ترین های شیمی

 

از مهمترین واکنشهای جابجایی دوگانه :    واکنشهای رسوبی که در آنها مخلوط کردن محلول دو نمک به تشکیل نمک نامحلول می انجامد.

مهمترین کود شیمیایی نیتروژن دار جهان :    آمونیم نیترات

مهمترین حلال صنعتی پس از آب :    اتانول

رایج ترین روش بیان غلظت :    غلظت مولار ( مولاریته)

ساده ترین کربوکسیلیک اسید :    متانوئیک اسید

آشناترین کربوکسیلیک اسید :    اتانوئیک اسید

از مهمترین مشتقات کربوکسیلیک اسیدها :    استر ها

ساده ترین آمینواسیدها :    گلی سین ( آمینو اتانوئیک اسید)

از مهمترین و پرکاربردترین روشهای حفاظت فلزها :    حفاظت کاتدی

یکی از ارزشمندترین و پرکاربردترین فلزها :    آلومینیم

ادامه نوشته

مطالب جالب شیمی

تعیین دقیق زمان مرگ

تعیین دقیق زمان مرگ در جرم شناسی بسیار اهمیت دارد.اندازه گیری غلظت پتاسیم مایع زجاجیه روشی است که بیش از سه دهه از پیشنهاد و بررسی ان میگذرد.مصونیت ماده زجاجیه از آلودگی ،خون و باکتریها پس از مرگ ،سهولت نمونه برداری و عدم نیاز به کالبدشکافی از مزایای این روش محسوب می شود.تجزیه پتاسیم زجاجیه با دو روش الکترودهای یونی ویژه که یک روش پتانسیل سنجی است و نور سنجی شعله ای که یک روش طیف سنجی است انجام می گیرد.سپس مقدار پتاسیم بدست آمده با منحنیهای استاندارد غلظت یون پتاسیم بر حسب زمان مرگ که برای دو گروه سنی کودکان وبزرگسالان مجزاست،مقایسه می شود.

 

 آیا آرد (آرد گندم) میتواند منفجر شود؟

همه میدانیم که بیشتر گندم سفید از نشاسته درست شده است . و میدانیم که نشاسته از کربوهیدرات ساخته شده است یعنی از به هم پیوستن زنجیره ی مولکولهای شکر . هر کسی که تا بحال مارشمالو (نوعی شیرینی خمیرمانند )را اتش زده باشد میداند که شکر براحتی میسوزد , پس ارد هم میتواند.آرد و خیلی از کربوهیدراتهای دیگر میتواند اتش بگیرند وقتی انها در هوا بحالت گرد و غبار وجود دارد .فقط کافیه در هر متر مکعب 50 گرم یا بیشتر آرد بصورت گرد در هوا وجود داشته باشد و مشتعل شود. ذره های آرد انقدر کوچک هستند که فورا میسوزند. وقتی یک ذره بسوزد بقیه ذره های نزدیکش را هم روشن میکند و انوقت شعله بوجود امده تمام ابر ارد را شعله ور کرده و منفجر میشود. تقریبا هر کربو هیدرات بصورت گرد و غبار وقتی مشتعل شود منفجر خواهد شد .در خیلی از انبارهای آرد به همین صورت با یک جرقه یا یک منبع گرما باعت انفجار و اتش سوزی میشود.

 

ادامه نوشته

ترمودینامیک شیمیایی

تعیین سمت و سوی واکنش :
ترمودینامیک شیمیایی در عمل ، برقراری چهارچوبی برای تعیین امکان پذیربودن یا خود به خود انجام شدن تحولی فیزیکی یا شیمیایی معین است. به عنوان مثال ، ممکن است به حصول معیاری جهت تعیین امکان پذیر بودن تغییری از یک فاز به فاز دیگر بطور خود به خود مانند تبدیل گرافیت به الماس یا با تعیین سمت و سوی خود به خود انجام شدن واکنشی زیستی که در سلول اتفاق می‌افتد، نظر داشته باشیم.

در حلاجی این نوع مسائل ، چند مفهوم نظری و چند تابع ریاضی دیگر بر مبنای قوانین اول و دوم ترمودینامیک و برحسب توابع انرژی گیبس ابداع شده‌اند که شیوه‌های توانمندی برای دستیابی به پاسخ آن مسائل ، در اختیار قرار داده‌اند.
تعادل
پس از تعیین شدن سمت و سوی تحولی طبیعی ، ممکن است علم بر میزبان پیشرفت آن تا رسیدن به تعادل نیز مورد توجه باشد. به عنوان نمونه ، ممکن است حداکثر راندمان تحولی صنعتی یا قابلیت انحلال دی‌اکسید کربن موجود در هوا ، در آبهای طبیعی یا تعیین غلظت تعادلی گروهی از متابولیتها ( Metabolites ) در یک سلول مورد نظر باشد. روشهای ترمودینامیکی ، روابط ریاضی لازم برای محاسبه و تخمین چنین کمیت‌هایی را بدست می‌دهد.

