2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

النشويات الدهون الطعام البيولوجيا وعلوم الحياة

الأهداف:

1. اختبار وجود النشويات والدهون في الأغذية المختلفة.

2.اكتشاف فيما إذا كنت تتناول نظاماً غذائياً صحياً.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– الإيثانول (يباع أحياناً في بعض متاجر الخردوات باسم «الكحول المثيلي» – كحول للإنارة والتسخين)

– كوب قياس (عدد 2)

– ماء

– مبشرة (أداة لبشر الخضروات)

– ملعقة كبيرة

– مصفاة

– مناديل ورقية

– يود

– بطاطا

– كعك محلى أو أغذية أخرى بهدف اختبارها

 

خطوات العمل:

1- قم ببشر البطاطا

2- ضع مقدار ملعقة طعام كبيرة واحدة من البطاطس المبشورة في كوب مع ربعه ماء وحرك المزيج.

3- قم بتصفية السائل إلى كوب آخر.

4- أضف بعض نقاط اليود إلى السائل. إذا تحول لون اليود إلى الأزرق المائل إلى اللون الأسود، فهذا يدل على وجود النشويات.

5- فتت الكعكة المحلاة كي تحصل على مقدار كوب واحد من فتات الكعك.

6- أضف ربع كوب من الإيثانول وحرك المزيج.

7- ضع منديلاً ورقياً فوق المصفاة، وقم بتصفية السائل إلى كوب آخر. يجب أن يكون السائل صافياً ونقياً.

8- أضف حوالي ربع كوب من الماء وحرك المزيج.

السائل عكراً، فهذا يعني أنه يحتوي على الدهون.

 

يمكنك إجراء هذه الاختبارات على أي مادة من المواد الغذائية التي تتناولها عادة.

خذ مجموعة من العينات من بعض الأطعمة ولاحظ مذاقها ثم خمّن فيما إذا كانت تحتوي على الدهون أو النشا.

سجل توقعاتك ثم اختبر الأطعمة بواسطة الكاشف (إلى اليمين). هل كانت توقعاتك صحيحة؟

ما الأطعمة التي احتوت على الدهون والنشويات معاً؟

 

بإمكانك إعداد رسم بياني لاختباراتك تحدد فيه عناوين كل عمود بما يلي: "نوع الطعام" و"التوقعات" و"السبب وراء توقعاتك" واسم"الكاشف" المستخدم و"نتائج الاختبار".

هناك الكثير من أنواع الكواشف المختلفة التي يمكنك استخدامها لاختبار وجود مواد كيميائية أخرى في الطعام، وربما كانت بعض هذه الكواشف موجودة في مدرستك.

وفي حال عدم توافرها، اطلب من معلمك شراء تلك الكواشف من أحد متاجر الأدوات المدرسية.

 

إن الاختبارات التالية كلها تجري بالطريقة نفسها المتبعة في اختبار وجود النشويات بواسطة اليود.

أولاً، قم بطحن أو سحق الطعام ثم أضف إليه الماء وحرك المزيج. وأخيراً قم بتصفية السائل واختبره بواسطة الكاشف.

يمكنك استخدام كاشف يعرف باسم "محلول بينديكت". إذا تكونت كتلة صلبة (مترسبة) لها لون برتقالي قريب من اللون البني فهذا يشير إلى وجود السكر.

 

ومن أجل اختبار وجود فيتامين C يمكنك استخدام محلول أزرق يدعى DSPSP والذي يصبح شفافاً عند وجود فيتامين  C

أما من أجل اختبار وجود البروتين فأضف محلول هيدروكسيد الصوديوم المخفف مع بضع قطرات من حلولو كبريتات النحاس الأزرق الفاتح إلى الطعام.

سيتغير لون المحلول إلى الأرجواني الفاتح عند وجود البروتين في الطعام.

 

تحليل النشاط:

لقد استخدمتَ في النشاط بعض التفاعلات الأساسية للنشويات والدهون لتتأكد من وجودها في الأطعمة المختلفة.

لقد تفاعل اليود مع النشا في اختبار النشويات لإنشاء مركّب جديد له لون أزرق مائل إلى السواد، ولا يظهر هذا المركّب عند غياب النشا ويبقى لون اليود برتقالياً.

لا تذوب الدهون  في الماء، لكنها تذوب في الكحول، فعند إضافة الإيثانول (نوع من أنواع الكحول) إلى الطعام المفتت في اختبار الدهون.

 

يسبب الإيثانول (الكحول الإيثلي) ذوبان أي دهون قد تكون موجودة في هذا الطعام ويصبح المحلول شفافاً، وبذلك تكون قد قُمت بترشيح المحلول لإزالة أي طعام غير ذائب، ويبقى فقط الإيثانول أو أي دهون ذائبة.

يذوب الإيثانول في الماء على عكس الدهون التي لا تذوب في الماء، لذلك عندما مزجت الإيثانول المحتوي على دهون ذائبة في الماء اختلط الإيثانول جيداً بالماء بينما لم تمتزج الدهون المذابة في الإيثانول بالماء، وها ما سبب تعكر السائل، ولولا وجود الدهون، لبقي المزيج شفافاً.

هناك طريقة أخرى لاختبار وجود الدهون تتمثل في فرك الطعام الذي تريد اختباره على منديل ورقي، فإذا تبلل المنديل ومن ثم أصبح جافاً فهذا يعني وجود الماء في الطعام، أما إذا تشكلت بقعة دهنية على المنديل ولم تجف فهذا يعني أن الطعام دهني.

 

يغير الطهي من صفات الطعام من الناحية الكيميائية، فبعض جزيئات البروتين، على سبيل المثال، تكون مرتبطة مع بعضها ضمن سلاسل طويلة.

فعندما تقوم بطهي البروتين – كقلي البيض، مثلاً – فإن جزيئات البروتين تتفكك أولاً ثم تتشابك معاً لتكوّن شبكة صلبة ، ولهذا السبب يصبح بياض وصفار البيض اللزجين في حالة صلبة عند الطهي.

ويستخدم الطهاة هذا التفاعل الكيميائي عند إضافة البيض إلى أطباق الطعام لجعله متماسكاً (صلباً).

 

تتحد الدهون، مثل الزبدة والزيت، مع جزيئات السكر بسهولة لتحتجز الهواء، وهو من الأسباب التي تجعل الطهاة يضيفون الزبدة إلى الكعك، حيث تمتزج الزبدة مع السكر لاحتجاز الهواء.

فعند خَبزْ خليط الكعكة في الفرن الساخن يتمدد الهواء المحتجز (بما أن الغازات تتمدد عند تسخينها)، ما يؤدي إلى ”انتفاخ“ الكعكة وتصبح خفيفة وطرية.

