استخدامات العناصر يعتمد استخدام العنصر في مجال ما على عدة عوامل منها:
1. توفر الصفات الملائمه هنالك علاقة بين استخدام العنصر وتركيبه الإلكتروني وصفاته ، فالتركيب الإلكتروني يمنح صفات معينة للعنصر، تؤهله لاستخدامات معينة. فمثلاً يستخدم النحاس في صناعة الأسلاك الكهربائية لأنه موصل جيد للحرارة والكهرباء لاحتوائه على إلكترونات حرة الحركة في تركيبه الإلكتروني، ومن جهة أخرى البوتاسيوم فلز كالنحاس ولكنه لا يستخدم لنفس الغرض على الرغم من احتوائه أيضاً على إلكترونات حرة الحركة لأنه طري ودرجة انصهاره منخفضة ( 563.7س ) وغير قابل للسحب كالنحاس.
2. توافره العناصر نادرة الوجود لا يمكن استخدامها في الصناعات التي تتطلب كميات كبيرة منه.
3. كلفة استخراجه العناصر الثمينة لا يمكن استخدامها في المجالات التي تتطلب استهلاك كميات كبيرة منها. فمثلاً لا يمكن استخدام الذهب في صناعة الأسلاك الكهربائية على الرغم من كونه موصلاً جيداً للكهرباء أو أن يستخدم في صناعة أدوات الطبخ وذلك لكلفته العالية. يقال أن نابليون بونابرت امبراطور فرنسا كان يتناول طعامه بأدوات من الألومنيوم، وكان ما دون من النبلاء وأفراد حاشيته يتناولون طعامهم بأدوات من الذهب، وذلك بسبب ندرته وكلفة استخراجه العاليتين في ذلك الوقت.
4.سهولة تحضيره بعض العناصر الممثلة واستخداماتها توجد العناصر في الطبيعة بشكل حر أو متحدة مع نفسها أو مع غيرها من العناصر. وهنالك عدة مصادر للعناصر وهي: 3. الهواء الجوي. 2. البحار 1. القشرة الأرضية.
طرق استخلاص عناصر من القشرة الأرضية أ.التحليل الكهربائي تستخلص بعض العناصر من مركباتها عن طريق إمرار تيار كهربائي خلال محاليل أو مصاهير مركباتها . مثال : يحضر الصوديوم والكلور بالتحليل الكهربائي لمصهور كلوريد الصوديوم.
يتجه أيون الصوديوم إلى المهبط ويحدث له اختزال بفعل الإلكترونات القادمة من البطارية . نصف التفاعل / الاختزال
يتجه أيون الكلوريد إلى المصعد ويحدث له تأكسد, وتتحد كل ذرتين منها لتكون جزيئاً من جزيئات الكلور نصف التفاعل/ التأكسد
والإلكترونات الخارجة من المصعد تعود إلى البطارية مجدداً .
------- تعليق -------
يضرب نصف تفاعل الاختزال في (2) , ويجمع نصفي التفاعل :
يتم الحصول على العناصر بهذه الطريقة من مصاهير أو محاليل المركبات حتى تتحرك الأيونات نحو الأقطاب. من أهم المعوقات عند تحليل مصاهير المركبات ارتفاع درجات انصهار تلك المواد مما يزيد من كلفة تحضير العنصر ، وقد أمكن الحد من هذه المشكلة بإضافة مواد تؤدي إلى خفض درجات الانصهار.
أمثلة: ـيضاف كلوريد الكالسيوم CaCl2 لخفض درجة انصهار كلوريد الصوديوم NaCl والمستخدم في تحضير الصوديوم. ـ يضاف الكريولايت Na3AlF6 وفلوريد الألومنيوم AlF3 لخفض درجة انصهار الألومينا Al2O3 والمستخدم في تحضير الألومنيوم. الشكل التالي يمثل خلية داونز Downs Cell وهو الجهاز الذي يستخدم لتحضير الصوديوم في الصناعة من مصهور كلوريد الصوديوم المذاب في كلوريد الكالسيوم لخفض درجة الإنصهار.