گرچه هدف اصلی در ترمودینامیک شیمیایی ، تجزیه و تحلیل در بررسی امکان خود به خود انجام شدن یک تحول و تعادل می‌باشد، ولی علاوه بر آن ، روشهای ترمودینامیکی به بسیاری از مسائل دیگر نیز قابل تعمیم هستند. مطالعه تعادلهای فاز ، چه در سیستم‌های ایده آل و چه در غیر آن ، پایه و اساس کار برای کاربرد هوشمندانه روشهای استخراج ، تقطیر و تبلور به عملیات متالوژی و درک گونه‌های کانی‌ها در سیستم‌های زمین‌ شناسی می‌باشد.

ادامه نوشته

جداسازی و شناسایی ترکیبات آلی

تبلور :

هدف از تبلور ، جداسازی ناخالصی از اجسام جامد است. در این روش ، ابتدا جامد ناخالص را در یک حلال گرم حل می‌کنند، سپس محلول را صاف می‌کنند. ناخالصی‌ها در فاز مایع باقی می‌مانند. اگر تبلور طی چند مرحله صورت گیرد، به آن تبلور جزء به جزء می‌گویند. در این روش انتخاب حلال از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر از تکنیک ذوب برای جداسازی ناخالصی از جامد استفاده شود، به آن تصفیه ذوب گویند.

این روش در جدا کردن ناخالصی‌های ژرمانیم و اسید بتروییک کاربرد دارد. در این فرآیند ، ضریب تقسیم برابر با نسبت غلظت ناخالصی در فاز جامد به غلظت ناخالصی در فاز مایع است.

تقطیر :

اگر هدف از تقطیر ، جداسازی یک مخلوط به اجزای بالا باشد، از تقطیر ساده برای جداسازی اجزاء استفاده می‌شود. اما اگر همه اجزاء فرار باشند، از تقطیر جزء به جزء برای جداسازی استفاده می‌شود. اگر یک مخلوط تولید آزئوتروپ کند، ( مثل آب و الکل) نمی‌توان از روش تقطیر جزء به جزء ، اجزای آن را جدا کرد. برای جداسازی این مخلوط از روش‌های تقطیر با بخار آب ، تقطیر در خلاء و تقطیر ناگهانی استفاده می‌کنند.

در تقطیر با بخار آب هیچگاه درجه حرارت تقطیر از نقطه جوش آب بیشتر نمی‌شود. ترکیباتی نظیر تولوئن ، اتیلن ، گلیسیرین و اسیدهای چرب از این طریق جدا می‌شوند. برای جلوگیری از تجزیه مایعاتی که دارای نقطه جوش بالایی هستند از تقطیر در خلاء استفاده می‌شود. با کاهش فشار ، نقطه جوش مایع کاهش پیدا می‌کند.

در تهیه آب آشامیدنی از آب دریا و تهیه آب مقطر نیروگاه‌ها از تقطیر ناگهانی استفاده می‌شود. در این روش مایع بطور مداوم وارد و بخار بطور مداوم خارج می‌شود.

ادامه نوشته

پاک کننده‌ها

منظور از پاک کننده‌ها (detergehts) ، موادی هستند که ذره‌های چربی و چرک را از پارچه‌ها و یا اجسام دیگر بزدایند و در انواع مختلف تهیه می‌شوند. اولین ماده ای که به عنوان شوینده ساخته شد، صابون بود. از عمر صابون صدها سال می‌گذرد. آخرین دستگاههای صابون کشف شده ، مربوط به 2000 سال پیش است، 700 سال است که صابون‌سازی بطور صنعتی و به مقادیر زیاد ساخته می‌شود و 200 سال است که ساخت آن ، متحول گشته و به صورت کلاسیک و مدرن در آمده است.

از آن زمان تا کنون ، تعداد شوینده‌ها به حدی رسیده که قابل شمارش نیست، بطوری که امروزه در حجم انبوهی از شوینده‌ها ، به همراه تبلیغات آنها مواجه شده‌ایم. در حال حاضر در برخی کشورها ، تقریبا بیش از 80 درصد از مواد پاک کننده مصرفی از شوینده‌های سنتزی تهیه می‌شوند. لکن در مصارف عمومی واژه صابون ، مشخص کننده یک نمک فلز قلیایی یا آمونیوم یک اسید کربوکسیلیک راست زنجیر با تعداد 10-18 اتم کربن است و نام مواد شوینده به مواد صناعی با ساختمان مشابه اطلاق می‌شود. از این مواد ، در مصارف عدیده ای از جمله برای پاک کردن ، شستشو و در فرایندهای نساجی و غیره استفاده می‌گردد.