 

ومن الضروري أن تتذكر أن سرّ الصحة الجيدة يكمن في تناول وجبات غذائية متوازنة تحتوي على كل المغذيات الأساسية، فلا بأس مثلاً من تناول القليل من السكر.

ولكن الكثير منه يمكن أن يسبب مشكلات للأسنان وغيرها من المشكلات الصحية الأخرى، فكلما عرفت المزيد عن المواد الغذائية التي تتناولها، أصبح اختيارك للطعام الصحي أسهل.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

المواد الكيميائية الطعام البيولوجيا وعلوم الحياة

يمكن فحص الطعام الذي نتناوله لمعرفة المواد الكيميائية الموجودة فيه، تماماً كما نفحص بقية المواد.

هناك سبعة أنواع أساسية من المواد الكيميائية في الطعام: الدهون والكربوهيدرات والبروتينات والألياف والفيتامينات والمعادن والماء.

 

نحتاج إلى الحصول على الكمية الصحيحة من المغذيات في طعامنا كي نتمكن من بناء أجسادنا وترميمها والمحافظة على قيامها بوظائفها على أفضل وجه.

وتساعدنا معرفة المغذيات الموجودة في كل صنف من أصناف الطعام على الاحتفاظ بصحة جيدة.

 

– الدهون

إن الدهون، التي يُطلق عليها أيضاً اسم اللِّبيد (الشحوم)، هي جزيئات كبيرة تتكوّن من ذرّات كربون وهيدروجين وأكسجين.

وتتوافر الدهون في بعض المواد الغذائية، مثل الزيت والزبدة والحليب والجبن والمكسرات واللحم.

تتفكك الدهون في أجسامنا إلى جزيئات أصغر تستطيع الانتقال عبر مجرى الدم فتمتصها الخلايا إما ”لحرقها”كوقود أو لتخزينها من أجل استعمالها في فترة لاحقة.

 

وبما أن الدهون يمكن تخزينها فإنها تستخدم كمصدر طاقة طويل الأجل، كما تذوب فيتامينات معينة في الدهون، وتتمثل الطريقة الوحيدة للحصول على هذه الفيتامينات في تناول الدهون التي تحتوي عليها.

تستطيع أجسامنا إنتاج بعض أنواع الدهون، لكنها لا تستطيع صنع الدهون كتلك المستخدمة في بناء أغشية الخلايا، لذلك يجب الحصول على تلك الدهون من الطعام الذي نتناوله.

 

– الكربوهيدرات

تتكوّن الكربوهيدرات، مثل الدهون، من الكربون والهيدروجين والأكسجين، فضلاً عن أنها تمدّنا بالطاقة.

هناك نوعان من الكربوهيدرات: الكربوهيدرات البسيطة أو السكريات، والكربوهيدرات المركّبة أو النشويات.

إن أبسط أنواع السكر هو الغلوكوز (سكر العنب)، والمعروف أيضاً باسم سكر الدم لأنه يتدفق في مجرى الدم.

 

كما تقوم الخلايا في أجسامنا ”بحرق”الغلوكوز الذي تحصل عليه من الدم. ما يؤدي إلى تحرير الطاقة التي تمكّن الخلايا من أداء وظائفها، لذلك يُعدّ الغلوكوز أهم وقود للجسم.

وكباقي السكريات الأخرى، فإن الغلوكوز يكون حلو المذاق. ومن جهة ثانية، يشكل الفركتوز (سكر الفاكهة) السكر الرئيس في الفواكه.

ويقوم الكبد بتحويل سكر الفاكهة (الفركتوز) إلى غلوكوز، أما سكر القصب (السكروز)، فهو السكر الأبيض الذي نستعمله على موائد الطعام.

 

يتكوّن السكروز من جزيء واحد من الغلوكوز وجزيء واحد من الفركتوز مترابطين معاً.

وتتكوّن النشويات من سلاسل طويلة من جزيئات الغلوكوز التي تستخدمها النباتات لتخزين الطاقة، كما يوجد النشا بوفرة  في القمح والذرة والشوفان والأرز والبطاطا ونبات موز الجنة (نوع من الموز يتميز بكبر حجمه).

ويقوم جهازك الهضمي بتفكيك النشا إلى جزيئات غلولكوز أصغر تستطيع الدخول إلى مجرى الدم.

 

لكن هضم النشويات يستغرق وقتاً أطول بكثير من هضم السكريات، ومع ذلك فإن السكروز الموجود في علبة مياه غازية أو قطعة حلوى، على سبيل المثال، يتحول إلى غلوكوز يدخل إلى مجرى دمك محرراً طاقة  بمعدل 30 سُعراً حرارياً في الدقيقة الواحدة.

أما بالنسبة للكربوهيدرات المركّبة، فإن هضمها يجري بصورة أبطأ ويدخل الغلوكوز إلى مجرى الدم موفراً طاقة بمعدل سعرين حراريين فقط في الدقيقة الواحدة.

 

– البروتينات

تتكوّن البروتينات من سلاسل جزيئات طويلة تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت.

وكل جزيء هو سلسلة من وحدات أصغر تُعرف باسم الأحماض الأمينية التي توفر للخلايا مواد البناء التي تحتاجها للنمو والمحافظة على بنيتها.

يقوم الجهاز الهضمي بتفكيك وتحويل الأغذية الغنية بالبروتينات، مثل الأسماك والحليب واللحوم والمكسرات والبقول (الفول بأنواعه، مثل فول الصويا)، إلى أحماض أمينية كي تتمكن من دخول مجرى الدم.

 

– الألياف

تتوافر الألياف الغذائية بشكل أساسي في الأغذية النباتية مثل نخالة القمح.

ومع أن الجسم لا يمتص الألياف وإنما تخرج منه مباشرة، إلا أنها مهمة جداً للمحافظة على صحة الجهاز الهضمي.

 

– الفيتامينات

الفيتامنيات هي جزيئات  صغيرة يحتاجها جسمك ليحافظ على صحته، ومع أن جسم الإنسان قادر على إنتاج الفيتامينات (D) و(K)، إلا أنه يجب الحصول على الفيتامينات الأخرى من الطعام.

ويحتاج جسم الإنسان إلى 13 فيتاميناً مختلفاً مثل: B12 ، C ، D ، E ، K ، A ، B1 ، B2 ، B6 ، والنياسين وحمض الفوليك وحمض البنتوثينيك والبيوتين.

يعود سبب بعض الأمراض والخلل في وظائف الجسم إلى نقص في الفيتامينات، فنقص فيتامين C يسبب مرض الإسقربوط (داء من أعراضه تورم اللثة ونزف الدم منها).

 

والنقص في فيتامين K يسبب النزيف الداخلي، بينما يؤدي النقص في فيتامين A إلى العشى الليلي.

