آموختن علم و دانش بیشتر

مقدمه وبلاگ علم و دانش

تاریخ:دوشنبه 10 دی 1397-07:31

علم ، كلیدی كه تمام درها را می گشاید

دانش به معنای دانه ی اندیشه و دانشوری است که جای پاشیدن این دانه،در ذهن انسان است. هر داده دانشی, کلید رازی از چیستان های طبیعت است که پرده از روی پدیده پنهانی برمی دارد و ما را با پیوندی میان دو یا چند چیز آشنا می کند. برای نمونه، دانستن این نکته که آتش آب را گرم می کند و به جوش می آورد، دانه ای دانشی ست که در ذهن کسی که برای نخستین بار با آن آشنا می شود، کاشته می شود. این دانه اندک اندک در ذهن پرورش می یابد و بارور می شود و پیوندهای تازه ای میان آب و آتش آشکار می کند؛ این که با اتش می توان یخ را آب کرد و آب را بجوش آورد و میکروب ها و باکتری های آن را کشت و آن را بی خطر ساخت و نیز گوشت ها، میوه ها و سبزیجات سفت را در آن آب نرم کرد و یا پخت و هم با آب آتشناک، آلودگی ها را زدود و نیز فضای بسته ای را گرم کرد و با کاربرد آب و آتش، ماشین بخار ساخت و هزار و یک.......

 این گونه، دانش، ابزار پیروزی انسان برطبیعت می شود و سازگاری بیشتر او را با زیست بومش فراهم می کند. هر جا نیز که این زیست بوم سخت سری می کند و به نیازهای انسان گردن نمی نهد، وی آن را بازسازی و بازپردازی می نماید تا در راستای نیازهای خود شکل دهد.


     




تاریخچه مدل های اتمی(دموکریت تا شرودینگر)

تاریخ:چهارشنبه 3 آبان 1391-22:01


دموكریتوس

تاریخچهٔ تئوری اتمی به یونانی‌ های قرن ششم و به ویژه مکتب اتم‌ گرایی دموکریت بر می گردد. دموکریت نخستین کسی بود که از اتم سخن گفت و آن را جزو بخش ‌ناپذیری دانست که دنیا از آن ساخته شده ‌است. دموکریت از دوستان هیپوکریت بود ظاهراً در آتن زندگی می‌ کرده است. اما سقراط را درک نکردو افلاطون نیز در آثار خود نامی از او نبرده ‌است.


ارسطو چهار عنصر بنیادی کیهان را آب ، آتش ، خاک و هوا می ‌دانست به‌علاوهٔ عنصر پنجمی به نام اثیر که معتقد بود اجرام آسمانی از آن ساخته شده‌اند.



جی جی تامسون

مدل اتمی تامسون : (کیک کشمشی، مدل هندوانه ‌ای یا ژله میوه دار)

جوزف تامسون پس از کشف نخستین ذره ی زیر اتمی (الکترون) بی درنگ ساختاری برای اتم وی ویژگی اتم خود را چنین برشمرد :١. الکترون ها که ذره هایی با بار منفی هستند درون فضای کروی ابر گونه ای با بار الکتریکی مثبت پراکنده شده اند. ٢. اتم در مجموع خنثی است . بنابر این مقدار بار مثبت فضای کروی ابر گونه با مجموع بار منفی الکترون ها برابر است.٣. این ابر کروی مثبت جرمی ندارد و جرم اتم به تعداد الکترون های ان بستگی دارد .
٤. جرم زیاد اتم از وجود تعداد بسیار زیادی الکترون در ان ناشی می شود .


ارنست رادرفورد

• رادرفورد نتوانست تشکیل تابش های مواد پرتوزا را به کمک مدل اتمی تامسون توجیه کند .

از این رو در درستی مدل اتمی تامسون تردید کرد . وی در سال ١٩١٥ برای شناسایی دقیق تر ساختار اتم آزمایش جالبی را طراحی و اجرا کرد . او در این آزمایش ورقه ی نازکی از طلا را با ذره های آلفا بمباران کرد به امید ان که همه ی ذره های پرانرژی و سنگین آلفا که دارای بار مثبت نیز هستند با کمترین میزان انحراف از این ورقه ی نازک عبور کنند اما آزمایش نتایج دیگری داشت. رادرفورد از نتایج این آزمایش شگفت زده شد و گفت : بازگشت ذره های الفا با زاویه ای نزدیک به º١٨٠ واقعا باور نکردنی است. مانند این است که یک گلوله ی توپ را به سمت دستمال کاغذی پرتاب کنیم و آن گلوله به عقب برگردد و با ما بر خورد کند .

مدل اتمی رادرفورد ( مدل اتم هسته دار) :

دادرفورد با استفاده از نتایج آزمایش خود مدل دیگری برای اتم پیشنهاد کرد که مدل اتم هسته دار نامیده شد .در این مدل برای اتم یک هسته ی بسیار کوچک در نظر می گیریم که : اولا ً جرم اتم در ان متمرکز شده است. ثانیا ً دارای بار مثبت است محل تجمع بار های مثبت است بیشتر حجم اتم را فضای خالی پر کرده است که الکترون ها در این فضا می چرخند . رادر فورد مدل فوق را با استفاده از مشاهدات و نتیجه گیری های زیر پیشنهاد کرد :

مشاهدات :

١. بیشتر ذره های الفا بدون انحراف و در مسیر مستقیم از ورقه ی نازک طلا عبور کردند .
٢. تعداد زیادی از ذره های الفا با زاویه ی اندکی از مسیر اولیه منحرف شدند .
٣. تعداد بسیار اندکی از ذره ها ی الفا ( حدود یک از بیست هزار ) با زاویه ای بیش از 90 درجه از مسیراولیه منحرف شدند .

نتیجه گیریها :

١. الف - بیشتر حجم اتم را فضای خالی تشکیل می دهد .
٢. ب - یک میدان الکتریکی قوی در اتم وجود دارد .
٣. ج - اتم طلا هسته ای بسیار کوچک با جرم بسیار زیاد دارد .

دیگر ذره های سازندهی اتم :

آزمایش بعدی رادرفورد وهمکارانش از دیگر اسرار اتم پرده برداشت و در سال ١٩١٩ دومین ذره ی سازنده ی اتم نیزشناسایی شد.این ذره پروتون نام گرفت . پروتون ذره ای با بار نسبی ١+( بزرگی بار الکتریکی ان با بار الکترون برابر است) است وجرمی ١٨٣٧بار سنگین تر از جرم الکترون دارد .

یک سال بعد رادرفورد از وجود ذره ی دیگری در اتم سخن به میان اورد . وی گفت : « پروتون ها تنها ذره ی سازنده ی هسته نیستند بلکه آزمایش های من نشان می دهد که در هسته ی اتم باید ذره ی دیگری وجود داشته باشد که بار الکتریکی ندارد ولی جرم آن با جرم پروتون برابر است . »

رادرفورد دوازده سال بر این نکته تأ کید کرد ولی در جامعه ی علمی آن روز کسی گفته ی او را بدون ارایه ی شواهد آزمایشگاهی پذیرا نبود. سرانجام در سال ١٩٣٢یکی از دانشجویان پرتلاش وبا ذکاوت او که جیمز چادویک نام داشت با طراحی ازمایشی هوشمندانه وجود این ذره ی خنثی را در اتم با اثبات رسانید. آزمایش چادویک ازاین قرار بود که : او ذرات الفا را به اتم های بریلیم (Be) تاباند و در اثر واکنش هسته ای انجام شده کربن (C) ونوترون به دست امد . وی نام این ذره ی جدید را نوترون نام نهاد .



مدل اتمی بور( مدل سیاره ای ) :

وجود طیف نشری برای اتم ها را نمی توان با استفاده از مدل رادرفورد توجیه نمود چون براساس مدل رادرفورد باید طیف اتم ها پیوسته باشد در حالیکه اتم های هیدروژن طیف نشری خطی را ارئه داده بود .

وجود ارتباط با معنا میان الگوی ثابت طیف نشری خطی اتم هیدروژن و ساختار اتم های آن ذهن دانشمندان بسیاری را به خود مشغول ساخت. در سال ١٩١٣ نیلز بور دانشمند دانمارکی در راه کشف این رابطه مدل اتمی رادرفورد را برای توجیه این ارتباط نارسا دانست و مدل تازه ای برای اتم هیدروژن پیش نهاد کرد . او این مدل را با فرضیات زیر ارائه کرد :

١. الکترون در اتم هیدروژن در مسیری دایره ای شکل به دور هسته گرئش می کند .
٢. انرژی این الکترون با فاصله ی آن از هسته رابطه ای مستقیم دارد .
٣. این الکترون فقط می تواند در فاصله های معین و ثابتی پیرامون هسته گردش کند. در واقع الکترون تنها مجاز است که مقادر معینی انرژی را بپذیرد . ٤. این الکترون معمولا ً در پایین ترین تراز انرژی ممکن ( نزدیک ترین مدار به هسته ) قرار دارد . به این تراز انرژی حالت پایه می گویند . ٥. با دادن مقدار معین انرژی به این الکترون می توان ان را قادر ساخت که از حالت پایه (ترازی با انرژی کمتر) به حالت برانگیخته ( ترازی با انرژی بالا تر) انتقال پیدا کند.
٦. الکترون در حالت برانگیخته ناپایدار است از این رو همان مقدار انرژی را که پیش از این گرفته بود از دست می دهد و به حالت پایه باز می گردد. از انجا که برای الکترون نشر نور مناسب ترین شیوه برای از دست دادن انرژی است از این رو الکترون برانگیخته به هنگام بازگشت به حالت پایه انرژی اضافی خود را که در واقع تفاوت انرژی میان دو تراز انرژی یاد شده است از طریق انتشار نوری با طول موج معینی از دست می دهد .

نتایجی که از مدل بور بدست می آید :

الف. هر چه از هسته فاصله می گیریم انرژی الکترون افزایش پیدا می کند. ب. برای هر یک از این ترازها ی انرژی یک عدد کوانتومی اصلی در نظر می گیریم که با نماد (n) نشان می دهیم. پایدار ترین تراز الکترونی ( نزدیک به هسته) n=1 است .

بور با کوانتیده در نظر گرفتن ترازهای انرژی یا به عبارت دیگر کوانتومی در نظر گرفتن مبادله ی انرژی هنگام جابه جایی میان ترازهای یاد شده توانست با موفقیت طیف نشری خطی هیدروژن را توجیه کند .



