2.4: المركبات غير العضوية الأساسية لأداء الإنسان

Last updated
Save as PDF

Page ID: 203247

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

أهداف التعلم

قارن وقارن بين المركبات العضوية وغير العضوية
حدد خصائص المياه التي تجعلها ضرورية للحياة
شرح دور الأملاح في وظائف الجسم
التمييز بين الأحماض والقواعد وشرح دورها في درجة الحموضة
ناقش دور المخازن المؤقتة في مساعدة الجسم على الحفاظ على توازن درجة الحموضة

تحكم المفاهيم التي تعلمتها حتى الآن في هذا الفصل جميع أشكال المادة، وستعمل كأساس للجيولوجيا والبيولوجيا. يضيق هذا القسم من الفصل التركيز على كيمياء الحياة البشرية؛ أي المركبات المهمة لبنية الجسم ووظيفته. بشكل عام، هذه المركبات إما غير عضوية أو عضوية.

المركب غير العضوي هو مادة لا تحتوي على كل من الكربون والهيدروجين. تحتوي العديد من المركبات غير العضوية على ذرات الهيدروجين، مثل الماء (H ₂ O) وحمض الهيدروكلوريك (HCl) الذي تنتجه معدتك. في المقابل، تحتوي حفنة فقط من المركبات غير العضوية على ذرات الكربون. ثاني أكسيد الكربون (CO ₂) هو أحد الأمثلة القليلة.
المركب العضوي، إذن، هو مادة تحتوي على كل من الكربون والهيدروجين. يتم تصنيع المركبات العضوية عن طريق الروابط التساهمية داخل الكائنات الحية، بما في ذلك جسم الإنسان. تذكر أن الكربون والهيدروجين هما العنصران الثاني والثالث الأكثر وفرة في جسمك. ستكتشف قريبًا كيف يتحد هذان العنصران في الأطعمة التي تتناولها، وفي المركبات التي تشكل بنية جسمك، وفي المواد الكيميائية التي تغذي وظائفك.

يفحص القسم التالي المجموعات الثلاث من المركبات غير العضوية الأساسية للحياة: الماء والأملاح والأحماض والقواعد. يتم تناول المركبات العضوية لاحقًا في الفصل.

الماء

ما يصل إلى 70 في المائة من وزن جسم الشخص البالغ هو الماء. هذه المياه موجودة داخل الخلايا وبين الخلايا التي تشكل الأنسجة والأعضاء. أدوارها المتعددة تجعل الماء لا غنى عنه لعمل الإنسان.

الماء كمادة تشحيم ووسادة

الماء هو مكون رئيسي للعديد من سوائل التشحيم في الجسم. مثلما يقوم الزيت بتشحيم المفصلة الموجودة على الباب، فإن الماء الموجود في السائل الزليلي يعمل على تليين مفاصل الجسم، ويساعد الماء الموجود في السائل الجنبي الرئتين على التمدد والارتداد مع التنفس. تساعد السوائل المائية في الحفاظ على تدفق الطعام عبر الجهاز الهضمي، وتضمن أن حركة أعضاء البطن المجاورة خالية من الاحتكاك.

يحمي الماء أيضًا الخلايا والأعضاء من الصدمات الجسدية، ويبطن الدماغ داخل الجمجمة، على سبيل المثال، ويحمي الأنسجة العصبية الحساسة للعينين. يعمل الماء على تسكين الجنين النامي في رحم الأم أيضًا.

الماء كخافض للحرارة

المشتت الحراري هو مادة أو جسم يمتص الحرارة ويبددها ولكنه لا يواجه زيادة مقابلة في درجة الحرارة. في الجسم، يمتص الماء الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية دون زيادة كبيرة في درجة الحرارة. علاوة على ذلك، عندما ترتفع درجة حرارة البيئة، تساعد المياه المخزنة في الجسم في الحفاظ على برودة الجسم. يحدث تأثير التبريد هذا عندما يتدفق الدم الدافئ من قلب الجسم إلى الأوعية الدموية تحت الجلد مباشرة وينتقل إلى البيئة. في الوقت نفسه، تطلق الغدد العرقية الماء الدافئ في العرق. عندما يتبخر الماء في الهواء، فإنه ينقل الحرارة، ثم يعود الدم البارد من المحيط إلى قلب الجسم.