توجد الفيتامينات في جميع المواد الغذائية الطازجة، بينما يمكن أن تؤدي عملية معالجة الأغذية، مثل التعليب، إلى القضاء على الفيتامينات. لذلك تُدعم الأغذية المعالجة بإضافة الفيتامينات إليها.

 

– حمام الشمس

يوجد الفيتامين D في بعض الأغذية، لكن الجسم يقوم بإنتاجه أيضاً.

فمع وجود أشعة الشمس، يقوم الجلد بتحويل نوع من أنواع الدهون إلى فيتامين D، كما يسبب التعرض لأشعة الشمس (الأشعة فوق البنفسجية) في قيام الجلد بصنع صبغة الميلانين التي تكسب الجلد لونه.

يقوم الميلانين بامتصاص أشعة الشمس وينتج فيتامين D، لذلك فإن البشرة الداكنة التي تحتوي على ميلانين أكثر، تنتج كمية أكبر من فيتامين D.

 

– المعادن

المعادن هي عناصر يجب على أجسامنا الحصول عليها من الغذاء بكميات قليلة كي تتمكن من أداء وظائفها بصورة جيدة.

ومن بين بعض المعادن المهمة هناك الكالسيوم الذي تحتاجه الأسنان والعظام؛ واليود الذي يستخدمه الجسم في صنع هرمون ضروري؛ والحديد الذي تستخدمه خلايا الدم الحمراء لنقل الأكسجين.

 

– الماء

يتكوّن معظم جسم الإنسان من الماء الذي يشكّل 73 في المئة من وزن الجسم، ويتوقف ذلك على كمية الدهن الموجودة في الجسم.

لذلك فإن الماء أساسي وضروري للحياة. ورغم أننا نستطيع العيش لعدة أسابيع من دون طعام، إلا أننا لا نستطيع البقاء لأيام قليلة دون ماء.

 

يطرح الجسم حوالي 40 أونصة (1.2 لتر) من الماء كل يوم على هيئة بول وبراز وعند التنفس أثناء الزفير وفي العَرَق أيضاً، لذلك ينبغي تعويض هذه الكمية من الماء يومياً من الشراب والطعام.

بإمكانك معرفة مكونات الأغذية بالاستعانة ”بمواد اختبار”خاصة تعرف ب ”الكواشف”التي يتغير لونها عند وجود مواد معينة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الخميرة البيولوجيا وعلوم الحياة

إن الخميرة كائن مجهري (صغير جداً) حي ينمو عند تحويل السكر الموجود في الطعام إلى غاز ثاني أكسيد الكربون وإيثانول أو ماء.

وفي حال عدم وجود الأكسجين (1) فإن الخميرة ستقوم بإنتاج الإيثانول وغاز ثاني أكسيد الكربون عن طريق عملية يُطلق عليها اسم ”التخمير“.

ويستخدم هذا التفاعل لصنع المشروبات الكحولية والخبز، أما في حال وجود الأكسجين (2)، فإن الخميرة تتنفس بدلاً من أن تتخمر.

تتألف مكونات التنفس من الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون، ولذلك فإن عملية التنفس تطلق قدراً من الطاقة أكبر من الطاقة الناتجة عن عملية التخمير من كمية السكر نفسها.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طريقة صنع الخبز الخبز الكيمياء

هناك طرق شهية لتجريب عملية التخمير. إن الكثير من أصناف الطعام الذي نتناوله يُحضّر باستخدام التخمير، مثل اللبن والخبز.

كما يمكنك إثبات عملية التخمير والتمتع بوجبة لذيذة عن طريق صنع الخبز بنفسك. تحتاج لتنفيذ ذلك إلى:

– كوب وربع من الماء الدافئ

– ملعقة طعام كبيرة من الخميرة

– نصف ملعقة طعام كبيرة من الملح

– ثلاثة أكواب ونصف من الطحين العادي

– وعاء للمزج

– فرن

– ملعقة صغيرة  

– زيت نباتي

– ورق خاص بالفرن (ورق الطهي)

 

خطوات العمل:

1- ضع الماء الدافئ في الوعاء، ثم أضف الخميرة وحركها بالملعقة حتى تذوب.

أضف الملح وكوب ونصف من الطحين واخفق المزيج باستمرار حتى يصبح متجانساً، ثم أضف ببطء الكمية المتبقية من الطحين حتى يصبح لديك عجينة طرية (ربما تحتاج الى المزيد من الطحين)

2- اعجن العجينة لمدة 10 دقائق تقريباً (أنظر إلى الأسفل) مع إضافة الطحين إذا كات العجينة تلتصق بيديك.

أضف مقدار ملعقتين صغيرتين من الزيت إلى العجين وقم بتغطية الوعاء بمنشفة، وضعه في مكان دافئ لمدة ساعة. سينتفخ العجين بسبب الخميرة.

3- بعد مرور ساعة، اكبس العجينة كي تنضغط ثم قم بتغطيتها مرة أخرى واتركها لمدة ثلاثين دقيقة.

ضع قليلاً من الزيت في مقلاة الخبز أو على ورق الطهي، ثم شكّل العجين على هيئة كرة كبيرة أو كرتين صغيرتين وضعها في مقلاة الخبز وغطها واتركها لمدة 15 دقيقة وقم بتشغيل الفرن واضبطه على درجة حرارة 450 درجة فهرنهايت (230 درجة مئوية).

 

4– ضع الرغيف على رف الفرن الأوسط ورشه بالماء بسرعة حتى تحدث بخاراً وأغلق باب الفرن. افتح الفرن بعد خمس دقائق ورش الرغيف مرة أخرى بالماء.

كرر هذه العملية مرتين، الأولى بعد 10 دقائق والثانية بعد 15 دقيقة، واخبز الرغيف لفترة إجمالية تبلغ 25 دقيقة. اطلب من أحد الكبار أن يخرج  الخبز من الفرن الساخن وضعه على طبق تهوية من الأسلاك واتركه حتى يبرد.

 

تحليل النشاط:

وفي نشاط المتابعة استخدمتَ ما تعلمته عن الخميرة لصنع الخبز بنفسك.

فقد انتفخ الخبز لأن الخميرة التي أضفتها امتصت السكر الموجود في الطحين وأطلقتْ غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يسبب انتفاخ الخبز، وعندما تقوم بضغط الخبز، فإنك بذلك تضغط الغاز الموجود فيه. 

وعندما تقوم بخبز العجينة فإن الغاز يتمدد (بسبب ارتفاع درجة حرارته)، ما يؤدي إلى دفع العجينة نحو الأعلى لتترك وراءها «ثقوبا» (فقاعات غاز) في الخبز. ولولا وجود الخميرة، سيكون الخبز مسطحاً.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية التخمير آلية حدوث عملية التخمير السكريات الكيمياء

الأهداف: 

1- اختبار الطريقة التي تقوم فيها الخميرة بتفكيك السكريات.