از طرف دیگر ، صابون‌های فلزی ، کربوکسیلاتهای قلیایی خاکی یا فلزات سنگین با زنجیره طویل هستند. این صابون‌ها در آب نامحلول بوده و در سیستمهای غیر آلی ، به عنوان مثال مواد افزودنی به روغنهای روان کننده ، جلوگیری کننده از زنگ زدگی ، ضد آب کردن مواد و سوختهای ژلاتین‌دار (مواد سوختنی مانند بنزین که با مواد غلیظ کننده ممزوج شده‌اند و از آنها در بمب‌های ناپالم و شعله افکن‌ها استفاده می‌شود) ، قارچ‌کشها دارای کاربرد می‌باشد.

خصوصیت قابل توجه این است که عدم توازن پلاریته (قطبیت) در داخل مولکول صابون‌ها و مواد شوینده و پاک کننده ، موجب ابراز قابلیت انحلال و ماهیت فاز غیر معمول در حلالهای قطبی و غیر قطبی می‌شود. این رفتار ، دقیقا باعث سودمندی چنین ترکیباتی در زمینه‌های خیس شوندگی ، قابلیت انحلال ، شویندگی (در مورد شستشو و خشک شویی بصورت ترامان) ، رنگرزی و بسیاری از سایر فراورده‌های صنعتی و خانگی است.

ترکیب اساسی ساختمان مولکولی پاک کننده‌ها موجب بوجود آمدن چنین صفاتی می‌گردد.

انواع مواد پاک کننده

صابون (Soap) :

صابون‌ها را می‌توان از هیدرولیز قلیایی چربیها و روغن‌های طبیعی (استر اسیدهای چرب با گلیسرول) مانند پیه ، روغن‌های نارگیل ، زیتون ، نخل و تالو تهیه کرد که این واکنش به نام فرایند صابونی شدن (Saponification) موسوم است:

C₃H₅(OOCR)₃ + 3NaOH → 3NaOOCR+C₃H₅(OH)₃

باید توجه داشت که در روشهای جدید ، از هیدرولیز مستقیم چربی‌ها بوسیله آب در دمای زیاد استفاده می شود. این موضوع ، تصفیه و ایزولاسیون اسیدهای چرب را که به صابون‌ها خنثی می‌شوند، ممکن ساخته، اساس یک فرایند پیوسته را بوجود می‌آورد. از نقطه نظر شیمیایی ، صابون‌ها ، نمکهای فلزی اسیدهای چرب (اسیدهای کربوکسیلیک) راست‌زنجیر با حدود 10-18 اتم کربن می‌باشند.

با اینکه همه نمکهای فلزی اسیدهای چرب ، صابون هستند، اما تنها نمکهای قلیایی مانند (سدیم و پتاسیم) در آب حل می‌شوند و خاصیت پاک‌کنندگی دارند. نمکهای فلزهای قلیایی خاکی (مانند کلسیم و منیزیم و..) در آب حل نمی‌شوند. از این رو صابون‌های معمولی در آب سخت در مجاورت یون‌های کلسیم و منیزیم رسوب می‌کنند. به این ترتیب صابون خوب کف نمی کند و خاصیت پاک کنندگی خود را از دست می‌دهد.

نمکهای آلومینیوم اسیدها نیز در آب نامحلول و در روغن‌ها محلول هستند و از این ماده ، در چربی‌های نرم کننده ، رنگ ، روغن جلا و ضد آب کردن مواد استفاده می‌شود. نمک اسیدهای فلزات سنگین مانند کبالت یا مس نیز بعنوان ماده خشک کننده در رنگهای ساختمانی و جوهر ، قارچ کش ها و مواد ضد آب استفاده می‌شود.

کیفیت و مرغوبیت صابون ، به نوع چربی روغن بکار رفته بستگی دارد. لذا از خالصترین و بی‌بو ترین آنها استفاده می‌گردد. علاوه بر چربی و قلیا مواد افزودنی دیگری هم در فرمولاسیون صابون وارد می‌شوند. این مواد عبارتند از:مواد جلوگیری کننده از اکسیداسیون مثل تری اتانول آمین اولئات ، مواد جلوگیری کننده از فساد صابون مانند دی سیانو دی آمیدو سدیم سولفانیلات ، روغن‌های معطره برای ایجاد بوی خوب صابون و غیره.

پاک کننده های سنتزی (Synthetic detergents) :

مواد شوینده سنتزی که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند صابون ، از یک زنجیر هیدروکربن متصل به نمک یک اسید محلول در آب تشکیل شده است. البته در تهیه این پاک کننده‌ها باید توجه داشت که طول زنجیر و نوع هیدروکربن مورد استفاده بطور مناسب انتخاب گردد. از گروههای قطبی مشتق شده از اسید سولفوریک در حد بسیار عمومی برای جایگزینی کربوکسیلات استفاده می‌گردد.