الماء كمكون من الخلطات السائلة

المخلوط هو مزيج من مادتين أو أكثر، تحتفظ كل منها بهويتها الكيميائية. بمعنى آخر، لا يتم ربط المواد المكونة كيميائيًا بمركب كيميائي جديد أكبر. من السهل تخيل هذا المفهوم إذا كنت تفكر في المواد المسحوقة مثل الدقيق والسكر؛ عندما تقلبها معًا في وعاء، فمن الواضح أنها لا تلتصق لتشكيل مركب جديد. هواء الغرفة الذي تتنفسه عبارة عن خليط غازي يحتوي على ثلاثة عناصر منفصلة - النيتروجين والأكسجين والأرجون - ومركب واحد هو ثاني أكسيد الكربون. هناك ثلاثة أنواع من الخلطات السائلة، تحتوي جميعها على الماء كمكون رئيسي. هذه هي المحاليل والغرويات والمعلقات.

لكي تبقى خلايا الجسم على قيد الحياة، يجب أن تبقى رطبة في سائل مائي يسمى المحلول. في الكيمياء، يتكون المحلول السائل من مذيب يذيب مادة تسمى المذاب. من الخصائص المهمة للحلول أنها متجانسة؛ أي أن الجزيئات المذابة يتم توزيعها بالتساوي في جميع أنحاء المحلول. إذا كنت تريد تحريك ملعقة صغيرة من السكر في كوب من الماء، فسوف يذوب السكر إلى جزيئات سكر مفصولة بجزيئات الماء. ستكون نسبة السكر إلى الماء في الجانب الأيسر من الزجاج هي نفس نسبة السكر إلى الماء في الجانب الأيمن من الزجاج. إذا أضفت المزيد من السكر، فستتغير نسبة السكر إلى الماء، لكن التوزيع - بشرط تقليبك جيدًا - سيظل متساويًا.

يعتبر الماء «المذيب العالمي» ويعتقد أن الحياة لا يمكن أن توجد بدون ماء بسبب هذا. الماء هو بالتأكيد المذيب الأكثر وفرة في الجسم؛ تحدث جميع التفاعلات الكيميائية للجسم بشكل أساسي بين المركبات الذائبة في الماء. نظرًا لأن جزيئات الماء قطبية وبها مناطق ذات شحنة كهربائية موجبة وسالبة، فإن الماء يذيب بسهولة المركبات الأيونية والمركبات التساهمية القطبية. يشار إلى هذه المركبات باسم محبة للماء أو «محبة للماء». كما ذكر أعلاه، يذوب السكر جيدًا في الماء. وذلك لأن جزيئات السكر تحتوي على مناطق من الروابط القطبية بين الهيدروجين والأكسجين، مما يجعلها محبة للماء. يُطلق على الجزيئات غير القطبية، التي لا تذوب بسهولة في الماء، اسم الكارهة للماء أو «الخوف من الماء».

تركيزات المواد المذابة

يتم وصف مخاليط مختلفة من المواد المذابة والمياه في الكيمياء. تركيز المذاب المحدد هو عدد جزيئات ذلك المذاب في مساحة معينة (يشكل الأكسجين حوالي 21 بالمائة من الهواء الجوي). في مجرى الدم لدى البشر، يُقاس تركيز الجلوكوز عادةً بالملليغرام (mg) لكل ديسيلتر (dL)، ويبلغ متوسط تركيز الجلوكوز عند البالغين الأصحاء حوالي 100 ملغم/ديسيلتر. هناك طريقة أخرى لقياس تركيز المذاب وهي مولته - وهي الشامات (M) للجزيئات لكل لتر (L). مول العنصر هو وزنه الذري، في حين أن مول المركب هو مجموع الأوزان الذرية لمكوناته، والتي تسمى الوزن الجزيئي. من الأمثلة المستخدمة غالبًا حساب مول من الجلوكوز، باستخدام الصيغة الكيميائية C ₆ H ₁₂ O ₆. باستخدام الجدول الدوري، يكون الوزن الذري للكربون (C) 12.011 جرامًا (g)، وهناك ستة كربونات في الجلوكوز، ليصبح الوزن الذري الإجمالي 72.066 جرامًا، وعند إجراء نفس الحسابات للهيدروجين (H) والأكسجين (O)، يساوي الوزن الجزيئي 180.156 جرامًا («الوزن الجزيئي بالجرام» للجلوكوز). عند إضافة الماء لصنع لتر واحد من المحلول، يكون لديك مول واحد (1 متر) من الجلوكوز. هذا مفيد بشكل خاص في الكيمياء بسبب علاقة الشامات بـ «رقم Avogadro». يحتوي مول أي محلول على نفس عدد الجسيمات فيه: 6.02 × 10 ²³. يتم قياس العديد من المواد في مجرى الدم والأنسجة الأخرى في الجسم بالألف من المول أو المليمول (mm).

