‬‬

‫‪H2‬‬

‫جلوكوز‬

‫‪85‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ويعتبر الجلوكوز مركب الطاقة في الإن�سان حيث تقوم الخاليا ب�أك�سدة ما تحتاجه منه للح�صول على الطاقة‬ ‫�أو ل�صنع العديد من المركبات الب�سيطة الالزمة ل�صنع مركبات معقدة ‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫‪ - 2‬تفاعالت الأك�سدة ‪:‬‬ ‫يت�أك�سد الجلوكوز بالعوامل الم�ؤك�سدة وتختلف النواتج باختالف العامل الم�ؤك�سد كما يلي ‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬الأك�سدة ال�ضعيفة‪:‬‬ ‫عند �أك�س ��دة الجلوكوز بالبروم ف�إن مجموعة الكربونيل الألدهيدية تت�أك�س ��د �إلى مجموعة كربوك�س ��يل‬ ‫مكونة حم�ض ًا كما في المعادلة التالية ‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ب‪ -‬الأك�سدة القوية ‪:‬‬ ‫عند تفاعله مع حم�ض النيتروجين المركز ف�إن الأك�سدة تتم حتى مع مجموعة الهيدروك�سيل الطرفية‬ ‫بالإ�ضافة �إلى مجموعة الكربونيل متحولة �إلى مجموعتي كربوك�سيل ومكونة حم�ض ًا كما في المعادلة ‪:‬‬

‫جـ‪ -‬الت�أك�سد بالتفاعل مع محلول تولن ومحلول فهلنج ‪:‬‬ ‫يختزل الجلوكوز محلول تولن وفهلنج نظر ًا الحتوائه على مجموعة كربونيل �ألدهيدية ‪.‬‬ ‫وتت�أك�سد ال�سكريات الأحادية في ج�سم الإن�سان لتعطي ‪ CO2‬وماء وطاقة‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪86‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫‪ - 3‬التفاعل مع الهيدرازين وم�شتقاته ‪:‬‬ ‫يتفاع���ل الجلوكوز مع الهيدرازين وم�ش���تقاته ليعطي مواد �ص���لبة ملون���ة وذلك لوجود مجموعة‬ ‫الكربونيل في الجلوكوز ‪.‬‬

‫‪ - 4‬ت�أثير الأحما�ض والقلويات ‪:‬‬

‫ال تت�أث���ر ال�س���كريات الأحادي���ة عند �إ�ض���افة الأحما����ض المعدني���ة المخففة وال�س���اخنة ولكن عند‬ ‫ت�س���خين ال�س���كاكر الخما�س���ية �أو ال�سدا�س���ية م���ع الحمو����ض المعدنية القوية مث���ل ‪HCl , H2SO4‬‬ ‫ف�إنها تعطي الفورفورال بالن�سبة لل�سكاكر الخما�سية ومركب هيدروك�سي ميثيل فورفورال لل�سكاكر‬ ‫ال�سدا�سية بعد �أن يفقد جزيء ماء في كال الحالتين ‪.‬‬

‫تتحول بع�ض ال�س ��كاكر بفعل البكتيريا �إلى كحول وثاني �أك�سيد الكربون تحت ت�أثير بع�ض الأنزيمات‪.‬‬ ‫الفركت���وز ‪ :‬يوج���د في جميع الفواكه و�ص���يغته الجزيئي���ة ( ‪ ) C6H12O6‬وله �ص���يغ بنائية مفتوحة‬ ‫ومغلقة كما في ال�شكل التالي‪:‬‬ ‫ال�صيغة البنائية للفركتوز‬

‫ال�صيغة البنائية للفركتوز الحلقي‬ ‫(في الحالة ال�صلبة)‬

‫ال�صيغة البنائية للفركتوز‬ ‫(في حالة محلول مائي)‬

‫‪87‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫‪ - 5‬التخمر ‪:‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫التفاعالت الكيميائية للفركتوز‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫‪ -1‬تفاعالت الأك�سدة ‪:‬‬ ‫يخالف الفركتوز معظم الكيتونات نظراً لقابليته للت�أك�سد‬ ‫بم�ؤك�سد مثل كا�شف تولن �أو محلول فهلنج لذا ي�صنف‬ ‫�شكل ( ‪� ) 7-3‬شكل فراغي للفركتوز‬ ‫الفركت���وز عل���ى �أن���ه م���ن ال�س���كريات المختزل���ة رغ���م كون���ه كيتوناً‬ ‫ويع���زى �س���بب ذلك �إلى ارتب���اط مجموعة الكربونيل الكيتونية بذرة كرب���ون مجاورة عليها مجموعة‬ ‫هيدروك�سيل ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬التفاعل مع الهيدرازين وم�شتقاته‪:‬‬ ‫يتفاع���ل الفركت���وز م���ع الهيدرازي���ن �أو م�ش���تقاته ليعط���ي مواد �ص���لبة ملونة وذلك لوج���ود مجموعة‬ ‫الكربونيل في الفركتوز كما في الألدهيدات والكيتونات‬

‫الحكمة من الإفطار على التمر عن �سلمان بن عامر ر�ضي اهلل عنه عن النبي‬ ‫(�صلى اهلل عليه و�سلم ) قال‪�« :‬إذا �أفطر �أحدكم فليفطر على تمر‪ ،‬ف�إن لم يجد فليفطر على ماء‪ ،‬ف�إنه‬ ‫طهور» (رواه �أبو داود والترمذي) �إن الإح�سا�س بالجوع والعط�ش الذي يعتري ال�صائم �أثناء ال�صيام‬ ‫يعود �إلى نق�ص ن�سبة ال�سكر وكذلك بع�ض العنا�صر الحيوية الهامة ولي�ست قلة الطعام وال�شراب هي‬ ‫�سر ذلك ‪ .‬لذا حث الر�سول �صلى اهلل عليه و�سلم على الإفطار بالتمر وكذلك ال�سحور‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪88‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫لماذا يف�ضل ال�صوم للأ�شخا�ص الم�صابين بارتفاع ال�سكر‬

‫‪89‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫فالتمر �س ��ريع اله�ضم واالمت�ص ��ا�ص خالل �ساعة من‬ ‫تناول ��ه مما ي�س ��رع في �إمداد الج�س ��م بالطاقة وتعوي�ض ��ه‬ ‫بالعنا�صر المعدنية والفيتامينات والكربوهيدرات ‪ .‬فالتمر‬ ‫يعتبر م ��ن �أغنى الأغذية ب�س ��كر الجلوك ��وز‪ ،‬وبالتالي فهو‬ ‫�أف�ض ��ل غذاء يقدم للج�س ��م حينئذ؛ �إذ يحتوي على ن�س ��بة‬ ‫عالية من ال�س ��كريات‪ ،‬تتراوح ما بين (‪ ،)% 87 - 75‬يكون‬ ‫الجلوكوز ‪ % 55‬منها‪ ،‬والفركتوز ‪ ،% 45‬عالوة على ن�سبة من البروتينيات والدهون وبع�ض الفيتامينات‪،‬‬ ‫�أهمه ��ا‪� :‬أ‪ ،‬وب‪ ،2‬وب‪ ،12‬وبع� ��ض المع ��ادن الهام ��ة‪� ،‬أهمه ��ا‪ :‬الكال�س ��يوم‪ ،‬والفو�س ��فور‪ ،‬والبوتا�س ��يوم‪،‬‬ ‫والكبريت‪ ،‬وال�صوديوم‪ ،‬والماغن�سيوم‪ ،‬والكوباليت‪ ،‬والزنك‪ ،‬والفلورين‪ ،‬والنحا�س‪ ،‬والمنجنيز‪ ،‬ون�سبة‬ ‫من ال�سليولوز‪.‬‬ ‫كذلك ف�إن �س ��كر الفركتوز يعو�ض ال�سكر المحترق في الدم نتاج الحركة وبذل الجهد فال يفتر‬ ‫ال�صائم وال يتعب ‪ .‬وللفركتوز مع ال�سليولوز ت�أثير من�شط للحركة الدودية للأمعاء كما �أن الفو�سفور‬ ‫مه� � ٌّم في تغذي ��ة حجرات الدم ��اغ‪ ،‬ويدخل في تركي ��ب المركبات الفو�س ��فاتية‪ ،‬مث ��ل‪ :‬الأدينوزين‪،‬‬ ‫والجوانين ثالثي الفو�س ��فات‪ ،‬والتي تنقل الطاقة وتر�شد ا�ستخدامها في جميع خاليا الج�سم‪ ،‬كما‬ ‫�أن جميع الفيتامينات التي يحتوي عليها التمر لها دور ف َّعال في عمليات التمثيل الغذائي (�أ‪ ،‬وب‪،1‬‬ ‫أي�ضا ت�أثير مهدئ للأع�صاب‪.‬‬ ‫وب‪ ،2‬والبيوتين‪ ،‬والريبوفالفين‪� ...‬إلخ)‪ ،‬ولها � ً‬ ‫وعلى العك�س من ذلك لو بد�أ الإن�سان فطره بتناول المواد البروتينية‪� ،‬أو الدهنية؛ فهي ال تمت�ص‬ ‫�إال بعد فترة طويلة من اله�ضم والتحلل‪ ،‬وال ت�ؤدي الغر�ض في �إ�سعاف الج�سم لحاجته ال�سريعة من‬ ‫الطاقة‪ ،‬ف�ض�ل ً�ا على �أن ارتفاع الأحما�ض الأمينية في الج�سم نتيجة للغذاء الخالي من ال�سكريات‪،‬‬ ‫�أو حتى الذي يحتوي على كمية قليلة منه‪ ،‬ي�ؤدي �إلى هبوط �سكر الدم‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫ثان ًيا ‪� :‬سكريات قليلة التعدد (الب�سيطة �أو ال�سكريات الثنائية)‬ ‫هي التي يدخل في تركيبها عدد محدد من ال�سكاكرالأحادية‪.‬‬ ‫وقد تكون ثنائية �أو ثالثية وتت�ألف ال�سكريات الثنائية من اتحاد �سكرين �أحاديين بوا�سطة رابطة غلوكوزيدية‬ ‫�أك�س ��جينية تت�شكل ما بين مجموعة الكربونيل لل�س ��كر الأول ومجموعة الهيدروك�سيل لل�سكر الثاني وينتج عن‬ ‫اتح ��اد ال�س ��كرين الأحاديين فقدان جزئ ماء ‪ .‬وتتمثل ال�ص ��يغة الجزيئية لل�س ��كريات الثنائية في ال�ص ��يغة‬ ‫‪ . C12H22O11‬و�أهم هذه ال�سكريات تت�ضح في الجدول التالي ‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ال�سكر‬

‫م�صدرة‬

‫�أهميته‬

‫�سكر الق�صب‬ ‫( ال�سكروز)‬ ‫‪Sucrose‬‬

‫ق�صب ال�سكر والبنجر‬ ‫وع�سل النحل والفاكهة‬ ‫حلوة الطعم والجزر‬

‫يعرف با�سم �سكر ال�شمندر ‪ ،‬مهم في ال�صناعات‬ ‫الغذائية و�أ�شد ال�سكريات حالوة و�أكثرها �شيوع ًا‬

‫�أقل حالوة من ال�سكروز ‪ ،‬فائدته كبيرة‪ ،‬يرفع‬ ‫من القيمة الحرارية للأطعمة بعد �إ�ضافته �إليها‪،‬‬ ‫مهم ب�شكل خا�ص في التغذية‪ .‬ال يتخمر في‬ ‫�سكر اللبن (الالكتوز)‬ ‫حليب الحيوان والإن�سان‬ ‫المعدة ي�ساعد على نمو البكتيريا المفيدة في‬ ‫‪Lactose‬‬ ‫الأمعاء‪ ،‬ي�ساعد في تمثيل الكال�سيوم و الف�سفور‬ ‫داخل الج�سم‪ ،‬يمت�ص من الدم بدرجة �أبط�أ‬ ‫ينحل ب�شكل جيد في الماء ويتبلور في المحاليل‬ ‫�سكر ال�شعير (المالتوز)‬ ‫في ال�شعير وفي الحبوب المائية ‪ ،‬ويتحلل �إلى جزئين جلوكوز بوا�سطة‬ ‫‪Maltose‬‬ ‫�أنزيم مالتيز‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪90‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫ال�سكر المكرر‪:‬‬

‫‪91‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ُي�ص ��نع ال�س ��كر عن طريق ع�ص ��ر ق�صب ال�س ��كر‪ ،‬ال�شوندر‬ ‫ال�سكري‪� ،‬أو الذرة‪ ،‬ثم معالجتها كيميائي ًا‪ .‬وفي ت�صنيعه يتعر�ض‬ ‫النبات للغ�س ��يل والتنظيف ثم ُيع�صر بطريقة معقدة‪ ،‬وتُزال منه‬ ‫«ال�شوائب» بالكل�س والحرارة‪� ،‬أو كبريتات وكربونات الكال�سيوم‪.‬‬ ‫ي�ساعد التبخير والتكثيف على تركيز الع�صير‪ ،‬بعدها تتم بلورته‬ ‫في �أوعية مفرغة مع �إ�ضافة «كحول ُم َم ْث َيل» (وهو كحول �إيثيلي ت ّمت‬ ‫�إ�ض ��افة مواد �سامة جد ًا له‪ ،‬مثل الميثانول‪� ،‬إيزوبروبانول‪ ،‬ميثيل‬ ‫�إيثيل كيت ��ون‪ ،‬ديناتونيوم‪ ،‬وحتى غازولين الطيارات �أحيان ًا هذا الكحول ال ُم َم ْث َيل ُيل ّون عادة بالأزرق‬ ‫و ُي�ستخدم غالب ًا كوقود احتراق وكمذيب كيميائي ‪ ،‬ثم �إ�ضافة الغلي�سيرين‪.‬يدخل بعدها المزيج �إلى جهاز‬ ‫طرد مركزي لف�صل ال�سائل منه (دب�س ال�سكر)‪ ،‬وتُجفف المادة الكثيفة بعدها بالحرارة ثم تُطحن‪.‬‬ ‫ال�سكر المكرر وطاقة الج�سم ‪:‬‬ ‫يحترق ال�س ��كر في الج�س ��م والخاليا والأن�س ��جة وينتج عنه طاقة هي المادة الحافزة ال�شتعال‬ ‫ال�سكر… وال�سكر له ت�أثيران‪� ،‬أو ًال يحترق بحرارة عالية وقوة و�سرعة‪ ,‬ترتفع حرارة الج�سم فتندفع‬ ‫كمية كبيرة من الطاقة �إلى الر�أ�س والق�س ��م الأعلى من الج�س ��م تته ّيج الأع�ص ��اب وتندفع المعادن‬ ‫والفيتامين ��ات والأنزيمات للم�س ��اعدة على �أك�س ��دة الجلوك ��وز يخفق القلب ب�س ��رعة �أكبر‪ ،‬ونتنف�س‬ ‫ب�س ��رعة �أي�ض� � ًا‪ .‬بعد ه�ض ��م ال�س ��كر‪ ،‬يظهر ت�أثيره الثاني وهو البرودة والخمول‪ .‬يخمد الوعي وتنام‬ ‫الأع�ص ��اب‪ ،‬تنخف�ض كمية المعادن والفيتامينات وعوامل الطاقة‪ .‬وي�سبب ال�سكر حالة حم�ضية في‬ ‫الدم‪ ،‬مما ي�سبب مناعة �ضعيفة للج�سم‪.‬‬ ‫الآثار الخطيرة لل�سكر المكرر عندما يطر�أ �أي اختالل في ج�سمنا‪ ،‬ف�إن الغدد الكظرية تُطلق �صرخة‬ ‫ا�ستغاثة وعندما ترتفع �أو تنخف�ض ن�سبة ال�سكر في الدم ف�إنها تعمل بجهد كبير‪ ،‬وهذا ما يح�صل عندما‬ ‫ن�ستهلك �أي �شكل من �أ�شكال ال�سكر المكرر‪.‬هذا يعني ف�ش ًال كلوي ًا‪ ،‬وانخفا�ض ًا �شديد ًا في حرارة وطاقة‬ ‫الج�سم‪.‬ي�ؤدي هذا �إلى تدهور وانحالل بطيء‪ ،‬و�إمكانية كبيرة للإ�صابة بالأمرا�ض الفطرية الغا ِز َية‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الف�صل الثالث‬

‫الخمائ ��ر والفطريات تحب ال�س ��كر‪ ،‬لذل ��ك ف�إن الفائ�ض عن حاجة خاليان ��ا يتجه �إلى الخمائر‬ ‫التي يمكنها �أن تنمو وتخرج عن ال�سيطرة في قناة اله�ضم‪ ،‬وتنت�شر في كل �أجهزة الج�سم‪.‬‬ ‫عندما تتناول هذا ال�سكر النقي المكرر ف�إن ج�سمك ي�ستهلك مخزونه من الفيتامينات والمعادن‬ ‫له�ضمه‪ ،‬ويتم �سحب الكال�سيوم تدريجي ًا من العظام والأ�سنان م�سبب ًا ترقق العظام وت�سو�س الأ�سنان‪.‬‬ ‫وي�سبب زيادة �إفراز الحمو�ضة في المعدة فتظهر القرحة بعد فترة‪...‬‬ ‫ال�س ��كر المكرر ُيمت�ص ويدخل �إلى الدم ب�سرعة‪ ،‬في�ؤدي ا�ستهالكه المتكرر �إلى تعب البنكريا�س‬ ‫والغدد الكظرية نتيجة ت�شو�ش م�ستويات ال�سكر في الدم‪ ،‬وهذا التعب �أ�سا�س مر�ض ال�سكري‪� .‬إ�ضافة‬ ‫�إلى �أن ال�سكر ي�سبب الإدمان‪ ،‬لأن طاقة جزيئاته تماثل طاقة الكوكايين المخدر‪.‬هذا بالإ�ضافة �إلى‬ ‫ت�شو�ش الفكر‪ ،‬تق ّلب المزاج‪ ،‬ك�سل الطحال‪ ، ،‬الغازات‪ ،‬االنتفاخ‪ ،‬الت�شنجات‪ ،‬الإ�سهال �أو الإم�ساك‪،‬‬ ‫ال�سمنة‪ ،‬ه�شا�شة وترقق العظام‪ ،‬التهاب المفا�صل‪ ،‬ت�سو�س الأ�سنان‪،‬‬ ‫ّ‬

‫ثالثاً ‪ :‬ال�سكريات المتعددة ‪:Polysaccharides‬‬ ‫هي ناتجة من اتحاد عدد كبير من ال�س ��كريات الب�س ��يطة مثل الن�ش ��ا الذي يتكون من وحدات من �س ��كر‬ ‫الجلوكوز‪ .‬وتكون هذه ال�س ��كريات الأحادية على �ش ��كل �سال�سل �إما م�س ��تقيمة �أو متفرعة في عملية البلمرة‪.‬‬ ‫ويمكن تق�سيم ال�سكريات المتعددة ح�سب نوع ال�سكريات الأحادية الداخلة في تركيبها �إلى‪:‬‬ ‫�أ‌‪� -‬س���كريات متعددة متجان�س���ة‪ :‬يتكون هذا النوع من اتحاد نوع واحد من ال�سكريات الأحادية (كالن�شا‪،‬‬ ‫الجاليكوجين ‪ ،‬ال�سليلوز) المتكونة من وحدات الجلوكوز‬ ‫—جلوكوز—جلوكوز—جلوكوز‪.-‬‬ ‫جزيء ن�شا (يت�ألف من جزيئات‬ ‫كثيرة من الجلوكوز)‬ ‫جزيء جلوكوز)‬

‫�شكل (‪� )9-3‬سل�سلة �سكر الن�شا (لالطالع فقط)‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪92‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫كيف يختلف الن�شا عن الجاليكوجين ‪ ،‬ال�سليلوز‬ ‫ب‪� -‬س���كريات متع���ددة غي���ر متجان�س���ة‪ :‬يتكون هذا النوع م ��ن اتحاد �أكثر من نوع واحد من ال�س ��كريات‬ ‫الأحادية مثل الهيبارين ‪ ,‬ال�صمغ العربي ‪ ,‬البكتين ‪.‬‬

‫يت ��م تميي ��ز الكربوهي ��درات عن غيرها م ��ن المركبات الأخ ��رى التي تتكون م ��ن نف�س العنا�ص ��ر (كربون‪-‬‬ ‫�أك�س ��جين‪ -‬هيدروجين) با�س ��تخدام اختبار مولي�ش ال ��ذي يعطي نتيجة �إيجابية م ��ع الكربوهيدرات فقط ‪.‬‬

‫ن�شاط( ‪ :) 3-3‬اختبارمولي�ش الك�شف عن الكربوهيدرات‬ ‫خطوات العمل‬ ‫‪� - 1‬أ�ضف في �أنبوبة اختبار‪ 1‬مل من محلول �ألفا نافثول �إلى ‪ 1‬مل‬ ‫من محلول المادة الكربوهيدراتية المذابة في الماء ورج جيد ًا‪.‬‬ ‫‪� - 2‬أ�ضف ‪ 1‬مل من حم�ض الكبريتيك المركز باحترا�س على‬ ‫جدران الأنبوبة ال�سابقة ماذا تالحظ ؟‬ ‫رج المزيد جيد ًا ‪ .‬ثم الحظ ماذا يحدث ؟‬ ‫اال�ستنتاج‪....................................................... :‬‬

‫‪93‬‬

‫الأدوات والم���واد المطلوبة ‪:‬‬ ‫م ��ادة كربوهيدراتي ��ة‪ ،‬م ��اء‬ ‫مقط ��ر‪ ،‬حم� ��ض كبريتي ��ك‬ ‫مركز‪� ،‬أنابيب اختبار‪ ،‬محلول‬ ‫�ألفا نافثول ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫الك�شف عن الكربوهيدرات‪:‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫ن�شاط(‪ :) 4- 3‬الك�شف عن الجلوكوز في الأطعمة‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫خطوات العمل‬ ‫الأدوات والم���واد المطلوبة ‪:‬‬ ‫ملعق ��ة‪� ,‬ص ��حن يحت ��وي على‬ ‫‪ - 1‬رقم �أنابيب االختبار من ‪� 1‬إلى ‪4‬‬ ‫ب�صل مهرو�س‪ ,‬وعاء �أو �صحن‬ ‫‪ - 2‬با�ستخدام الملعقة �ضع بع�ضا من بودرة �سكر الجلوكوز في‬ ‫يحت ��وي عل ��ى ع�س ��ل ب ��ودرة‬ ‫�أنبوب االختبار رقم ‪.1‬‬ ‫‪� - 3‬أ�ضف ‪ 1‬مل من الماء وقم بالتحريك حتى يذوب �سكر الجلوكوز �س ��كر الجلوكوز‪ ,‬بودرة �س ��كر‬ ‫ال�س ��كروز‪� ,‬أنابي ��ب اختب ��ار‬ ‫‪ - 4‬اعد الخطوتين ال�سابقتين ‪2‬و‪ 3‬مع بودرة �سكر ال�سكروز‪،‬‬ ‫ع ��دد‪ ,‬ق ��ارورة ماء �ص ��غيرة‪,‬‬ ‫الع�سل‪ ،‬مهرو�س الب�صل با�ستخدام الأنابيب المخبرية ‪2‬و‪3‬و‪.4‬‬ ‫‪� - 5‬أ�ضف ‪ 15‬نقطة من محلول بندكت �إلى هذه الأنابيب المخبرية محلول فهلنج (�أ ‪ ،‬ب) محلول‬ ‫بندكت‪ ،‬حمام مائي‪.‬‬ ‫وقم بهزها بحركة لطيفة‪.‬‬ ‫تحذير ‪ :‬محلول بندكت عبارة عن مادة مهيجة فتجنب مالم�سة هذا المحلول للجلد والعين قم بغ�سل‬ ‫�أية قطرات �أو ت�سريبات من هذا المحلول بالماء لمدة ‪ 15‬دقيقة وا�ستدعي معلمك فورا‪.‬‬ ‫‪�- 6‬ضع الأنابيب الأربعة في الماء الذي يغلي‪.‬‬ ‫‪� - 7‬سجل مالحظاتك عن اي تغير في لون محلول بندكت‪.‬‬ ‫تحذير‪ :‬الماء المغلي ي�سبب حروق من الدرجة الثانية فال تلم�س الوعاء بيدك �أو ت�سمح للماء بمالم�سة‬ ‫جلدك‪ ،‬تجنب غليان الماء ال�ش ��ديد وا�س ��تعمل حمالة الأنابيب‪ .‬في حالة الإ�ص ��ابة قم بغ�س ��ل المنطقة‬ ‫بالماء البارد‪.‬‬ ‫‪ – 8‬كرر الخطوات ال�سابقة مع محلول فهلنج‪.‬‬ ‫محلول فهلنج �أ ‪ :‬يذاب ‪34.6‬جم من كبريتات النحا�س الثنائي في ‪ 500‬مل ماء مقطر‪.‬‬ ‫محلول فهلنج ب ‪ :‬يذاب ‪ 173‬جم من ملح رو�شيل «طرطرات �صوديوم بوتا�سيوم» مع ‪ 52‬جم هيدروك�سيد‬ ‫�صوديوم في ‪ 500‬مل ماء مقطر في غياب ملح رو�شيل ف�إن محلول الطرطرات ي�ستبدل باالتي ‪:‬‬ ‫‪ 121‬جم من هيدروك�س ��يد ال�ص ��وديوم و ‪ 39.1‬جم حم�ض طرطريك مذاب في ‪ 400‬مل ماء مقطر ثم‬ ‫ي�ستكمل المحلول الى ‪500‬مل‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪94‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫‪ - 9‬كرر الخطوات ال�سابقة مع محلول تولنز(�أمينات الف�ضة القاعدية)نترات الف�ضة الن�شادرية‪:‬‬ ‫يذاب ‪ 50‬جم من نترات الف�ضة في ‪ 500‬مل ماء مقطر ثم ي�ضاف هيدروك�سيد الأمونيوم‬ ‫المركز نقطة نقطة حتى ي�صبح المحلول رائق ًا‪.‬‬ ‫�سجل النتائج في الجدول التالي‪:‬‬

‫كرر التجربة ال�سابقة مع مواد غذائية �أخرى‬

‫(‪ :) 5- 3‬الك�شف عن ال�سكريات الثنائية‬ ‫الأدوات والمواد المطلوبة ‪:‬‬ ‫خطوات العمل‬ ‫‪� - 1‬ض ��ع جزء ًا من محلول ال�س ��كروز في �أنبوبة اختبار ثم �أ�ض ��ف محلول ال�سكروز(�س ��كر الق�صب)‬ ‫�إلي ��ة ‪ 10‬قط ��رات من حم� ��ض ‪ HCl‬المركز �ض ��ع الأنبوبة في حم� ��ض الهيدروكلوري ��ك المركز‪،‬‬ ‫محلول كربونات �صوديوم مخفف‪،‬‬ ‫حمام مائي وا�ستمر في الت�سخين لمدة ن�صف �ساعة ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ارفع الأنبوبة من الحمام المائي‪ ،‬ثم �أ�ض ��ف �إليها ب�ضع نقاط ماء مقطر‪ ،‬محلول بندكت‪� ،‬أنابيب‬ ‫اختبار‪ ،‬حمام مائي‪ ،‬موقد بنزن‪.‬‬ ‫من محلول كربونات ال�صوديوم حتى يتم التعادل ‪.‬‬ ‫اال�ستنتاج ‪...................................................... :‬‬

‫‪95‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫رقم �أنبوب االختبار محتويات �أنبوب االختبار محلول بندكت محلول فهلنج نترات الف�ضة الن�شادرية‬ ‫الجلوكوز‬ ‫‪1‬‬ ‫ال�سكروز‬ ‫‪2‬‬ ‫الع�سل‬ ‫‪3‬‬ ‫مهرو�س الب�صل‬ ‫‪4‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫الك�شف عن ال�سكريات العديدة (الن�شا)‪:‬‬ ‫يتكون الن�شا من ( تكاثف ) –بلمرة – وحدات عديدة من الجلوكوز‪ ،‬وهو �شحيح الذوبان في الماء البارد‬ ‫ولكنه يكون محلول غروي في الماء ال�س ��اخن ‪ .‬يتم الك�ش ��ف عن الن�شا بوا�سطة اليود حيث يكون معه متراكب‬ ‫لونه �أزرق كما انه يتحلل مائي ُا ( تمي�ؤ ) في وجود حم�ض ‪ HCl‬المركز مع الت�س ��خين �إلى وحدات الجلوكوز‬ ‫التي يتكون منها ‪.‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫( ‪ :) 6-3‬الك�شف عن وجود الن�شا في الأطعمة المختلفة‬ ‫محلول لوجول (‪ )IKI‬هو عبارة عن كا�ش ��ف للن�ش ��ا‪ ،‬ذو لون بني‬ ‫مائل �إلى ال�ص ��فار‪ .،‬لتح�ض ��ير ه ��ذا المحلول ق ��م ب�إذابة ‪ 10‬جم‬ ‫من �أيودات البوتا�س ��يوم في ‪ 100‬مل مياه مقطرة‪ ،‬ثم �أ�ض ��ف �إلى‬ ‫ه ��ذا المحل ��ول ‪ 5‬جم من بل ��ورات الي ��ود‪ ،‬وقم بتخفيفة بخم�س ��ة‬ ‫ا�ضعاف الحجم با�ستخدام الماء المقطر يجب بعد ذلك معايرته‬ ‫با�ستخدام ‪ 1 ,‬موالر (‪ )M‬من ‪NaS2O8‬‬

‫الأدوات والمواد المطلوبة ‪:‬‬ ‫م�سحوق الن�ش ��ا‪ ،‬ماء مقطر‪ ،‬قطع‬ ‫من البطاطا‪ ,‬حب الفا�صوليا‪ ,‬قطع‬ ‫من الخبز‪ ,‬قطع من �شرائح الموز‬ ‫قطع من �ش ��رائح الخيار‪� ,‬صحون‬ ‫بت ��ري‪ ,‬محل ��ول لوج ��ول (‪,)IKI‬‬ ‫�سكر الطعام‪� ,‬شرائح تفاح‬

‫خطوات العمل‬ ‫رقم ال�ص ��حون من ‪� 8-1‬أ�ض ��ف نقطتين من محلول لوجول �إلى كل من �ص ��حون بتري المرقمة من ‪1‬‬ ‫�إل ��ى ‪ 8‬وقم بمراقب ��ة �أي تغير على لون محلول لوجول و�س ��جل مالحظاتك‪� .‬س ��جل نتائجك في الجدول‬ ‫التالي تحذير ‪ :‬محلول لوجول عبارة عن ماده مهيجة ي�س ��تحيل �إزالتها عن المالب�س‪ ،‬فتجنب مالم�س ��ة‬ ‫هذا المحلول للجلد والعين والمالب�س‪ ،‬قم بغ�سل �أية قطرات �أو ت�سريبات من هذا المحلول بالماء لمدة‬ ‫‪ 15‬دقيقة‪ ،‬وا�ستد ِع معلمك فورا‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪96‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪8‬‬

‫م�سحوق الن�شا‬ ‫قطع من البطاطا‬ ‫حب الفا�صوليا‬ ‫قطع من الخبز‬ ‫�شرائح الموز‬ ‫�شرائح الخيار‬ ‫�شرائح التفاح‬ ‫�سكر الطعام‬

‫‪ -1‬اختالف نوع الكربوهيدرات في الفواكه مع مقدار الن�ضج‬ ‫�ص ��حن بتري يحتوي على كمية من الموز الغير مكتمل الن�ض ��ج ‪�,‬صحن بتري يحتوي على كمية من‬ ‫الموز مكتمل الن�ضج محلول بندكت ‪ ,‬محلول لوجول ‪� ,‬أنابيب اختبار عدد ‪� ,2‬شوك عدد ‪ ,2‬قارورة‬ ‫ماء �صغيرة‪,‬لهب بن�سن‪.‬‬ ‫‪ - 2‬قم بهر�س الموز الغير مكتمل الن�ضج با�ستخدام ال�شوكة و�ضعه في احد �أنابيب االختبار‪�،‬أ�ضف‬ ‫‪ 10‬مل من الماء و‪ 15‬نقطة من محلول بندكت‪ ،‬وحرك بلطف‪ ،‬وقم بالت�سخين الحذر فوق لهب‬ ‫بن�سن‪ .‬كرر الخطوة ال�سابقة مع الموز مكتمل الن�ضج‪.‬‬ ‫�سجل نتائجك في الجدول التالي‪:‬‬ ‫لون محلول بندكت‬

‫لون محلول لوجول‬

‫قطع الموز النا�ضجة‬ ‫قطع الموز الغير نا�ضجة‬

‫‪97‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫رقم �صحن بتري‬

‫محتويات �صحن بتري‬

‫لون محلول لوجول‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫قال تعالى ‪﴿ :‬‬

‫﴾�سورة الواقعة(‪.)21-20‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ب ��د�أ اهلل بالفاكه ��ة ثم بالطع ��ام وهذا �إعج ��از قر�آني ‪ ،‬فمن الأخطاء ال�ش ��ائعة تن ��اول الفاكهة بعد‬ ‫الوجبات الغذائي ‏ة لذلك يجب مراعاة �أ�صول التغذية ال�سليمة في تناول الغذاء �إن تناول الفاكهة في‬ ‫نهاية الوجبة تعمل على تدمير �إنزيم البتيالين وهو �إنزيم �أ�سا�س ��ي لإتمام عملية ه�ض ��م الن�ش ��ويات‬ ‫كم ��ا �أن الفاكه ��ة تحتاج �إلى م ��رور بطيء �إلى المعدة حتى ته�ض ��م بطريقة طبيعي� � ‏‏ة ولكنها عندما‬ ‫تلتقي باللحوم تتخمر في المعدة وقد تتحول �إلي كحول يعوق عملية اله�ضم‏‪ .‬وفي الوقت نف�سه‏‏ تفقد‬ ‫الفاكهة كل ما تحتويه من فيتامينات وت�ض ��طرب عملية التمثيل الغذائي للبروتين‏‏ بالإ�ضافة �إلى �أن‬ ‫التحلل غير العادي للبروتينات ينتج عنه انتفاخ في المعدة‏ ‪ .‬فين�صح بتناول الفاكهة بعد نحو ثالث‬ ‫�ساعات من تناول وجبة الغذاء �أو �ساعة قبل تناول الع�شاء‏ �أو تناول وجبة كاملة من الفاكهة‬

‫الكراميل‪:‬ال �شك �أنك تذوقت كعكة مغطاة بطبقة من ( الكراميل )‬ ‫فما هو الكراميل ؟‬ ‫حينما تتعر�ض ال�سكريات �إلى حرارة في و�سط يحتوي على الماء �أو‬ ‫ت�سخين محاليل مركزة من ال�سكريات تحدث �سل�سلة من التفاعالت‬ ‫ت�ؤدي �إلى تكوين الكراميل ‪ .‬وهو مادة لونها بني غامق ‪C36H50O25‬‬ ‫ت�سمى �صبغة الكاراميالن ‪ Caramelan‬وتذوب هذه ال�صبغة في الماء‬ ‫وااليثانول ولها طعم مر‪ ،‬وعند ا�ستمرار الت�سخين تنتج �صبغة غامقة‬ ‫اللون جد ًا ال تذوب في الماء وتركيبها الكيميائي هو ‪� C H O‬شكل ( ‪ )10-3‬الكريم كرميل‬ ‫‪125 188 80‬‬ ‫ت�سمى هيومين �أو كاراميلين ت�ساعد في �إعطاء النكهة الخا�صة ‪ .‬ومعظم ال�سكريات عند ت�سخينها تتحول‬ ‫�إلى اللون البني ويتغير طعمها وقد نالحظ ذلك عند تحمي�ص الخبز والكعك والب�سكويت وي�ساعد ذلك‬ ‫في �إعطاء نكهة مرغوبة لهذه المنتجات ‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪98‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الفيتامينات‪:‬‬

‫ا�ش ��تقت كلم ��ة فيتامي ��ن ‪ Vitamin‬من كلمة الأمي ��ن الحي ��وي ‪ amine - Vital‬الموجودة‬ ‫في ق�ش ��ور الأرز التي ا�س ��تخدمت في عالج مر�ض البري بري ‪ ،‬رغم �أن كثير من الفيتامينات لي�س ��ت‬ ‫�أمينات �إال �أن ا�سم ‪ Vitamin‬مازال م�ستخدما حتى الآن‪ ،‬وقد تم التعرف على �أهمية الفيتامينات‬ ‫ف ��ي الأغذي ��ة ع ��ام ‪1881‬م عندما الح ��ظ العالم لوم ��ن ‪� Lumin‬أن الفئران ال تنمو ب�ش ��كل طبيعي‬ ‫عن ��د تناولها غذاء يحتوي على مكون ��ات غذائية نقية مثل البروتينات وال�س ��كريات والدهن والأمالح‬ ‫المعدنية‪ ،‬ولكنها نمت ب�شكل طبيعي عند �إ�ضافة الحليب �إلى مكوناته الغذائية ال�سابقة‪ ،‬مما يعني �أن‬ ‫الحليب يحتوي على بع�ض المواد ال�ضرورية لنمو الحياة ‪.‬‬

‫ت�صنيف الفيتامينات ‪:‬‬ ‫�أوال ‪ :‬الفيتامينات الذائبة في الماء ‪:‬‬

‫هي مجموعة من الفيتامينات ذات ال�صفات الم�شتركة وت�شمل فيتامين(‪)C‬ومجموعة فيتامين‬ ‫‪ .)B1,B2,B6,B12) B‬ال تخزن هذه الفيتامينات في الج�سم بمقادير كبيرة‪ ،‬وال يتركز تخزينها في مكان‬ ‫محدد‪ ،‬فهي موزعةعلى جميع خاليا الج�سم؛ لذا ف�إن �أعرا�ض نق�صها تحدث ب�صورة �سريعة والجدول التالي‬ ‫يو�ضح بع�ض هذه الفيتامينات و�أثر نق�صها ‪ :‬ــ‬

‫‪99‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫يحتاج الج�سم لكميات �ضئيلة من مواد ع�ضوية ذات طبيعة كيميائية تعمل على تنظيم العمليات الحيوية‬ ‫ونمو الج�سم ومقاومة الأمرا�ض‪ ،‬وت�سمى هذه المواد بالفيتامينات ويتم ت�صنيع هذه الفيتامينات في الن�سيج‬ ‫النباتي‪ ،‬وتدخل في تركيب الن�س ��يج الحيواني بكميات قليلة جدا‪ .‬وقد تقوم بع�ض البكتيريا با�ص ��طناع عدد‬ ‫مح ��دود من الفيتامينات ويتراوح عدد الفيتامينات التي يحتاجها الإن�س ��ان ما بي ��ن ‪ 18 -16‬فيتامين ‪ ،‬ويتم‬ ‫الح�ص ��ول على الفيتامينات من خالل الطعام النباتي والحيواني ‪ ،‬فيح�ص ��ل عليها الإن�س ��ان على �أي �ش ��كل‬ ‫فيتامي ��ن �أو طليعة فيتامين وفي حالة فقدان الفيتامينات من الأغذية يطر�أ خلل كبير على العمليات الحيوية‬ ‫في الج�سم وي�ؤدي �إلى ظهور بع�ض الأعرا�ض المر�ضية ‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫الفيتامين‬

‫‪ B1‬الثيامين‬

‫نوع الطعام‬

‫وظائفة‬

‫نق�صة‬

‫خمي ��رة البيرة – الحبوب ي�س ��اعد عل ��ى �إنت ��اج كري ��ات ال ��دم الحم ��راء الإ�ص ��ابة بفق ��ر ال ��دم ال�ش ��ديد‬ ‫غي ��ر المق�ش ��ورة – نخالة والبروتين وي�ساعد الجهاز اله�ضمي على �أداء وا�ضطرابات الجهاز اله�ضمي ‪.‬‬ ‫القم ��ح الخب ��ز الأ�س ��مر وظائفه ‪.‬‬ ‫الكبده الحليب وم�شتقاته‬ ‫ومنتجاته من الخ�ضروات‬

‫الف�صل الثالث‬

‫خميرة البي ��رة – الحليب مه ��م ف ��ي تحوي ��ل الم ��واد البروتيني ��ة نق�ص ��ه ي�س ��بب التهاب في العينين‬ ‫– البي� ��ض – الكب ��ده – والكربوهيدراتية والده ��ون �إلى طاقة حرارية وت�ش ��ققات في زاويتي الفم والل�سان‬ ‫الريبوفالفين نخالة القمح – البقوليات يحتاجها الج�سم لإنتاج الأن�سجة وترميمها ‪ .‬وال�ش ��فتين والته ��اب الجل ��د وفروه‬ ‫‪B2‬‬ ‫الر�أ�س مع فقدان ال�شعر وا�ضطراب‬ ‫– الخ�ضراوات‬ ‫وظائف الجهاز الع�صبي‬

‫‪B6‬‬

‫‪B12‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫خميرة البي ��رة – اللحوم ي�ساعد على ا�س ��تفادة الج�سم من البروتينات القلق ال�ش ��ديد الت�شنجات ‪� ,‬سقوط‬ ‫ال�شعر التهاب الجلد فقر الدم عند‬ ‫– الكب ��ده – ال ��كالوي – �ضروري للنمو ال�سليم‪.‬‬ ‫الأطفال ‪.‬‬ ‫– الم ��وز – البطاط� ��س‬ ‫– البي� ��ض – الأ�س ��ماك‬ ‫– الفول‬ ‫�أه ��م م�ص ��ادره الكب ��د ي�ش ��ترك هذا الفيتامي ��ن في عملي ��ات الأي�ض يحدث نتيجة لنق�ص هذا الفيتامين‬ ‫والكليتين والع�ضلة القلبية ف ��ي الأن�س ��جة على هيئ ��ة �أثنين من م�ش ��تقاته ا�ضطرابات في عملية تكوين كريات‬ ‫واللح ��م والدم ��اغ والجبن هم ��ا �أ ) ميثيل كوبال �أمين ‪ – 5‬دي �أوك�س ��ي الدم الحم ��راء وانخفا�ض ال�ش ��هية‬ ‫�أدينو�سين كوبال �أمبن وهذه الم�شتقات عبارة ونق�ص ��ان النم ��و وخل ��ل ف ��ي �إنتاج‬ ‫و�صفار البي�ض ‪.‬‬ ‫عن مرافق ��ات �أنزيمية ترتبط م ��ع بروتيناتها الأحما�ض النووية ‪.‬‬ ‫الخا�ص ��ة م�ش ��كلة الإنزيم ��ات الفعال ��ة حي ��ث‬ ‫ت�شترك هذه الإنزيمات في كثير من تفاعالت‬ ‫الأي� ��ض البروتين ��ي و�أي�ض ال�س ��كريات وكذلك‬ ‫الده ��ون والنيوكليوتي ��دات و�أه ��م التفاعالت‬ ‫ه ��ي نق ��ل مجموع ��ة الميثي ��ل – ‪ CH3‬وبناء‬ ‫المركبات الجديدة ‪.‬‬

‫‪100‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫الفيتامين‬

‫حام�ض‬ ‫البانتوثنيك‬

‫نوع الطعام‬

‫يوجد حام�ض لبانتوثنيك‬ ‫ف ��ي الكب ��د وف ��ي �ص ��فار‬ ‫البي�ض وكذل ��ك في لحوم‬ ‫والأ�سماك والحليب والقمح‬ ‫والجزر‪ .‬يدخل في بناء �أفق‬ ‫الأنزيم (‪)A COA‬‬

‫وظائفه‬

‫نق�صه‬

‫يق ��وم ه ��ذا الفيتامين ب ��دور فعال في‬ ‫عملي ��ات �أي�ض المواد حي ��ث يدخل في‬ ‫تركيب مرافق ��ات الأنزيمات المحفزة‬ ‫لتفاع�ل�ات الأك�س ��دة والأخت ��زال‬ ‫والمعروف ��ة بو�ص ��فها ديهيدروجيني ��ز‬ ‫‪.Dehydrogenases‬‬

‫ي�ؤدي نق�ص ��ه �إلى حالة مر�ضية تعرف با�سم‬ ‫بيالجرا ( تعني الجلد الخ�ش ��ن ) و�أعرا�ض ��ه‬ ‫تتلخ�ص في التعب وال�ضعف ثم خلل في ن�شاط‬ ‫القناة اله�ضمية والتهابات الغ�شاء المخاطي‬ ‫للفم والل�س ��ان والتهابات الجلد خ�صو�ص ًا في‬ ‫الكفي ��ن والخدي ��ن وف ��ي الح ��االت المتقدمة‬ ‫يظهر خلل في ن�شاط الجهاز الع�صبي وتظهر‬ ‫�أعرا�ض مثل فقدان الذاكرة والهذيان‪.‬‬

‫يوج ��د ب�ش ��كل وا�س ��ع ف ��ي‬ ‫الطبيع ��ة حي ��ث يوج ��د‬ ‫بكمي ��ات كبيرة في نخالة‬ ‫الأرز وفي الخميرة ونخالة‬ ‫نيا�سين حام�ض القم ��ح وفي الكب ��د كذلك‬ ‫النيكوتينك )‪ :‬يمكن تكوينه‬ ‫في ج�س ��م الإن�سان وذلك‬ ‫م ��ن الحم� ��ض الأمين ��ي‬ ‫التريبتوفان ‪.‬‬ ‫يوجد في الأع�ضاء النباتية يعتبر حام�ض الفوليك م�صدر ًا للعديد‬ ‫خا�صة الثمار الخ�ضراء م ��ن المرافق ��ات الأنزيمي ��ة ويدخ ��ل‬ ‫ال�ش ��كل الح ��ر من ��ه ف ��ي ن ��زع ذرات‬ ‫الطازجة والأوراق ‪.‬‬ ‫الهيدروجي ��ن ف ��ي تفاعالت الأك�س ��دة‬ ‫حام�ض الفوليك‬ ‫واالخت ��زال ‪ ،‬وعموم ًا تكمن �أهميته في‬ ‫عملي ��ات تكوين الأحما� ��ض النووية في‬ ‫ج�سم المخلوق الحي ‪.‬‬ ‫بيوتين (فيتامين يوج ��د في جميع الأن�س ��جة يدخ ��ل ك�أح ��د مكون ��ات العدي ��د م ��ن‬ ‫النباتي ��ة والحيواني ��ة على الإنزيمات التي لها القدرة على الدخول‬ ‫هـ ( ‪)) H‬‬ ‫�أ)‪ – α -‬بيوتين �ش ��كل معق ��د م ��ع مرك ��ب مع حام� ��ض الكربونيك ف ��ي تفاعالت‬ ‫وي�س ��تخرج م ��ن بروتيني و�أعلى ن�س ��بة لهذا م�ش ��تركة وبالتالي ف�إن لهذه الإنزيمات‬ ‫�صفار البي�ض الفيتامي ��ن توجد في الكبد القدرة على تثبيت غاز (‪. )CO2‬‬ ‫والكليتين وبي�ض الدجاج ‪.‬‬ ‫ب‪ – β -‬بيوتين‬