بعنوان مثال می‌توان به آلکیل سولفاتها (ROSO₃Na) ، آلکان سولفوناتها (RSO₃Na) و آلکیل آریل سولفوناتها (R-C₆H₄-SO₃Na) اشاره کرد و از مهمترین این مواد می‌توان سدیم لوریل (دودسیل) سولفات (C12H25-OSNa) و سدیم دودسیل بنزن سولفونات (C₁₂H₂₅-C₆H₄-SO₃-Na) را که دارای قدرت پاک کنندگی بالایی هستند، نام برد. استرها و آمید اسیدهای چرب نیز که از تورین (H2NCH2CH2SO3H) و اسیدایزاتیونیک (HOCH₂CH₂SO₃H) تهیه می‌شوند، از جمله اولین ترکیبات سنتزی تلقی می‌شوند. مضافا ، آلکان فسفوناتها معرف نوع دیگری از مواد صناعی آنیونی می‌باشد.

از طرف دیگر احتمال دارد که تغییر و اصلاح گروههای قطبی بوسیله تغییر در علامت بار الکتریکی یون فعال در سطح مسیر شود. یک مثال بسیار معروف از مواد شوینده کاتیونی (invert soaps) ، ملح آمونیوم نوع چهارم این طبقه بفرمول C₁₆H₃₃N(CH₃)Br است. در طبقه دیگر یعنی مواد شوینده غیر معدنی ، گروه قطبی عبارت از گروه آب دوست غیر مجتمع شده می‌باشد که معمولا حاوی چند گانگی وظایف اکسیژن (اتر و الکل) است که در پیوند هیدروژنی با آب برگزیده شده است. مثالی در این مورد ، استر تهیه شده از یک اسید چرب و قند است.

از انواع عمومی دیگر ، می‌توان به پلیمریزاسیون تعدادی از واحدهای اکسید اتیلن با یک الکل اشاره کرد که دارای فرمول عمومی R-O-(CH₂CH₂O)₂H می‌باشد. همچنین اکسیدهای آمین مانند R-N(CHsub>3)₂→O و اکسیدهای فسفین منسوب آنها نیز تهیه شده‌اند. مهمترین شوینده های سنتزی عبارتند از:

ادامه نوشته

آب ژاول

 

رايج‌ترين ماده اي که از آن ، به عنوان سفيد کننده استفاده مي‌شود، آب ژاول است. ماده اصلي و موثر در آب ژاول ، هيپوکلريت سديم (NaOCl) است. هيپوکلريت سديم ، ترکيبي فوق‌العاده قوي است که درصد خيلي کمي از آن (5 درصد) را در آب حل مي‌کنند و با نام‌هاي مختلف و به عنوان سفيد کننده به بازار عرضه مي‌کنند. بنابراين سفيد کننده‌ها و آب ژاول ، همان محلول 5 درصد هيپوکلريت سديم هستند.

مزيت آب ژاول اين است که خاصيت ضدعفوني کننده نيز دارد، زيرا يک سفيدکننده کلردار است. افزودن مقدار کمي پربورات به آب ژاول ، قدرت سفيدکنندگي آن را افزايش مي‌دهد. البته بايد توجه داشت که محلول هيپوکلريت سديم ، ناپايدار است و در مجاورت نور و گرما ، يون ^-OCl تجزيه شده، اکسيژن آزاد مي‌کند و در نتيجه از شدت عمل آن کاسته مي‌شود. لذا بايذ آن را در ظروف مات و نيز دور از گرما نگهداري کرد. همچنين بهتر است محلول‌هاي تازه استفاده شود، زيرا بهر حال در اثر ماندن بسادگي تجزيه مي‌شود.

NaOCl ----> NaCl + O₂

روش‌هاي تهيه آب ژاول

واکنش سود سوزآور با گاز کلر :

متداول‌ترين روش براي تهيه هيپوکلريت سديم ، عبارت از عبور دادن گاز کلر از درون محلول قليايي سديم هيدروکسيد مي‌باشد که در نتيجه آن ، کلر بطور همزمان هم اکسيد ( به فرم ^-OCl ) و هم احيا ( به فرم ^-Cl ) مي‌گردد. فرمول واکنش به شرح زير است:

Cl₂ + 2NaOH ----> NaCl + NaOCl + H₂O

الکتروليز محلول NaCl  :

روش وسيع ديگري که براي تهيه هيپوکلريت سديم استفاده مي‌شود، الکتروليز محلول غليظ نمک سديم کلريد است. اين سلولهاي الکتروليتي ، ديافراگم يا غشائي نداشته و در جريان بالا و در محلولي نسبتا خنثي بکار گرفته مي‌شوند. اين سلول‌ها جهت بکار گيري در درجه حرارت پائين طراحي مي‌شوند که محلول سود سوزآور کاتد را به تماس با کلر متصاعد شده از آند در مي‌آوردند.

