المناهج الدراسية
تسجيل الدخول

المناهج الدراسية

الصف الأول الثانوي

العلوم المتكاملة

0/363

الرياضيات

0/106
نص الدرس

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية)

الصف الأول الثانوي

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية)

مقدمة

مقدمة

  • العلوم المتكاملة — الصف الأول الثانوي — الفصل الدراسي الأول

🌳 شجرة المفاهيم

الوحدة الأولى←النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية)

├── 0. موقع هذا الدرس

├── 0.1 المحلول والمذيب والمذاب

├── 1.1 التعريف

├── 2.1 الاتزان الديناميكي والضغط البخاري

  • ├── 2.2 لماذا تخفض المادة غير المتطايرة الضغط البخاري؟

├── 2.3 فكرة كمية (إضافة: قانون راؤول)

├── 3.1 درجة الغليان

├── 3.2 تأثير المذاب غير المتطاير

├── 4. الانخفاض في درجة التجمد

├── 5.1 التعريفات (كما في الكتاب)

  • ├── 5.2 لماذا يتحرك الماء في هذا الاتجاه؟

├── 5.3 نموذج: تجربة الأنبوب U (وصف)

├── 5.4 إضافة: حساب الضغط الأسموزي

├── 5.5 الأسموزية في الخلايا الحية

├── 6. مقارنة الخواص الجمعية الأربع

├── 7. الربط بالبيئة المائية

├── 7أ.1 أنواع المحاليل حسب التشبع

├── 7أ.2 طرق التعبير عن تركيز المحاليل المائية

├── 7أ.3 المواد الإلكتروليتية وغير الإلكتروليتية

  1. ├── 7أ.4 محلول أم غروي أم معلق؟
  2. ├── 7أ.5 تجارب بسيطة (الهدف والطريقة والنتيجة المتوقعة)

├── 8. ملخص

├── 9. أخطاء شائعة

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 1 / 28
موقع هذا الدرس

موقع هذا الدرس

  • درست في الدرسين 1-2 و1-3 الماء النقي الجزيء القطبي، والروابط الهيدروجينية، وارتفاع درجة الغليان، والكثافة غير المعتادة.
  • لكن الماء في البحيرات والأنهار والمحيطات ليس نقيًا؛
  • فهو مخلوط بمواد ذائبة أو عالقة.
  • وهذه المواد الذائبة تؤثر بشكل مباشر في خواص الماء (كدرجة تجمده وكثافته)، مما يؤدي إلى تغيرات في التيارات المائية، وفي أماكن معيشة الكائنات الحية، وفي طريقة تبادل الخلايا للماء مع الوسط المحيط (الأسموزية).
  • ويشرح هذا الدرس هذه التغيرات باستخدام أربع خواص جمعية.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 2 / 28
المحلول والمذيب والمذاب

المحلول والمذيب والمذاب

  • المحلول
  • هو خليط متجانس من مذيب ومذاب واحد أو أكثر.
  • المذيب هو المادة الموجودة بكمية أكبر والتي تقوم بالإذابة، والمذاب هو المادة التي تذوب فيه.
  • وفي البيئات المائية يكون الماء هو المذيب، أما المذاب فقد يكون:
ملحًا(NaCl وMgCl₂ وCaSO₄ …) في صورة أيونات متفككة في الغالب؛
غازات(O₂ وCO₂ وN₂)؛
مواد جزيئية(سكريات، يوريا، بروتينات، مواد عضوية).
  • والمحلول متجانس جسيمات المذاب جزيئات أو أيونات أصغر من أن تُرى أو تترسب، ويبدو الخليط متماثلًا.
  • (أما المعلق مثل الماء العكر فيحتوي جسيمات كبيرة تترسب، وهو خليط غير متجانس).
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 3 / 28
التعريف

التعريف

  • الخواص الجمعية
  • هي خواص المحلول التي تعتمد على عدد جزيئات أو أيونات المادة المذابة غير المتطايرة، وليس على نوع المذاب.
  • (كلمة «جمعية» تعني «تعتمد على مجموع العدد»).
  • وتشمل أربع خواص:
  1. للسائل.
  2. ارتفاع درجة الغليان.
  3. انخفاض درجة التجمد.
  4. (وظاهرة الأسموزية).
  • مهم المادة المذابة غير المتطايرة هي التي لا تتبخر بدرجة تُذكر (الملح، السكر، اليوريا).
  • وكلما زاد عدد الجسيمات في المحلول زاد التأثير.
  • فمول واحد من NaCl يعطي مولين من الجسيمات (Na+ وCl−) فتأثيره الجمعي نحو ضعف تأثير مول من الجلوكوز الذي يبقى جزيئات منفردة؛
  • ومول من CaCl₂ يعطي ثلاثة مولات من الجسيمات (نحو ثلاثة أمثال التأثير).
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 4 / 28
الاتزان الديناميكي والضغط البخاري

الاتزان الديناميكي والضغط البخاري

  • تخيل سائلًا في دورق مغلق (نظام مغلق) عند درجة حرارة ثابتة.
  • بعض جزيئات السطح لها طاقة كافية للإفلات والتحول إلى بخار، وفي الوقت نفسه تعود بعض جزيئات البخار من الهواء إلى السائل.
  • وعندما يصبح معدل التبخر مساويًا لمعدل التكثف بحيث تثبت كمية كل من السائل والبخار نقول إن السائل وبخاره في حالة اتزان ديناميكي («ديناميكي» لأن العمليتين مستمرتان لكن دون تغير صافٍ).
  • والبخار المتكوّن فوق سطح السائل من عملية التبخر يمارس ضغطًا على سطح السائل وعلى الجدران، يسمى الضغط البخاري للسائل.
  • ويزداد بارتفاع درجة الحرارة (فيصبح عدد أكبر من الجزيئات قادرًا على الإفلات).
  • وللماء نحو 2.3 kPa عند 20°C و3.2 kPa عند 25°C و101.3 kPa عند 100°C.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 5 / 28
لماذا تخفض المادة غير المتطايرة الضغط البخاري؟