‫‪101‬‬

‫ي� ��ؤدي النق� ��ص في ه ��ذا الفيتامي ��ن لمر�ض‬ ‫فقر الدم وذلك بنق�ص ��ان ع ��دد كريات الدم‬ ‫الحمراء والبي�ضاء ‪.‬‬

‫ي�ؤدي نق�ص ��ه �إلى التهاب الجلد وقلة ال�شهية‬ ‫والغثيان والآم الع�ضالت ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫يعتب ��ر حام�ض البانتوثني ��ك مهم جد ًا‬ ‫في عملية الأ�ستلة ‪ Acetylation‬وهي‬ ‫�إدخال مجموعة الأ�ستيل (‪) CH3CO-‬‬ ‫�إل ��ى المركب ��ات الع�ض ��وية وتت ��م هذه‬ ‫العملية في المخ والكبد ‪.‬‬

‫ي�ؤدي النق�ص ف ��ي حام� ��ض البانتوثنيك �إلى‬ ‫�إ�ص ��ابة الغ ��دة الكظرية وكذلك �إلى �س ��قوط‬ ‫ال�ش ��عر وفق ��دان ال�ش ��هية وفق ��دان الحرك ��ة‬ ‫المن�سقة ‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫فيتامين جـ (‪:) C‬‬

‫‪OH‬‬ ‫‪CH2OH‬‬

‫يع ��رف بحام�ض الأ�س ��كوربيك وهو م�ش ��تق من ال�س ��كريات الأحادية‬ ‫م�ص���ادره‪� :‬أهم م�ص ��ادرة الفواكه والخ�ض ��ار الطازجة والحم�ضيات‬ ‫والفلفل‪.‬‬

‫‪H‬‬

‫‪C‬‬

‫‪O‬‬

‫‪O‬‬

‫‪H‬‬

‫‪OH‬‬ ‫‪HO‬‬ ‫ل ‪ -‬حام�ض اال�سكوربيك ‪L- ascorbic acid‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫وظائفه‪ :‬لهذا الفيتامين �إمكانية الت�أك�سد واالختزال ب�صورة عك�سية‬ ‫حيث �أنه ي�ش ��ترك ب�ص ��ورة فعالة في تحوالت االحما�ض الأمينية كما‬ ‫ي�ؤثر على عملية �ص ��نع الكوالجين بروتين الأن�س ��جة الرابطة وهو‬ ‫�ضروري لتن�شيط العديد من الإنزيمات وهو �ضروري �إلى جانب مركب الطاقة �شكل ( ‪ )12-3‬فيتامين ج‬ ‫(‪ )ATP‬في عملية انتقال الحديد في البالزما �إلى بروتين العزيتين الن�سيجي حيث يختزل فيه‪.‬‬ ‫نق�ص���ه‪ :‬ي�ؤدي نق�ص ��ه �إلى مر�ض الأ�سقربوط حيث ي�صاب ال�ش ��خ�ص ب�ضعف عام وخفقان في القلب و�ضيق‬ ‫التنف� ��س وتقل� ��ص الأوعية الدموي ��ة وظهور بقع حمراء نزيفيه عل ��ى الجلد كما تنزف اللثة وت�ض ��عف العظام‬ ‫وخا�صة الأ�سنان وي�سهل خلعها وي�صاب ال�شخ�ص بخلل كبير في وظائف الكبد والغدد ال�صماء ‪.‬‬

‫ثانيا ‪ :‬الفيتامينات الذائبة في الدهون ‪:‬‬ ‫ت ��ذوب ه ��ذه المجموع ��ة م ��ن الفيتامين ��ات ف ��ي الده ��ون ومذيباتها وال ت ��ذوب في الم ��اء‪ ،‬وت�ش ��مل فيتامين‬ ‫(‪ ،)A-D-E-K‬وتوجد هذه الفيتامينات في الطبيعة متحدة مع الأن�سجة التي تقوم بخزن الدهون‪ ،‬ومن‬ ‫هنا تت�ض ��ح �أن الج�س ��م تمكن من خزن هذه الفيتامينات ( خا�ص ��ة في الكبد ) وبكميات كبيره ن�سبيا‪ ،‬لذا ال‬ ‫يح�ص ��ل نق�ص �س ��ريع عند عدم تناولها يوميا ‪ ،‬والإفراط في تناولها قد ي�ؤدي �إلى الت�سمم و�سوف ن�ستعر�ض‬ ‫�أهم م�صادر الفيتامينات والأمرا�ض الناجمة عن نق�صها ‪ :‬ـــ‬

‫فيتامين �أ (‪:)A‬‬ ‫هناك عدة �أنواع منه �أكثرها انت�شارا هو فيتامين ( �أ ) (‪)A1‬‬ ‫المعروف با�سم ريتينول‪.‬‬ ‫م�صادره‪ :‬زيت ال�سمك والزبد و�صفار البي�ض والخ�ضار الحمراء‬ ‫الم�صفرة مثل الجزر والطماطم ‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪102‬‬

‫‪CH2OH‬‬

‫ريتينول‬

‫‪retinol‬‬

‫(للإطالع فقط)‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫وظائف���ه‪ :‬يعتب ��ر فيتامين ( ‪� ) A‬ض ��روري لتكوين مركب بروتين معقد في �ش ��بكة العين له عالقة مبا�ش ��رة‬ ‫بحا�س ��ة الإب�ص ��ار ويعرف هذا البروتين با�سم رودوب�س ��ن ومعناه الإرجوان الب�ص ��ري حيث �أنه ح�سا�س جد ًا‬ ‫لت�أثير ال�ض ��وء ‪ ،‬وجد �أن فيتامين ( ‪ ) A‬دور مهم في تكوين الهرمونات الجن�س ��ية وعمليات النمو والتطوير‬ ‫الجنيني وعملية تكوين البروتينات وفي نمو العظم والأ�سنان ‪.‬‬ ‫نق�ص���ه‪ :‬تطر�أ تغيرات على الأغ�ش ��ية المخاطية نتيجة لنق�ص هذا الفيتامين كما يجف الجلد وت�صاب قرنية‬ ‫العين وفي الحاالت المتقدمة يتم فقدان الب�ص ��ر خا�ص ��ة عند الأطفال كما ي�ص ��اب ال�شخ�ص بالعمى الليلي‬ ‫عند وجود نق�ص في هذا الفيتامين ‪.‬‬

‫من المواد المعرفة با�سم �ستيروالت ويعرف ب�سم الفيتامين الم�ضاد للك�ساح‪:‬‬ ‫م�صادره‪ :‬زيت كبد ال�سمك و�صفار البي�ض والحليب ‪.‬‬ ‫) ‪CH CH CH CH(CH‬‬ ‫وظائفه‪ :‬ي�ؤدي لزيادة امت�صا�ص الكال�سيوم من خالل الجدار المعوي ‪.‬‬ ‫نق�ص���ه‪ :‬ي� ��ؤدي النق�ص في ه ��ذا الفيتامي ��ن لظهور مر�ض الك�س ��اح‬ ‫وذلك لحدوث خلل في ت�شكل العظام خا�صة الأطراف ال�سفلية ب�سبب‬ ‫نق�ص �أمالح الكال�سيوم والفو�سفات في العظام‪ ،‬ومن عالمات مر�ض‬ ‫الك�ساح تقو�س الأرجل ‪.‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪3 2‬‬

‫‪2‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫فيتامين د (‪:)D‬‬ ‫‪H3C‬‬

‫‪2‬‬

‫‪H3C‬‬

‫‪CH2‬‬

‫‪OH‬‬

‫(لالطالع فقط)‬

‫فيتامين (‪:)E‬‬ ‫يعرف با�سم توكوفيرول ‪ Tocopherol‬وتعني‬ ‫الإنتاج الجن�س ��ي وتق�س ��م م�ش ��تقات فيتامي ��ن ‪� E‬إلى‬ ‫(�ألفا ‪ ،α‬بيتا ‪ ،β‬جاما ‪ - γ‬تكوفيرول)‬ ‫م�ص ��ادره‪ :‬الحبوب والتفاح واللحوم والحليب والزبد‬ ‫و�صفار البي�ض والزيوت النباتية والخ�ضار‪.‬‬

‫‪103‬‬

‫‪CH3‬‬ ‫‪H3C‬‬

‫‪O‬‬ ‫‪CH3‬‬

‫‪CH3 H‬‬

‫‪CH3 H‬‬ ‫‪OH‬‬

‫�ألفا ‪ -‬توكوفيرول‬

‫‪CH3‬‬

‫‪α-Tocopherol‬‬ ‫(لالطالع فقط)‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫وظائفه‪ :‬لم تعرف وظائفه ب�صورة تامة بعد حيث يعتقد �أنه يعمل كم�ضاد للأك�سدة‪.‬‬ ‫نق�صه‪ :‬ارتخاء في معظم �أجزاء الج�سم وال�ضعف الع�ضلي وكذلك �ضمور القنوات المنوية في الذكور‪.‬‬

‫فيتامين ك (‪:)K‬‬ ‫يوج ��د من ��ه ثالثة �أنواع ه ��ي ‪ K1 ، K2 ، K3‬والجزء المركزي منه حلقة نفثوكونيون مت�ص ��لة مع �سل�س ��لة من‬ ‫‪O‬‬ ‫الهيدروكربون مختلفة الطول‬ ‫‪CH‬‬ ‫م�صادره‪ :‬الأوراق الخ�ضراء ـ الكبد ‪.‬‬ ‫‪O‬‬ ‫وظائفه‪ :‬ي�شترك في تفاعالت الأك�سدة واالختزال‬ ‫المينا كينون ‪Menaquinone‬‬ ‫وفي عمليات تكوين العظام وكذلك ي�شترك فيتامين‬ ‫(لالطالع فقط)‬ ‫‪ K‬في تكوين العوامل البروتينية الالزمة لتخثر الدم ‪.‬‬ ‫نق�ص���ه‪ :‬م ��ن �أهم �أعرا�ض نق� ��ص هذا الفيتامين هي النزف الدموي تحت الجلد وداخل الع�ض�ل�ات وهبوط‬ ‫�سرعة تخثر الدم ‪.‬‬ ‫‪3‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫حاول تلخي�ص الفيتامينات الذائبة في الدهون في الجدول التالي‪:‬‬ ‫ا�سم الفيتامين‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫وظيفته‬

‫م�صدره‬

‫‪104‬‬

‫ما ينتج عن نق�صه‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫حام�ض الفوليك هو �أحد الأنواع الهامة لفيتامين (ب ) المركبة وي�سمى بالفوال �سين وهو هام لت�صنيع‬ ‫الأحما� ��ض النووي ��ة ‪ DNA- RNA‬الموج ��ودة ف ��ي الخاليا وهو مادة �أي�ض ��ا في تمثي ��ل الأحما�ض‬ ‫الأمينية‪ ،‬وي�ستخرج هذا الحم�ض من الكبد والخميرة ومن �أهم م�صادره الأوراق الخ�ضراء الطازجة‪،‬‬ ‫الكبد‪ ،‬الكليتين والع�ض�ل�ات والحيليب والبي�ض وفول ال�صويا والعد�س والفول ال�سوداني والذرة الحلوة‬ ‫والموز والحبوب وتقدر الحاجة اليومية منه من ا‪ 2 -‬ملغم‪ ،‬كما �أن نق�ص ��ه ي�ؤدي �إلى حدوث فقر دم‪،‬‬ ‫�أمرا�ض جلدية ي�ؤثر على نمو الجنين في رحم الأم لذلك فهو من العنا�صر الهامة للمر�أة الحامل ‪.‬‬

‫الأمالح المعدنية‪:‬‬ ‫مثلما يحتاج الج�س ��م �إلى المواد الغذائية الرئي�س ��ية كال�س ��كريات والدهون والبروتينات والم ��اء ف�إنه يحتاج �إلى‬ ‫المواد الغذائية الأخرى بكميات قليلة كالأمالح المعدنية التي تتكون من عنا�صر �أو مركبات غير ع�ضوية �أو قد تكون‬ ‫متحدة مع المركبات الع�ضوية كالف�سفور في الف�سفوبروتين وقد تكون �أي�ضا على �شكل �أيونات مرتبطة بالإنزيمات‪.‬‬ ‫الأمالح المعدنية ال تمد الج�سم بالطاقة فح�سب ولكنها تقوم بوظائف ف�سيولوجية و�أخرى بنائية ك�أهمية‬ ‫الكال�س ��يوم والف�س ��فور لال�سنان والعظام والع�ض�ل�ات‪ ،‬ومن �أ�شهر العنا�ص ��ر الموجودة في الأمالح المعدنية‬ ‫البوتا�سيوم وال�صوديوم والكال�سيوم والمغن�سيوم والكلوريد والكبريت والفو�سفات والبيكربونات وتوجد بع�ض‬ ‫العنا�صر بكميات قليلة جدا تق�سم �إلى ثالث مجاميع وهي‪:‬‬ ‫المجموعة الأولى‪ :‬وهي العنا�ص ��ر الأ�سا�س ��ية المهمة من الناحية الغذائية وت�شمل الحديد والنحا�س واليود‬ ‫والكوبالت والمنجنيز والزنك‪.‬‬ ‫المجموعة الثانية‪ :‬العنا�ص ��ر غير المهمة من الناحية الغذائية غير ال�س ��امة وت�ش ��مل البورون والألومينوم‬ ‫والنيكل والق�صدير والكروم‪.‬‬

‫‪105‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫بالرجوع �إلى م�صادر المعلومات لديك اكتب تقرير ًا عن الآثار الجانبية للفيتامينات‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫المجموعة الثالثة ‪ :‬العنا�ص ��ر ال�سامة وهي تمثل الزئبق والر�ص ��ا�ص والزرنيخ والكادميوم واالنتمون وفيما‬ ‫يلي م�صادر ووظائف بع�ض العنا�صر المعدنية‪:‬‬ ‫الت�أثيرات‬ ‫وظيفته‬ ‫نق�صه‬ ‫م�صادره‬ ‫العن�صر‬ ‫الجانبية‬

‫الف�صل الثالث‬

‫يوج ��د ف ��ي البي� ��ض والحلي ��ب‬ ‫ومنتجات ��ه مثل الأجب ��ان والألبان‬ ‫وف ��ي الخ�ض ��روات ذات الأوراق‬ ‫الكال�سيوم الخ�ضراء والجمبري والأ�سماك‪.‬‬

‫ي�س ��اعد عل ��ى تكوي ��ن العظام‬ ‫والأ�س ��نان وعلى �س ��رعة تخثر‬ ‫ال ��دم وي�س ��اعد عل ��ى تحري ��ك‬ ‫الأع�ص ��اب والع�ضالت و�سرعة‬ ‫التئام الجروح والعظام‪.‬‬

‫يوج ��د في المل ��ح المعال ��ج باليود‬ ‫وفي المنتج ��ات البحرية والأغذية‬ ‫التي تنمو على �شواطئ البحار ‪.‬‬

‫مقوي لهرمون الغ ��دة الدرقية‬ ‫التي تنظ ��م ا�س ��تعمال الطاقة‬ ‫واليود وتمنع الإ�ص ��ابة بمر�ض‬ ‫ت�ضخم الغدة الدرقية ‪.‬‬ ‫يدخ ��ل ف ��ي بن ��اء خالي ��ا الدم‬ ‫الحمراء وتركيب الهيموجلوبين‬ ‫– كم ��ا �أنه مه ��م للأنزيمات‬ ‫الت ��ي تعمل على تولي ��دا لطاقة‬ ‫والحرارة الالزمة للج�سم ولها‬ ‫دور هام في النمو ‪.‬‬

‫اليود‬

‫يوجد في الكبد والكالوي واللحوم‬ ‫الحم ��راء والدج ��اج الأ�س ��ماك‬ ‫�صفار البي�ض الخ�ضروات الورقية‬ ‫الحديد ‪ -‬الحب ��وب بق�ش ��وره ( القم ��ح‬ ‫وال�ش ��وفان وال ��ذرة والمك�س ��رات‬ ‫والبقوليات بع�ض الفواكه كالخوخ‬ ‫والم�شم�ش التين التمر ‪.‬‬ ‫يوجد في الخ�ضراوات ذات الأوراق من�ش ��ط للأنزيمات و�ض ��روري‬ ‫الخ�ضراء والحبوب بق�شورها وفي للنم ��و ومه ��م ل�ش ��فاء والتئ ��ام‬ ‫الكبد والكالوي واللحوم الحمراء الجروح ‪.‬‬ ‫الزنك‬ ‫والبي�ضاء‪.‬‬ ‫يوج ��د ف ��ي الحلي ��ب وم�ش ��تقاته ي�س ��اعد عل ��ى تكوي ��ن العظام‬ ‫كالأجب ��ان والزب ��ادي واللح ��وم والأ�س ��نان ومغ ��ذي للم ��خ‬ ‫الف�سفور والطي ��ور والأ�س ��ماك والحب ��وب وعن�صر هام في تركيب بالزم‬ ‫ال ��دم مق ��وي للذاكرة من�ش ��ط‬ ‫والمك�سرات والبقوليات ‪.‬‬ ‫للأع�صاب ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪106‬‬

‫في الأطفال ي�ؤدي �إلى نق�ص ال توج ��د ل ��ه‬ ‫النم ��و والإ�ص ��ابة بمر� ��ض ت�أثيرات جانبية‪.‬‬ ‫الك�س ��اح ( لي ��ن العظ ��ام )‬ ‫وكذل ��ك تلف العظ ��ام و�إلى‬ ‫�أ�ص ��ابتهم بنوبات الت�شنج ‪،‬‬ ‫�أما عند البالغين فنق�ص ��ه‬ ‫ي�ؤدي �إلى ه�شا�شة العظام ‪.‬‬ ‫ي� ��ؤدي نق�ص ��ه �إلى ت�ض ��خم تن ��اول كمي ��ات‬ ‫كبيره منه يخف�ض‬ ‫الغدة الدرقية ‪.‬‬ ‫م ��ن �أداء الغ ��دة‬ ‫الدرقية ‪.‬‬ ‫ي�ؤدي �إلى الإح�س ��ا�س بفقر الإكث ��ار في ��ه ق ��د‬ ‫ال ��دم والإح�س ��ا�س بالتع ��ب ي� ��ؤدي �إل ��ى تليف‬ ‫الكبد ‪.‬‬ ‫و�ضعف التركيز‪.‬‬

‫ي� ��ؤدي نق�ص ��ه �إل ��ى ت�أخ ��ر‬ ‫في النمو وت�أخ ��ر في البلوغ‬ ‫الجن�س ��ي و�إلى ت�أخر �شفاء‬ ‫الج ��روح وظه ��ور ح ��ب‬ ‫ال�شباب و�ضعف ال�شهية ‪.‬‬ ‫ي�ؤدي �إلى الإ�صابة بال�ضعف‬ ‫الع ��ام وفق ��دان الأم�ل�اح‬ ‫م ��ن العظ ��ام �أي فق ��دان‬ ‫الكال�سيوم من الج�سم‪.‬‬

‫الأكث ��ار فيه ي�ؤدي‬ ‫�إل ��ى الإ�ص ��ابة‬ ‫بارتفاع ��ل درجة‬ ‫الحرارة وال�شعور‬ ‫بالغثي ��ان والقيء‬ ‫والإ�سهال ‪.‬‬ ‫ال توج ��د ل ��ه‬ ‫ت�أثيرات جانبية‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫فوائد الأمالح المعدنية‪:‬‬ ‫للمعادن �ش�أن كبير في المحافظة على �صحة الإن�سان نظرا الن ج�سم الإن�سان يتركب من عنا�صر مختلفة من‬ ‫معادن و�أ�شباه المعادن‪ ،‬لذلك فهو بحاجة م�ستمرة لتلك العنا�صر التي ال يمكنه الح�صول عليها �إال من الهواء‬ ‫والماء والغذاء المتوازن ولهذه العنا�ص ��ر فوائد جمة ال يمكن ح�صرها‪ .‬فما هي �أهم فوائد �أمالح المعادن؟‬

‫الف�صل الثالث‬

‫يمكن تلخي�صها كما يلي‪:‬‬ ‫حفظ كثافة الدم والإفرازات وال�سوائل ‪.‬‬ ‫تنظم التفاعالت الكيميائية في الج�سم ‪.‬‬ ‫ت�ساعد الج�سم في بناء الأن�سجة من عظام و�أ�سنان وغ�ضاريف وع�ضالت ‪.‬‬ ‫ت�ساعد في تكوين خاليا الدم الحمراء ( الهيموجلوبين ) ‪.‬‬ ‫تحافظ على محتويات القناة اله�ضمية من التخمر والتعفن ‪.‬‬ ‫تك�سب الدم خا�صية التخثر ( والتجلط )‬ ‫تك�سب ال�سوائل خا�صية االنت�شار في الج�سم وتحافظ على �ضغطها ‪.‬‬ ‫ت�ضفي على الأن�سجة المرونة المنا�سبة ‪.‬‬ ‫(‪) 7- 3‬‬ ‫الإ�سالم دين الو�سط و االعتدال في كل �شيء‪ ،‬ونظرة الإ�سالم �إلى الطعام وال�شراب �أي‪ :‬الغذاء‬ ‫الذي هو ع�صب حياة الإن�سان هي كذلك الو�سطية واالعتدال‪ ،‬فال �إفراط وال تفريط‪ ...‬وال �إ�سراف‬ ‫وال تق�صير‪ ...‬وال علو وال تق�صير‪ ...‬وي�أمرنا اهلل �سبحانه وتعالى وير�شدنا �إلى ذلك في قوله تعالى‪:‬‬ ‫{ (الأعراف‪)31 :‬‬ ‫}‬ ‫باال�شتراك مع زمالئك في ال�صف مما �سبق �صمم غذاء متوازن يحقق المعاني ال�سابقة‪.‬‬

‫‪107‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الف�صل الثالث‬

‫معالجة الأغذية‬ ‫يتحللالطعامويتفككعندمايتعر�ضللبكتيرياوالدقائقالمجهريةالأخرى‬ ‫وهذا التلف الناتج قد يف�سد الطعام وي�سبب ت�سمم ًا غذائي ًا فهناك �أنواع من‬ ‫البكتيريا مثل البتيولية وال�سلمونيلة يمكن �أن ي�سبب �أمرا�ض ًا خطيرة‪ ،‬واحيان�أً‬ ‫الموت‪ ،‬ولهذا ابتكرت و�سائل متنوعة في حفظ الطعام ومنع البكتيريا من �إف�ساد‬ ‫الطعام‪ ،‬ومن هذه الطرق �إزالة الماء(التجفيف) حتى ال تنمو المخلوقات الحية‬ ‫وي�ضاف الملح لتعزيز المقاومة لنمو البكتيريا‪� .‬أو �إ�ضافة كيماويات تحد من‬ ‫نمو تلك الدقائق‪ .‬ومن طرق التجفيف لحفظ الأ�سماك تجفيف الأ�سماك فوق‬ ‫نار مدخنة فتعمل الكيماويات في الدخان على قتل البكتيريا ‪ .‬كذلك ا�ستخدم‬ ‫الماء�شديدالملوحةوال�سكروالخللحفظبع�ضالأطعمةلأنهات�سممالبكتيريا‪� .‬شكل (‪)11 -3‬‬ ‫وتحفظ بع�ض الأطعمة في �أكيا�س محكمة ال�سد لمنع الهواء من الدخول �أو �أطعمة محفوظة‬ ‫�أنها تحتوي على غاز النتروجين �أو ثاني �أك�سيد الكربون لأن بع�ض المخلوقات التي ت�سبب تلف الطعام‬ ‫تحتاج �إلى الهواء للنمو ‪ .‬كذلك من طرق حفظ الأطعمة التبريد ف�ستخدم الجليد عند درجة حرارة‬ ‫�صفر مئوي �أو مزيج من الجليد والملح عند درجة حرارة (‪20-‬م) ‪ .‬وتجمد بع�ض الأطعمة بالنيتروجين‬ ‫ال�سائل �أو بالهواء في مجمدات على درجة حرارة )‪18-‬م) �أو �أقل ‪� .‬أي�ضا من طرق حفظ الأطعمة‬ ‫التعليب في علب من الألمونيوم �أو الفوالذ المطلي بالق�صدير فيغلى الطعام في العلب لتوليد بخار‬ ‫يطرد الهواء من الفجوة بين الطعام والغطاء قبل قفله ‪ .‬ثم يحكم �سد الغطاء على العلبة ثم تحمى‬ ‫العلبة في درجة حرارة ‪˚120‬م لقتل �أي مخلوقات مجهرية �أخرى وتحفظ الأ�شربة في قوارير بعد تعقيم‬ ‫ال�شراب بطريقة الب�سترة عند درجة حرارة بين ‪˚70-55‬م ثم تعب�أ في قوارير معقمة محكمة ال�سد ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪108‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫رحلة معرفية‪:‬‬ ‫�أو�ضحت نتائج الدرا�سات والبحوث التي قام بها المخت�صون‬ ‫عالقة الم�شروبات الغازية بكثير من الأمرا�ض وخا�صة ال�سمنة‬ ‫الت���ي ارتف���ع مع���دل الإ�ص���ابة به���ا بين الأطف���ال‪� .‬أكت���ب تقريراً‬ ‫ع���ن �أ�ض���رار الم�ش���روبات الغازي���ة بجميع �أنواعها على ال�ص���حة‬ ‫م���ع اقت���راح حلول لظاهرة انت�ش���ار الم�ش���روبات الغير �ص���حية‪.‬‬

‫تع ��رف الم�ض ��افات الغذائي ��ة تقني ًا بكونه ��ا مجموعة من الم ��واد �أو المركب ��ات الكيميائي ��ة الطبيعية �أو‬ ‫ال�ص ��ناعية الم�ص ��در التي يتم ا�س ��تخدامها بالعديد من المنتجات الغذائية وذلك بهدف تح�س ��ين خوا�صها‬ ‫الح�س ��ية والت�ص ��نيعية لأغرا�ض �ص ��حية واقت�ص ��ادية هامه ‪ ،‬ومما يميز هذه المواد عن المكونات الأ�سا�سية‬ ‫للمنتج �أنها ت�ض ��اف بكميات قليلة ن�س ��بي ًا بالإ�ضافة �إلى اعتبارها مواد ثانوية يمكن اال�ستغناء عنها في بع�ض‬ ‫الأحي ��ان دون ح ��دوث ت�أثير جوهري على المنت ��ج‪ .‬انطالقا من ذلك ف�إن الهدف من درا�س ��تنا لي�س التذكير‬ ‫ب�أهمية المواد الم�ضافة لل�صناعات الغذائية و�سرد ميزاتها العديدة �إال �أن الأهم من ذلك هو محاولة تو�ضيح‬ ‫بع�ض الحقائق فيما يتعلق بمفهوم الم�ضافات الغذائية‪.‬‬

‫تعريف المواد الم�ضافة‪:‬‬ ‫لقد �ص ��در التعري ��ف الدولي والذي يعرف المواد الم�ض ��افة على �أنه ��ا �أي مادة ال‬ ‫ت�س ��تهلك بذاتها كغذاء و ال ت�س ��تعمل عادة كمكون غذائي �س ��واء كان لها قيمة غذائية �أم ال‬ ‫وت�ض ��اف هذه المواد لتحقيق �أغرا�ض تكنولوجية �س ��واء �أثناء الت�ص ��نيع �أو التح�ض ��ير‬ ‫ً‬ ‫�أو التعبئ ��ة �أو التغلي ��ف �أو النقل ويتوقع �أن ت�ص ��بح هذه المواد ج ��زءا من الغذاء وت�ؤثر �شكل ( ‪)12-3‬‬ ‫على خوا�ص ��ه ‪.‬و ال يت�ض ��من ه ��ذا التعريف بقاي ��ا المبيدات �أو الم�ض ��ادات الحيوية �أو الم�ضافات الغذائية‬ ‫الهرمونات وال�سموم التي تفرزها البكتيريا الممر�ضة �أو الفطريات‪.‬‬

‫‪109‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫الم�ضافات الغذائية‪:‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫وكذلك الكيماويات التي تت�س ��رب �إلى الغذاء عن طريق مواد التعبئة وقد ت�س ��مى بالملوثات ‪ ،‬وعموم ًا ال‬ ‫ي�شمل هذا التعريف �أي�ض ًا المواد التي ت�ضاف لرفع القيمة الغذائية كالفيتامينات والمعادن‬

‫�أق�سام الم�ضافات الغذائية‪:‬‬ ‫وتق�سم الم�ضافات الغذائية �إلى عدة �أق�سام منها‪:‬‬

‫‪ - 1‬المواد الحافظة(المقاومة للتلف)‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫تعم ��ل ه ��ذه الم ��واد عل ��ى حف ��ظ الطع ��ام لفت ��رات‬ ‫�أط ��ول دون تل ��ف وم ��ن الأمثل ��ة التقليدي ��ة له ��ذه الم ��واد‪:‬‬ ‫ال�س ��كر والمل ��ح (مل ��ح الطع ��ام) والخ ��ل كم ��ا �أن لبع�ض‬ ‫الم ��واد القدرة على منع �أو تثبيط ن�ش ��اط ونم ��و البكتيريا‬ ‫وت�ض ��اف ه ��ذه المواد بكمي ��ات قليل ��ة للغ ��ذاء وتعتمد في‬ ‫�إ�ض ��افتها �إل ��ى نوعي ��ة الطع ��ام وطريق ��ة �ص ��نعه كذل ��ك‬ ‫عل ��ى الميك ��روب ال ��ذي يح ��دث التلف‪.‬ومن ه ��ذه المواد‬ ‫بع�ض المواد الحافظة (لالطالع فقط)‬ ‫حم� ��ض بروبيوني ��ك وبروبيون ��ات ال�ص ��وديوم �أو الكال�س ��يوم الت ��ي ت�ض ��اف للخب ��ز والجب ��ن ‪.‬‬ ‫ونيتري ��ت ال�ص ��وديوم( ‪ )NaNO2‬ال ��ذي ي�ض ��اف للح ��وم للمحافظ ��ة عل ��ى لونه ��ا الطبيع ��ي ‪.‬‬

‫‪ - 2‬المواد المقاومة للأك�سدة‪:‬‬

‫ت�ض ��اف هذه المواد لبع�ض الأطعمة لمنع �أو ت�أخير فترة التغيرات الكيميائية نتيجة لت�أك�س ��د المواد‬ ‫الدهنية والزيوت و الفيتامينات الذائبة في الدهون والتي ت�ؤدي �إلى التزنخ والتعفن الذي يف�س ��د الغذاء‬ ‫ويجعله م�ضرا ب�صحة الإن�سان‪ ،‬كما �أن م�ضادات الأك�سدة تمنع �أك�سدة الفاكهة المجمدة‪.‬‬

‫‪ - 3‬المواد المبي�ضة والم�ساعدة على الن�ضج‪:‬‬

‫يميل لون الدقيق (الطحين) حديث الطحن �إلى ال�ص ��فرة ‪ ,‬ومع طول مدة التخزين ين�ضج الطحين‬ ‫ويتحول ببطء �إلى اللون الأبي�ض‪ .‬ولبع�ض المواد الكيميائية خا�صية زيادة �سرعة التبيي�ض والم�ساعدة على‬ ‫الن�ض ��ج في وقت اقل مما يوفر نفقات التخزين ويجنب كذلك المخزون من خطورة الإ�صابة بالح�شرات‬ ‫ال�ضارة والقوار�ض كما ت�ضاف هذه المواد �إلى العجائن للغر�ض نف�سه‪.‬‬

‫‪ - 4‬المواد الحم�ضية والقلويات والمحاليل المنظمة‪:‬‬

‫تعتب ��ر درج ��ة الحمو�ض ��ة على قدر م ��ن الأهمية في �ص ��ناعة و�إع ��داد الكثي ��ر م ��ن الأطعمة‪،‬فالأ�س‬ ‫الهيدروجين ��ي(‪ )PH‬ق ��د ي�ؤثر على لون الغ ��ذاء �أو قوامه �أو رائحته؛ ولذلك ف ��ان المحافظة على درجة‬ ‫الحمو�ضة �ضرورية في �إنتاج بع�ض هذه الأغذية‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪110‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫‪ - 5‬عوامل اال�ستحالب والرغوة والمواد المثبتة والمغلطة للقوام‪:‬‬ ‫تعمل مواد اال�ستحالب على مزج مواد ال يمكن مزجها معا مثل الزيت والماء وتمنع المواد المثبتة‬ ‫ف�صل احدهما عن الأخرى مرة �أخرى �أما المواد التي ت�ساعد على الرغوة فتعمل على مزج الغازات‬ ‫مع ال�سوائل كما في الم�شروبات الغازية كذلك فان المواد المغلظة للقوام التي ت�ستعمل في �صنع الكيك‬ ‫والحلويات والأي�س كريم تزيد من الحجم وتح�سن القوام والمظهر‪،‬‬

‫‪ - 6‬مواد النكهة والرائحة �أو المعطرة‪:‬‬

‫‪ - 7‬المواد ال ُمل ِّونة‪:‬‬

‫ت�ستعمل هذه المواد الملونة الطبيعية منها‬ ‫�أو الم�ص ��نعة بكثرة في �صناعة الغذاء فعندما‬ ‫يختف ��ي الل ��ون الطبيعي للمنت ��ج الغذائي �أثناء‬ ‫التح�ض ��ير ف�إن م�ص ��انع الأغذية ت�ضيف مادة‬ ‫ملون ��ة وغالب ��ا م ��ا تكون ه ��ذه الم ��ادة طبيعية‬ ‫والم ��واد الملونة تجع ��ل الطعام �أكث ��ر جاذبية‬ ‫بع�ض المواد الملون (لالطالع فقط)‬ ‫وتزي ��د من �إقب ��ال الم�س ��تهلك علي ��ه فالجزر‬ ‫يحتوي على ‪ – β‬كاروتين الذي ي�س ��تخدم لتلوين �أطعمة �أخرى ‪ .‬كذلك ا�س ��تخدمت ع�ص ��ارة ال�ش ��مندر‬ ‫الأحمر والزعفران وغيرها ‪ .‬وقد ا�ستخدمت �أ�صبغ �صناعية لإ�ضفاء �ألوان على الأطعمة‪ ،‬وجميعها �أ�صباغ‬ ‫�أزو‪� ،‬أما بالن�س ��بة لأغذية الأطفال‪ ،‬فالمجاز ا�س ��تخدامه من هذه المواد الملونة ثالثة �أنواع م�ص ��ادرها‬ ‫جميعا من الفيتامينات‪.‬‬

‫‪111‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫هناك الكثير من المنتجات الطبيعية ذات النكهة اعتاد النا�س على ا�س ��تخدامها و�إ�ض ��افتها للطعام‬ ‫ومن ذلك الزنجبيل والقرفة والفانيليا‪ ،‬وهذه مواد غير �ض ��ارة وقد تمكن العلماء في الآونة الأخيرة من‬ ‫�ص ��ناعة المواد الرئي�س ��ية الم�سببة لتلك النكهة بطرق كيميائية و�أ�ص ��بحت ت�ضاف �إلى الطعام وهذه لها‬ ‫�أ�ضرار بدون �شك‪ ،‬كما �أن هناك مواد كيميائية لي�ست م�صدر ًا للنكهة �أو الطعم في حد ذاتها‪ ،‬لكنها ت�ساعد‬ ‫على �إبراز النكهة‪ .‬ومن تلك المواد التي ي�سهل �صناعتها كيميائيا نكهة البرتقال‪ ،‬زيت الموز‪ ،‬زيت الثوم‪،‬‬ ‫زيت القرفة‪ ،‬ومن المواد المنت�ش ��رة في هذا المجال ملح ال�صوديوم الأحادي لحام�ض جلوتاميك‪ ،‬وهذا‬ ‫ي�ستخدم بكثرة في الأغذية المعلبة و�شبه المعلبة مثل مرقة الدجاج الم�سماة بالماجي كذلك المايونيز‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫‪ - 8‬المواد المحلية‪:‬‬

‫ت�ضاف المواد المحلية اال�صطناعية كال�سكارين واال�سبرتيم بكثرة كبدائل لل�سكر العادي‬ ‫المتيازها بانخفا�ض ال�سعرات الحرارية وعدم ت�أثيرها على ت�سو�س اال�سنان‪.‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫ا�ستعماالت م�ضافات الأغذية‪:‬‬ ‫قد ت�س ��تعمل م�ض ��افات الأغذية في �إح ��دى مراحل نمو النب ��ات بحيث يتم امت�صا�ص ��ها عن طريق‬ ‫الجذور‪� ،‬أو قد ت�ضاف �أثناء الح�صاد �أو التعليب �أو الت�صنيع �أو التخزين �أو �أثناء الت�سويق لغر�ض تح�سين‬ ‫نوعية الغذاء �أو زيادة قبول ا�ستهالكه وي�شمل الغر�ض من �إ�ضافة المواد الم�ضافة للأغذية الآتي‪:‬‬ ‫‪ - 1‬التح�س ��ين �أو المحافظ ��ة عل ��ى القيمة الغذائية‪ :‬ت�ض ��اف بع�ض الفيتامين ��ات �أو الأمالح المعدنية‬ ‫وذلك لزيادة القيمة الغذائية ك�إ�ض ��افة بع�ض مركبات فيتامين (ب) المركب �إلى الخبز والدقيق‬ ‫(الطحين)‪ ،‬وفيتامين (د) �إلى الحليب‪ ،‬وفيتامين (�أ) �إلى بع�ض �أنواع الزبد واليود �إلى ملح الطعام‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تح�س ��ين النوعية وزيادة �إقبال الم�س ��تهلك عليه ��ا ‪ :‬المواد الملونة والمثبتة وعوامل اال�س ��تحالب‬ ‫وقواما منا�س ًبا ورائحة مقبولة وكل هذا‬ ‫والمواد المبي�ض ��ة والمعطرة تمنح العظام مظهرا جذابا ً‬ ‫ي�ساعد على زيادة الإقبال على الأطعمة‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تقليل التلف وتح�سين نوعية الحفظ‪ :‬قد ينتج التلف من تلوث ميكروبي �أو تفاعل كيميائي‪ ،‬لذا ف�إن‬ ‫�إ�ض ��افة مواد م�ضادة للتعفن بيكربونات ال�ص ��وديوم للخبز و �إ�ضافة حم�ض ال�سوربيك �إلى الجبن‬ ‫يمنع نمو الفطريات عليها وكذلك الحال بالن�سبة لإ�ضافة المواد الم�ضادة للت�أك�سد �إذ تمنع ت�أك�سد‬ ‫وتزنخ الزيوت والدهون كما تمنع ت�أك�سد بع�ض الفيتامينات الذائبة في الدهون وكذلك الأحما�ض‬ ‫الدهنية الأ�سا�سية‪.‬‬ ‫‪ - 4‬ت�سهيل تح�ضير الغذاء‪ :‬قد ت�ضاف مواد مثل بع�ض الأحما�ض �أو القلويات �أو المحاليل المنظمة بهدف‬ ‫المحافظة على و�سط حم�ضي �أو قلوي منا�سب وكذلك عوامل اال�ستحالب التي تعمل على مزج الدهون‬ ‫مع الماء كما في الم�ستحلبات مثل المايونيز والمواد التي ت�ساعد على تكوين الرغوة مثل الكريمات‬ ‫التي تو�ض ��ع على الكيك والمواد المثبتة والمغلطة للقوام التي ت�س ��اعد في �ص ��ناعة االي�س كريم‪.‬‬ ‫‪ - 5‬خف�ض �س ��عر الأطعمة‪ :‬حيث �أن حفظ المواد الغذائية بكميات كبيرة لفترة طويلة دون تلف ي�ؤدي‬ ‫�إلى انخفا�ض �سعرها‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪112‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫‪ - 1‬المواد الملونة‪ :‬وقد رمز لها بالرمز (‪ )E‬تتبعه االرقام من ‪ 100‬الى ‪.199‬‬ ‫‪ - 2‬المواد الحافظة‪ :‬وقد رمز لها بالرمز (‪ )E‬تتبعه االرقام من ‪ 200‬الى ‪.299‬‬ ‫‪ - 3‬م�ضادات االك�سدة‪ :‬وقد رمز لها بالرمز (‪ )E‬تتبعه االرقام من ‪ 300‬الى ‪.399‬‬ ‫‪ - 4‬المواد الم�ستحلبة والمثبتة‪ :‬وقد رمز لها بالرمز (‪ )E‬تتبعه االرقام من ‪ 400‬الى ‪.499‬‬ ‫�أما باقي المواد الم�ض ��افة مثل المواد المحلية والمواد المعطرة والمواد المحدثة للرغوة وغيرها‬ ‫فيعمل المجتمع العلمي في دول االتحاد الأوروبي في الإعداد لتوحيدها‪.‬‬

‫بالرغ ��م م ��ن الإيجابي ��ات للم�ض ��افات الغذائي ��ة �إال �أنه ظهر ف ��ي الآونة الأخيرة �أ�ص ��وات تن ��ادي بعدم‬ ‫ا�ستخدامها ب�سبب ارتباطها المبا�شر ببع�ض الأمرا�ض ‪ .‬اكتب تقرير ًا عن النواحي ال�سلبية لهذه الم�ضافات‬ ‫و�ضع ت�صور ًا للتقليل من هذه ال�سلبيات ‪.‬‬

‫‪113‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫‪ - 6‬تن ��وع الأطعم ��ة‪ :‬حي ��ث �أن حف ��ظ الأغذية م ��دة �أطول ي�ؤدي �إل ��ى ظهورها حتى في غير مو�س ��مها‬ ‫كالخ�ضراوات والفواكه‪.‬‬ ‫الم�ستوى �أو التركيز المنخف�ض يطلق عليه ا�سم المتناول اليومي المقبول وهو يمثل التركيز الذي‬ ‫يتناوله الفرد يوميا طول حياته دون �أ�ضرار ب�صحته‪.‬‬ ‫ت�سمية الم�ضافات الغذائية‪:‬‬ ‫نظ ��را لك ��ون بع�ض المواد التي ت�ض ��اف �إل ��ى المنتجات الغذائية ق ��د تحمل �أ�س ��ماء علمية طويلة‬ ‫ومعق ��دة �أو قد تختلف م�س ��مياتها من بلد �إلى �آخر وبالتالي ي�ص ��عب التعرف عليها‪� ،‬أ�ص ��بح بالإمكان‬ ‫ا�س ��تخدام رموز معينة للداللة على هذه المواد‪ .‬فقد اتفق المخت�ص ��ون في دول االتحاد الأوروبي على‬ ‫توحيد �أ�سماء هذه المواد الم�سموح ب�إ�ضافتها �سواء كانت مواد طبيعية (من حيوان �أو نبات) �أو مواد‬ ‫�ص ��ناعية وذلك بو�ض ��ع حرف (‪ )E‬تتبعه �أرقام معينة تدل على تلك المواد‪.‬ولقد تم تق�سيم م�ضافات‬ ‫االغذية ـ حتى االن ـ الى اربعة اق�سام رئي�سية هي‪:‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫الف�صل الثالث‬

‫العوامل الواجب اتخاذها عند اتخاذ قرار المنع �أو ال�سماح با�ستخدام مادة م�ضافة‪:‬‬ ‫‪ - 1‬مقدار ال�ضرر المحتمل للم�ستهلك‪.‬‬ ‫‪ - 2‬حاجة ورغبات الم�ستهلك ‪ ،‬ففي حالة الأطفال على �سبيل المثال نجد �أنهم يقبلون برغبة كبيرة‬ ‫على تناول المثلجات (الآي�سكريم) الملونة‪.‬‬ ‫‪ - 3‬متطلب ��ات توف ��ر الغذاء ( الأمن الغذائي ) و�ص ��حة المواطن‪ ،‬قد ي�س ��مح مث ًال با�س ��تخدام مبيد‬ ‫ح�ش ��ري غير م�صرح با�س ��تخدامه للق�ضاء على ح�شرات تهدد مح�ص ��ول غذائي في بلد يتعر�ض‬ ‫للمجاعة ‪ ،‬وهذا ما يق�صد بتطبيق معادلة ال�ضرر والمنفعة ال�سابق ذكرها‪.‬‬ ‫‪ - 4‬متطلبات منتجي وم�صنعي الأغذية‪.‬‬ ‫‪ - 5‬العوامل االقت�صادية‪.‬‬ ‫‪ - 6‬مدى توفر الطرق التحليلية لتنظيم عمليات ال�سيطرة‪.‬‬ ‫الحاالت التي يمنع فيها ا�ستخدام المواد الم�ضافة‪:‬‬ ‫‪� - 1‬إذا كان الهدف من ا�ستعمال المادة الم�ضافة هو تغطية �أخطاء �أو عيوب في العملية الت�صنيعية‪.‬‬ ‫‪� - 2‬إذا كان الهدف من ا�ستعمال المادة الم�ضافة هو �إخفاء تلف �أو ف�ساد المادة الغذائية‪.‬‬ ‫‪� - 3‬إذا كان ا�ستعمال المادة الم�ضافة يهدف �إلى خداع الم�ستهلك‪.‬‬ ‫‪� - 4‬إذا كان ا�ستعمال المادة الم�ضافة ي�ؤدي لفقد كبير لواحد �أو �أكثر من مكونات المادة الغذائية‪.‬‬ ‫‪� - 5‬إذا كان بالإمكان الح�ص ��ول على المادة الغذائية بدرجة عالية من الجودة با�س ��تعمال �أ�س ��اليب‬ ‫الت�صنيع الجيد‪.‬‬ ‫‪� - 6‬إذا كان ال بد من ا�س ��تعمال ن�س ��ب مرتفعة من المادة الم�ض ��افة للح�صول على الت�أثير المطلوب‪.‬‬ ‫وفي بع�ض الحاالت نجد �أن ا�س ��تعمال المادة الم�ض ��افة قد ي�ش ��كل القليل من ال�ضرر �أو الخطورة‬ ‫ولكن ي�سمح ب�إ�ضافة هذه المادة حتى �إيجاد بديل �أكثر �أمانا وفعالية‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪114‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫المحليات ال�صناعية ( بدائل ال�سكر)‪:‬‬ ‫يتناول معظم النا�س في وقتنا الحا�ض ��ر مواد غذائية محلية ب�ش ��كل ملفت‬ ‫للنظر وقد تكون هذه المحليات طبيعة �أو �صناعية كما �سنرى في درا�ستنا هذه‪.‬‬