ب.اختزال خامات العنصر بوساطة عناصر أخرى يمكن الحصول على عنصر قليل النشاط عن طريق اختزاله بعنصر آخر أقل نشاطاً . تذكر سلسلة النشاط من الصف التاسع:
مثال : يمكن الحصول على الرصاص من كبريتات الرصاص عن طريق اختزاله بفلز أكثر نشاطاً منه مثل الحديد أو الخارصين أو الألومنيوم وغيرها. لاحظ من المعادلة السابقة أن الخارصين حل محل الرصاص ، لأن الخارصين أنشط من الرصاص ، وبذلك نقول أن الخارصين اختزل أيونات الرصاص . لماذا ? - اكتب معادلة تحضير الألومنيوم من خام الألومينا عن طريق اختزالة بالمغنيسيوم. - اكتب معادلة تحضير القصدير من أكسيده Zn بوساطة الكربو
------- تعليق -------
استخلاص عناصر من القشرة الأرضية يحتوي الهواء الجوي على عدد كبير من الغازات ، أهمها غازي النتروجين والأكسجين . كما يحتوي الهواء الجوي على عدد من الغازات النبيلة ، أهمها الآرغون ، ومركبات غازية أخرى مثل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، وأكاسيد الكبريت والنتروجين .
يمكن فصل الغازات عن بعضها عن طريق إسالتها بإخضاعها إلى ضغط عال وتبريد ثم فصلها عن بعضها بالتقطير التجزيئي ، حيث ينفصل الغاز الأقل درجة غليان في أعلى برج التقطير ، تماماً كما يحدث عند تكرير النفط .
- ما الفرق الجوهري بين عمليتي فصل غازات الهواء وتكرير النفط ؟
استخدامات النتروجين يمتاز النتروجين بخموله النسبي ، وهذه الخاصة تناسب الاستخدامات التي تتطلب جواً خالياً من الأكسجين ، ولهذا السبب يمكن استخدام النتروجين في المجالات التالية : 1. يستخدم النتروجين في المختبرات الكيميائية لإجراء تفاعلات كيميائية تتطلب جواً خالياً من الأكسجين. 2. تعبأ خزانات النفط بعد تفريغها بالنتروجين منعاً لحدوث الحرائق. 3. يستخدم النتروجين في حفظ الأطعمة لمنع تلفها عند تفاعلها مع الأكسجين. 4.يستخدم النتروجين السائل في عمليات التبريد السريع للأغذية كاللحوم والأسماك ، وتجميد خلايا وأعضاء الكائنات الحية كالقرنيات.
ولا يعني أن النتروجين خامل كيميائياً عدم إمكانية تحضير مركبات للنتروجين ، إذ يمكن الحصول على العديد من المركبات من النتروجين مثل الأمونيا NH3 من تفاعل النتروجين مع الهيدروجين، وتستخدم الأمونيا في تحضير العديد من المركبات المهمة كالأسمدة وحمض النتريك.