لماذا تخفض المادة غير المتطايرة الضغط البخاري؟

  • في الماء النقي تتحرر جزيئات السطح بحرية (ولا يحجزها إلا ارتباطها الهيدروجيني بجيرانها). أما عند إذابة مادة غير متطايرة فإن:
  1. بعض جزيئات أو أيونات المذاب تحتل جزءًا من سطح السائل، فيقل عدد جزيئات الماء الحرة للتبخر على السطح.
  2. توجد قوى تجاذب قوية بين جزيئات الماء وجسيمات المذاب (جذب أيون–قطب في الأملاح، وروابط هيدروجينية في الجزيئات القطبية) بالإضافة إلى قوى التجاذب بين جزيئات الماء، فيتطلب تحرير جزيء الماء طاقة أكبر.
  • وبالتالي يقل عدد جزيئات الماء المتبخرة ويكون الضغط البخاري للمحلول أقل من الضغط البخاري للماء النقي عند درجة الحرارة نفسها.
  • ويتناسب الانخفاض تناسبًا طرديًا مع عدد جسيمات المذاب (جزيئات أو أيونات) في المحلول.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 6 / 28
فكرة كمية (إضافة: قانون راؤول)

فكرة كمية (إضافة: قانون راؤول)

  • للمحلول الذي مذابه غير متطاير P = χ(المذيب) × P°، حيث χ الكسر المولي للمذيب وP° الضغط البخاري للمذيب النقي.
  • وهي طريقة مناسبة لحساب الانخفاض.

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال محلول (1). المسألة: أُذيب 18 g من الجلوكوز (C₆H₁₂O₆ ،

    M = 180 g/mol

    ) في 90 g ماء

    (M = 18 g/mol)

    .
  • الضغط البخاري للماء النقي عند 25°C يساوي 23.8 mmHg.
  • أوجد الضغط البخاري للمحلول ومقدار الانخفاض.
  • الحل n(الجلوكوز) = 18 ÷ 180 = 0.10 mol.
  • n

    (الماء) =

    90 ÷ 18 = 5.0 mol.

  • χ

    (الماء) =

    5.0 ÷ 5.1 = 0.980.

  • P = 0.980 × 23.8 =23.3 mmHg

    .

  • الانخفاض =

    23.8 – 23.3 =0.47 mmHg

    .
  • ولو أُذيب العدد نفسه من مولات NaCl (0.10 mol تعطي 0.20 mol من الأيونات) لكان الانخفاض نحو الضعف.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 7 / 28
درجة الغليان

درجة الغليان

  • درجة غليان السائل
  • هي درجة الحرارة التي يتساوى عندها الضغط البخاري للسائل مع الضغط الجوي (الخارجي) عند سطح السائل.
  • وعندها يمكن أن تتكون فقاعات البخار في كل أجزاء السائل وتصعد.
  • النتائج:
  • تحت الضغط الجوي المعتاد (القياسي) تكون درجة غليان السائل النقي ثابتة (100°C للماء)، ولذلك يمكن الاستدلال بها على درجة نقاء السوائل: فالسوائل غير النقية تغلي عند درجة مختلفة وعلى مدى.
  • تعتمد درجة الغليان على الضغط الخارجي زيادة الضغط ترفع درجة الغليان. مثال: القدر الكاتم (حلة الضغط) يحبس البخار فيصل الضغط إلى نحو 2 atm ويغلي الماء عند نحو 120°C فيُطهى الطعام أسرع. انخفاض الضغط يخفض درجة الغليان. على الارتفاعات العالية يقل الضغط الجوي فيغلي الماء عند أقل من 100°C (نحو 90°C على ارتفاع 3000 m ونحو 71°C فوق قمة إفرست). ويستغرق الطهي وقتًا أطول هناك.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 8 / 28
تأثير المذاب غير المتطاير

تأثير المذاب غير المتطاير

  • عند إذابة مادة غير متطايرة في الماء يصبح الضغط البخاري للمحلول أقل من الماء النقي عند الدرجة نفسها (القسم 2).
  • ولكي يصل الضغط البخاري إلى الضغط الجوي يجب تسخين المحلول إلى درجة أعلى.
  • لذلك تكون درجة غليان المحلول أعلى من درجة غليان الماء النقي تحت الضغط نفسه؛
  • أي تلزم طاقة أكبر لتبخير السائل بسبب قوى التجاذب بين جسيمات المذاب وجزيئات الماء (المذيب).
  • ويتناسب الارتفاع في درجة الغليان طرديًا مع عدد الجسيمات المذابة (مع التركيز المولالي في المحاليل المخففة):

    Δ Tb = i · Kb · m

    ، حيث m التركيز المولالي (مولات المذاب لكل kg مذيب) وi عدد الجسيمات الناتجة من وحدة الصيغة (NaCl: 2 ؛
  • CaCl₂ 3 ؛
  • جلوكوز 1) وKb للماء = 0.512 ° (extC· kg) / mol. (هذه الصيغة إضافة لتساعدك في الحسابات؛
  • أما الكتاب فيذكر التناسب فقط).
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 9 / 28
الانخفاض في درجة التجمد

الانخفاض في درجة التجمد

  • درجة تجمد المحلول المائي أقل دائمًا من درجة تجمد الماء النقي
  • تحت الضغط الجوي المعتاد.
  • والسبب أن قوى التجاذب بين جزيئات الماء وجسيمات المذاب تعوق ارتباط جزيئات الماء ببعضها لتشكيل بلورات الثلج؛
  • فيجب تبريد المحلول أكثر قبل تكوّن بلورات الجليد.

Δ Tf = i · Kf · m

  1. حيث Kf للماء = 1.86 ° (extC· kg) / mol.
  2. تطبيقات وأمثلة:
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الملح على الطرق الجليدية.
  • في البلاد الباردة يُرش الملح على الطرق في الأماكن التي تصل فيها درجة الحرارة إلى 0°C لمنع تجمد مياه الأمطار على الطرق ومنع انزلاق السيارات وتقليل الحوادث. فالملح يذوب في الطبقة الرقيقة من الماء ويخفض درجة تجمدها. (ينفع الملح العادي حتى نحو −9°C
  • وتحت ذلك تُستخدم مواد أخرى)
البلادالباردةالأماكنفيها
ماء البحر يتجمد تحت 0°C
  • (نحو −1.9°C عند ملوحة 35 g/kg) فتبقى البحار القطبية سائلة حين يبرد الهواء
  • وعند تكون جليد البحر يبقى معظم الملح في الماء الذي تحته فيصير أكثر ملوحة وكثافة فيغوص ويحرك التيارات العميقة (ربط بالدرس 1-3)
ملوحةفتبقىالبحارالقطبية
مضاد التجمد(إيثيلين جليكول) المضاف إلى رادياتير السيارة يخفض درجة تجمد سائل التبريد ويرفع درجة غليانهإيثيلينجليكولالمضافرادياتير
الكائنات الحية
  • تستخدم الفكرة نفسها: فبعض الأسماك والحشرات تصنع سكريات أو «بروتينات مضادة للتجمد» لتمنع تجمد سوائل أجسامها (الدرس 2-3). يصف الشكل فكرة الانخفاض في درجة التجمد
  • فالمحلول المائي يتجمد عند درجة أقل من الماء النقي لأن جسيمات المذاب تعيق ارتباط جزيئات الماء ببلورات الثلج. ويُحسب هذا الانخفاض من العلاقة ΔTf = i·Kf·m
  • ولهذا يُرش الملح على الطرق الجليدية وتستخدم بعض الكائنات مواد مضادة للتجمد
تستخدمالفكرةنفسهافبعض