‫�أنواع المحليات‪:‬‬

‫�شكل (‪� ) 13‬سكر �صناعي‬

‫الف�صل الثالث‬

‫‪ - 1‬المحليات الطبيعية‪:‬‬ ‫وهي المحليات التي تعطي طاقة مثل ال�سكروز والع�سل والفركتوز والالكتوز ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬المحليات ال�صناعية‪:‬‬ ‫وهي مجموعة من المواد الكيميائية ال�ص ��ناعية تعتبر من الإ�ض ��افات‬ ‫الغذائية لها ت�أثير م�ش ��ابه لطعم ال�س ��كر الطبيعي ولكنها �أقل من ال�س ��كر‬ ‫الطبيعي من حيث محتواها الحراري‪.‬‬ ‫وال�سبب في ظهور هذه المحليات �أمران هما مر�ض ال�سكري وال�سمنة‪.‬‬ ‫ثم ظهرت �أ�سباب �أخرى منها المو�ضة ونمط الحياة ال�صحي مما �أدى �إلى‬ ‫تعدد �أنواعها وقيمتها الغذائية‪.‬‬

‫ (‪ ) 13‬‬

‫�شكل (‪)14-3‬‬ ‫ع�سل محليات طبيعية‬

‫�أنواع المحليات ال�صناعية‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬محليات مكثفة غير مغذية ‪:‬‬ ‫مثل ال�سكارين‪ ,‬الأ�سبارتام ( كاندريل )‪ ,‬الثيوماتي‬ ‫ال�س ��لفام بوتا�س ��يوم‪� ,‬س ��ايكالمات‪ ,‬وتتمي ��ز ه ��ذه‬ ‫المجموع ��ة م ��ن المحلي ��ات �أنها ت�س ��تخدم بكميات‬ ‫قليلة ومنخف�ض ��ة في ال�س ��عرات الحراري ��ة وبالتالي‬ ‫ال ت�ؤث ��ر عل ��ى الفرد من حي ��ث الطاق ��ة‪ ,‬كذلك من‬ ‫مميزاتها �أنها تذوب كلي ًا ورخي�ص ��ة الثمن والت�سبب‬ ‫ت�سو�س الأ�سنان‪.‬‬

‫‪115‬‬

‫المقدار المقبول تناوله‬ ‫�أنواع المحليات‬ ‫يومياً مجم ‪ /‬كجم‬ ‫ال�سكارين و�أمالحه‬

‫‪2.5‬‬

‫الأ�سبارتم‬

‫‪40‬‬

‫ال�سلفام بوتا�سيوم‬

‫‪15‬‬

‫ال�سوربيتول‬

‫‪40‬‬

‫الزيلتون‬

‫‪40‬‬ ‫الجدول للإطالع فقط‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫ب‪ -‬محليات مغذية ( ال�سكريات الكحولية )‪:‬‬ ‫مثل الزيلتون‪ ,‬ال�سربيتول‪ ,‬المانيتول‪� ,‬أيزو مانيتول الكتيتول‪ .‬وهي بدائل لل�سكر وتتميز ب�أنهاحالوتها‬ ‫تفوق حالوة ال�سكر وتزود الفرد بقدر من الطاقة والكربوهيدرات والبروتين ‪.‬‬ ‫‪CH2OH‬‬

‫‪CH2OH‬‬

‫‪CH2OH‬‬

‫‪CH2OH‬‬

‫‪(CHOH)4‬‬

‫‪(CHOH)3‬‬

‫‪CHOH‬‬

‫‪CH2OH‬‬

‫‪CH2OH‬‬

‫‪CH2OH‬‬

‫‪CH2OH‬‬

‫�سوربيتول‬

‫زايليتول‬

‫جلي�سرول‬

‫جاليكول ايثيلين‬

‫الف�صل الثالث‬

‫الآثار الجانبية للإفراط في ا�ستعمال المحليات‪:‬‬ ‫�إن الإفراط في ا�ستعمال المحليات ال�صناعية وال�سكريات الكحولية قد يكون له �آثار جانبية‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الإ�سهال‬ ‫‪ - 2‬انتفاخ البطن وذلك للخا�صية الأ�سموزية ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬ت�ش ��ير بع�ض الأبحاث �إلى عالقة المحليات ال�ص ��ناعية بم�شاكل ن�ش�ؤ ال�س ��رطان والتي لم يتم ت�أكيدها �أو‬ ‫نفيها �إلى الوقت الحا�ضر‪.‬‬

‫تتوفر المحليات ال�صناعية في عبوات ورقية في المطاعم والمحالت التجارية ب�ألوان مختلفة زرقاء ‪,‬‬ ‫�صفراء ‪ ,‬وردية وغيرها قم بزيارة لأحد هذه الأماكن وحدد نوع ال�سكر الموجود بها ثم �أكتب تقرير ًا عن‬ ‫مخاطر المحليات ال�صناعية منخف�ضة ال�سعرات الحرارية‪.‬‬

‫ال�سموم من حولنا ‪ :‬الوجبات ال�سريعة ‪( Fast food‬مو�ضة الع�صر)‪:‬‬ ‫يحتاج الإن�سان �إلى الغذاء لثالثة �أ�سباب رئي�سية تتمثل‪ :‬في �إنتاج الطاقة‪ ،‬والبناء و التجديد‪،‬‬ ‫والوقاية والتنظيم‪ ،‬لذلك ف�إن االهتمام ب�سالمة و�صحة الغذاء يعتبر مهما جد ًا ‪. .‬ولقد طر�أت في الآونة‬ ‫الأخيرة تغييرات كبيرة على �أنماط وعادات الغذاء في مجتمعنا حيث زادت ن�سبة االعتماد على الأغذية‬ ‫المعلبة وانت�شرت مطاعم الوجبات ال�سريعة‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪116‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬

‫فما المق�صود بالوجبات ال�سريعة ؟‬ ‫تعرف الوجبة ال�سريعة ب�أنها الوجبة التي تحتوي على �أطعمة �سريعة التح�ضير مثل‪� :‬شطائر‬ ‫ال�شاورما والبرجر والفالفل والفطائر والبيتزا وقطع الدجاج المقلية‪ ،‬مع م�شروب غازي �أو ك�أ�س‬ ‫من الع�صير و�شرائح البطاط�س المقلية‪ .‬والمالحظ �أن �أكثر النا�س �إقباال على الوجبات ال�سريعة هم‬ ‫الأطفال والمراهقون‪ ،‬الذين �صارت الوجبات ال�سريعة جزءا من روتينهم اليومي ‪.‬‬

‫�آثارها ال�سلبية‪�:‬أ�سري ًا ‪� :‬ساهمت في تفكيك الأ�سرة؛ �أدخلت �أعباء �إ�ضافية على ميزانية الأ�سرة ‪.‬‬ ‫ارتفاعا ب�شحوم الدم‪،‬‬ ‫�صحي ًا‪ :‬الوجبات ال�سريعة غنية بالدهون غير الم�شبعة؛ وبالتالي فهي ت�سبب‬ ‫ً‬ ‫أي�ضا ذات �سعرات حرارية عالية لذا فهي ت�سبب ال�سمنة ‪.‬وي�سبب‬ ‫والكولي�سترول ‪.‬والوجبات ال�سريعة � ً‬ ‫ا�ستعمالها للمدى الطويل‪ ،‬ارتفاع �ضغط الدم‪ ،‬والتهاب مفا�صل تن ّك�سي بالركبتين‪ ،‬والعمود القطني‪،‬‬ ‫�إ�ضافة للعبء الكبير الذي ت�سببه على القلب والرئتين ‪ ،‬بل هذه الأطعمة قوامها جاف وقليلة الخ�ضار‬ ‫والألياف فت�سبب �إم�سا ًكا و�إرباكات بالجهاز اله�ضمي‪� ،‬إ�ضافة �إلى �أنه في معظم الأحيان ي�ضاف �إليها‬ ‫ارتفاعا في �ضغط الدم‪.‬‬ ‫كثير من الملح والمخلالت‪ ،‬وهذه ت�سبب‬ ‫ً‬

‫�صودا الخبز‪:‬‬ ‫اال�سم ال�شائع لبيكربونات ال�صوديوم (كربونات ال�صوديوم الهيدروجينية) �صيغتها الجزيئية (‪)NaHCO3‬‬

‫‪117‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫�صفاتها‪ :‬ال تحتوي على الفاكهة وال�سلطات ‪� ,‬أنها ت�ؤكل على عجل‪� ,‬سريعة التح�ضير‪ ،‬فال يحتاج‬ ‫الم�ستهلك االنتظار كثيرا تحتوي على كميات كبيرة من الدهون‪ ،‬وبالتالي �سعرات حرارية عالية ‪ ,‬غنية‬ ‫بال�صوديوم الموجود في ملح الطعام فقيرة في العنا�صر الغذائية المفيدة‪ ،‬مثل الفيتامينات والأمالح‬ ‫والمعادن ال�ضرورية كالكال�سيوم والحديدذات مذاق مميز يجذب �صغار ال�سن والمراهقين بالإ�ضافة‬ ‫للإعالنات والهدايا التي ترفق معها في كثير من الأحيان‪ .‬غنية بالن�شويات ب�سبب ا�ستعمال الخبز‬ ‫الأبي�ض و المعجنات‪.‬‬

‫الكيمياء الغذائية‬ ‫خوا�صها‪:‬‬ ‫‪ - 1‬من القواعد ال�ضعيفة ‪.‬‬

‫‪ - 2‬بلورات �صغيرة بي�ضاء اللون ‪.‬‬

‫‪ - 3‬قليلة الذوبان في الماء ‪.‬‬

‫تح�ضيرها في ال�صناعة‪:‬‬ ‫تتم بطريقة �سولفاي حيث يتم �إمرار غاز الن�شادر (‪ )NH3‬وغاز ثاني �أك�سيد الكربون‬ ‫(‪ )CO2‬في محلول مركز لكلوريد ال�صوديوم فتتكون بيكربونات ال�صوديوم ‪.‬‬

‫ا�ستخداماتها‪:‬‬

‫الف�صل الثالث‬

‫‪ -1‬ت�س ��تخدم �ص ��ودا الخبيز في �ص ��ناعة العجي ��ن ‪ ،‬فعند تحللها بالح ��رارة تعطي غاز‬ ‫ثاني �أك�س ��يد الكربون (‪ )CO2‬الذي يعمل على نفخ العجين مكون ًا فقاعات تتخلل‬ ‫العجين‪.‬‬ ‫�شكل (‪� )16-3‬صودا الخبز‬ ‫‪ - 2‬كما وت�ض ��اف �إلى برك ال�س ��باحة لمعادلة قيمة الرقم الهيدروجيني ‪ pH‬والتي‬ ‫تتغير بفعل �إ�ضافة مواد قتل البكتيريا‪.‬‬ ‫‪ - 3‬ت�س ��تخدم ف ��ي الطب لتح�ض ��ير بع�ض الأدوية الم�س ��تخدمة في عالج حمو�ض ��ة‬ ‫المعدة‪.‬‬ ‫‪ - 4‬لحرائق ال�س ��يارات‪� :‬ص ��ودا الخبز من مكونات طفايات الحرائق لذلك يو�ص ��ى‬ ‫باالحتفاظ بها في �سيارتك لإخماد �أية حرائق قد تتعر�ض لها ومن مميزاتها �أنها‬ ‫ال تتلف �أي �شيء تو�ضع عليه‪.‬‬ ‫‪ - 5‬للمعان الكروم والأ�س ��تنل�س �س ��تيل والف�ضة‪ :‬تم�س ��ح بقطعة �أ�سفنجية مبللة وبها‬ ‫�شكل (‪) 17-3‬‬ ‫بيكربونات ال�صودا‪.‬‬ ‫ا�ستخدامات �صودا الخبز‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪118‬‬

‫�أ�سئلة الف�صل‬ ‫الثالث‬

‫�س‪:1‬اختار الإجابة ال�صحيحة‪:‬‬

‫‪ - 1‬ينتج عن التحلل المائي لل�سكروز‪:‬‬ ‫ب‪ -‬فركتوز وجلوكوز‬

‫�أ‪ -‬جالكتوز وجلوكوز‬

‫د‪ -‬فركتوز‬

‫جـ ‪ -‬جلوكوز‬

‫‪ - 2‬اك�سدة الجلوكوز بم�ؤك�سد متو�سط يعطي‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬حم�ض الجلوكاريك ب‪ -‬حم�ض الجلوكونيك جـ ‪-‬حم�ض الجلوكورنيك د‪� -‬أ‪+‬ب‬

‫‪ - 3‬جميع ال�سكريات متعددة ومتجان�سة ما عدا‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬الن�شا‬

‫جـ ‪ -‬ال�سليلوز‬

‫ب‪ -‬الجاليكوجين‬

‫د‪ -‬الهيبارين‬

‫‪ - 4‬يتكون الحرير الطبيعي من البروتينات وي�أخذ �شكل‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬حلزوني‬

‫ب‪ -‬كروي‬

‫د‪� -‬أ‪ +‬ب‬

‫جـ ‪ -‬ليفي‬

‫‪ - 5‬من بين العنا�صر الكيميائية التي يحتاجها الج�سم‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬اليود‬

‫ب‪ -‬الكلور‬

‫د‪ -‬جميع ما تقدم‬

‫جـ ‪ -‬المجنيز‬

‫‪ - 6‬جميع الفيتامينات التالية ذائبة في الدهون ماعدا‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬فيتامين‪A‬‬

‫ب‪ -‬فيتامين ‪C‬‬

‫جـ ‪ -‬فيتامين ‪E‬‬

‫د‪ -‬فيتامين ‪K‬‬

‫‪ - 7‬جميع المحليات ال�صناعية التالية منخف�ضة ال�سعرات الحرارية ماعدا‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬ال�سكارين‬

‫ب‪ -‬ال�سلفام بوتا�سيوم‬

‫د‪ -‬الزيلتون‬

‫جـ ‪ -‬الثيوماتي‬

‫‪ - 8‬ت�ستخدم ع�صارة ال�شمندر في الأغذية كمادة ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬ملونة‬

‫جـ ‪ -‬مبي�ضة‬

‫ب‪ -‬مانعة للأك�سدة‬

‫د‪ -‬منكهة‬

‫‪ - 9‬تعتبر الحبة الكاملة للقمح م�صدراً لـ ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬فيتامين‪A‬‬

‫جـ ‪ -‬فيتامين ‪D‬‬

‫ب‪ -‬الثيامين‬

‫‪� - 10‬أب�سط الأحما�ض الأمينية‪:‬‬ ‫�أ‪� -‬آالنين‬

‫ب‪ -‬جالي�سين‬

‫جـ ‪� -‬سيرين‬

‫‪119‬‬

‫د‪ -‬غلوتامين‬

‫د‪ -‬جميع ما�سبق‬

‫‪ - 11‬ي�ؤدي نق�صه �إلى ت�ضخم الغدة الدرقية‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬اليود‬

‫ب‪ -‬الخار�صين‬

‫جـ ‪ -‬الحديد‬

‫د‪ -‬جميع ما�سبق‬

‫�س‪:2‬علل لمايلي‪:‬‬ ‫�أ) يف�ضل لبن الأم كغذاء للأطفال‪.‬‬ ‫ب) الالكتوز يختزل محاول فهلنج بينما ال�سكروز اليختزله‪.‬‬ ‫جـ) عند قلي البي�ض بالزيت يتغير �شكله ويتعذر �إعادته �إلى طبيعته الأ�صلية‪.‬‬ ‫د‌) عند تعر�ض جلد الإن�سان لحروق يتغير �شكله وال يعود �إلى طبيعته الأ�صلية‪.‬‬ ‫‌ذ) ت�ستخدم بيكربونات ال�صوديوم في عمل المعجنات‪.‬‬

‫�س‪:3‬اكتب الإ�سم العلمي للمواد التالية‪:‬‬ ‫�سكر اللبن ‪� ,‬سكر الدم ‪ ,‬فيتامين ‪ , B1‬فيتامين ‪� , C‬صودا الخبز ‪ ,‬ريتينول‬

‫����س‪:4‬دون في ج���دول �أهمية المعادن والفيتامينات التالية الكال�س���يوم – الف�س���فور –‬ ‫فيتامين ‪ - E‬النيكوتينك‬ ‫�س‪:5‬قرر ما �إذا كانت العبارة �صحيحة �أم خاطئة مع ت�صحيح الخط�أ‪:‬‬ ‫تعتبر الأحما�ض الع�ضوية هي اللبنة الأ�سا�سية لبناء جميع البروتينات ‪.‬‬ ‫ي�صنف الهيموجلوبين من البروتينات الم�شتقة ‪.‬‬ ‫�إن ت�سخين البروتين ي�ؤدي �إلى تغير خوا�صه الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية‬ ‫ال�صمغ العربي هو �أحد ال�سكريات المتعددة المتجان�سة ‪.‬‬ ‫يعتبر حم�ض الفوليك �أحد مكونات الأمالح المعدنية ‪.‬‬

‫‪120‬‬

‫����س‪� : 6‬ص���ل بي���ن كل فيتامي���ن ووظيفت���ه والأث���ر الناج���م ع���ن نق�ص���ه ف���ي الج���دول التالي ثم �ض���ع‬ ‫الإجابة في مكانها المخ�ص�ص ‪:‬‬ ‫الإجابة‬ ‫مثال ‪:‬‬

‫ب‪o +‬‬

‫ا�سم الفيتامين‬ ‫حم�ض الفوليك‬

‫فيتامين ب‪1‬‬

‫وظيفته‬

‫نق�صه‬

‫‪ -1‬ي�ساعد على �إنتاج‬ ‫البروتين وكريات الدم‬ ‫الحمراء‬

‫�أ‪-‬التهاب الجلد الآم‬ ‫المفا�صل‬

‫‪ -2‬مهم في عملية ب‪-‬فقر الدم ونق�صان‬ ‫الأي�ض في الج�سم وبناء في كريات الدم الحمراء‬ ‫والبي�ضاء‬ ‫مركبات جديدة‬

‫فيتامين ( هـ )‬

‫‪� -3‬ضروري للنمو‬ ‫ال�سليم للج�سم‬

‫جـ‪ -‬ا�ضطرابات الجهاز‬ ‫اله�ضمي‬

‫فيتامين ب‪6‬‬

‫‪� -4‬ضروري لتن�شيط‬ ‫الإنزيمات‬

‫د‪ -‬الت�شنجات و�سقوط‬ ‫ال�شعر‬

‫فيتامين ‪12‬‬

‫‪ -5‬تكوين الأحما�ض‬ ‫النووية‬

‫هـ‪ -‬خفقان القلب‬ ‫ومر�ض الإ�سقربوط‬

‫فيتامين جـ‬

‫‪ -6‬له القدرة على تثبيت و‪ -‬نزيف دموي تحت‬ ‫الجلد وداخل العظام‬ ‫غاز الأك�سجين‬

‫فيتامين ك‬

‫ز‪ -‬انخفا�ض ال�شهية‬ ‫ونق�صان النمو‬

‫‪ -7‬تكوين العظام‬

‫‪121‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية‬ ‫غير الع�ضوية‬ ‫الأهداف‬ ‫نتوقع منك في نهاية الف�صل �أن‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تتعرف على الإ�سمنت و�أهميته و�أنواعه وخوا�صه و�أهم ا�ستخداماته‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تو�ضح تقنية ت�صنيع الإ�سمنت والمواد الخام الم�ستخدمة في ت�صنيعه‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تتعرف على الزجاج �أنواعه وخوا�صه و�أهم ا�ستخداماته‪.‬‬ ‫‪ - 4‬تو�ضح خطوات ت�صنيع الزجاج و�أثر الإ�ضافات الكيميائية عليه‪.‬‬

‫‪122‬‬

‫المقدمة‬ ‫خلق اهلل �س ��بحانه وتعالى الإن�س ��ان وا�س ��تخلفه في الأر�ض كي يعمرها و�س ��خر له كل �ش ��يء في الأر�ض‪،‬‬ ‫ووهبه العقل الذي يعي به ويجرب قال تعالى }‬ ‫{(�سورة ق �آية ‪.)7:6‬‬ ‫بد�أ الإن�س ��ان حياته على هذه الأر�ض بداية تت�س ��م بالب�ساطة ومن بين الأ�شياء التي ا�سترعت االنتباه منذ‬ ‫البداية تلك التي تتعلق بم�س ��كنة وبالأغرا�ض التي يحتاجها داخل الم�سكن فا�ستخدم الطين في بناء م�سكنة‬ ‫و�صنع منه الأواني وا�ستخدم الحجارة �أي�ضا في بناء الم�ساكن‪ ،‬وتو�صل �إلى �صنع الجير بعد �أن عرف خا�صيته‬ ‫في تما�س ��ك الحجارة ‪ .‬كما تو�ص ��ل ل�ص ��نع الطوب بحرق الطين في النار‪ ،‬ثم عرف �صناعة الزجاج‪ ،‬وهكذا‬ ‫تعاقبت الأجيال فظهرت ح�ض ��ارات مختلفة �أدت �إلى �إ�ض ��افات عديدة في مجال الإن�ش ��اءات مما �ساهم في‬ ‫تطور �صناعة مواد البناء حتى و�صلت �إلى الم�ستوى الذي نراه اليوم ‪.‬‬ ‫وفي هذا الف�صل �سنقوم بدرا�سة �أهم المواد الالزمة لعمليات البناء والطرق المتبعة في ت�صنيعها‪ ،‬ومن‬ ‫هذه ال�صناعات �صناعة الإ�سمنت والزجاج ‪.‬‬

‫الإ�سمنت‪:‬‬ ‫يعتبر الإ�سمنت �سلعة هامة يحتاجها العالم كله و�صناعة‬ ‫ا�ستراتيجية مهمة الرتباطها المبا�شر ب�أعمال البناء والتعمير‪.‬‬ ‫وال نبالغ �إذا قلنا �أن ح�ض ��ارة الع�ص ��ر الحديث اعتمدت على‬ ‫هذه ال�س ��لعة‪ ,‬فهو يدخل في بناء الم�ساكن والطرق والج�سور‬ ‫وال�س ��دود والمطارات ‪...‬الخ ‪ .‬وتعتبر �ص ��ناعة الإ�سمنت من‬ ‫ال�ص ��ناعات الب�س ��يطة �إذا م ��ا قورنت بال�ص ��ناعات الكبرى‬ ‫وتعتمد على توفر المواد الخام الالزمة لذلك‪.‬‬

‫‪123‬‬

‫�شكل (‪)1-4‬ا�ستخدام �أ�سمنت في البناء‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫ونظر ًا لتوفر هذه المواد الخام في المملكة العربية ال�سعودية فقد تم بحمد اهلل �إن�شاء العديد من م�صانع‬ ‫الإ�سمنت في كل من المدن والمناطق الرئي�سية في المملكة لتفي باالحتياجات المتزايدة للبناء والتعمير‪.‬‬

‫�سم كافة م�صانع الإ�سمنت في المملكة‪ ،‬ثم‬ ‫من خالل ما يتوفر لديك من م�صادر المعلومات ِ‬ ‫اختر �أحدها و�أكتب تقرير ًا عنه‪.‬‬

‫ماذا تعني كلمة �إ�سمنت ؟‬ ‫تعني كلمة الأ�سمنت ب�شكل عام ( مادة رابطة ‪ )Adhesivematerails‬قادرة على ربط الأجزاء والكتل‬ ‫ال�صلبة في �شكل كبير ومتما�سك ‪.‬وهذا التعريف ي�شمل �أنواع كثيرة من المواد المختلفة ‪ .‬ولكن في الأغرا�ض‬ ‫الهند�سية يطلق ب�صفة عامة على الإ�سمنت الجيري والذي يحتوي على المواد الجيرية ك�أ�سا�س في مكوناته‪.‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫�أنواع الإ�سمنت‪:‬‬ ‫يمكن تق�سيم �أنواع الإ�سمنت �إلى ق�سمين‬ ‫�أنواع الإ�سمنت‬ ‫‪ - 1‬الإ�سمنت غير الهيدروليكي ‪Nom Hydraulic‬‬

‫‪ - 2‬الأ�سمنت الهيدروليكي ‪Hydraulic Cements‬‬

‫‪ Cements‬وهو نوع من الأ�سمنت غير قادر على‬ ‫التما�س ��ك واكت�ساب ال�صالبة في وجود الماء مثل‬ ‫الجير ‪.‬‬

‫ه ��ذا النوع من الإ�س ��منت له القدرة على التما�س ��ك‬ ‫(ال�ش ��ك)و �إك�س ��اب المتان ��ة وال�ص�ل�ابة ف ��ي وجود‬ ‫المياه ومن �أهم �أنواعه اال�سمنت البورتالندي‪.‬‬ ‫اال�سمنت البورتالندي ‪Portland Cement‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪124‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫الإ�سمنت البورتالندي ‪Portland Cement‬‬

‫بع�ض �أنواعه‬

‫�شكل (‪ ) 4-4‬الإ�سمنت‬ ‫الأبي�ض‬

‫�شكل (‪ )2-4‬الإ�سمنت‬ ‫البورتالندى العادي‬ ‫�شكل (‪ )3-4‬الإ�سمنت‬ ‫البورتالندى المقاوم‬ ‫للكبريتات‬

‫تعني كلمة ال�ش ��ك (التر�س ��ب) ‪ settling‬ب�أنها تحول المادة من حالة العجينة اللينة �إلى الحالة ال�صلدة‪� .‬أما ال�صالبة‬ ‫‪ hardening‬فهي �إك�ساب المادة (المونة �أو الخر�سانة) للمتانة الميكانيكية‪.‬‬

‫‪125‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫الإ�سمنت المقاوم للأمالح‬ ‫الإ�سمنت البورتالند‬ ‫�أو الكبريتات‪ :‬وتزاد في‬ ‫العادي ويمتاز ب�أنه‬ ‫�صناعة هذا النوع خام‬ ‫�سريع الت�ص ّلب‪ .‬كما‬ ‫الحديد الم�ضاف للخلطة‬ ‫يمتلك مقاومة جيدة‬ ‫لت�أثيرات الهواء البرودة‪ .‬ويت�صف بقدرة �أكبر على‬ ‫مقاومة الكبريتات ب�سبب‬ ‫لذا ي�ستعمل في جميع‬ ‫الأعمال الإن�شائية العادية مكوناته‪� ،‬أو ب�سبب العمليات‬ ‫الم�ستخدمة في �صناعته‪،‬‬ ‫والخر�سانة‪.‬‬ ‫لذلك فهو ي�ستخدم في‬ ‫الإن�شاءات التي تتعر�ض‬ ‫لوجود الأمالح في التربة �أو‬ ‫المعر�ضة لمياه البحر التي‬ ‫تحتوي على �أمالح الكبريتات‬ ‫والكلوريدات‪.‬‬

‫الإ�سمنت �سريع الت�ص ّلب‪ :‬الإ�سمنت الأبي�ض‪ :‬وهو ما‬ ‫ويحتوي علي ن�سبة عالية من ينعدم فيه مركب �أك�سيد‬ ‫�سيليكات ثالثي الكا�سيوم الحديد‪ ،‬وي�صنع مثل‬ ‫الأ�سمنت العادي‪ ،‬حيث‬ ‫ويمتاز بمقاومته العالية‪،‬‬ ‫يتركب من الحجر الجيري‬ ‫و�سرعة ت�صلبه‪ ،‬وتزيد‬ ‫تكاليف �إنتاجه بمعدل ‪ % 20‬والطين الأبي�ض (كاوولين)‪،‬‬ ‫تقريبا عن الإ�سمنت العادي‪ .‬وي�ستعمل هذا الأ�سمنت في‬ ‫البالط والموزاييك‪ ،‬و�أر�صفة‬ ‫الطرق وعالمات المرور‬ ‫بالطرق والمطارات وغيرها‪.‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬

‫الإ�سمنت البورتالندي ‪:Portland Cement‬‬

‫يعتبر من �أهم �أ�ص ��ناف الإ�س ��منت الهيدروليكي و�أكثرها انت�ش ��ار ًا لأنه‪ ،‬ي�ص ��نع من مواد رخي�صة‬ ‫ومتوفرة وهو يت�صلب في الهواء وتزداد قوته ب�شكل كبير بعد ت�صلبه كما يمتلك مقاومة جيدة لت�أثيرات‬ ‫الهواء والبرودة ال�شديدة ‪.‬ويعود تاريخ �إنتاج هذا النوع من الإ�سمنت �إلى عام ‪1824‬م حيث تم تحمي�ص‬ ‫الطين والحجر الجيري فنتج هذا النوع‪ .‬ولقد �أطلق عليه ا�سم الإ�سمنت البورتالندي نظر َا لأن الحجر‬ ‫الجيري الذي ا�ستخدم في تح�ضيره ي�شبه حجارة البناء التي ت�ؤخذ من جزيرة بورتلندا قرى �إنجلترا ‪.‬‬

‫المواد الخام الداخلة في �صناعة الإ�سمنت‪:‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫تحتوي مادة الإ�س ��منت على �أربعة عنا�ص ��ر رئي�سية هي (ال�س ��يليكون ‪ ،Si‬الألومينيوم ‪ ،Al‬الحديد ‪،Fe‬‬ ‫الكال�س ��يوم ‪ )Ca‬وهناك العديد من المواد الخام التي ت�ستخدم للح�صول على هذه العنا�صر ويبين الجدول‬ ‫التالي �أهم المواد الخام الم�ستخدمة في �صناعة الإ�سمنت مع بيان العن�صر الرئي�سي الذي تحويه كل مادة‪،‬‬ ‫وتجدر الإ�ش ��ارة �إلى �أن هذه العنا�ص ��ر‬ ‫العن�صر الرئي�سي المكون له‬ ‫المادة الخام‬ ‫موجودة في الأ�سمنت على �شكل مركب‬ ‫‪Ca‬‬ ‫الحجر الجيري‬ ‫�أو �آخر من مركباتها‪.‬‬ ‫‪Fe , Al , Si , Ca‬‬ ‫�صخر الإ�سمنت‬ ‫يت�ض ��ح من هذا الج ��دول �أن هناك‬ ‫‪Ca ,‬‬ ‫الطين الحجري‬ ‫العدي ��د من الم ��واد الخ ��ام التي يمكن‬ ‫‪Fe , Al , Si‬‬ ‫الطين‬ ‫ا�س ��تخدامها في �ص ��ناعة الإ�سمنت �إال‬ ‫‪Fe , Al , Si‬‬ ‫الطفل (الطين ال�صفحي)‬ ‫�أنه يمكن تلخي�صها كالتالي‪:‬‬ ‫‪Si‬‬ ‫الرمل والحجر الرملي‬ ‫‪Al‬‬ ‫بوك�سييت (هيدروك�سيد الألومنيوم)‬ ‫‪Ca‬‬ ‫الجب�س (كربونالت الكال�سيوم)‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪126‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫او ًال‪ :‬المواد الرئي�سية وت�شمل المواد التالية‪:‬‬ ‫�أ‌‪ -‬المواد الجيرية ‪:Limestome‬‬ ‫وه ��ي خامات طبيعية تحتوي على ن�س ��بة عالية جد ًا من كربونات الكال�س ��يوم حي ��ث يتحول �أثناء‬ ‫عملية ت�ص ��نيع الإ�س ��منت �إلى �أك�سيد الكال�سيوم وثاني �أك�س ��يد الكربون ويكون �أك�سيد الكال�سيوم ما‬ ‫ن�سبته ‪ %67‬من التركيب الكيميائي ‪.‬‬ ‫‪850 C‬‬ ‫‪CaCO3‬‬ ‫‪CaO + CO2‬‬ ‫‪O‬‬

‫ثانياً‪ :‬المواد الم�صححة ‪:Corrective Matenialy‬‬

‫وهي مواد ت�ض ��اف على المواد الخام الأ�سا�س ��ية للو�صول للتركيب الكيميائي المطلوب للخلط لت�صنيع‬ ‫الأ�سمنت ومن �أهم هذه الماد ما يلي ‪:‬‬ ‫• الرمل ‪ Sand‬نظر ًا الحتوائية على ن�سبة عالية جد ًا من �أك�سيد ال�سيلكا ‪.‬‬ ‫• خامات الحديد (‪ :)Iron Ore‬يحتوي على ن�سبه عالية من �أكا�سيد الحديد ‪.‬‬ ‫• خام الألومنيوم ‪ :‬والذي يحتوي على ن�سبة عالية من �أك�سيد الألومنيوم (‪) Al2O3‬مثل البوك�سيت ‪.‬‬

‫جـ) مواد �أخرى‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬ت�ستخدم المواد الكيميائية في المعمل‪ ،‬للقيام بالتحاليل واختبارات التحكم في الجودة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ت�ستخدم الزيوت ومواد التزليق الأُخرى ل�صيانة الآالت‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬ي�ستخدم الغاز الطبيعي والمازوت لتوليد غازات االحتراق الم�ستخدمة في الأفران‪ ،‬وتكون الأفران‬ ‫مجهزة بحيث ت�ستطيع حرق �أكثر من نوع واحد من �أنواع الوقود‬

‫‪127‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫ب‌‪ -‬المواد الطينية ( الطفلة ) ‪:Clays‬‬ ‫وهذه المواد ت�ش ��مل ب�صفة �أ�سا�سية في تركيبها‬ ‫الكيميائي على �أك�س ��يد ال�سيلكا (‪)SiO2‬و�أك�سيد‬ ‫الألومينيوم (‪ )Al2O3‬والمتمثلة في الكاولين ذو‬ ‫�شكل (‪ )5-4‬الحجر الجيري والطفلة‬ ‫ال�صيغة الكيميائية (‪)Al2O3.2SiO2.2H2O‬‬ ‫وت�ص ��ل ن�س ��بة �أك�س ��يد ال�س ��يلكا و�أك�س ��يد الألومينيوم من ‪ % 30 - % 20‬من التركيب الكيميائي‬ ‫للإ�سمنت الخام‪.‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬

‫�صناعة الإ�سمنت‪:‬‬ ‫ويح�ض ��ر الإ�سمنت بت�سخين مخلوط الطفل وكربونات الكال�س ��يوم �إلى ‪ 1400‬م‪ 1500-‬م للح�صول على‬ ‫مادة كالح�صى خ�شنة الملم�س زجاجية القوام تدعى الكلنكر ‪( Clinker‬المادة الو�سيطة ) وتطحن هذه‬ ‫المادة وتعب�أ في �أكيا�س ورقية من عدة طبقات بعد �أن ت�ضاف لها بع�ض المواد الأخرى‬ ‫‪O‬‬

‫‪O‬‬

‫التركيب الكيميائي للإ�سمنت البورتالندي يتركب الأ�سمنت من �أربعة �أكا�سيد رئي�سية هي‪:‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫�أك�س ��يد ال�س ��يليكون ‪� ، SiO2‬أك�س ��يد الكال�سيوم ‪� .CaO‬أك�س ��يد الحديدالثالثي ‪� ،Fe2O3‬أك�سيد‬ ‫الألوميني ��وم ‪ Al2O3‬لكل منها دور في تكوين الإ�س ��منت الخام ( الكنكلر ) ولكن الدور الأ�سا�س ��ي في‬ ‫تكوين �س ��ليكات الكال�سيوم يتمثل في �أك�س ��يد ال�سيليكون ‪، SiO2‬و �أك�سيد الكال�سيوم ‪ CaO‬فالخوا�ص‬ ‫الأ�سا�سية للإ�سمنت الخام تعتمد على هذين المعدنيين ‪ .‬حيث ت�صل ن�سبة وجودهما مع ًا ‪ %75‬من محتويات‬ ‫الأ�س ��منت الخام‪�.‬أما وجود �أك�سيد الحديدالثالثي ‪ Fe2O3‬و�أك�سيد الألومينيوم ‪ Al2O3‬الم�ستعملة كمواد‬ ‫خام في �ص ��ناعة الإ�س ��منت فت�س ��اعد عل ��ى خف�ض درج ��ة الحرارة‬ ‫الالزمة الن�ص ��هار �أك�س ��يد ال�س ��يلكون و�أك�س ��يد الكال�س ��يوم ‪ .‬حيث‬ ‫تبلغ درحة الحرارة الالزمة للإن�ص ��هار ‪ 1450‬م‪ .‬الكاولين �ص ��خر‬ ‫طين ��ي دقيق الحبيب ��ات �أبي�ض اللون ويتدرج �إل ��ى اللون الرمادي‬ ‫ثم الأ�ص ��فر‪ ,‬ويحتوي علىمجموعة من ال�ص ��خور الطينية ت�سمى‬ ‫�شكل (‪ )5-4‬الحجر الجيري والطفلة‬ ‫مجموع ��ة الكاولي ��ن ‪ .‬وتن�ش� ��أ في مو�ض ��عه الأ�ص ��لي نتيجة لتحلل‬ ‫المعادن الحاوية للألومينيوم مثل الفلور�سبار والمايكا في �صخور الجرانيت ‪ ,‬كما يعرف الكاولين ب�أنه‬ ‫مادة �صخرية تحتوي علىمواد طينية تحتوي على كمية قليلة من الحديد‪ ،‬وغالب ًا ما يكون لونها �أبي�ض‪.‬‬ ‫كما يمكن �إطالق م�س ��مى الكاولين على الكاولنيت النقي الأبي�ض والذي يمكن معالجته ليكون �ص ��الح ًا‬ ‫لل�ص ��ناعة‪ .‬وهناك ت�س ��مية �أخرى له في المملكة المتحدة ت�س ��مى الطين الكروي (‪ )Ball Clay‬من‬ ‫قرون عديدة‪.‬‬ ‫‪O‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪128‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬

‫خوا�ص الكاولين‪:‬‬ ‫من خوا�صه القدرة على امت�صا�ص الماء وله بع�ض الليونة واالنكما�ش‪ ،‬كما �أنه يتمدد في وجود الماء‬ ‫وكثافته ‪26‬ودرجة ان�ص ��هاره ‪ 1780‬م وتعتبر مجموعة الكاولي ��ن من المعادن المطلوبة في التطبيقات‬ ‫ال�صناعية لأنها مواد خاملة غير فعالة كيميائي ًا وهي قوية في التغطية والإخفاء عند ا�ستخدامها كمادة‬ ‫ملونة في �أعمال ال�ص ��باغ والطالء �أو كمادة للح�ش ��و وهي معادن المعة �شديدة النعومة كما �أن ناقلتيها‬ ‫للحرارة والكهرباء �ضعيفة وهي رخي�صة مقارنة مع المعادن الأخرى ‪.‬‬ ‫وللكاولين ا�ستخدامات �صناعية منها ‪:‬‬ ‫�صناعة الورق ‪ .‬البال�ستيك ‪ ,‬ال�سيراميك ‪ ,‬المطاط ‪ ,‬مزاد الطالء ‪ ,‬الدهانات ‪ .‬ويوجد الكاولين في‬ ‫ال�صخور الر�سوبية في بع�ض المناطق على امتداد البحر الأحمر ومن �أهم المناطق في المملكة العربية‬ ‫ال�س ��عودية المتواجد فيها الزبيرة في �ش ��مال �ش ��رق المملكة ‪ ,‬خ�شم را�ضي �شرق الخرج ‪ ,‬جبل �شبهة ‪.‬‬ ‫‪O‬‬

‫المرحلة‬ ‫الثانية‬

‫المرحلة‬ ‫الرابعة‬

‫المرحلة‬ ‫ال�ساد�سة‬

‫نقل الخامات‬

‫تخزين الخامات‬

‫تحديد ن�سب خلط‬ ‫المواد الخام‬

‫طحن المواد الخام‬ ‫بعد خلطها‬

‫تك�سير المواد الخام‬

‫المرحلة‬ ‫الخام�سة‬

‫المرحلة‬ ‫ال�سابعة‬ ‫حرق الخامات‬

‫تقييم الخامات الواردة من المحاجر‬

‫المرحلة‬ ‫الثالثة‬

‫الف�صل الرابع‬

‫المرحلة‬ ‫الأولى‬

‫مخطط لمراحل ت�صنيع الإ�سمنت‬

‫‪129‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫مراحل ت�صنيع الإ�سمنت ‪:‬‬ ‫يتم ت�صنيع الإ�سمنت على عدة مراحل مبينة في المخطط ال�سابق ‪:‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫واليك �شرح موجز لكل مرحلة من المراحل ال�سابقة‪:‬‬ ‫‪ -1‬المرحلة الأولى‪ :‬يتم فيها التحليل الكيميائي والمعدني للخامات الرئي�سية للح�صول على الن�سب المطلوبة‬ ‫للتركيب الكيميائي للخلطة المراد حرقها في الفرن لإنتاج الإ�سمنت الخام (كلنكر)‬ ‫‪ -2‬المرحلة الثانية‪ :‬ويتم فيها ا�س ��تخدام الك�س ��ارات للو�صول �إلى حبيبات ذات قطر ‪�2‬سم ثم يخزن كل نوع‬ ‫على حدة ‪.‬‬ ‫‪ -3‬المرحل���ة الثالث���ة‪ :‬تنقل الخامات من �أماكن تك�س ��يرها في المحاجر �إلى الم�ص ��نع عن طريق الج�س ��ور‬ ‫الناقلة‪.‬‬ ‫‪ -4‬المرحل���ة الرابع���ة‪ :‬تخزن الخامات في �ص ��وامع التخزين ولكل خامة �ص ��ومعة خا�ص ��ة بها كذلك المواد‬ ‫الم�صححة مثل الرمل‪ ,‬البوك�سيت لها �صوامع خا�صة‪.‬‬ ‫‪ -5‬المرحل���ة الخام�س���ة‪ :‬ويت ��م فيه ��ا تحدي ��د التركيب الكيميائ ��ي المطلوب للم ��واد الناتجة وفق� � ًا للمعايير‬ ‫المطلوبة‪ ،‬وكذلك تحديد ن�س ��بة الجزء الم�سال �أثناء عملية االحتراق بحيث ال تتجاوز‬ ‫ن�س ��بتها عن (‪ ،) % 25 - % 18‬وكذلك تت�ض ��من هذه المرحلة �سهولة احتراق المخلوط‬ ‫وذلك بعدم زيادة ن�سبة ال�سيلكا (‪ )SiO2‬عن الحد المطلوب ‪.‬‬ ‫‪ -6‬المرحل���ة ال�ساد�س���ة‪ :‬ويت ��م فيها طحن المواد طحنن ًا جيد ًا بوا�س ��طة �أنواع مختلفة م ��ن الطواحين‪ ،‬ويتم‬ ‫الطحن لدرجة من النعومة ويتم بعدها الخلط والتجان�س وتتم بطريقتين مختلفتين‬ ‫�أ‌‪ -‬الطريقة الرطبة (‪:)Wetprocess‬‬ ‫تطحن المواد الخام في وجود ن�سبة كبيرة من الماء من (‪.)% 50 - % 40‬‬ ‫ب‌‪ -‬الطريقة الجافة (‪:)Dryprocess‬‬ ‫تطحن الخامات على الحالة الجافة في عدم وجود المياه‪.‬‬ ‫‪ – 7‬المرحلة ال�س���ابعة‪ :‬في هذه المرحلة نركز على طريقة الت�ص ��نيع الجافة ال�ستخدامها على نطاق وا�سع‬ ‫ولكبر كمية اال�سمنت المنتج بهذه الطريقة عنه في الطريقة الرطبة وفيه يتم طحن‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪130‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫المخلوط المح�ض ��ر في الحالة الجافة ثم ي�ش ��حن المخلوط في ال�س ��يلكونات والتي تتدرج فيها الحرارة من‬ ‫العادية حتى ‪850‬م ‪900 -‬م و�صو ًال عند مدخل الفرن الدوار وفي هذه المرحلة تحدث التفاعالت التالية‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬تبخر الماء الموجود في المخلوط على �شكل رطوبة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬انطالق الماء الموجود ك�أحد مكونات الطفلة‪.‬‬ ‫‪500 C - 700 C‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪Al2O3. SiO2 + H2O‬‬ ‫جـ ‪ -‬تحلل كربونات الكال�سيوم (الحجر الجيري)‪.‬‬

‫‪Al2O3.2SiO2.2H2O‬‬

‫‪550 C - 900 C0‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪CaCO3‬‬ ‫‪CaO + CO2‬‬ ‫بدء اتحاد وتفاعل اك�سيد الكال�سيوم ‪ CaO‬و�أكا�سيد الطفلة ‪Al2O3. SiO2‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪-1‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-3‬‬ ‫‪-4‬‬ ‫‪-5‬‬

‫‪5‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫‪9‬‬

‫‪321‬‬

‫‪4‬‬

‫‪6‬‬

‫‪4‬‬

‫‪-6‬‬ ‫‪-7‬‬ ‫‪-8‬‬ ‫‪-9‬‬ ‫�شكل ( ‪ )7-4‬فرن الإ�سمنت الدوار (لالطالع)‬

‫بالرجوع �إلى م�ص ��ادر المعلومات لديك ‪.‬اكتب تقرير ًا تتناول فيه �ص ��ناعة الإ�س ��منت في المملكة‬ ‫العربية ال�س ��عودية مو�ض ��ح ًا فيه الم�صانع التي بادرت ب�إنتاج الإ�س ��منت و�أنواع الإ�سمنت التي لم تذكر‬ ‫والمواد الخام التي تدخل في �صناعته وطرق الت�صنيع‪.‬‬

‫‪131‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬

‫الزجاج ‪:‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫لقد �أودع اهلل جل وعال بع�ض المواد خ�صائ�ص ف�إذا ما ارتفعت‬ ‫درجة حرارتها �إلى حد معين ف�إنها تن�صهر مكونة الزجاج الطبيعي‬ ‫ويتك ��ون هذا النوع من الزجاج نتيجة ان�ص ��هار بع�ض �أنواع �ص ��خور‬ ‫ال�س ��يلكا بفعل حرارة البراكين �أو ال�صواعق ‪ .‬وكان النا�س ي�صنعون‬ ‫من ��ه ال�س ��كاكين ور�ؤو�س ال�س ��هام والحلي والنقود وع ��ادة ما يتميز‬ ‫�شكل ( ‪ ) 8-4‬زجاج طبيعي �أحمر‬ ‫الزج ��اج الطبيعي بالألوان القاتمة نظر ًا الحتوائه على ن�س ��به عالية‬ ‫تحول �إلى الأخ�ضر‬ ‫من �أكا�س ��يد الحديد والنحا�س ‪ .‬وتحتوي تربة و�ص ��خور القمر على‬ ‫هذا النوع من الزجاج ‪� .‬أما من حيث ت�صنيع الزجاج فت�شير الدالئل‬ ‫التاريخية �إلى �أن �أول عملية لت�صنيع الزجاج بد�أت في م�صر حوالي‬ ‫عام ‪ 1600‬ق ‪ .‬م وقام الرومان ب�إن�ش ��اء عدة م�ص ��انع للزجاج وفي‬ ‫الع�ص ��ور الإ�س�ل�امية ازدهرت �ص ��ناعة الزجاج ‪ ,‬وتطورت ب�ش ��كل‬ ‫كبير في الع�ص ��ر الحديث وتعددت الأنواع المنتجة له كما ت�ش ��عبت‬ ‫المجاالت التي ت�ستخدم فيها هذه المادة الهامة‪.‬‬ ‫�شكل ( ‪ )9-4‬م�صنع للزجاج في م�صر القديمة‬

