ملزمة الوحدة الأولى مقدمة في الكيمياء علوم صف تاسع فصل أول
ملزمة الوحدة الأولى مقدمة في الكيمياء علوم صف تاسع فصل أول
معلومات عن الملف
- نوع الملف: ملزمة
- المادة: علوم
- الصف: التاسع
- الفصل الدراسي: الفصل الاول
القسم : الطرائق العلمية
• الطريقة العلمية : هي أسلوب منهجي يتبع في الدراسة العلمية وهي عملية منظمة
يتبعها العلماء لإجراء بحث ماء
• الخطوات النموذجية في الطريقة العلمية :
1- الملاحظة 2- الفرضية 3- التجربة 4- الاستنتاج
5- النظرية والقانون العلمي
** أولا : الملاحظة :
• الملاحظة : هي عملية جمع المعلومات ( البيانات) • البينات تقسم الى قسمين
1-نوعية -هي معلومات تتعلق بالحواس
الخمسمثل اللون ، الرائحة الشكل
2-كمية وهي الكميات التي يتم قياسها )
مثل درجة الحرارة للماء ، حجم الماء
** ثانيا : الفرضية
• الفرضية : توقع أو بيان أولي منبثق من الملاحظات وقابل للإختبار
• من الأمثلة على الفرضيات فرضية مولینا ورولاند
• فرضية مولینا ورولاند تفيد أن مركبات الكلوروفلوروکربون تتفكك في طبقة
الستراتوسفير نتيجة لتفاعلها مع الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس وأن الكلور الناتج من هذا التفاعل من شأنه تفكيك الأوزون
** ثالثا : التجارب
• التجربة : هي مجموعة من الملاحظات المضبوطة والتي تختبر الفرضية
• يقوم العالم بإجراء تجربة واحدة أو أكثر وإعدادها بعناية لتغيير متغير واحد في كل مرة
واختباره.
• المتغير : كمية أو شرط يمكن أن تكون له أكثر من قيمة واحدة :
-أنواع المتغيرات : 1- متغير مستقل : هو المتغير الذي تنوي تغييره
2- متغير تابع : هو المتغير الذي يتأثر نتيجة تغيير عامل أخر
مثال : تجربة لدراسة تأثير درجة الحرارة على سرعة ذوبان ملح الطعام في الماء الأدوات : 1- لتر من الماء 2- 100 جرام من ملح الطعام 3- وعائيين متماثلين
التنفيذ : 1- ضع نصف لتر من الماء في كل وعاء
2 قم بتسخين الماء في أحد الوعائيين
3 ضع 50 جرام من ملح الطعام في كل وعاء من الوعائيين
4 قم بتحريك الملح في الماء ولاحظة سرعة ذوبان ملح الطعام في كل انبوب
النتيجة : نلاحظ أن سرعة ذوبان ملح الطعام في الماء الساخن كانت أكبر من سرعة ذوبانهفي الماء البارد
• سؤال : حدد المتغير المستقل والمتغير التابع في التجربة السابقة؟
الاجابة : المتغير المستقل هو درجة الحرارة
المتغير التابع هو سرعة ذوبان ملح الطعام
• يمكن تغيير عوامل أخرى في التجربة مثل كمية الماء أو كمية الملح أو طريقة تقليب الخليط.
• حتى تكون التجربة دقيقة 100 % يجب أن تكون هذه المتغيرات متطابقة عند كل درجة حرارة. (هذا يعني لا يجوز أن تكون كمية الماء في الوعاء الأول مختلفة عن كمية الماء في الوعاء الثاني ) أو ( أن تكون كمية الملح المضافة للوعاء الأول مختلفة عن كمية الملحالمضافة للوعاء الثاني).