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال محلول (2). المسألة: (أ) أُذيب 58.5 g من NaCl في 1.00 kg ماء.
  • احسب درجتي تجمد وغليان المحلول (افترض تفككًا تامًا وسلوكًا مثاليًا).
  • (ب) احسب الشيء نفسه لـ 342 g من السكروز (M = 342) في 1.00 kg ماء.
  • الحل (أ) n(NaCl) = 1.00 mol ؛

m = 1.00 mol/kg ؛

  • i = 2.

  • Δ Tf = 2 × 1.86 × 1.00 = 3.72° extC

    ← درجة التجمد −3.72°C.

  • Δ Tb = 2 × 0.512 × 1.00 = 1.02° extC

    ← درجة الغليان 101.02°C.

(ب) السكروز لا يتأين (i = 1) ؛

  • m = 1.00.

Δ Tf = 1.86° extC ← −1.86°C ؛

  • Δ Tb = 0.512

    ← 100.51°C.
  • عدد المولات نفسه، لكن الملح يعطي ضعف التأثير لأنه يعطي ضعف عدد الجسيمات؛
  • وهذا هو معنى «تعتمد على عدد الجسيمات وليس على نوع المذاب».
  • مثال محلول (3). المسألة: يذيب طاقم صيانة الطريق 10 g من NaCl في كل kg ماء على سطح الطريق. عند أي درجة تتجمد الطبقة؟
  • الحل n = 10 ÷ 58.5 = 0.171 mol ؛

m = 0.171 mol/kg ؛

  • Δ Tf = 2 × 1.86 × 0.171 = 0.636° extC

    ← تتجمد عند نحو −0.64°C.
  • فلن تتجمد هذه الطبقة في ليلة حرارة الطريق فيها −0.3°C، لكنها تتجمد عند −5°C، ولهذا يُنشر ملح أكثر كلما اشتد البرد.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 10 / 28
التعريفات (كما في الكتاب)

التعريفات (كما في الكتاب)

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الأسموزية
  • ظاهرة انتقال الماء من المحلول المخفف إلى المحلول المركز من خلال غشاء شبه منفذ يفصل بين المحلولين. (الغشاء شبه المنفذ يسمح بمرور جزيئات المذيب الصغيرة (الماء) ويمنع الجسيمات الأكبر أو المتهدرتة من المذاب
  • ويسلك الغشاء البلازمي للخلية هذا السلوك). يبرز الشكل مفهوم الأسموزية
  • وهي انتقال الماء من المحلول الأقل تركيزًا إلى الأعلى تركيزًا عبر غشاء شبه منفذ يسمح بمرور جزيئات الماء ويمنع الجسيمات الأكبر. ويسلك الغشاء البلازمي للخلية هذا السلوك
  • ويُعرَّف الضغط الأسموزي بأنه الضغط الناشئ عن اختلاف تركيز المادة المذابة بين أجزاء المحلول
ظاهرةانتقالالماءالمحلول
الضغط الأسموزي
  • هو الضغط الناشئ في المحلول لاختلاف تركيز المادة المذابة بين أجزائه
  • ويؤدي إلى انتشار الماء من المحلول الأقل تركيزًا (ذي الضغط الأسموزي المنخفض) في اتجاه المحلول الأعلى تركيزًا (ذي الضغط الأسموزي الأعلى)
الناشئالمحلوللاختلافتركيز
لاحظ أن الأمر قد يبدو معكوسًا لفكرة أن الضغط «يدفع للخارج»←فالمحلول الأكثر تركيزًا له ضغط أسموزي أعلى، ومعنى ذلك أن لديه ميلًا أقوى لسحب الماء إليه.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 11 / 28
لماذا يتحرك الماء في هذا الاتجاه؟

لماذا يتحرك الماء في هذا الاتجاه؟

  • الماء «أكثر تركيزًا» (نسبة جزيئات الماء الحرة أعلى) في المحلول المخفف.
  • وتعبر جزيئات الماء الغشاء في الاتجاهين طوال الوقت، لكن العدد العابر من الجانب المخفف أكبر من العابر من الجانب المركز (حيث تقلل جسيمات المذاب وجزيئات الماء المرتبطة بها عدد جزيئات الماء الحرة المصطدمة بالغشاء).
  • فتكون الحركة الصافية نحو الجانب المركز حتى تتساوى التراكيز أو حتى يتولد على الجانب المركز ضغط (ارتفاع السائل أو الضغط الأسموزي) يوقف الحركة الصافية.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 12 / 28
نموذج: تجربة الأنبوب U (وصف)

نموذج: تجربة الأنبوب U (وصف)

شكل 6: الأسموزية_في_الأنبوب_ذي_الشعبتين
شكل 6: الأسموزية_في_الأنبوب_ذي_الشعبتين
  • أنبوب على شكل حرف U يفصل بين فرعيه غشاء شبه منفذ في الوسط.
  • على اليسار ماء نقي، وعلى اليمين محلول سكر، وعند البدء يكونان بالمستوى نفسه.
  • وبعد فترة يرتفع مستوى جانب المحلول وينخفض جانب الماء النقي انتقل الماء بالأسموزية إلى الجانب المركز.
  • ويولّد الارتفاع الإضافي للسائل ضغطًا يعادل في النهاية الضغط الأسموزي.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 13 / 28
إضافة: حساب الضغط الأسموزي

إضافة: حساب الضغط الأسموزي

للمحاليل المخففة←π = i M R T ، حيث M التركيز المولاري (mol / L) و

R = (0.0821 L· atm) / (mol· K)

  • (أو (8.31 J) / (mol· K)) وT درجة الحرارة بالكلفن.

