1- يتم تحويل الزيت الخام إلى منتجات مفيدة بعملية التقطير التجزيئي شرح السؤال 💡 تلميح: تذكر العملية الفيزيائية الأساسية التي يتم إجراؤها في مصافي النفط لفصل مكوناته المختلفة بناءً على التفاوت في درجات الغليان. صح خطأ الإجابة الصحيحة: صحالتوضيح: الزيت الخام (النفط) هو مزيج من آلاف المركبات الهيدروكربونية. لتحويله لمنتجات مفيدة (مثل الغازات، البنزين، الديزل)، يُسخن في عمود التجزئة وتُفصل مكوناته في صورة "مقتطفات" اعتماداً على الاختلاف في درجات غليانها، وتسمى هذه العملية بالتقطير التجزيئي.⚠️ انتبه (خطأ شائع): التقطير البسيط يستخدم لفصل سائل عن مادة صلبة ذائبة فيه، بينما التقطير التجزيئي يستخدم لفصل سوائل ممتزجة تختلف في درجات غليانها وهو المستخدم في تكرير النفط.💡 للاطلاع: المقتطفات الخفيفة (ذات درجات الغليان المنخفضة) تتصاعد كأبخرة لأعلى برج التقطير، بينما تبقى المقتطفات الثقيلة في الأسفل.(الوحدة 5: النفط والوقود، الدرس $5$-$2$: تكرير النفط : التقطير التجزيئي، ص 79)
2- زيت التشحيم هو: شرح السؤال 💡 تلميح: أين يقع زيت التشحيم في عمود التقطير التجزيئي؟ وهل جميع مقتطفات النفط لها نفس الأهمية الاقتصادية كالبنزين؟ مركب نقي مركب ينتج من تكرير النفط مقتطف ثقيل أقل فائدة من البنزين جميع الإجابات السابقة صحيحة الإجابة الصحيحة: مقتطف ثقيل أقل فائدة من البنزينالتوضيح: زيت التشحيم هو مقتطف يتم فصله في المستويات الدنيا من برج التقطير التجزيئي للنفط لأنه يحتوي على جزيئات كبيرة ودرجة غليانه مرتفعة (مقتطف ثقيل). مقارنة بالبنزين الخفيف، يعتبر أقل فائدة تجارياً كوقود؛ لذلك يتم الاعتماد على التكسير الحراري أو الحفزي لتحويل هذه المقتطفات الثقيلة إلى خفيفة وأكثر فائدة.🧠 الحل بالاستبعاد: الخيار الأول خاطئ لأن المقتطفات النفطية عبارة عن مخاليط وليست مركبات نقية. الخيار الثاني كلمة "مركب" غير دقيقة علمياً في هذا السياق. الخيار الثالث يصف واقعه الاقتصادي والكيميائي بدقة حسب المنهج.💡 للاطلاع: التكسير هو الحل الصناعي المبتكر لمعالجة الفائض من المقتطفات الثقيلة وتحويلها لسد العجز في المقتطفات الخفيفة المطلوبة بشدة.(الوحدة 5: النفط والوقود، الدرس $5$-$3$: تكسير مقتطفات النفط، ص 81)
3- من المعادلة التالية: $$ \mathrm{C_{13}H_{28}} \xrightarrow{\mathrm{X}} \mathrm{C_7H_{16}} + 3\mathrm{Y} $$ تكون العملية ($\mathrm{X}$) هي ........ والمركب ($\mathrm{Y}$) هو ........ : شرح السؤال 💡 مفتاح الحل: وازن عدد ذرات الكربون والهيدروجين في طرفي المعادلة لتعرف تركيبة الجزيء $\mathrm{Y}$، ثم حدد نوع العملية التي تُكسر السلاسل الطويلة. $\mathrm{X}$ $\mathrm{Y}$ أ تكسير $\mathrm{C_2H_4}$ $\mathrm{X}$ $\mathrm{Y}$ ج هدرجة $\mathrm{C_2H_6}$ $\mathrm{X}$ $\mathrm{Y}$ ب هدرجة $\mathrm{C_6H_{14}}$ $\mathrm{X}$ $\mathrm{Y}$ أ تكسير $\mathrm{C_6H_{12}}$ الإجابة الصحيحة: $\mathrm{X}$ $\mathrm{Y}$ أ تكسير $\mathrm{C_2H_4}$ التوضيح: المعادلة تعبر عن تفكك ألكان طويل السلسلة ($\mathrm{C_{13}H_{28}}$) إلى ألكان أقصر وألكينات. هذه العملية الكيميائية تُعرف بـ "التكسير". لمعرفة المركب $\mathrm{Y}$، نقوم بطرح ذرات النواتج من المتفاعلات. خطوات الحل: تحديد العملية $\mathrm{X}$: تحول جزيء ألكان كبير إلى جزيئات أصغر هي عملية "تكسير". موازنة الكربون: $13 - 7 = 6$ ذرات كربون متبقية. موازنة الهيدروجين: $28 - 16 = 12$ ذرة هيدروجين متبقية. إيجاد صيغة $\mathrm{Y}$: لدينا $3\mathrm{Y}$، إذن نقسم الباقي على $3$: الكربونات ($6/3=2$) والهيدروجينات ($12/3=4$). الاستنتاج: صيغة المركب $\mathrm{Y}$ هي $\mathrm{C_2H_4}$ (إيثين). 🧠 الحل بالاستبعاد: الهدرجة تعني إضافة الهيدروجين، والمعادلة هنا انقسام، فنستبعد الخيارين الثاني والثالث. بتطبيق قانون حفظ الكتلة للذرات، نجد أن الخيار الرابع سيعطي $3 \times 6 = 18$ ذرة كربون وهو ما يتجاوز العدد الأصلي $13$، فيستبعد أيضاً. 💡 تطبيق عملي: التكسير الحراري أو الحفزي يُعد من أهم العمليات في مصافي النفط لتحويل الزيوت الثقيلة قليلة الفائدة إلى وقود سيارات عالي الجودة (أوكتان) وغازات صناعية (كالإيثين). (الوحدة 5: النفط والوقود، الدرس $5$-$3$: تكسير مقتطفات النفط، ص 81)
4- زيت البرافين: شرح السؤال 💡 فكر معي: ما هو الاسم الآخر لزيت البرافين، وفي أي وسيلة نقل ضخمة وسريعة يُستخدم كوقود أساسي؟ حجم جزيئه $14$ - $25$ ذرة كربون مقتطف غير رئيسي للنفط يستخدم كوقود للطائرات النفاثة درجة غليانه $225$ - $300$ س الإجابة الصحيحة: يستخدم كوقود للطائرات النفاثةالتوضيح: زيت البرافين، والمعروف أيضاً باسم (الكيروسين)، هو مقتطف مهم جداً يُفصل من تكرير النفط عند درجات حرارة تتراوح بين $150$ إلى $200$ درجة مئوية، وحجم جزيئه يتراوح بين $10$ إلى $16$ ذرة كربون. استخدامه الرئيسي والأساسي هو كوقود عالي الكفاءة لمحركات الطائرات النفاثة.🧠 الحل بالاستبعاد: المقتطف الذي يغلي عند $225$-$300$ س هو الديزل، والمقتطف الذي حجمه $14$-$25$ هو زيت التشحيم. نستبعد الخيارين الأول والرابع. وبما أنه وقود طائرات فهو مقتطف رئيسي جداً، نستبعد الخيار الثاني.💡 للاطلاع: كان الكيروسين يُستخدم قديماً بشكل أساسي في الإضاءة (مصابيح الكيروسين) قبل اختراع الكهرباء، ولا يزال يُستخدم في المدافئ المحمولة.(الوحدة 5: النفط والوقود، الدرس $5$-$2$: تكرير النفط : التقطير التجزيئي، ص 81)
