|
صفحة: 17
. 4 تآصلات الكربون – الماس ، الغرافيت ، الفوليرين ، نانو أنابيب الكربون والغرافين ، كلها مبنية من كربون . من المهم أن نؤكد للتلاميذ بأن السبب في الفرق بين صفاتها هو الفروق في الأربطة المختلفة بين ذرات الكربون وبفعل المبنى الفراغي المختلف الناجم عن ذلك . يمكن إنتاج نانو أنابيب من البورون ومن النيتروجين أيضا . نانو مواد – الحجم الصغير للذرات أو للجزيئات هو مجرد ( غير محسوس ) جدا ومن الصعب إدراكه ، ويجد التلاميذ صعوبة في فهم كبر أحجام الجزيئات في الذرة ، وفي إدراك وجود النانو مواد مثل نانو أنابيب الكربون . . 5 مركبات كربون عضوية – هي المركبات التي تحتوي على ذرة كربون واحدة على الأقل . السم " عضوي " جاء من العتقاد الذي ساد حتى القرن الـ 19 بأن هذه المواد موجودة في الحيوانات والنباتات أو في بقاياها فقط . واليوم ، توجد الملايين من مركبات الكربون من صنع الإنسان . تتناول كيمياء مركبات الكربون ( الكيمياء العضوية ) بحث مبنى مركبات الكربون العضوية وتركيب مواد مشابهة في المختبر حسب الحاجة ( لتطبيقات مثل تطوير أدوية ، مواد بلاستيكية ، مبيدات وغيرها . ( من أجل إنتاج مركبات كربون جديدة ، يجب أن نفهم كيف نربط بين ذرات الكربون لتكوين الهيكل الكربوني المنشود . منحت جائزة نوبل في الكيمياء لسنة 2010 لثلاثة علماء على تطويرهم طرقا حديثة لبناء مركبات عضوية ( لتكوين أربطة كربون – كربون ) بواسطة عامل مساعد يستند إلى مركبات البالديوم . . 6 تجربة تحضير السيليبتي – يستعمل في هذه التجربة البوليمير ( دبق بلاستيكي يحتوي على البوليمير البوليفينيل أستات ، ( ( PVA ) وينتج بوليمير من نوع جديد – مادة بلاستيكية ذات صفات مختلفة . عندما يضاف إلى الدبق البلاستيكي البورق ( بوراكس ) وماء تتكون أربطة جديدة بين جزيئات البورق وجزيئات الدبق . جزيء بورق واحد يرتبط بجزيئي دبق . تتكون أربطة تصالب بين الجزيئات فينتج بوليمير ذو صفات مختلفة عن البوليمير الأصلي – أكثر صلابة ( السيليبتي الذي يباع في السوق يختلف عن هذا البوليمير ، وهو يعتمد على السيليكون وليس على الكربون ول يحتوي على الماء ، ولذلك ل يجف ويتصلب مثل السيليبتي " البيتي . "( يستطيع التلاميذ أن يبحثوا تأثير عملية الإنتاج على صفات المادة البلاستيكية الناتجة . وبالفعل ، الصفات المتنوعة للمواد البلاستيكية تنجم عن كون عملية الإنتاج مؤثرة على صفات البوليمير . مثلا : يوجد بولي إثيلين ذو كثافة عالية ) HDPE كثافة 0 . 97 - 0 . 95 غرام / سم مكعب ) وبولي إثيلين ذو كثافة منخفضة ) LDPE كثافة 0 . 93 - 0 . 92 غرام / سم مكعب . ( . 7 اشتعال المواد العضوية – ل ينظر التلاميذ إلى الأكسجين على أنه أحد المتفاعلات ، وهم غير واعين للنواتج الغازية ( ثاني أكسيد الكربون وأبخرة الماء . ( بشكل عام ، يميل التلاميذ إلى تجاهل المتفاعلات أو النواتج التي تتواجد في حالة غازية ، ول يتطرقون إلى قانون حفظ المادة في عملية الشتعال . من المحبذ التطرق إلى الشتعال على أنه عملية كيميائية ينطبق عليها قانون حفظ الكتلة ومناقشة احتراق المواد العضوية ونواتج الحتراق الكامل – الماء وثاني أكسيد الكربون أو الجزئي – الماء وأول أكسيد الكربون أو الفحم . من المهم أن نؤكد على أن الطاقة الناتجة عن العملية هي الفرق بين الطاقة التي احتاجها تحليل الأربطة الكيميائية في المتفاعلات ( المادة العضوية ) والطاقة الناجمة عن تكوين الأربطة الجديدة في النواتج ( الماء وثاني أكسيد الكربون . ( يمكن استعمال تجسيدات مختلفة ونماذج مختلفة من أجل أن نوضح أنه في التفاعلات التي تطلق طاقة أيضا ، مثل الشتعال ، نحتاج أحيانا إلى طاقة لبدء العملية ( التي تسمى طاقة تفعيل ) ولتحليل الأربطة الكيميائية . بعد ذلك يستمر التفاعل وتنطلق طاقة عند تكوين جزيئات النواتج تستعمل لتحليل أربطة إضافية ، مثل " تسخين " السيارة ، لتشغيلها وما شابه ، حتى يستهلك الوقود أو الأكسجين . . 8 صناعة مركبات الكربون وجودة البيئة – توفر الفعاليات في هذا الفصل مناقشة حول طريقة التفكير العلمي التي ل تستند إلى إشاعات أو آراء بل إلى حقائق فحصت بواسطة تجارب . يبرز في الفصل التأثير البيئي للمنتج في جميع مراحل دورة حياته . في كثير من الأحيان ل يكون التأثير البيئي الأكبر للمنتج في مرحلة إنتاجه في المصنع بل في مراحل أخرى ، كما في مرحلة الستعمال ( السيارات ) أو مرحلة إلقائه إلى النفايات . في كثير من الأحيان ، ل تعتمد مناقشة النعكاسات البيئية لعمليات الإنتاج / التصنيع / الستعمال / تحويل المنتجات إلى نفايات على حقائق علمية ، بل تجري على مستوى شعبوي . الدعاءات التي ل تعتمد على أساس يمكن أن تؤدي إلى استنتاجات ومفاهيم مغلوطة ، ونتيجة بعكس المرغوبة . أحد الأمثلة على ذلك هو الدعاء بأن استعمال أكياس الورق هو " صديق " للبيئة أكثر من أكياس
|