✍️ أمثلة محلولة

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
مثال محلول (4).المسألة: أوجد الضغط الأسموزي عند 27°C لمحلول جلوكوز تركيزه 0.20 mol/L ولمحلول NaCl تركيزه 0.20 mol/Lالمسألةأوجدالضغطالأسموزي
الحلT = 300 K
الجلوكوزπ = 1 × 0.20 × 0.0821 × 300 =4.93 atm ((≈ 5.0 × 105 N) / m2)0821
NaCli = 2 ← π = 9.85 atm
•وغشاء الخلية الفاصل بين هذين المحلولين سيرى الماء ينتقل من محلول الجلوكوز إلى محلول الملحوغشاءالخليةالفاصلهذين
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 14 / 28
الأسموزية في الخلايا الحية

الأسموزية في الخلايا الحية

  • الغشاء البلازمي شبه منفذ. ثلاث حالات لخلية توضع في محلول:
المحلول المحيط حركة الماء تأثيره على الخلية الحيوانية تأثيره على الخلية النباتية
منخفض التوتر (hypotonic) (أكثر تخفيفًا من عصارة الخلية) يدخل الماء إلى الخلية تنتفخ وقد تنفجر تصبح منتفخة (ممتلئة) وهذا مفيد للدعم؛ ويمنع جدار الخلية انفجارها
متساوي التوتر (isotonic) (التركيز نفسه) لا حركة صافية طبيعية رخوة لكن طبيعية
مرتفع التوتر (hypertonic) (أكثر تركيزًا) يخرج الماء من الخلية تنكمش ينفصل الغشاء عن الجدار (البلزمة) ويذبل النبات
  • أمثلة من الحياة والبيئة:
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
تمليح الأغذية(الأسماك واللحوم والجبن والمخللات) يحفظها لأن البكتيريا في البيئة الشديدة الملوحة تفقد الماء بالأسموزية فتموت أو لا تستطيع النموالأسماكواللحوموالجبنوالمخللات
شرب ماء البحر يزيد العطش
  • لأن ضغطه الأسموزي أعلى من سوائل الجسم
  • فيضطر الجسم إلى استخدام ماء إضافي للتخلص من الملح
ضغطهالأسموزيأعلىسوائل
جذور النباتاتتمتص الماء بالأسموزية لأن عصارة الشعيرات الجذرية أكثر تركيزًا من ماء التربة. والتربة المسمدة بإفراط (ملح ذائب كثير) أو الري بماء مالح قد يعكس الانحدار فتفقد الجذور ماءها ويذبل النباتتمتصالماءبالأسموزيةعصارة
الكائنات العذبة والبحرية
  • تواجه مشكلتين أسموزيتين متعاكستين
  • وتكيفاتها (الفجوة المنقبضة والكلى واليوريا في أسماك القرش) هي موضوع الدرس 1-6
تواجهمشكلتينأسموزيتينمتعاكستين
التحلية بالأسموزية العكسية
  • إذا طُبق ضغط أكبر من الضغط الأسموزي لماء البحر (نحو 27–30 atm) على جانب الماء المالح
  • دُفع الماء خلال الغشاء عكس الاتجاه الأسموزي الطبيعي وتُركت الأملاح. وتوفر هذه التقنية مياه الشرب لكثير من المدن الساحلية في مصر
أكبرالضغطلماءالبحر
شكل 1: تأثير_التوتر_الأسموزي_على_كريات_الدم
شكل 1: تأثير_التوتر_الأسموزي_على_كريات_الدم

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال محلول (5). المسألة: وُضعت كرية دم حمراء (مكافئها الأسموزي نحو 0.30 mol/L من الجسيمات) في: (أ) محلول NaCl تركيزه 0.15 mol/L (0.30 mol/L جسيمات)، (ب) ماء مقطر، (ج) محلول NaCl تركيزه 0.5 mol/L (1.0 mol/L جسيمات).
  • صف السلوك.
  • الحل (أ) 0.15 mol/L من NaCl تعطي نحو 0.30 mol/L من الجسيمات: متساوي التوتر؛
  • لا حركة صافية للماء وتحتفظ الخلية بشكلها (وهذا هو «المحلول الملحي الفسيولوجي»).
  • (ب) الماء المقطر منخفض التوتر يدخل الماء فتنتفخ الخلية وقد تنفجر.
  • (ج) 1.0 mol/L جسيمات مرتفع التوتر: يخرج الماء فتنكمش الخلية وتتجعد.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 15 / 28
مقارنة الخواص الجمعية الأربع

مقارنة الخواص الجمعية الأربع

الخاصية تأثير مذاب غير متطاير السبب مثال من الحياة
الضغط البخاري ينخفض
  • قلة الجزيئات الحرة على السطح
  • التجاذب مع المذاب
 الماء المالح يتبخر أبطأ من العذب
درجة الغليان ترتفع يجب رفع الضغط البخاري الأقل ليبلغ الضغط الجوي ماء المكرونة المملح يغلي أسخن قليلًا
درجة التجمد تنخفض المذاب يعوق تكوّن شبكة الجليد الملح على الطرق الجليدية؛ تجمد ماء البحر قرب −1.9°C
الضغط الأسموزي ينشأ بين محلولين مختلفي التركيز يعبر المذيب الغشاء شبه المنفذ نحو المحلول الأكثر تركيزًا الخلايا، امتصاص الجذور، الأغذية المملحة
  • وتعتمد الأربع جميعًا على عدد الجسيمات المذابة ولا تعتمد تقريبًا على هوية المذاب.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 16 / 28
الربط بالبيئة المائية

الربط بالبيئة المائية

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
التيارات والتنوع الحيوي.
  • يذكر الكتاب أن المواد الذائبة تؤثر بشكل مباشر على خواص الماء «مما يؤدي إلى تغيرات في التيارات المائية وتنوع الكائنات الحية». فالملوحة تغير الكثافة فتحرك التيارات الرأسية (الدرس 1-3). وفي المصبات
  • يختلط ماء النهر بماء البحر تتغير الملوحة كثيرًا
  • ولا تزدهر فيها إلا الكائنات التي تتحمل تغيرات أسموزية كبيرة (كالبوري والأنقليس والسلمون)
—يذكرالكتابالموادالذائبة
الملوحة والتجمد.بسبب الملح يبقى ماء البحر القطبي سائلًا حتى −1.9°C—بسببالملحيبقىالبحر
التبخر والبحيرات المالحة.هذا المحلول الملحي فيبطؤ التبخرتفقدبحيرةالماءبالتبخر
التنظيم الأسموزي(الدرسان 1-6 و2-3) مجموعة الآليات التي تحفظ بها الكائنات توازن الماء والأملاح اعتمادًا على الأسموزية—الدرسانمجموعةالآلياتتحفظ
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 17 / 28
أ. 1 أنواع المحاليل حسب التشبع

