< Return to Video

التفاعل الكيميائي الذي يطعم العالم - دانيال د. دوليك

  • 0:07 - 0:08
    برأيك
  • 0:08 - 0:10
    ما هو أهم اكتشاف
  • 0:10 - 0:12
    تم في العقود القليلة الماضية؟
  • 0:12 - 0:13
    هل هو الحاسوب؟
  • 0:13 - 0:13
    السيارة؟
  • 0:13 - 0:14
    الكهرباء؟
  • 0:14 - 0:16
    أو ربما اكتشاف الذرة؟
  • 0:16 - 0:20
    أعتقد أنه هذا التفاعل الكيميائي:
  • 0:20 - 0:21
    جزيء غاز النتروجين
  • 0:21 - 0:23
    مع ثلاث جزيئات من غاز الهيدروجين
  • 0:23 - 0:27
    يعطونك جزيئين من غاز الأمونياك.
  • 0:27 - 0:28
    هذا ما يدعى بتفاعل هابر
  • 0:28 - 0:31
    وهو دمج جزيئات النتروجين في الهواء
  • 0:31 - 0:32
    مع جزيئات الهيدروجين
  • 0:32 - 0:36
    أو تحويل الهواء إلى سماد.
  • 0:36 - 0:37
    بدون هذا التفاعل
  • 0:37 - 0:39
    سيكون المزارعون قادرون على إنتاج ما يكفي
  • 0:39 - 0:41
    أربعة ملايير من البشر من الطعام
  • 0:41 - 0:45
    وتعدادنا السكاني تجاوز السبعة مليارات إنسان بقليل.
  • 0:45 - 0:47
    إذاً، لولا تفاعل هابر
  • 0:47 - 0:51
    أكثر من ثلاثة ملايير من البشر سيبقون بدون طعام.
  • 0:51 - 0:55
    عندما يكون النتروجين على شكل النترات، NO3
  • 0:55 - 0:58
    يعتبر مغذياً أساسياً للنباتات لتبقى.
  • 0:58 - 1:01
    عندما تنمو المحاصيل تستهلك النتروجين
  • 1:01 - 1:02
    مزيلةً إياه من التربة.
  • 1:02 - 1:04
    يمكن أن يتجدد النتروجين
  • 1:04 - 1:06
    بعمليات تسميد طبيعية طويلة الأمد
  • 1:06 - 1:08
    كتفسخ الحيوانات
  • 1:08 - 1:10
    لكن البشر يريدون أن يزرعوا المحاصيل
  • 1:10 - 1:12
    بطريقة أسرع من هذه.
  • 1:12 - 1:14
    ولكن هاك الجزء المحبط
  • 1:14 - 1:17
    78% من الهواء مكون من النتروجين،
  • 1:17 - 1:19
    ولكن المحاصيل لا يمكنها أن تأخذ النتروجين من الهواء بهذه البساطة
  • 1:19 - 1:23
    لأن فيه روابط ثلاثية قوية جداً
  • 1:23 - 1:25
    والتي لا يمكن للمحاصيل أن تفصمها.
  • 1:25 - 1:27
    والذي قام به هابر بشكل عام
  • 1:27 - 1:28
    كان اكتشاف طريقة
  • 1:28 - 1:30
    لأخذ النتروجين من الهواء
  • 1:30 - 1:31
    ووضعه في الأرض.
  • 1:31 - 1:35
    في عام 1908، طور الكيميائي الألماني فريتز هابر
  • 1:35 - 1:36
    طريقة كيميائيةً
  • 1:36 - 1:39
    لجعل المخزون الكبير للنتروجين في الهواء قابلاً للاستعمال.
  • 1:39 - 1:40
    وجد هابر طريقة
  • 1:40 - 1:42
    تأخذ النتروجين من الهواء
  • 1:42 - 1:43
    وتربطه بالهيدروجين
  • 1:43 - 1:45
    لتشكيل الأمونياك.
  • 1:45 - 1:48
    عندها يمكن أن يوضع الأمونياك في التربة
  • 1:48 - 1:51
    والذي يتحول بسرعة إلى نترات.
  • 1:51 - 1:53
    ولكن لو كان لطريقة هابر أن تُستَعْملَ
  • 1:53 - 1:55
    لإطعام العالم
  • 1:55 - 1:55
    كان عليه أن يجد طريقة
  • 1:55 - 1:58
    لصنع الكثير من ذاك الأمونياك بسرعة وسهولة.
  • 1:58 - 1:59
    ولكي نفهم
  • 1:59 - 2:02