• في العديد من التجارب يجب أن يكون هنالك ضابط
• الضابط : هو معيار للمقارنة
في تجربتنا السابقة يعتبر الماء عند درجة حرارة الغرفة هو الضابط
• هنالك مثال آخر على الضابط، تمت اضافة كاشف الى الانابيب الثلاثة أدناه والتي
تحتوي على محاليل ، فتحول لون المحلول في الانبوب الذي على اليسار الى اللون الاحمر بسبب أن المحلول حمضي ، أما الأنبوب الذي على اليمين فتحول لون المحلول الى اللون الأزرق لان الانبوب يحتوي على محلول قاعدي ، أما الأنبوب الذي في الوسط فتحول لون المحلول الى اللون الاصفر لان الانبوب يحتوي على ماء ( محلول متعادل ) (ليس محلوة حمضية وليس قاعدية ) بما أن حموضة المحاليل في انابيب الإختبار معلومة يمكن استخدام هذه المحاليل في تجربة ما.
** رابعا : الإستنتاج
• الإستنتاج : هو رأي مبني على المعلومات التي تم الحصول عليها من التجربة وتحليلها
ومقارنتها مع الفرضية.
• لا يمكن اثبات الفرضية مطلقأ ، لذلك اذا كانت النتائج تدعم الفرضية هذا يعني أن
الفرضية قد تكون صحيحة واذا لم تدعمها يجب تجاهل الفرضية أو تعديلها .
• وضع مولینا ورولاند فرضية عن استقرار مركبات الكلوروفلوروکربون في طبقة
الستراتوسفير وقد دعمت البيانات التي قاما بجمعها بدعم الفرضية حيث أعدانموذج يمكن فيه للكلور الذي تكون من تفكك مركبات الكلوروفلوروکربون من التفاعل مع الأوزون مرارا وتكرارا
* خامسة : النظرية والقانون العلمي :
• النظرية : هي تفسير الظاهرة طبيعية وفقا لعدة ملاحظات وتحقيقات على مر الوقت.
مثل النظرية النسبية لاينشتين والنظرية الذرية
• ما زالت كل النظريات تخضع لبيانات تجريبية جديدة ويمكن تعديلها.
• تعتبر النظرية صحيحة اذا كان بالامكان استخدامها لاجراء توقعات تثبت صحتها.
• القانون العلمي : هو علاقة في الطبيعة مدعومة بالعديد من التجارب
مثل قانون الجذب العام لنيوتن حيث أنه بصرف النظر عن عدد المرات التي يقفز فيها المظلي فإنه حتما سيعود إلى الأرض بفعل قوة الجاذبية الأرضية
البحث العلمي
* الكيمياء في حياتنا
• تستخدم معظم المعلومات التي يحصل عليها العلماء من خلال البحث الأساسي لتلبيةحاجة معينة
مثال: اكتشف العلماء الأشعة السينية عن طريق اجراء بحث أساسي عن التفريغ الكهربائي من خلال الغازات وفيما بعد تم اكتشاف امكانية استخدام الأشعة السينيةفي تشخيص بعض المشكلات الطبية مثل الكسور في العظم
** أنواع التحقيقات العلمية
هنالك نوعان من التحقيقات العلمية :
1- البحث النظري (Pure Research)
يجري العلماء البحث النظري لاكتساب المعرفة مثال : أجرى العالمان مولينا ورولاند بحثا حول مركبات الكلوروفلوروکربون وتفاعلاتها مع الأوزون كبحث نظري ولم يكن يتوفر دليل بيني في ذلك الوقت يشير الى ارتباط
بنموذجهم في طبقة الستراتوسفير –
2- البحث التطبيقي ( Applied Research ):
يتم اجراء البحث التطبيقي لحل مسألة معينة
مثال : عندما اكتشف ثقب الأوزون عام 1985 أجرى العلماء قياسات المستويات مركبات الكلوروفلوروکربون في الستراتوسفير والتي دعمت فرضية أن مركبات الكلوروفلوروکربون قد تكون مسؤولة عن نضوب طبقة الأوزون.