2- مراقبة عملية التخمير أثناء حدوثها.

3- التحكم بسرعة التخمير.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– خمسة أكياس محكمة الإغلاق (مزدة بسحّاب)

– قلم حبر للتحديد (لا يمكن مسحه)

– ملعقة طعام كبيرة

– كوب قياس (عدد 2)

– ربع كوب من السكر

– ربع كوب من الطحين

– ربع كوب من الرز

– ثلاث قطع من الكعك المحلى (بسكويت)

– ربع كوب من العصير

– مرقاق عجين

– ماء ساخن

– خميرة (وهي متوافرة في أي متجر)

 

خطوات العمل:

1- ضع علامة من 1 إلى 5 على خمسة أكياس محكمة الإغلاق.

2- فتت قطع الكعك المحلى إلى أن يصبح لديك مقدار ربع كوب. ضع تلك القطع في الكيس رقم 1، ثم ضع الأرز في الكيس رقم 2 واطحنه بواسطة مرقاق العجين.

3- أضف المواد التالية إلى  الأكياس المحددة بالأرقام:

كيس رقم 3: ربع كوب من السكر

كيس رقم 4: ربع كوب من الطحين

كيس رقم 5: ربع كوب من العصير

4- أضف مقدار ملعقة طعام واحدة من الخميرة الى كل كيس.

5- أضف ربع كوب من الماء الدافئ إلى كل كيس. أفرغ كل الهواء الموجود في الأكياس ثم حرك المحتويات بشكل دائري حتى تمتزج جيداً.

6- أحكم إغلاق كل الأكياس وضعها في مكان دافئ.

7– بعد 20 دقيقة يجب أن تكون الأكياس قد انتفخت تماماً. يمكنك قياس حجم كل كيس عند الضغط عليه برفق وتفريغه في كوب القياس وملئه بأكبر قدر ممكن من محتوياته.

ما الكمية التي يملؤها كل كيس في كوب القياس؟ الكيس الذي يحتوي على أكبر نسبة من السكر هو الذي يحتل الحجم الأكبر.

 

ما العمل إذا انتفخت كل الأكياس بشكل متساو؟

هذا يعني وجود الكثير من سكر الطعام في الأكياس. تنتج الخميرة كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون لملء الكيس حتى وإن كان الطعام يحتوي على أقل نسبة سكر.

إذا حدث هذا حاول إعادة التجربة مستخدماً هذه المرة كمية أقل – ربما ملعقة صغيرة واحدة من كل مادة (وكمية بسيطة من الكعك المحلى).

 

تحليل النشاط:

لابدّ أنك لاحظت في تجربتك الأساسية أن الأكياس كلها قد انتفخت بسبب وجود السكر في كل المواد، فقد امتصت الخميرة السكر وفككته خلال عملية التخمير، ثم أطلقت غاز ثاني أكسيد الكربون مسببة بذلك انتفاخ الأكياس.

قد لا يكون طعم الطحين والرز حلواً مثل السكر أو الكعك المحلى، إلا أنهما يحتويان على سكر طبيعي تستطيع الخميرة استخدامه في عملية التخمير.

وبصورة عامة، كلما كانت كمية السكر أكبر في الكيس ازداد انتفاخه أكثر فأكثر، كما حررت الخميرة أيضا سائل الأيثانول خلال عملية التخمير، لكنك لا تستطيع رؤية الإيثانول في الأكياس لأنه موجود بكميات قليلة ولا يتفكك مثل الغاز.                      

 

وبإمكانك أن تلاحظ أيضاً أن الخميرة تعمل بشكل أفضل عند استخدامها مع السكر البسيط الذي يتفكك بسهولة، فالسكر الموجود في الطحين والأرز والكعك المحلى.

على سبيل المثال، يكون ممزوجاً مع أنواع عديدة أخرى من الجزيئات، لذلك من المرجح أن تعمل الخميرة بشكل أسرع في كيس السكر البسيط بدلاً من هذه الخلائط.

 

وقد أضفنا الماء إلى المواد الموجودة في الأكياس لأن الخميرة تعمل بشكل أفضل إذا كانت دافئة ورطبة.

ولو انتظرت فترة أطول، فستقوم الخميرة في نهاية الأمر باستهلاك كل السكر الموجود في المادة، وبالتالي لن تنتفخ الأكياس أكثر من ذلك. ولو أضفت المزيد من السكر، فإن الخميرة تعود لتقوم بعملها من جديد.

 

الجبن العفِن

يصنع الجبن المليء ”بالثقوب“ أو ”العروق“ الزرقاء عن طريق حقنه بالعفَن بعد مرحلة التخمير الأولى.

كما يرجع لون الجبن الأزرق ونكهته إلى نوع من أنواع البنسلين العفِن، يوضع الجبن في أقبية خاصة بحفظ الطعام، وتفتح مع مرور الوقت الثقوب في الجبن من أجل دخول الأكسجين من خلالها كي يتنفس العفن.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية التخمير الكيمياء

تخيل كيف يكون حال وجبات طعامك من دون الخبز أو الكعك أو الجبن أو الألبان.

إن جميع أصناف هذه الأطعمة ما هي إلا نتيجة تفاعل كيميائي يُطلق عليه اصطلاح ”التخمير”الذي تقوم به كائنات دقيقة وصغيرة جداً، مثل البكتيريا والخمائر.

يمرّ معظم الطعام الذي نتناوله عبر عمليات معالجة كيميائية قبل وصوله إلى موائد طعامنا، فالخبز والجبن واللبن والنبيذ والبيرة، على سبيل المثال، كلها منتجات ناتجة عن عملية التخمير.

 

يقوم التخمير بتحويل السكريات في الطعام إلى طاقة وفضلات عن طريق عضويات دقيقة، تماماً كما يحدث في عملية التنفس، ولكن على عكس عملية التنفس، فإن التخمير يحدث من دون أكسجين.

وخلال عملية التخمير تقوم كائنات دقيقة، مثل الخمائر، بإطلاق الطاقة بعد تفكيك السكريات في الطعام.

إن الخمائر الموجودة في الخبز والنبيذ والبيرة تقوم بعملية تخمير تسمى التخمير الكحولي، بينما تكون البكتيريا في اللبن والجبن مسؤولة عن نوع آخر من التخمير يُعرف باسم تخمير”حمض اللبنيك“.

 

تبدأ عملية التخمير الكحولي عندما تقوم خلية الخميرة بامتصاص الغلوكوز (نوع من أنواع السكر).