‫التركيب الكيميائي للزجاج‪:‬‬ ‫الزجاج مادة ه�شة غير متبلورة تنتج من تبريد م�صهور ال�سيليكا وبع�ض المواد الأخرى وقد يكون �شفاف‬ ‫�أو معت ��م ‪ ,‬ولقد بينت التحاليل الكمية التي �أجريت على الزجاج �أن هناك مكونات �أ�سا�س ��ية البد من توفرها‬ ‫في ��ه ‪ ,‬وهناك مواد �إذا ما �أ�ض ��يفت للزجاج بن�س ��ب قليل ��ة ف�إنها تعمل على تغير خوا�ص ��ه ‪ .‬وعلى ذلك يمكننا‬ ‫ت�صنيف مكونات الزجاج �إلى �صنفين رئي�سين هما‪:‬‬ ‫‪ - 1‬المكونات الرئي�سية ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬ثاني �أك�سيد ال�سيلكون ‪SiO2‬‬ ‫ب‪� -‬أك�سيد الكال�سيوم ( الجير) ‪CaO‬‬ ‫جـ‪� -‬أك�سيد ال�صوديوم ‪Na2O‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪132‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫‪ - 2‬مكونات ثانوية وت�شمل‬ ‫�أ‪� -‬أك�سيد الر�صا�ص ‪PbO‬‬ ‫ب‪� -‬أك�سيد الألومينيوم ‪Al2O3‬‬ ‫جـ ‪� -‬أك�سيد الحديد ‪Fe2O3‬‬ ‫د‪� -‬أك�سيد الزرنيخ ‪As2O3‬‬

‫‪ %12‬كربونات �صوديوم‬

‫‪ %16‬كربونات كال�سيوم �أخرى‬

‫‪ %2‬مواد �أخرى‬

‫‪ %50‬رمل‬

‫‪ %20‬قطع زجاج قديم‬

‫�شكل (‪� ) 10 -4‬شكل يو�ضح ن�سب مكونات الزجاج‬

‫خوا�ص الزجاج ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الخوا�ص الكيميائية‪:‬‬ ‫ال يتفاعل مع كثير من الأحما�ض ‪ .‬واليت�آكل والي�صد�أ �إال �أنه يت�آكل بفعل حم�ض الهيدروفلوريك لأنة يذيب‬ ‫ال�سيلكا الداخلة في تكوينه‪ .‬تذوب بع�ض من �أنواع الزجاج بفعل القلويات مثل هيدروك�سيد ال�صوديوم‪.‬‬

‫‪133‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫تعتبر ال�س ��يلكات من �أهم المواد الالزمة ل�ص ��ناعة الزجاج ويعود‬ ‫ال�س ��بب في ذلك �إلى خوا�ص ذرة ال�س ��يلكون التي لها المقدرة على �أن‬ ‫تحي ��ط نف�س ��ها ب�أرب ��ع ذرات من الأك�س ��جين ‪ ,‬بحيث تكون على �ش ��كل ‪Na-O-Si-O-Si-O‬‬ ‫رباعي الأوجه وتكرار هذا ال�شكل يكون الن�سيج ال�شبكي الذي يتميز به‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫الزجاج كما في ال�شكل وتوجد هذه المادة (ال�سيلكا) بكميات كبيرة في‬ ‫الطبيعة فهي المكون الأ�سا�سي للرمل ويتواجد رمل ال�سيلكا ب�شكل عام ‪Na-O-Si-O-Si-O‬‬ ‫في ال�ص ��حاري التي ت�ش ��كلت نتيجة لتجوية ال�صخور النارية المحتوية‬ ‫�شكل (الن�سيج ال�شبكي للزجاج)‬ ‫على معدن المرو �أو الكوارتز مثل �صخور الجرانيت والجرانوديوريت و‬ ‫والكوارتز مونزونت وال�صخور البركانية ‪ .‬وقد وجد �أن رمل ال�سيلكا عادة يحتوى على بع�ض المعادن الثانوية‬ ‫التي تعتبر �شوائب غير مرغوب فيها في �صناعة الزجاج ‪.‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫‪ - 2‬الخوا�ص الفيزيائية‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬درجة الحرارة ‪:‬‬ ‫ي�ؤث ��ر التغير المفاج ��ئ في درجات الحرارة على الزجاج فالت�س ��خين المفاجئ ي� ��ؤدي �إلى �إحداث‬ ‫ان�ض ��غاط ال�س ��طح الخارجي مع توتر في الداخل على عك�س التبريد المفاجئ يعمل على �إحداث تمدد‬ ‫في ال�س ��طح م�ص ��حوب ًا بان�ضغاط في الأجزاء الداخلية‪� .‬أي�ض� � ًا يتميز الزجاج بارتفاع درجة االن�صهار‬ ‫مما يجعله �صالح ل�صنع �أواني الطبخ وغيرها‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الخا�صية الميكانيكية‪:‬‬ ‫من �أهم هذه الخوا�ص هي مقاومة الزجاج للك�سر �إال �إذا تعر�ض للتوتر �أما ال�ضغط العادي والحرارة‬ ‫العادية ال ت�ؤدي �إلى ك�س ��ره ‪� .‬أي�ض� � ًا من خوا�ص الزجاج الميكانيكية اللدونة ف�إذا ما تعر�ض �إلى �إجهاد‬ ‫�إلى حد تكون �شق فيه ف�إنه ب�سب خا�صية اللدونة يعود �إلى و�ضعة الطبيعي عند زوال هذا الإجهاد‪.‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫جـ‪ -‬الخا�صية الكهربائية‪:‬‬ ‫يعتبر الزجاج مادة غير مو�صلة للكهرباء لذلك ي�ستخدم كمادة عازلة في �إنتاج المكثفات الكهربائية‪.‬‬

‫مراحل ت�صنيع الزجاج ‪:‬‬ ‫تبد�أ عملية �ص ��نع الزجاج بجلب المواد الخام وتك�سيرها‪ ،‬ثم تخزينها بجوار الم�صنع حيث ت�ستخدم في‬ ‫تح�ضير الخلطة التي �ستدخل الفرن وذلك ب�أخذ مقادير موزونة من كل مادة وفي الفرن تتم عملية الحرق عند‬ ‫درجة الحرارة المطلوبة والتي تتراوح بين ‪1300‬م ‪1600 -‬م وتمر �صناعة الزجاج بعدد من المراحل وهي ‪:‬‬ ‫ال�صهر‬

‫‪Melting‬‬

‫الإنهاء‬

‫‪Finishing‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الت�شكيل‬

‫‪Shaping‬‬

‫التلدين‬

‫الإختبار‬

‫التطبيع‬

‫‪134‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫وتتم هذه المراحل كما يلي ‪:‬‬

‫‪Na2SiO3 + CO2‬‬

‫‪Na2CO3 + SiO2‬‬

‫‪CaSiO3 + CO2‬‬

‫‪CaCO3 + SiO2‬‬

‫‪ - 2‬الت�شكيل‪:‬‬ ‫وفي هذه المرحلة يبرد م�ص ��هور الزجاج ببطء حتى ي�ص ��ل �إلى مرحلة الت�شكيل بالدرجة المطلوبة وتتم‬ ‫مرحلة الت�شكيل على مرحلتين‬ ‫�أ‪ -‬النفخ والت�شكيل اليدوي ‪ :‬حيث ي�صب م�صهور الزجاج في قالب ويتم نفخة بالفم �أو المنفاخ‪.‬‬

‫‪135‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫‪ - 1‬ال�ص���هر ‪ :‬يت ��م ف ��ي ه ��ذه العملي ��ة �إذاب ��ة الم ��واد‬ ‫الم�س ��تخدمة في تكوي ��ن الزجاج بداخل ن ��وع معين من‬ ‫الأف ��ران ‪ ,‬وهناك نوعان من الأفران يتم بداخلها عملية‬ ‫ال�صهر هما‪:‬‬ ‫فرن البوتقة ‪ :‬وهو عبارة عن حجرة احتراق يو�ضع‬ ‫بداخلها بوتقة واحدة �أو عدد من البواتق م�ص ��نوعة من‬ ‫نوع معين من الطين‪ ،‬وي�س ��تخدم هذا الفرن لإنتاج �أنواع‬ ‫معينة من الزجاج كزجاج الب�ص ��ريات والزينة وي�ص ��نع‬ ‫�شكل ( ‪ )13-4‬مرحلة �صهر لتكوين الزجاج‬ ‫ه ��ذا الفرن �إما من البالتين �أو ال�صل�ص ��ال وت�س ��تخدم‬ ‫البوات ��ق الم�ص ��نوعة من البالتين ف ��ي �إنتاج الأن ��واع النقية من الزجاج وخ�صو�ص� � ًا تلك التي ت�س ��تخدم في‬ ‫الأغرا�ض الب�صرية ‪.‬‬ ‫ف���رن الحو����ض ‪ :‬وهو عبارة عن حو�ض وا�س ��ع من القرميد الناري( الط ��وب الحراري) وفيه يتم �إدخال‬ ‫المواد الأولية من �أحد طرفي الفرن حيث ت�س ��خن بالغاز وينتج م�ص ��هور الزجاج وغازات ‪ .‬ويخرج م�ص ��هور‬ ‫الزجاج من الطرف الآخر ت�صل درجة حرارته ‪˚1200‬م‪ .‬وتحدث التفاعالت الكيميائية �أثناء عملية ال�صهر‬ ‫بي ��ن الم ��واد الأولي ��ة وينتج عند ذلك ال�س ��يلكات وكميات كبيرة من الغازات حيث ت�س ��اعد ه ��ذه الغازات في‬ ‫تحريك وتجان�س م�صهور الزجاج كما في المعادالت التالية‪:‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫ب‪ -‬النفخ والت�ش���كيل الآلي‪ :‬تتم عملية �صب الم�صهور والنفخ �آلي ًا‪.‬‬ ‫ويراع ��ى �أن تتم ه ��ذه العملية في وقت ق�ص ��ير جد ًا حتى ال‬ ‫يتحول الزجاج من عجينة �إلى مادة �ص ��لبة‪ ,‬قد ت�ؤدي �إلى تكوين‬ ‫مناط ��ق يكون الزجاج فيه ��ا غير متجان�س ‪ ,‬مم ��ا ي�ؤثر على قوة‬ ‫تحمل الزجاج فيكون بذلك �سهل الك�سر‪.‬‬

‫نفخ الزجاج بدون ا�ستعمال قوالب‬

‫�شكل (‪ )14-4‬طرق ت�شكيل الزجاج‬

‫الف�صل الرابع‬

‫هناك �أربع طرق رئي�سية لت�شكيل الزجاج وهي‪ :‬النفخ والكب�س وال�سحب وال�صب‪.‬‬ ‫النف���خ‪ :‬نف ��خ الزج ��اج وتتم هذه العملي ��ة بغم�س �أنبوبة نفخ م ��ن الحديد طولها بي ��ن ‪ 1.2‬و ‪ 1.5‬من‬ ‫الأمتار في الزجاج المن�ص ��هر الذي يلت�صق بع�ض منه بطرف الأنبوبة الذي يكون �شكله �أ�شبه‬ ‫بالكمثرى‪ .‬ويبد�أ �أحد العمال في النفخ بلطف في الأنبوبة حتى ينتفخ الزجاج ويتجاوب مع نفخ‬ ‫العام ��ل الذي يقوم ب�إعطائه ال�ش ��كل المطلوب عن طريق النف ��خ‪ .‬ويمكن للزجاج وهو في هذه‬ ‫المرحلة �أن يع�ص ��ر ويمط ويفتل ويقطع‪ .‬ويقوم العامل بت�س ��خين هذا الزجاج مرة بعد �أخرى‬ ‫للحفاظ عليه طر ًيا مر ًنا‪ .‬وعندما ي�ص ��اغ الزجاج ال�س ��اخن في �ش ��كله النهائي المطلوب‪ ،‬ف�إن‬ ‫هذا ال�ش ��كل يك�س ��ر من طرف الأنبوبة الحديدية‪ .‬وبالإمكان نفخ الزج ��اج في قوالب حديدية‬ ‫�سواء باليد �أو بالآالت‪.‬‬ ‫الكب�س‪ :‬ي�ص ��حب الكب�س �إ�سقاط كتلة زجاجية �س ��اخنة في قالب‪ ،‬ثم تكب�س بمكب�س حتى تنت�شر كتلة‬ ‫يتم ت�ش ��كيل المادة بطريقة‬ ‫الزج ��اج وتم�ل��أ جوف القالب‪ ،‬ولكي تُكب� ��س هذه الكتلة‪ ،‬يجب �أن َّ‬ ‫تُم ِّك ��ن من �س ��حب المكب�س‪ .‬وت�س ��تخدم عملي ��ة الكب�س عادة في �ص ��نع �أطب ��اق الخبز والكتل‬ ‫الزجاجية والعد�سات وطفايات ال�سجاير‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪136‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬

‫ال�س���حب‪ :‬هو الطريقة التي تُ�ستخدم لت�ش ��كيل الزجاج الم�سطح و�أنابيب الزجاج والألياف الزجاجية‬ ‫وي�ش� � َّكل هذا النوع عن طريق �س ��حب �صحيفة عري�ضة من الزجاج المن�صهر في �صهريج من‬ ‫الق�ص ��دير المن�صهر‪ .‬وي�س ��مى هذا ال�ص ��هريج الح ّمام الطافي لأن الزجاج يطفو في طبقة‬ ‫م�س ��توية على �سطح الق�صدير المن�ص ��هر البالغ النعومة‪ .‬و ُي�ضبط الت�سخين في حمام الطفو‬ ‫بحيث تُ�صهر �أية خ�شونة قد تعلق بالزجاج‪ .‬ولما كان الزجاج ين�صهر في درجة حرارة �أعلى‬ ‫من تلك التي ين�ص ��هر عندها الق�ص ��دير ف�إنه بالإمكان نقله من الق�صدير المن�صهر لمزيد‬ ‫من التبريد‪ .‬وعندما ُي�ش َّكل الزجاج الم�سطح في حمام طفو‪ ،‬ف�إن كال الجانبين يخرج ب�شكل‬ ‫المع بحيث ال يحتاج �إلى �شيء من ال�صقل والتهذيب‪.‬‬ ‫ال�صب‪ :‬وتت�ضمن عملية ال�صب هذه ملء قوالب بزجاج من�صهر وذلك �إما ب�صب الزجاج من مغارف‬ ‫و�إما مبا�ش ��رة من الفرن‪� ،‬أو ب�ص ��ب الزجاج من قاع الفرن‪ .‬وي�س ��تخدم ال�صب في �إنتاج قطع‬ ‫الزجاج الم�ستعمل في ال�ش�ؤون المعمارية وفي �إنتاج زجاج الفنون وزجاج الليزر‪.‬‬

‫هو عملية �إزالة �آثار ال�ش ��د وال�ض ��غط المتبقية في الزجاج بعد عملية الت�شكيل‪ .‬وتُل َّدن معظم الأدوات‬ ‫الزجاجية بمجرد الفراغ من ت�ش ��كيلها‪ .‬و�إذا لم تتم عملية التلدين‪ ،‬فقد يتحطم الزجاج ب�س ��بب ال�ش ��د‬ ‫ال ��ذي ي�س ��ببه التبريد غير المت ��وازن‪ .‬وتتم عملية التلدين هذه عن طريق ت�س ��خين الزج ��اج مرة �أخرى‬ ‫وتبريده بالتدريج وببطء لتجنب ت�ش ��ققه وتك�س ��ره وتجرى هذه العملية بو�ضع الأدوات الزجاجية في فرن‬ ‫للتبريد على درجة حرارة تتراوح مابين ‪400‬م ‪600 -‬م في فترة زمنية كافية ثم يتم تبريده تدريجي ًا �إلى‬ ‫الدرجة العادية‬

‫‪ - 4‬التطبيع ‪:‬‬ ‫عملية يعاد فيها ت�س ��خين الأ�ش ��كال الزجاجية التي �صنعت حتى ت�ص ��بح طرية تقري ًبا‪ ،‬ثم تب ّرد فج�أة‬ ‫بتيارات قوية من الهواء البارد‪� ،‬أو بغم�س ��ها في زيت �أو �أي مواد كيميائية �س ��ائلة‪ .‬ويجعل التطبيع الزجاج‬ ‫�أكث ��ر متان ��ة م ��ن الزجاج الع ��ادي‪ ،‬وعالوة عل ��ى ذلك‪ ،‬ف�إن ��ه بالإمكان تطبي ��ع الم�ص ��نوعات الزجاجية‬ ‫بالكيميائيات‪.‬‬

‫‪137‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫‪ - 3‬التلدين (التبريد ) ‪:‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫‪ - 5‬االختبار‪:‬‬ ‫في كل م�ص ��نع من م�ص ��انع الزجاج تقري ًبا يتولى بع�ض المهند�سين اختبار عينات من الم�صنوعات‬ ‫الزجاجية ت�ؤخذ مبا�شرة من الأفران للت�أكد من �أن الزجاج من نوعية جيدة‪ ،‬و�أن له الخوا�ص المطلوبة‪.‬‬ ‫كذلك ف�إنه ت�ؤخذ عينات من الأواني الختبار حجمها وجودة متانتها وغير ذلك من الخوا�ص الأخرى‪.‬‬

‫‪ - 6‬ال�صقل (الإنهاء ) ‪:‬‬ ‫وتت�ضمن هذه المرحلة التنظيف والتلميع والق�ص حيث يتم فيها تنظيف الأدوات الزجاجية و�صقلها‬ ‫وقطعها وت�ص ��نيفها وعادة ما ي�سلط تيار هوائي ي�شتمل على الرمل من �أجل تنظيف ال�سطوح الزجاجية‪.‬‬

‫�أنواع الزجاج ‪:‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫الزجاج عبارة مادة �شفافة المعه تك�سر ب�سهولة ‪ .‬يعتقد كثير من النا�س �أن الزجاج الذي ي�ستعمل في‬ ‫النوافذ وعد�سات النظارات‪ ,‬وفي المختبرات‪ ,‬وفي �أواني المطبخ م�صنوع من مادة واحدة‪ ,‬والواقع �أن‬ ‫هناك �أنواع متعددة من الزجاج ت�ستخدم لأغرا�ض مختلفة منها‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الزج���اج الع���ادي (اللي���ن)‪ :‬يتك ��ون م ��ن ‪ SiO2 %13 , CaO %15 , Na2O %70‬يتمي ��ز ه ��ذا‬ ‫النوع من الزجاج بعدم ان�صهاره عند درجات الحرارة العالية نوع ًا ما‬ ‫‪ ,‬وي�س ��تخدم هذا النوع في عمل النواف ��ذ والمرايا والأوعية الزجاجية‬ ‫كالقوارير‪.‬‬ ‫‪ - 2‬البايرك����س‪ :‬زج ��اج �س ��يلكات الب ��ورون يتك ��ون م ��ن ‪%28 - %13‬‬ ‫�أك�س ��يد ب ��ورون ‪ B2O3‬و‪� % 87 - % 80‬س ��يلكا ‪ SiO2‬يتميز هذا النوع‬ ‫بمقاومته العالية للحرارة وال�صدمات والكهرباء وال يتفاعل مع المواد‬ ‫الكيميائية لذا ي�ستخدم في �صناعة الأدوات الزجاجية الم�ستخدمة في‬ ‫المختبرات و�ص ��ناعة الأطباق التي تو�ضع في الأفران و�صناعة العوازل‬ ‫الكهربائية وكا�سات ال�شاي‪.‬‬

‫�شكل (‪ ) 15-4‬الزجاج العادي‬

‫�شكل (‪ )16-4‬زجاج البايرك�س‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪138‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫‪ - 3‬زجاج ال�صواني �أو الكري�ستال (زجاج الب�صريات)‪:‬‬ ‫يتكون من ‪ % 90‬من �أك�سيد الر�صا�ص وال�سيلكا والمواد‬ ‫القلوية يلين هذا الزجاج بالت�سخين وي�ستخدم في الأجهزة‬ ‫الب�ص ��رية (والميكرو�سكوبات والتل�سكوبات وعد�سات �آالت‬ ‫الت�ص ��وير الم�ص ��ابيح الكهربائية وغيرها) وعازل لبع�ض‬ ‫الإ�ش ��عاعات النووي ��ة ‪ .‬ويدخ ��ل ف ��ي �ص ��ناعة المجوهرات‬ ‫�شكل (‪ )17-4‬زجاج الب�صريات‬ ‫ال�صناعية وهناك نوع �آخر من زجاج ال�صواني يحتوي على‬ ‫ن�س ��بة من �أك�سيد البوتا�سيوم ‪ K2O‬وهو غير ملون و�ص ��افي وي�ستعمل في بع�ض الأجهزة الكهربائية لأنة‬ ‫ردئ التو�صيل الكهربائي ‪.‬‬

‫‪ - 4‬زجاج الأمان الم�صفَّح‪:‬‬

‫‪ - 5‬الأدوات المعملية الزجاجية‪ (.‬الكوارتز )‪:‬‬ ‫ت�شمل الك�ؤو�س الكبيرة والدوارق‪ ،‬و�أنابيب االختبار والأجهزة الكيميائية‬ ‫الخا�ص ��ة‪ .‬وت�صنع هذه الأ�ش ��ياء من زجاج مقاوم للحرارة ليتحمل �صدمات‬ ‫درج ��ات الحرارة العنيفة بالإ�ض ��افة �إلى �أنه �أكثر مقاوم ��ة للكيميائيات من‬ ‫الزجاج العادي‪.‬‬

‫‪139‬‬

‫�شكل ( ‪ )19-4‬الأدوات‬ ‫المعملية الزجاجية‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫�ش ��طائر ت�صنع عن طريق �إل�ص ��اق �شرائح من مادة بال�س ��تيكية ب�أخرى‬ ‫من زجاج م�س ��طح‪ ،‬الواحدة بعد الأخ ��رى بالتبادل لتكوين هذا الزجاج‪ .‬وقد‬ ‫تنك�س ��ر طبقة الزج ��اج الخارجية �إذا ارتطم بها ج�س ��م طائر‪ ،‬ولكن الطبقة‬ ‫البال�ستيكية المطاطية المل�صقة بها تت ّمدد وتم�سك بالقطع المه�شمة وتمنعها‬ ‫من التطاير في كل اتجاه‪ .‬وي�س ��تعمل هذا الزجاج الم�صفَّح عندما يخ�شى �أن �شكل (‪ )18-4‬زجاج الأمان‬ ‫ُي ِ‬ ‫حدث الزجاج المتطاير �إ�ص ��ابات خطرة كما يحدث �أحيا ًنا عندما ينك�س ��ر‬ ‫زجاج مقدمة ال�سيارات‪.‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬ ‫‪ - 6‬الألياف الزجاجية(فايبر جال�س)‪:‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫تطورت �إلى �صناعة �ضخمة في �سائر �أنحاء العالم منذ �أن ظهرت في الثالثينيات من القرن الع�شرين‪.‬‬ ‫وكل ليفه �إنما هي ق�ضيب من زجاج رقيق �إال �أنه �صلب‪ ،‬وفي معظم الأحيان‪ ،‬يبلغ �سمكه �أقل من واحد على‬ ‫ع�ش ��رين من �سمك �شعرة الإن�سان‪ .‬ويمكن تعبئة هذه الق�ض ��بان الدقيقة م ًعا دون ت�ضييق‪ ،‬في كتلة �أ�شبه‬ ‫بكتل ال�صوف بغر�ض العزل الحراري‪ .‬وبالإ�ضافة �إلى ذلك‪ ،‬ف�إنه بالإمكان ا�ستخدامها ك�ألياف ال�صوف‬ ‫والقطن ل�ص ��ناعة خيوط غزل زجاجية �أو �ش ��ريط �أو قما�ش �أو ح�صائر‪ .‬وللألياف الزجاجية ا�ستعماالت‬ ‫كثيرة‪ ،‬فهي ت�ستعمل في العزل الكهربائي‪ ،‬وللتنقية الكيميائية ولمالب�س رجال المطافي‪ .‬و�إذا تم دمجها‬ ‫مع البال�س ��تيك ف�إن الألياف الزجاجية يمكن ا�س ��تعمالها في �صناعة �أج�س ��ام ال�سيارات‪ .‬وتعتبر الألياف‬ ‫الزجاجي ��ة م ��ادة مرغو ًبا فيها لعمل ال�س ��تائر لأنها غير قابل ��ة لالحتراق كما �أنها يمكن غ�س ��لها‪ .‬يمكن‬ ‫�ص ��بغ هذه الألياف ب�أي لون عند تغطيتها بطبقة من الجالتين الزجاج ال�ض ��بابي (غير �ش ��فاف)يتكون‬ ‫من الكريوليت والفلوريت وفو�س ��فات الكال�س ��يوم و�أك�سيد الق�صدير �صنع ب�إ�ضافة مواد تكون دقائقها في‬ ‫الحالة الفردية �إلى م�صهور الزجاج فتبقي الدقائق عالقة عند تبريد الزجاج وتجعله �ضبابي ًا لأنها تن�شر‬ ‫ال�ضوء وتفرقة ب�سب اختالف معامل انك�سارها عن معامل انك�سار بقية الزجاج‪.‬‬

‫تلوين الزجاج (الزجاج المع�شق)‪:‬‬ ‫تلوين الزجاج هو عملية �ص ��ب �أو �س ��كب الأل ��وان الممزوجة بالمواد‬ ‫الكيميائية على �سطح الزجاج �أو المرايا لتكوين طبقة من الزجاج الملون‬ ‫�سمكها ال يزيد عن مليمترين‪ ،‬وتدعم ب�إ�ضافة مادة مطاطية ال�صقة‪ .‬وتتم‬ ‫ه ��ذه العملية وفق معادلة كيميائية معينة وفي و�س ��ط حراري ‪.‬ويتم تلوين‬ ‫الزجاج ب�إ�ض ��افة �آثار من العنا�صر المعدنية‪ ،‬فاللون الأحمر يتم ب�إ�ضافة‬ ‫�شكل ( ‪ )20-4‬تلوين الزجاج‬ ‫�أك�سيد النحا�سوز‪ ،‬والأزرق المخ�ضر ب�إ�ضافة �أك�سيد النحا�سيك‪ ،‬والأزرق‬ ‫بالكوبلت‪ ،‬واللبني بالفو�سفات‪ ،‬والأ�صفر بال�سيلينيوم‪ ،‬والأخ�ضر ب�أك�سيد الحديد‪ ،‬والرمادي بالكروم‪ .‬الأ�صفر‬ ‫�أو البني بوجود ايون الحديد الثالثي �سمى بالمع�شق لإدخال الزجاج داخل قنوات ال�شرائط المعدنية ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪140‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬

‫زجاج الإ�سمنت ‪:‬‬ ‫ال تخلو الدول النامية من م�صانع الإ�سمنت‪ ،‬فالعالم كله‬ ‫يحتاج �إلى هذه ال�سلعة ولكن الأتربة الناتجة عن �صناعتها ت�شكل‬ ‫خطر ًا يهدد البيئة والب�شر فهذه الأتربة لي�ست �إ�سمنت ًا �أو عن�صر‬ ‫يمكن �إعادة تدويره ل�صناعة الإ�سمنت مرة �أخرى مما جعل تلك �شكل ( ‪� ) 28-4‬أدوات م�صنعة من‬ ‫زجاج الإ�سمنت‬ ‫الم�صانع تتخل�ص منه ب�إلقائه ‪ /‬في العراء وقد قدم د‪ .‬محمد‬ ‫ي�سرى ح�سان �أ�ستاذ الفيزياء في كلية العلوم في جامعة الأزهر درا�سة �أجر�أها حول هذا التراب تو�صل‬ ‫من خاللها �أنة يحتوي على ‪ CaO , Al2O3 , K2O3‬وهي مواد تحتاجها م�صانع الزجاج لتح�سين‬ ‫�صفاته فتولدت لدية فكرة ا�ستخدام هذا التراب ب�إ�ضافته للرمال �أثناء ت�صنيع الزجاج ويكون بهذا قد‬ ‫حقق فائدتين التخل�ص من التلوث البيئي و�إنتاج زجاج رخي�ص الثمن‪ .‬مما دفع بع�ض الم�ستثمرين �إلى‬ ‫التفكير في ا�ستخدام تراب الإ�سمنت لإنتاج �أطباق المائدة وزجاجات المياه من هذا الزجاج الملون‬

‫‪141‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫يلقى قطاع �ص ��ناعة الزجاج في المملكة العربية ال�س ��عودية دعم ًا كبي ��ر ًا من حكومة المملكة‬ ‫العربي ��ة ال�س ��عودية مما جعلها من الدول المتقدمة في هذا المجال ‪� .‬ص ��مم عر�ض بالحا�س ��وب‬ ‫مبين ًا فيه م�ص ��انع الزج ��اج في المملكة وطاقتها الإنتاجية ‪� .‬أن ��واع الزجاج التي لم تذكر ‪ ,‬طرق‬ ‫ت�صنيع الزجاج ‪.‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬

‫الف�صل الرابع‬

‫الحفر على الزجاج ( زخرفة الزجاج) ‪:‬‬ ‫‪ -1‬الحف ��ر بحم����ض الهيدروفلوري���ك‪ :‬وبع�ض مركبات ��ه هي الكيميائيات الوحي ��دة التي تعمل على‬ ‫ت�آكل الزجاج و�إذابته‪ .‬وي�سمى الزجاج الذي يغم�س في هذه الكيميائيات �أو ُي َّ‬ ‫ر�ش بها ب�أنه زجاج‬ ‫مت� ��آكل‪ .‬وبناء عل ��ى مك ِّونات الزجاج وتركي ��ز الفلوريد والمدة الزمنية التي يتعر�ض لها �س ��طح‬ ‫الزجاج المت�آكل ي�ص ��بح خ�شنًا ومعت ًما �إلى درجة تجعله ي�شبه الثلج‪ ،‬ويكاد يكون غير �شفاف‪� ،‬أو‬ ‫ربما كان له مظهر ناعم ن�ص ��ف �ش ��فاف بنعومة مظهر قما�ش ال�ستان‪ .‬و ُي َّ‬ ‫بطن داخل الم�صابيح‬ ‫الكهربائية بهذا الدهان الذي ي�شبه ال�ستان‪ .‬كما تحفر الأباريق و�أقداح الماء والزجاج الم�صنوع‬ ‫للأعمال الفنية في كثير من الأحيان بت�ص ��اميم معقَّدة‪ .‬ويطلى �س ��طح الم�ص ��باح �أو ًال بحم�ض‬ ‫مق ��اوم للكيميائي ��ات لوقاية �أجزاء الزج ��اج التي تقع خارج قالب النم ��وذج المطلوب‪ .‬ثم يت�آكل‬ ‫�سطح الزجاج غير المطلي بفعل الحم�ض تار ًكا النموذج‪ .‬ومن الممكن عمل مادة �صقل حم�ضية‬ ‫المعة عن طريق خلط الهيدروفلوريك وحم�ض الكبريتيك‪.‬‬ ‫ال�سفع الرملي‪:‬‬ ‫�طحا ن�ص ��ف �ش ��فاف‪ ،‬وغال ًبا ما يكون هذا ال�سطح‬ ‫يعطى الزجاج �س � ً‬ ‫�أكثر خ�ش ��ونة من ذلك الذي يتم الح�صول عليه عن طريق الحفر‪ .‬وينفخ‬ ‫الهواء الم�ضغوط رم ًال بذرات خ�شنة ترتطم بالزجاج‪ ،‬وكثي ًرا ما يتم ذلك‬ ‫خا�صا‪ .‬وكثي ًرا ما تكون‬ ‫من خالل قالب زخرفي مطاطي ي�ش ��كل ت�صمي ًما ً‬ ‫البطاق ��ات على �أوعية الكيميائي ��ات محكوكة بالرمل‪ .‬وكثي ًرا ما تزخرف‬ ‫�شكل (‪)29-4‬‬ ‫�أواني الإ�ض ��اءة والأف ��ران والأطباق والنوافذ بال�س ��فع (الحك) الرملي‪ .‬النق�ش بالعجالت النحا�سية‬ ‫القطع‪:‬‬ ‫عملية ت�آكل كميات كبيرة من الزجاج الأ�ص ��لي‪ ،‬وذلك بتثبيتها على حجر رملي دوار �أو عجالت‬ ‫الكاربورندم وهي المادة ال�شديدة ال�صالبة التي ت�ستعمل في ال�صقل والحك والك�شط‪ .‬ويتابع العامل‬ ‫جدا‪ .‬ويعاد البريق‬ ‫�شك ًال زخرف ًيا �سبق �أن و�ضع على الآنية �أو ال�شكل‪ .‬وقد يكون القطع �أحيا ًنا عميقًا ً‬ ‫جدا‪.‬‬ ‫الأ�صلي لل�سطح الخ�شن المقطوع عن طريق الت�آكل بالأحما�ض �أو بال�صقل بكا�شطات ناعمة ً‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪142‬‬

‫ال�صناعات الكيميائية غير الع�ضوية‬

‫النق�ش بالعجالت النحا�سية‪:‬‬ ‫وتت�ض ��من العملية قطع الزجاج بع�ش ��رات من العجالت النحا�سية التي تغذى بالمواد الكا�شطة‪.‬‬ ‫الزخرفة المعالجة بالنار‪ .‬يمكن و�ضع الطالء الزجاجي الملون والأعمال ذات الرونق على الزجاج‬ ‫خ�صي�صا‬ ‫�إما عن طريق الفن الت�شكيلي اليدوي (الر�سم)‪ ،‬و�إما عن طريق نقل ال�صور من ورق �أعد‬ ‫ً‬ ‫لهذه العملية �أو الطباعة الحريرية‪ .‬وعندما ت�سخن هذه الو�سائل الفنية من طالء وغيرها �إلى درجة‬ ‫الحرارة المطلوبة ف�إنها تن�صهر في الزجاج‪ ،‬وهكذا ت�صبح جز ًءا من الآنية الزجاجية‪.‬‬

‫الف�صل الرابع‬

‫‪143‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫�أ�سئلة الف�صل‬ ‫الرابع‬ ‫�س‪:1‬علل‪:‬‬ ‫�أ) ي�ضاف الجب�س �إلى الكلنكر‪.‬‬ ‫ب) تتم عملية تبريد الزجاج ببطء ‪.‬‬ ‫جـ) ال تغلق القوارير الزجاجية التي تحتوي محاليل قلوية ( قاعدية ) بغطاء زجاجي‪.‬‬

‫�س‪:2‬اختر الإجابة ال�صحيحة ‪:‬‬ ‫‪� - 1‬أحد المواد التالية ال يدخل في �صناعة الأ�سمنت ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬الرمل ب‪ -‬الجب�س‬

‫د‪ -‬خام الألومنيوم‬

‫جـ ‪-‬خام الحديد‬

‫‪ - 2‬مادة تدخل في �صناعة الأ�سمنت ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬ثاني �أك�سيد ال�سليكون‬

‫ب‪ -‬كربونات البوتا�سيوم‬

‫جـ ‪-‬كربونات ال�صوديوم‬

‫د‪ -‬كربونات الكال�سيوم‬

‫الف�صل الرابع‬

‫‪ - 3‬المادة الأولية الأ�سا�سية في �صناعة الأ�سمنت وت�شكل حوالي ‪ %80‬من مكوناته ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬الحجر الجيري‬

‫ب‪ -‬الحجر الطيني‬

‫جـ ‪ -‬الجب�س‬

‫د‪ -‬خام الحديد‬

‫‪ - 4‬خام الأ�سمنت قبل خلطه بالجب�س ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬الكلنكر‬

‫ب‪� -‬أ�سمنت بورتالند‬

‫جـ ‪ -‬المقاوم للأمالح‬

‫د‪ -‬ا�سمنت الأبي�ض‬

‫‪ - 5‬نوع من الزجاج ي�ستخدم في �صناعة �أواني الطبخ و�أدوات المخابر التي تتحمل حرارة عالية ‪:‬‬ ‫ب‪ -‬الليفي‬

‫�أ‪ -‬الم�سطح‬

‫جـ ‪ -‬المق�سى‬

‫د‪ -‬البيرك�س‬

‫‪� - 6‬إحدى المواد التالية تُ�ستخدم في �صناعة الزجاج ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬الحجر الطيني‬

‫ب‪ -‬خام الحديد‬

‫جـ ‪ -‬خام الألومنيوم‬

‫‪ - 7‬يدخل الرمل في �صناعة ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬الزجاج‬

‫ب‪ -‬المعلبات‬

‫جـ ‪ -‬الألومنيوم‬

‫‪144‬‬

‫د‪ -‬الحديد‬

‫د‪ -‬كربونات البوتا�سيوم‬

‫‪ - 8‬عملية يتم فيها تفاعل خامات الزجاج لتكوين �سليكات ال�صوديوم والكال�سيوم‪:‬‬ ‫ب‪ -‬الكب�س‬

‫�أ‪ -‬ال�سحب‬

‫د‪ -‬ال�صهر‬

‫جـ ‪-‬النفخ‬

‫‪ - 9‬عملية تهدف �إلى �إزالة مكامن ال�شد في قوام الزجاج ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬التلدين‬

‫ ‬

‫ب‪ -‬التطبيع‬

‫د‪ -‬ال�سحب‬

‫جـ ‪-‬التلوين‬

‫‪ - 10‬عملية تفيد في تقوية الزجاج �أكثر بكثير مما هو عليه �أ�ص ً‬ ‫ال‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬التلدين‬

‫جـ ‪ -‬التلوين‬

‫ب‪ -‬التطبيع‬

‫د‪ -‬ال�سحب‬

‫‪ - 11‬للح�صول على الزجاج الأزرق ‪ ،‬ي�ضاف �أك�سيد‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬النحا�سوز‬

‫ب‪ -‬الحديديك‬

‫جـ ‪ -‬اليورانيوم‬

‫د‪ -‬الكوبالت‬

‫‪ - 12‬لإعطاء اللون الأحمر للزجاج ‪ ،‬ي�ضاف �أك�سيد ‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬النحا�سوز‬

‫جـ ‪ -‬اليورانيوم‬

‫ب‪ -‬الحديديك‬

‫د‪ -‬الكوبالت‬

‫‪ - 13‬زجاج ُي�ستخدم في ت�صنيع النوافذ والمرايا‪:‬‬ ‫�أ‪ -‬الم�سطح‬

‫ب‪ -‬الليفي‬

‫جـ ‪ -‬المق�سى‬

‫د‪ -‬البايرك�س‬

‫�س‪ :3‬ار�سم مخطط يبن مراحل ك ً‬ ‫ال من‬ ‫�أ) تكون الإ�سمنت مع المعادالت‪.‬‬ ‫ب) تكون الزجاج مع المعادالت‪.‬‬

‫�س‪ :4‬قارن بين الإ�سمنت والزجاج من حيث المواد الخام الداخلة في ال�صناعة وطرق‬ ‫الت�صنيع‬

‫‪145‬‬

‫التعدين وال�صناعات‬ ‫الكيميائية في المملكة‬ ‫الأهداف‬ ‫نتوقع منك في نهاية الف�صل �أن‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تتعرف على مفهوم التعدين ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تو�ضح خامات الفلزات وطريقة ا�ستخراجها ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تو�ضح �صناعة الذهب وا�ستخال�صه ‪.‬‬ ‫‪ - 4‬تتعرف على الحديد و�أهم خاماته و�أنواعه وطريقة ت�صنيعه وا�ستعماالته ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬تو�ضح �صناعة الورق و�إعادة تدويره ‪.‬‬ ‫‪ - 6‬تتعرف على الألومينيوم و�أهم خاماته وطريقة تح�ضيره و�أهم ا�ستخداماته ‪.‬‬ ‫‪ - 8‬تتعرف على �صناعة بع�ض الأحما�ض المعدنية ( حم�ض النيتروجين ‪ ،‬حم�ض الكبريت )‬ ‫‪ - 9‬تو�ضح �صناعة بع�ض القلويات ‪ :‬ال�صودا الكاوية ‪ ،‬الن�شادر ‪.،‬‬

‫‪146‬‬

‫المقدمة‬ ‫توجد العنا�صر في الطبيعة �إما منف�صلة �أو متحدة بع�ضها مع بع�ض على هيئة مركبات ‪ .‬وتعرف ال�صورة‬ ‫من هذه المواد الموجودة �أ�ص�ل�ا في الطبيعة بالمعادن ‪ .‬فالمعدن مادة ذات تركيب كيميائي متميز و�ش���كل‬ ‫بلوري محدد وموجودة في الق�شرة الأر�ضية على هيئته الطبيعية ‪.‬‬ ‫وتعتب ��ر المع ��ادن من الموارد الطبيعية اال قت�ص ��ادية الهامة وخا�ص ��ة �إذا كانت خام ��ات المعدن متوفرة‬ ‫بكميات تكفي ال�س ��تخراجها واال�ستفادة منها ب�صورة اقت�صادية ‪ .‬ويعتمد تحديد القيمة االقت�صادية للمعدن‬ ‫على ن�س ��بة تركيز العن�ص ��ر في المعدن وموقع الخام الجغرافي والجيولوجي ون�س ��بة ال�شوائب الموجودة فيه‬ ‫وخوا�ص المعدن الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية ‪.‬‬

‫هل يعتبر ال�صلب المح�ضر �صناعي ًا معدن ؟ لماذا ؟‬

‫�صور الخامات المعدنية في الق�شرة الأر�ضية‪:‬‬ ‫تكونت الخامات المعدنية في الق�شرة الأر�ضية الخارجية نتيجة لعوامل مختلفة وعلى فترات زمنية طويلة‬ ‫وتوجد هذه الخامات على هيئة ثالثة �صور رئي�سية هي‪:‬‬ ‫‪ - 1‬خام ال�صهير‪ :‬مثل خام الكروميت الذي يحتوي على خام الكروم ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬خامات المحاليل المائية ال�ساخنة‪ :‬ومن �أهم �أنواع خاماته الذهب ‪ ,‬الف�ضة ‪ ,‬النحا�س‬ ‫‪ - 3‬الخامات المعدنية الر�سوبية‪ :‬ومن �أهم خاماته الحديد‪ ,‬المنجنيز‪,‬‬ ‫الفحم الحجري‪ ،‬النفط ‪.‬‬

‫‪147‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫رحلة معرفية‪:‬‬ ‫يتميز كل معدن بخوا�ص فيزيائية معينة ت�ساعد على التعرف عليه وتميزه في ق�شرة الأر�ض عن‬ ‫غي���ره من المعادن‪ .‬بالرجوع �إلى م�ص���ادر المعلوم���ات لديك اكتب تقريراً عن الخوا�ص الفيزيائية‬ ‫للمعادن والتي ت�ساعد على التعرف على المعدن ‪.‬‬

‫ت�صنيف المعادن‪:‬‬ ‫هناك عدة �أ�س�س لت�صنيف المعادن‪ ,‬فقد ت�صنف على �أ�سا�س �أنها معادن فلزية ومعادن الفلزية �أو معادن‬ ‫ثابت ��ة ومعادن غير ثابتة تت�أثر بالعوامل الفيزيائية �أو معادن �أولية توجد بحالتها الطبيعية في ق�ش ��رة الأر�ض‬ ‫ومعادن توجد على هيئة مركبات‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫ت�صنيف المعادن بناءاً على التركيب الكيميائي للمعدن �إلى‪:‬‬ ‫‪ - 1‬مجموعة المعادن التي توجد بحالتها الطبيعية‪ :‬وتكون المعادن على هئية عنا�صر غير متحدة‬ ‫مع عنا�صر �أخرى مثل الذهب الف�ضة‪ ,‬النحا�س‪ ,‬الحديد‪.‬‬ ‫‪ - 2‬مجموعة معادن الكبريتيدات‪ :‬وتحتوي علي الكبريت متحد ًا بعنا�صر �أخرى مثل الجالينا ‪ ,‬ال�سينابار‪.‬‬ ‫‪ - 3‬مجموعة معادن الأكا�سيد‪ :‬وتحتوي على الأك�سجين متحد ًا مع عنا�صر �أخرى مثل الكوارتز‪,‬‬ ‫البوك�سايت ‪ ,‬الهيماتايت‪.‬‬ ‫‪ - 4‬مجموعة معادن الهاليدات‪ :‬وتحتوي على �أي نوع من الهاليدات متحدة مع عنا�صر �أخرى مثل‬ ‫الهاليت‪ ,‬الفلورايت‪.‬‬ ‫‪ - 5‬مجموعة معادن الفو�سفات‪ :‬وتحتوي على مجموعة الفو�سفات متحدة مع عنا�صر �أخرى مثل‬ ‫�أباتايت‪ ,‬البيرمورفايت‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪148‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫العن�صر‬

‫ن�سبته في الق�شرة الأر�ضية‬

‫الأك�سجين (‪)O‬‬

‫‪ % 46.46‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫ال�سيليكون (‪)Si‬‬

‫‪ % 27.61‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫الألومينيوم (‪)Al‬‬

‫‪ % 8.07‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫الحديد (‪)Fe‬‬

‫‪ % 5.06‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫الكال�سيوم (‪)Ca‬‬

‫‪ % 3.64‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫ال�صوديوم (‪)Na‬‬

‫‪ % 2.83‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫البوتا�سيوم (‪)K‬‬

‫‪ % 2.58‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫المنجنيز (‪)Mn‬‬

‫‪ % 2.07‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫التيتانيوم (‪)Ti‬‬

‫‪ % 0.62‬من وزن الق�شرة الأر�ضية‬

‫جدول (‪ ) 1-5‬يو�ضح ن�سب بع�ض المعادن في الق�شر ة الأر�ضية‬

‫كلمة تعدين لها عدة مفاهيم منها‪� :‬أن كلمة تعدين تعني العلم والتقنية والعمل المطلوب الكت�شاف المعادن‬ ‫وا�س ��تخراجها‪ ،‬مفهوم �آخر هو الطريقة المثلى ال�س ��تخال�ص المعادن النافعة من �س ��طح الق�ش ��رة الأر�ضية‪،‬‬ ‫مفهوم �آخر هو ال�صناعة التي تزود المجتمع بمتطلباته من المعادن المختلفة‪ ،‬ويمكن جمع المفاهيم ال�سابقة‬ ‫في مفهوم واحد التعدين يعني ت�ص���ميم و�إن�ش���اء مناجم ال�ستخراج خام المعدن من الأر�ض‪ ،‬ومن ثم ف�صل‬ ‫هذا المعدن وتنقيته ب�صورته النهائية‪.‬‬