------- تعليق -------
استخلاص عناصر من مياه البحار والمحيطات توجد المواد الكيميائية في المياه على شكل مركبات ذائبة فيها ، ويبلغ معدل تركيزها 34 غ/كغ ماء ، وتصل نسبتها في مياه البحر الميت 300 غ / كغ ماء . - لماذا تزيد نسبة الأملاح في مياه البحر الميت عن معدلها في البحار الأخرى ؟ توجد الأملاح في مياه البحار على شكل أملاح كلوريدات وبروميدات الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم وغيرها. طرق الحصول على المواد الصلبة من مياه البحار 1. التبخير الكامل للماء. وتمتاز هذه الطريقة بما يلي : ـ تعطي كامل الأملاح من المياه . ـيمكن تكثيف الماء بعد تبخيره للحصول على ماء صالح للشرب . إلا أن لهذه الطريقة سلبيات منها : ـ كلفتها عاليه لاحتياجها إلى كمية كبيرة من الحرارة. ـ الناتج يكون خليطاً من عدد كبير من الأملاح. 2. التبلور وهي طريقة يتم من خلالها فصل الأملاح عن طريق ترسب الأملاح الزائدة عن الإشباع عند تبخير مياه البحار بوساطة أشعة الشمس. وتعتمد سرعة تبلور الملح على عاملين هما: أ. ذائبية الملح : كلما قلت ذائبية الملح زادت سرعة تبلوره. ب. تركيز الملح : كلما زاد تركيز الملح زادت سرعة تبلوره. 3. الترسيب وتتم بتحويل العنصر المراد الحصول عليه ذي الذائبية العالية إلى ملح آخر قليل الذائبية فيترسب ويفصل من المحلول بالترشيح. مثال : ذائبية كلوريد المغنيسيوم MgCl2 أعلى بكثير من ذائبية هيدروكسيد المغنيسيوم Mg(OH)2 لذا تضاف قاعدة كهيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 إلىمحلول كلوريد المغنيسيوم فيترسب هيدروكسيد المغنيسيوم الأقل ذائبية.
------- تعليق -------
الكلور يمكن الحصول على الكلور بالتحليل الكهربائي لمصهور أو محلول كلوريد الصوديوم أو كناتج ثانوي عند تحليل مصاهير أو محاليل كلوريدات البوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم وغيرها من الكلوريدات. تعد استخدامات مركبات الكلور أوسع انتشاراً من استخدامات الكلور نفسه فهو غاز سام ، لذا يجب التعامل معه بحذر.
مركبات الكلور 1. كلوريد الصوديوم NaCl : مصادر الحصول عليه: 1. المياه المالحة. 2. الصخور الملحية.
استخداماته: ـ تجهيز الأغذية وحفظها. ـ خفض درجة انصهار الماء لأغراض التبريد ومنع تكون الجليد على الطرقات. ـ تزوديد الجسم بحاجته من أيونات الصوديوم +Na .
2. كلوريد الهيدروجين HCl : مصادر الحصول عليه:1. يُحضَّر من مصادر طبيعية أهمها كلوريد الصوديوم. 2. تفاعل الكلور والهيدروجين.
3. هيبوكلوريت الصوديوم NaOCl : مصادر الحصول عليه: ـ يحضر هيبوكلوريت الصوديوم بالتحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم ، ومن ثم يذاب الكلور الناتج عن التحليل في المحلول القاعدي الناتج.
التفاصيل: يؤسفني نقل هذا الخبر لكن
وجدت هيئة البحوث الطبية في الولايات المتحدة
أن سرطان جديد قد يصيب الانسان تسببه مادة نيترو أكسيد الفضة
كلما قمت بشراء بطاقات إعادة شحن او بطاقات الاتصال
لا تقم بحكها بواسطة ا اعادة تأهيل Rehab ...
التفاصيل: قسم الكيمياء كثير خامل
لذلك فكرة بتنشيط هل القسم واضع بعض المعلومات الكيميائية
الهيدروجين كلمة اصلها لاتيني وتعني منتج للماء
هيليوم من الكلمة اليونانية الاصل هليوس وتعني شمس
ليثيوم من الكلمة اليونانية ليثوس وتعني حجر نفسي Psychic ...
التفاصيل: مندليفيوم
بلدةً على الحدود في أقاصي سيبيريا ، حيث الصقيع يجمد الأبدان ، من كان يصدق أنها تنجب لنا عالماً فذاً ؟؟
نعم إنه ديمتري مندليف ولكن الذي لا يعرفه كثير من الأشخاص عن مندليف ، هو أنه أصيب بالسل ، مثل والد مشاركة الوقت Timeshare ...