ونجد في داخل الخلية جزيء الغلوكوز الذي يحتوي على سلسلة من ذرّات الكربون التي تتحول إلى ثاني أكسيد الكربون والإيثانول (نوع من الكحول) فتتحرر الطاقة التي تسيّر عمليات حياة الخلية، وأخيراً يُطرح الإيثانول وثاني أكسيد الكربون على شكل فضلات.

ينتفخ الخبز بسبب غاز ثاني أكسيد الكربون الذي ينتج أثناء عملية التخمير، ويوضع العجين بعد عجنه في مكان دافئ، حيث تقوم الخميرة بتفكيك السكريات الموجودة في الطحين إلى ثاني أكسيد الكربون والإيثانول.

 

وتقوم الحرارة بالقضاء على الخميرة أثناء عملية الخَبْز، وإلى تمدد الغاز المحتجز داخل العجينة. وهناك خبز مسطح يُصنع من دون خميرة يسمى خبز ”البيتا”(الخبز العربي).

قد تتساءل لِمَ لا يجعلك الخبز مخموراً بما أن الإيثانول (وهو نوع من الكحول) يتم إنتاجه أثناء عملية التخمير، السبب هو أن حرارة الفرن تجعل الإيثانول يتبخر عند عملية الخَبْز، بينما يبقى الإيثانول في الخمور والبيرة بسبب وضع تلك المشروبات أثناء التخمير في أوعية محكمة الإغلاق.

تنتج الخميرة ثاني أكسيد الكربون بكميات تتناسب مع كمية السكر الموجودة، ويمكنك الاستفادة من هذه الخاصية في مقارنة مقدار السكر الموجود في الأطعمة المختلفة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

حفاضات الأطفال آلية عمل حفاضات الأطفال الكيمياء

الأهداف:

1- اختبار خواص البوليمرات فائقة الامتصاص.

2- اكتشاف السبب الذي يجعل حِفاضات الأطفال تحتجز كمية معينة من السائل قبل أن يحين وقت تغييرها.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– حِفاضات أطفال جديدة فائقة الامتصاص من النوع الذي يُستعمل لمرة واحدة

– مقص

– ربّاطة أكياس

– كيس بلاستيك كبير

– صحيفة

– كوب بلاستيكي

– كوب قياس

– ملح طعام

– ملعقة

 

خطوات العمل:

1- أولاً، يجب إزالة البوليمر من الحِفاض، وذلك عن طريق قص الحِفاض ووضع القطع في كيس البلاستيك.

2- أحكم سدّ الكيس البلاستيكي بواسطة ربّاطة الأكياس، ثم امسك عنق الكيس وهزه بقوة لبضع دقائق. ستشاهد مسحوقاً أبيض اللون يخرج من قطع الحِفاض.

ضع يديك داخل الكيس وفرّق قطع الحِفاض عن   بعضها. قد يستغرق تحرير المسحوق الأبيض كله بضع دقائق.

3- افتح الكيس وأخرج الحِفاض البلاستيكي وكل بقايا الحِفاض وتخلص منها. ضع صحيفة على الطاولة وأفرغ مكونات الكيس عليها.

بإمكانك الآن إزالة المسحوق من على الصحيفة مستعيناً بورقة أو ملعقة. ضع نصف ملعقة من المسحوق في الكوب البلاستيكي.

4- أضف عشر أونصات (300 مل) من الماء الساخن وحركه مع المزيج، ماذا يحدث؟

5- أضف الآن نصف ملعقة صغيرة من ملح الطعام إلى الكوب وحرك المزيج ثانية. ما التغيرات التي تلاحظها؟

 

إذا كان لديك ميزان علمي، تستطيع تكرار هذه التجربة بوزن 0.016 أونصة (0.5 غرام) من المسحوق بدلاً من استخدام ملعقة صغيرة.

ولمعرفة استطاعة تحمّل البوليمرات على احتجاز الماء فيها، كرر الخطوة رقم (4)، ولكن هذه المرة بعد إضافة 10 أونصات (300 مل) من الماء.

استمر في إضافة واحد ونصف أونصة (50 مل) في كل مرة إلى أن يصبح البوليمر عاجزاً عن الاحتفاظ بمزيد من الماء.

 

وإذا تسرب الماء عندما  تقلب الكوب للأسفل فإن استطاعة البوليمر على الاحتفاظ بالسائل تكون قد وصلت إلى سعتها القصوى.

بإمكانك الآن حساب عدد المرات التي يستطيع فيها البوليمر امتصاص ما يعادل وزنه من الماء، مستعيناً بالمعلومة التي تشير إلى أن 34 أونصة من الماء (1.000 مل) تزن 32 أونصة (1.000 غرام).

لذلك إذا كان باستطاعة 0.5 غرام من البوليمر الاحتفاظ ب 17 أونصة من الماء (500 مل)، فهذا يعني أنها امتصت 16 أونصة (500 غرام) أو 1.000 مرة أكثر من وزنها من الماء.

 

كما يمكنك أيضاً قياس كمية الملح التي يمكن للبوليمر استيعابها كي يحرر الماء، وذلك عن طريق إضافة الملح بكميات صغيرة، 0.016 أونصة (0.5 غرام) في كل مرة والتحريك بعد كل إضافة.

كرر التجربة من جديد مستخدماً سوائل مختلفة لها نسب أملاح عالية مثل الكولا والمشروبات التي يتناولها الرياضيون.

 

ما العمل إذا لم أتمكن من فصل حبيبات البوليمر من الحِفاض؟

يمكنك استخدام ملقط لالتقاط الحبيبات بشكل منفر. وإذا عجزت عن فصل البوليمرات عن الحِفاض، تستطيع شراء البوليمرات على هيئة حبيبات من متجر لبيع معدات الحدائق، تُعرف هذه البوليمرات عادة باسم الحبيبات الماصة للماء.

اطلب مساعدة صاحب المتجر كي يرشدك إلى مكان وجودها.

 

نصائح للسلامة

أبعد غبار البوليمر بعيداً عن وجهك وعينيك وتجنب استنشاق جسيمات البوليمر.

بعد انتهاء التجربة، تخلص من البوليمر برميه في القمامة (وليس في البالوعة)، ثم اغسل يديك جيدا.

 

تحليل النشاط:

يُصنع المسحوق الأبيض الموجود في حِفاضات الأطفال فائقة الامتصاص من مزيج مؤلف من نوعين من البوليمرات: «البولي أكريلامايد» و «بولي أكريليت الصوديوم».

يستطيع هذا المزيج امتصاص كمية من الماء أكبر من وزنه بمئات المرات، فالجزيئات الأحادية (المونومرات) الموجودة في هاتين المادتين تفكك بعضاً من روابطها، وتستخدم تلك الروابط الزائدة في ”إمساك”جزيئات الماء والاتحاد معها.