واکنش سديم بي‌کربنات با کلسيم هيپوکلريت :

روش ديگري براي تهيه سديم هيپوکلريت مي‌باشد که فرمول واکنش به شرح زير مي‌باشد:

Na₂CO₃ + Ca(OCl)₂ ----> 2NaOCl + CaCO₃

 قدرت اکسيدکنندگي سديم هيپوکلريت

بطور کلي ، سفيد کننده ، در واقع يک عامل اکسيد کننده مي‌باشد. فعاليت آن ، به اين وسيله اندازه گيري مي‌شود که چه مقدار کلر قابل دسترسي وجود دارد. کلر فعال (کلر قابل دسترس) اندازه اي از قدرت اکسيدکنندگي کلر موجود در سفيد کننده مي‌باشد. در پودرهاي سفيد کننده CaOCl₂ مقدار کلر قابل دسترس همان درصد کلر در پودر مي‌باشد.

اما در سديم هيپوکلريت مقدار کلر قابل دسترس دو برابر در صد موجود در پودرهاي سفيد کننده مي‌باشد. زيرا قدرت اکسيدکنندگي ^-OCl دو برابر اکسيدکنندگي Cl₂ است. احياي ^-OCl (کلر با اکسايش +1) به ^-Cl (کلر با اکسايش -1) با دو الکترون انجام مي‌شود، در حاليکه احياي Cl₂ به ^-Cl با يک الکترون براي هر کلر انجام مي‌گيرد.

کاربردهاي آب ژاول

بعنوان ضد عفوني کننده :

محلول هيپوکلريت (آب ژاول) تمام ميکروب‌ها اعم از قارچ ، ويروس و باکتري را نابود مي‌کند. از اين بعنوان يک ضد عفوني کننده و ماده دفع بو در لبنياتها ، مخازن آب ، دفع فاضلاب‌ها و براي اهداف خانگي از قبيل ضد عفوني کردن لگن‌ها و وان حمام ، لباس‌ها ، آشپزخانه و... مناسب است و نيز از آن ، در ضد عفوني کردن آزمايشگاههايي که در معرض ويروس هپاتيت هستند (مثل همودياليز) و اماکن تهيه و توزيع مواد غذايي استفاده مي‌شود.

همچنين از محلول رقيق‌تر آن در شستشوي زخم‌هاي آلوده که باز تازه نباشند، استفاده مي‌شود. در طول جنگ جهاني اول ، در معالجه زخم‌ها بعنوان محلول ضد عفوني کننده و التيام‌بخش مورد استفاده قرار گرفته بود. استفاده از آب ژاول در لباسشويي و براي ضد عفوني کردن لباس‌ها توصيه مي‌شود. حتي خود لباسشويي را هم مي‌تواند با آب ژاول و آب داغ ضد عفوني کنيد. بدين ترتيب که مقداري آب ژاول را درون لباسشويي ريخته و بگذاريد تا با آب داغ (بدون لباس) ده دقيقه کار کند.

بعنوان سفيد کننده و لکه‌بر :

همانطور که قبلا ذکر شد، ماده اوليه اکثر سفيد کننده‌ها که در قديم به آب ژاول معروف بوده‌اند، هيپوکلريت سديم است. آب ژاول براي پاک کردن لکه‌هاي کپک ، خون ، قهوه ، تنباکو ، آب ميوه و بسياري ديگر از لکه‌ها مناسب است. براي از بين بردن اين لکه‌ها ، يک قاشق آب ژاول را در يک ليوان آب بريزيد و به کمک قطره چکان روي لکه بريزيد. آب ژاول بعنوان سفيد کننده براي پنبه ، کتان ، چتائي ، ابريشم مصنوعي ، خمير کاغذ و مرکبات مفيد است در حقيقت بيشترين کلر خريداري شده جهت سفيد کردن محصولات سلولزي قبل از استفاده به هيپوکلريت تغيير داده مي‌شود.

احتياط در استفاده از آب ژاول :

• آب ژاول ، باعث از بين رفتن پشم مي‌شود، براي همين بايد از آن براي پارچه‌هاي پشمي و نيز ابريشمي و چرم استفاده کرد.
• خيساندن زياد پارچه‌ها در آب ژاول سبب ضعيف شدن الياف آنها مي‌شود.
• آب ژاول ، سبب خوردگي فلزات و وسايل فلزي مي‌شود.
• آب ژاول ، ماده اي بسيار سمي است و نبايد آن را در محيطهاي بسته بکار برد و از بکار بردن آن به همراه جوهر نمک و موادي مثل آن نيز بايد جدا خودداري کرد (يعني هميشه آن را به تنهايي و بدون مخلوط با پاک کننده‌هاي ديگراستفاده کنيد). زيرا اين دو با هم ، گاز بسيار سمي و کشنده کلر را تشکيل مي‌دهند.
• ماده موثر آب ژاول (سديم هيپوکلريت) ، پوست ، چشم و ريه‌ها را تحريک مي‌کند و به آنها آسيب مي‌رساند، لذا از تماس مستقيم آن با دست بايد پرهيز کرد و از ورود ناگهاني آن به چشم بايد جلوگيري نمود.