    كيف قام هابر بتحقيق ذلك
  • 2:02 - 2:02
    علينا أن نعلم شيئاً
  • 2:02 - 2:04
    عن التوازن الكيميائي.
  • 2:04 - 2:06
    يمكن أن يتحقق التوازن الكيميائي
  • 2:06 - 2:10
    عندما يكون لدينا تفاعل في حاوية مغلقة.
  • 2:10 - 2:11
    على سبيل المثال، لنقل أنك قمت بوضع
  • 2:11 - 2:14
    الهيدروجين والنتروجين في حاوية مغلقة
  • 2:14 - 2:16
    وسمحت لهم بالتفاعل.
  • 2:16 - 2:18
    في بداية التجربة
  • 2:18 - 2:20
    يكون لدينا الكثير من الهيدروجين والنتروجين
  • 2:20 - 2:22
    لذا يكون يتم تشكل النشادر
  • 2:22 - 2:24
    بسرعة كبيرة.
  • 2:24 - 2:27
    ولكن وكما يتفاعل الهيدروجين والنتروجين
  • 2:27 - 2:28
    ويُسْتَعْمَلون
  • 2:28 - 2:30
    يتباطأ التفاعل
  • 2:30 - 2:32
    بسبب تناقص النتروجين والهيدروجين
  • 2:32 - 2:34
    في الحاوية.
  • 2:34 - 2:36
    في نهاية الأمر تصل جزيئات الأمونياك إلى مرحلة
  • 2:36 - 2:38
    تبدأ فيها بالتفكك
  • 2:38 - 2:41
    لتعود إلى تشكيل النتروجين والهيدروجين.
  • 2:41 - 2:43
    بعد فترة، يصل التفاعلين
  • 2:43 - 2:46
    تشكل الأمونياك وتفككه
  • 2:46 - 2:48
    إلى نفس السرعة.
  • 2:48 - 2:49
    عندما تتساوى السرعتان
  • 2:49 - 2:52
    نقول أن التفاعل قد وصل حد التوازن.
  • 2:53 - 2:55
    قد يبدو هذا جيداً إلا أنه ليس كذلك
  • 2:55 - 2:57
    عندما يكون هدفك
  • 2:57 - 2:59
    أن تشكل طناً من الأمونياك.
  • 2:59 - 3:00
    هابر لا يريد من الأمونياك
  • 3:00 - 3:02
    أن يتفكك على الإطلاق،
  • 3:02 - 3:03
    ولكن إذا تركت التفاعل
  • 3:03 - 3:05
    في حاوية مغلقة،
  • 3:05 - 3:06
    سيحدث ذلك.
  • 3:06 - 3:09
    هنا يمكن لـ "هنري لو شاتوليير"
  • 3:09 - 3:10
    وهو كيميائي فرنسي،
  • 3:10 - 3:11
    أن يساعد.
  • 3:11 - 3:13
    ما اكتشفه
  • 3:13 - 3:15
    هو أنك لو أخذت نظاماً متزناً
  • 3:15 - 3:16
    وأضفت إليه شيئاً ما،
  • 3:16 - 3:18
    كالنتروجين على سبيل المثال،
  • 3:18 - 3:19
    سيعمل النظام
  • 3:19 - 3:21
    ليعود إلى حالة التوازن مرة ثانية.
  • 3:21 - 3:22
    لو شاتوليير وجد أيضاً
  • 3:22 - 3:23
    أنه لو قمت بزيادة
  • 3:23 - 3:26
    الضغط على النظام،
  • 3:26 - 3:27
    سيعمل النظام محاولاً
  • 3:27 - 3:29
    إعادة الضغط لما كان عليه.
  • 3:29 - 3:31
    يشبه هذا أن تكون في غرفة مزدحمة.
  • 3:31 - 3:32
    كلما زاد عدد الجزيئات،
  • 3:32 - 3:34
    كلما زاد الضغط.
  • 3:34 - 3:36
    وبالنظر إلى معادلتنا السابقة،
  • 3:36 - 3:38
    نرى على اليسار،
  • 3:38 - 3:40
    أن هناك أربعة جزيئات على اليسار
  • 3:40 - 3:42
    وفقط جزيئان على اليمين.
  • 3:42 - 3:44
    لذا إذا أردنا أن نخفف ازدحام الغرفة
  • 3:44 - 3:46
    والحصول على ضغط أقل،
  • 3:46 - 3:47
    سيبدأ النظام
  • 3:47 - 3:49
    بدمج النتروجين والهيدروجين
  • 3:49 - 3:52
    لصنع المزيد من جزيئات النشادر المضغوطة.