ويمكنك إضافة الملح لإبعاد جزيئات الماء عن البوليمرات، لأن الملح هو عبارة عن مركّب مكوّن من أيونات الصوديوم والكلور.

 

وبعد إضافة كمية معينة من الملح، تقوم البوليمرات ”بالتخلص”من جزيئات الماء وتتحد بدلاً من ذلك مع أيونات الصوديوم.

تضع الشركات المصنعة لحِفاضات الأطفال كمية صغيرة من البوليمرات في منتجاتها بهدف إكسابها قدرة فائقة على الامتصاص.

وكما رأيت سابقاً عندما قمت بقصّ الحِفاض إلى قطع صغيرة فإن الشركات المنتجة لحِفاضات الأطفال تضع البوليمرات بين طبقات من القماش المغطى كله بالبلاستيك.

 

يتسرّب البول عبر القماش فيمتصه البوليمر ويقوم الغطاء البلاستيكي بمنع حدوث أي تسريب.

بما أن معظم البول يتكوّن من الماء، يسهل على البوليمر امتصاص كميات كبيرة منه، لكن البول يحتوي أيضاً على الصوديوم، لذلك فإن الحِفاض الذي نصنعه للطفل يبدأ بالتسريب بعد فترة من الزمن.

وعندما يصل مستوى الصوديوم إلى نقطة معينة، يبدأ البوليمر بتحرير جزيئات الماء، ما يعني أن الوقت قد حان لتغيير الحفاض.

 

هناك استعمالات عديدة أخرى للبوليمرات فائقة الامتصاص، فعلى سبيل المثال يستخدم المزارعون البوليمرات في ري بعض المحاصيل، فضلاً عن استخدامها في تربة أصيص النباتات المنزلية.

فعندما تقوم بسقاية النباتات تمتص البوليمرات الكثير من الماء، ثم تلجأ النباتات إلى امتصاص الماء ببطء مع مرور الوقت، وهذه الطريقة مفيدة جداً إذا كنت ستقوم برحلة ولا تستطيع سقاية نباتاتك كل يوم.

كما تستخدم البوليمرات فائقة الامتصاص في إزال الماء من وقود الطائرة، لاسيما أن الماء يُعدّ ملوثاً في هذه الحالة لأنه يمنع الوقود من الاحتراق.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

البوليمرات خواص البوليمرات استخدامات البوليمرات الكيمياء

إن المواد البلاستيكية المحيطة بك والألياف الموجودة في ملابسك وشعرك كلها مكوّنة من جزيئات ذات سلاسل طويلة يُطلق عليها اسم ”البوليمرات“.

ويمكن لهذه البوليمرات أن تكون قاسية أو مرنة ومقاومة للماء أوماصّة له، ولها الكثير من الخواص الأخرى.

البوليمرات هي جزيئات لها سلاسل طويلة تتكوّن عن طريق ارتباط عدة جزيئات متماثلة أصغر مع بعضها بعضاً يُطلق عليها اسم ”مونومرات“.

 

ويعود أصل الكلمتين ”بوليمرات”و ”مونومرات”إلى اليونانية، حيث تشير بولي إلى معنى "العديد" ومونو إلى «واحد»، وكلمة مر تعني «جزء».

تستند البوليمرات إلى «عمود فقري» مكوّن من ذرّات كربون مرتبطة ببعضها.

تتميز ذرّات الكربون من بين كل العناصر بخاصية فريدة، وهي قابليتها للاتحاد مع ذرّات الكربون الأخرى لتشكل سلاسل بأطوال مختلفة قد تصل لأي طول تقريباً.

 

تنتشر البوليمرات في الطبيعة بصورة واسعة، مثل صوف الخراف، كما تتكوّن تلك الأجزاء القوية المحتوية على الألياف في النبات من سيللوز بوليمري.

بل أن جزيء الحمض النووي (DNA)، الذي ينقل المعلومات الوراثية وتعليمات الحياة من جيل لآخر، وهو عبارة عن بوليمر، كما أن البلاستيك، الذي يُعدّ من أكثر المواد الاصطناعية انتشاراً في العالم مكوّن من البوليمرات.

يرتكز ”البولي إيثلين”البلاستيكي المستخدم على نطاق واسع في صناعة الأكياس والأغطية على جزيء أحادي يطلق عليه اسم الإيثلين الذي يتكون من ذرتي كربون وأربع ذرّات من الهيدروجين.

 

ترتبط جزيئات الأيثلين الأحادية مع بعضها بعملية ”التبلمر الإضافي”التي تكون نهايات الجزئيات الأحادية فيها متحدة معاً.

ويطلق على البوليمرات المكوّنة بطريقة أخرى اسم ”التبلمر المركّز“، حيث يقوم كل جزيء أحادي (مونومر) بالتخلي عن بعض ذرّاته ليرتبط مع جزيء أحادي آخر.

 

خواص البوليمرات

تؤثر طريقة ترتيب سلاسل البوليمرات في العديد من خواص البوليمر، فإذا كان ترابط السلاسل رخواً بحيث تنزلق هذه السلاسل فوق بعضها البعض عند تعرضها للحرارة، فإن البوليمر سينصهر عند تعرضه للحرارة ويتصلب ثانية عندما يبرد.

يُطلق على المواد البلاستيكية التي تنصهر ليُعاد قولبتها اسم ”اللدائن الحرارية“، بينما تحتوي البوليمرات الأخرى على سلاسل مرتبطة مع بعضها بإحكام وتُعرف باسم ”بلاستيك الثرموست“، الذي يتعذر إعادة قولبته بالتسخين، وتصنع الكراسي البلاستيكية عادة من تلك المادة.

تتفكك البوليمرات البيولوجية الموجودة في الكائنات الحية إلى مونومرات (جزيئات أحادية) بواسطة الأنزيمات (المحفزات البيولوجية) كي تتمكن أجسامنا من استخدامها.

 

ويستخدم العلماء الأنزيمات لمعرفة بصمة الحمض النووي عن طريق تجزئة عينة الحمض النووي إلى أجزاء.

وينفرد كل شخص بنمط محدد لهذه الأجزاء التي تقوم بإمداد الحمض النووي بحيث يمكن استخدامها للتعرف على الأفراد، تماماً مثل بصمات الأصابع.

تتميز البوليمرات المختلفة بخصائص متنوعة ومفيدة جداً. مثل البلاستيك الصلب الذي يمكن استخدامه لصنع صناديق الحاسوب أو البلاستيك المرن المستخدم في صنع الأكياس أو الأقمشة.

 

كما يمكن لبعض أنواع البلاستيك المختلفة أن تتحمل درجات حرارة مرتفعة للغاية وتقاوم المواد الأكّالة.