اروین شرودینگر

مدل کوانتومی اتم ( با تأکید بر خصلت موجی) :

در سال ١٩٢٦ اروین شرودینگر فیزیکدان مشهور اتریشی بر مبنای رفتار دو گانه ی الکترون و با تأکید بر رفتار موجی ان مدلی برای اتم پیشنهاد داد . وی در این مدل به جای محدود کردن الکترون به یک مدار دایره ای شکل از حضور الکترون در فضایی سه بعدی به نام اوربیتال سخن به میان اورد . او پس از انجام محاسبات بسیار پیچیده ی ریاضی نتیجه گرفت همان گونه که برای مشخص کردن موقعیت یک جسم در فضا به سه عدد ( طول وعرض و ارتفاع ) نیاز است برای مشخص کردن هر یک ازاوربیتال های یک اتم نیز به چنین داده هایی نیاز داریم . شرودینگر به این منظور از سه عدد n وl و ml استفاده کرد که عددهای کوانتومی خوانده می شوند .

n که عدد کوانتومی اصلی گفته می شود ، همان عددی است که بور برای مشخص کردن ترازهای انرژی در مدل خود به کار برده بود. در مدل کوانتومی به جای ترازهای انرژی از واژه ی لایه های الکترونی استفاده می شود و n سطح انرژی را معین می کند . n=1 پایدار ترین لایه ی الکترونی را نشان می دهد و هر چه n بالاتر رود سطح انرژی لایه ی الکترونی افزایش می یابد. پیرامون هسته ی اتم حداکثر هفت لایه ی الکترونی مشاهده شده است .

شباهت مدل بور و مدل کوانتومی اتم :

مدل بور و مدل کوانتومی اتم هر دو انرژی الکترون را کوانتومی در نظر گرفته اند . تفاوت های مدل بور و مدل کوانتومی اتم :


١. در مدل بور تنها یک عدد کوانتومی برای معرفی الکترون در نظر گرفته شد در حالی که در مدل کوانتومی چهار عدد کوانتومی به الکترون نسبت داده شد . ٢. در مدل بور برای الکترون مسیر مشخص شده در حالی که در مدل کوانتومی تنها صحبت از احتمال حضور الکترون در یک فضا در اطراف هسته ی اتم است .٣. در مدل بور برای اتم مسیرهای دایره ای شکل به نام تراز انرژی به دور هسته تصور شد در حالیکه در مدل کوانتومی صحبت از یک فضا برای حرکت الکترون به نام سطح انرژی است .
نظریه ‌های دالتون نارسایی‌ها و ایرادهایی دارد و اما آغازی مهم بود. مواردی که نظریهٔ دالتون نمی‌ توانست توجیه کند:

پدیدهٔ برقکافت (الکترولیز) و نتایج مربوط به آن
• پیوند یونی - فرق یون با اتم خنثی
• پرتو کاتدی
• پرتوزایی و واکنش‌ های هسته ‌ای
• مفهوم ظرفیت در عناصر گوناگون
• پدیدهٔ ایزوتوپی

قسمت اول نظریهٔ دالتون تأیید فیلسوف یونانی (دموکریت) بود.

نظریهٔ دالتون از سه قسمت اصلی ( قانون بقای جرم - قانون نسبت‌ها معین - قانون نسبت‌ های چندگانه ) می ‌باشد. مطالعهٔ اتم ‌ها و ذرات ریزتر فقط به صورت غیرمستقیم و از روی رفتار (خواص) امکان پذیر است. اولین ذرهٔ زیراتمی شناخته شده الکترون است.
مواردی که به کشف و شناخت الکترون منجر شد :

• الکتریسیتهٔ ساکن یا مالشی
• پدیدهٔ الکترولیز (برقکافت)
• پرتو کاتدی
• پدیدهٔ پرتوزایی



نوع مطلب : ساختار اتم(شیمی) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

تعیین مقدار اکسیژن محلول (DO)

تاریخ:پنجشنبه 27 مهر 1391-21:06

تعیین مقدار اکسیژن محلول (DO)
تمام موجودات زنده برای انجام متابولیسم و تهیه انرژی جهت رشد و تولید مثل نیاز به اکسیژن به فرمهای مختلف دارند.

تمام موجودات زنده برای انجام متابولیسم و تهیه انرژی جهت رشد و تولید مثل نیاز به اکسیژن به فرمهای مختلف دارند.

● مقدمه:

تمام موجودات زنده برای انجام متابولیسم و تهیه انرژی جهت رشد و تولید مثل نیاز به اکسیژن به فرمهای مختلف دارند. واکنشهای هوازی دارای اهمیت خاصی بوده زیرا به اکسیژن آزاد نیاز دارند. تمام گازخای موجود در هوا به مقدارهای مختلف در آب محلولند. نیتروژن و اکسیژن بعلت حلالیت کم در آب مورد توجه می‌باشند. زیرا با آب فعل و انفعال شیمیائی انجام نداده و حلالیت آنها مستقیماً به فشار جزئی آنها بستگی دارد. حلالیت اکسیژن دردرجه حرارتهای مختلف آب متفاوت است. مقدار حلالیت اکسیژن اتمفسر در آب نسبتاً خالص از ۶/۱۴ میلیگرم در لیتر در صفر درجه سانتیگراد تا ۷ میلیگرم در لیتر در ۳۵ درجه سانتیگراد تحت فشار ۱ اتمسفر متفاوت است. اکسیژن به مقدار کم در آب محلول بوده و حلالیت آن با فشار اتمسفر و درجه حرارت متغیر است. کمبود حلالیت اکسیژن در آب یکی از فاکتورهای اصلی است که ظرفیت تصفیه طبیعی آب را کاهش می‌دهد. لذا تصفیه فاضلابها قبل از ورود به رودخانه‌ها ضروری می‌گردد. اکسیژن محلول رودخانه‌ها نیز می‌توان آلودگی آنها را کنترل نمود. اکسیژن فاکتور مهمی در ایجاد خورندگی آهن و فولاد بخصوص در سیستمهای توزیع آب و بویلرها می‌باشد. لذا تعیین مقدار اکسیژن محلول برای کنترل خورندگی آب به کار می‌رود.

● اساس روش اندازه‌گیری:

معمولی‌ترین روش تعیین اکسیژن محلول بر اساس آزاد کردن ید توسط اکسیژن محلول می‌باشد. ید آزاد شده عموماً توسط یک محلول احیاءکننده مانند تیوسولفات سدیم اندازه‌گیری می‌شود. چسب نشاسته خاتمه عمل را نشان می‌دهد. نشاسته ید آزاد شده را جذب نموده و رنگ آبی ایجاد می‌کند و هنگامیکه تمامی ید احیاء گردید محلول بیرنگ می‌شود.

روش و نیکلر یا یدومتری روش استانداردی برای تعیین اکسیژن محلول می‌باشد. این روش بر اساس اکسیداسیون Mn۲+ به ظرفیت بالاتر (Mn۴+) در محیط قلیائی توسط اکسیژن می‌باشد. منگنز با ظرفیت چهار یون ید را در محیط اسیدی به ید آزاد اکسیده می‌کند و مقدار ید آزاد شده که برابر با اکسیژن محلول می‌باشد توسط تیتزاسیون با تیوسولفات استاندارد اندازه‌‌گیری می‌شود.

در این روش وجود بعضی از مواد مانند نیتویتها و آهن سه ظرفیتی قابلیت اکسیدکنندگی I- را به I۲ دارند. و نتیجه آزمایش را زیاد نشان می‌دهد. و بر عکس مواد احیاء کننده مانند S۲-, So۳۲-, Fe۲+ ید را احیاء کرده و به I- تبدیل می‌کنند و نتیجه آزمایش را کمتر از حد واقعی نشان می‌دهد. بنابراین روش تصحیح نشده چنانکه اکسیژن در محیط وجود نداشته باشد با افزایش سولفات منگنز و معرف یدور قلیائی (NaOH, KI) رسوب سفید رنگ ۲Mn(OH) تشکیل می‌گردد.


Mn۲+ + ۲OH- Mn(OH)۲

● رسوب سفید رنگ

اگر در محیط اکسیژن موجود باشد مقداری از Mn۲+ به ظرفیت بالاتر اکسیده شده و رسوب قهوه‌ای رنگ Mno۲ ظاهر می‌گردد.


Mn(OH)۲ + ½ O۲ Mno۲ + H۲O

● رسوب قهوه‌ای رنگ

اکسیداسیون Mn۲+ به Mno۲ به آهستگی انجام می‌گیرد بدین منظور محلول تکان داده می‌شود تا تمام اکسیژن محلول به صورت ترکیب درآید. حرکت دادن محلول برای مدت حداقل ۲۰ ثانیه لازم است در صورتیکه آب مورد آزمایش شور باشد. زمان تماس بایستی به مراتب طولانی‌تر باشد. پس از حرکت دادن، نمونه را برای ترکیب کامل اکسیژن در جائی ساکن گذاشته و پس از مدتی به آن اسید سولفوریک اضافه می‌کنند. در محیط اسیدی Mno۲ یون I- را اکسید کرده و ید آزاد می‌کند. برای انجام واکنش بطور کامل بایستی درب بطری را بست و برای حداقل ۱۰ ثانیه آن را حرکت داد تا ید به طور یکسان در تمام محلول پخش گردد. ید حاصله را با تیوسولفات سدیم استاندارد تیتر می‌کنند.


Mno۲ + ۲ I- + ۴H+ Mn۲+ + I۲ + ۲H۲O

I۲ + ۲ Na۲S۲o۳ Na۲S۴O۶ + ۲ NaI


همانطور که اشاره شد یون نیتریت یکی از مواد مزاحم در تعیین اکسیژن محلول مب‌باشد. یون نیتریت Mn۲+ را اکسیده نمی‌کند ولی ‌I- را در محیط اسیدی به I۲ اکسید می‌نماید. لذا اگر نیتریت در محیط وجود داشته باشد تشخیص نقطه پایانی مشکل خواهد بود. زیرا به محض اینکه رنگ آبی معرف نشاسته و ید محو می‌گردد نیتریتها مقداری از I- را به I۲ اکسید کرده و رنگ آبی دوباره ظاهر می‌گردد. برای حذف دخالت نیتریتها از آز ید سدیم (Nan۳) استفاده می‌شود.


NaN۳ + ۹H+ ۳NH۳ + Na+ + NH۳ + NO۲- + H+ N۲ + N۲O + H۲O

HN۳ + NO۲- + H+ N۲ + N۲O + H۲O


بدین طریق دخالت نیتریتها می‌گردد.

