الكمياء اللاعضويه هي كمياء المواد غير البيولوجيه اى المواد الخاليه من الكربوهيدروجين (الكربون والهيدروجين) كالأملاح والمعادن وتختص بدراسة مكونات هذه المواد وخصائصها الفيزيائيه والكميائيه , بعكس الكمياء العضويه وتتضمن الكمياء غير العضويه عديد من مجالات البحث المجزأه مثل :
1-
كيمياء الحاله الصلبه 2-الكمياء التناسقيه
3-الكمياء العضويه المعدنيه 4-الكمياء السطحيه 5-الكمياء الحيويه 6-كيمياء الوسائط
7-الكمياء الجزيئيه 8-كيمياء البوليمرات 9-الكمياء الاشعاعيه .
وتتجه الكمياء اللاعضويه باختصاصها نحو دراسة
المواد المحفزه والطلاء والوقود وموصلات الكهرباء الفائقه والعقاقير وتقوم
تفاعلاتها الكميائيه على مبدأ الازاحه المزدوجه وتفاعلات حمض _اساس وتفاعلات
الاكسده والاختزال.
وللكمياء اهميه كبيره فحياتنا فهى موجوده في
كل شيء حولنا دون ان نعى بذالك لان هذا يحتاج الى التعمق في تفاصيل التفاصيل الحياتيه
.
وسنوضح في هذا البحث اهم العناصر الاتيه :
1-الاسموزيه 2-تقسيم الاغشيه تبعا للنفاذيه 3-طرق تقدير الضغط الاسموزى للمحلول 4-العوامل التي تؤثر على الضغط الاسموزى للمحاليل 5-أهمية الماء للنبات 6-حصائص الماء 7-تقدير قوة الامتصاص الاسموزيه 8-تقدير الضغط الاسموزى للانسجه النباتيه
من المعروف ان الاقدام من جسم
الانسان والانسان مكون من اجهزة والاجهزة مكونة من اعضاء والاعضاء
مكونة من انسجة والانسجة مكونة من خلايا والخلايا تحتوي على البروتو بلازم
ماء واملاح .... الخ
يعود
الانسان من عمله متعب القدمين وقد يقوم من نومه يشعر بآلام القدمين ,,,
اكتشف
الانسان الاول بتجاربه وخبراته المباشرة ان وضع الرجلين في الماء المالح مريح ويزيل
الآلام
وجاء العلم ليفسر هذه الظاهرة
حيث
قال:
يختلف
تركيز المواد الذائبة في هذا الوسط عن محتوى الخلية الحية مما ينتج عنه ظاهرة
الضغط الأسموزي Osmotic pressure . هذا يعني حدوث ارتباط وثيق بين
تركيز المواد الذائبة في الوسط المائي والضغط الأسموزي له، وكلما زاد تركيز
الذائبات يزداد معدل الضغط الأسموزي، وبالتالي نجد الماء ومعه قليل من الاملاح
الذائبة فيه ينتقل من الوسط ذو التركيز المنخفض من خلايا الأقدام إلى الوسط ذو
التركيز العالي من الذائبات(.حوض الماء المذاب بداخله الاملاح)
انهم
المسلمون حيث اكتشف المسلمون طريقة انتقال المياه في النبات وعملو عليها بتطبيق
نافورة ماء على شكل اسد يخرج الماء من فمه بناء على الخاصيه الشعريه وهذا الكلام
تقريبا قبل الف عام وقام علماء اليوم بتفكيكه لكنهم
عجزو عن اعادت تركيبه ولهذه الخاصيه(الضغط الاسموزى) اهميات وفوائد منها :
·
انها مهمه للخلايا التي ليس لها
غلاف خلوى مثل البكتريا فينتقل الماء بالضغط الاسموزى داخلها
·
مهمه للنبات حيث ان النباتات تعمل
على ادخال الماء عبر الجذور عن طريق الخاصيه الاسموزيه حيث تكون الجذور ذات تركيز
املاح اعلى من التربه مما يؤدى الى انتقال المياه للجذور من التربه وهذا سبب جفاف
النبات عند زيادة ملوحة الاتربه حيث تنعكس او تتوقف الظاهره الاسموزيه مؤديه الى
جفاف النبات
·
تستخدم في تحلية مياه البحر ولكنها
لاتعتمد على الضغط الاسموزى ولكن على عكسه حيث حيث يتم توليد ضغط معاكس للضغط
الاسموزى واكبر منه مما يؤدى الى انتقال المياه العذبه الى الطرف الاخر عبر الغشاء
·
تستخدم فالطب حيث يمكن القضاء على بعض
الكائنات الدقيقه عبر وضعها في سائل ذا تركيز املاح قليل مما يؤدى الى دخول السائل
بكميات كبيره الى الخليه الدقيقه مما يؤدى الى انجارها والعكس مما يؤدى الى جفافها
وفى هذا
البحث سنتحدث عن الاسموزيه وطرق تقديرها
أولا : الاسموزيه
osmosis
هي انتشار المواد خلال غشاء شبه منفذ نتيجة لاختلاف الضغط
الانتشارى لهذه المادة على جانبي الغشاء وتحدث الاسموزيه حينما يكون هناك محلولين
فيهما المذيب مشترك وضغط الانتشار للمذيب في كلا الجانبين والمحلولين منفصلين عن
بعضهما بواسطة غشاء شبه منفذ .