الغروانية هي خليط يشبه إلى حد ما المحلول الثقيل. تتكون الجسيمات المذابة من كتل صغيرة من الجزيئات كبيرة بما يكفي لجعل الخليط السائل غير شفاف (لأن الجسيمات كبيرة بما يكفي لتشتت الضوء). ومن الأمثلة المألوفة على الغرويات الحليب والقشدة. في الغدد الدرقية، يتم تخزين هرمون الغدة الدرقية كخليط بروتين سميك يسمى أيضًا الغرواني.

المعلق عبارة عن خليط سائل يتم فيه تعليق مادة أثقل مؤقتًا في سائل، ولكن بمرور الوقت تستقر. هذا الفصل بين الجسيمات من المعلق يسمى الترسيب. يحدث مثال للترسيب في اختبار الدم الذي يحدد معدل الترسيب أو معدل البذور. يقيس الاختبار مدى سرعة استقرار خلايا الدم الحمراء في أنبوب الاختبار خارج الجزء المائي من الدم (المعروف باسم البلازما) خلال فترة زمنية محددة. لا يحدث الترسيب السريع لخلايا الدم عادةً في الجسم السليم، ولكن بعض جوانب بعض الأمراض يمكن أن تتسبب في تكتل خلايا الدم معًا، وتستقر هذه الكتل الثقيلة من خلايا الدم في قاع أنبوب الاختبار بسرعة أكبر من خلايا الدم الطبيعية.

دور الماء في التفاعلات الكيميائية

يتضمن نوعان من التفاعلات الكيميائية إنشاء أو استهلاك الماء: تخليق الجفاف والتحلل المائي.

في تخليق الجفاف، يتخلى أحد المتفاعل عن ذرة الهيدروجين ويتخلى متفاعل آخر عن مجموعة الهيدروكسيل (OH) في تركيب منتج جديد. في تكوين الرابطة التساهمية، يتم إطلاق جزيء الماء كمنتج ثانوي (الشكل\(\PageIndex{1}\)). يشار إلى هذا أيضًا أحيانًا باسم تفاعل التكثيف.
في التحلل المائي، يعطل جزيء الماء المركب ويكسر روابطه. يتم تقسيم الماء نفسه إلى H و OH. ثم يرتبط جزء واحد من المركب المقطوع بذرة الهيدروجين، بينما يرتبط الجزء الآخر بمجموعة الهيدروكسيل.

يمكن عكس هذه التفاعلات، وتلعب دورًا مهمًا في كيمياء المركبات العضوية (والتي ستتم مناقشتها قريبًا).

الشكل\(\PageIndex{1}\): **تخليق الجفاف والتحلل** **المائي.** تشكل المونومرات، وهي الوحدات الأساسية لبناء جزيئات أكبر، البوليمرات (اثنان أو أكثر من المونومرات المرتبطة كيميائيًا). (أ) في تخليق الجفاف، يتم ربط مونومرين تساهميين في تفاعل يتخلى فيه أحدهما عن مجموعة الهيدروكسيل والآخر عن ذرة الهيدروجين. يتم إطلاق جزيء الماء كمنتج ثانوي أثناء تفاعلات الجفاف. (ب) في مجال التحلل المائي، تنقسم الرابطة التساهمية بين المونومرين بإضافة ذرة هيدروجين إلى أحدهما ومجموعة هيدروكسيل إلى الأخرى، الأمر الذي يتطلب مساهمة جزيء واحد من الماء.