‫‪149‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫التعدين ‪:Mining‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫هذه المناجم �إما �أن تكون مناجم �سطحية‪ ،‬مثل حفرة مفتوحة على وجه الأر�ض‪� ،‬أو �أن تكون هذه المناجم‬ ‫تحت �سطح الأر�ض وت�شمل �أنفاق ًا محفورة في باطن الأر�ض للو�صول �إلى خام المعدن المطلوب وا�ستخراجه‬ ‫با�س ��تخدام �أحد �أ�س ��اليب ا�س ��تخراج المعادن من تحت باطن الأر�ض على �أعماق قد ت�ص ��ل �أحيانا �إلى �آالف‬ ‫الأمتار‪ ،‬وعمليات التعدين لي�س ��ت مق�ص ��ورة على المعادن الفلزية الأ�سا�سية فقط‪ ،‬بل هناك �أي�ض ًا المحاجر‬ ‫التى ي�ستخرج منها مواد البناء مثل الحجر‪ ،‬ورمل ال�سليكا‪ ،‬والأ�سمنت‪ ،‬بالإ�ضافة �إلى مواد الرخام‪.‬‬

‫ا�ستخال�ص المعادن النقية من خاماتها‪:‬‬ ‫توجد خامات المعادن (ما عدا الذهب) بوجه عام على �شكل مركبات كيميائية مع الأك�سجين �أو الكبريت‬ ‫�أو كليهما ‪ ،‬وال�ستخال�ص المعدن نقي ًا يجب اختزاله من خاماته �إلى الحالة الفلزية‪ ،‬ويتم ذلك �إما با�ستعمال‬ ‫تفاعل كيميائي (الكربون في حالة خامات الحديد) �أو بالكهرباء كما في حالة الألومينيوم‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫حبا اهلل المملكة العربية ال�سعودية خيرات كثيرة منها خامات المعادن الموجودة في �أنحاء‬ ‫مختلفة من �أرا�ض ��يها بنيت من �أجلها المن�ش�آت والمناجم ال�ستخراج بع�ضها وتجرى الدرا�سات‬ ‫ال�ستك�شاف المزيد ‪.‬‬ ‫اكت ��ب تقري ��ر ًا تتناول فيه �أ�ش ��هر المع ��ادن الموجودة ف ��ي المملكة و�أماك ��ن وجودها وطرق‬ ‫التنقيب عنها‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪150‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫التطهير والتعدين في القر�آن‪:‬‬ ‫قال اهلل تعالى في كتابه }‬

‫‪151‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫{ (�سورة الرعد �آية‪) 17‬في الآية بع�ض جوانب الإعجاز‬ ‫العلم ��ي ف ��ي مجالي التطهير والتعدين‪.‬ففي المقطع الأول تحدثت الآية الكريمة عن عملية �س ��يالن‬ ‫الأودية �إثر نزول المطر‪ .‬وفي هذا �إ�ش ��ارة �إلى ظاهرة بيئية لم يكت�ش ��فها العلماء �إال في ال�س ��نوات‬ ‫الأخيرة وهي ظاهرة التطهير الذاتي للم�س ��طحات المائية‪ .‬وهي عبارة عن مجموعة من الأ�ساليب‬ ‫الهيدرولوجي ��ة والفيريوكيمائية والبيولوجية تتفاعل مع بع�ض ��ها البع�ض لتقوم بت�ص ��فية المياه من‬ ‫ملوثاتها الع�ضوية‪ .‬فينتج عن هذه العملية ما ًء �صافي ًا �صالح ًا لل�شراب ينفع النا�س‪ .‬وزبد يعلوه يطرح‬ ‫ويلق ��ى لأنه ال فائدة فيه‪ .‬وق ��د اقتب�س العلماء هذه الظاهرة الطبيعية وطوروا �أ�س ��اليبها تكنولوجيا‬ ‫وطبقوها ميدانيا في �شكل محطات لتطهير المياه الم�ستعملة‪ .‬وفي المقطع الثاني من الآية الكريمة‬ ‫وفي نف�س ال�س ��ياق تحدث القر�آن عن عملية التعدي ��ن التي تبدو في ظاهرها عملية فيزيائية بحتة‪،‬‬ ‫وهي المعاملة الحرارية ال�س ��تخراج المعادن‪ .‬وينتج �أي�ض ��ا عن هذه العملية معادن �ص ��افية ي�ستفاد‬ ‫بها للحلية والمتاع من ناحية‪ ،‬وزبد يطرح ويلقى من ناحية �أخرى‪ .‬لكن في الآن نف�س ��ه ركزت الآية‬ ‫الكريم ��ة على مثلية الزبد (زبد مثل ��ه) الناتج عن كال العمليتين‪ :‬التطهي ��ر والتعدين‪ ،‬في حين �أن‬ ‫الأ�س ��اليب الم�ستعملة مختلفة تمام ًا في المعاملة الأولى والثانية‪ .‬وبالتالي ال يمكن مماثلة الزبد �إال‬ ‫م ��ن حيت �أنه خبث يطرح ويلقى‪� .‬إال �أن �س ��ياق الحديث في الآي ��ة ودقة القر�آن في لفظ «مثله» ي�أبى‬ ‫هذه المماثلة ال�ضعيفة‪ .‬فجاءت االكت�شافات العلمية الحديثة في مجال هند�سة الأ�ساليب والتعدين‬ ‫لت�ؤكد �إمكانية ا�ستخراج المعادن ب�أ�ساليب هيدرولوجية وفيزيولوكيمائية وبيولوجية ينتج عنها زبد‬ ‫ي�ش ��به تمام ًا الزبد الذي ينتج عن عملية التطهير الذاتي التي تحدثت عنها الآية في المقطع الأول‪.‬‬ ‫وهذا يمثل قمة في الإعجاز العلمي للقر�آن الكريم‪ ،‬فمن �أعلم الر�سول الكريم �صلى اهلل عليه و�سلم‬ ‫منذ ‪ 14‬قرنا بهذه الأ�س ��اليب في مجالي التطهير والتعدين التي لم يكت�ش ��فها العلم الحديث �إال في‬ ‫ال�سنوات الأخيرة‪ .‬حق ًا �إنه القر�آن الذي ال ي�أتيه الباطل من بين يديه وال من خلفه تنزيل من حكيم‬ ‫حميد ‪.‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫بع�ض الثروات المعدنية في المملكة وطرق ا�ستخال�صها‪:‬‬ ‫الذهب ‪:Gold‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫عرفالذهبمنذالقدمكمعدنثمينلندرتهومقاومته لعواملالتغيير�أوالهالك‪.‬‬ ‫ويتميز ببريقه الأخاذ ولونه الأ�صفر الجميل ‪.‬وقد كان امتالك الذهب عالمة تدل‬ ‫على الثراء لآالف من ال�سنين‪ .‬وخالل القرون الو�سطى‪ ،‬ن�ش�أ علم كامل قائم بذاته‬ ‫ي�س ��مى الخيمياء نتيجة المحاوالت التي بذلت ل�ص ��نع الذهب بطرق ا�صطناعية‪.‬‬ ‫ولق ��د نج ��ح العلماء ف ��ي الع�ص ��ر الحديث في ا�س ��تخال�ص الذه ��ب من ماء‬ ‫البحر‪ ،‬كما ب�إمكان م�سرعات الج�سيمات تركيب الذهب من عن�صري الر�صا�ص �شكل(‪)1-5‬ذرة الذهب‬ ‫ِّ‬ ‫نوعا‬ ‫والزئبق‪ .‬كما يمكن لهذه الم�س� � ِّرعات �أن ت�صنع ً‬ ‫‪Au‬‬ ‫الرمز‬ ‫�نوعا م ��ن البالتين‬ ‫غي ��ر م�س ��تقر من الذه ��ب م�ص � ً‬ ‫‪79‬‬ ‫والأيريدي ��وم وكالهم ��ا يف ��وق الذه ��ب قيم ��ة‪� .‬إال �أن العدد الذري‬ ‫‪196.967‬‬ ‫�أغلب الذهب المنتج تجاريا مازال م�صدره الأر�ض‪ .‬الكتلة الذرية‬ ‫ً‬ ‫‪ 19.32‬جم‪�/‬سم‪3‬‬ ‫الكثافة‬ ‫وت�ش ��رف حكوم ��ات البل ��دان المنتج ��ة للذه ��ب على‬ ‫‪3 + ،1 +‬‬ ‫التكاف�ؤ‬ ‫ا�ستخراج و�صناعة الذهب ‪.‬تعود �أ�صل ت�سمية الذهب‬ ‫التوزيع‬ ‫م ��ن الإنجليزي ��ة ‪ geolo‬وتعني الأ�ص ��فر بينما يعود‬ ‫‪Xe 54 6s1 4f14 5d10‬‬ ‫االلكتروني‬ ‫�أ�صل الرمز من الالتينية ‪ aurum‬وتعني الذهب ‪.‬‬

‫وجوده في الطبيعة‪:‬‬ ‫‪ - 1‬يوجد الذهب في الطبيعة على �صورته الفلزية حر ًا غير متحد بعنا�صر �أخرى‪.‬‬ ‫‪ - 2‬يوجد على �شكل حبيبات �صغيرة مدفونة في الكوارتز ومخلوطة بالرمل‪.‬‬ ‫‪ - 3‬كما �أنه يوجد على �شكل �سبائك مع الف�ضة‪.‬‬ ‫‪ - 4‬توجد خاماته �إما في ال�صخور المعروف بـ (الذهب التر�سبي) �أو في رمال‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪152‬‬

‫�شكل ( ‪) 2-5‬‬ ‫الذهب في الطبيعة‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫الأنهار المعروف بـ (الذهب الطمي) الذي ينتج عن تحلل ال�ص ��خور المحتوية على الذهب وانجرافها مع‬ ‫تيارات مياه الأنهار ثم تر�سبها مرة �أخرى في قعر الأنهار �أو على �ضفافها ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬توج ��د مناجم نا�ض ��بة للذهب منت�ش ��رة ف ��ي �أنحاء مختلفة م ��ن المملكة كمنجم الموية �ش ��رق الطائف و‬ ‫منجم مهد الذهب جنوب المدينة النبوية ل�شريفة والذي يعتبر من معالم ح�ضارة التعدين التي برع فيها‬ ‫�أجدادنا‪.‬‬

‫‪153‬‬

‫�شكل ( ‪) 3-5‬‬ ‫التنقيب عن الذهب‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫التنقيب عن الذهب ‪:‬‬ ‫يعتق ��د كثير من العلماء ب�أن الذهب قد تر�س ��ب من الغازات وال�س ��وائل‬ ‫المت�صاعدة من �أ�سفل �س ��طح الأر�ض‪ .‬هذه الغازات وال�سوائل تت�صاعد في‬ ‫اتجاه ال�سطح خالل ت�شققات في الق�شرة الأر�ضية‪ .‬ومن النادر وجود الذهب‬ ‫في �ص ��ورة نقية‪ ،‬ولكن غال ًبا ما يكون م�ص ��حو ًبا بالف�ضة في �سبيكة طبيعية‬ ‫ت�سمى الإلكتروم‪ ،‬وعادة ما يكون مقرو ًنا بالكوارتز �أو الكل�سيت �أو الر�صا�ص‪،‬‬ ‫�أو التليري ��وم �أو الزن ��ك �أو النحا�س‪ ،‬وغال ًبا ما ُي�س ��تخرج كناتج ثانوي لهذه‬ ‫المعادن‪ .‬ويوجد الذهب في عروق معدنية‪ ،‬وفي تر�سبات غرينية �أو كعن�صر‬ ‫ف ��ي النحا�س ال�س ��ماقي وكذلك في ماء البحر‪ .‬تر�س ��بات العروق المعدنية‪.‬‬ ‫هي عروق في الق�ش ��رة الأر�ضية‪.‬التر�س ��بات الغريني ��ة �أو الرملية‪ .‬وهي‬ ‫ج�س ��يمات كبي ��رة ت�س ��مى �ش ��ذرات �أو حبيبات الذه ��ب‪ ،‬وتوجد ف ��ي قيعان‬ ‫الأنهار‪ .‬وهذه الج�س ��يمات جرفتها مياه ال�س ��طح �أو مياه الفي�ضان وحملتها‬ ‫جدا‪.‬و�أكبر ال�ش ��ذرات‬ ‫بعي � ً�دا عن العرق المعدني‪ .‬وبع�ض ال�ش ��ذرات كبيرة ً‬ ‫التي اكت�ش ��فت حتى الآن هي مرح ًبا �أيها الغريب‪ ،‬التي وجدت في موليجول‬ ‫بفكتوريا ب�أ�س ��تراليا في عام ‪1869‬م‪ ،‬والتي ا�ستخل�ص منها ‪6992‬كجم من‬ ‫الذهب النقي‪..‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫�أما التر�سبات الغرينية فهي نوعين متفتتة وطميية‪ ،‬ويوجد النوع الأول‬ ‫بعيدا عنه ��ا‪ ،‬غال ًبا في قيعان‬ ‫قري ًب ��ا م ��ن عروق الذهب‪� ،‬أم ��ا الثاني فيوجد ً‬ ‫الأنه ��ار‪ .‬بع� ��ض الذهب يوجد في التر�س ��بات ال�ض ��خمة للنحا�س الم�س ��ماة‬ ‫بتر�س ��بات النحا�س ال�س ��ماقي‪ .‬كذل ��ك تحتوي كل مياه البح ��ر على الذهب‬ ‫المحلول‪ .‬وينتج من ماء البحر ‪ 72‬ملجم من الذهب لكل طن متري‪.‬‬ ‫كيفي ��ة التنقيب عن الذهب‪ :‬تختلف طرق تعدين الذهب باختالف نوع‬ ‫�شكل ( ‪) 4-5‬‬ ‫المواد المتر�سبة‪ .‬ويتم الح�صول على الذهب بخطوتين �ضروريتين هما‬ ‫مراحل ف�صل الذهب‬ ‫‪ - 2‬ف�صل الذهب عن الخام‪.‬‬ ‫‪ - 1‬الح�صول على الخام‬ ‫وفي �أغلب عمليات التنقيب في التر�س ��بات الغرينية تتم العمليتان في مواقع الروا�سب‪ .‬وفي حالة‬ ‫التنقيب تحت الأر�ض يتم التنقيب عن الخام‪ ،‬ثم ينقل للطواحين فيفْ�صل وير َّكز هناك‪.‬‬ ‫ويتم التنقيب عن المواد المتر�سبة �أو العروق المعدنية تحت الأر�ض بالطريقة نف�سها التي يتم بها‬ ‫التنقيب عن الفحم الحجري‪ ،‬وي�صل المنقبون للذهب بحفر ممرات ر�أ�سية في الأر�ض متتبعين اتجاه‬ ‫العرق‪ ،‬وهناك بع�ض خامات الذهب يتم التنقيب عنها على �س ��طح الأر�ض‪ .‬تُك�س ��ر ال�ص ��خور بو�ض ��ع‬ ‫متفجرات داخلها وتحفر‪ ،‬ثم ت�ؤخذ ال�صخور المحتوية على الذهب �إلى الطواحين‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫ا�ستخال�ص الذهب‪:‬‬ ‫�إن الطريقة البدائية ال�س ��تخال�ص الذهب من الذهب الطمي تتم بف�صله من‬ ‫الرمال بالغ�سيل بالماء حيث تطفو حبيباته الناعمة على ال�سطح وي�سهل جمعها‪.‬‬ ‫�أم ��ا الذهب التر�س ��بي ف�إنه يمكن ا�ستخال�ص ��ه بنف�س الطريق ��ة ولكن بعد طحن‬ ‫ال�ص ��خور الحامل ��ة له ‪ .‬وهن ��اك طريقت ��ان جديدتان ال�س ��تخال�ص الذهب هي ‪:‬‬ ‫‪- 1‬طريق����ة الملغمة‪ :‬وفيها يعالج الطمى الحامل للذهب �أو م�س ��حوق ال�ص ��خور‬ ‫�شكل ( ‪) 3-5‬‬ ‫الحامل ��ة للذهب ب�أن يفرد على �ألواح ر�صا�ص ��ية مملغم ��ة (مطلية بالزئبق)‪ ،‬ا�ستخال�ص الذهب قديم ًا‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪154‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫فيتحد الذهب بالزئبق (�أو بالأحرى يذوب فيه)‪ ،‬ثم يبخر الزئبق بت�سخين مملغم الذهب في �أفران ‪ ،‬ويقطر‬ ‫الزئبق ويعاد ا�ستعماله ‪ ،‬ويبقى الذهب �شبه نقي حاوي ًا لبع�ض �شوائب من الف�ضة والنحا�س والر�صا�ص ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬طريقة ال�س����يانيد ‪ :‬وفيها يعالج خام الذهب بمحلول مخفف من �س ��يانيد ال�ص ��وديوم �أو البوتا�س ��يوم �أو‬ ‫الكال�س ��يوم فيذوب الذهب والف�ض ��ة في هذا المحلول ويتكون‪ ، Au(CN)2-‬وير�ش ��ح المحلول لف�ص ��ل‬ ‫الروا�س ��ب ثم يعالج الرا�شح بم�سحوق الخار�ص ��ين الذي يختزل الذهب وير�سبه كذهب فلزي (مع �شوائب‬ ‫من الف�ضة) وفق المعادالت التالية‪:‬‬

‫‪+ 4NaOH‬‬ ‫‪+ 2Au‬‬ ‫(نقي)‬

‫‪4Au + 8NaCN + 2H2O + O2‬‬

‫‪4Na Au(CN)2‬‬

‫(خام)‬

‫‪2Na Au(CN)2 + Zn‬‬ ‫‪Na2 Zn(CN)4‬‬ ‫وينق ��ى الذهب الم�س ��تخل�ص بهاتي ��ن الطريقتين بعدة طرق م ��ن �أهمها التحليل الكهربائ ��ي‪ ،‬حيث تعمل‬ ‫ق�ض ��بان من الذهب المراد تنقيته كم�صعد في الخلية ‪ ،‬وتغم�س في �سائل التحليل وهو كلوريد الذهب المذاب‬ ‫ف ��ي حام� ��ض الهيدروكلوريك المخفف ‪ ،‬ويجمع الذه ��ب النقي على مهبط من ذهب‪ ،‬وعادة ما ي�س ��تعمل تيار‬ ‫متقطع مع التيار الثابت ؛ لئال يتكون كلوريد الف�ضة على الم�صعد‪.‬‬

‫خوا�ص الذهب‪:‬‬

‫�أ ) الخوا�ص الفيزيائية‪:‬‬

‫‪ - 1‬فلز �أ�صفر لماع لين‬ ‫‪ - 2‬قابل للطرق وال�سحب‬ ‫‪ - 3‬ين�صهر عند درجة حرارة ‪°1063‬م‬ ‫‪ - 4‬درجة غليانه ت�ساوي ‪°2809‬م‬ ‫‪ - 5‬مو�صل جيد للحرارة والكهرباء‬

‫�شكل ( ‪ ) 5-5‬ذهب نقي‬

‫‪155‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫قم بزيارة �إلى �أحد مناجم الذهب القريبة �إلى منطقتك في المملكة ‪� ،‬أو قم بزيارة �إلى �شركات‬ ‫التعدين �أو فروع وزارة البترول والثروة المعدنية‪� ،‬أو بالرجوع �إلى م�صادر المعلومات لديك‪ ،‬وناق�ش‬ ‫المهند� ��س الكيميائ ��ي عن طرق ا�س ��تخال�ص الذهب وكمياته ف ��ي المملكة و�أهم مواق ��ع التعدين ‪.‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫ب ) الخوا�ص الكيميائية‪:‬‬ ‫يمت ��از الذه ��ب بقلة ن�ش ��اطه الكيميائي ‪ ،‬فه ��و ال يت�أثر باله ��واء �أو الماء �أو‬ ‫الح ��رارة و الرطوب ��ة ‪ .‬يقاوم ت�أثي ��ر الأحما�ض والقواع ��د والمحاليل الملحية‪.‬‬ ‫ولإذاب ��ة الذهب ي�س ��تخدم الم ��اء الملكي (مزي ��ج من حم�ض الكل ��ور وحم�ض‬ ‫النيتروجين )‪ ،‬كما ت�ستخدم لإذابة الذهب حام�ض ال�سيلينيوم يذوب �أي�ضا في‬ ‫محلول ثيوكبريتات ال�ص ��وديوم مع الأك�س ��جين وفي محاليل مركبات ال�سيانيد‬ ‫مع العنا�صر القلوية ‪.‬‬ ‫�شكل(‪)6-5‬‬ ‫ويتخذ الذهب �أعداد �أك�سدة ( ‪ ) 1 +‬و ( ‪ ) 3 +‬في تفاعالته ‪ ،‬ويمكن اختزاله الخوا�ص الكيميائية للذهب‬ ‫في مركباته ب�سهولة �إلى فلز الذهب ‪.‬‬

‫كيف يتكون ماء الذهب ‪ ،‬وكيف يكتب به على �أطباق الخزف ؟‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫�أهم ا�ستخدامات الذهب‪:‬‬ ‫‪ - 1‬ا�ستُخدم الذهب في �صناعة للقطع النقدية‪.‬‬ ‫‪ - 2‬يخلط مع فلزات �أخرى كالنحا�س �أو الف�ضة �أو النيكل‬ ‫للح�صول على �سبائك �أكثر متانة ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬يدخل الذهب مع البالتين في �صنع الألياف ال�صناعية نظر ًا‬ ‫�شكل(‪)7-5‬‬ ‫جنيه ذهب �سعودي ُ�ضرب في مكة‬ ‫لكونها مقاومة جد ًا لف�صل المواد الكيميائية ‪.‬‬ ‫المكرمة عام ‪1370‬هـ‪1952 ،‬م وكانت‬ ‫‪ - 4‬كثر ا�ستخدام الذهب في مجوهرات الزينة فيما يعرف‬ ‫قيمته ‪ 40‬ريا ًال‪.‬‬ ‫بالذهب الأ�صفر الناتج عن خلط الذهب مع النحا�س والف�ضة والخار�صين بن�سب متفاوتة لينتج‬ ‫عيارات الذهب المتعددة ‪� ،‬أما الذهب الأبي�ض فهو ذهب ممزوج بالق�صدير �أو البالديوم من �أجل‬ ‫�إك�سابه اللون الأبي�ض وي�ستخدم الذهب الأبي�ض لأطقم المجوهرات ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪156‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫‪ - 5‬ي�ستخدم في الطب ‪,‬كتلبي�س وح�شو الأ�سنان نظر ًا لليونته ومقاومته للت�آكل في الفم وفي تغليف الأدوية‪.‬‬ ‫‪ - 6‬ي�ستخدم محلول الذهب في عالج الروماتيزم والتهابات العظام ‪.‬‬ ‫‪ - 7‬ي�ستخدم في طالء معظم طائرات �سالح الجو الأمريكي وطائرة الرئي�س ب�صفة خا�صة ‪ ،‬با�ستخدام‬ ‫الليزر ‪ ،‬على هيئة مر�آة �شديدة الح�سا�سية تعمل على ت�ضليل القذائف الحرارية الموجهة التي تحاول‬ ‫ا�سقاط الطائرة ‪.‬‬ ‫‪ - 8‬ي�ستخدم في طالء هوائيات الأقمار ال�صناعية لتو�صيله الجيد للحرارة والكهرباء ولمقاومته لعوامل‬ ‫التعرية‪.‬‬ ‫‪ - 9‬ي�ستخدم في �صنع �سائل الذهب (ماء الذهب) الم�ستخدم في الر�سم والكتابة على الزجاج والخزف ‪.‬‬ ‫‪ - 10‬ي�ستخدم الذهب الم�شع (‪ )198‬في عالج بع�ض �أنواع �أمرا�ض ال�سرطان‪ .‬عافانا اهلل و�إياكم منها ‪.‬‬ ‫‪� - 11‬صناعة الدوائر الكهربائيه الدقيقة ‪.‬‬ ‫‪ - 12‬اي�ض ًا ي�ستخدم في الترانزي�ستورات والبلورات البيزوكهربائية والمزدوجات الحرارية وفي علم‬ ‫الب�صريات ‪.‬‬ ‫‪ - 13‬ي�ستخدم الذهب ومركباته في �صناعة المحفزات ‪ ,‬ولتغليف العديد من المعادن االخرى‬

‫‪157‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫الذه ��ب الأبي� ��ض عبارة عن خليط من الذه ��ب مع ‪ % 12‬بالديوم �أو ‪ % 15‬ني ��كل ويمكن �أن يميل لون‬ ‫الذهب �إلى اللون الوردي بخلطه مع ‪ % 5‬ف�ض ��ة و‪ % 20‬نحا�س ‪� ،‬إما اللون المائل �إلى الأخ�ض ��ر فينتج‬ ‫م ��ن خلط ‪ % 75‬ذهب مع ‪ % 25‬ف�ض ��ة �أو مع زن ��ك ‪ +‬كادميوم ‪ .‬ويكون اللون مائ�ل ً�ا للأزرق �إذا خلط‬ ‫الذه ��ب بقليل من الحديد‪� ،‬أما �إذا خلط الذهب مع ‪� % 20‬ألومينيوم ف�إن اللون الناتج يكون �أرجواني ًا‬ ‫‪ .‬ويمكن التحكم في درجة �إحمرار الذهب برفع �أو خف�ض ن�سبة النحا�س الم�ضافة ‪.‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫التبر هو الذهب غير الم�ضروب �أو غير الم�صوغ ‪.‬‬ ‫ي�س ��تخدم القيراط كوحدة لقيا�س نقاوة الم�صوغات الذهبية ويتباين عيار الحلي في الأ�سواق عادة‬ ‫بين ‪ 22-10‬قيراط وذلك ح�س ��ب تفاوت الن�س ��ب الم�ضافة �إليها من معدني النحا�س والف�ضة ويعتبر‬ ‫الذهب النقي الخال�ص ‪ 24‬قيراط ‪ .‬وت�س ��تخدم الأوقية (‪31،1‬جرام) والتوال (‪113‬جرام) كوحدات‬ ‫لوزن الحلي و�سبائك الذهب ‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫ال�سبائك ‪:Alloys‬‬ ‫ال�سبيكة عبارة عن م�صهور عدة فلزات وقد تحتوي بع�ض ال�سبائك علي‬ ‫عنا�صر غير فلزية مثل ال�سيليكون والكربون والف�سفور والكبريت مختلطة‬ ‫مع بع�ضها بن�سب معينة حتى تكت�سب �صفات جديدة لتالئم الغر�ض الذي‬ ‫ت�ستخدم فيه ‪.‬‬ ‫وتختلف طريقة ارتباط العنا�صر المكونة لل�سبيكة من حالة لأخرى ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬قد تذوب هذه العنا�صر في بع�ضها البع�ض مكونة محلوال �صلب ًا ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬قد تتحد هذه العنا�صر مع بع�ضها البع�ض مكونة مركب كيميائي‪.‬‬ ‫‪ - 3‬في بع�ض الأحيان تنت�شر بع�ض هذه العنا�صر انت�شار ًا متجان�س ًا في ال�سبيكة ‪.‬‬ ‫وقد تختلف خوا�ص ال�سبيكة كلية عن خوا�ص العنا�صر الداخلة‬ ‫في تركيبها ويمكن التحكم في بع�ض هذه الخوا�ص مثل ال�صالبة‬ ‫ومقاومة ال�صد�أ بتغير ن�سب العنا�صر الداخلة في تركيب ال�سبيكة‬ ‫وبع�ض العنا�صر يندر ا�ستخدامها في ال�سبائك مثل الكال�سيوم‬ ‫واال�ستران�شيوم والباريوم وال�صوديوم والبوتا�سيوم‪ ،‬كما �أن هناك‬ ‫نوع ًا من ال�سبائك يعرف بالمملغم‪ ،‬وهو يتكون ب�إذابة الفلزات في‬ ‫الزئبق وكثيرا ما ي�ستخدم المملغم في ح�شو الأ�سنان‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪158‬‬

‫�شكل(‪)8-5‬‬ ‫�سبيكة ذهب‬

‫�شكل(‪)9-5‬‬ ‫�سبيكة نيكل وكروم‬

‫�شكل(‪)10-5‬‬ ‫�سبيكة كادميوم وف�ضة‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫‪159‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫الغر�ض من تكوين ال�سبائك ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تك�سب الفلز القدرة على مقاومة ال�صد�أ والت�آكل ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تك�سب الفلز المرونة و�سهولة الت�شكل‬ ‫‪ - 3‬تك�سب الفلز القدرة على زيادة الخوا�ص المغناطي�سية والكهربية‬ ‫‪ - 4‬تك�سب الفلز ال�صالبة والمتانة‬ ‫�شكل(‪)11-5‬‬ ‫�سبيكة نيكل زنك نحا�س‬ ‫طرق تح�ضير ال�سبائك ‪ :‬تح�ضر بطريقتين ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬ب�صهر الفلزات مع بع�ضها البع�ض بن�سب معينة ثم ت�صب ال�سبيكة‬ ‫في قوالب وتترك لتبرد تدريجي ًا حتى تتجمد ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬التر�سيب الكهربائي حيث يتم تر�سيب الفلزات في وقت واحد من‬ ‫محاليل �أمالحهم بالتيار الكهربائي ‪.‬‬ ‫�شكل(‪)12-5‬‬ ‫�أمثلة لل�سبائك ‪� :‬سبيكة النحا�س اال�صفر ‪Brass‬‬ ‫�سبيكة نيكل نحا�س‬ ‫مكوناتها ‪ :‬نحا�س( ‪ ) % 50‬خار�صين (‪)% 50-10‬ر�صا�ص وق�صدير(‪)% 10-1‬‬ ‫درجة ان�صهارها ‪ 1000‬درجة مئوية‬ ‫�سبيكة البرونز ‪Bronze‬‬ ‫مكوناتها ‪ :‬نحا�س (‪ )% 50‬ق�صدير (‪ )% 50 - 10‬ر�صا�ص وخار�صين ( ‪)% 10-1‬‬ ‫درجة ان�صهارها ‪ 950 :‬درجة مئوية‬ ‫�سبيكة اللحام ‪Solder‬‬ ‫مكوناتها ‪ :‬ر�صا�ص (‪ )% 50‬ق�صدير (‪)% 50-10‬حديد �أقل من (‪)% 1‬‬ ‫درجة ان�صهارها ‪ 250 :‬درجة مئوية‬ ‫�سبيكة ال�صلب غير القابل لل�صد�أ ‪Wodd,salloy‬‬ ‫مكوناتها ‪ :‬حديد (‪ )% 50‬نيكل ‪ -‬كروم (‪ -)% 50 - 10‬منجنيز‪ -‬كربون �أقل من(‪)% 1‬‬ ‫درجة ان�صهارها ‪ 1400 :‬درجة مئوية‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫الحديد(‪:)Iron‬‬ ‫الحدي ��د �أكثر المع ��ادن ثبات� � ًا وبذلك يحفظ‬ ‫ت ��وازن الأر� ��ض ويتمي ��ز ب�أعل ��ى الخ�ص ��ائ�ص‬ ‫المغناطي�س ��ية وذل ��ك للمحافظ ��ة عل ��ى جاذبي ��ة‬ ‫الأر� ��ض ‪ ،‬و�أ�ص ��ل الحديد م ��ن مخلفات ال�ش ��هب‬ ‫والني ��ازك التي تت�س ��اقط من الف�ض ��اء الخارجي‬ ‫�شكل (‪ ) 13-5‬تركيب ذرة الحديد‬ ‫عل ��ى كوكب الأر�ض ‪ ،‬ويعد من �أكثر العنا�ص ��ر ا�س ��تخدام ًا ويدخ ��ل في العديد من المج ��االت ويعود ذلك �إلى‬ ‫الخوا�ص التي �أودعها اهلل جلت قدرته في هذا المعدن ‪ ،‬فهو معدن �صلب ‪� ،‬سهل الت�شكيل وخاماته متوفرة كما‬ ‫�أن تكاليف ا�ستخال�صه تعد معقولة �إذا ما قورنت بتكاليف ا�ستخال�ص غيره من العنا�صر ‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫الرمز‬ ‫العدد الذري‬ ‫الكتلة الذرية‬ ‫الكثافة‬ ‫عدد الأك�سدة‬ ‫درجة الإن�صهار‬ ‫درجة الغليان‬ ‫ن�صف القطر الذري‬ ‫التوزيع االلكتروني‬

‫‪Fe‬‬ ‫‪26‬‬ ‫‪55.847‬‬ ‫‪ 7.86‬جم‪�/‬سم‪3‬‬ ‫‪3+,2+‬‬ ‫‪ 1535‬درجة مئوية‬ ‫‪ 2750‬درجة مئوية‬ ‫‪ 1.16‬انج�ستروم‬ ‫‪Ar 18 4S2 3d6‬‬

‫وقفة ت�أمل الحديد في القر�آن‪ .‬قال اهلل تعالى في كتابه العزيز‬ ‫}‬ ‫{(الحديد �آية‪.)25:‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪160‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫لم يتمكن الإن�س ��ان من معرفة حقيقة �أن الحديد نزل من ال�س ��ماء‬ ‫�إلى الأر�ض �إال بعد �أن امتلك من الو�سائل العلمية ما تمكن به من معرفة‬ ‫ما جرى ويجري في �أعماق النجوم البعيدة لتكوين مادة الحديد ‪ .‬وبعد‬ ‫�أن تمكن من تحويل بع�ض العنا�صر الخفيفة �إلى عنا�صر ثقيلة وح�ساب‬ ‫�شكل(‪)14-5‬‬ ‫م ��ا يحت ��اج �إليه ذل ��ك من طاقة ‪ ،‬وعجزه ع ��ن تكوين مادة الحدي ��د من مواد �أخف من ��ه �إذ يتطلب‬ ‫ذلك طاقة ت�س ��اوي �أربعة �أ�ض ��عاف طاقة المجموعة ال�شم�س ��ية ‪ .‬كما �أن ا�س ��تخراج الب�ش ��ر للحديد‬ ‫م ��ن مناجم ��ه في باطن الأر�ض جعلهم ال يتوقعون �أن يكون الحديد قد نزل من ال�س ��ماء �إلى الأر�ض‬ ‫وحملهم على االعتقاد ب�أنه خلق مع �س ��ائر العنا�ص ��ر الأر�ضية ‪ .‬لذلك خلت العلوم التجريبية من �أي‬ ‫�إ�شارة �إلى هذه الحقيقة قبل الربع الأخير من القرن الع�شرين ‪ .‬وكذلك ا�ضطر كثير من المف�سرين‬ ‫�إلى ت�أويل اللفظ القر�آني(و�أنزلنا) �إلى معنى ال يحتمله اللفظ بما فيهم مف�سرون معا�صرون عا�شوا‬ ‫في القرن الع�شرين ‪ .‬فمن �أخبر محمد ًا �صلى اهلل عليه و�سلم بهذه الحقيقة التي لم تعرفها الب�شرية‬ ‫�إال في الربع الأخير من القرن الع�ش ��رين والتي خفيت عن كل الب�ش ��ر حتى هذا التاريخ ‪ ..‬من ؟ �إال‬ ‫الذي �أنزل الحديد و�أنزل القر�آن على عبده ليكون للعالمين نذير ًا ‪.‬‬

‫وجود الحديد في الطبيعة‪:‬‬

‫�أهم خامات الحديد في الطبيعة‪:‬‬ ‫‪ -1‬الهيماتيت ( �أك�سيد الحديد الثالثي)‪:Fe2O3‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫‪ - 1‬ي َك ِّون ‪ % 5‬من وزن الق�ش ��رة الأر�ض ��ية ويعتبر العن�ص ��ر الرابع بعد الأك�سجين‬ ‫وال�سليكون والألومينيوم من حيث االنت�شار‪.‬‬ ‫‪ - 2‬يوجد على �صورة نقية حرة في النيازك بن�سبة ‪.% 90‬‬ ‫‪ - 3‬يوجد عل �شكل خامات طبيعية �أغلبها �أكا�سيد الحديد المختلفة‪.‬‬ ‫�شكل (‪)15-5‬‬ ‫خامات الحديد‬

‫يوجد الهيماتيت بكميات كبيرة في وادي فاطمة قرب مكة المكرمة وتبلغ ن�سبة الحديد فيه ( ‪. ) % 70– 65‬‬

‫‪161‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫‪ - 2‬الماجنيتيت(�أك�سيد الحديد المغناطي�سي)‪:Fe3O4‬‬ ‫يمتاز ب�أن لونه �أ�سود ويوجد في وادي الدوا�سر‪،‬وت�صل ن�سبة الحديد في هذا الخام �إلى(‪)% 72‬‬

‫‪ - 3‬البيريت(كبريتيد الحديد)‪:FeS‬‬ ‫لونه �أ�صفر ذهبي ‪ ،‬يوجد في �إ�سبانيا وت�صل ن�سبته �إلى ( ‪ ) % 46‬ويعد الحديد �أهم معدن ا�ستخرجه‬ ‫الإن�سان حتى الآن فال�صناعة الحديثة تعتمد ب�صورة رئي�سة على ا�ستعماله‪.‬‬

‫ا�ستخال�ص الحديد‪:‬‬ ‫وجد عملي ًا �أنه ال يتم �إنتاج الحديد �إطالق ًا في حالة نقية ‪ ،‬حيث �أنه �صعب التح�ضير ‪ ،‬كما �أنه مكلف جد ًا‬ ‫نقي تكون له خوا�ص مرغوبة ‪ ،‬خ�صو�ص� � ًا‬ ‫بالن�س ��بة لمعظ ��م الأغرا� ��ض ‪ .‬وعالوة على ذلك ‪،‬ف�إن حدي ��د ًا غير ٍّ‬ ‫عندما تكون ال�شائبة المميزة وهي الكربون بكميات متحكم فيها بحر�ص‪.‬‬ ‫ويجري التح�ض ��ير ال�ص ��ناعي لحديد غير نقي على نطاق �ضخم في الفرن العالي (الفرن الالفح) ‪ ،‬كما‬ ‫هو مبين في ال�شكل‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬ ‫�شكل (‪ )16-5‬ا�ستخال�ص الحديد‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪162‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫ويمكن تلخي�ص خطوات اال�ستخال�ص كما يلي ‪:‬‬

‫‪ )1‬يخلط خام الحديد بفحم الكوك (كربون) والحجر الجيري ( كربونات الكال�سيوم ) بن�سبة معينة ويلقى‬ ‫من الفتحة العليا للفرن ‪.‬‬ ‫‪ )2‬ينفخ هواء �أو �أك�سجين م�سبق الت�سخين �إلى الداخل عند القاع ‪.‬‬ ‫‪ )3‬يت�أك�س ��د الكوك بوا�س ��طة الأك�س ��جين القادم مكون ًا �أول �أك�س ��يد الكربون العامل المختزل الفعال مطلق ًا‬ ‫كميات كبيرة من حرارة عن طريق التفاعل الآتي ‪:‬‬ ‫‪2C + O2‬‬ ‫‪2CO‬‬ ‫عندم ��ا يتحرك �أول �أك�س ��يد الكربون �إلى �أعلى الفرن ‪ ،‬ف�إنه يختزل �أكا�س ��يد الحدي ��د اعتماد ًا على درجة‬ ‫حرارة المنطقة المعينة ‪ .‬فعند قمة الفرن ‪ ،‬حيث تكون درجة الحرارة الأدنى (‪˚5250‬م) يختزل (‪)Fe2O3‬‬ ‫�إلى (‪ )Fe3O4‬بوا�سطة التفاعل الآتي ‪:‬‬ ‫▲‬

‫‪3Fe2O3 + CO‬‬ ‫‪2Fe3O4 + CO2‬‬ ‫وعندما ي�ستقر (‪ )Fe3O4‬ف�إنه يختزل �أبعد من ذلك �إلى(‪)FeO‬بوا�سطة التفاعل الآتي‪:‬‬ ‫▲‬ ‫‪Fe3O4 + CO‬‬ ‫‪3FeO + CO2‬‬ ‫و�أخير ًا‪ ،‬ف�إنه قرب قاع الفرن‪ ،‬يختزل (‪ )FeO‬في �آخر الأمر �إلى حديد بوا�سطة التفاعل الآتي‪:‬‬

‫‪2Fe + 3CO2‬‬

‫‪Fe2O3 + 3CO‬‬

‫▲‬

‫وبالإ�ضافة �إلى التفاعالت ال�سابقة ‪ ،‬ف�إنه يحدث اتحاد(‪ )CO2‬مع كربون �ساخن كما يلي‪:‬‬

‫▲‬ ‫‪2C + CO2‬‬ ‫‪2CO‬‬ ‫وكذلك تحلل حراري لحجر الجير عن طريق التفاعل الآتي‪:‬‬

‫‪CaO + CO2‬‬

‫▲‬

‫‪163‬‬

‫‪CaCO3‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫▲‬ ‫‪FeO + CO‬‬ ‫‪Fe + CO2‬‬ ‫وحي ��ث �أن درج ��ة الحرارة عن ��د الجزء الأدنى م ��ن الفرن ‪ ،‬تكون �أعل ��ى من نقطة ان�ص ��هار الحديد غير‬ ‫النقي ف�إنه ين�ص ��هر وي�س ��يل �إلى �أ�سفل في الم�أوى عند القاع نف�س ��ه ‪ .‬ويمكن كتابة المعادلة النهائية الختزال‬ ‫(‪ )Fe2O3‬على هيئة مجموع المعادالت الثالث الأخيرة كما يلي ‪:‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫ويك ��ون كل من هذي ��ن التفاعلين مفيد ًا ‪� :‬إذ يزي ��د الأول تركيز العامل المختزل(‪ ،)CO‬وي�س ��هل الأخير‬ ‫�إزاحة ال�شوائب المحتوية على �سيليكا(‪)SiO2‬الموجودة في الخام الأ�صلي ‪ .‬وحيث �أن الجير (‪ )CaO‬عبارة‬ ‫عن �أك�س ��يد قاعدي ‪ ،‬ف�إنه يتفاعل مع الأك�س ��يد الحم�ضي (‪ )SiO2‬لتكوين �سيليكات كال�سيوم(‪. )CaSiO3‬‬ ‫وتتجم ��ع �س ��يليكات الكال�س ��يوم على هيئة خبث ي�ش ��به مقذوف ��ات البراكين عند قاع الف ��رن ‪ ،‬حيث يطفو على‬ ‫م�صهور الحديد ويحميه من الت�أك�سد بوا�سطة �أك�سجين قادم ‪.‬‬ ‫وي�س ��حب الحديد ال�سائل ‪ ،‬وخبث من�صهر عبر فتحات عند قاع الفرن وحيث �أن الخبث �أ�سا�س ًا عبارة عن‬ ‫�سيليكات كال�سيوم ‪ ،‬و�ألومنيوم ‪ ،‬ف�إن بع�ض ًا منه يدخل في ا�ستعمال جيد في �صناعة الأ�سمنت‪.‬‬

‫�أنـواع الحـديــد ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الحديد ال�صب (الحديد الزهر ) وله نوعان‬ ‫�أ‪-‬زهر رمادي ( عندما يبرد م�صهور الحديد ببطء)‬ ‫ب‪-‬زهر �أبي�ض ( عندما يبرد م�صهور الحديد ب�سرعة )‬ ‫‪ - 2‬الحديد المطاوع ( اللين ) ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬الحديد ال�صلب ( الفوالذ ) ‪.‬‬ ‫وي�ستخل�ص النوع الأول من الحديد من الخامات الرئي�سية للحديد ومنه يمكن تح�ضير النوعين الآخرين ‪.‬‬

‫خوا�ص الحديد‪:‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫�أ) الخوا�ص الفيزيائية‪ :‬جدول يو�ضح الخوا�ص الفيزيائية لكل نوع من �أنواع الحديد‪:‬‬ ‫الحديد ال�صب ( الزهر )‬

‫الحديد المطاوع ( اللين )‬

‫ن�سبة الكربون من ( ‪ ) % 5 – 3‬ن�سبة الكربون من ( ‪) % 2 – 0‬‬ ‫�صلب جد ًا ‪ ،‬ولكنه �سهل الك�سر ‪،‬‬ ‫لين ويمكن �سحبة وطرقه متين‬ ‫وغير قابل للطرق وال�سحب‬ ‫تمغنطه م�ؤقت �إذ يزول بزوال‬ ‫ال يت�أثر بالمغناطي�س‬ ‫الم�ؤثر المغناطي�سي‬ ‫يحتوي على بع�ض ال�شوائب مثل‬ ‫يحتوي على قليل من ال�شوائب‬ ‫الكبريت والف�سفور والمنجنيز‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪164‬‬

‫الحديد ال�صلب ( الفوالذ )‬ ‫ن�سبة الكربون من ( ‪% )1.7–0.2‬‬ ‫متين و�صلب ‪ ،‬قابل للطرق وال�سحب‬ ‫لدرجة �أقل م ��ن الحديد المطاوع‬ ‫يتمغنط ب�صعوبة ويفقد مغنطته‬ ‫ب�صعوبة‬ ‫خالٍ من ال�شوائب ما عدا‬ ‫المنجنيز‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫ما �أثر وجود الكربون في الحديد؟‬

‫ب ) الخوا�ص الكيميائية‪:‬‬ ‫للحديد الزهر واللين والفوالذ �صفات كيميائية واحدة ‪:‬‬ ‫‪ -1‬تفاعله مع الهواء ‪:‬‬ ‫ال ي�ؤث ��ر اله ��واء الجاف ف ��ي الحديد في درج ��ة الح ��رارة العادية بينما‬ ‫�إذا ترك ��ت قطعة من الحديد في جو من الهواء الرطب لمدة طويلة تت�ش ��كل‬ ‫طبقة بنية اللون ت�س ��مى �ص ��د�أ الحديد ‪ ،‬ويتكون من �أك�س ��يد الحديد المائي �شكل (‪ )17-5‬الخوا�ص‬ ‫الكيميائية للحديد‬ ‫(‪ )2Fe2O3.3H2O‬وهيدروك�سيد الحديد الثالثي ‪.Fe(OH)3‬‬ ‫‪ - 2‬تفاعله مع الماء ‪:‬‬ ‫�إذا مررنا بخار الماء على الحديد الم�سخن �إلى درجة االحمرار يتكون �أك�سيد الحديد المغناطي�سي‪.‬‬ ‫‪Fe3O4 + 4H2‬‬

‫▲‬

‫‪3Fe + 4H2O‬‬

‫‪2FeCl3‬‬

‫▲‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫‪ - 3‬تفاعله مع الالفلزات مثل ( الكلور والكبريت ) ‪:‬‬ ‫يحترق الحديد الم�سخن في الكلور مكون ًا كلوريد الحديد الثالثي(‪)FeCl3‬‬ ‫‪2Fe + 3Cl2‬‬

‫�إذا �سخنت برادة الحديد مع الكبريت تكون كبريتيد الحديد الثنائي(‪)FeS‬‬ ‫‪FeS‬‬

‫▲‬

‫‪Fe + S‬‬

‫‪ - 4‬تفاعله مع القلويات (القواعد)‪:‬‬ ‫ال ت�ؤثر القواعد في الحديد لذلك ت�ستعمل �أوعية الحديد في �صهر القلويات فيها �أو �صبها �أو تخزينها‪.‬‬