وللتوضيح نذكر مثال للاسموزيه عند ملئ غشاء شبه منفذ (كيس
مثلا) بمحلول ملحى او سكرى ثم ربط هذا الكيس ووضعه في ماء نقى يلاحظ بعد فترة امتلاء
الكيس ويحدث انتفاخ يضغط على جدار الكيس من الداخل وهذا الضغط ينشأ نتيجة دخول الماء
الى المحلول عن طريق الاسموزيه وفى هذه الحاله يجب مراعاة ان غشاء الكيس لابد وان
يكون شبه منفذ اى يكون منفذا للماء دون المادة المذابة
وتنقسم الاغشيه تبعا لخاصية النفاذيه الى :
1-
اغشيه منفذه : اى تسمح لكل من المذيب
والمذاب بالنفاذ خلالها مثل ورق الترشيح
2-
اغسيه شبه منفذه : تسمح للمذيب فقط
دوون المذاب بالنفاذ خلالها
3-
اغشيه غير منفذه : لا تسمح لاى من
المذيب والمذاب بالنفاذ من خلالها مثل الزجاج
طرق تقدير الضغط الاسموزى للمحاليل :
1-
الطريقه المانومتريه : وفيها يقاس
الضغط الاسموزى بقياس ارتفاع عمود السائل في جهاز الازموميتر وذلك بمعلومية محلول
اسموزى اخر معروف اسموزيته
2-
طريقة قياس الانخفاض في نقظة التجمد
وتسمى cryoscopy وفى هذه الطريقه يقاس مقدار الانخفاض في نقطة تجمد المحاليل (المراد
قياس ضغوطها الاسموزيه) عن نقطة تجمد الماء وهذا الانخفاض يسمى freezing point depression وباعتبار المحاليل المتساويه التركيز بالمولال ذات ضغوط اسموزيه
متساويه وان المحلول المولال لاى ماده غير اليكتروليتيه ذو ضغط اسموزى يساوى 22.4
ض ج على درجة الصفر المئوى ومثل هذا المحلول يحدث انخفاضا في نقطة التجمد قدرها 1.86
درجه مئويه . الضغط الاسموزى للمحلول المراد قياسه
اذن ض × 1.86 = 22.4 ×
وبمعرفة قيمة(
العوامل التي تؤثر على الضغط
الاسموزى للمحاليل :
1- التركيز
:
حيث
تتوقف قيمة الضغط الاسموزى على عدد دقائق الماده المذابه بالنسبه لعدد جزيئات المذيب
ومن هذا نستنتج ان الضغط الاسموزى للمحاليل الغرويه (الجيلاتين ) يكون قليل جدا
حيث الدقائق تكون كبيره وعددها قليل في الوزن الثابت وبالعكس في حالة المحاليل
الاليكتروليتيه (المتاينه) مثل كلوريد الصوديوم حيث يصبح عدد الدقائق اكبر من عدد
الجزيئات نتيجة لحدوث التاين وذلك عند تساوى التركيز فالحالتين .اما فالمحاليل غير
المتاينه مثل محلول السكروز فان قيمة الضغط الاسموزى لمحلول منها في نفس درجة
التركيز يقع وسط بين الحالتين السابقتين .
2- مادة
التادرت :
وماء التادرت هو كمية الماء المرتبط
حول جزيئات الماده الذائبه مثل السكروز وهى قد تكون كثيره او قليله حسب نوع الماده
ومثل هذا الماء لا يحتسب ماء حر . وعلى ذالك تبدو محاليل هذه المواد كما لو كانت اكثر
تركيزا عما يساويه تركيزها الظاهرى بالمولال وبالتالي يكون ضغطها الاسموزى اعلى
وعلى سبييل المثال فان الضغط الاسموزى لمحلول مولال من السكروز = 24.8 بدلا من
22.4 على درجة الصفر المئوى وهذه القيمه تصل الى 27 ض ج على درجة 25 درجه مئويه .
3- درجة
الحراره :
يرتفع الضغط الاسموزى بارتفاع درجة
الحراره المطلقه (قانون جاى لوساك )
أهمية الماء في النبات :
تظهر أهمية الماء من الناحيه البيئيه في توزيع النباتات على
سطح الأرض الذى يتاثر بالماء الميسر اكثر من اى عامل اخر منفرد . حيث توجد الغابات
الاستؤائيه ثم المراعى ثم النصف صحراويه ثم الصحراويه تبعا لمعدل سقوط الامطار
وتوزيعها على مدار السنه . وعلاوة على ذلك يظهر جزء من اثر الحراره من خلال
تاثيرها على العلاقات المائيه نتيجة لتاثير البخر والنتح وسرعة التفاعلات
الكيماويه .
