علوم وفضاء

الفرق بين المادة النقية وغير النقية: التركيب والطور والتجانس

ماء نقي وجليد، مقابل مخلوط متجانس بمكونين
ماء نقي في طورين عند الاتزان، ومخلوط متجانس افتراضي بمكونين في طور واحد. [1][2] عرض الرسم بالحجم الكامل.

الفرق بين المادة النقية وغير النقية يتعلق بالتركيب: مادة واحدة أم مخلوط من مواد مختلفة؟ [1]

النقاء ليس مرادفًا للعناصر وحدها

المادة النقية عنصر أو مركب. المركب يمكن أن يتحلل كيميائيًا، أما العنصر فلا يتحلل إلى مواد أبسط. [1]

«مركب نقي» وصف صحيح؛ تعدد العناصر في الصيغة لا يساوي تعدد المواد.

التجانس يجيب عن سؤال آخر

المخلوط المتجانس تركيبه موزع بانتظام، لكنه يحتوي مواد مختلفة ويمكن أن تتغير نسب مكوناته. المظهر المتجانس وحده لا يثبت النقاء الكيميائي. [1]

في رسمنا اخترنا رمزين أ وب لمكونين في مخلوط افتراضي؛ الألوان تميز الرمزين. لم نعط اسم مادة أو اختبارًا تحليليًا، لذلك لا نستخرج من لون الوعاء مقدار نقاء حقيقيًا.

صنف عدد المواد أولًا، ثم تجانس العينة؛ السؤالان مختلفان.

الماء والجليد: مادة واحدة وطوران

يمكن أن يتزن الماء السائل والجليد عند قيم مناسبة للضغط ودرجة الحرارة. [2] إذا اقتصر المثال على ماء نقي في هذين الطورين، لم تصبح مادته مخلوطًا كيميائيًا بسبب اختلاف الحالة.

المثال المفترضعدد الموادوصف الطور
ماء نقي سائلمادة واحدةطور سائل
ماء نقي وجليد عند الاتزانمادة واحدةطوران
مخلوط متجانس بمكونينمادتانطور واحد في المثال

لا يعد الجدول الأطوار من أسماء الأوعية، ولا يثبت النقاء بالنظر إلى الجليد. كلمة «نقي» جزء من معطيات الحالة التي اخترناها؛ إن وجدت مكونات إضافية وجب مراجعة التصنيف.

مثال على نسبة المكون المطلوب بالكتلة

للتدريب، نعطي تركيب عينتين افتراضيتين كاملًا: كتلة أ 40g، منها 39.6g للمكون المطلوب و 0.4g لمكونات أخرى. وكتلة ب 80g، منها 79.2g للمكون المطلوب و 0.8g للآخر.

العينةنسبة كتلة المكون المطلوب من الكتلة الكليةالناتج
أ39.6/40×10099%
ب79.2/80×10099%

تضاعفت الكتلة المختارة لكل جزء، وبقيت النسبة نفسها. ولا يجوز قول «ب أنقى لأنها تحتوي 79.2g من المكون المطلوب» دون مقارنة الباقي والكتلة الكلية؛ العدد الأكبر في البسط رافقه مقام أكبر.

ولو أعطينا عينة ج كتلتها 40g، منها 39g للمكون المطلوب، تكون النسبة 39/40×100=97.5%. إذن تغير التركيب النسبي في المثال، لا مجرد مقدار العينة.

قبل وصف عينة بأنها نقية، حدد المقصود بالمادة وبيانات تركيبها. اذكر مع النسبة ما الذي تقيسه: اخترنا هنا حصة كتلية من تركيب معطى، ولم نستنتجها من الصفاء أو تغير الطور.

شريطان نسبيان للعينة 40 غرامًا والعينة 80 غرامًا، كل منهما 99 بالمئة للمكون المطلوب
تمثيل نسبي أصلي: 39.6 من 40g و 79.2 من 80g يعطيان 99%. عرض الشريط موحد لأننا نمثل الحصة، وليس الكتلة الكلية. عرض الصورة بالحجم الكامل.

المصادر ومتابعة القراءة

  1. OpenStax: المادة النقية والعنصر والمركب والمخلوط (يفتح في نافذة جديدة)openstax.org
  2. OpenStax: اتزان الماء السائل والجليد على مخطط الطور (يفتح في نافذة جديدة)openstax.org

أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.