‫‪165‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫�إذا علمت �أن �صوف الحديد يحترق‪ ،‬فلماذا ال تحترق كتلة من الحديد؟‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫بع�ض مركبات الحديد‪ :‬للحديد نوعان من المركبات‪:‬‬ ‫‪ - 1‬مركبات الحديد الثنائي ‪:‬‬ ‫غالب ًا ما تكون خ�ض ��راء اللون وهي غير ثابتة وتت�أك�س ��د ب�س ��رعة في الهواء �أو عند تعر�ض ��ها‬ ‫لمواد م�ؤك�س ��دة ‪ ،‬ومن الأمثلة على ه ��ذا النوع من المركبات‪� :‬أك�س ��يد الحديد الثنائي(‪)FeO‬‬ ‫وكبريتات الحديد الثنائي(‪ )FeSO4‬وكلوريد الحديد الثنائي(‪ )FeCl2‬وهيدروك�سيد الحديد‬ ‫الثنائي(‪.)Fe(OH)2‬‬ ‫‪ - 2‬مركبات الحديد الثالثي ‪:‬‬ ‫غالب ًا ما تكون �ص ��فراء �أو حمراء اللون ويمك ��ن اختزالها فتتحول �إلى �أمالح الحديد الثنائي‬ ‫ومن الأمثلة عليها ‪� :‬أك�س ��يد الحديد الثالث ��ي(‪ )Fe2O3‬وكلوريد الحديد الثالثي (‪)FeCl3‬‬ ‫وكبريتات الحديد الثالثي(‪.)Fe2(SO4)3‬‬

‫كم تبلغ الن�س ��بة الطبيعية للهيموجلوبين في ج�سم الإن�سان البالغ‪ ،‬وما‬ ‫�أ�سباب انت�شار مر�ض فقر الدم لدى الن�ساء؟‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪166‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫ن�شاط (‪ )1 -5‬الك�شف عن الحديد في �أمالحه‪:‬‬ ‫خطوات العمل‪:‬‬

‫الأدوات والمواد المطلوبة‪:‬‬

‫‪ - 1‬رقم �أنابيب االختبار بالأرقام ( ‪) 4 ( ، ) 3 ( ، ) 2 ( ، ) 1‬‬ ‫‪� - 2‬ضع في الأنبوبتين رقم ( ‪2 ) 3 ( ، ) 1‬مل من كحلول كبريتات‬ ‫الحديد الثنائي وفي الأنبوبتين ( ‪2 ) 4 ( ، ) 2‬مل من محلول‬ ‫كلوريد الحديد الثالثي ‪.‬‬ ‫‪� - 3‬أ�ضف ‪ 1‬مل من محلول هيدروك�سيد ال�صوديوم �إلى الأنبوبتين‬ ‫( ‪ ) 2 ( ، ) 1‬ماذا تالحظ ‪.‬‬ ‫‪� - 4‬أ�ضف �إلى الأنبوبتين ( ‪ ) 4 ( ، ) 3‬قطرات من محلول حديد‬ ‫و�سيانيد البوتا�سيوم ‪ ،‬ماذا تالحظ ؟‬

‫�أن ��اب� �ي ��ب اخ� �ت� �ب ��ار‪ ,‬ما�سك‬ ‫�أن��اب �ي��ب‪ ,‬م �ح �ل��ول كبريتات‬ ‫ال �ح��دي��د ال �ث �ن��ائ��ي‪ ,‬محلول‬ ‫كلوريد الحديد الثالثي محلول‬ ‫ه�ي��دروك���س�ي��د ال�صوديوم‪,‬‬ ‫م��ح��ل��ول ح ��دي ��د و�سيانيد‬ ‫البوتا�سيوم‪.‬‬

‫الت�آكل (�صد�أ الحديد)‪:‬‬

‫‪167‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫الت� ��آكل عب ��ارة عن تعريف عام ينطب ��ق على تلك العملية الت ��ي تتحول فيها‬ ‫فلزات غير متحدة �إلى مركبات ‪ .‬وفي الحالة الخا�ص ��ة بالن�س ��بة للحديد ‪ ،‬ف�إن‬ ‫عملية الت�آكل تعرف بال�ص ��د�أ ‪ .‬ومن الناحية االقت�ص ��ادية ‪ ،‬ف�إن ال�ص ��د�أ ي�شكل‬ ‫م�شكلة خطيرة ‪ ،‬وبالرغم من درا�سة �ضخمة �إال �أن الت�آكل ال زال عملية غام�ضة‪،‬‬ ‫و�أن كيمي ��اء الت� ��آكل غي ��ر مفهومة جيد ًا ‪ .‬ويبدو �أن ال�ص ��د�أ عبارة عن �أك�س ��يد‬ ‫حديدي ��ك مماه ‪ ،‬ذي تركي ��ب كيميـائي يرادف تقريب� � ًا (‪.)Fe2O3.XH2O‬‬ ‫ونظر ًا لأن الحديد ال ي�صد�أ في هواء جاف ‪� .‬أو في ماء خال تمام ًا من �أك�سجين‪،‬‬ ‫ف� ��إن ك ًال م ��ن (‪ )O2)،(H2O‬يكونان �ض ��روريين لتكوين �ص ��د�أ وعالوة على �شكل (‪� )18-5‬صد�أ الحديد‬ ‫ذلك‪ ،‬ف�إنه يالحظ �أنه يمكن �إ�س ��راع ال�ص ��د�أ ‪ ،‬عن طريق وجود �أحما�ض ‪�،‬أو �إجهادات في الفلز ‪�،‬أو تالم�سه مع‬ ‫فلزات �أقل فعالية ‪� ،‬أو وجود �صد�أ (عامل حفز ذاتي)‪ .‬ولكي يمكن تف�سير الحقائق المالحظة‪ ،‬فقد تم اقتراح‬ ‫الخطوات التالية ‪ ،‬على �أنها الميكانيكية التي يحدث �صد�أ عن طريقها ‪:‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫‪ - 1‬تنتج �أيونات حديدوز عن طريق فقد الكترونات من ذرات (‪ )Fe‬متعادلة كما يلي‪:‬‬ ‫‪Fe‬‬ ‫‪Fe++ + 2e‬‬ ‫‪ - 2‬تلتقط �أيونات (‪� ، )H +‬إما من الماء �أو من مواد حم�ضية في الماء ‪ ،‬الكترونات لتكون ذرات (‪)H‬متعادلة‬ ‫التي تتحد لتكون جزيئات(‪ )H2‬كمايلي ‪:‬‬ ‫‪2e- + 2H+‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪2‬‬

‫بما �أن الحديد عامل حفز جيد بالن�س ��بة لتفاعالت الهدرجة ‪ ،‬فيتم على �س ��طحه اتحاد (‪ )H2‬مع (‪)O2‬‬ ‫وبهذا ت�ستهلك ذرات الـ (‪ )H‬بوا�سطة التفاعل الآتي ‪:‬‬

‫‪2H2 + O2‬‬ ‫‪2H2O‬‬ ‫‪ - 3‬يتفاعل �أيون الحديدوز مع غاز �أك�سجين ليكون �صد�أ ‪ ،‬وي�سترجع (‪ )H +‬الالزم للخطوة (‪ )2‬كما يلي ‪:‬‬ ‫‪4Fe++ + O + (4 + 2x)H O‬‬ ‫‪2(Fe O . xH O) + 8H+‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫ومح�صلة التفاعل‪ ،‬الناتجة عن �إ�ضافة هذه الخطوات‪ ،‬هي‪:‬‬

‫‪2‬‬

‫‪4Fe + 3O2 + 2xH2O‬‬

‫)‪2(Fe2O3. xH2O‬‬

‫طرق وقاية الحديد من ال�صد�أ‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫‪ - 1‬تغطيته بطبقة من الزيت �أو الورني�ش �أو ال�سالقون (�أك�سيد الر�صا�ص الأحمر) ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬جلفنته وذلك بتغطيته بطبقة من الخار�صين ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تغطيته بطبقة من النيكل ‪.‬‬ ‫‪ - 4‬ي�ستخدم المغني�سيوم في وقاية الحديد الالزم ل�صناعة ال�سفن ‪.‬‬

‫فكر في طرق �أخرى للوقاية من �صد�أ الحديد‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪2‬‬

‫‪168‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫قم بزيارة لإحدى م�صانع الحديد ( �أو ح�سب ما يتوفر لديك من م�صادر المعلومات )‪،‬‬ ‫وناق�ش مهند�س الم�صنع عن الطرق المتبعة في �صناعته وم�صادر المواد الخام ‪ ،‬و�أ�سباب تكون‬ ‫ال�صد�أ والطرق المتبعة في وقايته ‪.‬‬

‫�شكل (‪)19-5‬‬ ‫حديد �صلب‬

‫�شكل (‪)20-5‬‬ ‫حديد المطاوع‬

‫�شكل (‪)21-5‬‬ ‫حديد الفوالذ‬

‫‪169‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫من ا�ستخدامات الحديد‪:‬‬ ‫لقد �أدرك الم�سئولون في بالدنا �أهمية الحديد في دعم ال�صناعة‬ ‫الوطنية والتنمية في جميع مجاالتها ‪ ،‬ف�شجعوا �إن�شاء الم�صانع لتفي‬ ‫باالحتياجات المتزايدة من هذه المادة ومن �أبرز ا�ستخدامات الحديد‬ ‫ما يلي ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬ا�ستخدامات الحديد ال�صلب (الحديد الزهر)‪:‬‬ ‫ي�ستخدم في �صناعة الأدوات التي ال تتعر�ض لل�صدمات مثل‪:‬‬ ‫�أنابيب المياه و�أنابيب الغاز ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ا�ستخدامات الحديد المطاوع (الحديد اللين)‪:‬‬ ‫ي�ستخدم في �صنع المغناطي�سات الكهربائية الم�ؤقتة الم�ستخدمة‬ ‫في الأجهزة الكهربائية كما ي�ستخدم في ق�ضبان الت�سليح الم�ستخدمة‬ ‫في البناء ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬ا�ستخدامات الحديد ال�صلب (الفوالذ)‪:‬‬ ‫ي�ستخدم في �صناعة ال�سفن وق�ضبان �سكك الحديد والج�سور ‪.‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫ا�ستخدامات �سبائك ال�صلب ‪:‬‬ ‫�أ ‪� -‬صلب النيكل‪:‬‬ ‫(المتكون من الحديد ال�صلب والنيكل) يجعل ال�سبيكة‬ ‫تقاوم ت�آكل ال�صد�أ مما يزيد من �صالبتها ومتانتها وت�ستخدم‬ ‫في �صناعة ال�سيارات‬ ‫�شكل (‪)22-5‬‬ ‫ب ‪� -‬صلب الكروم ‪:‬‬ ‫�صلب الكروم‬ ‫( المتكون من الحديد ال�صلب والكروم) مما يجعل ال�سبيكة �أكثر �صالبة وت�ستخدم في‬ ‫�صناعة كرة الحديد التي ت�سهل حركة محاور المحركات والتي يطلق عليها(رمان بلي)‪.‬‬

‫الألومينيوم‪:‬‬ ‫الألومينيوم من المعادن الم�س ��تخدمة على نطاق وا�س ��ع‬ ‫في حياة الإن�سان اليومية وله التركيب الذري التالي‪:‬‬ ‫�شكل (‪ )23-5‬معدن الألمونيوم‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫الرمز‬ ‫الكيميائي‬ ‫‪Al‬‬

‫العدد الذري‬

‫الكتلة الذرية‬

‫التكاف�ؤ‬

‫التوزيع الإلكتروني‬

‫‪13‬‬

‫‪26،982‬‬

‫‪3+‬‬

‫‪1S22S22P63S23P1‬‬

‫وجود الألومينيوم في الطبيعة‪:‬‬ ‫يعتبر الألومينيوم �أوفر الفلزات وجود ًا في الق�ش ��رة الأر�ض ��ية �إذ تبلغ ن�سبته فيها �أكثر من (‪ )% 8‬وال يفوقه‬ ‫من العنا�صر �إال الأك�سجين وال�سيليكون وال يوجد في الطبيعة ب�شكل حر و�إنما على �شكل مركبات ‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪170‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫خامات الألومينيوم‪:‬‬ ‫‪� - 1‬سيليكات الألومينيوم‬ ‫‪ - 2‬البوك�سايت ( ‪) Al2O3 . XH2O‬‬ ‫‪ - 3‬الكريوليت ( ‪)Na3AlF6‬‬

‫�شكل (‪ )24-5‬البوك�سايت‬

‫كان زوار ب�ل�اط نابلي ��ون الثالث في فرن�س ��ا من ��ذ مائة عام فق ��ط يتحدثون ب�إعج ��اب عن معدن‬ ‫جدي ��د ‪ .‬وف ��ي حين كان الطع ��ام يقدم للنبالء من الزوار في �أواني من ذهب وبمالعق من ف�ض ��ة كان‬ ‫المحظيون منهم ي�س ��تعملون مالعق و�ش ��وك ًا من المعدن الجديد الألومينيوم ‪ .‬وقد خ�ص �سيام كزائر‬ ‫عظيم لفرن�س ��ا حينئذ بهدية ثمينة �س ��اعة م�ص ��نوعة من الألومينيوم ‪.‬ثم ما لبثت �أن اكت�ش ��فت طرق‬ ‫اقت�ص ��ادية ال�ستخال�ص الألومينيوم ‪ ،‬وعرفت فوائده العملية وال�صناعية فعم انت�شاره ولم يعد معدن ًا‬ ‫نبي�ل ً�ا‪ .‬وهناك حدث ��ان هامان يميزان تاريخ الألومينيوم هما ‪ :‬اكت�ش ��اف طريق ��ة التحليل الكهربائي‬ ‫ال�س ��تخال�ص الألومينيوم عام ‪1886‬م واكت�ش ��اف �سبيكة الألومينيوم والمغني�س ��يوم عام ‪1909‬م التي‬ ‫كانت الأ�سا�س في �صناعة الطائرات‪.‬‬

‫ي�س ��تخل�ص الألومينيوم بالتحليل الكهربـائي للبوك�سـايت النقي وهذا يتطلب درجات حرارة عالية‪ ،‬لذلك‬ ‫يذوب البوك�س� �ـايت في م�ص ��هور من الكريواليت عند ‪° 1000‬م ‪ ،‬ويحلل كهربائي ًا في خاليا خا�ص ��ة ‪.‬يتجمع‬ ‫الألومينيوم الم�صهور على المـهبط ( ‪ ) -‬وهو بطانة الخلية الم�صنـوعة من الجرافيت ويمرر لخارج الخلية‬ ‫حينما ت�ض ��اف كميات جديدة من البوك�س ��ايت ‪ .‬ونتيجة لت�آكل ق�ضبان الجرافيت الم�ستخــدمة كم�صعد (‪)+‬‬ ‫تج ��دد با�س ��تمرار ‪ .‬وبم ��ا �أن هذه العملية ت�س ��تهلك كميات كبيرة م ��ن الطاقة الكهربائي ��ة فهي تجري قرب‬ ‫م�صادر كهرباء رخي�صة ن�سبيا‬

‫‪171‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫ا�ستخال�ص الألومينيوم‪:‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫‪4Al + 3O2‬‬

‫‪2Al2O3‬‬

‫لماذا تت�آكل ق�ض ��بان الجرافيت الم�س ��تخدمة كم�ص ��عد‬ ‫عند التحليل الكهربائي للبوك�سايت؟‬ ‫�شكل (‪ )25-5‬ا�ستخال�ص الألومنيوم‬

‫خوا�ص الألومينيوم‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬الخوا�ص الفيزيائية‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الألومينيوم النقي فلز ف�ضي اللون‪.‬‬ ‫‪ - 2‬قابل للطرق وال�سحب‪.‬‬ ‫�شكل (‪ )26-5‬فلز الألمونيوم‬ ‫‪ - 3‬مو�صل جيد للحرارة والكهرباء‪.‬‬ ‫‪ - 4‬لين نوع ًا ما لكنه يكت�سب �صالبة ب�سبكه مع عنا�صر �أخرى مثل ‪ :‬المغني�سيوم‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫ب ‪ -‬الخوا�ص الكيميائية‪:‬‬ ‫يعتبر الألومينيوم من العنا�صر الن�شطة كيميائي ًا ‪ ،‬خا�صة عندما يكون على �شكل خراطة �أو م�سحوق‪،‬‬ ‫وفيما يلي بع�ض تفاعالته ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬التفاعل مع الأك�سجين‪:‬‬ ‫عن ��د تـعر�ض الألـومينيوم للهــــواء الرطب يتغطى بطبقة رقيقة من �أك�س� �يـد الألـــومينيوم المـائي‬ ‫(‪ )Al2O3 . nH2O‬تحميه من الت�آكل وتعرف هذه الظاهرة ب�صد�أ الألومينيوم‪.‬‬ ‫ويحترق م�س ��حوق الألومينيوم في الهواء ب�ش ��دة ‪ ،‬ويرافق ه ��ذا التفاعل انطالق كمية كبيرة‬ ‫من الحرارة‪:‬‬ ‫‪4Al + 3O2‬‬ ‫‪2Al2O3 +‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪172‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫‪ 2‬التفاعل مع الحمو�ض والقواعد‪:‬‬‫يتفاعل الألومينيوم ب�سهولة مع حم�ض الكلور خ�صو�ص ًا �إذا كان مركز ًا ‪:‬‬ ‫‪2Al + 6HCl‬‬

‫‪2AlCl3 + 3H2‬‬

‫يتفاعل الألومينيوم �أي�ض ًا مع محلول هيدروك�سيد ال�صوديوم المائي ‪:‬‬ ‫‪2Al + 6NaOH‬‬

‫‪2Na3AlO3 + 3H2‬‬

‫ونتيجة لتفـاعل الألومينيوم مع كـل من الحمو�ض والقلويـات ( القواعد ) يو�صف بـ�أنه مــــتردد‬ ‫(حم�ضي–قاعدي)‪.‬‬

‫قارن بين �صد�أ الحديد و�صد�أ الألومينيوم‪.‬‬

‫ا�ستخدامات الألومينيوم‪:‬‬ ‫‪ - 1‬ي�ستخدم في الأغرا�ض التي تتطلب متانة وخفة في نف�س الوقت‪،‬‬ ‫مثل ‪�:‬صناعة الطائرات وفي �صناعة النوافذ والأبواب‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ي�ستخدم في �صناعة الأ�سالك الكهربائية الهوائية لجودة تو�صيله للكهرباء وعدم ت�آكله‪.‬‬

‫‪173‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫التدوير هي عملية �إعادة الت�صنيع با�ستخدام المخلفات ‪ ،‬ومن ذلك تدوير مخلفات الألومينيوم‪.‬‬ ‫قم بزيارة م�صنع تدوير الألومينيوم �أو بالرجوع �إلى م�صادر المعلومات المتوفرة لديك واكتب‬ ‫عن �إيجابيات هذه العملية و�سلبياتها وعالقة ذلك بالبيئة‪.‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫‪ - 3‬ي�ستخدم في �صناعة �أدوات الطــبخ لجودة تو�صيله للحرارة‪.‬‬ ‫‪ - 4‬ي�ستخدم الألومينيوم الم�سحوق في تح�ضير الدهانات‪.‬‬ ‫‪ - 5‬ي�ستخدم كرقائق في حفظ الأطعمة‪.‬‬ ‫�شكل (‪)27-5‬‬ ‫بع�ض ا�ستخدامات الألومينيوم‬

‫مركبات الألومينيوم ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الهيدروك�س���يد ‪ :Al(OH)3‬عند �إ�ض ��افة محلول هيدروك�سيد ال�صوديوم بالتدريج �إلى محلول‬ ‫كبريتات الألومينيوم نح�ص ��ل على را�س ��ب �أبي�ض جيالتيني من هيدروك�س ��يد الألومينيوم يذوب‬ ‫با�ستمرار الإ�ضافة من محلول هيدروك�سيد ال�صوديوم ‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫‪� - 2‬أك�سيد الألومينيوم ‪ :Al2O3‬يوجد منت�شر ًا على �شكل بوك�سايت ‪ ،‬ويوجد �أي�ض ًا في حاالت نادرة‬ ‫نقي ًا تلونه �ش ��وائب قليلة من �أكا�س ��يد فلزات �أخرى وهذه البلورات ثمينة منها العقيق وغيره من‬ ‫الأحجار الكريمة ‪ .‬ويمكن �ص ��نع م�ش ��ابهات لها ب�ص ��هر الأك�سيد في لهب �س ��اخن جد ًا وتلوين‬ ‫الناتج ب�أك�سيد المعدن المنا�سب ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬كبريت���ات الألوميني���وم ‪ :Al2(SO4)3‬يمك ��ن �أن نعتبره ��ا �أه ��م مركبات الألومينيوم‪ ،‬نح�ص ��ل‬ ‫عليها بتفاعل حم�ض الكبريت مع البوك�س ��ايت وعندما يخلط محلوالن من كبريتات الألومينيوم‬ ‫وكبريتات المغني�سيوم بكميات تتنا�سب مع الكتلة الجزيئية لكل منهما ‪ ،‬ثم يبخر المخلوط تنتج‬ ‫بلورات من ملح مزدوج يعرف با�سم ال�شب له ال�صيغة الكيميائية التالية‪:‬‬ ‫‪K2SO4 . Al2(SO4)3 . 24H2O‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪174‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫�سبائك الألومينيوم‪:‬‬

‫�أهم ال�صناعات الكيميائية في المملكة‪:‬‬ ‫‪� - 1‬صناعة الورق‪:‬‬ ‫كان الإن�س ��ان في الع�صور القديمة ي�س ��جل �أخباره على الأحجار‪ ،‬ثم‬ ‫ا�س ��تخدم لحاء ال�ش ��جر و�أوراقه كما ا�س ��تخدم العظام والع ��اج‪ ،‬وقد برع‬ ‫قدماء الم�صريين في �صناعة الورق من نبات البردي وهو نبات كان ينمو‬

‫‪175‬‬

‫�شكل (‪� )29-5‬أنواع من الورق‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫�إن الألومينيوم النقي طري ن�سبي ًا ‪ ،‬ومفيد في اال�ستعماالت التي ال تتطلب قوة ومتانة كالتزيين والتغليف‬ ‫و�ص ��نع ال�س ��قوف والأدوات المنزلية ‪ ،‬غير �أن �إ�ض ��افة كميات قليل ��ة من معادن �أخرى �إل ��ى الألومينيوم تغير‬ ‫�ص ��فاته (خا�صة من حيث ال�ص�ل�ابة) تغيير ًا جذري ًا بحيث تفتح �أبواب ًا جديدة ال�ستعماالت ال�سبائك الناتجة‬ ‫عن هذه الإ�ضافة ‪ .‬وفيما يلي بع�ض �أنواع �سبائك الألومينيوم‪:‬‬ ‫‪� - 1‬ألومينيوم – مغني�سيوم ‪:‬‬ ‫�إذا �أ�ضيف حوالي ‪ % 5‬مغني�سيوم �إلى الألومينيوم‬ ‫ف�إن ال�سبيكة الناتجة تكون مقاومة للت�آكل وت�ستعمل‬ ‫في �صنع ال�سفن‪.‬‬ ‫�شكل (‪ )28-5‬بع�ض �سبائك الألومينيوم‬ ‫‪� - 2‬ألومينيوم – مغني�سيوم – �سيليكون ‪:‬‬ ‫يعطي هذا المزيج �سبائك تعالج بالحرارة وت�صلح للبناء والهند�سة‪.‬‬ ‫‪� - 3‬ألومينيوم – نحا�س‪:‬‬ ‫�إن �إ�ض ��افة ‪ % 5‬نحا�س �إلى الألومينيوم يعطي �س ��بيكة ت�ص ��لح لبناء هياكل الطائرات وتغطى عادة‬ ‫بطبقة من الألومينيوم النقي ليعطيها مقاومة للت�آكل‪.‬‬ ‫‪� - 4‬ألومينيوم – �سيليكون‪:‬‬ ‫حوالي ‪� % 12‬سيليكون تعطي �سبيكة �سائلة �أو طرية ت�ستعمل لل�صب �أو لعمل التماثيل‪.‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫عل ��ى طول �ض ��فاف النيل ‪ ،‬كما ا�س ��تعملت ف ��ي الكتابة جلود الأبق ��ار والماعز والأل ��واح الطينية المغطاة‬ ‫بال�شمع ‪� ،‬أما ال�صناعة الحقيقية للورق فقد ابتكرها ال�صينيون حوالي عام ‪ 105‬م‪ ،‬واحتفظوا ب�سر �صناعتها‬ ‫حتى حوالي ‪ 700‬م عندما قدم العرب ل�س ��مرقند ‪ ،‬ومع نهاية القرن الرابع ع�ش ��ر الميالدي كانت قد �أدخلت‬ ‫تح�س ��ينات عدة على �ص ��ناعة الورق و�أ�صبح معروف ًا في جنوب �أوروبا ‪ .‬حتى �أ�صبح الورق �أحد �أهم المنتجات‬ ‫ال�ص ��ناعية فالكت ��ب والمج�ل�ات والجرائد تطبع على الورق‪ .‬كما يت ُّم الح�ص ��ول على بيانات من الحوا�س ��يب‬ ‫مطبوعة على الورق‪ .‬واليمكن للم�ؤ�س�سات التعليمية وال�صناعية والدوائر الحكومية العمل بدون ورق الطباعة‬ ‫والكتابة‪ .‬كما ت�ش ��مل منتجات الورق الأخرى المهمة الورق المقوى (الكرتون) الذي ُي ْ�س� � َتخدم في التغليف‪،‬‬ ‫وورق التجفيف كالمناديل والمنا�شف الورقية‪.‬‬

‫تركيب الورق‪:‬‬ ‫ال ��ورق عبارة عن رقائق م�س ��توية تتكون من عدد كبير من الألياف الرقيقة الق�ص ��يرة (والألياف �أنابيب‬ ‫دقيق ��ة مجوف ��ة ومغلقة عند �أحد طرفيها وب�أطوال تتراوح ما بي ��ن ‪ 1‬و ‪ 5‬ملم‪ .‬وتعمل مادة اللجنين الموجودة‬ ‫في الخ�شب على االحتفاظ بالألياف مع بع�ضها)‪ ،‬والتي ت�شبه ال�شعيرات متداخلة ببع�ضها ومتال�صقة مكونة‬ ‫�سطح ًا مت�ص ًال �أمل�س ‪ ،‬تتركب جميع هذه الألياف من ال�سيلولوز( المكون البنائي الأ�سا�سي لجدران الخاليا‬ ‫النباتية)‪ ,‬وي�ضاف �إليها بع�ض المواد لإعطاء الورق الموا�صفات المطلوبة‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫المواد الداخلة في ت�صنيع الورق‪:‬‬ ‫�أو ًال‪ :‬المواد الخام‪:‬‬ ‫كانت �ألياف القطن والكتان التي يتم الح�صول عليها من الخرق والأقم�شة البالية لعدة قرون م�ضت‪ ،‬هي‬ ‫المواد الرئي�سية الم�ستخدمة في �إنتاج الورق‪� .‬أما اليوم فقد ا�ستبدلت لب الخ�شب بهذه الألياف واللب هو‬ ‫اال�سم الم�ستخدم للألياف ال ُم َع َّدة لتح�ضير الورق ‪.‬‬ ‫ح�صل على اللب من �أ�شجار الغابات ونفايات الأ�شغال الخ�شبية‪ .‬حيث يتم معالجتة بالمواد الكيميائية‬ ‫و ُي َ‬ ‫( مثل حم�ض النيتروجين ‪ ,‬ال�ص ��ودا الكاوية ‪� ,‬أك�س ��يد الكال�س ��يوم ) تحت ظروف منا�س ��بة تعمل على تحول‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪176‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫المواد الأقل ثبات ًا (اللجنين والهيمي�س ��ليلوز وهي مواد مختلطة بال�س ��يلولوز في النبات ) �إلى مواد تذوب‬ ‫في الو�سط وفي الماء �أثناء الغ�سيل ‪ ،‬ومن ثم يتم تفكيك �أو ف�صل الألياف عن بع�ضها‪.‬‬

‫ثانياً‪ :‬المواد الم�ضافة‪:‬‬ ‫وت�شمل المواد التالية‬

‫مواد مالئة‬

‫المواد الم�ضافة‬ ‫مواد التقويم‬

‫مواد ال�صقة‬

‫ت�ضاف لإنتاج ورق ي�صلح‬ ‫مثل الن�شا‬ ‫هي مواد ت�ضاف �إلى‬ ‫لأغرا�ض الكتابة مثل‬ ‫والهيمي�سليلوز‬ ‫اللب لملء الفراغات‬ ‫لم�ساعدة الألياف على بع�ض الراتنجات وتعمل‬ ‫�أو �سد الم�سام بين‬ ‫االلت�صاق ببع�ضها‪ .‬المواد المقومة على منع‬ ‫الألياف كذلك �إعطاء‬ ‫ت�شرب الورق للحبر‪.‬‬ ‫الورق الوزن المطلوب‪.‬‬ ‫وب�إ�ضافة المواد المالئة والال�صقة يمكن �إنتاج ورق �صالح للطباعة‪.‬‬

‫مواد التلوين‬ ‫وت�ضاف �إلى العجينة‬ ‫لتعطي الورق اللون‬ ‫المطلوب‪.‬‬

‫ت�صنيع الورق ‪:‬‬ ‫تمر عملية ت�صنيع الورق بمرحلتين‪:‬‬ ‫�أنواع اللب‬

‫�أ ‪ -‬اللب الميكانيكي‬

‫ب ‪ -‬اللب الكيميائي‬

‫ويح�ض ��ر م ��ن خ�ش ��ب الأ�ش ��جار بو�س ��ائل �آلية‬ ‫وي�ص ��نع منه �أوراق ال�ص ��حف والأوراق الرخي�ص ��ة‬ ‫ويت�أث ��ر بالعوام ��ل الجوية حي ��ث يتحول م ��ن اللون‬ ‫الأبي�ض �إلى اللون الأ�صفر بفعل الأك�سجين وال�ضوء‬ ‫وذلك الحتوائه على ن�سبة عالية من اللجنين‪.‬‬

‫ويح�ضر من خ�ش ��ب الأ�ش ��جار بطرق كيميائية‬ ‫ت�ستخدم فيها مواد كيميائية لتنقية �ألياف ال�سيلولوز‬ ‫من ال�ش ��وائب والح�ص ��ول علية نقي ًا وي�س ��تخدم في‬ ‫�صنع �أكيا�س تعبئة الأ�سمنت وال�سماد‪.‬‬

‫‪177‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫�أو ًال‪ :‬تح�ضير اللب وهو نوعان‪:‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫ثانياً‪ :‬تحويل اللب �إلى ورق‪:‬‬ ‫تم ��ر عملي ��ة تحويل اللب �إلى ورق بمراحل متتالية حتى الو�ص ��ول �إلى المنتج النهائي للم�س ��تهلك كما في‬ ‫ال�شكل التالي‪:‬‬ ‫عملية التبي�ض‬

‫تح�ضير اللب‬

‫عملية التقطيع‬

‫عملية ال�ضرب‬

‫ال�صقل والتنعيم‬

‫التجفيف‬

‫�آالت �صنع الورق‬

‫مواد الإ�ضافة‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫و�إليك �شرح موجزللمراحل ال�سابقة‪:‬‬ ‫‪ - 1‬عملية التبي�ض ‪ :‬وفيها تزال المواد الع�ضوية المتخلفة للح�صول على ورق جيد �أبي�ض‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تح�ضير اللب ‪ :‬وفيها يتم تحويل محلول اللب ال�سيلولوزية �إلى �ألواح ب�إ�ستخدام جهاز خا�ص‬ ‫‪ - 3‬التقطيع ‪ :‬في هذه العملية تتحول الألواح ال�سيلولوزية على �ألياف ق�صيرة متماثلة ومنف�صلة‪.‬‬ ‫‪ - 4‬ال�ضرب ‪ :‬وفيها يتم تفكيك الألياف �إلى مكوناتها الليفات الدقيقة فتتداخل مع بع�ضها البع�ض وتك�سب‬ ‫الورق المتانة والقوة ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬مواد الإ�ضافة ‪ :‬وهي المواد ال�سابق ذكرها وت�ضاف في �أثناء عملية ال�ضرب ‪.‬‬ ‫‪� - 6‬آالت �ص ��نع الورق ‪ :‬ويتم فيها خلط محلول اللب بكمية منا�س ��بة من الماء ويمرر على الآت �صنع الورق‬ ‫لي�ص ��فى الم ��اء الذى يعمل على ت�ش ��ابك الألياف وتداخلها مع بع�ض ��ها البع�ض مكو ًنا �ص ��فيحة مبتلة‬ ‫متوا�صلة من �شريط الورق ‪.‬‬ ‫‪ - 7‬التجفيف ‪ :‬وفيها يتم تبخير الماء لي�ص ��بح الورق جاف ًا تقريب ًا عن طريق �إمراره بين مجموعتين من‬ ‫�أ�سطوانات مجوفة م�سخنة بالبخار من الداخل ‪.‬‬ ‫‪ - 8‬ال�صقل ‪ :‬وفيه يتم �صقل وتنعيم �سطح الورق وتلميعه عبر عدد من الإ�سطوانات‪ ،‬ثم يلف �شريط الورق‬ ‫على محور �إ�س ��طواني وي�صبح �ص ��الح ًا للأعمال المختلفة حيث يق�ص بوا�سط المق�صات وال�سكاكين‬ ‫ح�سب الحاجة‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪178‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫لماذا تتعر�ض الكتب �أو الجرائد القديمة وغيرها لال�صفرار مع مرور الوقت‪.‬‬

‫فكر في جميع الو�سائل التي يمكن �أن ت�ستخدمها لال�ستفادة من ورق الجرائد �أو المجالت ‪.‬‬

‫مخزن ل�سائل اللب‬

‫غ�سالة‬

‫مبي�ض‬

‫منخل‬

‫غ�سالة‬

‫برج‬ ‫النقخ‬

‫ها�ضم‬

‫مقطع‬ ‫الأ�شجار‬

‫�آلة لنزع‬ ‫اللحاء‬

‫�شكل ( ‪ )30-5‬خطوات �صناعة اللب‬

‫‪179‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫قطع الأ�شجار‬ ‫(ال�سيقان)‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫ورق جاهز ق�ضبان حديدية‬ ‫لل�صقل‬

‫مجففات‬

‫ق�سم ال�ضغط منخل‬

‫ر�أ�س م�ستودع‬ ‫ال�صندوق‬

‫م�صفى �أو‬ ‫خافق‬

‫مخزن �سائل‬ ‫اللب‬

‫مكينة فوردرينير‬

‫�شكل ( ‪ )31-5‬خطوات �صناعة الورق‬

‫من خالل ما يتوفر لديك من م�صادر المعلومات ‪.‬‬ ‫�صمم عر�ض ًا مزود ًا بال�صور يو�ضح خطوات تدوير الورق‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫�أنواع الورق‬ ‫تق�سم الأخ�شاب الم�ستخدمة في �صناعة الورق �إلى نوعين‪:‬‬ ‫الأول ‪� :‬أخ�ش���اب لينة‪ :‬مثل �أخ�ش ��اب �ش ��جر ال�ص ��نوبر‪ ،‬والأنانا�س‪ ،‬والتنوب‪ .‬وتتميز هذه الأخ�ش ��اب‬ ‫ب�أليافها الطويلة؛ ولذا تُ�ستخدم في �صناعة معظم �أنواع الورق‪.‬‬ ‫الثاني‪� :‬أخ�شاب �صلبة‪ :‬مثل �أخ�شاب �شجر ال�صمغ‪ ،‬والحور‪ ،‬والقيقب‪ ،‬والبلوط‪ .‬وتتميز هذه الأخ�شاب‬ ‫ب�أليافه ��ا الق�ص ��يرة‪ .‬وي�س ��تخدم لب هذه الأخ�ش ��اب في �ص ��ناعة �أوراق الطباعة‪ ،‬والكتاب ��ة‪ ،‬والأنواع‬ ‫الفاخرة من الورق‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪180‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫‪181‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫تختلف �أنواع الورق تبع ًا للطريقة الم�ستخدمة في ت�صنيعه‪ ،‬وتبع ًا للمعالجات الكيميائية التي‬ ‫تُجرى عليه خالل الت�صنيع‪ .‬وعادة ما تختلف تلك الطريقة وهذه المعالجات باختالف الغر�ض‬ ‫المراد ا�ستخدام الورق فيه‪ .‬فعلى �سبيل المثال‪ ،‬ي�صنع ورق الطباعة من الألياف الم�ستخل�صة‬ ‫بالطريقة الكيميائية‪ ،‬ويعالج لمنع ت�شرب الحبر �أثناء الطباعة‪.‬‬ ‫�أما �أوراق التغليف‪ ،‬فيتم تلميعها و�صقلها لتبدو المعة براقة‪ ،‬كما �أنها تعالج معالجة خا�صة‬ ‫لتالفي ت�شربها بال�سوائل‪� .‬أما �أوراق الدعاية والإعالن‪ ،‬فتغطى بطبقة خليط من ال�صل�صال النقي‬ ‫والمواد الال�صقة‪ .‬وتكون �أوراق الكتابة العادية قليلة التكلفة‪� ،‬إذ ت�صنع من الألياف الم�ستخل�صة‬ ‫ميكانيكي ًا‪� .‬أما المناديل الورقية و�أوراق الن�شاف وال�صناديق الورقية‪ ،‬فت�صنع من الألياف المعاد‬ ‫ت�صنيعها (‪.)Recycled Fibers‬‬ ‫ومن �أكثر �أنواع الورق رواجاً‪:‬‬ ‫ورق الجرائد ‪ :‬وهو ورق خفيف قليل المتانة ق�صير العمر �شديد‬ ‫الت�شرب لل�سوائل‪.‬‬ ‫ورق المجالت‪ :‬وهو ي�شبه ورق الجرائد‪� ،‬إال �أنه يتميز عنه بلمعانه‬ ‫الوا�ضح‪ .‬وي�صنع كال النوعين من اللب الم�ستخل�ص بالطريقة‬ ‫الكيميائية‪.‬‬ ‫ورق الطباعة‪ :‬ي�صنع من اللب الم�ستخل�ص بالطريقة الكيميائية‬ ‫كذلك‪،‬‬ ‫�إال �أنه ي�ضاف �إلى عجينته �أنوا ٌع من ِ‬ ‫الخ َرق‪ ،‬ثم يعاد معالجة‬ ‫�شكل (‪� )32-5‬أنواع الورق‬ ‫العجينة كيميائ ًّيا‪ .‬ويتميز هذا النوع بمقاومته ال�شديدة للرطوبة‬ ‫وقلة امت�صا�صه لل�سوائل‪.‬‬ ‫ورق الكرتون‪ :‬ويوجد منه نوعان‪:‬‬ ‫النوع الم�ضلع ‪ :‬ويتكون من عدة طبقات‪ ،‬و ُي�ستخدم لإنتاج �صناديق التعبئة‪.‬‬ ‫النوع الرمادي ‪ :‬وي�صنع بتجفيف عجينة اللب الم�ستخدمة فيه ب�أفران خا�صة‪ ،‬بد ًال من �أ�سطوانات‬ ‫التجفيف‪ ،‬و ُي�ستخدم في تجليد المطبوعات المختلفة‪.‬‬ ‫الورق المقوى‪ :‬ويعالج اللب الم�ستخدم في ت�صنيعه بمواد كيميائية مختلفة‪ ،‬و ُي ْط َلى بطبقات من‬ ‫ال�شمع‪ ،‬حيث ي�ستخدم في تغليف المواد الغذائية‪.‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫‪� - 2‬صناعة حم�ض الكبريت ‪:Sulfuric Acid‬‬ ‫يع ��د حم�ض الكبريت من �أوائل الأحما� ��ض التي تم التعرف عليها ‪ ,‬حيث عرفه العرب منذ القرن الثامن‬ ‫الميالدي ‪ ,‬وعرفته �أوربا في القرنين الرابع والخام�س ع�شر‪.‬‬ ‫�أطل ��ق جاب ��ر بن حيان على هذا الحم�ض قديم ًا زيت الزاج (‪ )Oil of Vitroil‬ب�س ��بب تح�ض ��يره من‬ ‫ت�سخين وتقطير الزاج الأخ�ضر ( كبريتات الحديدوز المائية ) ‪ ,‬والكبريتات الأخرى الم�شابهة له ‪.‬‬

‫ال�صيغة الكيميائية‪:‬‬ ‫يطلق في ال�صناعة على مزيج غاز ثالث �أك�سيد الكبريت ‪ SO3‬والماء مهما‬ ‫كانت ن�سبة الماء حم�ض الكبريت وله ال�صيغة الكيميائية ‪� H2SO4‬أما ال�صيغة‬ ‫البنائية فيمكن تمثيلها كما في ال�شكل المقابل‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫�شكل (‪ )33-5‬ال�صيغة‬ ‫الخوا�ص الفيزيائية‪:‬‬ ‫البنائية لحم�ض الكبريت‬ ‫حم�ض الكبريت الالمائي �أو الأحادي الماء ذو ال�صيغة ‪ H2SO4‬فيتميز بالخوا�ص التالية‪:‬‬ ‫‪� - 1‬سائل عديم اللون‪.‬‬ ‫‪ - 2‬زيت ��ي الق ��وام ال رائحــة ل ��ه عندما يكون نقي ًا‪� ,‬إال �أنـه يعط ��ي �أحيـان ًا رائحة‬ ‫غـــاز ثالث �أك�سيد الكبريت(‪ )SO3‬عند وجـد هذا الغـاز بن�سبة عالية �أثناء‬ ‫تح�ضير الحم�ض‪.‬‬ ‫‪ - 3‬كما يتميز حام�ض الكبريت المركز ب�أنه مو�صل للتيار الكهربائي‪.‬‬ ‫‪ - 4‬يتجمد عند درجة حرارة ‪°10‬م‪.‬‬ ‫�شكل (‪)34-5‬‬ ‫‪ - 5‬يغلي حام�ض الكبريتيك المركز (‪ % 100‬وزن ًا ) عند درجة حرارة‪°330‬م محرر ًا ثالث �أك�سيد الكبريت‪.‬‬ ‫‪ - 6‬تبلغ كثافة حام�ض الكبريتيك ‪ 1.84‬جم ‪ /‬ملل‪� .‬إذا �أحتوى حم�ض الكبريت على ن�س ��بة عالية من ‪SO3‬‬ ‫الذائب �سمي بالمدخن الأوليوم ‪.Oleum‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪182‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫ت�صنيع حم�ض الكبريت‪:‬‬ ‫يعتبر حم�ض الكبريت من �أكثر المواد ال�صناعية الهامة ا�ستعماال في العالم فهو المادة الأولية لعدد كبير‬ ‫من ال�ص ��ناعات الهامة وقلما تجد مادة ال يدخل حم�ض الكبريت في �ص ��ناعتها ‪.‬ولهذا ال�س ��بب ف�إن التقدم‬ ‫ال�صناعي لدولة ما ومدى ن�شاطها التجاري يقا�س في كثير من الأحيان بكمية �إنتاجها لحم�ض الكبريت ‪ .‬و ال‬ ‫يوجد حم�ض الكبريت طبيعي ًا بل ي�صنع وتعتبر �صناعته قليلة التكاليف وذلك لأن الحرارة الناتجة في �إحدى‬ ‫خطوات الت�صنيع ت�ستخدم كم�صدر حراري للخطوة التالية ‪ .‬والمادة الأولية في �صناعة حم�ض الكبريت هي‬ ‫الكبريت والكبريتات بالإ�ضافة �إلى الماء والهواء وتتمثل طرق ت�صنيع حام�ض الكبريتيك في طريقتين هما‪:‬‬

‫‪ -1‬طريقة التالم�س ‪:Contact Process‬‬ ‫تم اكت�شاف هذه الطريقة عام ‪ 1831‬م ‪ ,‬ثم طورت حتى �أ�صبحت في الوقت الحا�ضر �أرخ�ص‬ ‫طرق ت�صنيع حم�ض الكبريت و�أكثرها انت�شارا ‪.‬تتم طريقة التما�س من خالل عدة مراحل ‪,‬‬ ‫هي كالتالي ‪:‬‬ ‫‪� - 1‬صهر عن�صر الكبريت وتر�شيحه لف�صل الأجزاء غير المن�صهرة عنه ‪.‬‬ ‫‪� - 2‬ض���خ الم�ص���هور �إلى وحدة حرق الكبريت للح�ص���ول على غاز ثاني �أك�س���يد الكبريت الذي‬ ‫يمرر على �سخان ثم �إلى مر�شح الغاز الحار لتنقيته من ال�شوائب وفقاً للمعادلة التالية‪:‬‬

‫▲‬

‫‪2SO2 + O2‬‬

‫‪� - 3‬إدخ���ال غ���از ثان���ي �أك�س���يد الكبريت �إلى ب���رج التحويل المحتوي على محف���ز – مثل معدن‬ ‫البالتي���ن �أو الفنادي���وم – ليت�أك�س���د ويتح���ول �إل���ى ثالث �أك�س���يد الكبريت في وج���ود الهواء‬ ‫عن���د درج���ة حرارة معينة للح�ص���ول على �أعلى م���ردود (‪ ) % 98 - % 97‬من الغاز الناتج وفقاً‬ ‫للتفاعل التالي‪:‬‬ ‫‪2SO3‬‬

‫‪ - 4‬امت�صا�ص غاز ثالث �أك�سيد الكبريت بوا�سطة الماء‬ ‫‪SO3 + H2O‬‬

‫‪H2SO4‬‬

‫‪183‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫‪SO2‬‬

‫▲‬

‫‪S + O2‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫ث���م �أخ���ذ المحلول �إلى و�س���ط برج الأولي���وم – حام�ض الكبريت مكث���ف مذاباً فيه ثالث‬ ‫�أك�سيد الكبريت – ليقابل حم�ض الكبريت الداخل من و�سط البرج من الطرف الآخر ‪.‬‬ ‫‪� - 5‬أخذ جزء من الناتج من �أ�س���فل البرج �إلى مبرد الأوليوم لي�ص���عد جزء منه مرة �أخرى �إلى‬ ‫�أعلى البرج ‪ ,‬بينما يتجه الجزء الآخر من الحام�ض الناتج �إلى الخزانات ‪.‬‬ ‫‪� - 6‬س���حب الغ���ازات المنطلق���ة م���ن �أعل���ى برج الأولي���وم �إلى ب���رج االمت�ص���ا�ص لتقابل حام�ض‬ ‫الكبريت حيث يمت�ص جزء منها ويخرج الباقي من فتحة في �أعلى برج االمت�صا�ص ‪.‬‬ ‫‪ - 7‬تنقي���ة حم����ض الكبري���ت وتركي���زه ‪ ,‬وذل���ك بتبخير الحام����ض الناتج للح�ص���ول على ثالث‬ ‫�أك�سيد الكبريت ‪ ,‬الذي يتم امت�صا�صه في �أعمدة من الكوارتز لتحويله �إلى حام�ض نقي‪.‬‬ ‫ح ��رارة بخ ��ار الم ��اء الم ��ار في‬ ‫الأنبوب اللولبي ت�صهر الكبريت‬ ‫قبل ان يرد �إلى داخل الفرن‬