● معرفهای لازم:

محلول سولفات منگنز: مقدار ۴۸۰ گرمMnSO۴.۴H۲۰ یا ۴۰۰ گرم MnSO۴. ۲H۲O و یا ۳۶۴ گرم MnSO۴.H۲O را در آب مقطر حل کرده و حجم آن را به یک لیتر برسانید.

معرف یدور و آز ید قلیائی: مقدار ۵۰۰ گرم از NaOH را با ۱۵۰ گرم یدور پتاسیم در آب مقطر حل کرده و حجم آن را به یک لیتر برسانید. به آن مقدار ۱۰ گرم آز ید سدیم که در ۴۰ سی سی آب مقطر حل شده اضافه کنید.

- اسید سولفوریک غلیظ

- نشاسته: ۲ گرم نشاسته و ۲/۰ گرم اسید سالیسیلیک را در ۱۰۰ سی سی آب مقطر گرم حل کنید.

- سدیم تیوسولفات استاندارد M ۰۲۵/۰: ۲۰۵/۶ گرم از Na۲S۲O۳. ۵H۲O را در آب مقطر جوشیده سرد شده حل کرده به آن ۴/۰ گرم سود افزوده و در بالن ژوژه یک لیتری به حجم برسانید. این محلول را در مقابل محلول استاندارد ۰۲۵/۰ نرمال بیکرمات پتاسیم و یا بی یدات پتاسیم استاندارد کنید.

● روش کار:

به نمونه مورد آزمایش که در بطریهای ۲۵۰ سی‌سی یا ۳۰۰ سی‌ سی جمع‌آوری شده مقدار ۱ سی سی محلول سولفات منگنز و ۱ سی سی معرف یدور و آزید قلیائی اضافه کنید. سپس درب بطری را با دقت بسته چندین بار آن را تکان داده تا رسوب هیدروکسید منگنز ظاهر گردد. بعد از ته‌نشین شدن رسوب مقدار ۱ سی سی اسید سولفوریک غلیظ به آن افزوده و آن را مخلوط کنید تا رسوب بطور کامل حل شود، ۲۰۰ سی سی از محلول فوق را در یک ارلن ریخته و با تیوسولفات N ۰۲۵/۰ تا رنگ زرد کم رنگ تیتر کنید. سپس چند قطره چسب نشاسته به آن افزوده و تیتراسیون را تا بی رنگ شدن محلول ادامه دهید. حجم تیوسولفات مصرفی را یادداشت کنید. با استفاده از معادله‌های واکنش مقدار اکسیژن محلول نمونه را بر حسب میلیگرم در لیتر محاسبه کنید.



نوع مطلب : محلول ها(شیمی) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

محلول ها

تاریخ:پنجشنبه 27 مهر 1391-21:01

محلول ها

محلول ها

محلول ها به شکل مخلوطی همگن از دو یا چند ماده ی شیمیایی، بیان می شوند. حالت ماده ی یک محلول ممکن است جامد، مایع و یا گاز باشد. برای مثال، حل شدن نمک معمولی در آب ( محلول مایع )، هوا ( محلول گازی )، آلیاژها ( محلول جامد ) و غیره. اجزای یک محلول ممکن است به صورت زیر طبقه بندی گردد:

- ماده ی حل شده

- حلال

در واقع مخلوطی از ماده ی حل شده و حلال را محلول می نامند.

تفاوت بین ماده ی حل شده و حلال:

محلول ها

ماده ی حل شده:

- به نسبت کمتر در محلول حضور دارد.

- محلول در این جا ممکن است به شکل حالت ماده ی حل شده باشد.

- دارای فاز پراکنده است.

حلال:

- در محلول به نسبت بیشتری حضور دارد.

- محلول درست به صورت حالت حلال نیز تشکیل خواهد شد.

- در فضای اطراف ماده ی حل شده وجود دارد.

محلول های آبی و محلول های غیر آبی:

محلول ها

محلول های آبی:

محلول هایی که در آن ها آب به عنوان حلال در نظر گرفته می شود، محلول های آبی نامیده می شوند. برای مثال: شکر در آب، کربن دی اکسید در آب و غیره.

محلول های غیر آبی:

محلول هایی که حلال آن ها حلالی به غیر از آب می باشد، محلول های غیر آبی می نامند. حلال هایی مثل اتان، بنزن، نفت، کربن تتراکلرید و غیره. برای مثال: محلول گوگرد در کربن دی سولفید، محلول نفتالن در بنزن و غیره.

محلول های غلیظ و محلول های رقیق:

محلول ها

در مقایسه ی بین دو محلول ممکن است مقدار ماده ی حل شده به طور نسبی بیشتر و یا کمتر باشد. محلولی که دارای نسبت بیشتری از ماده ی حل شده می باشد، غلیظ تر از محلولی است که دارای نسبت کمتری از همان ماده ی حل شده است. در این شرایط اگر نسبت ماده ی حل شده در محلول کمتر باشد به صورت محلول رقیق تعریف می گردد. غلظت یک محلول به عنوان مقدار ماده ی حل شده در یک مقدار معین ( جرم و یا حجم معین ) از حلال تعریف می گردد.

محلول های اشباع و غیر اشباع:

محلول ها

محلول های اشباع:

محلولی که در آن بیشترین مقدار ماده ی حل شده می تواند تا یک دمای معینی حل شود، به عنوان محلول اشباع در نظر گرفته می شود.

محلول های غیر اشباع:

محلولی را که در آن مقدار ماده ی حل شده تا یک دمای معینی کمتر از مقدار بیشینه است، به عنوان محلول غیر اشباع می نامند.

حلالیت ماده ی حل شده:

محلول ها

حلالیت به صورت تعداد گرم های ماده ی حل شده که در 100 گرم از حلال برای تشکیل محلول اشباع در دما و فشار معین حل می شود، تعریف می گردد.

100 x (وزن حلال در محلول اشباع / وزن ماده ی حل شده در محلول اشباع)= حلالیت

جهت یادگیری بیشتر آزمایش زیر را انجام دهید.

دستورالعمل:

با کلیک بر روی close - up view می توان مشاهده کرد که زمانی که ترکیبات یونی در آب حل می شوند، مولکول های آب در اطراف یون ها پراکنده می شوند و یون ها را احاطه می کنند.

محلول ها

توجه داشته باشید که پایانه های مثبت مولکول های آب در مقابل یون های منفی و پایانه های منفی مولکول های آب با یون های مثبت مواجه می شوند.

محلول ها

سپس با کلیک روی back به ابتدای آزمایش برمی گردیم. با کلیک روی Solution، حل شدن ترکیبات یونی در آب و محلول ایجاد شده را مشاهده می کنیم.

با کلیک روی Play again حمله ی مولکول های آب را به سمت ترکیبات یونی و تجزیه ی ترکیب را به یون های منفی و مثبت مورد بررسی قرار می دهیم.



نوع مطلب : محلول ها(شیمی) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

فرایند پلیمریزاسیون

تاریخ:پنجشنبه 27 مهر 1391-15:38

دید کلی

اصولا هر کسی که سر رشته‌ای از شیمی دارد، فرق بین یک جسم ساده اورگانیک مانند بنزن و ... و یک جسم پلیمری را می‌داند. اولین و عمده‌ترین فرقی که بین این دو نوع ماده وجود دارد، جرم مولکولی آنهاست. پلیمرها جرم مولکولی بسیار بالا از 10000 تا چندین میلیون دارند. پس جرم مولکولی ، شاخص تمایز بین جسم ساده اورگانیک و اجسام پلیمری است.

تصویر

انواع پلیمرها

پلیمرها را به سه گروه عمده تقسیم می‌کنند:


  • بیوپلیمرها یا پلیمرهای طبیعی مانند سلولز ، نشاسته ، پروتئینها و ...

  • پلیمرهای معدنی مانند الماس ، گرافیت ، اکثر اکسیدهای فلزی و ...

  • پلیمرهای سنتزی پلیمرهایی هستند که منشا آنها عموما مونومرهایی از نفت خام و قطران زغال سنگ است و ما با انجام فرآیندهایی ، پلیمرهای بسیار مفید می‌سازیم که امروزه زندگی بدون آنها ممکن نیست. با این فرایندها بطور کلی آشنا می‌شویم.

پلیمریزاسیون افزایشی

در این نوع پلیمریزاسیون ، از ترکیباتی که بند دوگانه (C ═ C) دارند، پلیمر می‌سازند. مثل تولید پلی اتیلن از اتیلن.

پلی اتیلن

C2H4 → (─ C2H4 ─)n

در این واکنش ، اتیلن در اثر حرارت به پلی اتیلن تبدیل می‌شود. جرم مولکولی پلی اتیلن بین 1000 تا 20000 می‌تواند متفاوت باشد. یعنی بر حسب شرایط ، درجه پلیمریزاسیون یعنی همان n مولکول پلیمر را می‌توان کم یا زیاد کرد.

آکریلان

n(CH2 ─ CHCN) → (─ CH2 ─ CHCN─)n

این پلیمر نیز از مشتقات اتیلن است. مونومر این پلیمر ، سیانید ونیل (آکریکونیتریل) است.

PVC

CH2 ═ CHCl → (─ CH2 ─ CHCl)n

پلی وینیل کلراید یا PVC نیز از پلیمریزاسیون کلرید وینیل CH2 ═ CHCl بوجود می‌آید.

کائوچو

کائوچو بر دو نوع است:


  • کائوچوی طبیعی:

    کائوچوی طبیعی که از شیره درختی به نام Hevea بدست می‌آید، از پلیمریزاسیون هیدروکربنی به نام 2- متیل -3 , 1- بوتادین معروف به ایزوپرن به فرمول CH2 ═ C (CH3) ─ CH ─ CH2 بوجود می‌آید:

CH2 ═ C (CH3) ─ CH ─ CH2 → (─ CH2 ─ C CH3 ═ CH ─ CH3)n

  • کائوچوی مصنوعی:

    چون در فرمول ساختمانی کائوچوی طبیعی پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با
    گوگرد حرارت دهیم، این مونومرها پیوند پی خود را باز می‌کنند و با ظرفیتهای آزاد شده ، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به لاستیک تبدیل می‌گردد. حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا ولکانیزاسیون (Vulcanization) می‌نامند و بهمین دلیل لاستیک حاصل را نیز کائوچوی ولکانیزه گویند.

    چند نوع کائوچوی مصنوعی نیز ساخته‌اند که از موادی مانند 1,3- بوتادین و جسمی به نام 2- کلرو 3 , 1- بوتادین معروف به
    کلروپرن به فرمول CH2 ═ CHCl ─ CH ═ CH2 و جسم دیگری به فرمول CH2 ─ C(CH3) ─ C(CH3) ═ CH2 به نام 3 , 2- دی متیل – 3 , 1- بوتادین به تنهایی یا مخلوط درست شده‌اند.