  • 3:52 - 3:54
    أدرك هابر أنه ولتشكيل
  • 3:54 - 3:55
    كميات كبيرة من الأمونياك
  • 3:55 - 3:57
    عليه أن يصنع آلة
  • 3:57 - 4:00
    تضيف النتروجين والهيدروجين باستمرار
  • 4:00 - 4:01
    بالإضافة إلى زيادتها للضغط
  • 4:01 - 4:03
    للنظام المتوازن،
  • 4:03 - 4:05
    وهذا ما قام به بالضبط.
  • 4:05 - 4:08
    في يومنا هذا، الأمونياك هو واحد من أكثر
  • 4:08 - 4:10
    المركبات الكيميائية إنتاجاً في العالم.
  • 4:10 - 4:15
    قرابة المئة وواحد وثلاثين مليون طن مكعب تنتج سنوياً
  • 4:15 - 4:18
    ما يعادل مئتان وتسعين مليار رطل من الأمونياك.
  • 4:18 - 4:19
    ما يعادل كتلة
  • 4:19 - 4:21
    ثلاثين مليون فيلاً أفريقياً،
  • 4:21 - 4:24
    يزن كل منها قرابة العشرة آلاف رطل.
  • 4:24 - 4:28
    ثمانون بالمئة من النشادر يستخدم في صناعة الأسمدة
  • 4:28 - 4:29
    بينما يستخدم الباقي
  • 4:29 - 4:31
    في المنظفات المنزلية والصناعية
  • 4:31 - 4:33
    ولصناعة غيرها من مركبات النتروجين
  • 4:33 - 4:35
    كحمض النتريك.
  • 4:35 - 4:36
    وجدت دراسات حديثة
  • 4:36 - 4:39
    أن ما يعادل نصف النتروجين من هذه الأسمدة
  • 4:39 - 4:41
    لا يتم استيعابهم من النباتات.
  • 4:41 - 4:43
    بناءً على ذلك، فالنتروجين موجود
  • 4:43 - 4:45
    كمركب كيميائي متطاير
  • 4:45 - 4:48
    في مخزن الأرض من الماء وفي الغلاف الجوي،
  • 4:48 - 4:50
    مخرباً بشكل بيئتنا بشكل كبير.
  • 4:50 - 4:51
    بالطبع لم يتوقع هابر هذه المشكلة
  • 4:51 - 4:53
    عندما قدم اكتشافه.
  • 4:53 - 4:55
    وعلى خطى رؤيته المبدعة
  • 4:55 - 4:56
    علماء اليوم يبحثون
  • 4:56 - 4:59
    عن "تفاعل هابر" جديد في القرن الواحد والعشرين،
  • 4:59 - 5:01
    والذي سيصل إلى نفس مستوى المساعدة
  • 5:01 - 5:03
    ولكن بدون العواقب الخطيرة.
Title:
التفاعل الكيميائي الذي يطعم العالم - دانيال د. دوليك
Description:

كيف نجعل المحاصيل تنمو بالسرعة الكافية لإطعام المليارات على سطح الأرض؟
هذا ما يسمى بتفاعل "هابر" والذي يحول النتروجين في الهواء إلى أمونياك والذي يتحول بسهولة في التربة إلى النترات الذي تحتاجه النباتات لتعيش.
وعلى الرغم من أنها زادت مخزون الغذاء عالمياً إلا أن تفاعل "هابر" أدى إلى أشياء غير متوقعة في البيئة.

دانيال د.دوليك ينقب في الكيمياء وعواقب التفاعلات.

الدرس من تقديم: دانيال د.دوليك. تحريك: أوفيل داونهيل.

لمشاهدة الدرس كاملاً :
http://ed.ted.com/lessons/the-chemical-reaction-that-feeds-the-world-daniel-d-dulek
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:19

  • Retired user

    ترجمة موفقة، واصل على نفس النهج.

    ينبغي فقط الاهنتباه إلى استخدام الفواصل العربية بدل الانجليزية، وعدم استخدام المساحات قبل علامات الترقيم.

    تحياتي

  • Abd Al-Rahman Al-Azhurry

    شكراً على الملاحظات، سأحاول الالتزام بها.

Arabic subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.