 

پدیده ولکانیزاسیون

در سال 1829 ، "گودییر" از آمریکا و "مکین تاش" از انگلستان ، این دو متوجه شده‌اند که در اصل مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن، ماده‌ای قابل ذوب و قابل شکل دادن ایجاد می‌شود که می‌توان از آن، محصولات مختلفی از قبیل چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد.

این پدیده همان پدیده ولکانیزاسیون است که در طی آن لاستیک اکسیده می‌شود و سولفور کاهیده و به سولفید تبدیل می‌شود. البته این عمل در دمای 110 درجه سانتیگراد تهیه می شود. نتیجه این کشف تولید مواد لاستیکی مثل لاستیکهای توپر، پوتین و ... است.

کائوچوی طبیعی و مصنوعی :
کائوچوی طبیعی در شیره درختی به نام هوا ، Hevea وجود دارد و از پلیمر شدن هیدروکربنی به نام 2- متیل- 1 و 3- بوتادین معروف به ایزوپرن بوجود می‌آید. با توجه باینکه در فرمول ساختمانی کائوچو یا لاتکس طبیعی هنوز یک پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با گوگرد یا سولفور حرارت دهیم، این منومرها ، پیوند پی را باز می‌کنند و با ظرفیت های آزاد شده ، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به لاستیک تبدیل می‌گردد.

حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا ولکانیزاسیون Vulcanizataion می‌نامند. به همین دلیل، لاستیک حاصل را نیز، "کائوچوی ولکانیزه" گویند. چند نوعی کائوچوی مصنوعی نیز ساخته شده‌اند که از مواردی مانند 1 و 3- بوتادی ان و جسمی به نام 2- کلرو- 1 و 3- بوتادین معروف به "کلروپرن" و جسم دیگری به فرمول 2 و 3- دی متیل- 1 و 3- بوتادین بتنهایی یا مخلوط درست شده‌اند. کلروپرن به راحتی پلیمریزه شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام "نئوپرن" تبدیل می‌شود.

تکامل در صنعت لاستیک :
بعدها در سال 1888 خواص مکانیکی لاستیکهای تهیه شده توسط گودییر و مکین تاش با استفاده از کربن سیاه به عنوان یک ماده پرکننده و افزودنی بسیار بهبود بخشیده شده و در نتیجه لاستیکهای بادی دانلوب ، "تیوپ" تهیه شد. بعد از آن لاستیکهای سنتزی تهیه و به بازار عرضه شد مانند ایزوپرن ، بوتادی ان و لاستیکهای تیوکل.

بعدها لاستیکهای سنتزی مثل کوپلیمرهای استیرن و بوتادی‌ان تهیه شد که در سال 1941 مصرف آن صفر بود. اما در سال 1945 مصرف آن 700000000 می‌رسید. به موازاتی که مصرف لاستیکهای سنتزی بالا می‌رود، مصرف لاستیکهای طبیعی پایین می‌آید. چون لاستیکهای سنتزی اقتصادی‌تر هستند.

 

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 استوکیومتری 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 

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 بدین ترتیب عده کل برخوردهای موثر در واحد زمان، که موجب انجام واکنش می‌شوند، افزایش می‌یابد.

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.

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.

ادامه نوشته

کشف پرتو زایی عناصر پرتو زا (رادیو اکتیو)

 توریم و اورانیوم و بعضی از عناصر دیگر بدون هیچ اثر خارجی (یعنی به سبب عوامل داخلی) پیوسته تابش مرئی گسیل می دارند. این تابش مانند اشعه ایکس به درون حائل های کدر نفوذ می کند. و روی فیلمهای عکاسی اثر می گذارد. و اثر یونشی به وجود می آورد

● کشف پرتو زایی عناصر پرتو زا (رادیو اکتیو) توریم و اورانیوم و بعضی از عناصر دیگر بدون هیچ اثر خارجی (یعنی به سبب عوامل داخلی) پیوسته تابش مرئی گسیل می دارند. این تابش مانند اشعه ایکس به درون حائل های کدر نفوذ می کند. و روی فیلمهای عکاسی اثر می گذارد. و اثر یونشی به وجود می آورد. ویژگی گسیل خود به خودی چنین تابش به پرتوزایی معروف است به عناصر دارای این ویژگی عناصر رادیو اکتیو می گویند و تابشی که این عناصر گسیل می دارند تابش پرتوزایی (تشعشع هسته ای) نامیده می شود. خاصیت پرتوزایی اورانیم را در سال ۱۸۹۶ آنتوان هانری بکرل فیزیکدان فرانسوی کشف کرد. پرتوزایی اندکی پس از کشف اشعه ایکس کشف شد.