    کلروپرن بسهولت پلیمریزه شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام نئوپرن تبدیل می‌شود.

تصویر

پلیمریزاسیون تراکمی

اگر در یک پلیمریزاسیون ، بر اثر واکنش مونومرها با هم ، مولکولهای کوچکی مثل H2O و NH3 و ... خارج شوند، این نوع پلیمریزاسیون را تراکمی می‌نامند. مثل پلمیریزاسیون گلوکز در تولید نشاسته و سلولز که منجر به خارج شدن آب می‌گردد و یا مثل بوجود آمدن نایلون که مانند مواد پروتئینی یک پلی آمید است و پلیمر شدن یک آمین دو ظرفیتی به نام هگزا متیلن دی آمین به فرمول NH2 ─ (CH2)6 ─ NH2با یک اسید دو ظرفیتی به نام اسید آدیپیک HOOC ─ (CH2)4 ─ COOH بوجود می‌آید. در این عمل ، عامل OH_ اسید از دو طرف با هیدروژن گروه آمین NH2_ تشکیل آب داده و خارج می‌شوند و باقیمانده‌های مولکولهای آنها با هم ، زنجیر پلیمر را بوجود می‌آورند. به شکل زیر:


... + NH2 ─ (CH2)4 ─ NH2 ─ HOOC ─ (CH2 ─ COOH + ...

نایلون:


nH2O + (─ NH ─ (CH2)6 ─ N(H) ─ CO ─ (CH2)4 ─ CO ─)n

پلیمریزاسیون اشتراکی (کوپلیمریزاسیون)

اگر در عمل پلیمریزاسیون ، 2 مونومر مختلف با هم بطور مشترک پلیمر شوند و یک پلیمر را بوجود آورند، آن را کوپلیمر می‌نامند. مثلا یک نوع لاستیک وجود دارد، به نام بونا _ S که از پلیمریزاسیون دو جسم مختلف یکی به نام 3 , 1- بوتا دی‌ان CH2 ═ CH ─ CH ═ CH2 و دیگری به نام وینیل بنزن (استیرن) C6H5 CH ═ CH2 بوجود می‌آید که قسمتی از فرمول ساختمانی آن به شکل زیر است:


--CH2 ─ CH ═ CH ─ CH2 ─ CH(C6H5) ─ CH2--




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

شیمی پلیمر

تاریخ:پنجشنبه 27 مهر 1391-15:33


پلیمرها (بسپارها) یا ماکرومولکولها (درشت مولکولها) ، مولکولهای غول‌پیکری هستند که دست‌کم ، 100 برابر سنگین‌تر از مولکولهای کوچکی مانند آب یا متانول هستند.


تصویر

ریشه لغوی

واژه پلیمر از دو واژه یونانی Poly و Meros مشتق شده است و به معنی بسپار است.

مقدمه

بشر نخستین ، آموخته بود چگونه الیاف پروتئینی پشم و ابریشم و الیاف سلولزی پنبه و کتان را عمل آورد، رنگرزی کند و ببافد. بومیان جنوبی از لاستیک طبیعی ، برای ساختن اشیاء کشسان و پارچه‌های ضد آب استفاده می‌کردند. پلی کلروپرن ، نخستین لاستیک سنتزی است که در آمریکا تهیه شد و گسترش یافت. پلی بوتادین ، نخستین کائوچوی سنتزی است که آلمانی‌ها به نام بونا- اس به مقدار کافی تهیه کردند. بوتیل کائوچو ، یکی از چهار لاستیک سنتزی است که اکنون به مقدار بیشتری تهیه و مصرف می‌شود.

تاریخچه

نخستین لاستیک مصنوعی ، سلولوئید است که از نیترو سلولز و کافور توسط "پارکر" در سال 1865 تهیه شد. ولی در سال 1930، عمل پلیمریزاسیون و الکلاسیون کشف شد و در صنعت بکار گرفته شد. در این دوران ، آمونیاک برای تولید مواد منفجره ، تولوئن برای TNT و بوتادین و استیرن برای تولید لاستیک مصنوعی به مقدار زیادی از نفت تولید شد.

سیر تحولی

استات سلولز در سال 1894 توسط "بران دکرس" سنتز شد و در سال 1905 توسط "میلس" کامل شد. در سال 1900، "رم" ، پلیمریزاسیون ترکیبات آکریلیک را آغاز کرد و در سال 1901، "اسمیت" نخستین فتالات گلسیرین (یا فتالات گلسیریل) را تهیه کرد. در اواسط قرن بیستم در آلمان ، "اشتودینگر" ، قانون مهم ساختار مولکولهای بزرگ را وضع کرد. در سال 1934، کارخانه (ICI) موفق به تهیه مولکولهای بزرگ پلی اتیلن شد.

"دوپن" بطور منظم در زمینه تراکم مواد بررسیهایی انجام دارد که در نتیجه ، به تهیه پلی آمیدها یعنی الیاف
نایلون نایل شد و الیاف پلی آمید را از کاپرولاکتام تهیه کرد که به الیاف پرلون شهرت یافت.

نقش و تاثیر پلیمرها در زندگی

کاغذ ، چوب ، نایلون ، الیاف پلی استر ، ظروف ملامین ، الیاف پلی اتیلن ، اندود تفلون ظروف آشپزی ، نشاسته ، گوشت ، مو ، پشم ، ابریشم ، لاستیک اتومبیل و... ، ماکرومولکولهایی هستند که روزانه با آنها برخورد می‌کنیم.
تصویر

مفاهیم مرتبط با شیمی پلیمر

در مورد پلیمرها با مفاهیمی همچون خواص فیزیکی و مکانیکی ، مکانیسم پلیمر شدن ، فرآورش پلیمرها روبرو هستیم.

خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها

در بر گیرنده مفاهیم زیر است:

مورفولوژی ، رئولوژی ،
انحلال پذیری ، وزن مولکولی ، روشهای آزمودن ، روشهای شناسایی.

مکانیسم پلیمری شدن

از سه طریق زیر است:

پلیمرشدن تراکمی ، پلیمرشدن افزایشی ، کوپلیمرشدن.

فرآورش پلیمرها

در برگیرنده مباحث زیر است:

پر کننده‌ها ، توان دهنده‌ها ، نرم سازها ، پایدار کننده‌ها، عمل آورنده‌ها ، رنگ‌ها و غیره.

شاخه‌های شیمی مرتبط با شیمی پلیمر

شیمی پلیمر با مباحث زیر در ارتباط است:


  • شیمی آلی
  • شیمی آلی فلزی
  • شیمی دارویی
  • پتروشیمی
  • صنایع نفت

چند کاربرد مهم پلیمرها

پلی آمید (نایلون)

برای تهیه الیاف ، طناب ، تسمه ، البسه ، پلاستیک صنعتی ، جایگزین فلز در ساخت غلتک یا تاقان ، بادامک ، دنده ، وسایل الکتریکی بکار می‌رود.

پلی استر

بصورت الیاف ، جهت تهیه انواع لباسها ، نخ لاستیک ، بصورت لایه برای تهیه نوار ضبط صوت و فیلم بکار می‌رود.
تصویر

پلی اتیلن (کم‌چگالی ، شاخه‌دار)

بصورت لایه ورقه در صنایع بسته بندی ، کیسه پلاستیکی ، الیاف پارچه بافتنی ، بسته‌بندی غذای منجمد ، پرده ، پوشش پلاستیکی ، عایق ، سیم و کابل ، بطری بکار می‌رود.

پلی استیرل

برای تهیه رزینهای تبادل یونی ، انواع کوپلیمرها ، رزینهای ABC ، مواد اسفنجی ، وسایل نوری ، وسایل خانگی ، اسباب بازی ، مبلمان بکار می‌رود.


داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

پلاستیک

تاریخ:پنجشنبه 27 مهر 1391-15:28

تاریخچه

اولین قدم در مورد صنعت پلاستیک ، توسط فردی به نام وایسا هیکات انجام گرفت که تلاش می‌کرد ماده‌ای بجای عاج فیل تهیه کند. چون عاج فیل بعنوان ماده‌ای سخت ، گرانقیمت و همینطور کمیاب کاربردهای فراوانی داشت. وی توانست نیترات سلولز را (که به غلط نیتروسلولز گفته می‌شود) از سلولز تهیه کند. پس نیترات سلولز اولین پلاستیک با منشا طبیعی است.
img/daneshnameh_up/7/7e/group.jpg

ویژگیهای مواد پلاستیکی

یک ویژگی مهم مواد پلاستیکی در صنعت ، فرآیند پذیر بودن یا Processible بودن آن است. اگر ماده‌ای قابل ذوب یا قابل حل باشد، در صنعت قابل استفاده است و گرنه نمی‌توان از آن استفاده صنعتی کرد. چون نمی‌توانیم آن را برای تهیه مواد بکار ببریم.

ویژگی سلولز و نیترات سلولز

سلولز نه قابل حل و نه قابل ذوب است و قبل از ذوب تجزیه می‌شود. پس فرآیند پذیر نیست. اما نیترات سلولز هم قابل حل و هم قابل ذوب است. یعنی وایسا هیکات ، سلولز فرآیند ناپذیر را به نیترات سلولز فرآیند پذیر تبدیل کرد.

ویژگی استات سلولز

نیترات سلولز ایراداتی دارد. از این رو تلاش برای جایگزین کردن یک پلاستیک دیگر به جای آن آغاز شد. در سال 1908 مایلز استات را تهیه کرد که هم مزیت نیتروسلولز را دارد و هم کارکردن با آن آسانتر است و خطرات کمتری دارد.

