تبلیغات
علم و دانش - مطالب سیدمحمدامین شاهمرادی
آموختن علم و دانش بیشتر

مقدمه وبلاگ علم و دانش

تاریخ:چهارشنبه 28 تیر 1396-06:31

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.


     




اسید و باز

تاریخ:دوشنبه 26 تیر 1396-14:38

اسید و باز                

اسید تركیبی است شیمیائی كه در محلول یون هیدروژن خود را از دست می دهد و باز تركیبی است كه وقتی در محلولی قرار می گیرد یون هیدروكسل خود را از دست می دَهد. 
برای مثال :CIH=H+ +CL- NaOH=Na+ +OH- 
(هیدروكسید سدیم ) (اسید هیدرو كلریك)
So4H2=H+ +So4- KOH=K+ +OH- 
(هیدروكسید پتاسیم ) (اسید سولفوریك) 
اسیدهای قوی نسبتا یونهای H+ بیشتری ار اسیدهای ضعیف ایجاد می كنند و بازهای قوی یونهای OH- بیشتری از بازهای ضعیف ایجاد می كند. 
محلولهای آبگونه ای (آبی) شامل هر دو نوع یون H+ و OH- هستند . یك محلول اسیدی بیشتر دارای یون H+ در حالی كه یك محلول بازی دارای یون OH- بیشتری می باشد . 
آب خالص محلولی است نه اسیدی و نه بازی (خنثی) زیرا دارای تعداد برابری یون H+ و OH- است : 
H2O=H+ +OH- 
H+ +OH-= H2O 
در نتیجه تعیین انكه محلولی اسیدی یا بازی است به سادگی مربوط به تعداد یون H+ موجود در آن محلول دارد. در صورتی كه تعداد یونهای H+ بیشتر از تعداد یونهای OH- است محلول اسیدی واگر بالعكس است محلول بازی است . 