أ. 1 أنواع المحاليل حسب التشبع

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
محلول غير مشبعيمكنه إذابة المزيد من المذاب عند تلك الدرجةيمكنهإذابةالمزيدالمذاب
محلول مشبع
  • يحمل أقصى كمية من المذاب عند تلك الدرجة
  • وأي زيادة تبقى غير ذائبة وفي اتزان ديناميكي مع الجزء الذائب (معدل الذوبان = معدل التبلور — الاتزان الديناميكي نفسه الذي رأيناه في الضغط البخاري)
يحملأقصىكميةالمذاب
محلول فوق مشبع
  • يحمل أكثر من الحد الأقصى المعتاد (يُحضَّر بتبريد حذر لمحلول مشبع ساخن)
  • وهو غير مستقر ويتبلور إذا اضطرب
يحملأكثرالحدالأقصى
•أثر الحرارة على الذوبانيةالحرارةالذوبانية
  • تزداد ذوبانية معظم المواد الصلبة بارتفاع الحرارة (نترات البوتاسيوم: نحو 13 g لكل 100 g ماء عند 0°C و32 g عند 20°C و110 g عند 60°C و247 g عند 100°C)، أما كلوريد الصوديوم فلا يتغير كثيرًا (35.7 g عند 0°C و39.1 g عند 100°C).
  • وتقل ذوبانية الغازات بارتفاع الحرارة (الدرس 1-7).
  • ولهذا تحمل البحيرة الدافئة أكسجينًا أقل لكنها تحمل معادن ذائبة أكثر.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 18 / 28
أ. 2 طرق التعبير عن تركيز المحاليل المائية

أ. 2 طرق التعبير عن تركيز المحاليل المائية

الكمية المعنى الوحدة
النسبة المئوية الكتلية جرامات المذاب في 100 g من المحلول %
المولارية (M) مولات المذاب لكل لتر محلول mol / L
المولالية (m) مولات المذاب لكل كيلوجرام مذيب mol/kg
الأجزاء في المليون (ppm) mg من المذاب لكل kg (≈ لكل لتر) من المحلول mg / L
الملوحة جرامات الأملاح الذائبة لكل kg ماء g / kg أو ‰
أنواع المياه حسب الأملاح الذائبة←ماء عذب أقل من 500 ppm (0.05%) ، ماء مستحلب (مائل للملوحة) 1000–10 000 ppm ، ماء مالح أكثر من 10 000 ppm ، ماء البحر

≈ 35 000 ppm (3.5%)

  • ، المحلول الملحي المركز أكثر من 50 000 ppm (والبحر الميت نحو 340 000 ppm).

✍️ أمثلة محلولة

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
مثال محلول (6).المسألة: أُذيب 5.85 g من NaCl في 94.15 g ماء (الكتلة الكلية 100 g)المسألةNaClالكتلةالكلية
•
  • أوجد (أ) النسبة المئوية الكتلية
  • (ب) المولالية
  • (ج) درجتي التجمد والغليان المتوقعتين (سلوك مثالي)
أوجدالنسبةالمئويةالكتلية
الحل(أ) 5.85 ÷ 100 × 100 =5.85%

(ب) n = 5.85 ÷ 58.5 = 0.100 mol ؛

كتلة المذيب 0.09415 kg ؛

  • m = 0.100 ÷ 0.09415 =1.062 mol/kg

    .
  • (ج)

    Δ Tf = 2 × 1.86 × 1.062 = 3.95° extC

    ← درجة التجمد −3.95°C ؛

  • Δ Tb = 2 × 0.512 × 1.062 = 1.09° extC

    ← درجة الغليان 101.09°C.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 19 / 28
أ. 3 المواد الإلكتروليتية وغير الإلكتروليتية

أ. 3 المواد الإلكتروليتية وغير الإلكتروليتية

شكل 4: التوصيل_الكهربي_لمحلول_الملح_ومحلول_السكر
شكل 4: التوصيل_الكهربي_لمحلول_الملح_ومحلول_السكر
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الإلكتروليتات القوية
  • (NaCl وKNO₃ وHCl وNaOH) تتفكك تمامًا إلى أيونات
  • تُوصّل محاليلها الكهرباء جيدًا وتكون i = 2 أو 3
NaClوKNO₃وHClوNaOH
الإلكتروليتات الضعيفة
  • (حمض الأسيتيك ومحلول الأمونيا) تتأين جزئيًا
  • توصيلها ضعيف
الأسيتيكومحلولالأمونياتتأين
غير الإلكتروليتات
  • (السكر واليوريا والإيثانول) تذوب جزيئات ولا توصل
  • i = 1. ولأن التوصيل الكهربي للماء يزداد بزيادة الأيونات الذائبة
  • فإن جهاز قياس التوصيل أداة سريعة لتقدير الملوحة في الأنهار والبحيرات ومياه الري
السكرواليورياوالإيثانولتذوب
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 20 / 28
أ. 4 محلول أم غروي أم معلق؟

أ. 4 محلول أم غروي أم معلق؟

شكل 2: ظاهرة_تندال_في_المخلوط_الغروي
شكل 2: ظاهرة_تندال_في_المخلوط_الغروي
وجه المقارنة المحلول الغروي المعلق
حجم الجسيمات أقل من 1 nm (جزيئات وأيونات) من 1 إلى 1000 nm أكبر من 1000 nm
المظهر رائق متجانس عكر ويشتت الضوء (ظاهرة تندال) عكر ويترسب بالتسكين
الترشيح لا ينفصل لا ينفصل بورق ترشيح عادي ينفصل
مثال ماء البحر، محلول السكر اللبن، الطين العالق في النهر ماء النيل العكر في الفيضان
  • وحدها المحاليل الحقيقية تبين الخواص الجمعية بالصورة البسيطة التي ندرسها هنا.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 21 / 28
أ. 5 تجارب بسيطة (الهدف والطريقة والنتيجة المتوقعة)

أ. 5 تجارب بسيطة (الهدف والطريقة والنتيجة المتوقعة)