‫التبادل الحراري‬

‫ُيدف ��ع اله ��واء الج ��اف‬ ‫�إل ��ى داخ ��ل الف ��رن فيتحد‬ ‫�أك�س ��جين الهواء بالكبريت‬ ‫مول ��د ًا غ ��از ثان ��ي �أك�س ��يد‬ ‫الكبريت‪.‬‬

‫ف ��ي المح ��ول ت ��زاد كيم ��ات �إ�ض ��افية م ��ن‬ ‫االك�س ��جين لتحوي ��ل غ ��از ثان ��ي اك�س ��يد‬ ‫الكبريت الى غاز ثالث �أك�سيد الكبريت‬

‫المحول‬ ‫ف ��ي ال ُمب ��ادل الح ��راري يم ��رر‬ ‫غ ��از ثاني اك�س ��يد الكبريت فوق‬ ‫�أنبوب م ��اء في�س ��خنه بحرارته‪،‬‬ ‫وت�س ��تخدم ه ��ذه الح ��رارة ف ��ي‬ ‫�ص ��هر الكبري ��ت وف ��ي تدوي ��ر‬ ‫الم ��راوح التي تنف ��ث الهواء �إلى‬ ‫داخل الفرن‬

‫جهاز االمت�صا�ص‬ ‫غاز ثالث اك�سيد الكبريت‬ ‫غاز ثاني اك�سيد الكبريت‬

‫�أك�سجين‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫خام�س �أك�سيد الفاناديوم‬

‫�شكل ( ‪ ) 35-5‬تح�ضير حم�ض الكبريت بطريقة التالم�س‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫ُيمرر غاز ثالث �أك�س ��يد الكبريت عبر‬ ‫رذاذ م ��ن حام� ��ض الكبري ��ت ال ��ذي‬ ‫ي�س ��تحدثه لي�ص ��بح حام�ض� � ًا مركز ًا‬ ‫مدخنا ي�سمى الأوليوم‬

‫‪184‬‬

‫يخفف الأمونيوم‬ ‫(حام�ض الكبريت‬ ‫المدخن) بالماء‬ ‫للح�صول على حام�ض‬ ‫الكبريت بالتركيز‬ ‫المطلوب‬

‫كيميائي� � ًا يمك ��ن‬ ‫�إ�ض ��افة غ ��از ثال ��ث‬ ‫�أك�س ��يد الكبريت الى‬ ‫الماء مبا�شرة لإنتاج‬ ‫حام� ��ض الكبري ��ت‬ ‫ولك ��ن التفاعل يكون‬ ‫عنيف ًا وخطر ًا‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫ت�صنيع حم�ض الكبريت بطريقة غرف الر�صا�ص‬ ‫وتعرف �أي�ض� � ًا بطريقة �أك�س ��يد النيتروجين ‪ ,‬وه ��ي طريقة قديمة �إال �أنها ال زالت ت�س ��تعمل في بع�ض‬ ‫البلدان وتتمثل هذه الطريقة في الخطوات التالية ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تفاعل ثاني �أك�سيد الكبريت مع الماء في وجود ثاني �أك�سيد النيتروجين ‪ ,‬وفق التفاعل التالي ‪:‬‬

‫‪SO2 + H2O + NO2‬‬ ‫‪H2SO4 + NO‬‬ ‫‪� - 2‬أك�س ��دة �أول �أك�س ��يد النيتروجين (‪ )NO‬الناتج من التفاعل ال�س ��ابق للح�صول على ثاني �أك�سيد‬ ‫النيتروجين وذلك كما يلي ‪:‬‬ ‫‪2NO + O2‬‬ ‫‪2NO2‬‬ ‫‪� - 3‬إعادة ثاني �أك�سيد النيتروجين لبرج التفاعل مرة �أخرى لتفاعله مع الماء وثاني �أك�سيد الكبريت‬ ‫للح�صول على الحام�ض ‪ ...‬وهكذا‪.‬‬ ‫‪SO2 + H2O + NO2‬‬ ‫‪H2SO4 + NO‬‬

‫ا�ستخدامات حم�ض الكبريت‪:‬‬

‫‪ -1‬كمادة م�ؤك�سدة ونازعة للماء‪:‬‬

‫لذا ي�ستخدم حم�ض الكبريت في تجفيف المركبات الكيميائية من الماء‪.‬‬

‫‪� -2‬إنتاج الأ�سمدة الكيميائية مثل‪:‬‬

‫�أ ‪� -‬سماد �سوبر الفو�سفات الأحادية‪:‬‬

‫وذلك بتفاعل حم�ض الكبريتيك مع ال�صخور الفو�سفاتية كما يلي ‪:‬‬ ‫‪2H2SO4 + Ca3(PO4)2‬‬ ‫‪2CaSO4 + Ca(H2PO4) 2‬‬

‫‪185‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫لحم�ض الكبريتيك ا�س ��تخدامات عديدة فهو يدخل ب�ش ��كل ما في معظم المواد الم�صنوعة تقريب ًا ويعتبر‬ ‫م�ستوى �إنتاجه دلي ًال على القدرة ال�صناعية لأي بلد وتعود وفرة ا�ستخدامه �إلى رخ�صه وتنوع ت�أثيره الكيميائي‪.‬‬ ‫يدخل حم�ض الكبريتيك في �إنتاج الأ�ص ��باغ والكحوالت والبال�ستيك والمطاط و�صناعة ال�صابون والمنظفات‬ ‫والمفرقعات وحفظ بع�ض الأطعمة وفي �ص ��ناعة الورق و �ص ��ناعة الحديد والنحا�س و �سحب الألومينيوم ‪ ,‬كما‬ ‫يدخل في منتجات �صيدلية ونفطية عديدة‪ .‬ولعل �أهم ا�ستخداماته تتمثل ب�صفة �أ�سا�س فيما يلي ‪:‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫ب‌‪� -‬سماد كبريتات الأمونيوم ‪:‬‬

‫ويح�ضر بتفاعل حم�ض الكبريت مع الأمونيا على النحو التالي‪:‬‬ ‫‪H2SO4 + 2NH3‬‬

‫‪(NH4)2SO4‬‬

‫‪ - 3‬تح�ضير الكبريتات‪:‬‬ ‫مثل كبريتات ال�صوديوم(ت�ستخدم في �صناعة الورق والمنظفات والزجاج وتحليه المياه)‪ ,‬وكبريتات‬ ‫الألومينيوم(�ص ��ناعة الزيوت وتكرير النفط)‪ ,‬وكبريتات البوتا�سيوم (�صناعة الأ�سمدة والزجاج وال�شبة‬ ‫والمواد الغذائية)‪ ،‬مثال يو�ضح كيفية تح�ضير كبريتات ال�صوديوم بوا�سطة حم�ض الكبريتيك‪.‬‬ ‫‪H2SO4 + NaCl‬‬

‫‪NaHSO4 + HCl‬‬

‫‪NaHSO4 + NaCl‬‬

‫‪Na2SO4 + HCl‬‬

‫‪� - 4‬صناعة بطاريات ال�سيارات‪:‬‬ ‫وي�سمى حم�ض الكبريت في هذه الحالة بماء النار �أو الأ�سيد (‪ ,)Acid‬وي�صل تركيزه في البطارية‬ ‫�إلى ‪ % 33.33‬حام�ض كبريتيك‪.‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫حم�ض الكبريتيك والمطر الحم�ضي‬ ‫تكون الأمطار الحم�ضية‪:‬‬ ‫تتكون الأمطار الحم�ضية من تفاعل الغازات المحتوية على الكبريت ‪ .‬و�أهمها ثاني �أك�سيد‬ ‫الكبريت مع الأك�سجين بوجود الأ�شعة فوق البنف�سجية ال�صادرة عن ال�شم�س‪ ،‬وينتج ثالث �أك�سيد‬ ‫الكبريت الذي يتحد بعد ذلك مع بخار الماء الموجود في الجو‪ ،‬ليعطي حم�ض الكبريت ‪ .‬الذي يبقى‬ ‫معلقا في الهواء على هيئة رذاذ دقيق تنقله الرياح من مكان لآخر‪ ،‬وقد يتحد مع بع�ض الغازات‬ ‫في الهواء مثل الن�شادر‪ ،‬وينتج في هذه الحالة مركب جديد هو كبريتات الن�شادر‪� ،‬إما عندما يكون‬ ‫الجو جافا‪ ،‬وال تتوفر فر�صة ل�سقوط الأمطار‪ ،‬فان رذاذ حم�ض الكبريت‪ ،‬ودقائق كبريتات الن�شادر‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪186‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬

‫يبقيان معلقين في الهواء ال�ساكن‪ ،‬ويظهران على هيئة �ضباب خفيف‪ ،‬ال�سيما عندما ت�صبح الظروف‬ ‫منا�سبة ل�سقوط الأمطار ف�إنهما يذوبان في ماء المطر‪ ،‬وي�سقطان على �سطح الأر�ض على هيئة مطر‬ ‫حم�ضي‪ ،‬هذا وت�شترك اكا�سيد النيتروجين مع اكا�سيد الكبريت في تكوين الأمطار الحم�ضية حيث‬ ‫تتحول اكا�سيد النيتروجين بوجود الأك�سجين والأ�شعة فوق البنف�سجية �إلى حم�ض النيتروجين ‪.‬‬ ‫ويبقى هذا الحم�ض معلقا في الهواء ال�ساكن‪ ،‬وينزل مع مياه الأمطار‪ ،‬مثل حم�ض الكبريت مكونا‬ ‫الأمطار الحم�ضية‪.‬‬

‫‪� -3‬صناعة حم�ض النيتروجين‪:‬‬

‫الخوا�ص الفيزيائية‪:‬‬ ‫‪� - 1‬سائل عديم اللون‬ ‫‪ - 2‬كثافته ‪1‚532‬‬

‫‪187‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫للعلماء الم�س ��لمين دور كبير في تح�ض ��ير بع�ض الأحما�ض المعدنية ومنها على �س ��بيل المثال ‪ ..‬حم�ض‬ ‫النيتري ��ك‪ ،‬حم�ض الكبريتيك ‪ ،‬حم�ض الهيدروكلوريك‪ .‬فلقد �س ��خن الكيميائ ��ي القديم ملح البارود مع زيت‬ ‫الزاج فح�ص ��ل على حام�ض يدبغ الجلد والأظافر بلون �أ�ص ��فر �أو �أ�سمر ‪ ..‬و�إذا ما �سقط على المعادن العادية‬ ‫كالحديد �أو الخار�صين �أو النحا�س كان فعله عنيف ًا و�أخرج غازات‬ ‫و�س ��مي الحام� ��ض الجديد « الم ��اء القوي « والآن ُي�س ��مى‬ ‫خانق ��ة ُ‬ ‫ح�ض ��ر حم�ض النيتريك هو جابر‬ ‫بحم�ض النيتريك وكان �أول من ّ‬ ‫بن حيـان‬ ‫اال�سم الكيميائي‪ :‬حم�ض النيتريك ‪..‬‬ ‫ال�صيغة الكيميائية‪� HNO3 :‬أما ال�صيغة البنائية كما في‬ ‫�شكل ( ‪ )36-5‬حم�ض النيتروجين‬ ‫ال�شكل المقابل‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫‪ - 3‬درجة غليانه = ‪°1.84‬م‬ ‫‪ - 4‬درجة االن�صهار = ‪°6.41 -‬م‬ ‫‪ - 5‬متطاير ‪ ،‬غير ثابت �إذا كان ال مائي ًا‬ ‫‪ - 6‬يتفكك بالتقطير ويغلي عند ال�ضغط العالي �إذا ما مزج بالماء عند درجة حرارة ‪°121‚ 8‬م ‪..‬‬ ‫‪ - 7‬ي�ش� � ّكل خليط� � ًا �أيزوتروبي ًا وبذلك يمكن زي ��ادة تركيز حم�ض النيتروجين المخف ��ف بتقطيره مع حم�ض‬ ‫الكبريتيك المركز‪.‬‬

‫تح�ضيرحم�ض النيتروجين في ال�صناعة‪:‬‬ ‫‪ - 1‬طريقة بركالند – �أيد‪:‬‬

‫يتفاعل �أك�س ��يد النيتريك مع الماء فيت�أك�س ��د �أك�س ��يد النيتريك في وجود الهواء مكون ًا ثاني �أك�س ��يد‬ ‫يح�ضر من خالل‬ ‫النيتروجين الذي يتحول تمام ًا �إلى حم�ض النيتريك ‪ ..‬و�أك�سيد النيتريك في هذه الحالة ّ‬ ‫طريقة القو�س الكهربائي �إال �أن المتطلبات العالية من الطاقة في هذه العملية جعلت هذه الطريقة تختفي‬ ‫في عالم ال�ص ��ناعة ‪ ،‬وخ�صو�ص ًا حين �أ�صبح ت�أك�سد الن�شادر محور �صناعة المخ�صبات النيتروجينية ‪..‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫‪2NO2‬‬

‫▲‬

‫‪2NO + O2‬‬

‫‪2NO2‬‬

‫▲‬

‫‪2NO + O2‬‬ ‫▲‬

‫‪2HNO3+ NO‬‬

‫‪3NO2 + H2O‬‬

‫‪� - 2‬أك�سدة الن�شادر في وجود عامل حافز‪:‬‬ ‫ت�أك�سد الن�شادر المحفز هو الأكثر �أهمية في �صناعة حام�ض النيتريك‪ ،‬ويتم التفاعل في وجود حفاز‬ ‫من البالتين �أو الروديوم يعد عاد ًة في �صورة �شبكة‪ .‬ذلك لأن ت�أك�سد الن�شادر في غياب الحفاز ينتج عنه‬ ‫غاز النيتروجين‪ ،‬وتتم هذه الطريقة في عدة خطوات ( تُ�سمى �أحيان ًا طريقة �أو�ستوالد ‪،)Ostwald‬‬ ‫والتي تنتهي بتحول الن�شادر �إلى حام�ض النيتريك ‪..‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪188‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫�أك�سجين‬

‫�أمونيا‬

‫مادة‬ ‫حافزة‬

‫�أك�سدة‬ ‫�أك�سدة‬

‫ماء و�أك�سجين‬

‫�شكل(‪ )37-5‬تح�ضير حم�ض النيتروجين ب�أك�سدة الن�شادر‬

‫خطوات الأك�سدة‪:‬‬ ‫‪ -1‬تت�أك�سد الأمونيا بوا�سطة الهواء الجوي عند درجة حرارة ‪°850‬م على �شبكة من البالتين‪.‬‬ ‫‪ -2‬تجري �أك�سدة �أك�سيد النيتروجين �إلى ثاني �أك�سيد النيتروجين بعد خف�ض درجة حرارة الغازات الناتجة‬ ‫من التفاعل الأول‪.‬‬ ‫‪ -3‬تفاعل ثاني �أك�سيد النيتروجين مع الماء‪.‬‬ ‫‪ -4‬تفكك حم�ض النيتروز‪:‬‬ ‫‪2NH3 + 5/2O2‬‬ ‫حرارة ‪2NO + 3H2O +‬‬ ‫حرارة ‪2NO2 +‬‬

‫ا�ستخداماته‪:‬‬

‫‪HNO3 + 2NO + H2O‬‬

‫‪2NO2 + H2O‬‬ ‫‪3HNO2‬‬

‫‪ - 1‬ي�ستخدم الحم�ض كعامل م�ؤكـ�سد في تح�ضير حمـ�ض الفو�سفوريك وحم�ض الأك�سـاليك من الكـربوهيدرات‬ ‫وحم�ض الكبريتيك في طريقة الغرف الر�صا�صية‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ي�س ��تخدم في نيترة المواد الع�ض ��وية في �ص ��ناعة الأ�ص ��باغ والمفرقعات وفي ال�ص ��ناعات الحربية وفي‬ ‫الألعاب النارية‪.‬‬

‫‪189‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫حرارة ‪HNO2 + HNO3 +‬‬

‫‪2NO + O2‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫‪ - 3‬تح�ضير النترات المختلفة التي ت�ستخدم في المخ�صبات الزراعية‪.‬‬ ‫‪� - 4‬إذابة الكثير من الفلــزات فكثير ًا ما ي�س ��مى بالحم�ض الفا�صل �إذ �أنه‬ ‫بف�ص ��ل الف�ض ��ة عن الذهـب فتذوب فيه الأولى ب�س ��هولة بينما ال يت�أثر‬ ‫الذهب بالحم�ض‪.‬‬

‫ت�صنيع بع�ض القلويات ‪:‬‬ ‫�شكل (‪) 38-5‬‬ ‫ا�ستخدام حم�ض النيتروجين‬

‫‪ - 1‬الن�شادر(الأمونيا)‪:‬‬ ‫ال�صيغة الجزيئة‪NH3 :‬‬

‫ال�صيغة البنائية‪ :‬كما في ال�شكل‬

‫خوا�ص الن�شادر‪:‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫‪ - 1‬غاز عديم اللون ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ذو رائحة نفاذة مميزة ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬اخف من الهواء ‪ ,‬كثافته تبلغ ‪ 0.771‬جم‪ /‬لتر‬ ‫‪ - 4‬ت�سهل �إ�سالته بالتبريد �أو ال�ضغط ليكون �سائل عديم اللون‬ ‫‪ - 5‬درجة غليانه – ‪° 33.4‬م‬ ‫‪ - 6‬درجة تجمده ‪° 77.7 -‬م‬ ‫‪� - 7‬سريع الذوبان في الماء‬

‫�شكل (‪) 39-5‬‬ ‫ال�صيغة البنائية للن�شادر‬

‫�شكل (‪� ) 40- 5‬شدة ذوبان غاز‬ ‫�أطل ��ق على الن�ش ��ادر غ ��از الأموني ��ا ن�س ��بة �إل ��ى الأمونيين‪ ،‬وهم الن�شادر في الماء(تجربة النافورة)‬ ‫قدماء الم�ص ��ريين الذين كانوا يعب ��دون الإله �آمون ( من دون اهلل)‪،‬‬ ‫وي�س ��تعملون المل ��ح المتطاي ��ر كلوري ��د الأمونيوم‪ ،‬في طقو�س ��هم ثم‬ ‫ا�س ��تخدم هذا المل ��ح فيما بعد لإنعا�ش الم�ص ��ابين بالإغماء‪ .‬ويوجد‬ ‫ملح كلوريد الأمونيوم ب�صورة طبيعية في الحفر البركانية‪.‬‬ ‫�شكل (‪) 41-5‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪190‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫تح�ضير الن�شادر في ال�صناعة‪:‬‬ ‫يتم تح�ضير الأمونيا في ال�صناعة بطريقتين‪:‬‬

‫�أ ‪ -‬طريقة ال�سياناميد‪:‬‬

‫يت ��م تح�ض ��ير الن�ش ��ادر به ��ذه الطريق ��ة ب� ��أن يم ��رر غاز �شكل(‪�)42-5‬أحد م�صانع �إنتاج الن�شادر‬ ‫النيتروجين فوق كربيد الكال�سيوم ‪ CaC2‬الم�سحوق والم�سخن �إلى ‪1100‬درجة مئوية بوا�سطة ق�ضبان‬ ‫م ��ن الكربون المغمو�س ��ة في براميل الكربيد والمت�ص ��لة بتيار كهربائي ‪ ,‬فيتكون �س ��ياناميد الكال�س ��يوم‬ ‫‪ CaCN2‬الممزوج بالجرافيت ‪:‬‬ ‫‪CaCN2 + C‬‬

‫▲‬ ‫‪°1100‬م‬

‫‪CaC2 + N2‬‬

‫بت�سخين �سياناميد الكال�سيوم مع الماء تحت �ضغط مرتفع ‪ ,‬يتكون غاز الن�شادر وكربونات الكال�سيوم‬ ‫‪CaCO3 + 2NH3‬‬

‫▲‬ ‫�ضغط مرتفع‬

‫‪CaCN2 + 3H2O‬‬

‫ب ‪ -‬التفاعل المبا�شر بين النيتروجين والهيدروجين‬

‫‪191‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫في عام ‪ 1908‬ا�ستخدم الكيميائي الألماني فرتز هابر جهاز مب�سط لإنتاج االمونيا ‪ .‬ولم يكن تفاعل‬ ‫النيتروجين مع الهيدروجين عملية �س ��هلة ‪ ,‬لكن هابر نجح في تهيئة الظروف الالزمة مخبري ًا لإحداث‬ ‫التفاع ��ل ‪ .‬وبعد خم�س �س ��نوات ‪ ,‬طور الكيميائي ال�ص ��ناعي الألماني كارل بو� ��ش ‪ ,‬جهاز هابر المخبري‬ ‫�إلى الحجم ال�ص ��ناعي ‪.‬وتتلخ�ص �إنتاج الأمونيا بهذه الطريقة بف�ص ��ل النيتروجين من الهواء بوا�س ��طة‬ ‫التقطي ��ر التجزيئ ��ي ‪ ,‬يلي ذلك تفاعل النيتروجين مع الهيدروجين بن�س ��بة ‪ 3:1‬عل ��ى التوالي عند درجة‬ ‫حرارة‪ 475‬درجة مئوية وتحت �ض ��غط م�س ��اوي ًا لـ ‪� 300‬ضغط جوي بوجود عامل حفاز من �أك�سيد الحديد‬ ‫المن�ش ��ط ببع�ض �أكا�س ��يد المعادن مثل �أك�س ��يد الألومينيوم هذا وتزداد ن�س ��بة الأمونيا بازدياد ال�ضغط‬ ‫وانخفا�ض درجة الحرارة ‪.‬‬ ‫‪N2 + 3H2 = 2NH3‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫ا�ستخدامات الن�شادر‪:‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫ي�ستخدم الن�شادر‬ ‫‪ - 1‬كو�سط تبريد خ�صو�ص ًا في الم�صانع الكبيرة‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ي�س ��تخدم ف ��ي ال�ص ��ناعات التعديني ��ة وف ��ي �إنتاج عجين ��ة الورق‪،‬‬ ‫وفي �ص ��ناعة المطـ ��اط و اللدائ ��ن والنايلون والألياف ال�ص ��ناعية‬ ‫�شكل(‪)43-5‬‬ ‫ا�ستخدام الن�شادر ك�سماد‬ ‫والمتفجرات وفي دبـاغة الجلود وفي المنظفات المنزلية والعقاقير‬ ‫و�صناعة كربونات ال�صوديوم بطريقة �سولفاي وكذلك في �صناعة المواد الراتنجية ‪..‬‬ ‫‪ - 3‬ي�ستخدم في �صناعة مواد كيمـيائية عديدة مثل حام�ض النيتروجين و الهيدرازين والكيالت الأمين‬ ‫‪ - 4‬يدخل في �إنتاج علف الحيوان ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬في �صناعة الأ�سمدة النيتروجينية‪ (،‬وتقدر كمية الم�ستهلك من الن�شادر في �صناعة الأ�سمدة بـ ‪ % 75‬من‬ ‫�إنتاج الن�شادر ) والتي �أهمها �سماد اليوريا ‪.‬‬ ‫‪ - 6‬ي�س ��تخدم محلول الن�شادر في عمليات التحليل الكيميائي وغيرها كما ي�ستخدم الن�شادر الم�سال كمذيب‬ ‫وو�سط لتفاعالت مختلفة ‪،‬ويمكن ا�ستخدامه �أي�ض ًا كعامل مجفف‪.‬‬ ‫‪ - 7‬ي�سخدم المحلول المائي في عمليات التنظيف « روح الن�شادر » ويعمل على معادلة المواد الحم�ضية التي‬ ‫توجد في العرق‪.‬‬

‫لماذا لبع�ض الأجبان المعتقة رائحة ت�شبه رائحة الأمونيا؟‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪192‬‬

‫التعدين وال�صناعات الكيميائية في المملكة‬ ‫‪ - 2‬هيدروك�سيد ال�صوديوم(ال�صودا الكاوية)‪:‬‬ ‫ال�صيغة الجزيئية ‪:NaOH‬‬ ‫خوا�ص ال�صودا الكاوية‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تذوب في الماء‪ ،‬ويتكون محلول هيدروك�س���يد ال�ص���دويوم قلوي الت�أثير‪ ،‬وي�ص���احبه ارتفاع في درجة‬ ‫الحرارة‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تتفاعل بعد تمييعها في الماء مع ثاني �أك�سيد الكربون الموجود في الجو‪ ،‬مكونة ق�شرة من كربونات‬ ‫ال�صوديوم التي يمكن تعرفها بتفاعلها مع حم�ض الهيدروكلوريك وت�صاعد ‪.CO2‬‬ ‫‪ - 3‬تتفاع���ل م���ع بع����ض الفل���زات مث���ل الألوميني���وم والخار�ص���ين (الفلزات ذات الأكا�س���يد المت���رددة)‪� ،‬أي‬ ‫تتفاعل �أكا�سيدها مع الأحما�ض ك�أنها قواعد ويتكون ملح وماء‪ ،‬وتتفاعل مع القلويات ك�أنها �أحما�ض‬ ‫ويت�صاعد الهيدروجين‪.‬‬ ‫‪2NaOH + Zn‬‬ ‫‪Na2ZnO2 + H2‬‬

‫تح�ضير ال�صودا الكاوية‪ :‬تح�ضر بعدة طرق‪:‬‬ ‫‪ - 1‬التحليل الكهربائي لمحلول م�شبع لكلوريد ال�صوديوم ‪:‬‬ ‫‪2NaCl + 2H2O‬‬ ‫‪2Na + 2H2O‬‬

‫‪2NaOH + H2 +Heat‬‬ ‫‪ - 3‬با�ستخدام خلية‪:‬‬ ‫يختزل �أيون ال�ص���وديوم عند الكاثود ويذوب الفلز في الزئبق مكونًا ما ي�س���مى بمملغم ال�صوديوم‪،‬‬ ‫ث���م يدفع مملغم ال�ص���وديوم عن طريق م�ض���خة �إلى �إناء منف�ص���ل ليتفاعل ال�ص���وديوم م���ع الماء على‬ ‫�سطح الزئبق فيت�صاعد الهيدروجين ويتبقى محلول نقي من ‪.NaOH‬‬ ‫‪Na(inHg) + 2H O‬‬ ‫‪Na +2OH- + 2H+‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪193‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل الخام�س‬

‫‪2NaOH + Cl2 + H2‬‬ ‫‪ - 2‬بتفاعل ال�صوديوم مع الماء‪.‬‬

‫�أ�سئلة الف�صل‬ ‫الخام�س‬ ‫�س‪ :1‬اختر الإجابة ال�صحيحة فيما يلي ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الموارد التي ت�ستخرج من باطن الأر�ض بغر�ض اال�ستفادة منها هي الثروات ‪:‬‬ ‫�أ) الحيوانية‬

‫جـ) المائية‬

‫ب) النباتية‬

‫د) المعدنية‬

‫‪� - 2‬أكثر العنا�صر انت�شاراً في الق�شرة الأر�ضية ويمثل حوالي ن�صف وزنها تقريباً‪:‬‬ ‫�أ) الحديد‬

‫جـ) االك�سجين‬

‫ب) الألومـينيوم‬

‫د) ال�سيليكون‬

‫‪ - 3‬مورد �أر�ضي ينطبق عليه تعريف المعدن ‪:‬‬ ‫�أ) الهيماتيت‬

‫جـ) الفوالذ‬

‫ب) ال�صلب‬

‫‪ - 4‬خام ُي�ستخدم في ا�ستخال�ص فلز الألومينيوم ‪:‬‬ ‫�أ) البوك�سيت‬

‫جـ) الماجنيتيت‬

‫ب) الهيماتيت‬

‫د) البرونز‬ ‫د) الكوارتز‬

‫‪ - 5‬من �أهم خامات فلز الحديد ‪:‬‬ ‫�أ) البوك�سيت‬

‫جـ) الكوبرايت‬

‫ب) الهيماتيت‬

‫د) الكوارتز‬

‫‪ - 6‬معدن عن�صري فلزي يوجد منفرداً في الطبيعة وال يتفاعل مع الأحما�ض ‪:‬‬ ‫�أ) الذهب‬

‫جـ) البالتين‬

‫ب) الف�ضة‬

‫د) الما�س‬

‫‪ - 7‬يعتمد ا�ستخال�ص الفلز من الخام على عملية ت�سمى ‪:‬‬ ‫�أ) االختزال‬

‫جـ) التنقية‬

‫ب) التعادل‬

‫د) التر�سيب‬

‫‪ - 8‬مادة ت�ضاف �إلى الحديد في الفرن الالفح لتخلي�صه من ال�شوائب ‪:‬‬ ‫�أ) الحجر الرملي‬

‫جـ) فحم الكوك‬

‫ب) الحجر الجيري‬

‫د) الحجر الطيني‬

‫‪ - 9‬عند ا�ستخال�ص فلز الحديد بوا�سطة الفرن الالفح يخلط الخام المحم�ص بمادتين هما‪:‬‬ ‫�أ ) الحجر الجيري و�أك�سيد الكال�سيوم‬ ‫ب) الحجر الجيري و�أول �أك�سيد الكربون‬ ‫جـ) الحجر الجيري وفحم الكوك‬ ‫د) �أول �أك�سيد الكربون وفحم الكوك‬

‫‪194‬‬

‫‪ - 10‬كلما زادت ن�سبة الكربون في الحديد ‪:‬‬ ‫�أ) زادت درجة ان�صهاره‬

‫جـ) زادت مرونته‬

‫ب) زادت �صالبته‬

‫‪ - 11‬حديد ُي�ستخدم في بناء الج�سور والم�ضخات و�أنابيب المياه ‪:‬‬ ‫�أ) الزهر‬

‫جـ) ال�صلب‬

‫ب) المطاوع‬

‫د) قلت �صالبته‬ ‫د) النقي‬

‫‪ - 12‬حديد يلين بالحرارة قبل �أن ين�صهر وت�صنع منه المغنطي�سات الدائمة ‪:‬‬ ‫�أ) الزهر‬

‫جـ) ال�صلب‬

‫ب)المطاوع‬

‫د) النقي‬

‫‪ - 13‬يمكن الح�صول على الحديد المطاوع من الحديد الزهر بتقليل ن�سبة الكربون‬ ‫�إلى حوالي ‪:‬‬ ‫�أ) ‪% 10‬‬

‫ب) ‪% 4‬‬

‫د) ‪% 1.5‬‬

‫جـ) ‪% 25‬‬

‫‪ - 14‬واحدة مما يلي لي�ست من �صفات الألومينيوم ‪:‬‬ ‫ب) ال يت�أثر كثيرا بالهواء والماء‬ ‫د) رديء التو�صيل للحرارة والكهرباء ‪.‬‬

‫�أ) متوفر في الق�شرة الأر�ضية بكثرة‬ ‫جـ) كثافته قليلة‬

‫‪ - 15‬مادة ت�ضاف لخام الألومينيوم لت�سهيل عملية تحليله كهربيا ‪:‬‬ ‫�أ) الكريوليت‬

‫جـ) الكوبرايت‬

‫ب) البوك�سيت‬

‫د) الجرافيت‬

‫‪ - 16‬مادة تُ�ستخدم في �صناعة ال�صودا الكاوية‪:‬‬ ‫�أ) الحجر الجيري‬

‫ب) الحجر الطيني‬

‫جـ) الجير المطف�أ‬

‫د) الجير الحي‬

‫‪ - 17‬ينتج المطر الحم�ضي عن تلوث ماء المطر ب�أحد الملوثات الهوائية التالية ‪:‬‬ ‫�أ) الهيدروكربونات ب) �أكا�سيد الكبريت جـ) العوا�صف الترابية د) الج�سيمات ال�صلبة‬

‫�س‪ :2‬اكتب الإ�سم العلمي وال�صيغة الكيميائية لكل من‪:‬‬ ‫الهيماتي ��ت‪ ,‬الماجنيتي ��ت‪ ,‬البيري ��ت‪ ,‬زيت الزاج الأخ�ض ��ر‪ ,‬الم ��اء القوي‪ ,‬الأموني ��ا‪ ,‬جير مطف�أ‪,‬‬ ‫ال�صودا الكاوية‪ ,‬الكريوليت‪ ,‬الحجر الجيري‪.‬‬

‫�س‪ :3‬ما الدور الذي يقوم به ك ًل مما يلي‪:‬‬ ‫ب) الن�شا في �صناعة الورق‬ ‫هـ) التحمي�ص في �صناعة الحديد‬

‫�أ) الحجر الجيري في �صناعة الحديد‬ ‫د) حرق الكبريت في �صناعة حم�ض الكبريت‬ ‫و) التلبيد في �صناعة الحديد‬

‫‪195‬‬

‫�س‪ :4‬علل لما يلي‪:‬‬ ‫�أ‌ ) ا�ستخدام الذهب في طب الأ�سنان ‪.‬‬ ‫ب‌) عند ترك قطعة من الحديد في جو من الهواء الرطب تتكون طبقة بنية اللون ‪.‬‬ ‫ت‌) ا�ستخدام �أوعية من الحديد في تخزين المواد القلوية ‪.‬‬ ‫ث‌) يعتبر الألومينيوم مادة مترددة ‪.‬‬ ‫جـ‌) ت�صنع �أدوات الطبخ من الألومينيوم ‪.‬‬ ‫حـ) طالء �أنابيب الحديد الم�ستخدمة لنقل المياه بمعدن الخار�صين ‪.‬‬ ‫خـ) يح�ضر حم�ض النيتروجين بتفاعل حم�ض الكبريت مع �أحد �أمالح النترات ‪.‬‬ ‫د‌) يحفظ حم�ض النيتروجين في زجاجات قاتمة اللون‬

‫�س‪ :5‬اذكر طرق ا�ستخال�ص الذهب؟‬ ‫�س‪ :6‬ما هي �أهم الخامات التي يوجد عليها الحديد في الطبيعة ؟‬ ‫�س‪ :7‬بالمعادالت الكيميائية فقط بين ما يلي‪:‬‬ ‫�أ) تفاعل الحديد مع كل من ‪:‬‬ ‫ا ) الماء ب ) الأحما�ض‬

‫ب) تح�ضير حم�ض الكبريت في ال�صناعة‬ ‫جـ) تح�ضير حم�ض النيتروجين في ال�صناعة‬ ‫د) تح�ضير الألومينيوم‬ ‫و) تفاعل ال�صودا الكاوية مع الفلزات‬

‫�س‪ :8‬عدد �أهم ا�ستخدامات كل من‪:‬‬ ‫�أ )الحديد ال�صلب(الفوالذ)‬ ‫د)حم�ض النيتروجين‬ ‫ي)ال�صودا كاوية‬

‫ب)الحديد المطاوع‬ ‫هـ)حم�ض الكبريت‬

‫‪196‬‬

‫جـ)الألومينيوم‬ ‫و)الذهب‬

‫�س‪ :10‬ار�سم مخططاً تبين فيه مراحل �صناعة الورق ؟‬ ‫�س‪ :11‬ما الطريقة الكيميائية لحماية قطعة من الحديد من الت�آكل ؟‬ ‫�س‪ :12‬تعرف على المركب �أو المعدن من خالل �صفاتة‬ ‫�أ‌) معدن لماع لين مو�صل جيد للحرارة والكهرباء غير ن�شط كيميائي ًا‪.‬‬ ‫ب‌) زيتي القوام مو�صل جيد للكهرباء يدخل في �صناعة الورق والأ�سمدة ‪.‬‬ ‫ت‌) فلز له التوزيع الإلكتروني ‪)Ar)18 4s2 3d6‬‬ ‫ث‌) معدن لماع لين مو�صل جيد للحرارة والكهرباء يتفاعل مع الأك�سجين ب�شدة ‪.‬‬ ‫جـ) يتفكك في وجود ال�ضوء عند درجة الحرارة العادية ويعطي ماء و�أك�سجين ‪.‬‬ ‫حـ) محاليلها المائية قاعدية وطاردة للحرارة ‪.‬‬ ‫خـ) �سبيكة �سائلة ت�ستخدم في عمل التماثيل ‪.‬‬

‫�س‪ :12‬قارن بين كل من ‪ :‬ـ ـ‬ ‫�أ) اللب الميكانيكي واللب الكيميائي من حيث طريقة التح�ضير‪.‬‬ ‫ب) �سبيكة الألومينيوم ‪ /‬النحا�س والألومينيوم‪� /‬سيلكون من حيث الحالة الفيزيائية‪.‬‬ ‫جـ) �سبيكة البرونز و�سبيكة اللحام من حيث درجة الإن�صهار ‪.‬‬ ‫د) الذهب والحديد من القابلية للتفاعل مع الأحما�ض ( بالمعادالت )‪.‬‬ ‫هـ) الحديد الزهر والحديد الفوالذ من حيث ال�صفة المغناطي�سية ‪.‬‬ ‫و) الذهب والألومينيوم من حيث التفاعل مع الأك�سجين ( بالمعادالت )‪.‬‬ ‫ر) طريقة ال�سياناميد والتفاعل المبا�شر لتح�ضير الن�شادر ( بالمعادالت )‪.‬‬

‫‪197‬‬

‫الكيمياء والبيئة‬

‫الأهداف‬ ‫نتوقع منك في نهاية الف�صل �أن‪:‬‬ ‫‪ - 1‬تعرف البيئة ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تتعرف على النظام البيئي والتوازن البيئي ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تتعرف على �أنواع التلوث ‪.‬‬ ‫‪ - 4‬تتعرف على التلوث بالنفايات ال�صلبة‬ ‫‪ - 5‬تتعرف على طبقة الأوزون ‪.‬‬ ‫‪ - 6‬تو�ضح ظاهرة االحتبا�س الحراري ‪.‬‬ ‫‪ - 7‬تو�ضح دور المملكة في حماية البيئة ‪.‬‬

‫‪198‬‬

‫المقدمة‬ ‫حظي ��ت البيئ ��ة باهتمام كبير من قبل المخت�ص ��ين والمهتمي ��ن بعلومها فكثرت الدرا�س ��ات التي تناولت‬ ‫ق�ض ��اياها وم�شكالتها وخ�صو�صا بعد �أن �س ��اهمت المواد الكيميائية ومخلفاتها في تلويث مكونات البيئة من‬ ‫ماء وهواء وغذاء ‪.‬‬ ‫فالبيئة بمفهومها العام هي الو�سط �أو المجال المكاني الذي يعي�ش فيه الإن�سان يت�أثر به وي�ؤثر فيه ‪ ،‬وقد‬ ‫�أطل ��ق العلماء لفظ البيئة على مجموع الظروف والعوامل الخارجية التي تعي�ش فيها المخلوقات الحية وت�ؤثر‬ ‫ف ��ي العمليات الحيوية ‪� .‬أما مكونات البيئة فت�ش ��مل الغالف الغازي ومكوناته المختلفة والم�ص ��ادر الطبيعية‬ ‫والطاق ��ة وم�ص ��ادرها والغالف المائي وما بداخله و�س ��طح الأر�ض وم ��ا يعي�ش عليها م ��ن نباتات وحيوانات‬ ‫والتجمعات الب�شرية المختلفة ‪.‬‬ ‫و�س ��نحاول في هذا الف�صل �أن نلقي ال�ض ��وء على النظام البيئي والتوازن فيه والدورات الطبيعية لغازات‬ ‫‪ O2 ، N2 ، CO2‬والف�س ��فور والماء وطبقة الأوزون وظاهرة االحتبا�س الحراري والتلوث ب�أنواعه المختلفة‬ ‫بالإ�ضافة �إلى الجهود المبذولة لحماية البيئة والمحافظة عليها ‪.‬‬

‫علم البيئة(‪:)ECOLOGY‬‬ ‫تعرف البيئة ب�ش ��كل ع ��ام ب�أنها الإطار الذي يعي�ش فيه المخلوق الحي م�ؤث ��را �أو مت�أثرا بما يحيط به من‬ ‫مخلوق ��ات حية وغير حية‪ ،‬ويرجع م�ص ��طلح علم البيئة(‪�)ECOLOGY‬إل ��ى اللغة اليونانية في الكلمتين‬ ‫‪ OiKOS‬ومعناها بيت و ‪ Logos‬وتعني العلم الذي يعنى بدرا�سة مجموع العالقات والتفاعالت الموجودة‬ ‫بين جميع عنا�صر البيئة ‪� ،‬سواء بين الإن�سان و�أخيه الإن�سان �أو غيره من المخلوقات الحية الأخرى نباتية �أو‬ ‫حيوانية وكذلك العالقات بين العنا�صر الحية ‪.‬‬ ‫وقد �صنف علماء البيئة هذا العلم �إلى ق�سمين رئي�سين هما‪:‬‬

‫‪199‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫علم البيئة‬ ‫علم البيئة الذاتية ‪Autecology‬‬

‫علم البيئة االجتماعية ‪Syencology‬‬

‫ويهتم بدرا�سة مجتمعات المخلوقات الحية‬ ‫لمعرفة تركيبها ون�ش�أتها والعوامل البيئية التي‬ ‫ت�ؤثر في توزيعها‪.‬‬

‫ويهت ��م بدرا�س ��ة العالق ��ة بي ��ن المخلوق ��ات الحية‬ ‫بمفردها والعوام ��ل البيئة المتعددة التي تحيط بها‬ ‫وكيفية ا�ستجابتها لهذه العوامل والتفاعل بينها‪.‬‬

‫واختلفت م�سميات البيئة فلفظ البيئة له عدة مدلوالت منها ( بيئة وراثية ‪ ،‬واجتماعية‪ ,‬وثقافية ‪ ،‬ودينية‬ ‫وح�ضرية وغيرها) وكل منها له مكونات وظروف خا�صة به‪.‬‬

‫اذكر �أكبر عدد من الأنماط �أو ( الأو�ساط ) يمكن �أن يطلق عليها لفظ بيئة‪.‬‬

‫النظام البيئي‪:‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫بما �أن البيئة ت�شمل مجموعة الظروف والم�ؤثرات الخا�صة التي لها ت�أثير في الحياة الموجودة والمكونات‬ ‫المختلف ��ة مم ��ا ين�ش� ��أ عنه تفاعل منظم وم�س ��تمر بين هذه الظ ��روف والم�ؤثرات وهو ما يطل ��ق علية النظام‬ ‫البيئي‪ .‬فالنظام البيئي يعني التفاعل المنظم والم�ستمر بين عنا�صر البيئة الحية وغير الحية وما ينتج عنه‬ ‫م ��ن ت ��وازن بين عنا�ص ��ر البيئة ‪ .‬ولعل التوازن البيئي على �س ��طح الأر�ض ما هو �إال ج ��زء من توازن دقيق في‬ ‫نظام الكون وهذا يعني �أن عنا�صر �أو معطيات البيئة تحافظ على وجودها ون�سبها المحددة كما �أوجدها اهلل‬ ‫�سبحانه وتعالى‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪200‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫مكونات النظام البيئي‪:‬‬ ‫يتك ��ون النظ ��ام البيئي بجميع �أنواعه من مخلوقات �أو مكونات حية �أو غير حية تتفاعل فيما بينها ويعتمد‬ ‫كل منه ��ا على الآخر لتعطي نظام متكامل ويمكن تق�س ��يم هذه المكون ��ات �إلى حية وغير حية والنظم البيئية‬ ‫متنوعة من �أمثلتها الغابة والنهر والبحيرة والبحر ‪.‬‬

‫�شكل ( ‪� ) 1-6‬أنظمة بيئة مختلفة‬ ‫مكونات النظام البيئي‬ ‫مكونات حية‬ ‫�آكالت لحوم‬

‫مكونات غير حية‬ ‫نبات‬

‫�آكالت �أع�شاب‬

‫جماد‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫‪201‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫المكونات الحية ومنها‪:‬‬ ‫‪ -1‬منتجات وهي مخلوقات حية ت�صنع غذائها بنف�سها مثل (النباتات الخ�ضراء) ‪.‬‬ ‫‪ -2‬م�ستهلكات وهي مخلوقات غير حية ذاتية التغذية ومنها‪:‬‬ ‫�أ)الم�ستهلكات الكبيرة (مخلوقات تتغذى على غيرها من المخلوقات) مثل‪:‬‬ ‫م�ستهلكات �أولية �آكالت الع�شب مثل(الغزال) ‪.‬‬ ‫م�ستهلكات ثانوية �آكالت اللحوم مثل (الأ�سد الثعلب و�أي�ضا الإن�سان) ‪.‬‬ ‫ب)الم�س ��تهلكات ال�ص ��غيرة مثل (بكتيريا وفطريات) وهي تعتمد على تفكيك المواد الع�ض ��وية المعقدة‬ ‫وتحولها �إلى مركبات ب�سيطة‪.‬‬ ‫و�سواء كانت هذه المكونات حية �أو غير حية فهي تت�أثر بالعوامل البيئية في الو�سط الذي تعي�ش فيه ومنها‬ ‫الظروف المناخية مثل ‪ :‬الحرارة والرطوبة والمطر والماء وال�ضوء والرياح وكذلك عوامل التربة‪.‬‬

‫للنظام البيئي خ�ص���ائ�ص يتميز بها ‪ .‬من خالل درا�س���تك ( لعلم البيئة ) وم�ص���ادر المعلومات‬ ‫المتوفرة لديك حدد �أهم هذه الخ�صائ�ص ‪.‬‬

‫الدورات البيئية‪:‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫ت�شترك جميع المخلوقات الحية في الدورات الطبيعية ‪ ،‬ف�أ�شعة ال�شم�س هي م�صدر الطاقة ‪ ،‬حيث يتحول‬ ‫جزء من الطاقة ال�ص ��ادرة من �أ�ش ��عة ال�ش ��م�س بوا�س ��طة النباتات �إلى مواد ع�ض ��وية يتم انتقالها �إلى جميع‬ ‫ال�سال�س ��ل الغذائية الطبيعية ‪ ،‬ويتكون المخلوق الحي من عدة عنا�ص ��ر كالكربون والهيدروجين والأك�سجين‬ ‫والنيتروجين ومواد �أخرى ‪ ،‬وثالثة �أرباع ج�س ��م المخلوق الحي من ماء و�أمالح مذابة ‪ ،‬ولعلك تعرفت �س ��ابقا‬ ‫على دورات لهذه العنا�ص ��ر تحدث تلقائيا في الطبيعية �إذ تقوم النباتات بامت�صا�ص ثاني �أك�سد الكربون من‬ ‫الهواء لت�س ��تخدمه في �ص ��نع المركبات الع�ض ��وية التي يتم من خاللها تكوين الأك�سجين وعودته �إلى الغالف‬ ‫الجوي وتح�ص ��ل الحيوانات على المواد الع�ض ��وية من النبات والحيوان والأك�سجين من الهواء ولهما معا تتم‬ ‫العمليات الحيوية داخل الج�س ��م من �أك�س ��دة للغذاء التي يتم من خاللها �أخذ الأك�سجين وطرد ثاني �أك�سيد‬ ‫الكربون �إلى الهواء الجوي وهذا ما ن�سميه بدورة الأك�سجين والكربون في الطبيعة‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪202‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫�أما دورة النيتروجين فهي �أكثر تعقيد ًا حيث يتم الح�ص ��ول على النيتروجين من تحلل المواد الع�ض ��وية‬ ‫الميتة الموجودة في التربة �أو من الهواء الجوي بم�ساعدة البكتيريا القادرة على امت�صا�ص هذا الغاز‪.‬‬

