العناصر في خدمة الانسان.........

[AMMAR]

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

[AMMAR]

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.

[AMMAR]

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.