أملاح

تذكر أن الأملاح تتشكل عندما تشكل الأيونات روابط أيونية. في هذه التفاعلات، تتخلى ذرة واحدة عن إلكترون واحد أو أكثر، وبالتالي تصبح مشحونة بشكل إيجابي، بينما تقبل الأخرى إلكترونًا واحدًا أو أكثر وتصبح سالبة الشحنة. يمكنك الآن تعريف الملح على أنه مادة تتفكك عند إذابتها في الماء إلى أيونات أخرى غير H ⁺ أو OH ^-. هذه الحقيقة مهمة في تمييز الأملاح عن الأحماض والقواعد، التي ستتم مناقشتها بعد ذلك.

يتفكك الملح النموذجي، NaCl، تمامًا في الماء (الشكل\(\PageIndex{2}\)). تجذب المناطق الإيجابية والسلبية على جزيء الماء (ينتهي الهيدروجين والأكسجين على التوالي) الكلوريد السالب وأيونات الصوديوم الإيجابية، مما يسحبها بعيدًا عن بعضها البعض. مرة أخرى، في حين تتفكك المركبات غير القطبية والقطبية المرتبطة تساهميًا إلى جزيئات في المحلول، تتفكك الأملاح إلى أيونات. هذه الأيونات عبارة عن إلكتروليتات؛ فهي قادرة على توصيل تيار كهربائي في المحلول. هذه الخاصية مهمة لوظيفة الأيونات في نقل النبضات العصبية وتحفيز تقلص العضلات.

الشكل\(\PageIndex{2}\): تفكك كلوريد الصوديوم في **الماء.** *لاحظ* أن بلورات كلوريد الصوديوم لا تتفكك إلى جزيئات NaCl، ولكن إلى أيونات Na ⁺ وأنيونات ^Cl، كل منها محاط تمامًا بجزيئات الماء.

العديد من الأملاح الأخرى مهمة في الجسم. على سبيل المثال، تساعد أملاح الصفراء التي ينتجها الكبد على تكسير الدهون الغذائية، وتشكل أملاح فوسفات الكالسيوم الجزء المعدني للأسنان والعظام.

الأحماض والقواعد

تتفكك الأحماض والقواعد، مثل الأملاح، في الماء إلى إلكتروليتات. يمكن للأحماض والقواعد أن تغير إلى حد كبير خصائص الحلول التي تذوب فيها.

الأحماض

الحمض هو مادة تطلق أيونات الهيدروجين (H ⁺) في المحلول (الشكل\(\PageIndex{3.a}\)). نظرًا لأن ذرة الهيدروجين تحتوي على بروتون واحد وإلكترون واحد فقط، فإن أيون الهيدروجين الموجب الشحنة هو ببساطة بروتون. من المرجح جدًا أن يشارك هذا البروتون الانفرادي في التفاعلات الكيميائية. الأحماض القوية هي مركبات تطلق كل محلول H ⁺؛ أي أنها تتأين تمامًا. حمض الهيدروكلوريك (HCl)، الذي يتم إطلاقه من الخلايا في بطانة المعدة، هو حمض قوي لأنه يطلق كل ^H+ في البيئة المائية للمعدة. يساعد هذا الحمض القوي في الهضم ويقتل الميكروبات المبتلعة. لا تتأين الأحماض الضعيفة تمامًا؛ أي أن بعض أيونات الهيدروجين الخاصة بها تظل مرتبطة داخل مركب في محلول. ومن أمثلة الحمض الضعيف الخل، أو حمض الأسيتيك؛ ويسمى الأسيتات بعد تخليه عن البروتون.

القواعد

القاعدة هي مادة تطلق أيونات الهيدروكسيل (OH ^-) في محلول، أو مادة تقبل ^H+ الموجودة بالفعل في المحلول (انظر الشكل\(\PageIndex{3.b}\)). تتحد أيونات الهيدروكسيل أو القاعدة الأخرى مع H ⁺ الموجودة لتشكيل جزيء الماء، وبالتالي إزالة H ⁺ وتقليل حموضة المحلول. تطلق القواعد القوية معظم أو كل أيونات الهيدروكسيل؛ القواعد الضعيفة تطلق فقط بعض أيونات الهيدروكسيل أو تمتص فقط عدد قليل من H ⁺. الطعام الممزوج بحمض الهيدروكلوريك من المعدة سيحرق الأمعاء الدقيقة، الجزء التالي من الجهاز الهضمي بعد المعدة، لولا إطلاق البيكربونات (HCO ₃ ^-)، وهي قاعدة ضعيفة تجذب H ⁺. يقبل البيكربونات بعض بروتونات H ⁺، مما يقلل من حموضة المحلول.