تامپونها 
دستگاه تامپونی دارای دو بخش است : 
1- یك اسید ضعیف و 2- نمك آن اسید ضعیف. 
هدف اصلی تامپوها هگهداری غلظت H+ به صورت ثابت است . از جمله تامپونها عبارتند از : اسید استیك ( اسید ضعیف ) استات سدیم (نمك ) اسید كربنیك (اسید ضعیف) و بیكربنات سدیم (نمك) . در بازی تامپون یك اسید با یك نمك واكنش داشته و نتیجه آن تشكیل یك نمك قوی تر و یك اسید ضعیفتر است . مثلا از تركیب اسید لاكتیك با بیكربنات سدیم و اسید كربنیك به شرح زیر می باشد : 
LA+NaHCO3=NaLA+H2CO3 
در خون اسید كربنیك یك اسید ضعیف است زیرا یون H+ زیادی تولید نمی كند همچنین اسید كربنیك به آب و انیدرید كربنیك كه هر دو آنها می توانند سریعا از بدن خارج شوند تجزیه خواهند شد: 
H2CO3=H2O+CO2 
H2O+CO2=H2CO3 
بیكربنات سدیم به راحتی می تواند در برابر اسید هیدرو كلوریك عمل تامپونی و تولید یك نمك قوی و یك اسید ضعیف بنماید.: 
NaHCO3+HCl=NaCl+H2CO3 
یا 
اسید ضعیف +نمك =اسید قوی +بیكربنات 
در اینجا یون هیدروژن اضافی كه در نتیجه اسید هیدروكلوریك ایجاد شده به طور كلی از محلول جدا شده و تشكیل كربنیك اسید را خواهد داد . به یاد داشته باشید كه H2CO3 اسیدی است ضعیف زیرا مانند HCL به سرعت تجزیه نمی شود(یعنی یون H- زیادی تولید نمی كند) چنین دستگاه تامپونی از جمله راههائی است كه در آن از اسیدی یا بازی شدن مایع های بدن جلوگیری خواهد كرد. 
PH (قدرت یون هیدروژن) (H+ ) 
برایبیان اسیدی و بازی در یك محلول می باید به تعیین تعداد یونهای H+ مجود در آن محلول پرداخت . نتیجه تعیین تعداد این یونها به عنوان پ هاش آن محلول یا قدرت یون هیدروژن بیان می گردد. از آن جایی كه برای نشان دادن قدرت یونی با ارقام بسیار كوچكی سرو كار خواهیم داشت ( مثلا وزن مقدار یون هیدروژن موجود در یك لیتر آب به مول) پ هاش یك مایع بر اساس لگاریتم منفی / پایه 10 بیان خواهد شد : 
PH= -log[H] 
در اینجا [H+] مساوی مقدار یونهای H+ موجود در یك لیتر محلول به گرم می باشد . غلظت یون هیدروژن در آب خالص تقریبا برابر 10 به توان منفی 7 مول در هر لیتر آب تعیین شده است .(0000007/0) مول در هر لیتر. 
بنابراین : 
PH= -log[10-7]=- (-7) 
= -(-7)(لگاریتم 10به توان -7= -7)=7 
آب خالصبرابر 7 است پ هاش بزرگتر از 7 (دارای یون هیدروژن كمتر ) به عنوان قلیایی . پ هاش برابر 7 خنثی و پ هاش كمتر از 7 اسیدی تعیین شده اند . 
با افزودن یك اسیدبه یك محلول پ هاش آن را تنزل داده زیرا بر تعداد یونهای هیدروژن آن افزوده می شود در حالی كه یك باز غلظت یون هیدروژن را كاهش داده زیرا بر تعداد یون OH- افزوده شده و لذا پ هاش آن را بالا مس برد. 
حدود تقییرات پ هاش بدن كه با حیات انسان سازگاری دارد در حال استراحت بین 7 تا 7/7 است تمرین بدنی سبب تغییر پ هاش عضله در جهت اسیدی خواهد شدكه ممكن است هنگام ورزشهای خیلی سنگین به 4/6 تا 6/6 تنزل یابد . چنین پ هاش تنزل یافته ای جنبه موقتی و گذرا داشته زیرا قدرت تامپونی بدن شامل دستگاههای كلیه و تنفس هر چه سریعا به كار افتاده و پ هاش را به حال طبیعی باز می گردانند. 
علاوه بر دستگاه تامپونی تامپونی بیكربنات (مانند بیكربنات سدیم NaHCO3 )دستگاههای تامپونی دیگری مانند فسفات و پروتئین نیز وجود دارندكه همگی به یك طریق انجام وظیفه می نمایند . تامپون های فسفات مانند دی سدیم فسفات Na2HPO4 در كلیه متمركز بوده در حالی كه تامپونهای پروتئین (مانند هموگلوبین) در یاخته ها و پلاسما جای دارد . چون عمل تامنپونی بیشتر در درون یاخته صورت می گیرد تامپونهای پروتئینی كمال اهمیت را دارند. 
تنظیم تنفسی PH 
مركز تنفسی واقع در پیاز مغز تیره و در گیرنده های شیمیائی واقع در قوس آئورتی به تغییرات غلظت یون هیدروژن خون حساسمس باشند. افزایش CO2 در مایع های بدن ( كه برای تولید اسید كربنیك با آب تركیب می شوند) سبب كاهش پ هاش و بیرون راندن CO2 سبب افزایش پ هاش خواهد شد . افزایش غلظت یون یون H+ سبب تحریك دستگاه تنفسی شده لذا عمل تهویه را بالا برده ( پر تهویه ای ) و CO2 را به خارج منتقل می كند ( به خارج دمیدن ) برعكس كاهش غلظت یون H+ سازو كار تنفسی را پائین خواهد برد . تغییرات در سرعت و عمق تنفس یعنی تهویه حبابچه ای می تواند تغییرات سریعی در مایع پ هاش بدن به وجود آورد. مثلا وقتی پ هاش به به كمتر از سطح طبیعی استراحت (4/7) تغییر یافت تنفس شدیدا تحریك و پر تهویه ای حادث می گردد. همان گونه كه اكنون متذكر گردید تهوی سبب دفع CO2 شده كه به نوبه خود سبب افزایش مایع پ هاش می گردد . 
پر تهویه ای به میزان دو برابر حالت طبیعی ( استراحت ) باعث افزایش پ هاش خون و مایعات بدن به مقدار 25/0 واحد پ هاش می شود از سوی دیگر وقتی تهویه به مقدار نصف حالت طبیعی تقلیل پیدا می كند مانند موردی كه پ هاش خون بیشتر از 4/7 است پ هاش در حدود 25/0 واحد پ هاش كاهش خواهد یافت . 
در پ هاش خون 2/7 تهویه چهار برابر افزایش یافته و در پ هاش خون 5/7 تهویه در حدود نصف تقلیل پیدا می كند . توان دستگاه تامپونی تنفسی به اندازه یك تا دو برابر بزرگتر از همه دستگاههای تامپونی شیمیایی كه قبلا مورد بحث قرار گرفت می باشد. 
ذخایر قلیائی 