  • يوضح هذا الشكل 📈 ذوبانية KNO₃ تزداد بشدة مع الحرارة، أما NaCl فتكاد لا تتغير. ضمن فقرة «7 أ.
  • 5 تجارب بسيطة (الهدف والطريقة والنتيجة المتوقعة)».
فكرة_تحلية_الماء_بالأسموزية_العكسية
فكرة_تحلية_الماء_بالأسموزية_العكسية
التحلية بالأسموزية العكسية←إذا طُبق ضغط أكبر من الضغط الأسموزي لماء البحر (نحو 27–30 atm) على جانب الماء المالح، دُفع الماء خلال الغشاء عكس الاتجاه الأسموزي الطبيعي وتُركت الأملاح.
شكل 5: 📈 ذوبانية KNO₃ تزداد بشدة مع الحرارة، أما NaCl فتكاد لا تتغير.
شكل 5: 📈 ذوبانية KNO₃ تزداد بشدة مع الحرارة، أما NaCl فتكاد لا تتغير.
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
الأسموزية في شرائح البطاطس.
  • الشكل تجربة شرائح البطاطس في الماء المقطر ومحلولين مركزين
  • فتزداد كتلة الشريحة في الماء المقطر لدخول الماء إليها
  • وتفقد كتلتها في المحلول المركز
  • بينما يقل تغيرها عند تساوي التركيز. وتؤكد النتيجة أن الماء ينتقل نحو المحلول الأكثر تركيزًا عبر الأغشية شبه المنفذة
الهدفإثباتانتقالالماء
أسموزية البيضة العارية.
  • انقع بيضة نيئة في الخل يومًا لإذابة القشرة (CaCO₃ + 2CH₃COOH → Ca(CH₃COO)₂ + H₂O + CO₂) فيبقى الغشاء شبه المنفذ. ضعها في ماء مقطر: تنتفخ
  • وفي شراب مركز: تنكمش
—انقعنيئةالخللإذابة
انخفاض درجة التجمد.
  • حضّر أنبوبتي اختبار فيهما حجم متساوٍ من الماء: إحداهما نقية والأخرى بها ملعقة ملح. ضعهما في خليط من الجليد المجروش والملح (نحو −10°C) وسجل الحرارة كل 30 ثانية. النتيجة: يتجمد الماء النقي عند نحو 0°C مع ثبات في القراءة
  • ويظل المحلول الملحي سائلًا تحت 0°C ويتجمد لاحقًا عند درجة أقل. يبيّن الشكل توصيل التيار الكهربي في محلول الملح ومحلول السكر
  • فيضيء المصباح في محلول الملح لأن الملح يتأين في الماء إلى أيونات حرة تحمل الشحنة. أما محلول السكر فلا يتأين
  • لذلك لا يمر فيه التيار
  • وهذا الفرق يبين أن التوصيل الكهربي للمحلول يعتمد على وجود الأيونات
—أنبوبتياختبارفيهمامتساو
غليان محلول الملح.سخّن أحجامًا متساوية من الماء ومن ماء مالح قوي بميزان حرارة وسجل الدرجة الثابتة عند الغليان. النتيجة: يغلي المحلول الملحي أعلى قليلًا من 100°C (نحو 101–102°C للمحلول القوي)—أحجاممتساويةالماءمالح
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 22 / 28
ملخص

ملخص

الفكرة العبارة
المحلول
  • خليط متجانس
  • الماء هو المذيب المعتاد في الطبيعة
الخواص الجمعية تعتمد على عدد جسيمات المذاب غير المتطاير لا على نوعه
الضغط البخاري ينخفض عند إذابة مذاب غير متطاير
درجة الغليان
  • ثابتة للسائل النقي (دليل نقاء)
  • ترتفع بزيادة الضغط الخارجي
  • والمحاليل تغلي أعلى
درجة التجمد
  • المحلول يتجمد أقل من الماء النقي
  • تُستخدم في تمليح الطرق
الأسموزية ينتقل الماء من المخفف إلى المركز عبر غشاء شبه منفذ
الضغط الأسموزي
  • ينشأ من اختلاف التركيز
  • يتحرك الماء نحو الضغط الأسموزي الأعلى
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 23 / 28
أخطاء شائعة

أخطاء شائعة

  • كتابة أن الماء ينتقل من المحلول المركز إلى المخفف. الصحيح العكس.
  • الاعتقاد بأن كتلتين متساويتين من السكر والملح لهما التأثير الجمعي نفسه. قارن مولات الجسيمات؛ فـ NaCl يعطي جسيمين لكل وحدة صيغة.
  • القول بأن درجة غليان الماء النقي 100°C دائمًا. إنها 100°C عند 1 atm فقط.
  • الخلط بين «الضغط البخاري» و«الضغط الجوي». تبلغ درجة الغليان عندما يتساويان.
  • كتابة «الخواص الجمعية تعتمد على نوع المذاب». إنها تعتمد على عدد الجسيمات.
  • .egp-ex{margin:18px 0;border:1px solid rgba(79,63,224,.2);border-radius:16px;overflow:hidden;background:#fff}.egp-ex-h{padding:10px 16px;font-weight:800;background:linear-gradient(90deg,#4f3fe0,#22c1c3);color:#1e1b4b}.egp-ex-tabs{display:flex;flex-wrap:wrap;gap:6px;padding:10px 12px;background:#f7f6ff}.egp-ex-b{border:1px solid rgba(79,63,224,.3);background:#fff;border-radius:20px;padding:5px 14px;font-weight:700;cursor:pointer}.egp-ex-b.on{background:#4f3fe0;color:#1e1b4b}.egp-ex-p{padding:12px 16px}function egpEx(b,k){var w=b.closest(‘.egp-ex’);w.querySelectorAll(‘.egp-ex-b’).forEach(function(x,i){x.classList.toggle(‘on’,i===k)});w.querySelectorAll(‘.egp-ex-p’).forEach(function(x,i){x.hidden=i!==k})}

اختبر نفسك على هذا الدرس

  1. تم توزيع أسئلة بنك الدرس على نقاط الشرح أعلاه
  2. وكل نقطة تحتها أسئلتها. ولحل البنك كاملًا في صفحة واحدة:
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 24 / 28
مقدمة

مقدمة

  • 📖
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 25 / 28
📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