• يستخدم مطياف الأشعة فوق
البنفسجية – المرئية لقياس غازات طبقة الأوزون وغيرها من الغازات في طبقة الستراتوسفير خلال أشهر الشتاء المظلمة في القارة القطبية الجنوبية.
** اكتشافات بالصدفة
غالبا ما يجري العلماء التجارب وبتوصل الى نتائج مختلفة تماما عما كان متوقعة. ومن هذه الاكتشافات
1- اكتشاف البنسلين
وجد العالم ألكسندر فلمنج احدى صفائح بكتيريا المكورات العقدية الرئوية لديه ملوثة بعفن مخضر، عرف فيما بعد بالنسيليوم، وقد لاحظه بعناية فرأى منطقة واضحة حول العفن ماتت فيها البكتيريا
المادة الكيميائية في العفن كانت مسؤولة عن قتل البكتيريا في البنسلين
2- اكتشاف النايلون
في عام 1930 قام موظف يدعى جوليان هيل بغمس ساق زجاجي ساخن في خليط من المحاليل وفجأة سحب أليافا طويلة. سعی هیل وزملاؤه وراء تطوير هذه الألياف كحریرصناعي يتحمل درجات الحرارة العالية وفي النهاية قاموا بتطوير النايلون عام 1934 ** استخدم النايلون في الحرب العالمية الثانية كبديلا للحرير في المظلات
** وتستمر القصة :
، بعدما افترض مولينا ورولاند أن مركبات الكلوروفلوروکربون حللت الأوزون في طبقة
الستراتوسفير تقوم حاليا الإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي (NOAA) والكثير من المجموعات الأخرى في جمع البيانات التاريخية والحالية حول مركبات الكلوروفلوروکربون في الغلاف الجوي ، وتركيزات الأوزون في طبقة الستراتوسفير
-من خلال البحث التطبيقي حدد العلماء أن مركبات الكلوروفلوروکربون لیست الوحيدة التي تتفاعل مع الأوزون ومن هذه المواد:
1- رباعي كلوريد الكربون
2- ميثيل الكلوروفورم
3. المواد التي تحتوي على البروم
• بروتوكول مونتریال : في عام 1987 اجتمع زعماء من عدة دول في مونتريال كندا ووقعوا على اتفاقية تعمل على التخلص التدريجي من استخدام مركبات الكلوروفلوروکریون وفرض قيود على
طريقة استخدامها في المستقبل
• في عام 1992 بدأ مركب الكلوروفلوروکربون (11-CFC) بالثبات .
• في عام 1998 بدأ مركب الكلوروفلوروکربون (12 -CFC) بالثبات .
سؤال مهم جدا : ما الذي يحفز تكون ثقب الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية ؟ الإجابة:
تتكون سحب الجليد في طبقة الستراتوسفير فوق القارة القطبية الجنوبية عندما تنخفض درجة الحرارة لأقل من ( 78-) درجة مئوية ، تحدث هذه السحب تغيرات تعزز انتاج الكلور والبروم النشطين كيميائية ، وعندما تبدأ درجات الحرارة في الارتفاع في الربيع يتفاعل الكلور والبروم النشطين كيميائية مع الأوزون ويتسبب ذلك في نضوب الأوزون .
• يعتقد العلماء ان طبقة الأوزون ستبدأ في التعافي 2068
• التعافي : العودة الى الوضع الطبيعي
** فوائد الكيمياء يستخدم علم الكيمياء في ايجاد علاجات أو لقاحات للأمراض مثل الايدز والإنفلونزا ويشارك الكيميائيون في حل مشكلة نضوب الأوزون.
• بسبب دراسة المادة أمكن للعلماء بالتقدم التكنولوجي ومن هذه الجوانب
1- السيارة التي تعمل بالهواء المضغوط
2- الغواصة التي يبلغ طولها ( mm4) فقط، استخدمت لاكتشاف الأمراض في جسم الانسان وعلاجها .