درجه ای را كه پ هاش مایعات بدن تحت تحت تاثیر تولید انیدریك كربنیك (CO2) و در نتیجه تشكیل اسید كربنیك قرار میگیرد بستگه به مقدار بیكرینات (HCO3-) موجود جهت عمل تامپونی دارد . در واقع پ هاش مایعات بدن مربوط است به نسبت تراكم یونهای بیكربنات به مقدار انیدریدكربنیك محلول این موضوع توسط فرمول به قرار زیر است : 
PH=PK+log[HCO3- بخش بر CO2] 
اختصار PK مربوط به عدد ثابت یك بافر است كه در ممورد دستگاه بافر بیكربنات برابر 1/6 میباشد این بدان معناست كه وقتی تراكم یونهای HCO3- برابر با CO2 محلول باشد پ هاش محلول ( در این مورد مایعات بدن ) برابر 1/6 خواهد بود هنگام استراحت و در پ هاش 4/7 به طور طبیعی نسبت یونهای HCO3 به CO2 برابر 20 :1می باشد . افزایش غلظت یون HCO3- (باز اضافه ) سبب افزایش پ هاش می گردد در حالی كه افزایش در CO2 محلول (اسید افزوده می شود ) سبب كاهش پ هاش می شود . 
در بدن مقدار یون بیكربنات موجود كه از گان به عنوان تامپون استفاده می گردد ذخایر قلیائی خوانده می شوند. 
عده ای را عقیده بر آنست كه با استفاده از مقادیر معینی بیكربنات و افزایش ذخایر قلیائی بدن از خستگی حاصل هنگام كار یا مسابقات قهرمانی سنگین و طولانی جلوگیری می شود . امید این افراد آنست كه این عمل با افزایش ظرفیت جهت تامپون اسید لاكتیك فراهم می گردد . در حالی كه تحقیق روی این موضوع كاملا پایدار نیست برخی از تحقیقات نشان داده اند كه حقیقت دارد . 
كلیه و تعادل اسیدی—بازی 
كلیه از طریق یك سلسله واكنشهای شیمیائی پیچیده غلظت یون H+ را كنترل می كند . طریق اصلی كه در آن كلیه به تنظیم غلظت یون H+ می پردازد افزایش یا كاهش غلظت یون بیكربنات است . 
سازوكار كلیوی درگیر در كنترل غلظت یون بیكربنات به طور خلاصه به شرح زیر است : 
1- اكسید دو كربن موجود در مایعات خارجی و یاخته های اپیتلیال مربوط به توبولهای كلیه جهت تشكیل اسید كربنیك در داخل توبول یاخته ها با آب تركیب می شود (در حضور آنزیم كربنیك انیدراز) CO2+H2O=H2CO3 2- همانگونه كه قبلا متذكر گردید اسید كربنیك به یون بیكربنات و یون هیدروژنH- تجزیه می گردد . یون H+ به طور فعال به توبولهای كلیه منتقل یا ترشح شده و سرانجام به صورت آب همراه با ادرار خارج می شود. یون HCO3- در مایعات خارج سلولی منتشر شده و لذا به بدن بازگشته و یا ذخیره می كردند. 
3- یونهای H+ مترشحه در مجاری ظریف كلیه با یونهای بیكربنات كه آن هم در مجاری كلیه موجود است جهت تشكیل كربنیك اسید تركیب می شود اسید كربنیك به CO2 و H2O تجزیه می كردد . CO2 به داخل مجاری یاخته ها ئ یا مایعات خارجی سلول منتشر می گردد. همان گونه كه قبلا متذكر گردید آب به داخل ادرار دفع می گردد . همچنین باید اشاره گردد كه یون سدیم در مجاری توسط حمل فعال به داخل مایعات خارج سلولی ذخیره می گردد. این تبادل یونهای Na+ جهت یونهای H+ سبب حفظ تعدل الكتریكی بین مایعات مجاری و ماسعات خارجی سلول می شود. 
این موضوع جالب توجهی است كه یونهای HCO3- موجود در مایعات مجاری ظریف مشابه با یونهایی كه در مایع خارجی سلول نگهداری می گردد نیست . به بسان دیگر غلظت یون بیكربنات كم و بیش به طور غیر مستقیم از طریق مقدار یون هیدروژن مترشحه توسط مجاری كلیه و توسط مقدار CO2 كه از طریق سوخت و ساز تولید شده تنظیم می گردد. همچنین این عمل نیاز به چند ساعت وقت كه ممكن است 10 الی 20 ساعت باشد داشته تا كلیه به تنظیم تراكم یون بیكربنات به طور جدی پاسخ دهد. 
آلكالوز و اسیدوز 
وقتی در مایعات خارجی بیكربنات اضافی وجود داشته باشد این حالت را آلكالوز گویند. این یونهای اضافی همراه با سدیم یا سایر یونهای مثبت (مثلا پتاسیم )از از طریق مجاری كلیه به داخل ادرار راه خواهد یافت . دفع یونهای بیكربنات از مایع خارجی پ هاش را به طرف اسیدی سوق می دهد . 
وقتی CO2 در مایع خارج سلولی افزایش یابد حالت اسیدوز را به دنبال خواهد داشت . 
در این مورد مقدار یون هیدروژن اضافی به داخل مجاری كلیه ترشح می گردد این ترشحات با مواد تامپونی مجاری تركیبب و سپس به داخل ادرار راه خواهند یافت . 
تعادل اسیدی بازی پس از تمرینات ورزشی سنگین 
هنگام تمرینات ورزشی بیشینه كوتاه زمان تغییرات فاحشی در شیمی سوخت و سازی اسید و باز رخ می دهد كه عمدتا به دلیل تولید اسید لاكتیك می باشد . اعمال بی هوازی كه تولیو اسید لاكتیك می كند سبب كاهش پ هاش خون و عضله می گردد. مقدار اسید لاكتیك تولیدی بستگی به : 
1- مدت زمان تمرین 
2- شدت كار و 
3- مقدار توده عضله درگیر دارد . 
هنگام كار بدنی بی هوازی مداوم طی چند دقیقه سطح اسید لاكتیك ممكن است تقریبا به 180 میلی گرم درصد و مقادیر پ هاش خون و عضله به ترتیب به 7 و 4/6 نزدیك گزدند . كار تناوبی ممكن است سبب رسیدن پ هاش به 80/6 ( كه از پئین ترین مقادیری كه تاكنون ثبت گردیده است ) و اسید لاكتیك را به 280 میلی گرم درصد برساند . 
بیش از حد طبیعی بودن این مقادیر هنگامی مشخص می شود كه شخص توجه داشته باشد كه هنگام استراحت پ هاش خون كمتر از 4/7 نشانگر اسیدوز در حالی كه پ هاش خون بیش از 4/7 نشانگر آلككالوز می باشد . حد پائین پ هاش خون است كه انسان می تواند در آن برای چند دقیقه به زندگی ادامه دهد ( در حالت استراحت ) برابر 7 و بالا ترین سطح آن در حدود 7/7 می باشد . 
غلظت بیكربنات پلاسما ( ارزشهای طبیعی آن به مقدار 23 الی 28 میلی مول در لیتر )(زنان كمتر از مردان) در پائین ترین سطح خود بهمقدار 6/2 میلی مول در لیتر ثبت شده است .