اولین پلاستیک سنتزی

اولین پلاستیک سنتزی ، رزین فنل- فرمالدئید بود که در تلاش برای ساخت مواد پلیمری کاملا سنتزی ، در سال 1907 لئو بلکند موفق شد از متراکم کردن فنل با فرمالدئید ، رزین فنل فرمالدئید را که بعدها تحت عنوان بالکیت (بعنوان محصول نهایی) نامیده شد، تولید کند. این رزین هم در محیطهای اسیدی و هم قلیایی قابل تهیه است.
محیط اسیدی نوالاک بالکیت
محیط بازی رزول رزیتول رزیت

فنوپلاستها

از متراکم شدن فنل با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی فنوپلاست یا رزین فنل-فرمالدئید حاصل می‌شود. ماکزیمم PH که در صنعت با آن کار می‌شود 8/5 است و برای ایجاد این PH البته در محیط بازی به محیط ، NH3 یا NaOH اضافه می‌شود. برای این که چسب نجاری حاصل شود، در انتهای مولکول ، باید گروه OH باشد. هر چه گروههای OH بیشتر باشد چسبندگی بیشتر خواهد بود. پس برای تولید چسب بهتر ، باید فرمالدئید اضافی برداریم. بهترین چسب آن است که گروه فرمالدئید آزاد داشته باشد.

img/daneshnameh_up/8/8e/Noutlet.gif

آمینوپلاستها

این پلاستیک‌ها از متراکم شدن اوره یا ملامین با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی بدست می‌آیند. دمای این واکنش باید بین 60 تا 80 درجه سانتیگراد باشد. چسب فنل فرمالدئید بعلت بدبویی در بازار نیست. ولی این چسب ، در بازار موجود است. ملامین یا 8 ، 4 ، 6 _ تری آمینو _ 1 ، 3 ، 5 _ تری آزید با فرمالدئید می‌تواند در محیط اسیدی یا بازی ، واکنش چند تراکمی انجام دهد و برحسب شرایط تنظیم واکنش ، پلیمر یک بعدی ایجاد کند.

وقتی که شرایط را با تنظیم PH در محیط اسیدی و دمای زیاد تغییر دهیم، پلیمر یک بعدی به سه بعدی تبدیل می‌شود و همراه با 20 درصد کائولن تبدیل به فرمیکال می‌شود که ماده استخوانی روی میزهای کابینت‌هاست که در خلا تحت
فشار بالا پرس می‌شود. حال اگر 40 - 30 درصد کربنات کلسیم اضافه کنیم، تبدیل به زیر سیگاری و مواد دیر اشتعال پذیر می‌شود که قیمت آن ، فوق‌العاده افت می‌کند. اما قدرت مکانیکی آن بالا می‌رود.

کلید و پریز برق بدون استثنا از این
ماده می‌باشد.

ترموپلاستها

پلیمرهایی هستند که در اثر فشار ، تغییر شکل می‌دهند و بعد از حذف نیروی خارجی ، این تغییر شکل همچنان ادامه می‌یابد و باقی می‌ماند. به عبارت دیگر ، خاصیت پلاستیسیتی دارند. این پلیمرها در اثر گرما بتدریج نرم می‌شوند و با افزایش دما به حالت فیزیکی جامد خود تبدیل می‌شوند. این خصلت ، کاربرد این پلیمرها را تضمین می‌کند یا بوجود می‌آورد. اگر ترموپلاستیکی را بصورت پودر یا حلقه‌های کوچک حرارت دهیم، ابتدا نرم و سپس مذاب و وسیکوز می‌شود و اگر آنها را قالب بگیریم، شکل قالب را به خود می‌گیرد.


داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

قطب نما

تاریخ:چهارشنبه 26 مهر 1391-21:02




قطب نما وسیله کوچکی است به اندازه ساعت جیبی و یا کمی بزرگتر و مانند آن دارای صفحه مدرج و عقربه است. صفحه مدرج آن از صفر تا 360 یا 400 گراد و یا 6400میلیم تقسیم بندی می‌شود.

img/daneshnameh_up/5/51/COMPASS.GIF

طرز کار قطب نما

عقربه قطب نما هنگام باز نمودن درب آن ، آزاد شده و حول محور خود می‌چرخد و سپس به علت نیروی مغناطیسی کره زمین همیشه در یک جهت معین که همان قطب شمال مغناطیسی است می‌استد و آن را به ما نشان می‌دهد. عقربه مذکور هیچگاه اشتباه نمی‌کند، مگر آنکه در نزدیکی اشیای آهنی یا فولادی و یا کابلی قرار گرفته باشد. بنابراین ، هنگام استفاده از قطب نما بایستی مطمئن شویم که از اشیای انحراف دهنده آن ، بطور کلی دور است.



تصویر

کاربردهای قطب نما

  • به کمک قطب نما می‌توانیم گرای مغناطیسی کلیه امتدادهای مورد نظر را اندازه گرفته و با در دست داشتن گرای مغناطیسی یک امتداد ، جهت یابی بکنیم.

  • در کشتیها و هواپیماها برای جهت یابی از آن استفاده می‌شود.

  • در صنایع نظامی کاربرد وسیعی دارد از جمله دیده‌بانها در مناطق عملیاتی به کمک آن جهت یابی می‌کنند.

  • در صنایع مخابرات ، کارهای پژوهشی و ساختمان قبله نماها بکار برده می‌شود.



تصویر

قطب نمای پیشرفته

قطب نماهای پیشرفته که بیشتر در صنایع مخابرات و امور نظامی بکار برده می‌شوند، مجهز به سلولهای شب نما می‌باشند که حتی در تاریکی شب عمل جهت نمایی را صورت دهند. این نوع قطب نماها در دوربینهای دو چشمی نظامی ، تانکها ، نفربرها و حتی در ساختمان برخی خودروهای پیشرفته نیز بکار می‌رود. از قطب نماهای پیشرفته در اندازه گیری طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی محل نیز استفاده می‌کنند که در نقشه خوانی ، پیاده سازی عملیات نظامی ، دیده بانی در مناطق جنگی و ... نقش تعیین کننده دارند.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

لامپ سدیم

تاریخ:چهارشنبه 26 مهر 1391-20:52

دید کلی

لامپهای سدیم به دو دسته معمولا تقسیم می‌شود: لامپ سدیم با فشار زیاد و لامپ سدیم با فشار کم. لامپ سدیم با فشار کم شامل یک لوله داخلی با دو الکترو د اصلی می‌باشد که در آن قوس الکتریکی ایجاد می‌شود با توجه به اینکه درجه حرارت این لوله زیاد و در حدود 270 درجه می‌باشد برای جلوگیری از اتلاف حرارتی از یک حباب خارجی استفاده می‌شود که در آن خلاء ایجاد شده و سطح داخلی ان با یک ماده منعکس کننده اشعه حرارتی مادون قرمز مثل اکسید انیدیوم پوشیده شده است. برای اینکه لوله داخلی که برای طول قوس الکتریکی بلند ساخته می‌شود جای زیادی را نگیرد. آن را به شکل u می‌سازند، با این عمل هم حجم لامپ کم می‌شود و هم از تلفات انرژی حرارتی جلو گیری می‌شود.



img/daneshnameh_up/6/63/Na-lamp-2.jpg

گاز داخل لامپ

ذرات سدیم که در درجه حرارت کمتر از 98 درجه سانتیگراد به صورت جامد می‌باشد، در داخل لوله تخلیه قرار دارد و نظر بر اینکه فشار تبخیر سدیم خیلی کم می‌باشد، لذا لازم است مقداری گاز خنثی جهت شروع یونیزاسیون و گرم کردن سدیم داخل لوله قرار دهند. بدین منظور از گاز نئون استفاده می‌شود و مقداری آرگون حدود یک در صد جهت پایین آوردن فشار استارت به گاز نئون افزوده می‌شود. برای اینکه لامپهای سدیم بهره کامل را داشته باشد، بایستی درجه حرارت 500 درجه فارنهایت باشد و چنانچه این مقدار تغییر پیدا کند ضریب بهره نوری به مقدار زیادی کاهش پیدا می‌کند. مدت زمانی که لازم است لامپ به صورت کامل روشن شود و نور نهایی خود را تولید کند بین 7 تا 15 دقیقه می‌باشد که بستگی به نوع لامپ دارد.

الکترودها

از رشته مارپیچ تنگستن درست شده است که روی آن مقداری اکسید فلز که دارای قدرت صدور الکترون بطور آسان می‌باشد قرار گرفته است.



img/daneshnameh_up/c/ca/Spectrum-hp-sodium.jpg

طیف نوری لامپ سدیم

در لامپهای سدیم با فشار کم حدود 99.5 درصد از تشعشعات مرئی در ناحیه زرد رنگ با طول موج 589 تا 589.6 نانو متر می‌باشد. در شروع کار (زمان استارت) نور قرمز تولید شده ناشی از تخلیه‌ای در گاز نئون می‌باشد که کم کم به نور زرد ناشی از بخار سدیم تبدیل می‌شود.

اتصال لامپ به شبکه

بطور کلی در لامپهای تخلیه پس از روشن شدن مقاومت گاز لامپ کاهش پیدا کرده و در نتیجه جریان لامپ افزایش پیدا می‌کند جهت کنترل و جلو گیری از افزایش جریان می‌توان از چوک (با لاست) یا ترانسفورماتور با پرا کندگی زیاد استفاده شود. اگناتور (یک استارت می‌باشد که با دو سر لامپ سدیم موازی بسته شده است و برای راه اندازی لامپ در لحظه اول مورد استفاده قرار می‌گیرد).



img/daneshnameh_up/9/94/scan1.gif

مزایا و موارد استعمال لامپ سدیم با فشار کم

  • نوری که لامپهای سدیم تولید می‌کنند زرد رنگ می‌باشد که چشم انسان بیشترین حساسیت را به آن دارد.
  • حشرات به نور آبی علاقه داشته و از نور زرد فرار می‌کنند به همین دلیل در تابستان حشرات به دور این لامپها جمع نمی‌شوند.
  • درخشندگی لامپ در حدود 10 استیلب می‌باشد لذا باعث چشم زدگی نمی‌شود.
  • در صورتی که به هر دلیل لامپ را خاموش کنیم می‌توان در سرعت کمتر از یک دقیقه آن را روشن کرد.
  • ضریب بهره نوری بالا و نور لامپ در تمام عمر لامپ تقریبا ثابت می‌باشد.

    این لامپها بیشتر د رخیابانها – جاده‌های اصلی – تقاطعها – راه آهنها – فرودگاهها و کارخانجات و در جاهایی که رنگ نور مطرح نیست و قدرت تمیز و تشخیص مورد نظر است مورد استفاده قرار می‌گیرد.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

کاتالیزور

تاریخ:دوشنبه 24 مهر 1391-15:27

کاتالیزور ماده ای است که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهد بدون آنکه خود در جریان واکنش مصرف شود.

ریشه لغوی

کاتالیزور از دو صفت کاتا و لیزور تشکیل شده است. در زبان یونانی "کاتا" به معنای پائین ، افتادن ، یا پائین افتادن است و "لیزور" به معنی قطعه قطعه کردن می‌باشد. در برخی زبانها کاتالیزور را به معنی گردهم آوردن اجسام دور از هم معرفی کرده اند.