  • الرابطة الهيدروجينية في الماء (Hydrogen Bonding):
  • تجاذب كهروستاتيكي ضعيف ينشأ بين ذرة هيدروجين تحمل شحنة موجبة جزئية (δ+) في جزيء ماء، وذرة أكسجين تحمل شحنة سالبة جزئية (δ-) في جزيء ماء مجاور، وهي المسؤولة عن ارتفاع درجتي غليان وانصهار الماء وتوتره السطحي العالي.
  • القطبية الجزيئية (Molecular Polarity):
  • خاصية الجزيء الذي يحتوي على روابط تساهمية قطبية وتوزيع غير متماثل للشحنات بسبب فرق السالبية الكهربية الكبير بين الأكسجين (3.5) والهيدروجين (2.1).
  • المذيب العام (Universal Solvent):
  • لقب يطلق على الماء لقدرته الفريدة على إذابة معظم المواد الأيونية (بتكوين أيونات مميهة) والعديد من المواد التساهمية القطبية (بتكوين روابط هيدروجينية معها كالسكر والكحول).
  • التنوع الحيوي المائي (Aquatic Biodiversity):
  • تباين وتعدد الكائنات الحية النباتية والحيوانية والدقيقة التي تعيش في البيئات المائية المختلفة، وتلعب دوراً أساسياً في التوازن البيئي وإنتاج الأكسجين ودورة الكربون.
  • استدامة الموارد المائية (Water Sustainability):
  • إدارة وترشيد استخدام الموارد المائية العذبة وإعادة تدوير مياه الصرف الزراعي والصحي المعالج، وتطبيق تقنيات التحلية الحديثة والري بالتنقيط لضمان تلبية احتياجات الأجيال الحالية والقادمة في مصر.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 26 / 28
⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
زاوية الرابطة في جزيء الماء[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: Angle(H-O-H) = 104.5° ] شكل زاوي ناتج عن التنافر بين زوجي الإلكترونات الحرة وزوجي إلكترونات الارتباط على ذرة الأكسجين المركزيةالصيغةالفيزيائيةوالرياضيةAngle
قانون حساب الضغط الهيدروستاتيكي في السائل
  • [ الصيغة الفيزيائية والرياضية: P = P_atm + ρ × g × h ]
  • P_atm الضغط الجوي
  • ρ كثافة الماء (1000 kg/m3)
  • g عجلة الجاذبية
  • h العمق بالمتر
الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةالجوي
قانون الاتزان المائي وحاصل التأين الذاتي للماء[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: Kw = [H+] × [OH-] = 1.0 × 10−14 ] الماء النقي متعادل التأثير تماماً (pH = 7) عند 25°Cالصيغةالفيزيائيةوالرياضيةالماء
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 27 / 28
🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

  • ★ كتاب الشرح والتفصيل العلمي الشامل المعتمد 2026 / 2027 ★
  • كتاب الشرح المفصل الخواص الكيميائية والفيزيائية للماء والتنوع المائي
  • الصف الأول الثانوي (علوم متكاملة 2026/2027) | المحور الأول – النظم البيئية المائية واستدامة الموارد | المنهج المصري الحديث 2026/2027
  • 🎯 أهداف التعلم ومخرجات الفهم الوزارية المقررة 2026/2027:
  • • فهم التركيب الجزيئي للماء والروابط التساهمية القطبية بين ذرتي الهيدروجين والأكسجين والزاوية بينهما (104.5°).
  • • تفسير الرابطة الهيدروجينية بين جزيئات الماء وربطها بالخواص الفيزيائية الفريدة وشذوذ خواص الماء.
  • • دراسة التنوع الحيوي المائي والقدرة الفائقة للماء كمذيب قطبي عام للأملاح والمركبات الحيوية.
  • • المقارنة بين النظم البيئية المائية العذبة والمالحة وسلاسل الغذاء والشبكات البيئية البحرية.
  • • تحليل جودة المياه ومعايير الصلاحية البيولوجية والكيميائية للشرب والري واستدامة الموارد المائية في مصر 2026/2027.

1. البنية الجزيئية للماء والروابط القطبية والهيدروجينية

  • الماء هو أصل الحياة وأكثر السوائل وفرة وأهمية على كوكب الأرض، ويتكون جزيء الماء من ذرة أكسجين متحدة مع ذرتي هيدروجين برابطتين تساهميتين أحاديتين قطبيتين.
  • الفرق الكبير في السالبية الكهربية بين الأكسجين (3.5) والهيدروجين (2.1) يجعل زوج إلكترونات الرابطة ينجذب نحو ذرة الأكسجين معظم الوقت، فتكتسب شحنة سالبة جزئية (2δ-) بينما تكتسب كل ذرة هيدروجين شحنة موجبة جزئية (δ+).
  • وجود زوجين من الإلكترونات الحرة غير المرتبطة على ذرة الأكسجين يمارس قوى تنافر قوية تضغط على الرابطتين التساهميتين، مما يقلل الزاوية بينهما من 109.5° (الزاوية رباعية الأوجه المثالية) إلى 104.5°، فيصبح للجزيء عزم قطبي دائم وشكل زاوي.
  • بسبب هذه الشحنات القطبية، تنشأ بين الجزيئات المجاورة روابط هيدروجينية كهروستاتيكية.
  • ورغم أن طاقة الرابطة الهيدروجينية أضعف بكثير من الرابطة التساهمية، إلا أن كثرتها الهائلة في الماء تكسبه خواصاً شاذة فريدة بالمقارنة مع مركبات هيدريدات عناصر المجموعة السادسة (مثل H2S و H2Se التي تغلي تحت الصفر المئوي كغازات)؛ حيث يغلي الماء عند 100°C ويتجمد عند 0°C ويظل سائلاً في مدى درجات الحرارة المناسبة للحياة البيولوجية.

2. الخواص المائية الفريدة: الذائبية، التوتر السطحي، والخاصية الشعرية

الماء كمذيب قطبي عام←عند وضع بلورة ملح طعام NaCl في الماء، تتجه الأطراف الموجبة لجزيئات الماء نحو أيونات الكلوريد السالبة وتتجه الأطراف السالبة نحو أيونات الصوديوم الموجبة، فتحيط بها بقوة تسمى (طاقة الإماهة)، وتتغلب على طاقة الشبكة البلورية للملح وتفصل الأيونات وتذيبها تماماً.
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
التوتر السطحي العالي للماء (High Surface Tension)
  • جزيء الماء في باطن السائل يتأثر بقوى جذب متساوية من جميع الاتجاهات
  • بينما جزيئات السطح تتأثر بقوى جذب للداخل فقط نحو الأسفل لعدم وجود جزيئات ماء فوقها
  • مما يجعل سطح الماء مشدوداً كغشاء مرن متماسك
—جزيءالماءباطنالسائل
•هذا التوتر السطحي يمكن بعض الحشرات المائية (حشرة بق الماء) من السير على سطح الماء دون أن تغرقالتوترالسطحيالحشراتالمائية
الخاصية الشعرية (Capillarity)
  • ارتفاع السوائل تلقائياً في الأنابيب الضيقة والشعرية نتيجة تفوق قوى الالتصاق بين جزيئات الماء وجدار الأنبوب الزجاجي على قوى التماسك بين جزيئات الماء نفسها
  • وهي الآلية الفيزيائية الأساسية التي ترفع الماء والأملاح المعدنية من جذور الأشجار الشاهقة إلى أعلى أوراقها عبر الأوعية الخشبية الدقيقة
—ارتفاعالسوائلتلقائياالأنابيب
  • يُظهر الشكل أنبوبة على شكل حرف U يفصل فرعيها غشاء شبه منفذ، ويحتوي أحد الفرعين على محلول مركز والآخر على ماء أو محلول مخفف.
  • ينتقل الماء عبر الغشاء نحو المحلول الأكثر تركيزًا، فيرتفع مستواه في فرعه، ويستمر ذلك حتى يتعادل الضغط، وهذا يمثل الضغط الأسموزي.