▪ عناصر رادیو اکتیو محصول آزمایشات اولیه: گسیل پرتوهای ایکس اولین بار در بمباران دیواره های شیشه ای لامپ تخلیه گازی با پرتوی کاتدی کشف شد. موثرترین نتیجه این بمباران تابانی شدید شیشه به رنگ سبز یعنی لیانی است. از اینجا معلوم می شود پرتوهای ایکس حاصل لیانی است و با هر لیانی همراهند، از جمله موردی که با نور برانگیخته شود. بکرل این فرض را از راه آزمایش تحقیق کرد او مواد لیان را در معرض نور قرار داد و آن گاه این مواد را کنار فیلم عکاسی که در لفاف سیاه پیچیده شده بود، قرارداد. پس از ظاهر کردن فیلم عکاسی گسیل تابش نفوذی را از روی سیاه شدن فیلم آشکار ساخت. از میان تمام مواد لیان که توسط بکرل مورد آزمایش قرارگرفت فقط نمکهای اورانیوم صفحه عکاسی را سیاه کردند. با وجود این معلوم شد که نمونه ای که قبلا در معرض تابش نور شدید قرارگرفته باشد به همان اندازه نمونه ای که برانگیخته نشده باشد، صفحه عکاسی را سیاه می کند. از این مشاهده چنین استنباط می شود که گسیل تابش توسط نمک اورانیم به لیانی مربوط نیست و به اثرهای خارجی بستگی ندارد. این نتیجه با آزمایش هایی که با ترکیبهای محتوی غیر لیان که همه تابش نفوذ کننده گسیل می دارند انجام شد و مورد تایید قرارگرفت.

▪ سیر تحولی و رشد: بعد از کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم توسط بکرل ، ماری کوری فیزیکدان فرانسوی متولد لهستان که بیشترین تحقیقات خود را همراه با شوهرش پیر کوری انجام داد بیشتر عناصر شناخته شده و خیلی از ترکیبها را مورد بررسی قرارداد. تا ببیند که آیا آنها خاصیت پرتوزایی دارند یا خیر. ماری کوری در آزمایشهایش یونش هوا را به عنوان شاخص خاصیت پرتوزایی مواد پرتو زا به کار می برد. این روش خیلی حساستر از روش مبتنی بر تاثیر روی صفحه عکاسی است. آزمایشهای ماری کوری به نتایج زیرمنتهی شد.

▪ نتایج آزمایشات ماری کوری: پرتوزایی نه فقط در اورانیوم بلکه در همه ترکیبات شیمیایی آن مشاهده می شود. افزون بر آن خواص پرتوزایی در مورد توریم و همه ترکیبات شیمیایی آن نیز وجوددارد. پرتوزایی نمونه ای از هر ترکیب شیمیایی اورانیوم و توریم برابر است با پرتوزایی اورانیم و توریم خالص موجود در آن ترکیب نتیجه اخیر نشان می دهد که خواص مولکول موجود در عنصر پرتوزا روی خاصیت پرتوزایی موثرنیست. بنابر این پرتوزایی خاصیت ذاتی اتمهای عنصرپرتو زا است نه پدیده مولکولی. علاوه بر عناصر خالص و ترکیبات آنها ماری کوری تعدادی از سنگهای معدنی را نیز بررسی کرد. و معلوم شد که پرتوزایی کانیها از حضور اورانیم و توریم در آنها ناشی می شود با وجود این خاصیت پرتوزایی بعضی از کانیها به طور غیر قابل انتظار خیلی بالاست. برای مثال پیچ بلند چهار برابر مقدار اورانیم موجود در خود یونش نشان می دهد. پرتوزایی بالای پیچ بلند را فقط می شد به عنصر پرتوزای ناشناخته موجود در این مقدار کم نسبت داد که تحلیل شیمیایی نتوانسته بود وجود آن را آشکار سازد. به رغم مقدار کم آن شار تابشی که این عنصرگسیل می کرد، قویتر از اورانیم موجود در یک مقدار بزرگتر بود. بنابراین پرتوزایی این عنصر باید چند برابر شدیدتر از پرتوزایی اوارنیم باشد. در نتیجه این ملاحظات ، پیر و ماری کوری کوشش کردند این عنصر فرضی را به طور شیمیایی از پیچ بلند جدا کنند. پرتوزایی به ازای واحد جرم محصول نهایی نشانه ای از توفیق در عملیات شیمیایی بود. این مقدار باید با افزایش مقدار عنصر جدید در محصول نهایی افزایش می یافت. پس از سالها کار سخت آنها سرانجام توفیق یافتند چند دهم از عنصرخالص به دست آورند که خاصیت پرتوزایی آن بیش از میلیون برابر اورانیوم بود. این عنصر به رادیوم یعنی تابان معروف است.