نوع مطلب : اسید و باز 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر دهید() 

ثابت تعادل شیمیایی

تاریخ:یکشنبه 17 مرداد 1395-01:02

ابت تعادل شیمیایی 

تمام فرآیندهای برگشت پذیر ، تمایل رسیدن به یک حالت تعادلی را دارند. برای یک واکنش برگشت پذیر ، حالت تعادل وقتی برقرار می‌شود که سرعت واکنش رفت برابر با سرعت برگشت باشد. در یک واکنش تعادلی ، از تقسیم ثابت سرعت واکنش رفت Kf بر ثابت واکنش برگشت ، Kr ، ثابت دیگری بدست می‌آید که ثابت تعادل شیمیایی ، K ، نامیده می‌شود.
مقدار عددی ثابت تعادل 
مقدار عددی K با دما تغییر می‌کند. تعداد مجموعه غلظتها برای سیستمهای تعادلی این واکنش ، بی نهایت زیاد است. ولی در هر صورت برای کلیه سیستمهای تعادلی در دمای معین وقتی که غلظتهای A2 ، B2 ، AB در رابطه بالا قرار گیرند، همواره به یک مقدار K منجر می‌شوند. بطور کلی ، برای هر واکنش برگشت پذیر:
wW + xX ↔ yY + zZ
عبارت ثابت تعادل به صورت زیر است:
K = {Y}y{Z}z/{W}w{X}x
بطور قرار دادی ، جملات غلظت مواد طرف راست معادله شیمیایی در صورت کسر عبارت ثابت تعادل نوشته می‌شود. 

ثابت تعادل Kc 
ثابت تعادلی که در آن غلظتهای مواد بر حسب مول بر لیتر بیان می‌شوند، گاهی به صورت Kc نشان داده می‌شود. برای واکنش:
(H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g
مقدار Kc برای سیستمهای تعادلی در 425 درجه سانتیگراد عبارت است از:
Kc = {HI}2/{H2} {I2} = 54/5
مقدار عددی ثابت تعادل از طریق آزمایش تعیین می‌شود. اگر غلظتهای مواد (برحسب mol/lit) موجود در هر مخلوط تعادلی در 425 درجه سانتیگراد در عبارت Kc منظور شوند، نتیجه برابر با 54/5 خواهد شد. مخلوط تعادلی را می‌توان هم از موادی که در سمت راست معادله شیمیایی قرار دارند و هم از مواد سمت چپ این معادله و هم از مخلوط آنها تهیه کرد. 
وضع تعادل و Kc 
مقدار ثابت تعادل معیاری برای تشخیص وضع تعادل است. توجه داشته باشید که جملات مربوط به غلظت مواد طرف راست معادله شیمیایی در صورت کسر عبارت ثابت تعادل نوشته می‌شود. 
نکات اساسی مربوط به عبارت ثابت تعادل 
جملات غلظت مواد سمت راست معادله شیمیایی در صورت عبارت Kc و جملات غلظت مواد سمت چپ معادله در مخرج عبارت Kc نوشته می‌شود.
جملات غلظت مواد مایع و جامد خالص در عبارت ثابت تعادل نوشته نمی‌شود. ولی مقدار Kc این جملات را در بردارد.
اگر در یک تعادل معین دما تغییر نکند، Kc ثابت می‌ماند ولی در دماهای مختلف، مقدار c تغییر می‌کند.
مقدار Kc برای هر تعادل معینی، وضع آن تعادل را نشان می‌دهد. اگر مقدار Kc بزرگ باشد، واکنش از چپ به راست تقریبا کامل است و اگر مقدار Kc کوچک باشد، واکنش از راست به چپ کامل است. چنانچه مقدار Kc بسیار بزرگ و نه بسیار کوچک باشد، وضع تعادل بینابینی است. 
ثابت تعادل Kp 
فشار جزئی یک گاز ، اندازه‌ای از غلظت آن است. از اینرو ، ثابتهای تعادل واکنشهایی را که دارای مواد گازی هستند، می‌توان بر حسب فشارهای جزئی گازهای واکنش دهنده نوشت. اینگونه ثابت تعادلی را با Kp نشان می‌دهیم. برای تعادل:
(N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g
Kp = {PNH3}2 / {PN2} {PH2}3
رابطه بین Kpو Kc 
Kp = Kc (RT)∆n
واحدهای Kpو Kc 
برای کارهای دقیق بایستی از ثابت های تعادل که از اندازه گیریهای ترمودینامیکی بدست می‌آیند، استفاده شود. ثابتهای تعادل ترمودینامیکی بر حسب فعالیت و نه بر حسب غلظت (mol/L برای Kc) یا فشار (atm برای Kp) بیان می‌شود. ولی در غلظتهای پایین و در فشارهایی تا چند اتمسفر می‌توان غلظتها و فشارها را با دقت قابل قبولی بکار برد.
در ضمن توجه شود که فعالیت دارای واحد نیست. زیرا فعالیت از تقسیم کردن غلظت یا فشار واقعی یک ماده بر غلظت یا فشار آن ماده در حالت استاندارد بدست می‌آید. در نتیجه ثابتهای تعادل ترمودینامیکی ، کمیتهای بدون واحد هستند. به همین علت ، تمام ثابتهای تعادل غالبا بدون واحد بیان می‌شوند.
ثابت تعادل
بررسی واكنشهای شیمیایی كه شامل فرایند‌هایی كه در آن پیوند‌ها شیمیایی (پیوند‌های كووالان) یا اندركنش‌های غیركووالان تشكیل و یا گسیخته می‌شوند برمی‌گردیم. از آنجا كه سیستم‌های مایع از اهمیت زیادی برخوردارند، فرض می‌كنیم كه این فرایند‌ها در سیستم مایع همگن حاوی یك فاز انجام می شود، در یك واكنش شیمیایی در حال تعادل داریم:
aA+bB«mM+nN
در معادله اخیر A و B مواد واكنشگر و M و N. محصولات و n, m, b, a ضرایب استوكیومتری در واكنش موازنه شده می‌باشند. فعلا نیازی به حالت تعادل در سیستم نمی‌باشد ولی دما و فشار ثابت در نظر گرفته می‌شوند.
تغییرات انرژی آزاد مولی به صورت تفاوت بین انرژی آزاد حالت نهایی منهای حالت اولیه تعریف می‌شود پس داریم:

از آنجا كه سیستم واكنش‌ ما شامل یك مخلوط می‌باشد به منظور بیان انرژی آزاد واكنشگرها و محصولات از كمیت پتانسیل شیمیایی استفاده می‌كنیم پس 

از آنجا با توجه به خواص لگاریتمی داریم:
و از آنجا داریم:

كه در آن حال اگر فعالیت ها، فعالیت‌های حالت تعادلی باشند داریم: 

از آنجا كه در سیستم در حال تعادل 0 DG= می‌باشد با قرار دادن معادله فوق می‌توان نتیجه‌ای ساده ولی خیلی مهم به دست آورد.
∆ Gº= -RTlnK
كمیت K ثابت تعادل واكنش نامیده می‌شود 
توجه كنید كه عكس K به عنوان ثابت تعادل واكنش برگشت تعریف می‌شود. 
∆G° تغییر انرژی آزاد استاندارد واكنش نامیده می‌شود و به تغییر انرژی آزاد بر واحد مول در زمانی كه واكنشگرها در حالت استاندارد خود به محصولات در حالت استاندارد خود تبدیل می‌شوند اطلاق می‌گردد.
در متون شیمی، گاه به منظور مشخص نمودن نوع فرایند شیمیایی، با دادن صفت‌های گوناگون به ثابت تعادل این كار را انجام می‌دهند. برای مثال اسید ضعیف HA به صورت زیر تفكیك می‌گردد:
قرار دادن نماد ثابت تعادل بالای پیكان ها به خواننده می‌گوید كه چگونه این ثابت تعریف شده است. در این مورد به ثابت تعادل فوق، ثابت تفكیك اسیدی (یا ثابت یونیزاسیون اسید) گویند. 
برای یك واكنش، به خصوص واكنشی كه شامل اندركنش‌های غیر كووالانسی می‌باشد داریم:
كه می‌توان آن را ثابت تشكیل، ثابت پایداری و یا ثابت پیوستگی نامید. اگر واكنش فوق عكس گردد ثابت تعادل آن (عكس K) ثابت تفكیك یا ثابت ناپایداری می‌شود.
مقدار تجربی Ka برای اسید استیك در آب در دمای ºC 25، 5- 10 × 75/1 می‌باشد. ∆Gº را برای فرایند فوق محاسبه كنید. 
RT log Ka 303/2- = DGº
(757/4-) (K 15/298) (1- K 1- cal mol 987/1) (303/2)- = 
1- kcal mol 49/6 + = 1- cal mol 6490+ = 
اگر 1 K< ، 0DGº> 
اگر 1 K= ، 0DGº = 
اگر 1K > ، 0DGº< 
وابستگی ثابت تعادل با دما. معادله گیبس- هلمهولتز[1] برای مقصود حاضر ما مفید است.
DGº=-RTlnk ، مرتب كردن آن چنین می‌دهد:
معادله فوق به معادله وانت هوف[1] معروف بوده و نشان دهنده چگونگی ارتباط میان ثابت تعادل و دما است. كمیت ∆Hº ، تغییرات آنتالپی استاندارد، به گرمای واكنش نیز معروف می‌باشد.
در صورت عدم وابستگی آن به دما، انتگرال كامل معادله چنین می‌شود:
Ln K= -∆H°/RT + constant




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر دهید() 

تاریخچه سینتیک شیمیایی

تاریخ:سه شنبه 12 مرداد 1395-06:13


تاریخچه سینتیک شیمیایی

از نظر تاریخی مطالعه سرعت واکنشها یکی از قدیمی‌ترین موضوعات شیمی فیزیک بوده است. و نزل در سال 1777 سرعت انحلال فلزات در اسیدها را مطالعه کرد. ویلهمی در سال 1850 هیدرولیز بوسیله اسیدها را مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که سرعت واکنش هیدرولیز ساکاروز متناسب با غلظت ساکاروز تجزیه نشده است. ویلهمی را می‌توان پایه گذار سینتیک نامید. درسال 1862 برتلو و سن ژیل نیز نتایج مشابهی روی هیدرولیز استرها در محیط اسیدی داشتند، سرانجام درسال 1863 گولدبرگ و واگ نتایج فوق را تعمیم داده و به صورت قانون اثر غلظت‌ها بیان کردند




نظریه برخورد

تاریخ:دوشنبه 11 مرداد 1395-06:09


در نظریه برخورد ذره های واکنش دهنده به صورت گوی های سخت در نظر گرفته می شوند و یک واکنش شیمیایی زمانی صورت می گیرد که بین ذره های واکنش دهنده برخورد مناسب و موثری صورت پذیرد. یک برخورد موثر سه ویژگی دارد: 1- تعداد برخوردها 2- جهت گیری مناسب ذره ها هنگام برخورد 3- انرژی مناسب ذره ها هنگام برخورد

تعداد برخوردها

بر اساس نظریه برخورد سرعت واکنش به تعداد برخوردهای بین ذرات واکنش دهنده در واحد حجم و در واحد زمان بستگی دارد. این یعنی با افزایش غلظت ذرات واکنش دهنده، تعداد برخوردها در واحد حجم و در واحد زمان زیادتر شده و در نتیجه سرعت واکنش هم افزایش می یابد. همان طور که قبلا گفته شد یکای سرعت mol.l-1.s-1  است که مول مصرفی واکنش دهنده ها در اینجا نشان دهنده تعداد برخوردهاست.