مفهوم درجة الحموضة

يمكن تحديد الحموضة النسبية أو القلوية للمحلول من خلال درجة الحموضة. درجة الحموضة في المحلول هي اللوغاريتم الأساسي السالب 10 لتركيز أيون الهيدروجين (H ⁺) في المحلول. على سبيل المثال، يحتوي محلول pH 4 على تركيز H ⁺ أكبر بعشر مرات من محلول pH 5. أي أن المحلول الذي يحتوي على درجة حموضة 4 يكون أكثر حمضية بعشر مرات من المحلول الذي يحتوي على درجة حموضة تبلغ 5. سيبدأ مفهوم درجة الحموضة في الظهور بشكل أكثر منطقية عند دراسة مقياس الأس الهيدروجيني، كما هو موضح في الشكل\(PageIndex{4}\). يتكون المقياس من سلسلة من الزيادات تتراوح من 0 إلى 14. يعتبر المحلول الذي يحتوي على درجة حموضة 7 محايدًا - ليس حمضيًا ولا أساسيًا. الماء النقي يحتوي على درجة حموضة 7. كلما انخفض الرقم أقل من 7، زادت حموضة المحلول، أو زاد تركيز H ⁺. يختلف تركيز أيونات الهيدروجين عند كل قيمة pH 10 مرات عن درجة الحموضة التالية. على سبيل المثال، تتوافق قيمة pH البالغة 4 مع تركيز البروتون البالغ 10 ^{- 4} M، أو 0.0001 متر، بينما تتوافق قيمة pH البالغة 5 مع تركيز البروتون البالغ 10 ^—5 M، أو 0.00001M. كلما زاد الرقم فوق 7، زاد المحلول الأساسي (القلوي)، أو انخفض تركيز H ⁺. البول البشري، على سبيل المثال، أكثر حمضية بعشر مرات من الماء النقي، وحمض الهيدروكلوريك أكثر حمضية بمقدار 10 ملايين مرة من الماء.

الشكل\(\PageIndex{4}\): مقياس درجة الحموضة.

مخازن

يتراوح الرقم الهيدروجيني لدم الإنسان عادة من 7.35 إلى 7.45، على الرغم من أنه عادة ما يتم تحديده على أنه pH 7.4. عند هذا الرقم الهيدروجيني البسيط، يمكن للدم تقليل الحموضة الناتجة عن ثاني أكسيد الكربون (CO ₂) الذي يتم إطلاقه باستمرار في مجرى الدم بواسطة تريليونات الخلايا في الجسم. عادةً ما تحافظ آليات التوازن (جنبًا إلى جنب مع زفير ثاني _أكسيد الكربون أثناء التنفس) على درجة حموضة الدم ضمن هذا النطاق الضيق. هذا أمر بالغ الأهمية، لأن التقلبات - سواء كانت حمضية جدًا أو قلوية جدًا - يمكن أن تؤدي إلى اضطرابات تهدد الحياة.

تعتمد جميع خلايا الجسم على التنظيم الاستاتيكي لتوازن الحمض القاعدي عند درجة حموضة تبلغ 7.4 تقريبًا. لذلك فإن الجسم لديه العديد من الآليات لهذا التنظيم، بما في ذلك التنفس، وإفراز المواد الكيميائية في البول، والإفراز الداخلي للمواد الكيميائية التي تسمى مجتمعة المواد العازلة في سوائل الجسم. المخزن المؤقت هو محلول حمض ضعيف وقاعدته المترافقة. يمكن للمخزن المؤقت تحييد كميات صغيرة من الأحماض أو القواعد في سوائل الجسم. على سبيل المثال، إذا كان هناك انخفاض طفيف حتى أقل من 7.35 في درجة حموضة سائل الجسم، فإن المخزن المؤقت في السائل - في هذه الحالة، الذي يعمل كقاعدة ضعيفة - سيربط أيونات الهيدروجين الزائدة. في المقابل، إذا ارتفع الرقم الهيدروجيني فوق 7.45، فإن المخزن المؤقت سيعمل كحمض ضعيف ويساهم بأيونات الهيدروجين.