تاریخچه

اولین گزارش استفاده از کاتالیزور ، مربوط به کریشف می‌باشد که با استفاده از یک اسید به عنوان کاتالیزور توانست نشاسته را به قند ، هیدرولیزکند. بعدها دیوی توانست واکنش اکسیداسیون هیدروژن را با اکسیژن در حضور کاتالیزورپلاتین انجام دهد که این واکنش یک واکنش گرما گیر است و در نتیجه هنگام انجام واکنش جرقه تولید می‌شد.

اولین کار در توضیح اینکه چرا یک واکنش کاتالیزوری انجام می‌گیرد و کاتالیزور چه نقشی دارد، توسط "فارادی" انجام شد. بیشترین بهره‌برداری از کاتالیزور در
جنگ جهانی بود.

انقلاب تکنولوژی اصلی در زمینه کاتالیزور مربوط به نیمه دوم قرن 20 یعنی بین سالهای1980 ـ 1950 می‌باشد.دهه 1960 ـ 1950 دهه ای است که با تولید کاتالیزورهای زیگر _ ناتا ترکیبات بسیار مهم و استراتژیک ساخته شد.

انواع کاتالیزور

کاتالیزور به دو نوع کاتالیزور مرغوب و نامرغوب تقسیم می‌شود:


  • کاتالیزور مرغوب: کاتالیزور مرغوب به کاتالیزوری گفته می‌شود که فقط اجازه تشکیل یک نوع محصول را بدهد.

  • کاتالیزور نامرغوب: اگر در حضور کاتالیزور محصولات متفاوتی امکان تشکیل داشته باشند کاتالیزور نامرغوب تلقی می‌شود.

چگونگی عمل کاتالیزور

تجربه نشان داده است که واکنش با کاتالیزور در دمای کمتری صورت می‌گیرد و همچنین کاتالیزور ، انرژی اکتیواسیون را پائین می‌آورد یا کاهش می‌دهد یا باعث می‌شود مولکولهای درشت به مولکولهای کوچکتر ، قطعه‌قطعه یا شکسته شوند.

کاتالیزور واکنش را می‌توان بدون تغییر در پایان واکنش بدست آورد. مثلا سرعت تجزیه KClO3 را با مقدار کمی MNO2 می‌توان فوق‌العاده زیاد کرد. در معادله‌ای که برای این تغییر نوشته می‌شود ، کاتالیزور را بالای پیکان می‌گذارند ، زیرا کاربرد آن در ا
ستوکیومتری کل واکنش اثری ندارد:


KClO3--------->2KCl+3O2

مکانیسم واکنش کاتالیزوردار

کاتالیزور نمی‌تواند موجب وقوع واکنش‌هایی شود که از نظر ترمودینامیک امکان وقوع ندارند. بعلاوه صرفا حضور کاتالیزور نیست که (احتمالا بعنوان یک بخش فعال‌کننده) موجب اثر بر سرعت واکنش می‌شود. در یک واکنش کاتالیزوردار ، کاتالیزور در یک مرحله عملا مصرف می‌شود و در مرحله بعدی بار دیگر تولید می‌گردد و این عمل بارها تکرار می‌گردد، بدون آنکه کاتالیزور دچار تغییر دائمی شود.

بنابراین کار کاتالیزور آن است که راه تازه ای برای پیشرفت واکنش می‌گشاید. بدین ترتیب مکانیسم کاتالیزوردار با یک واکنش بی‌کاتالیزور تفاوت دارد. انرژی فعال سازی راهی که واکنش به کمک کاتالیزور طی می‌کند، کمتر از انرژی فعال‌سازی راهی است که همان واکنش بدون کاتالیزور می‌پیماید (شکل 1)
img/daneshnameh_up/9/9f/nemoodar2.jpg

این واقعیتی است که علت سریعتر شدن واکنش را توجیه می‌کند. وقتی کاتالیزور بکار برده می‌شود، مولکولهای نسبتا بیشتری انرژی لازم برای یک برخورد موفق پیدا می‌کنند (شکل 2). بدین ترتیب عده کل برخوردهای موثر در واحد زمان، که موجب انجام واکنش می‌شوند، افزایش می‌یابد.

در شکل 1 به دو نکته دیگر نیز پی می‌بریم. نخست آنکه تغییرات انرژی برای واکنش کاتالیزوردار و واکنش بی‌کاتالیزور یکسان است. دیگر آنکه
انرژی فعال سازی واکنش معکوس نیز به هنگام استفاده از کاتالیزور کاهش می‌یابد و مقدار کاهش آن درست برابر کم شدن انرژی فعال سازی واکنش کاتالیزوردار اصلی است. این بدان معنی است که کاتالیزور بر یک واکنشی و واکنش معکوس آن اثر یکسان دارد. اگر یک کاتالیزور سرعت یک واکنش را دو برابر کند، همان کاتالیزور سرعت واکنش معکوس آن را نیز دو برابر خواهد کرد.

کاتالیزورهای طبیعی (آنزیم)

بسیاری از فرایندهای صنعتی به اعمالی بستگی دارند که با کاتالیزور صورت می‌گیرند. ولی کاتالیزورهایی که برای انسان مورد اهمیت بیشتری دارند، کاتالیزورهای طبیعی یعنی آنزیم‌ها هستند. این مواد فوق العاده پیچیده ، فرایندهای حیاتی مانند گوارش و سنتز سلولی را کاتالیز می‌کنند.

عده زیادی از واکنشهای شیمیایی پیچیده که در بدن صورت می‌گیرد و برای حیات ما ضرورت دارد، به علت اثر آنزیم‌ها در دمای پائین بدن امکان وقوع پیدا می‌کنند. هزاران آنزیم وجود دارند که هر یک وظیفه خاصی را انجام می‌دهند. تحقیق درباره ساختمان و عمل آنزیم‌ها ، نویدهای فراوانی درباره پیشرفت شناخت عامل بیماری و مکانیسم رشد می‌دهد.

img/daneshnameh_up/9/94/nemoodar1.jpg

کاتالیزور همگن و ناهمگن

در کاتالیزور همگنماده ای که بعنوان کاتالیزور کار می‌کند، با مواد واکنش‌دهنده در یک فازند، ولی در یک کاتالیزور ناهمگن یا کاتالیزور سطحی ، مواد واکنش‌دهنده و کاتالیزور در دو فاز مجزا کنار هم هستند و واکنش در سطح کاتالیزور صورت می‌گیرد.

کاتالیزور همگن

نمونه ای از کاتالیزور همگن در فاز گازی ، اثر کلر در تجزیه دی‌نیترون اکسید است. گاز دی‌نیترون اکسید ، در دمای اتاق ، گاز نسبتا بی‌اثری است، اما در دماهای نزدیک به صد درجه طبق معادله زیر تجزیه می شود.


(2N2O(g)--------->2N2(g)+O2(g

مطالعات سینتیک نشان می‌دهد که واکنش مذکور بر اثر برخورد بین دو ملکول کلر کاتالیز می‌شود.

کاتالیزور همگن در محلول نیز ممکن است صورت گیرد. بسیاری از واکنشها بوسیله
اسیدها و بازها کاتالیز می‌شوند. تجزیه هیدروژن پراکسید در حضور پون یدید کاتالیز می‌شود.

کاتالیزور ناهمگن

کاتالیزور ناهمگن عمدتا از طریق جذب سطحی شیمیایی مواد واکنش دهنده بر سطح کاتالیزور صورت می‌گیرد. جذب سطحی فرآیندی است که در جریان آن مولکولها به سطح جسمی جامد می‌چسبند. مثلا در ماسکهای گازی ، زغال به عنوان یک ماده جاذب برای گازهای زیان آور بکار می‌رود.

در جذب سطحی فیزیکی معمولی ، مولکولها ، بوسیله
نیروهای و اندروالسی به سطح ماده جاذب ، گیر می‌کنند. بنابراین مولکولهایی از گاز که جذب سطحی شده‌اند، تا همان حد تحت تاثیر قرار گرفته‌اند که گویی مایع شده باشند.

در جذب سطحی شیمیایی ، مولکولهای جذب شده ، با پیوندهایی که قابل مقایسه با پیوندهای شیمیایی است، به سطح ماده کاتالیزور نگه داشته می‌شوند. در فرایند تشکیل پیوند با ماده جاذب ، مولکولهایی که بطور شیمیایی جذب شده‌اند، دچار تغییر
آرایش الکترونی درونی می‌شوند. پیوندهای درون بعضی از مولکولهای کشیده و ضعیف و حتی پیوند بعضی از آنها شکسته می‌شوند.

مثلا هیدروژن بصورت اتمی بر سطح
پلاتین جذب می‌شود. بنابراین تعدادی از ملکولها که بطور شیمیایی جذب سطحی شده‌اند، به صورت کمپلکس فعال‌ شده یک واکنشی که در سطح کاتالیزور شده، عمل می‌کند.

مکانیسم جذب سطحی شیمیایی:

تاکنون مکانیسم دقیق جذب سطحی شیمیایی و کاتالیز سطح کاملا فهمیده نشده است، فقط فرضهایی قابل قبول برای مکانیسم چند واکنش خاصی مطرح شده است:


  • نظری دال بر اینکه نقصها یا بی‌نظمیهای شبکه در سطح کاتالیزور ، جای فعالی برای عمل کاتالیزور است، اولین فرضیه برای توضیح عمل تقویت کننده‌های کاتالیزورهای مناسب است. تقویت کننده ها موادی هستند که فعالیت کاتالیزور ها را زیاد می‌کنند. مثلا در سنتز آمونیاک

(N2(g)+3H2(g)----------->2NH3(g

اگر کاتالیزورآهن با مقدار کمی پتاسیم یا وانادیم آمیخته شده باشد، بیشتر موثر واقع می‌شود.

سموم کاتالیزور

سموم کاتالیزور موادی هستند که کاتالیزورها را از فعالیت باز می‌دارند. مثلا مقدار کمی آرسنیک توانایی پلاتین را که کاتالیزور تبدیل سولفور دی‌اکسید ،به سولفور تری‌اکسید است، از بین می‌برد.


(2SO2(g)----------->2SO2(g

احتمالا در این عمل بر سطح پلاتین ، پلاتینم ارسیند تشکیل می‌شود و فعالیت کاتالیزوری از میان می‌رود. جذب اتیلن ، کاتالیزور را موقتا مسموم می‌کند، درحالیکه جذب پلاتین ، کاتالیزور را بطور دائم مسموم می‌کند.