جهت گیری مناسب ذره ها هنگام برخورد

در صورتی که ذرات واکنش دهنده از جهت مناسبی به یکدیگر نزدیک شوند، برخورد صورت می گیرد. برای تشخیص جهت برخورد مناسب باید ابتدا فرمول ها و ساختار لوویس واکنش دهنده ها و فراورده ها را بررسی کنیم تا ببینیم چه پیوندهایی باید شکسته و یا تشکیل شوند. برخورد باید بین اتم هایی از واکنش دهنده ها انجام شود که قرار است با هم تشکیل پیوند بدهند. برای مثال در واکنش زیر تولید فراورده ی Cl2  نشان می دهد برخورد باید بین رادیکال کلر و اتم کلر در مولکولNO2Cl  انجام پذیرد. ( در مطالب بعدی راجع به رادیکال توضیح داده خواهد شد.)

انرژی مناسب ذره ها هنگام برخورد

در زمان برخورد ذرات واکنش دهنده باید انرژی کافی داشته باشند تا پیوندهای اولیه شکسته شوند. حداقل میزان انرژی لازم برای شروع یک واکنش را انرژی فعالسازی یا اکتیواسیون می گویند. در صورتی برخورد با جهت گیری مناسب نتیجه بخش خواهد بود که ذرات واکنش دهنده از این حداقل انرژی برخوردار باشند.

ایرادهای نظریه برخورد

نظریه برخورد ذرات را جدا و مستقل از هم فرض می کند و این فرض در واقع فقط در فاز گازی صادق است. لذا نظریه برخورد در سایر فازها ( محلول، جامد یا مایع) قابل استفاده نیست. همان طور که گفته شد در نظریه برخورد، ذرات واکنش دهنده به صورت گوی های سخت در نظر گرفته می شوند که برخوردی کشسان دارند، منظور از برخورد کشسان برخوردی است که در آن هیچ انرژی صرف تغییر شکل ساختار گوی ها نمی شود.

 امروزه می دانیم که برخورد بین اتم ها کشسان نیست زیرا اتم ها بر یکدیگر اثر می گذارند مانند هم پوشانی در پیوند کووالانسی. در این نظریه تنها حرکت انتقالی ذرات در نظر گرفته شده و به تاثیر حرکات چرخشی و ارتعاشی در واکنش توجهی نشده است. هم چنین با استفاده از نظریه برخورد می توان گفت انرژی فعال سازی وجود دارد اما مقدارش را نمی توان محاسبه کرد.

 




تفاوت های سینتیک و ترمودینامیک

تاریخ:یکشنبه 10 مرداد 1395-21:03


تفاوتهای سینتیک و ترمودینامیک

علم ترمودینامیک بیشتر مبتنی بر تغییر انرژی و آنتروپی است که معمولا همراه با تغییر در سیستم می‌باشد و با استفاده از انرژی آزاد یک واکنش و همچنین ثابت تعادل آن امکان انجام یا عدم انجام یک واکنش شیمیایی را پیش‌بینی می‌کند. اما نتایج ترمودینامیکی به هیچ وجه نمی‌تواند سرعت تغییرات شیمیایی و یا مکانیسم تبدیل واکنش دهنده‌ها اطلاعاتی به ما بدهد. به عنوان مثال اکسیژن و نیتروژن موجود در جو زمین می‌توانند با آب اقیانوسها وارد واکنش شده و اسید نیتریک رقیق تولید کنند.

بر اساس اطلاعات ترمودینامیکی ، این واکنش به صورت خودبه‌خودی می‌تواند انجام شود. اما طبق اطلاعات سینتیکی خوشبختانه سرعت آن خیلی کم می‌باشد. تفاوت مهم دیگر بین سینتیک و ترمودینامیک این است که طبق اصول اساسی ترمودینامیک مقدار ثابت تعادل برای واکنشها مستقل از مسیری است که واکنش دهنده‌ها را به فراورده تبدیل می‌کند اما در سینتیک مسیر واکنش بسیار اهمیت دارد، زیرا کلیه مراحل و مکانیسم واکنشهای شیمیایی را تشکیل می‌دهد.




نکات مبحث سینتیک برای کنکوری ها

تاریخ:جمعه 23 آبان 1393-20:53

1. همواره بین مفاهیم ترمودینامیک و سنتیک تفاوت قائل شوید ، زیرا ترمودینامیک امکان وقوع واکنش را بررسی می کند و پس از آن سنتیک درباره ی چگونگی تبدیل آنها به یکدیگر و شرایط بهینه برای انجام واکنش گفت وگو می کند.

2. اگر مقایسه ی سرعت دو ماده بایک ماده مطرح شود . عامل موثر بر سرعت واکنش ، ماهیت واکنش دهنده است.

3. رابطه قانون سرعت و مفاهیم آن را با حل تمرین به خوبی فراگیرید ، زیرا در کنکور سراسری سال های اخیر از این قسمت سوال طرح شده است .

4. دما یکی از مهم ترین عوامل موثر بر سرعت واکنش های شیمیایی است ، نه مهم ترین عامل

5. بریلیم با آب و بخار آب داغ واکنش نمی دهد ، ولی منیزیم هم با آب سرد وهم با آب گرم واکنش می دهد .

6. در واکنش های چند مرحله ی ، سرعت آهسته ترین مرحله معادل سرعت واکنش کلی است .