‫التلوث البيئي‪:‬‬ ‫قال تعالى في محكم كتابة ‪﴿ :‬‬

‫﴾ (النمل‪.)88 :‬لقداحكم اهلل خلقة و�أتقن �صنعه‬ ‫ف�أوجد هذه البيئة بمعطيات �أو مكونات ذات مقادير محددة و�صفات‬ ‫وخ�صائ�ص معينة لها القدرة على توفير �سبل الحياة المالئمة للب�شر‪.‬‬ ‫�إن البيئ ��ة الطبيعية في حالتها العادي ��ة دون تدخل مدمر من‬ ‫جانب الإن�س ��ان تك ��ون متوازن ��ة ‪ ،‬فالبيئة الطبيعي ��ة حين تتعر�ض �شكل ( ‪ )2-6‬بيئية خالية من التلوث‬ ‫لتدمير خطير ب�س ��بب الحرائق والفي�ضانات والجفاف والأعا�صير‬ ‫وغيرها من الكوارث الطبيعية وما تحدثه من �ض ��رر ال يقارن بالدمار الذي يحدثه الإن�سان ب�سبب الطمع في‬ ‫مكا�س ��ب مادي ��ة �أو االفتقار للم�س� ��ؤولية ‪ .‬ومما يزي ��د من خطر اختالل النظام البيئي ‪ ،‬ما ن�ش ��هده اليوم من‬ ‫الإ�سراف في ال�صيد وتزايد مخلفات البترول وتكد�س النفايات في المدن والأرياف واقتالع النباتات‪.‬‬

‫التلوث البيئي ومظاهره‪:‬‬

‫‪203‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫تطلق كلمة تلوث ‪ Pollution‬على �أي �ش ��يء غير نظيف ويق�ص ��د به التغير في مكونات الطبيعة للبيئة‬ ‫ب�سبب التفاعالت الكيميائية �أو الفيزيائية �أو الحيوية ‪.‬‬ ‫ويمكننا القول ب�أن ما تتعر�ض له البيئة الطبيعية في جميع �أنحاء العالم من ت�ش ��ويه وتغيير ب�س ��بب �أعمال‬ ‫البناء الم�س ��تمرة وتعبيد الطرق و�إقامة المن�ش� ��آت الخا�ص ��ة ب�ص ��رف المياه وتعر�ض اله ��واء والماء والتربة‬ ‫للتلوث والبيولوجية و�إ�ش ��عاعات المخلفات النووية ‪ .‬وما تنقله المخلوقات الع�ض ��وية الدقيقة من �س ��موم �إلى‬ ‫�آكالت اللحوم يعد من مظاهر التلوث‪.‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫�س‪ -‬في ر�أيك هل المظاهر التالية تعتبر �صور للتلوث‪ ،‬ولماذا ؟‬ ‫• الإ�سراف في قطع الأ�شجار ‪.‬‬ ‫• انقرا�ض �أنواع من الحيوانات ب�سبب ال�صيد ‪.‬‬ ‫• تزايد ن�سبة الإ�صابة ب�أمرا�ض م�ستع�صية ‪.‬‬ ‫• �ضجيج المدن ‪.‬‬ ‫• ت�سرب مياه ال�صرف ال�صحي �إلى المياه الجوفية ‪.‬‬ ‫• ا�ستخدام ملطفات الجو ‪.‬‬ ‫• دخان ال�سجائر ‪.‬‬

‫اكتب �أكبر عدد ممكن من مظاهر التلوث ثم حاول ت�صنيفها ‪:‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫الف�ساد البيئي‪:‬‬ ‫﴾‬ ‫ ‬ ‫قال تعالى ‪﴿ :‬‬ ‫(الروم‪ .)41 :‬لقد بد�أت ن�س ��ب التلوث تتجاوز حدود ًا لم ي�سبق لها مثيل من قبل في تاريخ الب�شرية‬ ‫وهذا ي�ؤدي �إلى �إف�س ��اد البيئة في البر والبحر ففي البر هنالك ف�س ��اد في التربة وف�س ��اد في المياه‬ ‫الجوفية وتلوثها وف�ساد في النباتات مما اخل بالتوازن النباتي على الياب�سة ‪ ،‬وفي البحر بد�أت الكتل‬ ‫الجليدية بالذوبان ب�س ��بب ارتفاع حرارة الجو وبد�أت المخلوقات البحرية بالت�ض ��رر نتيجة لذلك ‪،‬‬ ‫فالحروب والتلوث والإفراط في ا�س ��تخدام التكنولوجي ��ا دون مراعاة البيئة وقوانينها كل ذلك �أدى‬ ‫�إلى ت�س ��ارع في زيادة ن�س ��بة الكربون في الجو‪ ،‬وظهور االحتبا�س الحراري وما ين�ش ��ا عنه من �آثار‬ ‫�س ��لبية عل ��ى البيئة عموم ًا ‪ .‬والآية الكريمة تت�ض ��من تحذي ��ر ًا للنا�س ب�أن يرجعوا �إلى الإ�ص�ل�اح في‬ ‫الأر�ض وتدارك هذا الف�ساد البيئي وان يعيدوا للغالف الجوي توازنه ويقللوا من كمية الملوثات‪.‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪204‬‬

‫الكيمياء والبئية‬

‫لقد عبر القر�آن الكريم بكلمة ( ظهر ) بالما�ض ��ي للداللة على �أن الم�ستقبل بالن�سبة هلل تعالى‬ ‫هو حقيقة واقعة ال مفر منها وك�أنها وقعت في الما�ضي ‪ ،‬كما تحدثت الآية الكريمة عن الم�سئول عن‬ ‫هذا الف�ساد البيئي وهو الإن�سان و�إمكانية الرجوع بالعمل والمنطق �إلى �إعادة التوازن للأر�ض ‪.‬‬

‫�أنواع التلوث‪:‬‬ ‫كان للثورة ال�ص ��ناعية والعلمية والطفرة الح�ض ��ارية الكبيرة التي يعي�ش ��ها العالم في هذا الع�ص ��ر �أثار‬ ‫مدمرة على البيئة مما �س ��بب تلوث الهواء والماء والتربة والغذاء ‪� ،‬إذ تعد م�ش ��كلة التلوث م�ش ��كلة عالمية ال‬ ‫تعرف حدودا �سيا�س ��ية تتوقف عندها فهي تت�ص ��ف بقدرتها على الحركة المرنة واالنتقال من موقع �إلى �آخر‬ ‫على المدى القريب والبعيد‪ .‬ويمكن ت�صنيف التلوث كما يلي‪:‬‬ ‫�أنواع التلوث‬ ‫التربة‬

‫الماء‬

‫الهواء‬

‫الغذاء‬

‫وقد �سبق درا�سة هذه الملوثات بالتف�صيل في مقرر البيئة ‪.‬‬

‫‪205‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫من خالل درا�ستك لمقرر البيئة ومقرر كيمياء ‪ 1‬ومن خالل ما يتوفر لديك من م�صادر المعلومات‪.‬‬ ‫�صمم عر�ض ًا مزود ًا بال�صور تربط فيه بين �أنواع التلوث وم�سبباتها ‪.‬‬

‫الكيمياء والبئية‬

‫ق�ضايا بيئية‪:‬‬ ‫ثقب الأوزون‪:‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫م ��ن بين المخاطر التي نجمت عن تدخل الإن�س ��ان في نظام الك ��ون و�إخالله في توازنه الديناميكي لمكونات‬ ‫الغالف الجوي للأر�ض ن�شوء ظاهرتي ا�ستنزاف الأوزون في طبقة الجو العليا واالحتبا�س الحراري‪ .‬و�ستكون لنا‬ ‫وقفة ق�ص ��يرة نتعرف من خاللها على ظاهرتي ثقب الأوزون من حيث �أ�س ��بابها و�س ��بل الحد من تطورها وكذلك‬ ‫ظاهرة االحتبا�س الحراري‪.‬‬ ‫ ماهو غاز الأوزون ؟‬‫هو غاز عديم اللون له رائحة نفاذة يتكون من اتحاد ثالث ذرات من الأك�سجين‬ ‫وهو �سام للإن�سان والحيوان والنبات على ال�سواء ‪ .‬ومن حكمة اهلل ولطفه بعباده �أن‬ ‫هذا الغاز ال يوجد عادة بتركيزات عالية وم�س ��ببة لل�ض ��رر على �سطح الأر�ض ‪ ،‬قال‬ ‫{ (�سورة القمر ‪.)49:‬‬ ‫تعالى }‬ ‫�إن طبق ��ة الأوزون هي الطبق ��ة التي تحتوي علي غ ��از الأوزون في طبقات الجو‬ ‫العليا من الغالف الجوي‪ ،‬والتي تقع في الغالف اال�ستراتو�س ��فيري للغالف الجوي‪،‬‬ ‫وطبقة الأوزون تحيط بالغالف الجوي‪� ،‬إحاطة كامـلة علي ارتفاع يتراوح مابين ‪20‬‬ ‫و ‪ 30‬كيلـو متر من �سطـح الأر�ض ويتراوح �سمكها من ‪ 8-2‬كيلو متر‪.‬‬ ‫وتقوم طبقة الأوزون بدور المر�شح الطبيعي والدرع الواقي الذي يحيط بالأر�ض‬ ‫ليحميها من الجزء ال�ض ��ار من الأ�ش ��عة فوق البنف�سجية (‪)Ultra Violet - B‬‬ ‫ذات الأ�ضرار الج�سيمة ب�صحة الإن�سان والحيوان على حد �سواء‪ ،‬كما تقلل من نمو �شكل (‪ ) 3-6‬ثقب الأزون‬ ‫النبات و�إنتاج المحا�صيل الزراعية‪ ،‬وت�ؤثر على نظم البيئة المائية‪.‬‬ ‫�أما الأوزون الموجود في طبقة الجو ال�سفلى فتركيزه العالي له ت�أثير كبير على ال�صحة‪ ،‬وهو ال ينتج مبا�شرة‬ ‫ولكن ��ه ناتج من تفاعالت معقدة بين المركبات والغازات والمواد الع�ض ��وية المتطايرة في وجود �ض ��وء ال�ش ��م�س‬ ‫وي�ساعد في ذلك ظروف معينة من درجة الحرارة والوقت من ال�سنة ‪ ،‬ووجود الملوثات في الهواء قد ت�ساعد على‬ ‫تكوينه �أو تثبيطه ويتولد الأوزون في الغالف الجوي بطريقتين ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬من خالل عملية التحليل الكيميائي الجزيئي لغاز الأك�سجين الموجود في طبقة اال�ستراتو�سفير‪.‬‬ ‫‪ - 2‬عن طريق ت�أثير ال�شحنات الكهربائية الموجودة في ال�سحب �أثناء حدوث البرق‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪206‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫ويتعر�ض الأوزون لعملية تدمير طبيعية نتيجة المت�صا�ص ��ه الأ�ش ��عة فوق البنف�س ��جية وتحدث عمليتا التوليد‬ ‫والتدمير با�س ��تمرار وبمقدار واحد فتظل كمية الأوزون ‪-‬بقدرة اهلل عز وجل – ثابتة ‪ ،‬مما يجعله في حالة‬ ‫ا�س ��تقرار ديناميكي‪ ،‬غير �أن الملوثات البيئية التي ت�س ��بب فيها الإن�سان �أدت �إلى تغيير هذا التوازن مما �أدى‬ ‫�إلى ظهور م�شكلة ثقب الأوزون ‪.‬‬

‫كيف يتم ت�آكل طبقة الأوزون؟‬ ‫�إن الن�شاط الب�شري وما ا�ستحدثه الإن�سان من تكنولوجيا في تخليق المواد الكيميائية قد �أدي بع�ض منها‬ ‫�إلي تدمير طبقة الأوزون ومن �أهم المواد الكيميائية التي ت�س ��تنفد طبقة الأوزون و�س ��اهمت ب�ش ��كل كبير في‬ ‫انخفا�ض م�ستوى الأوزون وظهور ثقب الأزون مايلي‪:‬‬ ‫‪� - 1‬أكا�س ��يد النيتروجين المنطلقة من الأ�س ��مدة الآزوتية من الطائرات التي ت�س ��ير ب�سرعة �أكبر من �سرعة‬ ‫ال�صوت‪ ،‬ومن التفجيرات النووية �أو من حرق الوقود ال�صلب الخا�ص بمركبات الف�ضاء‬ ‫‪ - 2‬مركبات الكلور فلوروكربون ( غازات الفر يون ) الم�ستخدمة في بخاخات ال�شعر ومزيالت رائحة العرق‬ ‫وفي دواء التبريد بالثالجات و�أجهزة التكييف وفي �إنتاج الأ�س ��فنج ال�ص ��ناعي و�ص ��ناعة العطور والمواد‬ ‫الرغوية والمذيبات الخا�صة بالقطع الإلكترونية ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬الهالوجينات الم�ستخدمة في �إطفاء حرائق الأجهزة الكهربائية‪.‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫‪207‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫مخاطر ثقب الأوزون‪:‬‬ ‫{ (�سورة الأنبياء‪� )32:‬إن طبقة الأوزون التي‬ ‫قال تعالى}‬ ‫خلقه ��ا اهلل ع ��ز وجل بقدر محكم دون تفاوت تعتبر درعا واقيا للأر� ��ض وحياة المخلوقات عليها ‪ ،‬ولكن هذا‬ ‫الدرع بد�أ ي�ضعف ب�سبب تلويث الإن�سان للبيئة ‪ ،‬ويرى العلماء �أن النتائج التي يمكن �أن تنتج من الثقب الأوزوني‬ ‫�ستكون خطرة وم�ؤلمة �إذ �سوف يت�سرب قدر كبير من الأ�شعة الفوق بنف�سجية �إلى �سطح الأر�ض وزيادة ت�سرب‬ ‫�ضوء الأ�شعة �ست�ؤدي �إلى �أ�ضرار بالإن�سان والمخلوقات الحية والمناخ وكذلك �أ�ضرار اقت�صادية كما يلي ‪:‬‬ ‫ الإ�ص ��ابة بالحروق ال�شم�س ��ية والعمى الجلدي وال�ش ��يخوخة المبكرة وتجعد الجلد وازدياد �أمرا�ض العيون‬‫وبخا�ص ��ة مر�ض ال�س ��د العيني و ت�ش ��وه الأجنة و �أ�ضعاف جهاز المناعة في ج�س ��م الإن�سان مما ي�ؤدي �إلى‬ ‫زيادة انت�شار الأمرا�ض ال�سرطانية خا�صة �سرطان الجلد ‪.‬‬ ‫ �أما بالن�سبة للمخلوقات الحية الأخرى فلها ت�أثير مميت على الع�ضويات الب�سيطة مثل الطحالب والبكتيريا‬‫والأوليات التي تتغذى عليها الأ�س ��ماك والتي تقوم عليها نظم الغذاء البحرية ‪ ،‬كما ت�س ��بب بتلف الخاليا‬ ‫ال�سطحية للحيوانات الراقية ‪ ،‬مما ي�سبب �ضررا بالنبات والمحا�صيل الزراعية ‪.‬‬ ‫ وي� ��ؤدي ثقب الأوزون �إلى حدوث تغي ��رات كبيرة في مناخ الأر�ض وارتفاع درجة الحرارة في العالم وارتفاع‬‫من�سوب مياه المحيطات في العالم وهو �أمر يهدد بغرق عدة مدن ومناطق �ساحلية كما يت�سبب في ظهور‬ ‫ال�ضباب الدخاني والأمطار الحم�ضية ‪.‬‬ ‫ �أما الأ�ض ��رار االقت�ص ��ادية الناجمة عنه كبيرة فهذه الأ�ش ��عة ت�سبب في تق�ش ��ر الطالء وتغير لونه وت�صبح‬‫دهانات �أ�سقف ال�سيارات �سهلة التق�شر وي�صفر لون زجاج النوافذ ‪.‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫م ��ن خ�ل�ال ما يتوفر لديك من م�ص ��ادر المعلوم ��ات ابحث عن المخاطر الأخرى التي تن�ش� ��أ ع ��ن ثقب الأوزون‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪208‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫الم�ساهمات الدولية للحد من ات�ساع ثقب الأوزون‪:‬‬ ‫ظهرت هناك اتفاقات دولية خا�صة للتقليل من مخاطر ات�ساع ثقب الأوزون و�أهم هذه االتفاقيات اتفاقية‬ ‫فينا عام ‪ 1985‬م ‪ /‬وبرتوكول مونتريال عام ‪ 1987‬م الذي يق�ضي ب�ضرورة تخفي�ض ‪ % 5‬من ا�ستهالك مركبات‬ ‫الكلوروفلورو كربونية الم�ستنزفة للأوزون عام ‪ 1999‬م ويرى العلماء ب�ضرورة زيادة ن�سبة التخفي�ض ‪. % 90‬‬

‫ما هي المقترحات والبدائل للمواد الم�سببة لثقب الأوزون والتي قد ت�ساهم في تقليل خطر هذه الظاهرة ؟‬

‫االحتبا�س الحراري‪:‬‬ ‫من �ض ��من ما �أف�سده الإن�سان في ظل الح�ضارة المادية المعا�صرة المناخ ‪،‬فقد �أ�صبحت الأحوال الجوية‬ ‫غير م�س ��تقرة في ال�س ��نوات الأخيرة‪ ،‬فالأمطار التي تهطل في غير موعدها والرياح ال�س ��اخنة التي تهب في‬ ‫ف�صلي الخريف وال�شتاء والفي�ضانات التي تداهم بع�ض المدن الآمنة ‪.‬‬ ‫وفي غمرة هذه التغيرات المناخية الكبيرة ك�شف النقاب عن ظاهرة ت�سبب في رفع درجة حرارة الجو �إلى حد‬ ‫ال يطاق و�سوف ي�ؤثر ذلك على الإن�سان والحيوان والنبات والمناخ ‪،‬وهذه الظاهرة هي ظاهرة االحتبا�س الحراري ‪.‬‬

‫الأ�سباب الم�ؤدية �إلى ظاهرة االحتبا�س الحراري ‪:‬‬

‫‪209‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫م ��ن المع ��روف �أن الغالف الج ��وي المحيط بالأر� ��ض يحافظ على ح ��رارة الأر�ض فيق ��وم هذا الغالف‬ ‫بامت�ص ��ا�ص بع�ض الإ�ش ��عاعات طويلة الموجات المنبعثة من الأر�ض ويعيد �ض ��خها من جديد �إلى �س ��طحها‪،‬‬ ‫ولكن الن�ش ��اط ال�ص ��ناعي �أدى �إلى تغيير تركيب الغالف الجوي ‪ ،‬فالغازات المنبعثة من خالل هذا الن�شاط‬ ‫( �أكا�س ��يد النيتروجين والكبريت وثاني �أك�س ��يد الكربون ) حين تنطلق �إلى الغالف الجوي تقوم بامت�صا�ص‬ ‫جزء كبير من الأ�ش ��عة الحرارية المنبعثة من �س ��طح الأر�ض وتعيد بثها من جديد �إلى �س ��طح الأر�ض ليزداد‬ ‫�سخونة‪.‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫وت�س ��تمر ه ��ذه العملية من االنط�ل�اق و�إع ��ادة البث مما‬ ‫ي�ؤدي في النهاية �إلى ارتفاع متو�س ��ط في درجة الحرارة على‬ ‫م�س ��توى العال ��م‪ .‬ويعتقد العلم ��اء �أن ا�س ��تخدام المحروقات‬ ‫والأن�شطة الب�شرية الأخرى هي الم�سبب الرئي�سي لزيادة تلك‬ ‫الغازات‪ ،‬فحرق الطاقة وت�س ��يير ال�سيارات وتدفئة الم�ساكن‬ ‫ومقار العمل وت�ش ��غيل الم�ص ��انع المختلفة يت�سبب في زيادة‬ ‫ثاني �أك�س ��يد الكربون مما يق ��ارب ‪� ،% 80‬أما غازات الميثان‬ ‫و�أك�س ��يد النيتروز فيرجع ال�س ��بب فيها �إلى زيادة الت�ص ��حر‬ ‫ومكبات القمامة وال�صناعات المختلفة والتعدين‪.‬‬ ‫كم ��ا �أن الغ ��ازات الأخ ��رى مث ��ل الكلوروفلوروكربون ��ات‬ ‫والهيدروفلوركربونات الناتجة من �صناعة الرغاوي وعمليات‬ ‫التكييف والتبريد والتجميد تزيد من التلوث ‪.‬‬

‫�شكل (‪ ) 4-6‬ظاهرة االحتبا�س الحراري‬

‫الآثار الناجمة عن االحتبا�س الحراري‪:‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫ينجم عن ظاهرة االحتبا�س الحراري �آثار مناخية و�آثار �سلبية على الإن�سان منها ما يكون مبا�شرا حيث‬ ‫ت�ؤدي زيادة درجة الحرارة �إلى الموت وتكثر من الأمرا�ض التي يزداد انت�شارها ‪� .‬أما الأثر غير المبا�شر فارتفاع‬ ‫درجة حرارة الجهاز الدوري والع�ص ��بي في الإن�س ��ان‪ .‬كما �أن هذا االرتفاع يزيد من غاز الأوزون في طبقات‬ ‫الجو الدنيا في�سبب �إف�ساد رئة الإن�سان ويزيد من م�شاكل �إعرا�ض الم�صابين بالربو و�أمرا�ض الرئة الأخرى ‪.‬‬ ‫وبالن�سبة للتغيرات المناخية الناجمة عن هذه الظاهرة فت�شمل ما يلي ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬ذوبان الجليد عند القطبين وفي حال ا�ستمراره �سي�ؤدي �إلى �إغراق كثير من المدن ال�ساحلية حول العالم ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ت�صحر م�ساحات كبيرة من الأر�ض ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬ازدياد �سرعة التبخير ونق�صان رطوبة الأر�ض ‪.‬‬ ‫‪ - 4‬تغير نظام نزول المطر ب�شكل ال تدرك طبيعته مما ي�ؤثر في معدالت الإنتاج الزراعي ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬ت�أثير مياه الأنهار بنزول الأمطار حيث يزداد من�سوب المياه في الفي�ضانات المدمرة ‪.‬‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪210‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫‪ - 6‬انخفا�ض �إنتاج المواد الغذائية مما ين�ش�أ عنه �أمرا�ض �سوء التغذية ‪.‬‬ ‫‪ - 7‬تجري ��د �س ��طح الأر�ض من نحو خم�س ��ين نوعا م ��ن الأحياء يوميا ب�س ��بب عدم قدرتها عل ��ى التكيف مع‬ ‫التغيرات المناخية ‪.‬‬

‫فكر في م�شكالت �ساهمت الكيمياء من خالل تطبيقاتها المختلفة في عالجها �أو التخفيف منها ‪.‬‬

‫الجهود المبذولة في حماية البيئة والمحافظة عليها ‪:‬‬

‫‪211‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫حثت ال�ش ��ريعة الإ�س�ل�امية على اهتمام الم�سلم وعنايته ببدنه وملب�س ��ه وم�أكله وم�شربه وم�سكنه وكل ما‬ ‫يحيط به ‪ ،‬وقد بلغت الذروة العليا في ذلك كله حيث نهى الر�س ��ول �ص ��لى اهلل عليه و�سلم عن البول في الظل‬ ‫وف ��ي الم ��اء الراكد وحتى في حالة الحرب فقد كان �أبو بكر ر�ض ��ي اهلل عنه يو�ص ��ي جنوده بقوله (ال تقطعوا‬ ‫�شجرة) وعلى هذا �سار من جاء بعده و�أروع من ذلك قول الر�سول �صلى اهلل عليه و�سلم ‪�( :‬إذا قامت ال�ساعة‬ ‫وبيد �أحدكم ف�سيلة ف�إن ا�ستطاع �أال تقوم حتى يغر�سها فليغر�سها ف�إن له بها �أجرا)‬ ‫و�إذا نظرن ��ا بتمع ��ن لوجدن ��ا �أن ه ��ذا االهتمام ظهر منذ ن�ش� ��أة الع�ص ��ر الإ�س�ل�امي بينما ل ��م تنادي به‬ ‫الح�ضارات المعا�صرة �إال منذ عهد قريب ‪.‬‬ ‫�إن حماية البيئة تعني العناية بالأر�ض وا�ستخدام مواردها بحكمة وتدبر ولقد زاد عدد المهتمين بالبيئة‬ ‫وال�ضرر الالحق بها في الع�صر الحديث كما �سعت الحكومات جاهدة ل�سن القوانين لتخف�ض كميات التلوث‬ ‫التي تطلق في الماء والهواء‪ ،‬وم�ش ��اريع �إع ��ادة التدوير كما اتخذت �إجراءات عالمية النطاق مثل الم�ؤتمرات‬ ‫الدولية التي عقدت حول الأر�ض والق�ضايا البيئية ففي م�ؤتمر قمة الأر�ض عام ‪ 1992‬في البرازيل وما يتبعه‬ ‫من م�ؤتمرات ر�سمت عدة حكومات خططا �إجرائية عالمية لإنقاذ كوكب الأر�ض ‪.‬‬ ‫�أم ��ا على ال�ص ��عيد المحلي فقد �أولت المملكة العربية ال�س ��عودية اهتمام ًا كبي ��ر ًا بالمحافظة على البيئة‬ ‫وتنميته ��ا وحمايته ��ا من عوامل التلوث‪ ،‬م�ستر�ش ��دة في ذل ��ك بتعاليم الدين الإ�س�ل�امي الحنيف الذي يدعو‬ ‫ويحث على العناية بالبيئة وعدم الإ�ضرار بها واالنتفاع بمواردها دون �إ�سراف‪،‬‬

‫الكيمياء والبئية‬ ‫والتزام ًا من المملكة بهذا النهج ن�صت المادة (‪ )33‬من النظام الأ�سا�سي للحكم على �أن‪« :‬تعمل الدولة‬ ‫على المحافظة على البيئة وحمايتها وتطويرها ومنع تلوثها»‪ ،‬وفي �س ��بيل تحقيق ذلك �أ�ص ��درت الدولة عدد ًا‬ ‫م ��ن الأنظمة التي �أناطت م�س� ��ؤولية تنفيذها بعدد من الوزارات والأجهزة الحكومية المخت�ص ��ة‪ ،‬كما اتبعت‬ ‫المملك ��ة �سيا�س ��ات متوازنة ومتكاملة خالل تخطيط وتنفيذ برامج وم�ش ��اريع التنمية ل�ض ��مان عدم ت�أثيرها‬ ‫ال�س ��لبي على البيئة‪ ،‬ووجهت المملكة جهودها لحماية و�إنماء التراث الطبيعي للبالد وال�سيما الأنواع النادرة‬ ‫والمه ��ددة باالنقرا� ��ض من �أن ��واع الحيوانات والنباتات والطي ��ور البرية والبحرية‪ ،‬ففي عام ‪1986‬م �أ�ص ��در‬ ‫خادم الحرمين ال�ش ��ريفين الملك فهد بن عبدا لعزيز يرحمه اهلل مر�س ��وم ًا يق�ض ��ي ب�إن�ش ��اء الهيئة الوطنية‬ ‫لحماية الحياة الفطرية و�إنمائها‪ ،‬وت�ش ��كيل مجل�س �إدارتها برئا�س ��ة �صاحب ال�سمو الملكي الأمير �سلطان بن‬ ‫عب ��دا لعزي ��ز ولي العهد نائ ��ب رئي�س مجل�س الوزراء وزير الدف ��اع والطيران والمفت�ش العام‪ ،‬ومنذ �إن�ش ��ائها‬ ‫توا�ص ��ل الهيئة جهودها لتطبيق �أف�ضل النظم و�أكثرها فعالية لمعالجة تدهور النظام البيئي الطبيعي وت�أكيد‬ ‫حماية التنوع الإحيائي على الم�ستوى الوطني والدولي‪.‬‬

‫�إن المحافظة على البيئة واجب �شرعي قبل �أن يكون واجب وطني والتفريط بها يعتبر ظلم للنف�س‬ ‫والغير وكثيرا ما ن�س ��لك �س ��لوكيات خاطئة ال نقدر حجم �ض ��ررها علينا وعلى بيئتنا من التلوث بكافة‬ ‫�أنواعه فما هو الدور الذي يجب �أن تقوم به للمحافظة على بيئتك من التلوث بكافة �أنواعه ‪.‬‬

‫الكيمياء الخ�ضراء ‪:Green Chemistry‬‬ ‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫بذلت جهود كبيرة لتقليل الملوثات الخطرة بيئي ًا و�صحي ًا والتي تنتج عن العمليات الكيميائية ال�صناعية‬ ‫وب ��د�أ االهتمام موجه �إل ��ي تقليل المواد الملوثة وال�س ��امة �أثناء عملية الإنتاج الأولية بد ًال من �ص ��رف الجهد‬ ‫فقط على �إزالة ومعالجة م�شكلة التلوث بعد ح�صولها حتى ظهر في الع�شر �سنوات الأخيرة مفهوم وم�صطلح‬ ‫الكيمياء الخ�ضراء ‪ Green Chemistry‬والذي يهدف بمخت�صر العبارة �إلى تقليل دور الكيمياء ال�سلبي‬ ‫في تلوث البيئة والتخطيط لإنتاج مركبات كيميائية با�ستخدام طرق تقلل �أو تمنع تكوين مواد �ضارة وبالتالي‬ ‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫‪212‬‬

‫الكيمياء والبئية‬

‫‪213‬‬

‫مقرر الكيمياء (‪)4‬‬

‫الف�صل ال�ساد�س‬

‫نقلل من تعر�ض ��نا لهذه المواد ال�ض ��ارة(مواد �ص ��ديقة للبيئية)‪ .‬يوجد هنالك �أثنى ع�ش ��ر مبد�أ �أ�سا�سي‬ ‫توظفها الكيمياء الخ�ضراء ك�إ�ستراتيجية عامة لتحقيق �أهدافها الخ�ضراء منها ‪:‬‬ ‫‪ - 1‬هواء نقي ‪.‬‬ ‫‪ - 2‬موا�صفات قيا�سية للمباني والطرق ال�سريعة والمطارات والمن�ش�آت الع�سكرية ‪.‬‬ ‫‪ - 3‬ماء نظيف و�صرف �صحي معالج وعدم رمي الملوثات به‪.‬‬ ‫‪ - 4‬تنظيم بيع المادة وا�ستهالك المبيدات ب�أنواعها و�أن تكون جميعها م�سجلة وم�صرحة من المنظمة ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬تنظيم رمي المخلفات في مياه المحيطات‪.‬‬ ‫‪ - 6‬و�ضع معيار لمياه ال�شرب الآمن ‪.‬‬ ‫‪ - 7‬ح�صر المواد ال�سامة من بين كل المواد الكيميائية المح�ضرة‪.‬‬ ‫‪ - 8‬تنظيم دفن النفايات في باطن الأر�ض ‪.‬‬ ‫‪ - 9‬و�ضع خطة طوارئ للت�سربات ال�سامة من الم�صانع ‪.‬‬ ‫‪- 10‬العمل على منع التلوث البيئي بت�شجيع ال�شركات من �إنتاج الملوثات عن طريق تغير طرق الإنتاج �أو‬ ‫ا�ستبدال المواد الخام الم�ستخدمة ‪.‬‬ ‫‪ - 11‬ا�ستخدام مواد ع�ضوية �أقل ن�شاط ًا من ( كلوروفلور كربون ) حفاظ ًا على طبقة الأوزون من التدمير ‪.‬‬ ‫‪ - 12‬ا�ستخدام �سيارات ذات محركات جيدة االحتراق للتقليل من ا�ستهالك البنزين وبالتالي التقليل من التلوث‪.‬‬ ‫ففي مجال ال�ص ��ناعة الكيميائية يتم التدقيق في جميع مراحل الإنتاج ال�ص ��ناعي الكيميائي ابتدا ًء من‬ ‫ا�ستخراج المواد الخام من المناجم �أو الحقول الزراعية وانتها ًء بالمنتج ال�صناعي المطلوب الذي يجب‬ ‫�أن يكون على �س ��بيل المثال قابل للتحلل والتفكك وقابل للتدوير و�إعادة الت�ص ��نيع ‪.‬المراحل الو�سطية في‬ ‫عملية الإنتاج ينبغي �أن تكون خ�ض ��راء �أي�ض� � ًا فعلى �س ��بيل المثال المواد الأولية لعملية ما يجب �أن تكون‬ ‫مخلفات عملية �صناعية �أو كيميائية �أخرى‪.‬عدم ا�ستخدام المواد الم�ساعدة �أو المذيبات وغيرها �إال في‬ ‫�أ�ض ��يق الظروف وباالحتياجات الالزمة وكذلك ينبغي تقلي�ص �إنتاج الم�ش ��تقات الغير �ضرورية لأنها قد‬ ‫ينتج عنها مخلفات �أو تتطلب ا�ستخدام كوا�شف �إ�ضافية ‪.‬‬

‫�أ�سئلة الف�صل‬ ‫ال�ساد�س‬ ‫�س‪ :1‬ما الفرق بين البيئة والنظام البيئي ؟‬ ‫�س‪ :2‬كيف ت�ساهم الملوثات التالية في تلويث البيئة ‪:‬‬ ‫المبيدات الح�شرية ‪.‬ال�سفن التجارية وناقالت النفط ‪ .‬المواد الحافظة والملونة والمنكهات ‪.‬‬ ‫العبوات والأكواب البال�ستيكية ‪� .‬أدوية منتهية ال�صالحية ‪.‬‬

‫�س‪ :3‬و�ضح ب�إيجاز الأثر ال�سلبي والإيجابي لغاز الأوزون على البيئة ؟‬ ‫�س‪� :4‬أكمل الفراغات الآتية ‪:‬‬ ‫�أ –من الآثار الناجمة عن االحتبا�س الحراري ‪:‬‬ ‫‪................... - 4 ................... - 3 ................... - 2 ................... - 1‬‬

‫ب ) من المواد التي �ساهمت في ت�آكل طبقة الأوزون ‪:‬‬ ‫‪................... - 4 ................... - 3 ................... - 2 ................... - 1‬‬

‫جـ) من الآثار الكونية للتلوث ‪:‬‬

‫‪....................................... - 2 ...................................... - 1‬؟‬ ‫�س‪ :5‬اختر نظامين بيئيين مختلفين وقارن بينهما ؟‬ ‫�س‪ :6‬اقترح حلو ًال ت�ساهم في التقليل من مخاطر المواد الم�سببة لثقب الأوزون ؟‬ ‫�س‪ : 7‬ار�سم مخطط يو�ضح المق�صود بـ‪:‬‬ ‫االحتبا�س الحراري ‪ ,‬ثقب الأوزون ‪ ,‬التلوث ‪ ,‬تدوير النفايات‬

‫�س‪ :8‬الخار�ص���ين لي�س مادة �س���امة �إال �أن ا�س���تخدام �أنابيب من الخار�صين لنقل الماء‬ ‫ي�سبب تكون مادة �سامة ‪ .‬في ر�أيك ماهي هذه المادة ؟‬

‫‪214‬‬

‫المراجع‬ ‫القران الكريم‬ ‫‪ - 1‬م‪..‬محمد كذلك‪2002( .‬م ) فن �صناعة العطور وم�ستح�ضرات التجميل ‪ .‬مكتبة ابن �سينا‪,‬‬ ‫القاهرة‪ ,‬م�صر‪.‬‬ ‫‪ - 2‬م‪..‬محمد كذلك‪2000( .‬م ) فن �صناعة معطرات ال�صابون ‪ .‬مكتبة ابن �سينا ‪ ,‬القاهرة ‪ ,‬م�صر‪.‬‬ ‫‪ - 3‬م‪..‬محمد كذلك‪2002( .‬م ) �صناعة ال�صابون وال�شامبو ‪ .‬مكتبة ابن �سينا ‪ ,‬القاهرة ‪ ,‬م�صر‪.‬‬ ‫‪ - 4‬د‪.‬ميلين ��دا كو�س ‪2005( .‬م ) �ص���ناعة ال�ص���ابون ‪� .‬إعداد ق�س ��م الترجمة ب ��دار الفاروق ‪ .‬دار‬ ‫الفاروق ‪ ,‬القاهرة ‪ ,‬م�صر ‪.‬‬ ‫‪ - 5‬د‪� .‬س ��الم �س ��حاب ‪2002(.‬م) ‪.‬ال�ص���ناعات البترولية الكيميائية ‪ .‬م�ؤ�س�س ��ة نافث ��ة التجارية ‪.‬‬ ‫الريا�ض‪ .‬ال�سعودية‪.‬‬ ‫‪ - 6‬غ�س ��ان حجاوي و�آخ ��رون ‪1997(.‬م ) ‪ .‬علم العقاقي���ر والنباتات الطبية ‪ .‬دار الثقافة للن�ش ��ر‬ ‫والتوزيع ‪.‬عمان ‪ .‬الأردن ‪.‬‬ ‫‪ - 7‬د‪ .‬ال�ش ��حات ن�ص ��ر �أب ��و زي ��د ‪1995(.‬م) ‪ .‬ف�س���يولوجيا وكيمي���اء الزي���وت الطي���ارة للنبات���ات‬ ‫العطرية‪.‬دار المريخ ‪ .‬الريا�ض ‪ .‬ال�سعودية ‪.‬‬ ‫‪ - 8‬غ�سان حجاوي و�آخرون ‪1996(.‬م ) ‪ .‬علم الدواء ‪ .‬دار الثقافة للن�شر والتوزيع ‪.‬عمان ‪ .‬الأردن‪.‬‬ ‫‪ - 9‬د‪ .‬عادل جرار ‪1994( .‬م) ‪ .‬الكيمياء في حياتنا ‪.‬دار ال�ضياء للن�شر والتوزيع ‪ .‬عمان ‪ .‬الأردن‪.‬‬ ‫‪ - 10‬جاي ��ن ورثاي ��م و�آخ ��رون ‪ ( .‬معجم الكيمياء الم�ص���ور ) ترجمة د‪ .‬محمد دب� ��س ‪� .‬أكاديميا ‪,‬‬ ‫بيروت‪ ,‬لبنان ‪.‬‬ ‫‪ - 11‬د‪ .‬محم ��د ال�ش ��نطة ‪ ,‬د‪ .‬ط ��ارق القماط ��ي ‪1998(.‬م) ‪ .‬تجارب ف���ي الكيمياء الع�ض���وية ‪ .‬دار‬ ‫الجيل‪ .‬بيروت‪ .‬لبنان‪.‬‬ ‫‪ - 12‬دونالد �إم‪ .‬ويروجون �ستيورات ‪1419( .‬هـ ) ‪ .‬علم المناعة ترجمة د‪ .‬ماهر ح�سين ‪ .‬جامعة‬ ‫الملك �سعود ‪ .‬الريا�ض ‪ .‬ال�سعودية‬ ‫‪ - 13‬د‪ .‬ح�س ��ن الحازمي و�آخرون ‪11422(.‬هـ ) ‪ .‬المركبات الحلقية غير المتجان�سة ‪ .‬دار‬ ‫الخريجي‪ .‬الريا�ض ‪ .‬ال�سعودية‪.‬‬

‫‪215‬‬

‫‪ - 14‬ت‪ .‬و‪ .‬جراهام �س ��ولومونز ‪( .‬ط‪ , 2‬ج‪ . ) 2‬الكيمياء الع�ض���وية ‪ ,‬ترجمة د‪ .‬عادل جرار ‪ .‬دار‬ ‫جون وايلي واوالدة ‪.‬‬ ‫‪ - 15‬د‪ .‬محمد مجدي وا�ص ��ل ‪2005(.‬م ) ‪� .‬أ�س����س الكيمياء الع�ضوية ‪ .‬دار الفجر للن�شر والتوزيع ‪.‬‬ ‫القاهرة ‪ .‬م�صر ‪.‬‬ ‫‪ - 16‬د‪ .‬عادل جرار ‪1990( .‬م) ‪� .‬أ�صول الكيمياء الع�ضوية ‪ .‬مركز الكتب الأردني ‪.‬‬ ‫‪ - 17‬د ‪ .‬عماد الخطيب و�آخرون ‪2000 ( .‬م ) ‪ .‬الكيمياء الحيوية (‪ . )3+2+1‬دار الثقافة للن�ش ��ر‬ ‫والتوزيع ‪.‬عمان ‪ .‬الأردن ‪.‬‬ ‫‪ - 18‬د‪.‬عم ��ر البن ��ا و�آخ ��رون ‪2004(.‬م) ‪ .‬الكيمي���اء الحيوي���ة العام���ة ‪ .‬مكنب ��ة ب�س ��تان المعرفة ‪.‬‬ ‫الإ�سكندرية‪ .‬م�صر‪.‬‬ ‫‪ - 19‬د‪ .‬عبد البا�سط ال�سيد ‪1425( .‬هـ) ‪ .‬التغذية في الإ�سالم ‪ .‬دار خالد بن الوليد ‪ .‬الريا�ض ‪ .‬ال�سعودية‪.‬‬ ‫‪ - 20‬د‪ .‬با�س ��ل دالي ‪ ,‬د‪ .‬كامل الركامي ‪1981 (.‬م) ‪ .‬كيمياء الأغذية ‪ .‬المكتبة الوطنية ‪ .‬بغداد ‪.‬‬ ‫الجمهورية العراقية ‪.‬‬ ‫‪ - 21‬د‪ .‬خالد �أبو �صالح ‪ ,‬د‪� .‬إبراهيم عبد النا�صر ‪1996 ( .‬م ) ‪� .‬أ�س�س الكيمياء الحيوية العملية‬ ‫‪ .‬دار الخريجي ‪ .‬الريا�ض ‪ .‬ال�سعودية ‪.‬‬ ‫‪ - 22‬د‪� .‬سامي ظفر ‪2002 (.‬م) ‪� .‬أ�سا�سيات الكيمياء الحياتية ‪ .‬دارة الم�سرة ‪ .‬عمان ‪ .‬الأردن ‪.‬‬ ‫‪ - 23‬د‪ .‬عبد الرحمن م�صيقر ‪2001(.‬م ) ‪� .‬أ�س�س التغذية العالجية ‪ .‬دار القلم ‪ .‬دبي ‪ .‬الإمارات‬ ‫العربية المتحدة ‪.‬‬ ‫‪ - 24‬د‪ .‬عبد المجيد ال�شاعر ‪2001 ( .‬م) ‪ .‬الوجيز في الكيمياء الحيوية ‪ .‬دار حنين ‪ .‬عمان ‪ .‬الأردن‪.‬‬ ‫‪ - 25‬م‪ .‬محمد الفقي ‪ .‬البيئة م�شاكلها وق�ضاياها وحمايتها من التلوث ‪ .‬مكتبة ابن �سينا ‪ .‬القاهرة‪ .‬م�صر ‪.‬‬ ‫‪ - 26‬د‪ .‬ح�سن ال�سويدان ‪1997 (.‬م ) ‪ .‬علوم تلوث البيئة ‪ .‬دار الخريجي ‪ .‬الريا�ض ‪ .‬ال�سعودية ‪.‬‬ ‫‪ - 27‬محمد �إدري�س ‪ ,‬راجح �شعبان ‪1984( .‬م ) مقتطفات من العلوم العامة ‪ .‬دار الم�ستقبل ‪ .‬عمان الأردن ‪.‬‬ ‫‪ - 28‬د‪� .‬أتكن ��ز ‪1996 ( .‬م) ‪ .‬الجزيئ��ات وحياتن��ا اليومي��ة ‪ .‬ترجمة د‪ .‬عل ��ي قطريب و�آخر ‪.‬‬ ‫طال�سدار‪ .‬دم�شق‪� .‬سوريا‪.‬‬

‫‪216‬‬

‫‪ - 29‬د‪ .‬عب ��د المطلب جاب ��ر‪ .‬و�آخرون ‪1988(.‬م) ‪ .‬الكيمياء التطبيقية(كي���م ‪ . ) 7‬وزارة التربية‬ ‫والتعليم ‪.‬ال�سعودية ‪.‬‬ ‫‪ - 30‬د‪ .‬عب ��د اهلل عب ��د رب النب ��ي ‪ .‬و�آخ ��رون ‪1988(.‬م) ‪ .‬الكيمي���اء التطبيقية(كي���م ‪ . )8‬وزارة‬ ‫التربية والتعليم ‪.‬ال�سعودية‬ ‫‪ - 31‬د‪.‬ح�س ��ين عبد الع ��ال ‪.‬و�آخ ��رون ‪1988(.‬م) ‪ .‬الكيمي���اء التطبيقية(كي���م ‪ . ) 9‬وزارة التربية‬ ‫والتعليم ‪.‬ال�سعودية‬ ‫‪ - 32‬د‪ .‬حم ��د اليح ��ي و�آخ ��رون ‪1428(.‬ه� �ـ ) ( عل���م البيئ���ة والتربية البيئي���ة ) التعلي ��م الثـانـوي‬ ‫( البرنامج الم�شترك) ‪ .‬وزارة التربية والتعليم ‪ .‬ال�سعودية ‪.‬‬ ‫‪ - 33‬د‪ .‬محمد مجدي وا�صل ‪2005(.‬م) �أ�س�س الكيمياء ال�صناعية ‪ .‬دار الفجر ‪.‬القاهرة ‪ .‬م�صر‪.‬‬ ‫‪ - 34‬مجلة الإعجاز العلمي العدد ( ‪ . ) 23‬محرم ‪1427‬هـ ‪.‬‬ ‫‪ - 35‬مجموعة ن�شرات عن المعادن ‪ .‬وزارة البترول والثروة العدنية ‪.‬‬ ‫‪ - 36‬الكيمياء ‪ .‬لل�ص ��ف الثاني ثانوي (طبيعي) ‪ ,‬الف�ص ��ل الدرا�سي الأول ‪1428 .‬هـ ‪ .‬وزارة التربية‬ ‫والتعليم‪ .‬ال�سعودية‪.‬‬ ‫‪ - 37‬الكيمياء ‪ .‬لل�صف الثالث ثانوي (طبيعي) ( بنين )‪ ,‬الف�صل الدرا�سي الأول ‪1422 .‬هـ ‪ .‬وزارة‬ ‫التربية والتعليم‪ .‬ال�سعودية‪.‬‬ ‫‪� - 38‬سينكو ‪ ،‬مي�شيل ‪1981( .‬م) ‪ .‬الكيمياء ‪ .‬ترجمة‪ :‬ال�سيد ح�سن ‪ .‬دار المريخ للن�شر ‪ ،‬ا لريا�ض‪،‬‬ ‫المملكة العربية ال�سعودية‬

‫‪217‬‬