إن العديد من أنواع البوليمرات مقاومة للماء، ولكن بعضها الآخر يقوم بامتصاص الماء بكثرة، وتستخدم هذه البوليمرات ”فائقة الامتصاص”في أنواع حفاضات الأطفال التي يتم استعمالها لمرة واحدة.

وستكتشف في هذا النشاط كيف أن هذه البوليمرات تمتص السوائل بشكل جيد وما يحدث عند عدم امتصاصها للسوائل.

 

بوليمر حفاظات الأطفال

يتكوّن ”البوليكريلامايد“ المستخدم في صناعة حِفاضات الأطفال، من جزيئات لها سلاسل طويلة كجميع أنواع البوليمرات الأخرى.

يبين الرسم البياني أدناه كيف يرتبط الماء بالبوليمر الذي يحتوي على ذرّات هيدروجين لها شحنة موجبة ضئيلة.

وتنجذب ذرّات الهيدروجين نحو ذرّات الأكسجين ذات الشحنة السالبة الموجودة في الماء مكوّنة بذلك روابط تعرف باسم”الروابط الهيدروجينية“.

 

امتصاص الماء والملح

تم إنتاج أول أنواع حِفَاضات الأطفال من النوع المستعمل لمرة واحدة، والذي يعتمد على بوليمرات فائقة الامتصاص، في عقد الثمانينيات من القرن العشرين.

نجد في هذه الحِفاضات أليافاً قطنية ممزوجة مع حبيبات صغيرة مؤلفة من بوليمرين اثنين شديدي الامتصاص، هما «البولي أكريليت» و «البولي أكرلامايد»، بالإضافة إلى طبقة خارجية من البلاستيك تساعد على منع التسريب.

 

فعندما يتبلل حِفاض الطفل تنتفخ البوليمرات وتربط الألياف القطنية مع بعضها بإحكام.

لكن الملح الموجود في بول الطفل يجعل البوليمرات في نهاية الأمر تبدأ بتحرير جزء من السائل المحتجز فيها ويبدأ الحِفاض عند ذلك بالتسريب، ما يعني أن الوقت قد حان لتغييره.

 

لكن البوليمرات الموجودة في حِفاضات الأطفال ليست الأكثر امتصاصاً للماء.

وفي حال لجأنا إلى استخدام بوليمرات أكثر امتصاصاً، فسينتفخ حجم الحِفاض إلى حجم كرة البولينغ، ويمكنك أن تتخيل مدى الإزعاج الذي يسببه هذا الأمر.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الحديد وجبة الفطور الكيمياء

الأهداف:

1- فصل الحديد عن حبوب وجبة الفطور.

2- المقارنة بين كميات الحديد الموجودة في الحبوب المختلفة

 

الأدوات التي تحتاجها:

– حبوب مقوية ذات نسبة عالية من الحديد مثل رقائق الذرة

– كوب قياس

– أكياس شطائر مزوّدة بسحاب

– مطرقة لحوم

– وعاء

– ماء

– ملعقة

– قلم رصاص مزود بممحاة

– مغناطيس

– كيس بلاستيكي صغير

– شريط لاصق

– مناديل ورقيّة

 

خطوات العمل:

1- خذ قياس مقدار كوب واحد من الحبوب (رقائق الذرة)، ثم ضعها في كيس بلاستيكي مزود بسحّاب. اكبس الكيس حول الرقائق بهدف إفراغه من الهواء، ثم أغلقه بإحكام.

2– استخدم المطرقة برفق لسحق رقائق الحبوب.

3- أفرغ مسحوق الحبوب في وعاء، ثم أضف مقدار كوب واحد من الماء وحرك المزيج جيداً.

4- ألصق المغناطيس بطرف ممحاة قلم الرصاص، ثم غلفه بالكيس البلاستيكي الصغير وثبته بواسطة الشريط اللاصق.

5- حرّك مسحوق الحبوب لمدة عشر دقائق بواسطة قلم الرصاص الذي قمت بتثبيت المغناطيس على ممحاته، إذا كنت تقوم بهذه التجربة في درس العلوم فيمكنك اختصار الجهد الذي يبذله ذراعك عند التحريك مستعيناً بقضيب مغناطيسي وطبق خاص بالتحريك.

6- أخرج المغناطيس وامسح الكيس بواسطة منديل ورقي. لابدّ أنك ستشاهد مسحوقاً صلباً أسود اللون على المنديل، هذا هو معدن الحديد. يمكنك إعادة التجربة في نشاط المتابعة مستخدماً أنواعاً أخرى من الحبوب.

 

كرر التجربة الأساسية مستخدماً مجموعة مختلفة من  حبوب الفطور لمعرفة أي منها يحتوي على كمية أكبر من الحديد.

1- استخدم لكل نوع من أنواع الحبوب مقدار كوب واحد، ثم اسحق الحبوب داخل كيس نظيف محكم الإغلاق لما في ذلك من أهمية للحصول على نتائج أكثر دقة.

2- انقل الحبوب المسحوقة إلى وعاء وأضف إليها مقدار كوب واحد من الماء واخلط المزيج جيداً. يمكنك استخدام مغناطيس مغلف بالبلاستيك من أجل فصل الحديد عن الحبوب.

 

تحليل النشاط:

لابدّ أنك تمكنت من إزالة القليل فقط من الحديد الموجود في الحبوب بما أنك استخدمت في هذه التجربة مقدار كوب واحد من رقائق الحبوب، وهي كمية تساوي حصة واحدة لشخص واحد.

يحتاج جسمك إلى الحديد الذي يكون على هيئة حديد ثنائي التكافؤ، والذي ينتج أيونات الحديد عندما تفقد كل ذرّة من ذرّاته اثنين من إلكتروناتها، ومع ذلك نجد أن معظم حبوب الفطور تحتوي على نثرات صغيرة من معدن الحديد (ذرّات وليست أيونات).

تتفاعل هذه الجسيمات الحديدية الصغيرة مع حمض الهيدروكلوريك والمواد الكيميائية الأخرى الموجودة في المعدة وتتبدل إلى شكل يستطيع جسمك استخدامه لصنع الهيموغلوبين والمركّبات الأساسية الأخرى.

 

عندما قمت بمزج الحبوب المسحوقة مع الماء فقد أنتجت مادة يطلق عليها الكيميائيون اسم ”الروبة“، وهي مزيج من مادة صلبة وماء، لكن هذه المادة يتعذر ذوبانها في الماء.

ولو أنك قمت بتطبيق المجال المغناطيسي على الحبوب فقط، لما كانت قوة المغناطيس كافية لجذب جسيمات الحديد الملتصقة برقائق الحبوب، ولكن عندما قمت بسحق تلك الرقائق ومزجها مع الماء لتكوّن ”الروبة“، فإنك بذلك ”حررت“، جسيمات الحديد من الحبوب كي يستطيع المغناطيس جذبها نحوه.