7 . با مطالعه ی صفحه های 25 تا 27 ، بین مفاهیم برقراری تعادل شیمیایی و سرعت سنج ارتباط برقرار کنید .

8. فکر کنید صفحه ی 28 نمودارهای آن بسیار مهم می باشد

9. برای تسلط بر انواع مسائل تعادل ؛ سوال های اخیر کنکور سراسری را با دقت حل کنید و به دفتر خودآموزی خود برا ی حل مسائلی در آن ها مشکل داشته اید مراجعه کنید .

10. برای حل مسائل تعادل ، بادر نظر گرفتن مقدار اولیه ی مواد ، جدول ویژه ی تشکیل دهید این جدول شامل سه ردیف است :


ردیف اول
ردیف دوم
ریف سوم

غلظت اولیه ی مواد شرکت کننده را در تعادل شامل می شود
غظلت مواد شرکت کننده از زمان شروع واکنش تا زمان تعادل قرار می دهیم
غلظت های تعادلی مواد موجود در تعادل است




پس از تنظیم جدول ، غلظت های تعادلی را در رابطه ی ثابت تعادل قرار داده و مجهول را به دست می آوریم.

11. در قسمت محاسبه ی ثابت تعادل دو نوع تیپ بندی را مد نظر داشته باشید و از هر تیپ به اندازه ی کافی تمرین وتست کار کنید : - تیپ اول : غلظت های مواد اولیه وفراورده را میدهند واز شماثابت تعادل را می خواهد . - تیپ دوم : ثابت تعادل را می دهند ، غلظت تعادلی همه ی گونه های شرکت کننده در تعادل را می خواهند. در هر دو تیپ شما باید بر نحوه ی محاسبه ی غلظت ها از ر.ی داده های مساله تبحر داشته باشید . همچنین تغییر غلظت مواد واکنش دهنده و فراورده را در هر سه مرحله ی شروع واکنش ، لحظه ی تعادل و پایان واکنش تحلیل کنید.

12. افزودن کاتالیزگر ثابت سرعت واکنش رابه یک نسبت و انرژی فعال سازی واکنش رفت وبرگشت را به یک اندازه کاهش می دهد.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

قانون سرعت در سینتیک شیمیایی

تاریخ:جمعه 23 آبان 1393-20:47

رابطه اصلی در بررسی سینتیکی، قانون سرعت (یا معادله سرعت) واکنش مورد نظر است. قانون سرعت، سرعت را به صورت تابعی از غلظت واکنش دهنده ها، غلظت فراورده ها و دما ارائه می دهد. اگر واکنش هایی را در نظر بگیریم که فراورده ها در قانون سرعت ظاهر نشوند، سرعت واکنش در چنین مواردی صرفاً به غلظت واکنش دهنده ها و دما بستگی دارد.

برای واکنش عمومی

aA + bB + … → cC + dD + …

قانون سرعت به شکل زیر است.

R = k[A]m[B]n

نماهای n , m را مرتبه واکنش می نامند. که نشان می دهند چطور سرعت تحت تاثیر غلظت قرار می گیرد. بنابر این اگر با دو برابر کردن [A] سرعت دو برابر شد، سرعت به [A] به توان یک [A]1 بستگی دارد. در این صورت 1= m خواهد بود. به طور مشابه اگر با دو برابر کردن [B] سرعت چهار برابر شود، سرعت به [B] به توان دو، [B]2 بستگی دارد. و در این صورت 2=n خواهد بود. ممکن است در واکنشی سرعت با دو برابر کردن [A] تغییر نکند. در چنین موردی سرعت به [A] وابسته نیست. به عبارت دیگر، سرعت با [A] به توان صفر، [A]0 بستگی دارد. لذا، 0= m خواهد بود.

یک واکنش، مرتبه خاصی نسبت به هر واکنش دهنده و همچنین یک مرتبه کلی دارد. که در مورد مرتبه کلی به سادگی از جمع مرتبه های نسبت به تمام اجزاء به دست می آید.

واکنشی با تنها واکنش دهنده A در ساده ترین حالت از مرتبه اول است اگر، سرعت مستقیماً با [A] متناسب باشد.

R = k[A]

اگر با توان دوم [A] متناسب باشد، در کل از مرتبه دوم می باشد.

R = k[A]2

نویسنده بهزاد میرزایی، وبلاگ دهکده، آموزش شیمی

اگر اصلاً به [A] وابسته نباشد، از مرتبه کلی صفر است. وضعیتی که عموماً در فرآیند کاتالیزور فلزی و بیوشیمیایی اتفاق می افتد.

R = k[A]0 = k(1) = k

یک نکته اصلی این است که از معادله موازنه شده نمی توان مرتبه ها را استنتاج کرد. مرتبه ها باید از قانون سرعت تعیین شوند. ( به جز واکنش های بنیادی که در آن ها مرتبه ها با ضرایب استوکیومتری واکنش موازنه شده برابرند)

مرتبه ها معمولاً اعداد صحیح مثبت یا صفرند. اما ممکن است کسری یا منفی هم باشند. برای واکنش:

CHCl3(g) + Cl2(g) → CCl4(l) + HCl(g)

مرتبه کسری در قانون سرعت آن ظاهر می گردد.

R = k[CHCl3][Cl2

این مرتبه واکنش به این مفهوم است که سرعت به جذر غلظت 2Cl بستگی دارد. برای مثال اگر [Cl2] چهار برابر شود، سرعت با فاکتور2 ، جذر تغییر [Cl2] افزایش می یابد.