اختلالات التوازن

الأحماض والقواعد

تُعرف الحموضة المفرطة للدم وسوائل الجسم الأخرى باسم الحماض. الأسباب الشائعة للحماض هي الحالات والاضطرابات التي تقلل من فعالية التنفس، وخاصة قدرة الشخص على الزفير بالكامل، مما يؤدي إلى تراكم ثاني _أكسيد الكربون (و H ⁺) في مجرى الدم. يمكن أن يحدث الحماض أيضًا بسبب مشاكل التمثيل الغذائي التي تقلل من مستوى أو وظيفة المواد العازلة التي تعمل كقواعد، أو التي تعزز إنتاج الأحماض. على سبيل المثال، مع الإسهال الشديد، يمكن فقدان الكثير من البيكربونات من الجسم، مما يسمح للأحماض بالتراكم في سوائل الجسم. في الأشخاص الذين يعانون من مرض السكري الذي تتم إدارته بشكل سيئ (التنظيم غير الفعال لسكر الدم)، يتم إنتاج الأحماض التي تسمى الكيتونات كشكل من أشكال وقود الجسم. يمكن أن تتراكم في الدم، مما يسبب حالة خطيرة تسمى الحماض الكيتوني السكري. يمكن أن يؤدي الفشل الكلوي وفشل الكبد وفشل القلب والسرطان والاضطرابات الأخرى أيضًا إلى الحماض الأيضي.

في المقابل، يعد القلاء حالة يكون فيها الدم وسوائل الجسم الأخرى قلويًا جدًا (أساسي). كما هو الحال مع الحماض، تعد اضطرابات الجهاز التنفسي سببًا رئيسيًا؛ ومع ذلك، في قلاء الجهاز التنفسي، تنخفض مستويات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير. يمكن أن تتسبب أمراض الرئة والجرعة الزائدة من الأسبرين والصدمة والقلق العادي في قلاء الجهاز التنفسي، مما يقلل من التركيز الطبيعي لـ H ⁺.

غالبًا ما ينتج القلاء الاستقلابي عن القيء الشديد لفترات طويلة، مما يؤدي إلى فقدان أيونات الهيدروجين والكلوريد (كمكونات حمض الهيدروكلوريك). يمكن للأدوية أيضًا أن تحفز القلاء. وتشمل هذه الأدوية مدرات البول التي تتسبب في فقدان الجسم لأيونات البوتاسيوم، وكذلك مضادات الحموضة عند تناولها بكميات كبيرة، على سبيل المثال من قبل شخص يعاني من حرقة المعدة المستمرة أو القرحة.

مراجعة الفصل

تشمل المركبات غير العضوية الضرورية لعمل الإنسان الماء والأملاح والأحماض والقواعد. هذه المركبات غير عضوية؛ أي أنها لا تحتوي على كل من الهيدروجين والكربون. الماء عبارة عن مادة تشحيم ووسادة، ومشتت للحرارة، ومكون من الخلطات السائلة، ومنتج ثانوي لتفاعلات تخليق الجفاف، ومتفاعل في تفاعلات التحلل المائي. الأملاح هي مركبات تتفكك عند إذابتها في الماء إلى أيونات أخرى غير H ⁺ أو OH ^-. في المقابل، تطلق الأحماض ^H+ في المحلول، مما يجعلها أكثر حمضية. تقبل القواعد ^H+، مما يجعل المحلول أكثر قلوية (كاوية).

درجة الحموضة لأي محلول هي تركيزه النسبي لـ H ⁺. الحل الذي يحتوي على درجة الحموضة 7 محايد. المحاليل ذات درجة حموضة أقل من 7 هي الأحماض، والمحاليل ذات درجة حموضة أعلى من 7 هي الأساس. يمثل التغيير في رقم واحد على مقياس pH (على سبيل المثال، من 7 إلى 8) زيادة أو نقصان عشرة أضعاف في تركيز H ⁺. في البالغين الأصحاء، تتراوح درجة حموضة الدم من 7.35 إلى 7.45. تشمل آليات التحكم الاستاتيكية المهمة للحفاظ على الدم في نطاق درجة الحموضة الصحية مواد كيميائية تسمى المواد العازلة والأحماض الضعيفة والقواعد الضعيفة التي يتم إطلاقها عندما يتقلب الرقم الهيدروجيني للدم أو سوائل الجسم الأخرى في أي اتجاه خارج هذا المعدل الطبيعي.