3. النظم البيئية المائية ومعايير جودة المياه واستدامتها 2026/2027

  • تغطي المسطحات المائية نحو 71% من مساحة الكرة الأرضية، وتنقسم إلى نظم بيئية مائية عذبة (أنهار، بحيرات عذبة، مياه جوفية) ونظم مائية مالحة (بحار، محيطات، بحيرات مالحة).
  • السلاسل الغذائية المائية تبدأ بالهائمات النباتية (Phytoplankton) والطحالب الخضراء ككائنات منتجة للغذاء بالأكسجين والتمثيل الضوئي، تتغذى عليها الهائمات الحيوانية الدقيقة، ثم الأسماك الصغيرة، ثم الأسماك الكبيرة والمفترسات البحرية، وتنتهي بالبكتيريا المحللة التي تعيد العناصر للماء.
  • معايير جودة المياه وصلاحيتها:

3. الأملاح الكلية الذائبة (TDS): تقيس تركيز المعادن والأملاح، والمياه الصالحة للشرب تكون عادة أقل من 500-1000 mg/L.

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الاستراتيجية الوطنية المصرية لاستدامة المياه 2026/2027
  • تشمل تبطين الترع لمنع الرشح والفقد
  • محطات معالجة مياه مصرف بحر البقر ومحطة الدلتا الجديدة ومحطة الجبل الأصفر
  • والتوسع الاستراتيجي في محطات تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية في المدن الساحلية
تشملتبطينالترعلمنع
جدولمقارنة شاملة بين النظم البيئية المائية العذبة والمالحةمقارنةشاملةالنظمالبيئية
  • ✏️ أمثلة ومسائل وتطبيقات محلولة بالخطوات النموذجية والبرهان العلمي:
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
•
  • ★ تطبيق حساب الضغط في أعماق البحار للغواصات والغواصين المعطيات والمطلوب: احسب الضغط الكلي المؤثر على غواص يسبح على عمق 20 متراً تحت سطح مياه البحر الأحمر
  • إذا علمت أن كثافة مياه البحر ρ = 1030 kg/m3
  • والضغط الجوي السطحي P_atm = 1.013 × 105 Pa
  • وعجلة الجاذبية g = 9.8 m/s2
تطبيقحسابالضغطأعماق
خطوات الحل والبرهان الفيزيائي
  • [1] المعطيات: العمق h = 20 m
  • كثافة الماء ρ = 1030 kg/m3
  • الضغط الجوي P_atm = 101
  • 300 Pa
  • g = 9.8 m/s2
المعطياتالعمقكثافةالماء
[2] القانونالضغط الكلي P = P_atm + (ρ × g × h)الضغطالكلي
[3] نحسب ضغط عمود الماء الهيدروستاتيكي أولاً
  • P_water = 1030 × 9.8 × 20 = 201
  • 880 Pa ≈ 2.019 × 105 Pa
water1030
[4] نجمع الضغط الجوي وضغط عمود الماء
  • P_total = 101
  • 300 + 201
  • 880 = 303
  • 180 Pa ≈ 3.03 × 105 Pa
total
[5] لحساب الضغط بوحدة الضغط الجوي (atm)
  • P(atm) = 303
  • 180 / 101
  • 300 ≈ 2.99 atm ≈ 3 ضغط جوي
[6] الاستنتاج الفيزيائي
  • يتضاعف الضغط بمقدار 1 ضغط جوي تقريباً لكل 10 أمتار نزول في عمق الماء
  • ولذلك يتعرض الغواص على عمق 20 متراً لثلاثة أضعاف الضغط الجوي السطحي
يتضاعفالضغطبمقدارتقريبا
💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأقاعدة ذهبية للغوص: كل 10 أمتار عمق في الماء تضيف 1 ضغط جوي إضافي إلى الضغط السطحي!قاعدةذهبيةللغوصأمتار
وجه المقارنة البيئة المائية العذبة (نهر النيل والبحيرات العذبة) البيئة المائية المالحة (البحر المتوسط والبحر الأحمر)
نسبة الملوحة الكلية أقل من 0.05% (أقل من 0.5 g/L) تتراوح بين 3.5% إلى 4.0% (35 – 40 g/L)
الكائنات المنتجة الأساسية طحالب المياه العذبة ونباتات القصب والورد المائي العوالق النباتية والطحالب البحرية والشعب المرجانية
التكيف الأسموزي للأسماك تمتص الماء وتفرز بولاً مخففاً بكميات كبيرة تشرب ماء البحر وتفرز الأملاح الزائدة عبر الخياشيم
أهم التحديات البيئية التلوث الصناعي والزراعي وترشيد الاستهلاك ارتفاع درجات الحرارة وتبيض الشعب المرجانية والتلوث البلاستيكي
الأهمية الاقتصادية الحيوية مياه الشرب والري الزراعي وتوليد الكهرباء (السد العالي)
  • الملاحة الدولية (قناة السويس)
  • الصيد التجاري
  • السياحة الشاطئية

💡 💡 كبسولة الفنيات وتريكات الامتحانات والأسئلة الوزارية 2026/2027:

  • الزاوية بين رابطتي O-H في جزيء الماء تساوي 104.5° بسبب تنافر أزواج الإلكترونات الحرة.
  • الروابط الهيدروجينية هي السبب الحاسم في ارتفاع درجتي غليان وانصهار الماء وتوتره السطحي العالي.
  • الخاصية الشعرية تفسر ارتفاع العصارة النيئة في أوعية الخشب في النباتات ضد الجاذبية الأرضية.
  • الماء مذيب قطبي عام يذيب المركبات الأيونية بطاقة الإماهة، والمركبات التساهمية القطبية بالروابط الهيدروجينية.
  • الاستراتيجية المائية لمصر 2026/2027 تعتمد على إعادة تدوير مياه الصرف المعالجة وتحلية مياه البحر بالطاقة المتجددة.
الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-4: المحاليل المائية وخواصها (الخواص الجمعية والأسموزية) · 28 / 28