نمای منفی به این مفهوم است که با افزایش غلظت آن جزء، سرعت کم می شود. اغلب مرتبه منفی در واکنش هایی دیده می شود که قانون سرعت آن ها فراورده ها را شامل می شود. برای مثال در واکنش جوی:

2O3(g) ⇌ 3O2(g)

قانون سرعت آن چنین تعیین شده است.

R = k[O3]2[O2]-1

با دو برابر شدن غلظت 2O ، سرعت انجام واکنش نصف می گردد.



منبع: اصول شیمی عمومی جلد دوم. تالیف مارتین سیلبربرگ.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر دهید() 

تحلیل درس شیمی کنکور تجربی 93

تاریخ:جمعه 13 تیر 1393-18:46

1)منظور از سوالات درک مطلب سوالاتی که در سوال مذکور 4 گزینه را پیرامون موضوع محوری خاصی یا موضوعات مختلفی از آن فصل مطرح شده اند، می باشد.

2)در برخی سالها سوالات به صورت ترکیبی از مفاهیم دو فصل مطرح شده اند مانند سوالات فصل 1 و 2 در شیمی دوم دبیرستان.

به طور کلی می توان گفت که چیدمان سوالات و بودجه بندی آنها در سال 93 در درس شیمی همان روند سالهای قبل را پی گرفت و به لجاظ درجه سختی نسبت به سنوات قبلی ، روند رو به رشد خود را حفظ کرده است.اما با همۀ تفاسیر شیمی کنکور تجربی امسال به صورتی نبود که دانش آموزان متوسط نتوانند پاسخگویی مناسبی داشته باشند.

به نظر سوالات امسال برای دانش آموزانی که در مفاهیم شیمی دارای درک خوب و تحلیل خوبی هستند بسیار سوالات خوبی بود.

*در فصل ساختار اتم شاهد این بودیم که در شیمی گروه ریاضی و تجربی به قسمت آتش بازی و خصوصیات طیف های نشری خطی پرداخته شد که دانش آموزان اهمیت کمتری برای آن قایل بودند.

*در فصل اسید و باز نیز سوال 264 سوال خلاقانه ای بود که در کنکورهای سالهای قبل از 92 مطرح میشد ولی در کنکور 92 حذف شد و امسال با شکل و شمایلی جدید بازگشت و به سوالات بخش اسید و باز اضافه شد.

*هر سال در کنکور یک سوال از قانون هس مطرح می شد ولی امسال به نوعی دو سوال مطرح شد.(سوالات 253-254)

چنانکه از بررسی سوالات درک مطلب در کنکورهای 6 سال اخیر بر می آید ، عموما این گونه سوالات پیرامون موضوعات محوری خاصی مطرح می شوند که اهمیت تمرکز روی مطالب فصل های خاص و پرهیز از پراکنده خوانی را به دانش آموزان عزیز یادآور می شود.


در کتاب درسی شیمی دبیرستان همیشه در کنار مطرح ساختن مطالب و عناوین مختلف یک شکل یا نمودار یا جدول نیز برای درک بهتر دانش آموزان آورده شده که طرح سوال به طور مستقیم یا غیر مستقیم از شکل هاو نمودار ها یا جداول کتاب درسی به منظور سنجش تسلط دانش آموزان بر مطالب و شکلهای کتاب در کنکور سالهای مختلف وجود داشته است . در کنکور امسال هم با طرح 5 سوال در این قالب بر اهمیت شکل ها و نمودارهای کتاب تاکید شد.تعداد این گونه سوالات در کنکور ریاضی و تجربی امسال برابر بود.

*اما هر ساله سوالات کنکور با نوآوری ها و طرح سوالاتی خلاقانه دبیران و دانش آموزان را شگفت زده می کند که در کنکور امسال نیز سوالات زیر این گونه بودند.

سوالات شمارۀ : 251 – 257 – 264 –265 - 268

*شماره سوالاتی شبیه به سوالات سالهای قبل:

238-239-240-241-245-246-247-248-249-250-252-253-254-255-256-260-262-269-270  



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

به هم بستن مقاومت ها در حالت سری

تاریخ:چهارشنبه 25 دی 1392-11:51

مقاومتها یا سری بسته می‎شوند یا موازی

 در حالت سری
از همه مقاومتها جریان یكسانی می‎گذرد.

 

                           Iكل= I1=I2=I3

 كل اختلاف پتانسیل V=V1+V2+V3

                  Rكل Iكل =R1I1+R2I2+ R3I3

                 مقاومت كل R=R1+R2+R3

به R مقاومت كل یا مقاومت معادل گویند.
نكته: اگر چند مقاومت مشابه داشته باشیم در حالت سری R=n R1 كل

كه n تعداد مقا ومتها می باشد . مقاومت معادل از مقاومتهای مشابه بزرگتر است.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

روش ساخت یک طیف سنج ساده

تاریخ:سه شنبه 17 دی 1392-06:56


وسایل مورد نیاز

1- یک حلقه سی‌دی یا دی‌وی‌دی

2- جعبه‌ی مقوایی که بتواند سی‌دی یا دی‌وی‌دی را نگه‌دارد .

3- دو عدد تیغ

4- لوله‌ی مقوایی کوچک

5- نوار چسب شفاف.

6- مقداری نوار چسب آلومینیومی ( یا ورق آلومینیوم و چسب)


روش ساخت در <ادامه مطلب>


ادامه مطلب


داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 


  • تعداد صفحات :33
  • 1  
  • 2  
  • 3  
  • 4  
  • 5  
  • 6  
  • 7  
  • ...