مراجعة الأسئلة

Q. CH ₄ هو الميثان. هذا المركب هو ________.

أ. غير عضوي

ب. عضوي

ج. رد الفعل

د. بلورة

الإجابة: ب

س: أي مما يلي من المرجح أن يوجد موزعًا بالتساوي في الماء في محلول متجانس؟

A. أيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد

باء- جزيئات كلوريد الصوديوم

C. بلورات الملح

D. خلايا الدم الحمراء

الإجابة: أ

س: تقوم جيني بخلط مجموعة من خليط الفطائر، ثم تقليب بعض رقائق الشوكولاتة. بينما تنتظر الفطائر القليلة الأولى للطهي، تلاحظ رقائق الشوكولاتة تغرق في قاع وعاء الخلط الزجاجي الشفاف. يعتبر خليط رقائق الشوكولاتة مثالاً على ________.

أ. مذيب

ب. المذاب

ج. الحل

د. التعليق

الإجابة: د

س: تتفكك المادة إلى K ⁺ و Cl ^- في المحلول. المادة هي (ن) ________.

أ. حمض

قاعدة ب.

ج. ملح

د. عازلة

الإجابة: ج

س: تاي يبلغ من العمر ثلاث سنوات ونتيجة «حشرة المعدة» يتقيأ لمدة 24 ساعة تقريبًا. درجة حموضة دمه هي 7.48. ماذا يعني هذا؟

دم أ. تاي حمضي قليلاً.

دم بي تاي قلوي قليلاً.

إن دم سي تاي شديد الحموضة.

يقع دم D. Ty ضمن المعدل الطبيعي

الإجابة: ب

أسئلة التفكير النقدي

س: درجة الحموضة في عصير الليمون هي 2، ودرجة الحموضة في عصير البرتقال هي 4. أي من هذه الأنواع أكثر حمضية وبكم؟ ماذا يعني هذا؟

ج: عصير الليمون أكثر حمضية بمئة مرة من عصير البرتقال. هذا يعني أن عصير الليمون يحتوي على تركيز أكبر بمئة مرة من أيونات الهيدروجين.

س: خلال الحفلة، يخسر إيلي رهانًا ويضطر إلى شرب زجاجة من عصير الليمون. بعد ذلك بوقت قصير، بدأ يشكو من صعوبة التنفس، ويأخذه أصدقاؤه إلى غرفة الطوارئ المحلية. هناك، يتم إعطاؤه محلول وريدي من البيكربونات. لماذا؟

أ- عصير الليمون، مثل أي حمض، يطلق أيونات الهيدروجين في المحلول. عندما يدخل ^H+ المفرط إلى الجهاز الهضمي ويتم امتصاصه في الدم، تنخفض درجة الحموضة في دم إيلي إلى أقل من 7.35. تذكر أن البيكربونات عبارة عن قاعدة عازلة ضعيفة تقبل أيونات الهيدروجين. من خلال إعطاء البيكربونات عن طريق الوريد، يساعد طبيب قسم الطوارئ على رفع درجة الحموضة في دم إيلي مرة أخرى إلى المستوى المحايد.

مسرد المصطلحات

حامض: مركب يطلق أيونات الهيدروجين (H ⁺) في المحلول

أساس: مركب يقبل أيونات الهيدروجين (H ⁺) في المحلول

مخفف صدمة: محلول يحتوي على حمض ضعيف أو قاعدة ضعيفة تعارض التقلبات الواسعة في درجة الحموضة في سوائل الجسم

الغروانية: خليط سائل تتكون فيه الجسيمات المذابة من كتل من الجزيئات كبيرة بما يكفي لتشتيت الضوء

مركب غير عضوي: مادة لا تحتوي على كل من الكربون والهيدروجين

مركب عضوي: مادة تحتوي على كل من الكربون والهيدروجين

الأس الهيدروجيني: اللوغاريتم السالب لتركيز أيون الهيدروجين (H ⁺) للمحلول

حل: خليط سائل متجانس يذوب فيه المذاب إلى جزيئات داخل مذيب

تعليق: خليط سائل تستقر فيه الجسيمات الموزعة في السائل بمرور الوقت