وتظهر الاهميه الفسيولوجيه للماء جليا في جميع العمليات
الحيويه تقريبا حيث تتاثر هذه العمليات جميعها بطريق مباشر او غير مباشر بامداد
الماء فمثلا تعتمد استطالة الخليه على وجود حد ادنى من حالة الامتلاء وتقل استطالة
السوق والأوراق بمقدار كبير بنقص الماء ويمكن ايجاز اثر نقص الماء بصفه عامه في
انه يؤدى الى الذبول ثم توقف الاستطاله التي تؤدى الى غلق الثغور . ونقص الماء
الارضى علاوة على تداخل ذلك مع عديد من عمليات التحول الغذائي ويؤدى استمرار نقص
الماء الى تغير طبيعة البروتوبلازم وموت معظم الكائنات .
ومن اهميات الماء الفسيولوجيه :
1-
يدخل في عملية البناء الضوئى وعمليات
التحلل المائى الانزيمى للمواد النشويه , الدهنيه , البروتنيه
2-
الوسط المهم للتفاعلات الانزيميه بالخليه
ومهم في حفظ امتلاء الخلايا الذى يؤدى الى الاحتفاظ بشكلها المميز
3-
يتم الترابط بين انسجة النبات
المختلفه عن طريق الماء لان البروتوبلازم وجدار الخلايا السليلوزيه تكون متشربه
بالماء ويؤدى الى اتصال مباشر بين جميع أجزاء النبات
خصائص الماء :
1-
مرتفع الحراره النوعيه بسبب ترتيب
ذرات الهيدروجين والاكسجين في جزيئاته وارتفاع حرارته النوعيه اذا ما قورنت
بالمواد الأخرى
2-
قليل التأين وموصل جيد للحراره
3-
يسمح بمرور الضوء الى أعماق كبيره
وبذلك تتمكن الطحالب متن القيام بعملية الباء الضوئى
تقدير قوة الامتصاص الاسموزيه :
ونستخدم لذالك طرق عديده يمكن تلخصها فالاتى:
·
بإضافة شرائح معلومه من نسيج نباتى
معلوم الوزن في محاليل ذات تركيز مختلفه تكون معلومة الاسموزيه مثل محاليل السكروز
وتركها لمده فانه يمكن تحديد المحلول الذى لا يتغير فيه الوزن للشرائح النباتيه . ويكون
تركيز هذا المحلول مقدرا على صورة ضغط اسموزى يساوى متوسط قوة امتصاص الاسموزيه
لخلايا النسيج .
·
باستحدام طريقة القياس تحت
الميكروسكوب بدلا من الوزن وتتم كالطريقه السابقه في تحديد المحلول الذى لا يتغير
فيه طول الشريحه النباتيه المعلومه او طول خيط من الطحلب ويجب ملاحظة ان عملية
القياس تتم والشريحه النباتيه مغموره في زيت برافين لمنع حدوث تغير فالطول اثناء القياس
الامر الذى يحدث عند غمر العينه النباتيه فالماء
·
طريقة شارداكوف ويتم تحضير محاليل
سكروز متدرجه التركيز من 0.15 الى 0.40 مولال ثم يوضع كل تركيز في انبوبة اختبار ويوضع
النسيج النباتى المتجانس في انبوبه في كل تركيز وتترك الانبوبه الأخرى من كل تركيز
للمقارنه . توضع نقطه من صبغة ازرق المثلين في كل انبوبه من انابيب المقارنه ثم
ترج لمزج الصبغه بمحتوياتها.
تقدير الضغط الاسموزى للانسجه
النباتيه :
·
طريقة البلزمه
وتتلخص في وضع شرائح من النسيج
النباتى في عدد من محاليل قياسيه ممختلفة التركيز وتترك مده كافيه لحدوث حالة
الاتزان الديناميكى بين العصاره الخلويه والمحلول الخارجي ثم تفحص الانسجه
ميكروسكوبيا ويحدد المحلول الذى تكون فيه نصف خلاياه تقريبا في حالة بلزمه بينما النصف
الاخر من الخلايا لم يتبلزم بعد ويكون متوسط الضغوط الاسموزيه للعصاره الخلويه في
النسيج تساوى الضغط الاسموزى للمحلول الخارجي المغموره فيه ويسمى الضغط الاسموزى
المتحصل عليه بهذه الطريقه "الضغط الاسموزى عند البلزمه "
وقيمتها عادة تكون اكبر قليلا من
الحقيقه لان الخليه لان الخليه قبل ان تبدى حالة البلزمه يعتريها انكماش قليل في
الحجم وتطبق عليه المعادله الاتيه :
ح × ت =
ح ×ت؛
اى ان الحجم × التركيز عند بدء البلزمه = الحجم ×
التركيز في حالة امتلاء الخليه
إرسال تعليق