إن الحديد الموجود في بعض أنواع الحبوب يكون على شكل مسحوق ناعم جداً، وفي هذه الحالة ستشاهد ما يشبه طبقة رقيقة من الحديد على المغناطيس بدلاً من رقائق أو نثرات صغيرة.

 

من الضروري الحصول على ما يكفي من الحديد في نظامك الغذائي، لأنك إذا لم تتناول الكمية الصحيحة من الحديد، فلن يستطيع جسمك إنتاج كمية كافية من الهيموغلوبين، وبالتالي سيعجز دمك عن الحصول على كفايته من الأكسجين.

وقد تصاب بنقص الحديد (فقر الدم)، وهي حالة تجعلك تشعر بالتعب والوهن طوال الوقت. إن النساء أكثر عرضة للإصابة بفقر الدم وذلك بسبب فقدانهم لخلايا الدم الحمراء شهرياً أثناء فترة الحيض.

 كما تصاب بعض النساء بفقر الدم أثناء فترة الحمل. ويحتاج الأطفال أيضاً إلى الكثير من الحديد لأنهم معرضون للإصابة بفقر الدم، لا سيما في البلدان الفقيرة بسبب صعوبة حصول أولئك الأطفال على الأغذية الطازجة الغنية بالحديد.

 

ورغم أن فقر الدم هو من أكثر الأمراض شيوعاً في العالم إلا أن معالجته تعدّ سهلة في حال تناول بعض المواد المكملة لنقص الحديد.

تعلن العديد من الشركات المصنّعة للحبوب أنها تزود منتجاتها بما يلزم من الاحتياجات اليومية من المعادن والفيتامينات بنسبة مئة في المئة في كل وجبة.

 

وإذا كنت تتناول الحبوب التي توفر لك كامل احتياجاتك اليومية من الحديد، فينبغي أن تمتنع عن تناول مكمّلات الحديد لأن الإفراط في تناول الحديد يمكن أن يسبب المشكلات الصحية، مثل الفشل الكلوي.

ويكمن الحل الأمثل للحصول على الحديد في تناول البطاطا والخضروات ذات الأوراق الخضراء والخبز الأسمر واللحم الهبر (الخالي من الدهون) وفيتامين C (مثل البرتقال) في الوجبة ذاتها.

 

  ما العمل اذا لم ينجذب الحديد للمغناطيس ؟

حاول تكرار التجربة مع إضافة كمية أكبر من الماء للحبوب والتحريك لمدة أطول مستخدماً لذلك مغناطيساً أقوى.

يمكنك أيضاً إلقاء المغناطيس مباشرة في الحبوب والتحريك بواسطة ملعقة بلاستيكية، ثم حاول التقاط المغناطيس بعناية وإخراجه من الوعاء، وضعه فوق منديل ورقي. قد تضطر لإزالة بعض قطع الحبوب العالقة على المنديل الورقي.

 

الجدول الدوري

يبين الجدول الدوري ضمن لائحة كل العناصر بالترتيب تبعاً لعددها الذرّي، وهو عدد البروتونات في ذرّاتها.

ويرتكز هذا الجدول على جدول مماثل أعدّه العالم الروسي (ديمتري ميندليف) (1834 – 1907).

في عام 1869 حين بلغ عدد العناصر المعروفة آنذاك 63 عنصراً فقط، لكن الثغرات التي تركها (ميندليف) سدّها اكتشاف عناصر جديدة.

تمتلك العناصر الموجودة في العمود أو المجموعة نفسها خصائص متماثلة، ونجد في الطبيعة اثنين وتسعين عنصراً، وقام الفيزيائيون بإنتاج أكثر من عشرين منها في المختبرات.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معدن الحديد الانتقالي عدن الحديد الكيمياء

بإمكانك رؤية المعادن، مثل الألمنيوم في صناديق الطعام والفضة في المجوهرات، لكن هناك معادن مخفية في مواد أخرى – فالهيموغلوبين في خلايا الدم يحتوي على الحديد، والكلوروفيل في النباتات الخضراء يحتوي على المغنيزيوم.

إن معظم العناصر الكيميائية هي عبارة عن معادن، ومعظم المعادن تكون مواد صلبة وبرّاقة وناقلة جيدة للحرارة والكهرباء.

 

ويمكن صنع مغناطيسات قوية من بعض المعادن، مثل الحديد والكوبالت والنيكل.

كما يمكن مزج المعادن مع معادن أخرى أو مواد غير معدنية لتشكيل السبائك، كالفولاذ والنحاس، التي تمتلك خواص ممثالة للعناصر المعدنية.

 

ويمكن للمعادن أيضا أن تتحد كيميائياً مع مواد أخرى لتنتج مركّبات لها خواص مختلفة تماماً.

فعلى سبيل المثال، يتحد الحديد مع الهواء والماء مكوّناً بذلك صدأ غير صلب يفتقر للبريق.

 

المعادن الانتقالية

يطلق الكيميائيون على المعادن، مثل الحديد والنيكل والنحاس والزنك والفضة والذهب اصطلاح «المعادن الانتقالية».

وعادة ما تتميز هذه المعادن بدرجات انصهار عالية وصلابة خاصة، فضلا عن تفاعلها مع مواد غير معدنية لتكوّن مركّبات ذات ألوان زاهية.

فمركّبات الحديد تتمتع عادة بلون أحمر، مثل الصدأ والهيموغلوبين في خلايا الدم، بينما يتميز العديد من مركّبات النحاس باللون الأزرق أو الأخضر – لاحظ لون الأسقف النحاسية القديمة التي تفاعلت مع المحيط من حولها.

 

يُعدّ الحديد حيوياً وضرورياً لحياة الإنسان، فالهيموغلوبين في خلايا الدم الحمراء يحتوي على الحديد الذي يتحد مع الأكسجين من الرئتين وينقله إلى مختلف أجزاء الجسم.

لكن أجسامنا لا تستطيع إنتاج الحديد، لذلك ينبغي أن نحصل على كل الحديد الذي نحتاجه من الغذاء، فالخضروات ذات الأوراق الخضراء، مثل السبانخ، تحتوي على الكثير من الحديد.

ومن الأهمية بمكان أن تحصل على ما يكفي من الحديد كل يوم، وتستطيع بعض أنواع الحبوب في وجبة الفطور أن تمدّك بالحديد الذي تحتاجه.

 

وتقوم العديد من الشركات المصنّعة للحبوب بإضافة المزيد من الحديد والمغذيات الأخرى بهدف إنتاج حبوب”مقوية“.

ويمكنك اكتشاف ذلك عند إزالة الحديد من الحبوب حيث تجد أنه هو المعدن ذاته المستخدم في صناعة المسامير.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]