اختصاصی بودن فعالیت کاتالیزور

فعالیت کاتالیزورها عمدتا بسیار اختصاصی است. در پاره‌ای موارد ، کاتالیزور معین موجب سنتز نوعی محصولات خاص از بعضی مواد می‌شود، حال آنکه کاتالیزور دیگر موجب سنتز محصولات کاملا متفاوت دیگری از همان مواد می‌شود. البته در این موارد امکان وقوع هر دو واکنش از لحاظ ترمودینامیکی میسر است. مثلاکربن مونوکسید و هیدروژن بر هم اثر می‌کنند و بسته به شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مصرف شده ، محصولات بسیار متنوعی ایجاد می‌کنند.

اگر
کبالت یا نیکل بعنوان کاتالیزور بکاربرده شود، مخلوطی از هیدروکربنها بوجود می‌آورد. در این جا نیکل بعنوان یک کاتالیزور نامرغوب عمل می‌کند.


CO(g)+3H2(g)------------>CH4(g)+H2O

و اگر مخلوطی از روی و اکسید کرم بعنوان کاتالیزور مصرف شود، از واکنش متانول تولید می‌شود.


(CO(g)+2H2(g)------------>CH3OH(g

برای این واکنش ، نیکل یک کاتالیزور مرغوب است.کاتالیزور مرغوب کاتالیزوری است که انتخابی عمل کند.

غیر فعال شدن کاتالیزور

معمولا تمام کاتالیزورها دارای یک عمر معین هستند که پس از سپری شدن آن فعالیت موثر آنها کاهش می‌یابد که ممکن است بطور ناگهانی یا تدریجی باشد (افت فعالیت). در چنین مواقعی معمولا بسته به نوع و مکانیسم غیر فعال شدن ، باید کاتالیروز را بازیابی یا جایگزین کرد. در این مواقع باید تصمیم بگیریم که آن را تعویض یا احیا کنیم. تصمیم بر اساس مکانیسم های غیر فعال شدن است و مهمترین و متداولترین مکانیسم غیر فعال شدن عبارت است از:


  1. در کاتالیزورهای نفتی ، تجزیه هیدروکربن‌ها در دمای بالا موجب تشکیل لایه ضخیمی از کربن غیر فعال روی سطوح کاتالیزور می‌گردد که همین دوره باعث می‌شود که روی سایت کاتالیزور پوشیده و از کار می‌افتد.

  2. پدیده دوم مربوط به مسموم شدن کاتالیزور می‌باشد. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که ماده جذب شونده باعث تعییر آرایش کاتالیزور می‌شود. آرایش بلوری در فعالیت کاتالیزور نقش اساسی دارد. تغییر آرایش بلوری باعث غیر فعال شدن آن می‌شود. عواملی مانند سولفور این پدیده را ایجاد می‌کند.

  3. عامل سوم مربوط به وجود ناخالصیهای فلزی در سطح کاتالیزور می‌باشد. این ناخالصیها در مناطق فعال ، جذب و فعالیت کاتالیزور را کاهش می‌دهند.

  4. اورگانومتالیکهای فلزی معمولا به مقدار بسیار به عنوان کاتالیستها مورد استفاده قرار می‌گیرند. از تجزیه ناخواسته این کاتالیستها در دمای بالا اورگانومتالیکهای تیتانیم و وانادیم ایجاد شده، ضمن بلوکه کردن کانالهای کاتالیکی باعث کاهش فعالیت کاتالیزوری می‌شوند.

  5. معمولا ساختمان کاتالیزورها یک ساختمان متخلخل و پرزدار است. حفره‌ های میکرونی در روی کاتالیزور وجود دارد که شوکهای حرارتی باعث مسدود شدن این میکرو پرزها می‌گردد. بنابراین شوکهای حراراتی ممکن است فعالیت کاتالیزورها را کاهش دهد.

بازیابی کاتالیزور

  • کاتالیزور را می‌توان با عبور هوای گرم احیا کرد.

  • در مکانیسم های دیگر از وجود ناخالصیها که باعث مسموم شدن کاتالیزور می شود جلوگیری کرد.

طبقه بندی سیستم های کاتالیکی

عملکرد کاتالیزورها در دو فار هموژن و هتروژن انجام می‌گردد. فاز هموژن حالتی است که مواد واکنش‌دهنده و کاتالیزور در یک فاز قرار می‌گیرند. حال آنکه اگر عملکرد کاتالیزور و مواد واکنش‌دهنده در دو فاز مختلف باشد و مرز فیزیکی بین کاتالیزور و مواد واکنش‌دهنده وجود داشته باشد، چنین فازی را هتروژن می‌گویند.

کاتالیزورهای جامد

  1. جامد فلزی:

    مناسب واکنشهایی هستند که مواد واکنشی از هیدروژن و یا هیدرو کربن تشکیل شده‌اند. عمده کاتالیزورهای این دسته از عناصر واسطه تشکیل می‌گردد. مثل
    نقره ، پلاتین ، آهن و نیکل و پالادیم.

    معمولا ویژگی این فلزات و کاتالیزورها به گونه ای است که هم هیدروژن و هم هیدروکربن به راحتی در سطح این کاتالیزورها جذب می‌گردند. این کاتالیزورها برای واکنشهای هیدروژن و هیدروژن‌گیری مناسب است و برای واکنشهای اکسیداسیون مناسب نیست، چون احتمال اکسید شدن خود فلزات هم وجود دارد.

  2. کاتالیزورهای اکسید فلزی:

    اکسید روی ، اکسید نیکل ، اکسید منگنز ، اکسید کروم ، اکسید
    بیسموت ، اکسید مولیبدن. ویژگی این کاتالیزورها در این است که می‌توانند در واکنش ، اکسیژن مبادله کنند (یعنی می‌توانند اکسیژن را دوباره به حالت اول برگردانند).

  3. کاتالیزروهای اکسید فلزی _ عایق:

    اکسید منیزیم ، اکسید آلومینیم ، سیلیس. این کاتالیزورها بعنوان جاذبه الرطوبه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

  4. کاتالیزورهای زیگلر _ ناتا:

    در
    پلیمریزاسیون استفاده می‌شود. نسل جدیدی از کاتالیزورهای زیگلر _ ناتا در متالوسیون استفاده می‌شود.

عوامل موثر در فعالیت کاتالیزور

  • سطح کاتالیزور

  • قدرت و استحکام پیوند جذبی

راههای افزایش سطح کاتالیزور

  • پودر کردن یعنی افزایش سطح کاتالیزور بطریق فیزیکی

  • ایجاد خلل و فرج و کانالهای بسیار ظریف میکروسکوپی در بدنه کاتالیزور

  • نشاندن کاتالیزور روی بستری از آلومینا و زئولیت

  • متخلخل کردن کاتالیزور

کاربرد کاتالیزور

کاتالیزور در سه بخش به کار می رود:


  1. صنعت اتومبیل:

    در این بخش کاتالیزورها بصورت مستقیم و غیرمستقیم استفاده می‌شوند. در اگزوز اتومبیلها بستری از فلزات جامد مثل پلاتین روی پایه آلومینات قرار گرفته و هیدروکربنهای مضر مثل منوکسید کربن و غیره را جذب می‌کند.

  2. صنعت نفت و پالایش مواد نفتی:

    عمده ترین مصرف کاتالیزورها در صنعت نفت در دو پروسه
    کراکینگ (شکستن مولکولهای درشت به کوچک) و رفرمینگ (دوباره باز آرائی و ترکیب مولکولهایی برای تولید) می‌باشد.

    در صنعت نفت بیشتر کاتالیزورهای زیگلر _ ناتا، کاتالیزورهای فلزی و اورگانومتالیک مثل
    رودیوم استفاده می‌شود.

  3. تولید مواد شیمیایی



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

پروتون

تاریخ:پنجشنبه 20 مهر 1391-16:31

مقدمه

اتم هیدروژن در واقع حالت مقید یک الکترون و یک پروتون است. هسته اتمی عناصر دیگر از پروتونها و نوترونهایی تشکیل می‌شود که با برهمکنشی قوی در قید یکدیگرند. پروتونهای آزاد را می‌توان هم در پرتوهای کیهانی یافت و هم با شتاب دهنده‌های ذرات تولید کرد. در آزمایشهای ویلهلم وین در سال 1898 و آزمایشهای متأخر جوزف تامسون در سال 1910، در میان ذرات یافت شده در جریانهای گازی یونیده ، ذره آلی با بار مثبت شناسایی شد که جرم آن تقریبا با جرم اتم هیدروژن بود.

در سال 1911 ارنست رادرفورد، در آزمایشهایی که در آنها که نیتروژن با ذرات آلفا بمباران می شد، دوباره با چنین ذرات باردار مثبتی روبرو شد و آنرا به عنوان هسته هیدروژن شناسایی کرد. تا سال 1920، او به این نتیجه رسیده بود که این ذره ،
ذره بنیادی است و با توجه به این که واژه "protos" ، در زبان یونانی به معنی نخستین است، آنرا پروتون نامید تا موقعیت اولیه در خور اهمیت آن را در میان هسته‌های اتمی عناصر نشان دهد.



تصویر




جرم پروتون

جرم پروتون برابر است با mp = 938.272 MeV/C2 = 1.6726X10-27 Kg جرم پروتون 1836 برابر جرم الکترون است. برای مشاهده واپاشی پروتون به ذرات سبکتر ، جستجوی تجربی فراوانی انجام شده ، ولی تا به حال نتیجه‌ای حاصل نشده است. مستقل از مد واپاشی ، حد پایین طول عمر میانگین پروتون ، τ ، را می توان حدود 1025 سال دانست. عمر میانگین پروتون در بعضی از مدهای واپاشی خاص به حد بالاتری می‌رسد، برای مثال در واپاشی p → e+ + π0 مقدار τ بزرگتر از 1032 سال است.

بار الکتریکی

بار الکتریکی پروتون مثبت است. این بار در مقایسه با بار الکترون مقداری مساوی و علامتی مخالف دارد. qp = -qe = -e شواهد تجربی نشان می‌دهد که ماده (از لحاظ بار الکتریبکی) خمثی است و در آن lim (|qp + qe|/e)<1021 است. حد گشت و در دو قطبی الکتریکی پروتون ، dp ، کمتر از 7-10 emf است (1fm = 10-15m) ، و میانگین مربعی شعاع بار پروتون که در آزمایشهای پراکندگی الکترون از پروتون بدست می‌آید، در حدود 0.72fm2 است. پروتون دارای تکانه زوایه ای h/2 ، پاریته مثبت و گشتاور مغناطیسی 2.792847µN است (µN مگنتون هسته‌ای است).