▪ عنصر رادیو اکتیو رادیوم: رادیم بنا به خواص شیمیایی آن یک فلز قلیایی خاکی است. برای جرم اتمی آن عدد ۲۲۶ به دست آمد با توجه به خواص شیمیایی و جرم رادیوم در خانه خالی ۸۸ جدول تناوبی قرارداده شد. در سنگهای معدنی اورانیم همیشه رادیوم به مقدار خیلی کم وجود دارد (حدود ۱ گرم رادیوم در ۳ تن اورانیوم). به این سبب استخراج رادیوم فرایند پرزحمتی است. رادیوم یکی از فلزات کمیاب و بسیار گرانبهاست. و به عنوان چشمه متمرکز تابش پرتوزا ارزش زیادی دارد. ▪ سایر عناصر رادیواکتیو: تحقیقات بعدی که توسط کوریها و دیگر دانشمندان انجام گرفت شمار عناصر پرتوزای شناخته شده را به مقدار زیادی افزایش داده است. معلوم شده است که تمام عناصری که عدد اتمی آنها بیش از ۸۳ باشد، پرتوزا هستند. معمولا این عناصر را به مقدار کم از آمیزه های اورانیوم ، رادیوم و توریم به دست آوردند. ایزوتوپهای پرتوزای تالیم ، سرب و بیسموت نیز از طریق مشابه پیدا شدند. باید توجه داشت که فقط ایزوتوپهای کمیاب این عناصر که با اورانیم ، رادیم و توریم آمیخته باشند، پرتوزا هستند. تالیم ، سرب و بیسموت معمولی پرتوزا نیستند. افزون برعناصر آخر جدول تناوبی ، معلوم شده است که ساماریوم ، سزیم و روبیدیوم نیز پرتوزا هستند. پرتوزایی این عناصر ضعیف و با زحمت آشکارسازی می شود.

 

 

عنصر کلر

تاریخچه :

کلر ( از واژه یونانی χλωρος به معنی زرد مایل به سبز ) را "Carl Wilhelm Scheele" در سال 1774 کشف نمود و اشتباها" تصور کرد، این عنصر حاوی اکسیژن است. "Humphry Davy" در سال 1810 ، نام کلر را برای این ماده انتخاب کرد و اصرار داشت که این ماده در واقع یک عنصر است.

پیدایش :

بوسیله الکترولیز محلول آبداری از کلرید سدیم ، کلر تولید می‌شود. این عنصر در طبیعت فقط بصورت ترکیب با سایر عناصر و عمدتا" سدیم به شکل نمک طعام (NaCl) و همچنین در کارنالیت و سیلویت یافت می‌شود.

اطلاعات کلی :

کلر ، عنصر شیمیایی با عدد اتمی 17 و نشان Cl می‌باشد. کلر ، هالوژن است و در جدول تناوبی در گروه IV قرار دارد. گاز کلر ، زرد مایل به سبز است، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین‌تر ، دارای بوی بسیار بد و خفه کننده و بسیار سمی است. این عنصر ، عاملی اکسید کننده ، سفید کننده و گندزدا می‌باشد. کلر ، بعنوان بخشی از نمکهای طعام و ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوما" در بیشتر جانداران وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه :

نوع خالص این عنصر شیمیایی به شکل گازی دو اتمی و سبز رنگ می‌باشد. نام کلر برگرفته از کلمه chloros به معنی سبز است که اشاره به رنگ این گاز دارد. این عنصر ، جزئی از گروه هالوژنهای نمک‌ساز می‌باشد و بوسیله اکسیداسیون کلریدها یا به روش رایج الکترولیز تهیه می‌گردد. کلر گازی است به رنگ زرد مایل به سبز که تقریبا" با تمامی عناصر به‌سرعت ترکیب می‌شود. در 1 لیتر آب 10 °C ، 3.10 لیتر و در آب 30 درجه تنها 77/1 لیتر کلر حل می شود.

کاربردها :

کلر ، عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب ، مواد گندزدا در سفید کننده و نیز در گاز خردل به‌شمار می‌رود. همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره کاربرد دارد.

• برای از بین بردن باکتری و سایر میکروبهای موجود در ذخائر آب آشامیدنی بکار می‌رود. امروزه حتی به ذخائر کوچک آب همواره کلر افزوده می‌گردد.
• در تولید محصولات کاغذی ، مواد ضدعفونی کننده ، رنگدانه‌ها ، مواد غذائی ، حشره کشها ، رنگها ، فرآورده‌های نفتی ، پلاستیک ، دارو ، منسوجات ، حلالها و محصولات مصرفی بسیار زیاد دیگری کاربرد دارد. در ترکیبات آلی در صورتی‌که کلر جایگزین هیدروژن شود، (لاستیک مصنوعی) ، اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این ترکیبات می‌گردد، لذا در ترکیب آلی از این عنصر بعنوان عامل اکسید کننده و جانشین ، بطور گسترده استفاده می‌گردد.
  
  سایر موارد کاربرد کلر در تولید کلراتها ، کلروفرم ، تترا کلرید کربن و در استخراج برم می‌باشد.

 

ادامه نوشته