µN = eh/2mpc = 0.1050 efm = 3.152X10-14MeV/T-1

نوترون ذره‌ای است که ساختارش شباهتهای فراوانی به ساختار پروتون دارد. تشابه جرم پروتونم و نوترونها ، در کنار یکسان بودن تکانه زاویه‌ای (اسپین) هر ذره یکسانی تقریبی برهمکنشی قوی میان پروتونها و برهمکنش قوی میان نوترونها ، به معنی مفهوم ایزوسپین منجر می‌شود. پروتون و نوترون را مشترکا نوکلئون می‌نامند. نوکلئون به دسته ذراتی که باریون نامیده می‌شود تعلق دارد. باریون تکانه زاویه‌ای نیمه صحیح (با یکای h) دارد. نوکلئون سبکترین باریون است.



تصویر




پاد پروتون (ضد پروتون)

پروتون پاد ذره‌ای به نام پاد پروتون دارد. پاد پروتون را اوئن چمبرلین ، امیلیو سگره ، کلاید ویگاند و توماس یسپسیلانتیس در سال 1955 میلادی ، با استفاده از بواترون در آزمایشگاه تابش برکلی ، کشف کردند. پس از مدت زمان کوتاهی ، پاد نوترون نیز با استفاده از همین بواترون کشف شد.

ترتیب در هسته اتم

هسته هر اتمی از پروتونها و نوترونها (یا نوکلئونها) تشکیل می‌شود. و این نوکلئونها از طریق برهمکنش قوی با یکدیگر پیوند دارند. ترکیب پروتونها و نوترونها در هر هسته معین بصورت A Z نشان داده نی شود که در آن ، A = Z+N است ، N و Z به ترتیب تعداد نوترونها و تعداد پروتونها است. تعداد پروتونها در هسته ، تعیین کننده تعداد الکترونهای اتم و در نتیجه تعیین کننده ویژگیهای اتمی (یا شیمیایی) است. در نمایش A Z ، علامت Z را اغلب با نماد شیمیایی اتم جایگزین می‌کنند.

ایزوتوپها

ایزوتوپها هسته‌هایی هستند که تعداد پروتونهای آنها باهم برابر ، ولی تعداد نوترونهایشان باهم متفاوت است. برای مثال ، ایزوتوپهای پایدار کلسیوم (Z = 20) عبارتند از: 48Ca ، 46Ca ، 44Ca ، 42Ca ، 40Ca. برای پایدارترین ایزوتوپهای عناصر سبک داریم : Z < N ، که این امر به دلیل قویتربودن برهمکنش پروتون - نوترون در مقایسه با برهمکنش پروتون - پروتون و نوترون - نوترون و همچنین به دلیل این است که انرژی جنبشی برای N = Z کمینه می‌شود. برای عناصر سنگینتر ، تأثیر دافعه کولنی بین پروتونها بطور نسبی مهمتر می‌شود و در نتیجه در پایدارترین ایزوتوپ داریم: N > Z.

خواص نوکلئونها در برقراری قوانین پایستگی و تعیین دقت آنها حائز اهمیت است. پایداری پروتون ، به مفهوم باریون منجر می‌شود. به نوکلئون و الکترون ، به ترتیب عددهای بار Bn = 1 و Bn = 0نسبت می‌دهند. قاعده پایستگی عدد بار یونی ، همراه با این واقعیت که پروتون سبکترین باریون است، مانع از واپاشی پروتون می‌شود. با این همه نظریه وحدت بزرگ (GUT) پیش بینی می‌کند که بوزونهای پیمانه‌ای ابر سنگینی وجود دارند که در برهمکنش آنها ناپایستگی باریونها مجاز است، در نتیجه پروتون می‌تواند واپاشیده شود. حد تجربی طول عمر پروتون ، این مدلها را به شدت مقید می‌کند. برعکس الکترونها ، نوکلئونها
ذرات بنیادی هستند.

کاربرد

برای مطالعه ساختار درونی پروتون و تولید ذرات جدید ، پروتون را تا انرژی حدود 106 Mev (معادل 1TeV) شتاب می‌دهند تا با الکترونها ، پروتونها یا هسته‌ها برخورد کند. پروتونهای شتابدار ، یا مستقیما از طریق نوترونهایی که در واکنشهای بعدی تولید می‌شوند. برای نابود کردن بافتهای سرطانی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. پروتونها ، بخش اصلی پروتونهای کیهانی را تشکیل می‌دهند. پروتونهای با انرژی بسیار زیاد ، وقتی که وارد لایه بالایی جو می‌شوند، سرانجام در برخورد با هسته‌ها ، رگباری ذره‌ای پدید می‌آورند که چون به زمین می‌رسند بطور تجربی قابل آشکار سازی هستند.


نوع مطلب : ساختار اتم(شیمی) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

معرف PH

تاریخ:پنجشنبه 20 مهر 1391-16:28

معرفهای PH یا شناساگرهای شیمیایی اسید و باز ، ترکیبات رنگی یا غیر رنگی آلی با وزن مولکولی بالا هستند که در آب یا حلال‌های دیگر به دو صورت اسیدی و بازی وجود دارند.


تصویر

نگاه اجمالی

بهترین شناساگرهای اسید - باز ، اسیدهای آلی ضعیف می‌باشند. شکل اسیدی شناساگر رنگ مشخصی دارد و در صورت از دست دادن پروتون ، به ترکیب بازی که دارای رنگ دیگری می‌باشد، تبدیل می‌شود. یعنی تغییر رنگ اغلب شناساگرها از محلول بستگی به تغییر شکل آنها دارد. با استفاده از شناساگرها می‌توان PH یک محلول را تعین کرد شناساگرهای مختلفی برای تعیین PH شناخته شده‌اند که هر یک در محدوده خاصی از PH تغییر رنگ می‌دهند.

چگونگی تغییر رنگ یک شناساگر

شناساگرها ، اسیدها یا بازهای ضعیفی هستند و چون اکثر آنها شدیدا رنگی هستند، در هر اندازه گیری PH چند قطره از محلول رقیق شناساگر کافی می‌باشد. شناساگرهای اسید - باز را معمولا به صورت HIn نشان می‌دهند.


فرم اسیدی HIn ↔ H+ + -In فرم بازی


(Ka = (H+)x(In-)/(HIn)



اگر محلولی شامل دو جزء رنگی A و B باشد، معمولا رنگ A در مخلوط وقتی توسط چشم انسان تشخیص داده می‌شود که شدت آن ، ده برابر بیشتر از شدت رنگ B باشد، چون شدت آن تابع غلظت است. بنابراین رنگ ترکیب اسیدی شناساگر زمانی قابل رویت است که :


(10In-) = (HIn)

و رنگ و ترکیب بازی شناساگر زمانی قابل مشاهده است که:


(In-) = 10(HIn)

انتظار می‌رود وقتی که (In-) = (HIn) می‌باشد، رنگ شناساگر حد واسط بین دو رنگ باشد. در آن نقطه ویژه :
Ka شناساگر برابر غلظت +H و PKa = PH است. در نتیجه PH ای که در آن یک شناساگر که PKa آن نزدیک PH نقطه هم‌ارزی
تیتراسیون است، تغییر رنگ شناساگر در نزدیک نقطه تعادل ، امکان‌پذیر می‌باشد.

اهمیت استفاده از شناساگر مناسب در تیتراسیون

با استفاده از انواع شناساگر ، می‌توان PH یک محلول را تعیین کرد. برای این کار لازم است محدوده PH تغییر رنگ شناساگر را بدانیم. در تیتراسیونهای اسید و باز هم لازم است که PKa شناساگر مورد استفاده به PH محلول مورد نظر نزدیک باشد، در غیر اینصورت آزمایش همراه با خطا خواهد بود. اگر شناساگر قبل از نقطه هم‌ارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان کمتر از نقطه هم‌ارزی (خنثی شدن اسید یا باز) است و اگر شناساگر بعد از نقطه هم ارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان بیشتر از نقطه هم ارزی است.

در برخی از موارد مخلوطی از دو یا چند شناساگر در یک تیتراسیون مصرف می‌شود تا تغییر رنگ مشخصی در نقطه پایان رخ دهد. بعنوان مثال می‌توان متیلن آبی را با متیلن قرمز مخلوط کرده و یک شناساگر مخلوط بوجود آورد که در PH حدود 5.4 از بنفش به سبز تغییر رنگ می‌دهد. در این مورد ، متیلن آبی حین تیتراسیون بدون تغییر رنگ می‌ماند. اما متیلن قرمز در PHهای ‌کمتر از حدود 5.4 قرمز و در PHهای بیشتر از حدود 5.4 زرد می‌باشد.

در PHهای ‌کمتر ، قرمز و آبی ترکیب شده و رنگ بنفش ایجاد می‌کنند و در PHهای بیشتر ، زرد و آبی ترکیب شده و رنگ سبز ایجاد می‌کنند. دیدن تغییر رنگ بنفش به سبز ، آسانتر از تشخیص تغییر رنگ قرمز به زرد در شناساگر متیلن سرخ تنهاشت.

تصویر


معرفهای معروف PH

نمونه‌ای از معرفهای PH ، پر کاربرد در آزمایشگاهای شیمی
شناساگر رنگ اسیدی دامنه PH برای تغییر رنگ رنگ قلیایی
آبی تیمول قرمز 1.2 - 2.8 زرد
متیل اورانژ قرمز 3.1 - 4.5 زرد
سبز برموکروزول زرد 3.8 - 5.5 آبی
سرخ متیل قرمز 4.2 - 6.3 زرد
لیتموس قرمز 5 - 8 آبی
آبی برم‌تیمول زرد 6 - 7.6 آبی
آبی تیمول زرد 8 9.6 آبی
فنل فتالین بی‌رنگ 8.3 - 10 قرمز
زرد آلیزارین زرد 10 - 12.1 ارغوانی کم رنگ
تیمول فتالئین بی‌رنگ 9.3 - 10.5 آبی
ایندوفنول قرمز 7.1 - 9.1 آبی
برموفنول آبی زرد 3 - 4.6 ارغوانی
مالاشیت سبز زرد
آبی
0 - 2
11.5 - 14
سبز
بی‌رنگ
آزو بنفش زرد 13 - 11 بنفش
متیل بنفش زرد 0.15 - 3.2 بنفش



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 


  • تعداد صفحات :33
  • ...  
  • 6  
  • 7  
  • 8  
  • 9  
  • 10  
  • 11  
  • 12  
  • ...  
شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic