جمع بشید عاشقای ماه رمضون / مهمونی داره خدای مهربون
غنی و گدا رو دعوت می کنه / همه عاشقا رو دعوت می کنه
چی بگم که سفره خیلی با صفاست / صاحب سفره ما امام رضاست
.
حسین سلطان عشق،عباس ساقی عشق،زینب شاهد عشق و سجاد راوی عشق.
کاروان عشق در راه است و خود “عشق”نیمه شعبان خواهد آمد…
اعیاد شعبانیه مبارک
تولید نانو ساختارهای شبه فولرین غیر آلی با کمک نور خورشید
دانشمندان پس از توليد ساختارهاي فولرين و نانولوله كربني، متوجه شدند كه بايد ساختارهاي غيرآلي مشابه با آنها به صورت وسيع وجود داشته باشد.
به گزارش سرويس «فنآوري» خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، مجموعه وسيعي از نانوساختارهاي IF (ساختارهاي شبه فولرين غيرآلي)، تاكنون ساخته شده و در تريبولوژي، فتونيك، باتريها و كاتاليز، مصارف گستردهاي پيدا كردهاند.
در بين چنين مولكولهاي غيرآلياي كه ميتوانند نانوساختارهايي شبيه فولرين داشته باشند، اكسيد سزيم ميتواند بسيار مفيد باشد و به طور مؤثري در سيستمهاي نشركننده نوري به كار آيد. 
متأسفانه، اين ساختار در اتمسفر محيط بسيار واكنشپذير است و به همين دليل براي توليد و انتقال آن به خلأ بالا و شرايط كاملاً بي اثر نياز ميباشد. اين امر موجب ميشود كه توليد و انتقال آن گران و مخاطرهآميز باشد؛ بنابراين براي استفاده صنعتي از اين ساختار، مشكلات و محدوديتهايي وجود دارد.
به تازگي دانشمندان در روشي جديد، براي توليد پربازده و نسبتاً غيرپيچيده IFهاي اكسيد سزيم پايدار، از تشعشع خورشيدي با شدت بالا (نور غيرهمدوس بسيار روشن) استفاده كردهاند. اين روش ساده و مقرون به صرفه است.
در حال حاضر، روشهاي تجربي موفق براي ساخت تعداد زيادي از مولكولهاي اكسيد سزيم شبه فولرين، انگشت شمار ميباشند.
اين مولكولها (مانند اكسيد سزيم) ميتوانند به طور گسترده در صنعت فوتونيك براي ساخت ابزازهاي منتشركننده نور و آشكارسازهاي نوري مورد استفاده قرار گيرند.
به تازگي، گروهي از دانشمندان در آلمان و فلسطين اشغالي نشان دادند كه ميتوان مولكولهاي مزبور را با استفاده از نور خورشيد بسيار متمركز، توليد كرد. اين روش مقرون به صرفهتر از روشهاي قبلي ميباشد.
پروفسور جفري گوردون در اين زمينه ميگويد: نانوفيلمهاي ساخته شده از IFهاي اكسيد سزيم (IF-Cs2O) ميتوانند به طور گسترده در سيستمهاي منتشركننده نوري مورد استفاده قرار گيرند. به عنوان نمونه در ساخت فتوكاتدها، ابزارهاي الكتروني، تقويتكنندههاي تصوير، لامپهاي تخليه الكتريكي، دوربينهاي تلويزيوني، ليزرها و مبدلهاي كاتاليستي، كاربرد خواهند داشت.
تاكنون، تنها راه ممكن براي توليد نانوذرات IF-Cs2O پايدار، روش بسيار گرانِ تبخير ليزر (laser ablation) بوده است. گروه ما براي اولين بار توانست نانوذراتي از اين دست را به وسيله انرژي خورشيدي و بدون استفاده از هيچ گونه ليزري، توليد كند.
فرآيند توليد IF-Cs2O، مستقيماً درون آمپولهاي توخالي كوارتزي كه حاوي كريستاليتهاي ٣R-Cs2O (٣R نشان دهنده يك سلول واحد ميباشد كه از سه لايه مولكولي تشكيل يافته و داراي تقارن رمبوهدرال است.) ميباشند، انجام ميپذيرد. به اين منظور آمپولها تحت تابش خورشيدي پيوستهاي با توان خورشيدي متمركز ٢/٠-7/٧ وات و دوره تناوب ٣٠- ٨٤٠ ثانيه قرار ميگيرند. 
نور خورشيدي كه داراي شار بالايي است توسط فيبري نوري از ديش متمركزكننده كوچكي كه در فضاي آزاد قرار گرفته به روي ميز آزمايشگاه منتقل ميگردد.
آزمايشهاي متفاوتي كه انجام شد نشان داد كه براي به دست آوردن بهترين نتيجه، آمپولهاي كوارتزي حاوي ماده سازنده ٣R-Cs2O بايد در نقطهاي ثابت و بيحركت باشند. به عبارت ديگر فاصله اين مواد تا نوك آمپول بايد ثابت باشد. در تعدادي از اين آزمايشات اين فاصله ثابت نگه داشته شد و در تعدادي ديگر آمپول حول محور خود ميچرخيد تا مواد در تمام فواصل ممكن قرار گيرند.
گوردون گفت: در اين فرآيند نوعي تبخير، آنلينگ و افت دمايي به وجود ميآيد كه منجر به شكلگيري مواد IF-Cs2O ميگردد. اين مواد در نواحي سردتر آمپول كه تحت تابش قرار نگرفتهاند، رسوب ميكنند. توان خورشيدي ورودي بايد بيشتر از ٦ وات باشد. زمان پرتودهي، تأثير قابل توجهي بركميت و كيفيت نانوذرات IF-Cs2O ندارد.
به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فنآوري نانو، هماكنون گوردون و همكارانش به بهبود و گسترش اين فرآيند و افزايش مرتبه بزرگي حجم توليدات آن مشغول ميباشند تا به اين وسيله، اين روش را مقرون به صرفه و تجاري سازند.
گوردون ادامه داد: همچنين ما به ساخت نانولولههاي اكسيد سزيم ميانديشيم. تاكنون، اين نوع نانولوله ساخته نشده است. نانولولههاي اكسيد سزيم خواص فيزيكي منحصر به فرد و ممتازي خواهند داشت.
نتايج اين تحقيق در مجله Advanced Materials به چاپ رسيده است.
| شیمی طنز |
|
 | |
 یه روز یه فیزیکدان، یه زیست شناس و یه شیمی دان که شنا بلد نبودن برای اولین بار میرن به اقیانوس. فیزیک دان میگه: "من میخوام درباره فیزیک امواج تحقیق کنم." و میپره تو آب و دیگه برنمی گرده.
زیست شناس میگه: " من میرم درباره گیاهان کف اقیانوس تحقیق کنم." و اونم به سرنوشت فیزیک دان دچار میشه. شیمی دان چند ساعتی منتظر میشه و بعد توی دفترچه گزارشش مینویسه: " 1- آب دریا فیزیکدان ها و زیست شناس ها را در خود حل می کند. ..."-یه شیمی دان میره به یه داروخانه و میگه: ببخشید. میشه یه بسته " استیل سالیسیلیک اسید " بهم بدین؟
داروفروش میگه: منظورتون آسپیرینه؟
شیمی دان میگه: اوه، بله بله، این اسم لعنتی هیچ وقت یادم نمیمونه. -کدامیک از موارد ذیل در تتراکلرید کربن حل نمی شوند؟
الف) خرس سفید
ب) خرس قهوه ای
ج) خرس سیاه
د) همه موارد
- خب معلومه، خرس سفید. چون قطبیه -میدونید با عنصرهای آهن، نیکل و پتاسیم چه سلاحی می شه ساخت؟
-چاقو (KNiFe) یه روز هایزنبرگ در حال رانندگی بوده که پلیس متوقفش می کنه. پلیس: هیچ می دونی سرعتت چقدره؟
هایزنبرگ: نه، ولی می دونم کجا هستم! تعریف شاخه های مختلف شیمی: شیمی فیزیک: تلاش مذبوحانه برای به کار بردن عبارت y=mx+b در مورد هر پدیده ای در جهان
شیمی آلی: تلاش برای تبدیل ترکیبات بدبو به مقاله های تروتمیز در مجله ها
شیمی معدنی: تلاش برای مفید نشون دادن چیزهایی که بعد از استفاده ی شیمی دانان آلی و تجزیه از جدول تناوبی باقی می مونه
مهندسی شیمی: تلاش برای پول درآوردن از کارهایی که شیمی دانان آلی، معدنی و تجزیه صرفا برای تفریح انجام میدن.
*(شیمی آلی عبارتست از مطالعه ترکیبات کربن دار بیوشیمی عبارتست از مطالعه ترکیبات کربن داری که وول میخورند.)
| |||
|
مقدمه: چندی پیش در منطقه فینیکس واقع در آریزونا در کشور آمریکا، کشاورزی بنام دیوید هادسون به ماده ی سفید رنگی که در سرتاسر زمینهای زراعی اش گسترده بود مشکوک شد و مقداری از آنرا به آزمایشگاههای معتبر سپرد تا به او بگویند که این ماده سفید رنگ متشکل از چه مواد اولیه ای است. اما در عین ناباوری، پاسخ آزمایشگاه این بود:You Have Pure Nothing یعنی شما یک ماده ای دردست دارید که خالصاً هیچ چیز مشخصی که در جدول عناصر تعریف شده باشد در آن به چشم نمی خورد! علاقه مندان به پیگیری این مطلب می توانند به آدرس graal.co.uk/whitepowdergold.html مراجعه و یا در گوگل White Powder Gold را جستجو نمایند..
همانگونه که کتاب “اسرار گمشده صندوقچه مقدس” اثر لارنس گاردنر اشاره دارد، اخیراً توجه دانشمندان به این عنصر مرموز معطوف شده است که در جدول تناوبی عناصر یافت نمی شود. این پودر سفید رنگ غیر محسوس که از خانواده فلزاتی همچون طلا و پلاتنیوم بدست می آید، عنصری مونوتومیک (ساختاری از ماده که از اتمهای واحد تشکیل شده است) خوانده می شود. آنچنانکه این ماده توسط کاشف آن، دیوید هادسون، در سالهای دهه ی 1980 Orme نام گذاری شد که مخفف Orbitally Rearranged Monatomic Element (عنصری که اوربیتال آن بصورت تک اتمی بازچیده شده باشد) می باشد. بصورت عمومی و تجاری نام Ormus یا M-State برای این پودر سفید رنگ پذیرفته شده است. ثقل سنجی حرارتی نشان داد که این ماده در حرارت بالا شروع به بی وزن شدن می نماید تا جایی که حتی می تواند در هوا شناور شود. حتی در شرایط خاصی این پودر سفید طلا می تواند به خاصیت ابر رسانایی برسد و یا در ابعاد دیگر عالم طنین ایجاد نماید. در اسطوره های یونان باستان تلاش برای یافتن این ماده بصورت “افسانه پشم طلایی” تجلی یافته، در حالیکه در کتاب مقدس می توان رد این ماده را در داستان مربوط به صندوقچه ی عهد (که به دستور خدا توسط موسی در صحرای سینا ساخته شد و نهایتا به معبد سلیمان در اورشلیم منتقل شد) جستجو نمود. در بین النهرین باستان نیز از این پودر سفید رنگ یاد شده و نام آن شم-آن-نا یا “سنگ آتش” بوده است، درحالیکه مصریان به آن “مفکات” (mfkzt) می گفتند و اسکندر نیز آنرا با نام “سنگ بهشت” می ستود. این پودر “سنگ آتش” رازآلود، بعنوان یک ماده خوراکی و به شکل نان های مخروطی و یا بصورت معلق بر سطح آب، به پادشاهان و فراعنه اختصاص می یافت. این ماده بعنوان غذایی برای “کالبد اختری” شناخته می شد که استعداد رهبری، آگاهی ذاتی، ادراک و فراست را در نزد شاهان و رهبران ارتقا می داده است. همچنین به تازگی ارتباط مابین این ماده جادویی با راز طول عمر نیز مکشوف گشته است. امروزه، کمپانی های متعددی در حال تولید محصولاتی هستند که بر پایه مواد M-State بنا شده اند. برخی از طلا بعنوان فلز پایه بهره می برند، و برخی دیگر نیز از مشتقات پلاتنیوم که از رسوبات کف دریاها و یا منابع زمینی ای همچون دهانه های آتشفشان ها و یا محل برخورد شهاب سنگها استحصال می شود بهره می برند. از آنجاییکه روشهای متداول آنالیز مواد فلزی، برای شناخت M-State ها نا مناسب و نا کارآمد است لذا می توان گفت که هنوز بسیاری از تواناییهای این ماده در پرده ی ابهام باقی مانده است. فیلسوف قرن هفدهم، ایرنائوس فیلالِتِس (فردی که مورد احترام آیزاک نیوتن، روبرت بویل، الیاس اشمول و دیگر اعضای کالج سلطنتی بریتانیا در عصر خود بوده است)، اثری را در سال 1667 نگاشت با نام “راز، بر ملا شد”. وی در این مقاله به بحث پیرامون “سنگ فلاسفه” می پردازد که تا آن زمان به اشتباه به “هر ماده ای که فلزات را به طلا تبدیل کند” گفته می شد. فیلالتس مستقیماً به اصل موضوع می پردازد و آنچنانکه از اسناد می توان فهمید، وی سنگ فلاسفه را خودِ طلا می داند و اعلام می کند که به خلوص رساندن طلا می بایست تلاشی باشد که فلاسفه به انجام می رسانند. او می افزاید: ” سنگ ما چیزی نسیت جز طلا که به بالاترین درجه خلوص و لطافت (نرمی) رسیده باشد. بدان سنگ می گوییم چراکه خواص ذاتی آن اینگونه نشان می دهد؛ این ماده جلوی آتش را می گیرد همانطور که مابقی سنگها نیز اینچنین می کنند. در گونه ی خود این ماده همان طلا است، اما خالص تر از هر خالصی؛ این ماده ای جامد و نسوز است همانند سنگ، اما شکل ظاهری آن مانند پودری خالص و نرم است”. چند قرن زودتر در سال 1416 شیمی دان فرانسوی، نیکولاس فلامل، می نویسد که وقتی فلز ناب در نهایت کمال آماده سازی شد، پودر عالی و سفید رنگِ طلا بدست می آید، که همان “سنگ فلاسفه” می باشد. وقتی به مصر باستان باز می گردیم، ارجاعات بیشتری را به مفکات (mfkzt) باز می یابیم که به اماکن مقدسی در آن ناحیه اشاره دارند. یکی از این اماکن مقدس (نزد مصریان باستان) معبد کارناک می باشد و گنجینه ای متعلق به تاتموسیس سوم. در دیوار نگاره های معبد کارناک در قسمتی که مربوط به فلزات است، تعدادی شئی مخروطی شکل به تصویر درآمده است و در توضیحشان قید شده که این اشیاء از طلا ساخته شده اند اما نکته عجیب نام این اشیاء مخروطی شکل است:”نان سفید!”. مشخصاً از این نان در مراسمی بهره برده می شد که مختص فراعنه بوده و آنان پس از پشت سر گذاشتن روزه ای 40 روزه با این نان مقدس روزه شان را باز می کردند و پس از این مراسم بوده که فرعون فرامین سالیانه خود را صادر می کرده است. تحقیقات بعدی ما نشان داد که این ماده ی سفید رنگ مستقیماً با افزایش ادراک و فراست و قوه ی مدیریت در ارتباط است چراکه پس از مصرف خوراکی آن توانمندی نیمه راست مغز را با توانایی نیمه ی چپ مغز برابر می گردد. رد پای این پودر سفید را همچنین می توان از اسنادی که به اسکندر مقدونی باز می گردد جستجو نمود. همواره این داستان را از اسکندر شنیده ایم که وی بدنبال راز جاودانگی اقدام به سفر به بهشت نمود که بر اساس قراین بهشت در آنزمان سرزمین هخامنشیان، سرزمین اهورا مزدا، خدای نور و خرد بوده است. هدف وی یافتن “سنگ بهشت” بوده است که خواصی جادویی داشته از جمله افزایش عمر (جاودانگی). امروزه دانشمندان سرگرم مطالعه بر روی DNA انسان می باشند و ارتباطی را مابین پودر سفید طلا و طول عمر DNA یافته اند. می توان خصوصیات پودر سفید طلا را به اینگونه بر شمرد: 1- خاصیت ضد جاذبه در حرارت های بالا 2- خاصیت ابر رسانایی در حرارت بالا 3- اتصال کوانتومی به دیگر جهانهای موازی (Quantum Entanglement) 4- عدم مشابهت با ساختار عناصر جدول مندلیف 5- درصورت برهم خوردن ساختار رشته ای، با نوری بسیار درخشان منفجر می شود 6- بدلیل ساختار اتمی تک رشته ای، امکان تبدیل این ماده به مواد دیگر وجود دارد 7- درصورت مصرف خوراکی، افزایش کارآیی مغز انسان را در دو نیمه چپ و راست بدنبال دارد 8- در صورت مصرف خوراکی، افزایش طول عمر DNA که متعاقباً طول عمر انسان را بدنبال دارد. |
چنین بنظر می رسد که آتش خصلت سوزانندگی خود را فراموش کرده است.یک موسیقی مهیج و هماهنگ با وردهای هنرمند،تنها صدایی است که به گوش می رسد... "
این قسمتی از یک نمایش شعبده بازی بود. در طی اعمال شعبده بازی ، هنرمند دست به کارهایی می زند که در نظر بینندگان عجیب و غیر عادی می نماید. باید توجه داشت که عملیات شعبده بازی از محدوده توانایی ما خارج نیستند . هر کسی با کمی تمرین و ابتکار می تواند شعبده باز خوبی باشد. این کار به دو بخش تقسیم می شود:
علت جرقه زنی در سنگ چخماخ چیست؟
سنگ چخماخ با نام flint معروف می باشد، تیره رنگ می باشد و در شاخه کوارتزها قرار می گیرد Flint نوع کوارتز آلفا می باشد که تا دمای 573 درجه سانتیگراد پایداری دارد و به صورت گرهکهایی در گچ و سنگ آهک یافت می شود .از سنگهای حاوی سیلیس SiO2 كه عموماً منشاء رسوبی دارند می باشد. این سنگها یك پارچه بوده كه به علت نقص ساختمانی در برخورد با یكدیگر جرقه زده و O-3 آزاد می نماید این سنگ بانام سنگ آتشزنه معروف میباشد .آب و آتش ، متضاد هم هستند . در زندگی روزمره از آب برای خاموش کردن آتش استفاده می شود
شعبده باز ادعا می کند که با آب ، آتش روشن خواهد کرد او برای اثبات ادعایش یک تفنگ آبی ( تفنگهای اسباب بازی مخصوص آب بازی ) بر می دارد ، به طرف فتیله شمع خاموشی که روی میز است نشانه می گیرد و ماشه را می فشارد. مقداری آب به فتیله شمع برخورد کرده ناگهان شمع روشن می شود . با توجه به اینکه آب به کار رفته آب معمولی می باشد ، باید از ماده ای در فتیله استفاده شده باشد.
در بخش دوم کتاب شیمی سال دوم به این مطلب اشاره شده که فلزات قلیایی دارای فعالیت زیادی هستند و با آب ، گاز هیدروژن و قلیا تولید می کنند که این واکنش سریع و گرمازا است ، قبل از شروع برنامه ، شعبده باز تکه کوچکی فلز قلیایی پتاسیم را در میان الیاف فتیله شمع جاسازی نموده است که به محض برخورد قطرات آب به آن ، واکنش انجام شده و گرمای حاصل باعث شعله ور شدن فتیله شمع می شود.
برای روشنتر شدن واکنشهای تبادل یونی ، رزینهای اسیدی و بازی را بهصورت R-H و ROH نشان میدهیم؛ طبق واکنشهای زیر:
یونهای سدیم و کلرید با یونهای هیدروژن و هیدروکسیل مبادله میشوند. در صورتیکه رزین تبادلگر یونی بهصورت R-Na با محلول سدیم کلرید در تعادل باشد، میتوان گفت که حاصلضرب فعالیت یونهای سدیم و کلرید در سطح رزین و محلول نمک در حال تعادل با رزین برابر است. این مفهوم از تعادل دانن نتیجه میشود.
این کمیت عبارت است از وزن یونهایی که در واحد حجم یا واحد وزن رزین قابل تعویض است. بنابراین هر رزین دارای ظرفیت حجمی یا ظرفیت وزنی است. ظرفیت حجمی براساس حجم رزین آب گرفته تعیین میشود.
نسبت یونها در هر گرم رزین خشک به مقدار آنها در هر میلی لیتر محلول را ضریب توزیع میگویند.
برای تبادل کنندههای یونی یونهای با بار مخالف ، ضریب توزیع به غلظت محلول خارجی بستگی دارد. مثلا˝ هنگامی که رزین اشباع شده با کلسیم با محلول سدیم کلرید تماس داده شود، ازدیاد غلظت نمک ، سبب تعویض سدیم با کلسیم میگردد. ولی هنگامی که رزین یونهای کلسیم را دریافت میکند، نیروهای جذبی نقش اساسی دارد.
در صنعت ، برای گرفتن یا کاهش سختی آب و یونزدایی آن ، از تبادلگرهای یونی استفاده میشود. آب یونزدایی شده فاقد ناخالصیهای کربن دیاکسید و سیلیس است که در آب مقطر وجود دارد. یکی دیگر از کاربردهای تبادلگرهای یونی رزینی ، شیرین کردن آب دریا با جداسازی نمکهای سدیم و پتاسیم و منیزیم بوسیله رزینها میباشد و برای جدا کردن یونهای فلزی بهصورت ترکیبات آنیونی هم از رزینها استفاده میشود. یک مورد دیگر ، تعیین غلظت کل نمکهای محلول درآب است.
پس از مدتی ظرفیت رزینها از نظر تبادل یونی تکمیل میشود. در نتیجه ، باید تبادلگرهای کاتیونی و آنیونی را با افزایش اسید یا باز رقیق فعال کرد این عمل را احیا یا بازسازی مینامند. در کارخانههایی که فقط از زئولیت استفاده میشود، فعال کردن و بازسازی آن با افزایش محلول ده درصد سدیم کلرید انجام میشود.
همچنین ماهیت فاز متحرک که معمولا میتواند بطور نسبتا قوی با فاز ساکن وارد عمل متقابل شود، برقراری تعادل بین فاز ساکن و متحرک را پیچیده میسازد. با این حال این برهمکنش را میتوان در بعضی از حالتها مانند شستشوی تدریجی ، به عنوان مزیت تلقی کرد.
کاربرد گسترده آن برای موادی است که در صنعت ، زمینههای مختلف علوم و جامعه اهمیت درجه اول را دارند. مثالهایی از این موارد عبارتاند از : اسیدهای آمینه ، پروتئینها ، اسیدهای نوکلئیک ، هیدروکربنها ، هیدراتهای کربن ، داروها ، ترپنوئیدها، حشرهکشها ، آنتیبیوتیکها ، استروئیدها ، گونههای آلی و گروهی از مواد گوناگون معدنی.
|
فنوپلاستها :
رزین های فنول – فرم آلدئید ( PF ) :
این رزین ها ، اولین پلاستیک تجارتی بودند که از مواد اولیه کاملاً مصنوعی بدست آمدند . لئوبیکلند Beakeland Leo برای اولین بار در سال 1910 یک رزین PF با نام تجارتی باکلیت ( Bakelite ) به بازار عرضه نمود . همانطور که از اسم آن بر می آید ، رزین های PF از واکنش چند تراکمی فرم آلدئید و فنول بدست می آیند . پلیمرهای فنول – فرم آلدئید از نظر مصرف دارای اهمیت زیادی هستند . واکنش پلیمریزاسیون فنول – فرم آلدئید ، حداقل ، به دو مرحله قابل تفکیک است . مرحله اول تولید پلیمری با وزن مولکولی پایین است ، که محلول و سیال می باشد . این مرحله را مرحله اول ، و پلیمر تشکیل شده را پلیمر مرحله اول می نامند . مرحله دوم تغییر پلیمر اولیه به یک محصول مختصراً شبکه ای است که غیر محلول ولی سیال می باشد و در بعضی مواقع نیز واکنش تا تولید یک پلیمر بسیار شبکه ای ادامه می یابد ، که به آن پلیمر مرحله سوم گویند ، که در اثر حرارت نرم نخواهد شد . در شکل زیر ساختار باکلیت را مشاهده می کنید :
در مرحله اول بسته به نوع کاتالیزور به کار رفته که ممکن است اسیدی یا بازی باشد ، دو محصول به نام های نووالاک و رزول به دست می آید . روش تهیه ( سنتز ) رزول و نووالاک : محصول ابتدائی واکنش فنول با فرم آلدئید ، به دو صورت رزول و نووالاک وجود دارد . رزول از واکنش بین فنول با فرم آلدئید در شرایط بازی و نسبت فنول به فرم آلدئید کمتر از واحد ( یعنی مقدار اضافی فرم آلدئید ) بدست می آید ، و نووالاک از واکنش بین فنول و فرم آلدئید در شرایط اسیدی و نسبت فرم آلدئید به فنول کمتر از یک بدست می آید . تهیه ( سنتز ) رزول :
در یک لوله آزمایش 1 گرم فنول را در 2 میلی لیتر محلول آبی 40 درصد فرمالین حل کنید و به این مخلوط تقریباً 2 میلی لیتر محلول آبی رقیق آمونیاک 2 مولار اضافه نمائید . سپس چند دانه سنگ جوش درون لوله آزمایش بیندازید . ( این کار بسیار مهم است چون واکنش بسیار گرماگیر است و چنانچه سنگ جوش اضافه نکنید در اثر حرارت دادن مخلوط به شدت قل می زند . ) لوله را به یک پایه تقطیر متصل نمائید . و سپس با استفاده از چراغ بونزن به آرامی حرارت دهید تا مخلوط به رنگ سفید شیری در آید . سپس حرارت دادن را متوقف کنید . در این حالت باید مخلوط به صورت دو لایه جدا از هم در آمده باشد ، که بیشتر آن شامل آب است . با استفاده از قطره چکان یا پیپت لایه بالایی را بردارید . مایع زیرین همان رزول می باشد ، که حاوی مقادیر جزئی آب است . با حرارت دادن این مایع ویسکوز در داخل لوله آزمایش و یا بر روی شیشه ساعت ، ترجیحاً ورقه آلومینیوم ، رزین به رنگ زرد در می آید . در شکل زیر ساختمان تقریبی رزول را مشاهده می کنید :
تهیه ( سنتز ) نووالاک :
مقدار 2 گرم فنول ، با 4/0 میلی لیتر محلول آبی 40 درصد فرمالین و 2 میلی لیتر اسید سولفوریک 2 مولار را در یک لوله آزمایش مخلوط کرده و پس از انداختن سنگ جوش حرارت می دهیم ، پس از مدتی دو فاز تشکیل می شود ؛ با جداسازی فاز آبی بالائی ، لایه ویسکوز زیرین همان نووالاک می باشد . در شکل زیر ساختمان تقریبی نووالاک را مشاهده می کنید :
|
تهیه کمپلکس کربوناتو تترا آمین کبالت(III) نیترات
CO3(NH4)2 + Co(NO3)2 + NH3 + H2O2 → [Co(NH3)4CO3]NO3 + NH4OH + H2O
شرح آزمایش: 6.7 گرم کربنات آمونیوم را در 20 میلی لیتر آب مقطر حل کرده و به آن 20 میلی لیتر محلول آمونیاک غلیظ افزوده و حاصل را در حالی که هم می زنیم در محلولی از 5 گرم کبالت (II) نیترات در 15 میلی لیتر آب خالی می کنیم.
آنگاه 3 میلی لیتر آب اکسیژنه 30 درصد را به آرامی به آن بیفزایید و محلول بدست آمده را در یک بشر ریخته و در داخل هود روی شعله گاز 30 – 35 میلی لیتر تغلیظ می کنیم ( مواظب باشید که محلول نجوشد ) ضمن تبخیر 1.5 گرم آمونیوم کربنات را به آن اضافه می کنیم و حاصل را صاف می کنیم و محلول داغ صاف شده را در حمام آب یخ سرد می کنیم تا بلورهای قرمز کمپلکس تشکیل گردد. بلورها را به کمک صافی صاف می کنیم و آنها را با چند میلی لیتر آب و سپس اتانول شستشو می دهیم.
سوالات؟
1-چرانباید مواد اولیه یعنی امونیوم کربنات و هگزا اکوا کبالت2 دی نیترات را بتدا به صورت خشک روی هم بریزیم و بعد امونیاک را اضافه کنیم ؟
2- چرا محلول را حرارت میدهیم وچرا روی حرارت مستقیم قرار نمیدهیم ؟
3-چرا مقداری از امونیم کربنات را در حین حرارت دیدن اضافه میکنیم؟
4-لطفا روشی را برای اندازه گیری درصد کبالت در ترکیب ارائه دهید؟
تهیه کمپلکس کلرو پنتا آمین کبالت(III) کلراید
[Co(NH3)4CO3]+ + 2HCl → [Co(NH3)4(OH2)Cl]+2 +CO2 + Cl-
[Co(NH3)4(OH2)Cl]+2 + NH3 → [Co(NH3)5(OH2)]3+ + Cl-
[Co(NH3)5(OH2)]3+ 3HCl → [Co(NH3)5Cl]Cl2 + H2O + 3H+
شرح آزمایش : 3 گرم کربوناتو تترا آمین کبالت() نیترات تهیه شده در آزمایش قبل را در 30 میلی لیتر آب حل کرده و تا خرج شدن گاز دی اکسید کربن از محلول غلیظ HCl به آن اضافه می کنیم. آنگاه محلول را با آمونیاک غلیظ خنثی و در حدود 3 میلی لیتر بیشتر از مقدار لازم آمونیاک به آن اضافه می کنیم .
حاصل را برای 20 دقیقه گرم می کنیم ( مواظب باشید محلول نجوشد ) در این مرحله کمپلکس مورد نظر تشکیل می شود و حال محلول را کمی سرد کرده و 45 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ به آن اضافه می کنیم . آن را مجدداً 20 -30 دقیقه حرارت داده و تغییر رنگ محلول را مشاهده می کنیم. با سرد کردن محلول در دمای اتاق بلورهای قرمز ارغوانی تشکیل می شوند. بلورها را با مقداری آب مقطر یخی شستشو داده و با استفاده از پمپ تخلیه و قیف بوخنر صاف می کنیم و سپس با چند میلی لیتر اتانول می شوییم و در داخل آون 120 درجه سانتی گرادی برای خارج ساختن حلال مواد حاصل را خشک می کنیم.
سؤالات :
1: راندمان محصول: 1.123 گرم کمپلکس بدست آمده
2: معادله واکنش و موازنه آن:
2CO3(NH4)2+2Co(NO3)2+8NH3+ H2O2→2[Co(NH3)4CO3]NO3+4NH4++2NO3-+2OH-
3: مگانیسم واکنش از نوع تبادلی – تفکیکی است
4: برای اندازه گیری درصد Cl موجوددر کمپلکس کلروپنتاآمین کبالت (III) کلراید چه روشی را پیشنهاد می نمایید؟
کلرهای بخش خارج از کئوردیناسیون را می توان با تیتراسیون با نیترات نقره اندازه گیری کردو کلر داخلی می توان با آکواسیون خارج کرده و در مرحله بعد بوسیله AgNO3 تیتر و اندازه گیری کرد.
5: روشی برای سنجش مقدار آمونیاک و کبالت موجود در کربوناتو تتراآمین کبالت(III) نیترات ارائه نمایید؟
آمونیاک را با تیتراسیون اسید و باز و کبالت را با جذب سنجی و به علت اینکه کمپلکس رنگی می باشد ، اندازه گیری می کنیم.
6: میزان هدایت الکتریکی یک محلول آبی از کمپلکس کلرو پنتاآمین کبالت(III) کلراید در اثر گذشت زمان تغییر می کند چگونگی این تغییر را توضیح دهید؟
با گذشت زمان کلر داخلی با آب جانشین شده و تعداد یون افزایش یافته و بنابراین هدایت محلول افزایش پیدا می کند.
7: تأ ثیر اسید های رقیق و غلیظ بر وی کمپلکس اولی را بنویسید؟
در حضور اسی های رقیق به علت اینکه H+ کمتر است آب جایگزین می شود ولی در حضور اسیدهای غلیظ به علت بیشتر بودن H+ یون اگزونیم تشکیل می شود و کندن پان آسان است و یون Cl جایگزین می شود.
8: کمپلکس کربوناتو تترا آمین را ابتدا در اسید رقیق حل نموده و سپس آمونیاک گرم و رقیق را به آن می افزاییم محصول بدست آمده چیست؟ و اگر این واکنش در حضور کربن فعال انجام شود نتیجه چه خواهد بود؟
در حضور اسید رقیق آکوا پنتاآمین کبالت تشکیل می شودو کربن فعال نقش کاتالیزور و جذب سطحی کننده را داردو سرعت واکنش را افزایش می دهدو [Co(NH3)6] را تشکیل می دهد.
تهیه کمپلکس نیترو و نیتریتو پنتا آمین کبالت(III) کلراید
یکی از انواع ایزومریزاسیون در کمپلکسها، ایزومریزاسیون ناشی از نحوه اتصال لیگاند می باشد که از موارد شناخته شده آن نیترو و نیتریتو پنتاآمین کبالت (III) کلراید هستند.
در نوع نیترو اتصال بین کبالت و گروه NO2 از طریق N و در نوع نیتریتو اتصال از طریق O می باشد. رنگ کمپلکس نیترو زرد رنگ و رنگ کمپلکس نیتریتو قرمز می باشد.
فرم قرمز یعنی نیتریتو نا پایدار تر از نیترو می باشد و به آهستگی و در طول زمان و در اثر حرارت خیلی سریع به فرم زرد یعنی نیترو تبدیل می شود.
شرح آزمایش : مخلوطی از یک گرم کلرو پنتا آمین کبالت(III) کلراید و 10 میلی لیتر آب مقطر و 2.5 میلی لیتر از آمونیاک 10 درصد را در بشری به حجم 100 سی سی ریخته و روی یک حمام بخار حرارت می دهیم. تا همگی حل گردد.( باید محلول را مرتب تکان داده و روی محلول یک شیشه ساعت گذاشت) محلول را صاف کرده و محلول زیر صافی را جدا نموده و سرد می کنیم و بوسیله اسید کلریدریک رقیق 2 مولار محیط را تا pH=4 اسیدی می کنیم.
آنگاه 1.25 گرم از بلور نیتریت سدیم را به آن اضافه می کنیم و در حمام بخار گرم به گرم کردن آن ادامه می دهیم
تا اینکه رسوب قرمز رنگ کاملاً حل شود. محلول زرد قهوه ای را سرد کرده و در حالی که به هم می زنیم به آرامی 12 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ به آن اضافه می کنیم. سپس در حمام یخ سرد نموده و کریستالهای زرد قهوه ای را صاف نموده و صافی را با HCl 1:1 شسته و آنگاه با الکل تا آزاد شدن کامل اسید آن را می شوییم و در هوا خشک می کنیم.
مخلوطی از یک 0.5 کلرو پنتا آمین کبالت(III) کلراید و 7.5 میلی لیتر آب مقطر و 1.25میلی لیتر از آمونیاک 10 درصد را در بشری به حجم 100 سی سی ریخته و روی یک حمام بخار حرارت می دهیم.
محلول را صاف کرده و محلول زیر صافی را جدا نموده و سرد می کنیم و بوسیله اسید کلریدریک رقیق 2 مولار محیط را تا pH=7 می رسانیم.
آنگاه 1.25 گرم از بلور نیتریت سدیم را به آن اضافه می کنیم و پس از حل شدن آن 0.5 میلی لیتر اسید کلریدریک 1:1 به آن اضافه می کنیم و پس از سرد کردن محلول رسوب حاصله را صاف کرده و باآب سرد و الکل می شوییم.
نقش الکل که در اواخر واکنش اضافه می شود چیست؟
خلوص ماده را بالا می برد
قدرت حلالیت زیاد برای ناخالصی ها
ثابت دی الکتریک را بالا می برد
اضافه کردن NH3 زیادی چه دلیلی دارد؟
زیاد ریختن آمونیاک به دلیل این است که NH3 در محیط با چیزی جایگزین نشود.
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...
تولید زغال فعال شده
فعال سازی شیمیایی:
این شیوه بیشتربرای مواردی است که مواد اولیه آن چوب و یا زغال سنگ نارس(Peat) می باشد. مواد اولیه را با یک عامل آبگیر مانند اسید فسفریکP2O5 یا کلرید زنیکZnCl2 آغشته می کنند تا مادهای خمیری حاصل شود. این مادهرا در بازه دمایی500 - 800 درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا کربن فعال شود.
زغال فعال شدهحاصل را بعد از شستشو خشک و به پودر تبدیل می کنند.
زغال فعال شدهبدست آمده توسط این روش, دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول های بزرگ بسیارمناسبند.
فعال سازی توسط بخار(C + H2O) :
این روش بیشتر برای موادهای اولیه ای چون چوب نیم سوخته, زغال سنگ و پوست نارگیل که زغالی شده اندبه کار می رود. فعال سازی دربازه دمایی800 - 1100 درجهسانتیگراد و در حضور بخار انجام می شود.
در آغاز موادزغالی با بخار به گاز تبدیل می شوند که به واکنشwater-gazمعروف است:
→ CO + H2 - 175.440 KJ/(KgMol
(2CO + O2
(2H2 + O2
این واکنش گرماگیراست و گرمای مورد نیاز توسط سوختن ناقصCO وH2 بصورت زیر تامین می شود:
→ 2CO2 + 393.790 KJ/(KgMol → 2H2O + 396.650 KJ/(KgMol
در ضمن هوا به مقدار مورد نیاز وارد واکنش می شود تا زغالنسوزد
.
زغال های فعال شده ی تولید شده توسط این روش معمولادارای منافذ ریزند و برای جذب مواد از مایعات و گازها مناسبند.
ویژگی های جذبی و فیزیکی
ویژگی های جذبی :
(1 سطح: با استفاده ازN2 حدود منافذ سطحی زغال فعال شده را اندازه می گیرند.هر چه سطح زغال فعال شده بیشنرباشد, قسمتهای جاذب نیزبیشترند.
2) اندازهمنافذ: تعیین اندازه های یکزغال فعال شده میتواند راهی مناسب برای تشخیص خصوصیات آن باشد.که درIUPAC منافذ بر اساس اندازه به صورت زیر دسته بندی شدهاند:
Micropores r<1nm
Mesopores r 1-25nm
Micropores r>25
کهmesopore ها برای جا به جایی وMicropore ها برای جذب موادهستند.
3) تخلخل: یکی از راههایاندازه گیری میزان تخلخل در توده ای از زغال فعال شده, استفاده از میزان جذبCCl4 خالص در حالت گازی می باشد.
بازیافت زغال فعال شده
به مرور زمان و استفاده از زغال فعال شده, سطح آن از مواد آلایندهاشباع می شود. زغال فعال شدهیک محصول گران است و در عین حال میتواند در چرخه بازیافت قرار گیرد و مجددا مورداستفاده قرار گیرد. بازیافتزغال فعال شده, هزینه کمینسبت به تولید اولیه دارد و دارای قیمت ارزانتری نیز می باشد.زغال فعال شده مواداورگانیک را از محیط اطرافش جذب می کند, که عمل انتقال آلاینده از فاز مایع( آب) به فاز جامد( کربن) صورت می گیرد.نیروی جاذبه ای باعث تشکیل یکپیوند بین آلاینده و کربن و چسبیدن آنها به هم می شود.
علاوه بر این باکتری هایی به سطح خارجی زغال فعال شده می چسبند و بخشی ازآلاینده ها را جذب و مصرف می کنند.
جذب منجر بهپخش یک گاز یا ترکیب در شبکه متخلخل زغال فعال شده می گردد, جایی که یک واکنششیمیایی یا یک ثبات فیزیکی روی می دهد. به عنوان مثال ازنO3
در قسمتی که جذب می شود, قسمتی از زغال فعال شده رااکسید میکند, و3O بهO2 تبدیل می شود و ازن در ساختار کربن اندوخته و گردآوری نمیشود.
جذب در زغال فعال شده دارای3 مرحلهاست:
1- تماس ذرات آلاینده محلول در مایع( آب) با ذرات زغالفعال شده
2- پخش شدن ذرات آلاینده در شبکه متخلخل زغال فعالشده
3- جذب ذرات آلاینده به زغال فعال شده و بوجودآمدن یک پبوند برگشت ناپذیرسختی و مقاومتدر برابر حرارت و فشار: زغال های فعال شده دارای سختی های متفاوتی هستند کهمربوز به مواد اولیه و شیوه تهیه آنها می باشد. بنا به درجه سختی, هر یک از آنهاکاربردهای متفاوتی دارند.
2 اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید زغالهای فعالشده وجود دارد که به3 اصلبستگی دارد:
- نوع ماده اولیه
- مشخصات فیزیکیمورد نظر برای محصول(زغالفعال شده)
- مشخصات جذبیبرای کاربردهای مختلف
جذب سطحی اسید استیک روی زغال فعال
زغال فعال شده چیست؟
اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...
- ....
تولید زغال فعال شده
اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید زغالهای فعال شده وجود دارد که به 3 اصل بستگی دارد:
- نوع ماده اولیه
- مشخصات فیزیکی مورد نظر برای محصول (زغال فعال شده)
- مشخصات جذبی برای کاربردهای مختلف
شیوه های فعالسازی که بیشتر در تولیدات تجاری بکار میرود عبارتند از:
فعال سازی شیمیایی،فعال سازی توسط بخار
فعال سازی شیمیایی:
این شیوه بیشتر برای مواردی است که مواد اولیه آن چوب و یا زغال سنگ نارس(Peat) می باشد. مواد اولیه را با یک عامل آبگیر مانند اسید فسفریک P2O5 یا کلرید زنیک
۲ ZnCl
آغشته می کنند تا ماده ای خمیری حاصل شود. این ماده را در بازه دمایی 500 - 800 درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا کربن فعال شود.
زغال فعال شده حاصل را بعد از شستشو خشک و به پودر تبدیل می کنند.
زغال فعال شده بدست آمده توسط این روش , دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول های بزرگ بسیار مناسبند.
فعال سازی توسط بخار:
این روش بیشتر برای موادهای اولیه ای چون چوب نیم سوخته, زغال سنگ و پوست نارگیل که زغالی شده اند به کار می رود. فعال سازی در بازه دمایی 800 – 1100 درجه سانتیگراد و در حضور بخار انجام می شود.
در آغاز مواد زغالی با بخار به گاز تبدیل می شوند که به واکنش water-gaz معروف است:
(C + H2o → CO + H2 – 175.440 KJ/(KgMol
این واکنش گرماگیر است و گرمای مورد نیاز توسط سوختن ناقص CO و H2 بصورت زیر تامین می شود:
(2CO + O2 → 2CO2 + 393.790 KJ/(KgMol
(2H2 + O2 → 2H2O + 396.650 KJ/(KgMol
در ضمن هوا به مقدار مورد نیاز وارد واکنش می شود تا زغال نسوزد.
زغال های فعال شده ی تولید شده توسط این روش معمولا دارای منافذ ریزند و برای جذب مواد از مایعات و گازها مناسبند.
ویژگی های جذبی و فیزیکی
گونه های مختلفی از زغال های فعال شده با ویژگی های مشخص وجود دارند که خصوصیات هر یک از آنها بستگی به مواد اولیه و فنون به کا ر رفته در تولید آنها بستگی دارد. در انتخاب یک گونه زغال فعال شده, برای بهبود بخشیدن به فرایندها, نیاز به شناخت دقیق ویژگی های فیزیکی و جذبی مواد داریم.
ویژگی های جذبی:
(1 سطح: با استفاده از N2 حدود منافذ سطحی زغال فعال شده را اندازه می گیرند.هر چه سطح زغال فعال شده بیشنر باشد, قسمتهای جاذب نیز بیشترند.
2) اندازه منافذ: تعیین اندازه های یک زغال فعال شده میتواند راهی مناسب برای تشخیص خصوصیات آن باشد.که در IUPAC منافذ بر اساس اندازه به صورت زیر دسته بندی شده اند:
Micropores r<1nm
Mesopores r 1-25nm
Micropores r>25
که mesopore ها برای جا به جایی و Micropore ها برای جذب مواد هستند.
3) تخلخل: یکی از راههای اندازه گیری میزان تخلخل در توده ای از زغال فعال شده , استفاده از میزان جذب CCl4 خالص در حالت گازی می باشد.
- ویژگیهای فیزیکی:
1) سختی و مقاومت در برابر حررت و فشار : زغال های فعال شده دارای سختی های متفاوتی هستند که مربوز به مواد اولیه و شیوه تهیه آنها می باشد. بنا به درجه سختی, هر یک از آنها کاربردهای متفاوتی دارند.
2) چگالی
3) اندازه ذرات: هر چقدرکه اندازه ذرات زغال فعال شده کوچکتر باشد, سرعت جذب بیشتر است.
***زغال فعال شده را به سه شکل دانه ای , پودر و استوانه ای میسازند.***
زغال فعال شده چگونه کار می کند؟
زغال فعال شده مواد اورگانیک را از محیط اطرافش جذب می کند , که عمل انتقال آلاینده از فاز مایع ( آب) به فاز جامد ( کربن) صورت می گیرد.نیروی جاذبه ای باعث تشکیل یک پیوند بین آلاینده و کربن و چسبیدن آنها به هم می شود.
علاوه بر این باکتری هایی به سطح خارجی زغال فعال شده می چسبند و بخشی از آلاینده ها را جذب و مصرف می کنند.
جذب منجر به پخش یک گاز یا ترکیب در شبکه متخلخل زغال فعال شده می گردد , جایی که یک واکنش شیمیایی یا یک ثبات فیزیکی روی می دهد. به عنوان مثال ازن O3
در قسمتی که جذب می شود , قسمتی از زغال فعال شده را اکسید میکند, و 3O به O2 تبدیل می شود و ازن در ساختار کربن اندوخته و گردآوری نمی شود.
جذب در زغال فعال شده دارای 3 مرحله است:
1- تماس ذرات آلاینده محلول در مایع ( آب) با ذرات زغال فعال شده
2- پخش شدن ذرات آلاینده در شبکه متخلخل زغال فعال شده
3- جذب ذرات آلاینده به زغال فعال شده و بوجود آمدن یک پبوند برگشت ناپذیر
***این 3 مرحله همزمان رخ می دهند***
بازیافت زغال فعال شده
به مرور زمان و استفاده از زغال فعال شده , سطح آن از مواد آلاینده اشباع می شود. زغال فعال شده یک محصول گران است و در عین حال میتواند در چرخه بازیافت قرار گیرد و مجددا مورد استفاده قرار گیرد. بازیافت زغال فعال شده , هزینه کمی نسبت به تولید اولیه دارد و دارای قیمت ارزانتری نیز می باشد.
زغال فعال شده و مهندسی شیمی
در تولید زغال فعال شده : مهندس شیمی, می تواند درطراحی فرآیندهای تولید و بازیافت زغال فعال شده متناسب با کاربرد و ویژگی های مورد نظر, طراحی راکتورهای مورد نیاز, کنترل کیفیت محصولات و بهسازی آنها بعالیت داشته باشد.
در فروش زغال فعال شده: مهندس شیمی , به خاطر داشتن اطلاعات لازم از محصول و آشنایی با مصارف آن می تواند در بخش بروش و بازار یابی نیز بعالیت داشته باشد.
در مصرف زغال فعال شده: مهندس شیمی , می تواند در صنایعی که نیاز به استفاده از زغال فعال شده دارند, با تعیین نوع و میزان و شیوه استفاده از زغال فعال شده و کنترل آن ایفای نقش کند.
مواد و وسایل مورد نیاز آزمایش:
1-ارلن
2-بالن حجمی
3-بورت
4-قیف شیشه ای ساده
5-کاغذ صافی
6-فنل فتالئین
6-محلول سود
7-محلول اسید استیک
8-زغال فعال
مقدمه :
در عمليات جذب سطحي انتقال يك جز از فاز گاز يا مايع به سطح جامد صورت مي
گيرد از كاربردهاي اين فرايند مي توان به رنگبري شربت قند و تصفيه روغنهاي صنعتي يا
خوراكي و حذف مواد آلاينده از هوا يا مخلوط گازهاي ديگر اشاره كرد.
واژه جذب سطحي براي تشريح اين حقيقت به كار مي رود كه غلظت مولكولهاي جذب
شده در سطح تماس جامد بيشتر از فازگاز يا محلول است .جذب روي يك سطح جامد
به علت نيروي جاذبه اتم ها يا مولكولها در سطح آن جامد است در عمل جذب سطحي
نيروهاي مختلفي اعم از فيزيكي و شيميايي موثرند و مقدار آن بستگي به طبيعت ماده
جذب شده وجسم جاذب دارد و به اين دليل مي توان مثلا ماده اي را كه در يك مخلوط
وجود دارد را جدا نمود
چند مثال که در ادامه بيان شده است نمايانگر طبيعت عمومي جداسازي ها خواهد بود و
کاربرد هاي اصلي آن را نشان مي دهد .
در حالت جداسازي هاي گازي از فرآيند جذب ، در رطوبت زدائي ها هوای خشک و
ديگر گازها ،بوزدائي و جداسازي ناخاليصيها از گازهاي صنعتي مثل دي اکسيد کربن ،
بازيابي حلالهاي پرارزش از مخلوط رقيق آنها با هوا يا گازهاي ديگر، و جداسازي
مخلوطي از هيدروکربن هاي گازي مانند مخلوطي از متان ، اتيلن ، اتان ، پروپيلن و
پروپان استفاده مي شود. از فرآيندهاي جداسازي مايع مي توان رطوبت زدائي بنزين، رنگ
زدائي محصولات نفتي و محلولهاي آبکي قندي، بوزدائي و طعم زدائي آب، و جداسازي
هيدروکربن هاي آروماتيکي و پارافيني ، را نام برد . که هرکدام از اين موارد در صنعت
کاربرد وسيعی داشته و بنا به مورد و شرايط محدوده کاری از آن استفاده می شود
اين عمليات ها همه از اين جهت مشابه هستند که در آنها مخلوطي که بايد تفکيک شود با
يک فاز نامحلول ديگر تماس حاصل مي نمايد( مانند جاذب جامد) و پخش نامساوي
مواد اوليه بين فاز جذب شده ر وي سطح جامد و توده سيال موجب جداسازي مي شود .
دو مكانيزم اصلي براي جذب سطحي وجود دارد:
۱.جذب فيزيكي
۲.جذب شيميايي
جاذبها :
جامدي كه بر روي سطح آن جذب اتفاق مي افتد جاذب يا سوسترا مي نامند مايع جذب
شده را مجذوب مي نامند .جذب سطحي بر روي سطح مشترك جامد مايع به وقوع مي
پيوندد .
جامدهاي جاذب معمولا به شکل گرانول ( ذرات کروی شکل با قطر چند ميلی متر)
مصرف مي شوند و اندازه آنها از ۱۲ ميليمتر قطر تا ۵۰ ميکرومتر متغير است. جامدها بايد
بر اساس کاربرد و موقعيت مصرف داراي بعضي خواص مهندسي باشند. براي مثال اگر از
آنها در يک بستر ثابت با جريان گاز يا مايع استفاده مي شود، نبايد اختلاف فشار زيادي
ايجاد کنند و همچنين نبايد توسط جريان سيال به خارج حمل شوند. آنها بايد از مقاومت
و سختي خوبي برخوردار باشند تا در اثر حمل و نقل و همچنين در اثر وزن خود در بستر
خرد نشوند. در صورتيکه بخواهيم آنها را از ظروف نگهداري به داخل و خارج انتقال
دهيم، بايد به راحتي جريان پيدا کنند. اينها خواصي هستند که به راحتي شناخته مي شوند.
خاصيت جذب جامدها يک مسئله ديگر است. جذب يک پديده عمومي است و تمام
جامدها، گازها و بخارات را مقداري جذب مي کنند. ولي در اهداف صنعتي تنها بعضي
جامدات ظرفيت جذب لازم را دارند. پس جامداتي که داراي خاصيت جذب بسيار ويژه
اي هستند و به مقدار زياد جذب انجام مي دهند، طبيعت شيميايي آنها با خواص جذب
رابطه دارد. ولي صرف شناسايي شيميايي، براي مفيد بودن آن کافي نيست. براي مثال
استخراج، تمام نمونه هاي خالص بوتيل استات که اسيد استيک را از آب استخراج مي
نمايند داراي قدرت يکسان هستند. اين حالت براي خواص جذبي سيليکاژل نسبت به
بخار آب صادق نيست. اين خواص جذبي بيشتر بستگي به روش ساخت ماده و سابقه
جذب و دفع مواد روي آن دارد.
ذغال هاي رنگ بر
اين مواد به شکل هاي مختلف ساخته مي شود:
۱) مخلوط کردن مواد گياهي با مواد معدني مانند کلريد کلسيم، کربنيزه کردن، و
شست شوي مواد معدني
۲) مخلوط کزدن موادآلي مانند خاک اره با مواد متخلخل مثل سنگ آتشفشاني(سنگ
پا) و حرارت دادن و کربنيزه کردن تا زماني که مواد کربني در سطح مواد متخلخل
رسوب نمايند
۳) کربينزه کردن چوب، خاک اره، و مشابه آن وفعال سازي با هواي داغ يا بخار،
ازليگنيت و ذغال بيتومينوس به عنوان مواد اوليه استفاده مي شود. از اين مواد براي
اهداف زيادي مانند رنگ زدائي محلولهاي شکر، مواد شيميايي صنعتي، داروها و
مايعات خشک شوئي، تصفيه آي، تصفيه روغنهاي گياهي و حيواني، و در بازيابي
طلا و نقره از محلولهاي سيانور حاصل از شستشوي سنگ معدن، استفاده مي شود.
اين ماده گرانولي و سخت است و داراي تخلخل زيادي است و از ژل رسوب شده توسط
واکنش بين اسيد و محلول سيليکات سديم بدست مي آيد. مقدار رطوبت آن قبل ز
استفاده، از ۴ تا ۷ درصد متغير است و معمولا براي خشک کردن هوا و گازهاي ديگر، در
ماسکهاي ضد گاز، و براي تفکيک هيدروکربنها به کار مي رود. اين ماده با تبخير ترکيب
جذب شده براي مصرف مجدد آماده مي شود.
وقتي که يک جاذب جامد در داخل يک مايع خالص غوطه ور مي شود، ايجاد حرارت که
بنام حرارت خيس شدن معروف است، نشاندهنده جذب مايع است. اما غوطه ور سازي
راه موثري براي اندازه گيري مقدار جذب نيست. تغيير حجم قابل ملاحظه اي براي اندازه
گيري جذب شده رخ نمي دهد و بيرون آوردن و وزن کردن آن نيز تفاوت بين مايع
جذب شده و مايع که به صورت همراه آمده را به دست نمي دهد. اين مسئله در جذب
سطحي گازها وجود ندارد، و تغيير وزن جامد بر اثر جذب قابل اندازه گيري است.
شرح آزمايش:
در اين آزمايش ۶ نمونه ۱ گرمی ذغال فعال را به دقت وزن کرده و سپس ۶ محلول اسيد
استيک به غلظت هاي ۰.۵ مولار، ۰.۲۵ مولار، ۰.۱۲ مولار، ۰.۰۹ مولار ، ۰.۰۳ مولار و
۰.۰۱۵ مولار آماده مي نماييم.
از هر محلول فوق به اندازه ۱۰۰ سي سي در هر ارلن مي ريزيم. نمونه هاي يک گرمي
ذغال را همزمان با هم به ارلن هاي محتوي ۱۰۰ سي سي محلول اسيد استيک اضافه مي
کنيم.
درب آنها را بسته و به مدت يک ساعت روي همزن مغناطيسي قرار مي دهيم تا به طور
يکنواخت هم بخورد، البته در آزمايشگاه به دليل عدم وجود دستگاه و زمان کافي محلول
را يک روز در محيط آرام قرار مي دهيم.
پس از گذشت ۲۴ ساعت، يک ساعت محلول هيدروکسيد سديم ۰.۱ مولار را، وسيله
نرمال که معرف آن فنل فنالئين است تيتر مي کنيم. هر يک از KHP اگزاليک اسيد يا ۰.۱
محلول هاي عنوان شده در بالا از اسيد استيک را به وسيله سود تيتر مي کنيم. تا غلظت
هر کدام از آنها به دست آيد.
البته لازم به ياد آوري است که محلول ۰.۰۳ نرمال از اسيد استيک را که از ابتدا به دست
آمده بود را به عنوان مقايسه گرد توسط سود تيتر مي کنيم. ميزان سود مصرف شده در هر
ميزان غلظت اسيد ، N1V1=N2V مرحله را يادداشت مي کنيم. حال بر اساس رابطه 2
را بدست مي آوريم.
محاسبات :
M=N (n= چونکه اسيد استيک يک ظرفيتي است ( 1
M acet *V acet =M naoh*Vnaoh
Mw(acet)=60 g/mol
Vacet=10 cc
Mnaoh=0.1
M acet=(0.1*12)/10=0.12
جرم مولکولي* حجم نمونه (ليتر) * (Mo-Me)
x=(0.15-0.12)*60*0.1=0.1801
x/m= اسيد جذب شده به ازاي هر گرم جاذب 0.1501
Log x/m =log k+ t log Ce
اگر بهترين معادله خط را از بين داده هاي بالا عبور دهيم:
Log k=-0.51676 , k=0.3042
T=0.2983 , x/m=0.3042 Ce^0.2983
نتيجه گيري :
در فشارهاي متوسط و رو به پايين جذب معادله همدماي فروندليچ بهتر از معادله همدما
لانگ موير ميزان جذب را پيش بيني مي كند
در جرم جاذب ثابت تنها با افزايش اسيد ميزان جذب در فشار ثابت افزايش مي يابد .
منابع:
عمليات واحد مهندسی شيمی ‐ مک کيب ، اسميت ، هريوت
شيمي فيزيك ‐ اتكينز – پي – دبليو
شيمي فيزيك‐آلبرتي
-->ويرايش شده توسط sima.niki در 2009/6/30 در ساعت 02:01 AM
خداوندا اگر روزی بشر گردی ز حالم با خبر گردی پشیمان میشوی ازقصه خلقت از این بودن ازاین بدعت خداوندا نمیدانی که انسان بودن و ماندن در این دنیاچه دشواراست چه زجری میکشد انکس که انسان است واز احساس سرشار است........
3
3
چکیده
اسید های چرب با چند باند دوگانه اومگا
- 3 و اومگا - 6 در روغن ماهی خطر بیماری قلبی را کاهشمی دهد
. در این تحقیق ، روغن برخی ماهیان خلیج فارس مانند خارو،کپور، شیر ماهی ، قباد، بیاح ،صبور و ضایعات ماهی تن از لحاظ شاخص های اسیدی ، پراکسیدی و یدی و راندمان استخراج بررسی
شد
. نتایج نشان داد که روغن ماهی تن و کپور به ترتیب حداکثر و حداقل اندیس یدی داشتند و روغنماهی تن و خارو به ترتیب حداکثر و حداقل اندیس اسیدی داشتند و روغن بیاح و کپور به ترتیب
حداکثر و حداقل اندیس پراکسید داشتند
. روغن ماهی تن به دلیل داشتن اسید های اومگا- 3 و اومگا- 6بهترین کیفیت دارد
. حداکثر راندمان استخراج مربوط به روغن کپور و حداقل آن مربوط به روغنماهی شیر بود
.می توان پیشنهاد نمود که انواع ماهیان کپور، خارو،تن و بیاح منابع مناسب برای استخراج روغن در
مقیاس صنعتی می باشند
.واژه های کلیدی
: روغن ماهی ، استخراج ، اندیس های اسیدی ، پراکسیدی و یدی.مقدمه
:استخراج روغن از وال سالها است که کاهش یافته است
. اما ماهی هرینگ یکی از منابع مهم استخراج روغن بشمار می اید که در دریای. (
آتلانتیک شمالی صید می شود ( 12از بافت چربی آبزیان می توان به طریق کداختن مرطوب روغن استخراج نمود
.روغن ماهیان از لحاظ ارزش غذایی اهمیت بسزایی دارد .می باشد
. اکثر روغن های ماهی سرشار از اسیدهای چرب اشباع نشده می D و A مخصوصا روغن کبد ماهی که سرشار از ویتامینهای. (
بوده ودر مقابل اکسیژن مقاوم نیستند و سریع اکسیده می شوند( 13 E باشد،و فاقد آنتی اکسیدانهای طبیعی مانند ویتامیناگر روغن حاصل از حیوانات دریایی در ت ولید روغن جامد یا مارگارین استفاده گردد ، می بایستی روغن هیدروژنه نمود یا استریفیکاسیون
.(
روغن انجام داد تا اسیدهای چرب غیر اشباع تبدیل به اشباع شوند ( 13اهمیت مصرف اسیدهای چرب غیر اشباع موجود در روغن ماهیان
:35 %
کاهش یافت . در همین زمان مصرف چربی / 1970 مرگ و میر ناشی از بیمار یهای قلبی در آمریکا به میزان 8 - در بین سالهای 1980که در روغن ماهیان به مقدار فراوان وجود دارد ،
PUFA های حیوانی 40 % کاهش یافت و در عوض مصرف روغنهای حاوی اسیدهای چرب3
که از فیتوپلانکتون های دریایی و آلگها و چربی ماهیان بدست می آید یک اثر
PUFA به میزان 60 % افزایش پیدا کرد . ( 2). بعضی از انواع. (
ضد ترومبوز از خود نشان می دهند( 2و 3و 5اثرات روغن ماهی در جلوگیری از افزایش فشار خون
:محققین بر این باورند که اسیدهای چرب اومگا
3 و اومگا 6 که در روغن ماهی و روغن های گیاهی وجود دارند می توانند می توانند باعثکاهش فشار خون شوند
از رژیم های کم چرب و غنی از ،
SFA عمده ترین نتیجه ای که بدست آمده ، به این صورت است که اگر به جای رژیم های غذایی غنی از. (
استفاده کنیم ، موجب کاهش فشار خون خواهد شد . این اثر نمی تواند به تنهایی به علت وجود اسید لینولئیک باشد( 15 PUFAروغنهائی که از منابع دریایی بدست می آیند و غنی از اسید های چرب اومگا
- 3 هستند ، در کاهش فشار خون موثرند . اما این مسئلههنگامی انفاق می افتد که دوز مصرفی خیلی بالا باشد
(مصرف چند صد گرم از ماهی چرب ) . اثر پایین آورنده فشار خون توسط اسیدهایچرب او مگا
– 3 و اومگا - 6 مربوط به تغییراتی است که در متابولیسم پروستاگلاندین ها داده می شود .مکانیسم دقیق اسید های چرب هنوز. (
بطور کامل مشخص نشده است ( 6اندیس های روغن نهنگ
:3
- + 1 و نقطۀ انجماد برابر با 3 / 1 474 / 0 و ضریب شکست در 20 درجه برابربا 483 / 0 921 / وزن مخصوص در 20 درجه سانتیگراد 9340
0 و مواد غیر قابل صابونی شدن / و اندیس ید برابر با 137 110 و اندیس صابونی برابر با 196 188 و اندیس رایشر مایسل برابر با 6. ( 2
و 16 ) %0/ 0% 28 / حداکثر 2درصد و کلسترول 5 D وA شامل ویتامین هایترکیب اسید های چرب
:10 %
و اسید / مقدار اسیدهای چرب اشباع موجود در روغن نهنگ برابر با 18 % است که شامل اسید مریستیک 4% و اسید پالمتیک 53
درصد و مقدار اسید های چرب غیر اشباع آن برابر با 82 % که شامل اسید های چرب غیر اشباع 16 کربنی 18 % و اسید های / استئاریک 5چرب غیر اشباع
18 کربنی 33 % و اسیدهای چرب غیر اشباع 20 کربنی 20 % و اسیدهای چرب غیر اشباع 22 کربنی 11 % می. (
باشد( 14 و 16 و 17مراحل روش های استخراج روغن ماهی و روغن کبد ماهی
روغن ماهی را از فشردن ماهی کامل پخته که خرد شده است بدست می آید
. هر چه عملیات را بعد از صید سریعتر انجام دهن د ، روغنحاصله پر ارزش تر است
. در صنایع بزرگ روغن کشی کارهای پنج گانۀ زیر انجام می شود: پختن فشردن تصفیۀروغن خشک کردنتفاله و آسیاب کردن تفالۀ خشک
. پختن و فشردن امروزه بطور مداوم انجام می شود . پختن با بخار مستقیم در دیگ های سر باز انجام می0
اتمسفر ) در / 0 7 / پذیرد. در اینجا حلزونی بار را در حرکت نگه می دارد. ممکن است پخت در دیگ های سربسته با اضافه فشار کمی ( 3حرارت
70 115 درجه سانتیگراد و به مدت 10 تا 30 دقیقه صورت گیرد. تودۀ پخته به یک پرس حلزونی منتقل می گردد و در آنجابوسیلۀ پیچ ارشمیدس داخل استو انۀ مخروطی افقی در معرض فشاری که مرتباً بیشتر می شود ، قرار می گیرد
. مخلوط روغن و شیرابه ایکه بر اثر فشردن به دست می آید ، بوسیلۀ سانتریفوژ کردن از یکدیگر جدا می سازد
. برای تصفیه روغن ابتدا آنرا در دیگ سر بازی بوسیلۀبخار مستقیم حدود نیم ساعت حرارت می دهن د
(جوشاندن یا پختن) که در نتیجه قابلیت نگهداری آن افزایش می یابد . در این جریانصابونهای آمونیاک تجزیه می شوند و آمونیاک خارج می گردد و به علاوه مواد سفیده ای محلول تا حدودی منعقد می شود و باکتریها و
آنزیمها متلاشی می گردند
. پس از آن بوسیلۀ آرام گذاشتن و یا سانتریفوژ کردن روغن بار دیگر آنرا صاف می کنند . روغن هرینگ نجوشیدهبه سادگی و سرعت فاسد می شود و گرایش به تجزیۀ چربی دارد ، در صورتی که روغن جوشیده ، خوب صاف شده و قابلیت نگهداری
. (
رضایت بخشی دارد( 12 و 13برای استخراج روغن های کم ارزش از زواید ماهی ، اتو کلاو یا دیگ فشاری مورد استفاده قرار می گیرد
.3
استفاده از روش استخراج بوسیلۀ حلال نیز برای گرفتن روغن ماهی ، در حال توسعه است
. در این روش هم پس ماندۀ پرس و هم بار پرسنشده ، می تواند مورد عمل قرار گیرد
.تاًسیسات استخراج بوسیله حلال بیشتر غیر مداوم است
. از سا لها پیش تاًسیسات استخراج روغن را در کشتی نیز می سازند که در بین آنهاهم دستگاههای مداوم پخت و هم دستگاههای غیر مداوم استخراج با حلال دیده می شود
. بدیهی است که کیفیت روغن ماهی تابع وضعمادۀ اولیه است
. ماهیان هرینگ تازه ، روغن روشنی با 2% اسیدهای چرب آزاد دا رد ، در صورتی که بسیاری از روغنهای دیگر برعکس قهوهای زرد و دارای مقدار زیادی
(تا حدود 7%) اسیدهای چرب آزاد دارند.روغن ماهیان از نظر کیفیت از روغن نهنگ ها و انواع حیوانات پستاندار آبی ، پست تر هستند، زیرا از تمام بدن ماهی به دست می آید، ولی
دارای مقدار نس بتاً زیادی اسد های چرب خیلی غیر اشباع هستند اما روغن نهنگ ها بر عکس فقط از بافتهای چربی بدن آنها که از سایر
قسمتها جداست ، بدست می آید
. روغن ماهی تقریباً دارای همان اسید های چرب و تری گلیسرید های روغن نهنگ است ولی میزان اسید.(
چرب خیلی غیر اشباع آنها بیشتر است ( 13مجموعۀ چربی بدن ماهیان در حدود
19 % است و اسید های چرب روغن هرینگ شامل حدود 20 % اشباع شده ( در حدود 7% آن مریستیکاسید و 13 % پالمتیک اسید است ) و 80 % غیر اشباع است که از آنها حدود 6% اسید های چرب 14 و 16 کربنه با یک پیوند غیر اشباع و
%21 اسید های چرب 18 کربنه و 30 در صد اسیدهای چرب 20 کربنه و 33 درصد اسید های 22 کربنه با چند پیوند دوگانه می باشد. تری
گلیسرید های این روغن تقریبا از 4 مولکول در صد غیر اشباع منوئن ، حدود 28 مولکول در صد غیر اشباع دی منو ئن و 33 مولکول در صد
به صورت غیر اشباع دی پلی ا ئن و 35 مولکول در صد غیر اشباع تری منو ئن و پلی ائن تشکیل شده است . اندیس ید رو ع ن نهنگ در
حدود 105 تا 120 و روغن هرینگ 135 تا 140 و روغن منهادان 160 تا 175 و روغن ساردین 180 تا 190 وروغن پیلکارد 180 تا 195
. ( است . افزایش اندیس ید در این روغنها تقریبا متناسب است با افزایش میزان اسید کلوپانودونیک آنها است( 5و 14 و 18
روغن ماهیان به علت بو و مزه متمایزی که دارند حتی پس از تصفیه شدید برای مصارف غذایی بندرت قابل استفاده اند و به علت وجود
بسیار حساس و آماده اکسیداسیون هستند . پس از هیدروژنه کردن می توان آنها را
p ufA مقدار زیادی اسیدهای چرب خیلی غیر اشباعبه مقدار محدودی برای تهیه روغنهای غذایی بکار برد ولی چون برای حصول اندیس یدی برابر با روغن نهنگ روغن ماهی را باید شدید تر
. ( هیدروژنه کرد ، روغنهای سفت شده ماهی نقطه ذوب بالاتری دارند و در نتیجه قابلیت هضم آنها کمتر است( 1و 4 و 10 و 11
مانند دورش یا کاد همچنین از هایلبوت و مانند آنها روغنهای مرغوبی بدست می آید که سرشار از
Gadus از کبد انواع ماهیان خانواده% 40-200 واحد در گرم ) است.میزان روغن کبد ماهی کابلیو در حدود 75 )
D 6500-50000 واحد بین المللی ) و ویتامین ) A ویتامیناست .برای حفظ ویتامینهای روغن کبد ماهی باید استخراج آن در شرایطی کاملاً محفوظ از اکسیژن صورت گیرد.
برای استخراج روغن ابتدا کیسه صفرا و سایر ناخالصی های کبد را از آن جدا نموده و بعد آنرا می شویند و روغن را به کمک بخار مستقیم (
پختن با بخار مستقیم ) استخراج می کنند . اغلب پس از این کار روغن را احتمالاً با افزودن خاک رس تصفیه می کنند روغنی که بدین
.( طریق بدست می آید به عنوان روغن کبد ماهی دارویی بکار می رود ( 8
از اسیدهای چرب غیر اشباع با یک پیوند دوگانه که در روغن ماهیان وجود دارد می توان سلاکولئیک با نام علم ی دلتا 15 و 16 تتراکوزنوئیک
366 و اندیس اسید 153 و اندیس ید 69 می باشد و همچنین اسید مریستولئیک با نام / و به وزن مولکولی 6
C 24H46O و به فرمول 2226 و با اندیس اسید 248 و اندیس ید 112 و بعلاوه اس ید / و به وزن مولکولی 4
C14H26O علمی دلتا 9و 10 تترادسنوئیک به فرمول 2254 و اندیس اسید 221 و / و به وزن مولکولی 4
C1 16 H30O چرب پالمیتولئیک با نام علمی دلتا 9و 10 هگزادسنوئیک به فرمول 2. ( اندیس ید 100 می باشد( 7
از اسیدهای چرب غیر اشباع با دو یا چند پیوند دوگانه که در روغن حیوانات دریایی وجود دارند میتوان اسید کلوپانودونیک ب ا نام علمی
330 و اندیس اسید 170 و / و وزن مولکولی 5
C22H34O 19 و 20 دوکزا پنتا ئنوئیک اسید به فرمول 2 - 15 و 16 - 12 و 13 - 8 و 9 - 4و 53
21 و 22 تتراکوزا هگزائنوئیک - 18 و 19 - 15 و 16 - 12 و 13 - 8 و 9 - اندیس ید 384 می باشد ولی اسید نیزینیک با نام علمی دلتا 4 و 5
.(
356 و اندیس اسید 157 و اندیس ید 427 در روغن ساردین ژاپنی وجود دارد ( 9 / و وزن مولکولی 5 C24H36O اسید به فرمول بسته 2روغنهائی که از منابع دریایی بدست می آیند و غنی از اسید های چرب اومگا - 3 هستند ، در کاهش فشار خون موثرند . اما این مسئله
هنگامی انفاق می افتد که دوز مصر فی خیلی بالا باشد (مصرف چند صد گرم از ماهی چرب ) . محققین این مطالعه ، توصیه نمی کنند که
مصرف اسیدهای چرب اومگا
– 3 به صورت مکمل برای جلوگیری از فشار خون مصرف شود ، زیرا مصرف زیاد آنها از نظر سلامتی سوال. ( برانگیز است( 6
اثر پایین آورنده فشار خون توسط اسی دهای چرب اومگا
– 3 و اومگ ا- 6 مربوط به تغییراتی است که در متابولیسم پروستاگلاندین ها داده می. ( شود .مکانیسم دقیق اسید های چرب هنوز بطور کامل مشخص نشده است ( 6
فواید اثرات روغن های ماهی مخصوصا اسیدهای چرب اومگا - 3 موجود در روغن ماهی موضوع متداول و جالبی می با شد و این موضوع جالب
اسیدهای چرب دارای )
PUFA کمک می کند که در مورد گونه هایی از ماهیان که دارای راندمان بالائی از روغن غنی از اسیدهای چربجند باند دو گانه ) هستند ، تحقیقاتی صورت گیرد .این موضوع واقعا علمی می بلشد ، بدلیل اینکه برخی از فواید سلامتی آنها معلوم
.( گردیده است ( 9
اومگا
– 3 نسبت به PUFA تحقیقات نشان داده است که ماهیان آبهای شیرین معمولادارای مقادیر کمتری از اسیدهای چرب غیر اشباعماهیان دریایی آب شور می باشند . بهر حال ، اخیرا گزارش شده است که ماهیان آبهای شیرین دارای مقادیر نسبتا زیادی از ا سیدهای
می باشد. آشکار است که درجه حرارت آب می تواند موثر باشد . ماهیان دریاچه های بزرگ ، ازنوع ماهیان آبهای
PUFA چرب اومگا – 3 وسرد و شیرین بوده و ممکن است به عنوان منبع پتاسیل منطقه ای از اسیدهای چرب اومگا - 3 در نظر گرفته شوند . تحقیقات نشان داده
Docosa hexaenoic
وEicosa pentaenoic acid , 20 :5 –W- اومگا – 3 و 3 Poly unsaturated fatty acid است کهموجود در روغن بعضی از گونه های ماهی ، خطر بیماریهای قلبی را کاهش می دهد. این اثرات مفید به مقادیر زیاد
acid , 22: 6- W3در لیپیدهای خون انسان و لیپیدهای غشا. سلولی نسبت داده می شود و ماهیانی که
W- نسبت به 6 PUFA –W- اسیدهای چرب 3اکثرا به مقادیر زیاد در غذاهای دریایی
EPA , DHA . دارای مقادیر زیادی از این اسیدها بوده ، ارتباط آنها مورد بررسی قرار گرفته است. ( یافت می شود( 8
چندین تحقیق در رابطه با ترکیب اسید های جرب و مقدار کل چربی بعضی از گونه های ماهیان انجام شده است . یک تحقیق در مورد
ارزیابی ترکیب اسیدهای چرب 8 گونه از ماهیان دریاچه های بزرگ و اثرات روش های نگهداری شامل نمک زدن ، دود دادن ونگهداری در
( یخچال صورت گرفته است ( 14
مواد و روشها
:در ابتدا ارزیابی و اندا زه گیری شاخص های کیفی روغن ماهیان مورد نظر انجام می شود . بررسی بر روی 4 نمونه ماهی تازه صید شده ،
و شیر ماهی
Cybium Guttatum وقباد، با نام علمی Chirocentrus Dorab وخارو ، با نام علمی Cyprinus Carpio کپور ، با نامصورت گرفت .
Scomberomorus Comerson با نام علمیدر ابتدا آزمایشات لازم بر روی دو نمونه دیگر که از انواع ماهیان پر چرب نیز بودند ودر موقع آزمایشات به میزان فراوان صید می شدند ،
انجام گرفت .این دو نمونه دیگر ماهی شامل ماهی صبور و ماهی بیاح میباشد . نمونه های ماهیان تهیه شده پس از تمیز شدن و خارج
نمودن امعا و احشا ، با چاقو قطعه قطعه نمودیم و در دیگهای آب سر بسته در درجه حرارت جوش و به مدت 30 دقیقه حرارت دادیم تا
ماهی پخته شود . در اثر پخت ، روغن ماهی بر روی آب قرار گرفت که پس از سرد شدن ، جدا شده و در ظروف درب دار ریخته و مدتی به
حال خود گذاشته تا روغن و مواد ناخالصی ها از هم جدا شده و تبدیل به دو فاز جداگانه گردید . در مرحله بعد فاز روغن به ظرف شیشه
ای دیگر منتقل گردید و آنرا در یخچال ( قسمت فریزر ) تا موقع انجام آزمایشات قرار دادیم .
در این تحقیق خصوصیات کمی و کیفی نمونه های روغن ارزیابی گردید .
3
اندازه گیری شد .برای
A.O.A.C. پارامتر های کیفی روغن شامل شاخص های پراکسیدو اسید های آزاد و یدی و بر اساس روش هایارزیابی کمی روغن ماهی پارامتر هایی مانند درصد چربی و درصد رطوبت و اندازه گیری شد . درصد رطوبت و ماده کل خشک ماهی با روش
.( های خشک کردن در آون و درصد چربی روغن ماهی بر اساس روش سوکسله اندازه گیری شد ( 7
نتایج
:نتایج حاصله بر روی روغن انواع مختلف گونه های ماهی مورد نظر در جداول 1و 2 آمده است .
جدول
– 1 میانگین اندیس پراکسید ، اندیس اسیدی و اندیس یدی از نمونه های روغن ماهیان کپورخارو ،قباد ، شیر ، صبور ،بیاح و ماهی تن کارخانه
نمونه اندیس پر اکسید
Meq o2/1000gr
اندیس اسید چرب آزاد
mg koH / gr
اندیس یدی
g I / 100 gr
94/5 4/12 3/
ماهی کپور 48141/3 1/21 12/
ماهی خارو 18119/23 3/21 3/
ماهی قباد 48136 4/28 12/
شیر ماهی 1838/42 6/72 26/
ماهی صبور 1163/39 ------- 38/
ماهی بیاح 1177/08 9/
ماهی تن کارخانه ------- 39جدول
2- متوسط درصد رطوبت ، درصد ماده خشک و در صد روغن نمونه های متفاوت ماهی کپورو خارو قباد و شیر ماهینمونه درصد رطوبت درصد ماده خشک درصد روغن
9/5 33/31 66/
ماهی قباد 698/2 27/09 72/
شیر ماهی 9124 36/91 63/
ماهی کپور 0912/49 33/81 66/
ماهی خارو 193
[
و روغن نهنگ [ 1 (Cod) جدول 3 اندیس های روغن شاه ماهی کبد ماهی کادروغن نهنگ روغن کبد ماهی کاد روغن شاه ماهی
0/ 0 918 /938 0/ 0 922 /928 0/ 0 917 / وزن مخصوص در 15 درجه 926
0 / 0 916 / وزن مخصوص در 25 درجه 927
1/ 1 466 / ضریب شکست در 40 درجه 474
1 / 1 478 /485 1/ 1 468 / ضریب شکست در 25 درجه 472
128 123 180 145 اندیس ید 115 97
190 179 192 180 اندیس صابونی 202 188
4 1 موادغیرقابل صابونی 4 1 کمتر از 2
30 23 24 18 تیتر(درجه سانتیگراد) 24 10
اندیس رایشر مایسل 2 1 کمتر از 2 کمتر از 1
اندیس پلنسک
[
جدول 4 - اسید های چرب غیر اشباع موجود در کبد ماهیان بر حسب در صد[ 2اندیس یدی
C22 : 1 C 20 : 1 C 18 : 2 C 16 : روغن کبد ماهی 1دورش
( کاد)تون
ساردین
1
1/3
1
1/5
1/4
1/3
3
2/8
3
3/5
3/7
3/7
75-150
80-155
90-170
نتیجه گیری و بحث
:اندیس پراکسید وسیله خوبی برای داوری درجه فساد چربی است . اگر چربی ها و محصولات چربی دارای پراکسید باشند ، از یدور پتاسیم ،
ید آزاد می کند که می توان آنرا با تیوسولفات سدیم تعیین مقدار کرد و امروزه عموما به صورت میلی گرم اکی والان اکسیژن برای هر هزا ر
گرم ماده مورد آزمایش ، بیان می شود .
چون جریان اتو اکسیداسیون چربی ، پیچیده است و ممکن است بدنبال آن واکنش های زیادی صورت گیرد ،اندیس پراکسید فقط یک
اندیس شناسایی قراردادی به حساب می آید . روش های آزمایش گوناگونی که بکار برده می شود ، از نظر مدت و درجه حرارت واکنش و
همچنین حذف اکسیژن هوا که ایجاد اشکال میکند ، با هم تفاوت دارند . علاوه بر این ، نوع حلال مصرفی وهمچنین اسیدیته محلول نیز بر
آن تاثیر دارد .
چنانچه میزان اسید های چرب غیر اشباع در روغن ها و چربیها افزایش یابد ، می تواند واکنش اکسیداسیون را ت سریع نماید . سرعت
اکسیداسیون بستگی به دوره سکون اکسیداسیون و اسید های چرب ترکیب شده در ساختار تری گلیسرید دارد .
سرعت اکسیداسیون اسید لینولنیک نسبت به لینولئیک دو برابر و نسبت به اسید اولئیک 24 برابر ونسبت به اسید استئاریک 2400 بزابر
است .
3
شدت تماس ،
Cu و Fe در اکسیداسیون چربی ها و روغن ها ، چندین عامل مؤثر است که عبارتند از نور ، حرارت ، عناصر سنگین مثلروغن با اکسیژن وهوا ، میزان باندهای دو گانه اسیدهای چرب روغن ، میزان اسیدهای جرب آزاد روغن و عدم وجود آنتی اکسیدانها در
روغن و چربی ،
غلضت اکسیژن یکی ا ز عوامل مهم در سرعت اکسیداسیون چربیها و روغنها می باشد . البته سرعت اکسیداسیون نیز بستگی به جذب
اکسیژن و افزایش اسیدهای چرب فرار در محصول دارد . هر چه جذب اکسیژن توسط روغن بیشتر باشد ، میزان اندیس پراکسید بیشتر
است .
اندیس اسیدی ( اسیدیته ) معیاری برای می زان اسیدهای آلی آزاد چربیهااست . این اندیس را می توان متناسب با ماده مورد آزمایش
برحسب اسیدهای مشخص و یا مخلوطی از اسیدهای چرب ، محاسبه کرد . این اندیس مورد استفاده جهانی دارد . روشهای استاندارد
کشورهای مختلف تا حدود زیادی با هم مطابقت دارند .
اندیس ید مع یاری برای میزان ترکیبات اشباع شده یک چربی است و عبارت از مقدار هالوژنی است (بر حسب ید ) که قادر است در شرایط
معینی با 100 واحد چربی ترکیب شود . این آزمایش مبنی بر این اصل است که هالوژن در محل پیوندهای سست (اتصالات مضاعف )
اسیدهای چرب می نشیند . این اندیس ی ا عدد حاصل از این آزمایش تا حدودی به طرز کار بستگی دارد وبدین جهت باید همیشه طرز کار
می باشد .
Hanus و هانوس Wijs را ذکر کرد . متداولترین روشها شامل روشهای وایسبنابراین با توجه به مقایسه میزان اندیس ید انواع روغن های ماهیان مورد مطالعه ، می نوان نتیجه گی ری نمود که چون اندیس ید ارتباط
مستقیم با تعداد باندهای دوگانه اسیدهای چرب غیر اشباع موجود در نمونه های روغن دارد و هرچه تعداد باندهای دوگانه در اسیدهای
چرب غیر اشباع بیشتر باشد ، میزان ید مصرفی و در نتیجه میزان اندیس ید برای اشباع نمودن این باندها ، بیشتر خواهد بود و از بین
نمونه های روغن ماهی مورد مطالعه ، به ترتیب روغن ماهی تن ، بیاح ، خارو ، شیر ماهی ،قباد و کپور ، بیشترین میزان اندیس ید را دارند و
در نتیجه می توان چنین استنباط نمود که اسیدهای چرب غیر اشباع با چندین باند دو گانه و اسیدهای چرب اومگا
– 3 و اومگا – 6 درماهی تن مورد بررسی ، بیشترین تعداد را دارد و ماهی کپور کمترین تعداد را دارد و ارزش غذایی و فواید مصرف روغن تن ماهی در سلامتی
انسان در مقایسه با روغنهای دیگر ، بیشتر است و توصیه می گردد که از این روغن مصرف شود ، زیرا که اسیدهای چرب خیلی غیر اشباع و
اومگا
– 3 و اومگا – 6 در جلوگیری از بیماریهای قلبی و عروق مانند آتروسکلروز یا سخت شدن دیواره عروق و آنفارکتوس وحملات مغزی ،جلوگیری می کنند .
چون اندیس پراکسید وسیله خوبی برای تشخیص درجه فساد شیمیایی روغن می باشد ، از مقایسه اندیس پراکسید روغنهای مو رد مطالعه ،
می توان گفت که روغن ماهی بیاح بیشترین مقدار و روغن ماهی قباد و کپور کمترین مقدار اندیس پراکسید را دارند . بنابرین می توان
نتیجه گیری نمود که چون روغن ماهی بیاح اسیدهای چرب غیر اشباع بیشتر دارد ، فساد شیمیایی اتفاق افتاده در این روغن هم بیشتر
است ودر نتیجه درصد اسیدهای چرب فرار هم بیشتر است . البته عامل تعداد زیاد اسیدهای چرب غیر اشباع به تنهایی نمی تواند در افزایش
اندیس پراکسید مؤثر باشد ، و عوامل تماس اکسیژن ، یونهای فلزی ، شدت نور وحرارت وعوامل ذکر شده دیگر ، نیز در افزایش میزان
اندیس پراکسید ، مؤثر است .
روغن ماهیان کپور و قباد ، وهمچنین روغن ماهیان خارو و شیر ، اندیس یدی آنها با هم متفاوت بوده ولی اندیس پراکسید آنها یکسان است
. این مقایسه نشان می دهد که تعداد باندهای دو گانه در اسیدهای چرب غیر اشباع فراوان در روغن ماهی به تنهایی عامل فساد شیمیایی و
تولید پراکسید نمی توان تلقی نمود و عوامل فیزیکی و شیمیایی دیگر مانند نور ، حرارت ، اکسیژن ،عناصر سنگین و عدم وجود آنتی
اکسیدانها در این واکنش مؤثرند .
اگر اندیس اسیدی نمونه های روغن مورد مطالعه ، مقایسه شوند ، ملاحظه می گردد که ماهی تن ، ماهی ص بور، شیر ماهی ، ماهی کپور ،
ماهی قباد و ماهی خارو به ترتیب بیشترین مقدار اندیس اسیدی را دارند و حداکثر مقدار اندیس اسیدی مربوط به ماهی تن و حداقل مقدار
اندیس اسیدی مربوط به ماهی خارو می باشد .
3
ماهی خارو که اندیس یدی آن نسبتا بالا است ، کمترین مقدار اندیس اسیدی را دارد ، یعنی میزان اسیدهای چرب آلی آزاد آن ، کمترین
مقدار است . می توان چنین استنباط نمود که اسیدهای چرب غیر اشباع آزاد و اسیدهای چرب اومگا
– 3 و اومگا – 6 روغن ماهی خارو موردمطالعه کمتر است و هیدرولیز آنزیمی بر روی تری گلیسرید های روغن ماهی خارو مو رد بررسی ، کمتر اتفاق افتاده است و می توان نتیجه
گرفت که فاکتورهای فیزیکی و شیمیایی محیطی ممکن است در افزایش نسبی اندیس پراکسید و اسیدی مؤثر باشد .
بطور کلی در مورد ارزیابی کیفی روغن گونه های مختلف ماهیان مورد مطالعه ، می توان ماهی تن را در درجه اول اهمیت و بعد ماهی بیاح
دردرجه دوم و ماهی خارو در درجه سوم به عنوان روغن های مناسب از لحاظ کیفیت ، معرفی نمود . روغن شیر ماهی ، قباد ، کپور و صبور،
94 می باشد از لحاظ کیفیت نسبتا در / به ترتیب در درجات بعدی اهمیت از لحاظ کیفی ، قرار دارند . روغن ماهی شیر که اندیس یدی آن 5
حد بالایی قرار دارد.
مقایسه درصد روغن استخراجی از گونه های مختلف ماهیان مورد بررسی نشان می دهد که ماهی کپور با راندمان 24 % ، بیشترین مقدار را
12 % ، مقدار روغن بالایی دارد . قباد و شیر در درجات بعدی اهمیت از لحاظ راندمان تولید / دارد و بعد از آن ماهی خارو با راندمان 49
روغن، به ترتیب قرار دارند .
بطورکلی می توان پیشنهاد نمود که ماهیان کپور و خارو وتن و بیاح ، بهترین انواع مورد مطالعه از نظر کیفیت اسیدهای چرب موجود در
آنها وهمچنین درصد بالای روغن استخراجی از آنها ، معرفی نمود .ودر صورتی در آینده پیشنهاد تاسیس کارخانهء روغن ماهی ارائه شود ، از
انواع ماهیان کپور ، خارو ، تن و بیاح جهت استخراج روغن استفاده شود ،ودر این صورت راه اندازی کارخانه از لحاظ اقتصادی مقرون به
صرفه بوده و همچنین کیفیت روغن حاصله از لحاظ شاخص های کیفی (اندیس های اندازه گیری شده ) مطلوب می باشد .
|
1- آب از سرچشمه گل آلود است: هرگاه سوسپانسيون آب گل آلود در سرچشمه رودخانه تهيه شود به طوري که تا آن پايين دست ها همچنان سوسپانسيون باقي بماند و گل و لا ي فرصت ته نشين شدن و جدا شدن از آب را نداشته باشد اين ضرب المثل را بکار مي برند. |
6- آبشان از يک جوي نمي رود: لا بد حجم آب آنها روي هم آنقدر زياد است که در يک جوي جا نمي گيرد والا دليلي ندارد آبشان از يک جوي نرود.
7- آب که از سر رفت چه يک وجب چه صد وجب: اين ضرب المثل شاید مربوط به آن زماني است که انسان هنوز نمي دانست هرچه جسم در عمق بيشتري از مايع باشد فشار بيشتري را تحمل خواهد کرد والا کيست که نداند فشار ناشي از يک وجب آب صد برابر فشار صدوجب آب مي باشد.
8- آب پاکي روي دست کسي ريختن: اضافه کردن آب خالص روي آزمايشي که در حال انجام شدن است يا استفاده از آب مقطر براي تهيه محلولي باغلظت معين.
9- آبي از دستش نمي چکد: يا دستش خشک است يا آب در دستش يخ زده است يا ظرف آبش سوراخ نيست والا اين ادعا به شدت تکذيب مي شود.
10- آب در هاون کوبيدن: روشي براي شکستن مولکول هاي آب و جدا کردن اتم هاي هيدروژن و اکسيژن از يکديگر. در آن دوراني که هنوز اديسون برق را کشف نکرده بود و بشر هنوز نمي توانست از روش برقکافت براي تجزيه آب استفاده کند از اين روش استفاده مي شد.
11- آب زير کاه: اين ديگر از آن حرفهاست که بايد قاه قاه به آن خنديد اگر چگالي آب از کاه بيشتر است پس آب به جز قرار گرفتن زير کاه چاره اي ديگر ندارد بالا ي کاه که نمي شود قرار بگيرد. کسي که اين را گفته يا چگالي را نمي شناخته يا از مقايسه چگالي آب و کاه عاجز بوده است.
12- آب زير پوستش رفته: کنايه از نمک هاي آب پوشيده است که داراي چند مولکول آب تبلور در ساختار خود مي باشند و تا زماني که گرما به سراغشان نيايد اين آب را زير پوستشان نگه مي دارند.
13- آب شدن و در زمين فرو رفتن: اين ضرب المثل علا وه بر شيمي کمي تا قسمتي زمين شناسي را هم در بر مي گيرد و منظورش بيشتر ذوب شدن برف ها و يخچال ها و فرو رفتن در اعماق زمين و تشکيل سفره هاي آب زيرزميني مي باشد.
14- آب و تاب دادن: اضافه کردن آب خالص به محلول داخل بالون پيمانه اي و سپس تکان دادن و تاب دادن محلول به منظور همگن سازي آن را بيان مي کند.
15- آب از آسياب افتادن: در رفتن برخي مولکول هاي آب از واکنش تجزيه آب به وسيله عمل برقکافت يا غلتيدن و سرسره بازي مولکول هاي آب در آسياب هاي قديمي را نيز مي گويند.
16- آب در کوزه و ما تشنه لبان مي گرديم: همان عنوان فصل اول کتاب شيمي سال اول دبيرستان يعني «آب مايعي کمياب در عين فراواني» است که با گذشت زمان به صورت اين ضرب المثل درآمده است. در اينجا کره زمين به کوزه اي تشبيه شده است که آب دارد اما ساکنانش تشنه آب مناسب و قابل آشاميدن هستند.
17- آب که يک جا بماند مي گندد: هرگاه آب براي مدتي نسبتا زياد در جايي ثابت باقي بماند بر اثر رشد جلبک ها رنگ و بو و مزه آن تغيير مي کند و براي جلوگيري از گنديدن آب اضافه کردن کات کبود توصيه مي شود.
18- آب که سربالا مي رود قورباغه ابوعطا مي خواند: راستش را بخواهيد هرچه گشتيم نتوانستيم براي اين يکي خاصيت شيميايي پيدا کنيم اما اگر کسي بخواهد دستگاه ابوعطا را با اجراي قورباغه بشنود شرطش اين است که آب را وادار کند سربالا يي برود تا با آهنگ آن قورباغه شروع به خواندن کند عجب شرطي براي خواندن گذاشته اين قورباغه! لا بد مي دانسته نيروي جاذبه زمين اجازه نمي دهد آب سربالا يي برود که اين شرط را گذاشته است. حکايت مي کنند که ماهي از قورباغه خواسته يک دهن برايش بخواند و قورباغه هم براي اينکه از شر او خلا ص شود و او را دنبال نخود سياه بفرستد اين شرط را برايش گذاشته است والا قورباغه کجاو اجرا در دستگاه ابوعطا کجا؟
19- آب در گوش کسي کردن: گفتن ويژگي هاي شيميايي و فيزيکي آب بيخ گوش کسي که حوصله شنيدن آنها را داشته باشد يا وارد کردن آب در بالون با لوله جانبي منتهي بايستي از طريق همان لوله جانبي باشد تا آب در گوش کردن محسوب بشود.
20- آب خوش از گلويش پايين نمي رود: کنايه از قيف شيشه اي است که هنگام انجام عمل صاف کردن آب به راحتي از آن پايين نمي آيد و شايد هم منظور قطره چکان باشد که آب قطره قطره و به سختي از آن خارج مي شود.
21- آب از آب تکان نمي خورد: خب نبايد هم بخورد مگر پيوند هيدروژني اجازه مي دهد مولکول آب از مولکول ديگر جدا شود و براي مدتي هرچند کوتاه گشت و گذاري در اطراف و اکنافش داشته باشد.
22- آب به غربال پيمودن: شايد مربوط به زماني است که از وسايل درجه بندي شده آزمايشگاهي امروزي نظير استوانه مدرج و بشر و اينجور چيزها خبري نبوده است يا لا بد کسي از قيف بوخنر براي برداشتن آب استفاده کرده است و شايد هم کسي خواسته غربالش را امتحان کند تا از سالم بودنش مطمئن شود.
23- آب چيزي را کشيدن: خارج کردن آب تبلور نمک آب پوشيده با گرم کردن آن يا خشک کردن رسوب به وسيله قيف بوخنر و ارلن تخليه را گويند.
24- آب را گل آلود کردن و ماهي گرفتن: تهيه سوسپانسيون آب گل آلود به منظور کاهش ديد ماهي و راحت به دام انداختن آن.
25- آب توي چيزي کردن: رقيق کردن محلول هاي غليظ با اضافه کردن آب مقطر و کاهش غلظت آن يا به حجم رساندن محلول درون بالن پيمانه اي.
تهیه آب اکسیژنه و بررسی برخی از خواص آن
هدف از این آزمايش تهیه آب اکسیژنه به وسیله اسیدی کردن پراکسید های فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی، بررسی رفتار آن در مقابل برخی واکنش گرها و اندازه گیری ارزش حجمی و وزنی آب اکسیژنه به وسیله تیتراسیون با محلول پرمنگنات 0.1N می باشد.
اولین بار آب اکسیژنه به وسیله آقای تنارد در سال 1818 تهیه شد. وی با اسیدی کردن پراکسید باریم و خارج کردن آب اضافی از طریق تبخیر در خلاء موفق به تهیه آب اکسیژنه شد.
پراکسید مشتقات پراکسید هیدروژن است که در آن به جای هر هیدروژن يک فلز يک ظرفیتی و یا دو ظرفیتی وجود دارد. پراکسید فلزات قلیایی و قلیایی خاکی به ترتیب دارای فرمول M2O2 و MO2 می باشند.
پراکسید ها به دو دسته تقسیم می شوند:
1) پلی اکسید ها که با اسيد سولفوريک تولید اکسیژن می کنند.
2) هیپراکسید ها که با اسيد سولفوريک رقیق تبدیل به آب اکسیژنه می شوند. به این دسته نمک های آب اکسیژنه می گویند.
از موارد استفاده آب اکسیژنه می توان به اثر سفید کنندگی در الیاف سلولزی و پارچه ها، ضدعفونی کنندگی و همچنین تولید برخی از مواد شیمیایی اشاره کرد.
آب اکسیژنه خالص تقریباً بی رنگ و در برخی موارد آبی کم رنگ به نظر می آید. دمای ذوب و جوش آن به ترتیب -89°C و 150°C می باشد. در 20°C در حالت مایع دارای دانسیته 1.438 است. در آب و الکل و اتر به هر نسبتی حل می شود. درجه اکسیداسیون اکسیژن در آب اکسیژنه برابر 1- است. معمولاً پراکسید هیدروژن به صورت محلول 6% ، 12% و یا 30% آن بیان می گردد که معمولاً به صورت پراکسید هیدروژن 20 حجم، 40 حجم و یا 100 حجم نیز گفته می شود. ثابت دی الکتریک آب اکسیژنه بالا می باشد. مایع خالص آن در دمای 25°C ، ε=93 و محلول آبی 60% آن ε=120 می باشد. بنابراین ترکیب جزء حلال های یونی کننده خیلی خوبی هستند ولی به علت قدرت اکسید کنندگی زیاد و نا پایداری، قدرت حل کنندگی آن ها محدود است. محلول مایع آب اکسیژنه به مرور طبق واکنش زیر به آب و اکسیژن تبدیل می شود.
2 H2O2 → O2 + 2 H2O
در غیاب کاتالیزور سرعت تجزیه آب اکسیژنه بسیار ملایم است ولی در مقابل فلزاتی چون Pt ، Ag و یا ترکیباتی چون MnO2 واکنش شدت می گیرد و به همین دلیل آب اکسیژنه را در ظروف غیر فلزی همراه با یک پایدار کننده مانند اوره نگهداری می کنند. برای پایدار کردن، آن را با موادی از قبیل اسيد فسفریک، اسيد سیتریک و گلیسرول که خاصیت ضد کاتالیزوری دارند، مخلوط می کنند. خاصیت اکسید کنندگی آب اکسیژنه به علت سهولت آزاد شدن يک اتم اکسیژن فعال است.
H2O2 → O + H2O
آب اکسیژنه به صورت یک اکسید کننده و یا احیا کننده در محیط های اسیدی و بازی می تواند به کار رود.
احیا کننده در محیط اسیدی:
2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2O2 → K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5O2
اکسید کننده در محیط اسیدی:
2 [Fe(CN)6]4- + H2O2 + 2 H+ → 2 [Fe(CN)6]3- + 2 H2O
احیا کننده در محیط بازی:
2[Fe(CN)6]3- + H2O2 + 2OH- → 2[Fe(CN)6]4- + 2H2O + O2
اکسید کننده در محیط بازی:
Mn2+ + H2O2 → Mn4+ + 2 OH-
سولفور سرب سیاه رنگ در سرما تحت اثر H2O2 به سولفات سفید رنگ تبدیل می شود.
4 H2O2 → 4 O + 4 H2O
PbS + 4 O → PbSO4
طرز شناسایی آب اکسیژنه
1) یدید پتاسیم را در مجاورت پراکسید هیدروژن اسیدی قرار داده و يد حاصله را با محلول استاندارد تيوسولفات تیتر می کنند.
2 KI + H2SO4 + H2O2 → K2SO4 + I2 + 2 H2O
2) از افزایش محلول آن به دی اکسید تیتانیوم در مجاورت اسيد سولفوريک، رنگ مربوط به پراکسید تيتانيوم مشاهده می شود.
3) با محلول اسيد کرومیک یا محلول اسیدی بی کرومات رنگ آبی تیره تولید می شود.
روش تهیه آزمایشگاهی آب اکسیژنه
پراکسید هیدروژن را می توان از اثر اسيد سولفوريک رقیق بر پراکسید سدیم یا پراکسید باریم (BaO2.8H2O) در دمای پایین تهیه کرد.
H2SO4 + BaO2 → BaSO4 + H2O2
در تهیه نمک های باریم از باریت ها (BaSO4) مقداری BaO به دست می آید که در اثر حرارت در هوا اکسید می شود و به پراکسید باریم تبدیل می شود. پراکسید باریم با اسيد فسفریک نیز تولید آب اکسیژنه می کند.
BaO2 + H3PO4 → BaHPO4 + H2O2
فسفات باریم نا محلول از آن جدا می شود و محلول آبی آب اکسیژنه به دست می آید که به وسیله تقطیر در فشار کم می توان آن را تغلیظ کرد. از عبور گاز دی اکسید کربن در محلول پراکسید باریم نیز آب اکسیژنه بدست می آید.
BaO2 + H2O + CO2 → BaCO3 + H2O2
روش دیگر بر اساس روش مرک می باشد که در آن پراکسید سدیم با اسيد سولفوريک 20% در دمای پایین واکنش داده و بعد از خارج کردن سولفات سدیم متبلور (Na2SO4.10H2O) بعد از تغلیظ آب اکسیژنه با غلظت 30% بدست می آید.
Na2O2 + H2SO4 + 10H2O → Na2SO4.10H2O + H2O2
روش تهیه صنعتی آب اکسیژنه
فرایند خود اکسایش: يکی از مشتقات آنتراکینون بر اثر واکنش با هیدروژن در مجاورت کاتالیزگر پالادیم به آنتراهيدروکينون تبدیل می شود. با عبور هوا از این ماده، محلول پراکسید هیدروژن 20% وزنی به دست می آید.
روش الکتروليز: از الکتروليز محلول اسيد سولفوريک 50% وزنی یا محلول اسيد سولفوريک و سولفات گمونم با شدت جریان زیاد، پراکسو دی سولفات (و در نهایت از هیدرولیز آن پراکسید هیدروژن) در آند و هیدروژن در کاتد بدست می آید.
H2SO4 ↔ H+ + HSO4-
2 HSO4- → H2S2O8 + 2 e-
H2S2O8 + H2O → H2SO5 + H2SO4
H2SO5 + H2O → H2SO4 + H2O2
پراکسید هیدروژن را در دمای بالا و فشار کم جداکرده و پس از تغلیظ سازی، محلول 30% وزنی بدست می آید.
ارزش حجمی پراکسید هیدروژن
قدرت پراکسید هیدروژن (ارزش حجمی) عبارت است از حجم اکسیژن که در شرایط متعارفی از يک حجم پراکسید هیدروژن آزاد می شود. مثلاً اگر 10gr پراکسید هیدروژن در شرایط متعارفی تولید 200ml اکسیژن کند، ارزش حجمی این محلول 20 خواهد بود. ارتباط ارزش حجمی پراکسید با نرمالیته آن به صورت زیر می باشد.
6/5 a = N ×
که در آن a ارزش حجمی و N نرمالیته می باشد.
روش کار:
مقدار 1gr از BaO2 را در یک بشر بریزید و مقدار 2.5ml آب مقطر سرد شده به آن اضافه کنید و خوب به هم بزنید تا به صورت خمیر درآید و آن را در یک تشتک قرار دهید. مقدار 2ml سولفوريک اسید 4N را در یک بشر ریخته و آن را نیز در یک تشتک آب یخ قرار دهید. در این هنگام بشر حاوی اسید را به بشر دیگر اضافه کنید و در همان تشتک یخ بگذارید بماند و خوب به هم بزنید. به دلیل این که واکنش گرما زا است اسید را به ملایمت و کم کم به اکسید باریم اضافه نمایید و پس از هر بار اضافه کردن بایستی مکث کرد تا درجه حرارت مخلوط به صفر برسد. سپس رسوب حاصله را با کاغذ صافی صاف نموده و با 10ml آب مقطر بشویید. محلول زیر صافی آب اکسیژنه است.
BaO2 + H2SO4 → H2O2 + BaSO4
اندازه گیری پراکسید هیدروژن:
یک روش خوب برای اندازه گیری پراکسید هیدروژن استفاده از پرمنگنات در محیط اسیدی است.
2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O
در اندازه گیری پراکسید هیدروژن به وسیله پرمنگنات باید مراقب باشیم تا دی اکسید منگنز به وجود نیاید. زیرا MnO2 به صورت کاتالیزور عمل کرده و پراکسید هیدروژن را تجزیه می کند. جهت رفع این مشکل باید محلول به حد کافی اسیدی باشد و همچنین پرمنگنات را خیلی آهسته به محلول پراکسید هیدروژن اضافه نمود. در صورتی که محلول پرمنگنات خیلی رقیق باشد و یا محلول H2O2 رنگی باشد در این صورت از معرف Ferrion استفاده می گردد. برای تهیه این معرف مقدار 0.6gr از FeSO4.5H2O را با 1.485gr از 1,10-phenanthro line hydrate در 100ml آب مقطر حل می کنیم.
تهيه یک نمک مضاعف و یک کمپلکس و مقایسه آنها و تهیه زاجها و بررسی رشد بلورهای آنها
هدف از انجام اين آزمايش تهيه نمک مضاعف سولفات آمونيم مس(II) و نمک مضاعف سولفات آمونيم نیکل(II) و کمپلکس تترا آمين مس(II) و مقايسه پاره ای از خواص نمک ساده، نمک مضاعف و نمک کمپلکس و همچنین تهيه زاج های کروم، آلومينيوم و آهن با استفاده از واکنشگر های لازم و بررسی رشد بلوری آن ها می باشد.
در کمپلکس ها پيوند بين فلز و گروه های غير فلزی دهنده الکترون (ليگاند) از نوع پيوند کئورديناسيون می باشد. ليگاند ها را بسته به تعداد اتم کئوردينانس شونده، به ليگاند های يک دندانه، دو دندانه و... تقسيم می کنند. ليگاند های کی ليت دهنده می توانند همزمان از بيش از يک موقعيت به فلز متصل شوند. کی ليت ها کمپلکس هايی پايدارند و حلقه های 5 و 6 عضوی آن ها پايدارتر هستند.
Fe(CN)2 + 4 KCN → K2Fe(CN)6
AgCl + 2 NH3 → Ag(NH3)2Cl
پتاسيم هگزا سيانو فرات(II) در آب حل شده و محلولی را می دهد که هيچ نوع واکنش مشخص کننده يون Fe2+ ندارد، زيرا اين يون در محيط آزاد نيست و به صورت [Fe(CN)6]4- وجود دارد. اين يون يک يون کمپلکس است.
يک دسته معمول از نمک های مضاعف، زاج ها هستند که در حقيقت سولفات مضاعف پتاسيم و آلومينيم هستند.(KAl(SO4)2,12H2O)
در کمپلکس اوربيتال ليگاند انرژی کمتری از اوربيتال فلز دارند، در نتيجه پيوند ها تا حدودی خصلت يونی دارند و اوربيتال های مولکولی پيوندی به اوربيتال های گروه ليگاند شبيه ترند.
کمپلکس ها به دو نوع کمپلکس های ورنر (کمپلکس هايی که خصلت يونی بيشتر دارند) و کمپلکس های کربونيل فلز و آلی فلزی (پيوند فلز- کربن و بيشتر خصلت کووالانسی دارند) دسته بندی کرده اند.
ساختار هایی که در آن مولکول های یک ماده در درون شبکه ای از مولکول های ماده دیگری به دام می افتند را کلاترات می گویند. کلاترات شدن یک مولکول به اندازه آن مولکول بستگی دارد. فرایند تشکیل کلاترات را می توان ناشی از بر هم کنش بین مولکول های میزبان و میهمان در نظر گرفت.
زاج ها نوعی نمک های مضاعف هستند. نمک های مضاعف در اثر تبلور همزمان دو نمک با هم به نسبت مولی ساده به وجود می آيند. شکل و سیستم بلوری نمک مضاعف با شکل بلوری دو نمک سازنده يکی است. واحدهای بلوری زاج ها لزومی به شباهت با نمک های سازنده ندارند. در ساختمان زاج دو کمپلکس و نمک های مضاعف يک کمپلکس با يک نمک ساده وجود دارند.
پايداری کمپلکس ها وابسته به نوع فلز مرکزی (عدد اکسايش، شعاع) و ليگاند (قدرت نوکلئوفيلی، ممانعت فضايی و الکتروستاتيکی و کی ليت سازی) می باشد.
زاج ها دارای فرمول عمومی MIMIII(SO4)2,12H2O هستند. فلز يک ظرفيتی می تواند پتاسيم(K)، روبيديم(Rb)، سزيم(Cs) و آمونيوم(NH4+)، و فلز سه ظرفيتی کبالت(III)، آهن(III)، کروم(III)، آلومينيوم(III)، تيتانيم(III) و اسکانديم(III) است.
پايداری زاج ها وابسته به اندازه يون های فلزی است. يون های يک ظرفيتی می توانند زاج های پايداری را تشکيل دهند، ولی هر قدر يون سه ظرفيتی بزرگتر باشد، از پايداری زاج کاسته می شود. دو کمپلکس تشکيل دهنده زاج از طريق يون های سولفات به هم متصل می شوند. (هيبريد فلزات sp3d2 و يا d2sp3 می باشد.)
روش های جداسازی کمپلکس ها از محلول:
1- تبخير حلال و سرد کردن محلول تغليظ شده (تبلور)
2- استخراج با حلالی که کمپلکس را در خود حل نمی کند.
3- اگر کمپلکس کاتيونی باشد با افزودن آنيون مناسب، نمک نامحلول را می توان جدا کرد. برای کمپلکس آنيونی از کاتيون مناسب استفاده می کنيم.
برای تهيه کمپلکس ها بايستی از خواص فلز و ليگاند آگاهی کامل داشت. نحوه واکنش فلز و ليگاند ها از قواعد ترموديناميک، ممانعت فضايی، فشار الکتروستاتيک و بسياری ديگر از پارامتر ها متأثر خواهد بود.
A) تهيه نمک های مضاعف
وسايل مورد نياز:
شيشه ساعت، لوله آزمايش، بشر 250 ml ، قيف، پيپت، کاغذ صافی، کاغذ تورنسل
مواد مورد نياز:
سولفات مس(II) 5 آبه، سولفات آمونيم، محلول آمونياک، اتانول، آمونياک 6 نرمال
روش کار
* تهيه نمک مضاعف سولفات آمونیوم مس(II)
0.2 گرم سولفات مس(II) 5 آبه را در 5 ml آب مقطر داغ حل کرده و به آن 0.1 گرم سولفات آمونيم اضافه کنيد. آن را با حرارت تغليظ کرده و روی ظرف را با شيشه ساعت پوشانده و در جای مناسبی نگه داريد. بعد از ته نشينی بلور ها، مايع بالايی را به آرامی سر ريز کرده و در نهايت بلور ها را جدا کنيد.
CuSO4.5H2O + (NH4)2SO4 → (NH4)2Cu(SO4).6H2O
* تهیه نمک مضاعف سولفات آمونیوم نیکل(II)
2.25 گرم سولفات نیکل(II) را در 15 میلی لیتر آب مقطر داغ حل کنید. 1.5 گرم سولفات آمونیوم را به آن اضافه کنید محلول را گرم کنید و کاملاً به هم بزنید به طوری که تمام مواد با افزودن مقداری آب مقطر حل شوند. محلول را برای بلور گیری کنار بگذارید.
* تهيه کمپلکس تتراآمين مس(II)
2.5 گرم سولفات مس(II) 5 آبه را کاملاً سائیده و در 5 ml آب مقطر حل کرده (در یک بشر 50 ml) و به آن 10 ml آمونياک غلیظ بيافزائيد تا رسوب Cu(OH)2 کاملاً در آمونياک حل شود. 10 ml اتانول به محلول اضافه کرده تا سطح محلول کاملاً با اتانول پوشیده شود. روی بشر را با یک شیشه ساعت بپوشانید و محلول را به مدت 24 ساعت در محلی قرار دهيد. بلور ها را صاف کرده با کمی الکل شستشو دهيد. بعد آن ها را روی کاغذ صافی خشک کنيد.
CuSO4.5H2O + 4 NH3 → [Cu(NH3)4](SO4),H2O + 4 H2O
مقايسه برخی از خواص نمک ساده، نمک مضاعف و نمک کمپلکس
1- 500 ميلی گرم سولفات مس 5 آبه را در يک لوله آزمايش حرارت دهيد.(رنگ سفيد) 2-3 قطره آب به آن افزوده و تغيير رنگ را مشاهده کنيد. سپس 5 ml آمونياک 6 مولار را به آن افزوده و تغييرات را مشاهده کنيد. (ابتدا هيدروکسيد مس(II) و سپس کمپلکس تتراآمين مس(II) تشکيل می شود.)
2- مقداری از نمک مضاعف تهيه شده در آزمايش قبل را در 5 ml آب حل نمائيد. به روش مشابه محلول کمپلکس تهيه کنيد. رنگ دو لوله آزمايش را مقايسه کنيد. سپس هر دو لوله آزمايش را با 20 ml آب مقطر رقيق کرده و تغييرات را مشاهده نمائيد. (فقط در يکی از آن ها رسوب هيدروکسيد مس آبی رنگ ظاهر می شود.)
3- مقدار کمی از نمک ها را جداگانه در لوله آزمايش ريخته و به ملايمت حرارت دهيد. تغييرات رنگ را مشاهده نمائيد. گازی که از آن ها خارج می شود را به کمک کاغذ تورنسل شناسايی کنيد.(آمونياک، آب و تری اکسيد گوگرد خارج می شود و اکسيد مس(II) سياه رنگ به وجود آمده که در نهايت به اکسيد مس(I) قرمز رنگ تبديل می شود.
B) تهيه زاج ها
وسايل مورد نياز:
چراغ گاز بونزن، بشر 250 ml، کوره الکتريکی، قيف بوخنر، اتوکلاو، تشتک بلوری، شيشه ساعت، کروزه چينی يا پلاتينی، همزن مغناطيسی
مواد مورد نياز:
دی کرومات پتاسيم، اسيد سولفوريک غليظ، اتانول، سولفات آهن(II) بلوری، سولفات آمونيوم، اسيد سولفوريک 1 N، اسيد نيتريک غليظ، سولفات آلومينيم آبدار، سولفات پتاسيم، اسيد کلريدريک، تيوسيانات پتاسيم يا آمونيوم، سود، استات آمونيوم، معرف آلومينون، سنگ معدن آلونيت، پتاس 4 N
روش کار
* تهيه پتاسيم(I) کروم(III) سولفات 12 آبه (زاج کروم)
اين ترکيب به نام زاج کروم معروف است. مقدار 3 gr پتاسيم دی کرومات را در 30 ml آب مقطر حل کنيد. در حال هم زدن با افزودن 3.6 ml اسيد سولفوريک غليظ آن را به وسيله 2.5 ml الکل (اتانول) که به آرامی به محلول اضافه می شود در سرما احيا کنيد.(دمای محلول نباید از 50°C تجاوز کند.) مخلوط را در جايی ساکن جهت گرفت بلور های زاج نگهداريد. بلور ها را جدا و بازده را بدست آورید.
* تهيه پتاسيم(I) آلومينيم(III) سولفات 12 آبه (زاج آلومینیوم)
5 گرم سولفات آلومينيوم آبدار را در 30 ml آب مقطر حل کنيد. مقدار مناسبی از سولفات پتاسيم را در مقدار مناسب آب گرم حل کرده تا محلول سير شده ای بدست آيد. اين محلول را به محلول سولفات آلومينيم اضافه کنيد. محلول را به هم بزنید. با سرد کردن تدريجی محلول حاصل، بلور زاج آلومينيم تشکيل می شود. پس از 24 ساعت بلور ها را جدا کنید و بازده را محاسبه نمایید.
* تهيه آمونيوم(I) آهن(III) سولفات 12 آبه (زاج آهن)
مقدار 3.16 گرم سولفات فرو متبلور (آهن(II) سولفات آبدار) و 1.5 گرم سولفات آمونيوم را در 10 ml اسيد سولفوريک 1 N حل کرده، چند قطره اسيد نيتريک غليظ به آن اضافه کنيد. محلول را روی حمام آب تا نزدیک نقطه جوش گرم کنید. آهن(II) در اثر گرما و حضور اسيد نيتريک به آهن(III) اکسيد شده و بلور های زاج آهن با سرد کردن تدريجی ظاهر می شوند. بلور های تشکیل شده را بعد از 48 ساعت صاف کرده و بازده عمل را بدست آورید.
آزمايش ٢
:محاسبه گرماي خنثي شدن اسيدها وبازها بروش کالريمتريم
ممووواااددد لالالازززممم::: کککااالللررريييمممتتتررر --- دددممماااسنننججج --- سوووددد ––– اااسيييددد کککلللررريييدددررريييک --- اااسيييددد اااستتتيييک –––آآآمممووونننييياااکتئوري آزمايش
درانحلال اسيدها و بازها انحلال شامل دو مرحله اصلي مي باشد
:١
- تفکيک حل شونده به يونهاي سازنده خودH-A
H+ + A- H١ > ٠ (١)B-OH
B++ OH-٢
- به دو گروه حلالحلال پوشي يونهاي تفکيک شده: به طور کلي حلالها ي آبي (مائي ) و حلالهايغير آبي
(غير مائي) تقسيم مي شوند. در نوع اول انحلال را ئيدراتاسيون و در نوع دومسولواتاسيون مي نامند
.اما پس از انحلال اسيد ها و بازها در آب جهت خنثي شدن ، يونهاي مزدوج با هم جفت شده و
تشکيل محصولات اصلي واکنش خنثي شدن را مي دهند
.H
+ + OH- H-OH (l) (٢)A
- + B+ AB H٢ <٠---------------------------------------
(
١)+(٢):H-A + B-OH +nH٢O H-OH(l) + AB
H = H١ + H٢بزرگتر باشد ، در اينصورت واکنش گرماگير
H از ٢ H در اينجا بزرگتر از صفر باشد ،به عبارتي ١ H اگرکوچکتر باشد، واکنش گرمازا
H از ٢ H در اينجا کوچکتر از صفر باشد ،به عبارتي ١ H است و اگرخواهد بود
.روش کار
الف
)محاسبه گرماي خنثي شدن ١ مول اسيد کلريدريک توسط ١ مول سود: ١٠٠ ميلي ليتر اسيدحال ١٠٠ ميلي
(T کلريدريک ٠٫١ نرمال تهيه کرده و داخل کالريمتر ميريزيم ودمايش رااندازه گيري ميکنيم( ١به آن مي افزاييم
. حال محلول را ٢ دقيقه هم (T ليتر سود ٠٫١ نرمال تهيه کرده و پس از اندازه گيري دما ( ٢.(T
e) زده و سپس دماي آنرا يادداشت مي نمائيمب
)محاسبه گرماي خنثي شدن ١ مول اسيد استيک توسط ١ مول آمونياک: ١٠٠ ميلي ليتر اسيد استيکسپس ١٠٠ ميلي ليتر
.(T ٠٫١ نرمال تهيه شده را داخل کالريمتر ريخته و دمايش را اندازه گيري مي نمائيم( ١به محتويات کالري متر مي افزاييم و پس از
(T آمونياک ٠٫١ نرمال تهيه شده را پس از اندازه گيري دماي آن( ٢.(T
e) ٢ دقيقه هم زدن دماي محلول را يادداشت مي نماييممحاسبات
M
Hcl= ٣٦,٤٦ , HCl ٣٧ =درصد خلوص ٪ , dHCl =١,١٩ kg/litM
CH٣COOH=٦٠,٠٥ , CH٣COOH ٩٩,٥ =درصد خلوص ٪, dCH٣COOH=١,٠٥٣ kg/litM
NH٣=١٧,٠٣ , NH ٢٥ =درصد خلوص ٣ ٪, dNH٣=٠,٩١ kg/litN=
١٠ad/(M/n)=(١٠*٣٧*١,١٩)/(٣٦,٤٦/١)= نرمال ١٢,٠٧N
١V١= N٢V٢ ١٠٠*٠,١ = ١٢,٠٧ * V٢ V٢ = ٠,٨٣ cc١٠٠ اسيد کلريدريک ٠٫١ نرمال
cc مقدار حجم اسيد لازم جهت ساختنm
NaOH =(٤٠*١٠٠*٠,١)/١٠٠٠ = ٠,٤ gr١٠٠ محلول ٠٫١ نرمال سود
. cc مورد نياز جهت ساختن NaOH مقدارT
١ =٢٠ ٠ c و T٢ =٢١ ٠c وT٣=٢٢ ٠c( )( ) ( )
3 1 3 2 Q m C A T T m C T T a a b b = ⋅ + − + ⋅ −
Q=(١٠٠*١+٢٦,٦٦٦)( ٢٢‐٢٠)+١٠٠*١(٢٢‐٢١)=٣٥٣,٣٣٢ cal
H =Q*١٠٠=٣٥٣,٣٣٢*١٠٠=٣٥٣٣٣,٢ cal/molب
)T
١ =٢٠,٥ ٠ c و T٢ =٢٠ ٠c وT٣=٢١ ٠cN
١٠ =اسيد ad/(M/n)=(١٠*٩٩,٥*١,٠٥٣)/(٦٠,٠٥/١)= نرمال ١٧,٤٥N
١V١= N٢V٢ ٠,١*١٠٠= ١٧,٤٥ * V٢ V٢ =٠,٥٧ ccN
١٠ =باز ad/(M/n)=(١٠*٢٥*٠,٩١)/(١٧,٠٣/١)=١٣,٣٦ N١V١= N٢V٢ ٠,١*١٠٠ = ١٣,٣٦ * V٢ V٢=
٠,٧٥cc
( )( ) ( )
3 1 3 2 Q m C A T T m C T T a a b b = ⋅ + − + ⋅ −
Q=(١٠٠*١+٢٦,٦٦٦)(٢١‐٢٠,٥)+١٠٠*١(٢١_٢٠)=٢١٣,٣٣٣cal
H =Q*١٠٠=٢١٣,٣٣٣*١٠٠=٢١٣٣٣,٣cal/molنتيجه گيري
:هاي آزمايش هاي اول و دوم به اين نتايج خواهيم رسيد
: H با مقايسهقدرت اسيدي و بازي بر تفکيک موثر است
. بدين صورت که با افزوده شدن قدرت اسيدي و بازي واکنشخنثي سازي گرما زاتر مي باشد و بلعکس
.تغيير نوع جامد هنگام تشکيل نمک به فرم جامد در
H تغيير قابل توجهي ايجاد خواهد کرد . استحکامبيشتر پيوندها موجب آزاد سازي انرژي بيشتري هنگام شکست آن خواهد شد و به همين دليل سبب
منفي تر شدن
H . خنثي سازي و در نهايت گرمازاتر گشتن واکنش خنثي سازي خواهد شد
آزمايش ٢
:محاسبه گرماي خنثي شدن اسيدها وبازها بروش کالريمتريم
ممووواااددد لالالازززممم::: کککااالللررريييمممتتتررر --- دددممماااسنننججج --- سوووددد ––– اااسيييددد کککلللررريييدددررريييک --- اااسيييددد اااستتتيييک –––آآآمممووونننييياااکتئوري آزمايش
درانحلال اسيدها و بازها انحلال شامل دو مرحله اصلي مي باشد
:١
- تفکيک حل شونده به يونهاي سازنده خودH-A
H+ + A- H١ > ٠ (١)B-OH
B++ OH-٢
- به دو گروه حلالحلال پوشي يونهاي تفکيک شده: به طور کلي حلالها ي آبي (مائي ) و حلالهايغير آبي
(غير مائي) تقسيم مي شوند. در نوع اول انحلال را ئيدراتاسيون و در نوع دومسولواتاسيون مي نامند
.اما پس از انحلال اسيد ها و بازها در آب جهت خنثي شدن ، يونهاي مزدوج با هم جفت شده و
تشکيل محصولات اصلي واکنش خنثي شدن را مي دهند
.H
+ + OH- H-OH (l) (٢)A
- + B+ AB H٢ <٠---------------------------------------
(
١)+(٢):H-A + B-OH +nH٢O H-OH(l) + AB
H = H١ + H٢بزرگتر باشد ، در اينصورت واکنش گرماگير
H از ٢ H در اينجا بزرگتر از صفر باشد ،به عبارتي ١ H اگرکوچکتر باشد، واکنش گرمازا
H از ٢ H در اينجا کوچکتر از صفر باشد ،به عبارتي ١ H است و اگرخواهد بود
.روش کار
الف
)محاسبه گرماي خنثي شدن ١ مول اسيد کلريدريک توسط ١ مول سود: ١٠٠ ميلي ليتر اسيدحال ١٠٠ ميلي
(T کلريدريک ٠٫١ نرمال تهيه کرده و داخل کالريمتر ميريزيم ودمايش رااندازه گيري ميکنيم( ١به آن مي افزاييم
. حال محلول را ٢ دقيقه هم (T ليتر سود ٠٫١ نرمال تهيه کرده و پس از اندازه گيري دما ( ٢.(T
e) زده و سپس دماي آنرا يادداشت مي نمائيمب
)محاسبه گرماي خنثي شدن ١ مول اسيد استيک توسط ١ مول آمونياک: ١٠٠ ميلي ليتر اسيد استيکسپس ١٠٠ ميلي ليتر
.(T ٠٫١ نرمال تهيه شده را داخل کالريمتر ريخته و دمايش را اندازه گيري مي نمائيم( ١به محتويات کالري متر مي افزاييم و پس از
(T آمونياک ٠٫١ نرمال تهيه شده را پس از اندازه گيري دماي آن( ٢.(T
e) ٢ دقيقه هم زدن دماي محلول را يادداشت مي نماييممحاسبات
M
Hcl= ٣٦,٤٦ , HCl ٣٧ =درصد خلوص ٪ , dHCl =١,١٩ kg/litM
CH٣COOH=٦٠,٠٥ , CH٣COOH ٩٩,٥ =درصد خلوص ٪, dCH٣COOH=١,٠٥٣ kg/litM
NH٣=١٧,٠٣ , NH ٢٥ =درصد خلوص ٣ ٪, dNH٣=٠,٩١ kg/litN=
١٠ad/(M/n)=(١٠*٣٧*١,١٩)/(٣٦,٤٦/١)= نرمال ١٢,٠٧N
١V١= N٢V٢ ١٠٠*٠,١ = ١٢,٠٧ * V٢ V٢ = ٠,٨٣ cc١٠٠ اسيد کلريدريک ٠٫١ نرمال
cc مقدار حجم اسيد لازم جهت ساختنm
NaOH =(٤٠*١٠٠*٠,١)/١٠٠٠ = ٠,٤ gr١٠٠ محلول ٠٫١ نرمال سود
. cc مورد نياز جهت ساختن NaOH مقدارT
١ =٢٠ ٠ c و T٢ =٢١ ٠c وT٣=٢٢ ٠c( )( ) ( )
3 1 3 2 Q m C A T T m C T T a a b b = ⋅ + − + ⋅ −
Q=(١٠٠*١+٢٦,٦٦٦)( ٢٢‐٢٠)+١٠٠*١(٢٢‐٢١)=٣٥٣,٣٣٢ cal
H =Q*١٠٠=٣٥٣,٣٣٢*١٠٠=٣٥٣٣٣,٢ cal/molب
)T
١ =٢٠,٥ ٠ c و T٢ =٢٠ ٠c وT٣=٢١ ٠cN
١٠ =اسيد ad/(M/n)=(١٠*٩٩,٥*١,٠٥٣)/(٦٠,٠٥/١)= نرمال ١٧,٤٥N
١V١= N٢V٢ ٠,١*١٠٠= ١٧,٤٥ * V٢ V٢ =٠,٥٧ ccN
١٠ =باز ad/(M/n)=(١٠*٢٥*٠,٩١)/(١٧,٠٣/١)=١٣,٣٦ N١V١= N٢V٢ ٠,١*١٠٠ = ١٣,٣٦ * V٢ V٢=
٠,٧٥cc
( )( ) ( )
3 1 3 2 Q m C A T T m C T T a a b b = ⋅ + − + ⋅ −
Q=(١٠٠*١+٢٦,٦٦٦)(٢١‐٢٠,٥)+١٠٠*١(٢١_٢٠)=٢١٣,٣٣٣cal
H =Q*١٠٠=٢١٣,٣٣٣*١٠٠=٢١٣٣٣,٣cal/molنتيجه گيري
:هاي آزمايش هاي اول و دوم به اين نتايج خواهيم رسيد
: H با مقايسهقدرت اسيدي و بازي بر تفکيک موثر است
. بدين صورت که با افزوده شدن قدرت اسيدي و بازي واکنشخنثي سازي گرما زاتر مي باشد و بلعکس
.تغيير نوع جامد هنگام تشکيل نمک به فرم جامد در
H تغيير قابل توجهي ايجاد خواهد کرد . استحکامبيشتر پيوندها موجب آزاد سازي انرژي بيشتري هنگام شکست آن خواهد شد و به همين دليل سبب
منفي تر شدن
H . خنثي سازي و در نهايت گرمازاتر گشتن واکنش خنثي سازي خواهد شد
ميوه اي است سرشار از ويتامين وبه علت داشتن آهن و ساير عناصر ديگر دي هضم مي باشد .خوردن دانه هاي انار به مراتب بهتر از نوشيدن آب اناراست . انار ميوه اي است كه به آن خون ساز مي گويند و به همين علت بهترين موقع براي مصرف آن صبح وقبل از صبحانه است . انار مقوي قلب ، مفرح ، دفع كننده چربي ، رفع كننده سموم اغلب عفونتهاي داخلي ، دافع حرارت مي باشد و خوردن انار با پرده هاي سفيد آن شكم را دباغي ميكند ، رب انار ، برگ انار در ضعف معده ، كمي اشتها ، تهوع ، ضعف عمومي ، تصفيه خون ، خاصه در دختران جوان و دررفع ميگرن بسيار مفيد است.
دانه هاي ميوه ي جنگلي انار كه به (نار دان)شهرت دارد در معالجه اسهال بسيار موثر است . اب انار شيرين باشكر ونشاسته براي درد سينه وسرفه توصيه مي شود . رب انار نيز براي رفع خماري موثر است.
ايران بزرگترين صادر کننده انار در جهان
صد گرم دانه انار مواد زير موجود مي باشد :
انرژي 38 كالري
آب 82 گرم
پروتئين 0/4 گرم
چربي 0/3 گرم
مواد نشاسته اي 10 گرم
كلسيم 4 گرم
سديم 3 ميلي گرم
پتاسيم 260 ميلي گرم
آهن 0/5 ميلي گرم
ويتامين ب 1 0/2 ميلي گرم
ويتامين ب 2 0/03 ميلي گرم
ويتامين ب 3 0/02 ميلي گرم
ويتامين ث 4 ميلي گرم
خواص انار
از جمله خواص آن مي توان به موارد زير اشاره نمود :
1- انار خون را تصفيه كرده و تقويت كننده قلب و كليه است.
2- انار اشتها آور است وبهتر است قبل از غذا مصرف شود.
3- انار در رفع اوره و كلسترول ، دفع سموم و تعادل مايعات بدن به خصوص خون نقش مهمي را ايفا مي كند.
4- مصرف انار شيرين، ايجاد شادي نموده و رنگ رخسار را باز مي كند.
5- مصرف انار شيرين تقويت كننده كبد مي باشد و در معالجه يرقان( زردي) مفيد است.
6- انار ترش و شيرين( ملس) باعث كاهش فشار خون مي شود.
7- مصرف انار در معالجه راشي تيسم، كم خوني و ضعف اعصاب مؤثر است و به بدن نيرو مي بخشد.
امام صادق(ع) می فرمايد : به كودكان خود انار بخورانيد زيرا آنها را زودتر به حد جوانی می رساند.
تذكرات
1- انار براي اشخاصي كه دچار يبوست هستند، مضر است.
2- انار ميوه اي سرد است، بنابراين اشخاصي كه سرد مزاج هستند پس از خوردن آن، مقداري آب جوش با نبات بايد بخورند.
3- انار براي كسانيكه دچار نفخ معده هستند، ضرر دارد. زياده روي در مصرف انار ترش ايجاد زخم معده مي كند.
4- جوشانده پوست درخت و پوست ريشه آن كه براي رفع كرم بكار مي رود ممكن است ايجاد سرگيجه و استفراغ كند.
خواص قسمت هاي ديگر درخت انار:
- جوشانده پوست انار براي گلو درد و زخم گلو ورفع بواسير مفيد مي باشد.
2- جوشانده گل انار براي از بين بردن زخم هاي دهان و اسهال مزمن وبهمراه كنجد براي بهبود سوختگي مفيد مي باشد.
3- جوشانده ريشه انار براي دندان درد و تنظيم عادت ماهيانه در زنان مفيد مي باشد
4- جوشانده پوست درخت انار اثر ضد كرم دارد
خاصيت ضد سرطاني آب انار
پژوهشهاي جديد نشان ميدهد آب انار خاصيت ضد سرطاني دارد. طبق تحقيقات سازمان کشاورزي ايالات متحده آمريکا (USDA) انار منبع خوبي از آنتي اکسيدانها، پتاسيم و ويتامين C است پژوهشگران آکادمي علوم امريکا دريافته اند كه ، مصرف آب انار از ابتلاء بـه سرطان پروستات جلوگيري ميکند.
دکتر احسان مختار استاد سرطان شناسي دانشگاه ويسکانسين و رئيس گروه تحقيقمي گويد كه باکشف جديد راه دستيابي بـه خواص ضد سرطاني و نحوه معالجه سرطان با آب انار هموارتر شده است . متخصصان تغذيه مصرف آب انار را صبح و پيش از صبحانه توصيه مي کنند.
انار معجزه بستهبندي مواد غذايي در طبيعت است؛ يك بسته دربسته از دانههاي رنگي، از قرمز ياقوتي تا سفيد مرواريدي و پرآب كه كنار هم با لايه محافظ سفيدي نشستهاند.
شاعر، همين قدر حوصله كرده كه بگويد صد دانه ياقوت آنجاست اما يك انار خيلي بيشتر از اين حرفها دانه دارد كه با نظم و ترتيب يكجا نشستهاند.
ميگويند قدمت اين ميوه، به 4 هزار سال قبل برميگردد؛ ميوهاي كه سوغات ايرانيها بوده و از اينجا، به هند و سپس به آفريقاي شمالي، چين، اروپا و آمريكا رفته؛ در سوره الرحمن قرآن كريم- آنجا كه وصف بهشت و ميوههاي بهشتي آمده- از انار هم نام بردهاند؛يك ميوه خوشآب و رنگ شفابخش كه انگار، هر دانهاش دواي دردي است.
شايد به همين خاطر بعضيها اعتقاد داشتند كه در ميان دانههاي انار، حتما يك دانه بهشتي است و اگر روز جمعه يك انار كامل را طوري بخورند كه حتي يك دانهاش هم زمين نيفتد، آن دانه از بهشتآمده را خوردهاند. واژههاي انار، هنار و نار، از القاب پارسي است.
نگليسي زبانها اما انار را از روي معادل يونانياش به معني «سيب پرهسته» ترجمه كردهاند. ايران بيشترين توليد و صادرات انار را در دنيا دارد. دانستن راز و رمز انار و قلقهاي خريد و مصرف آن براي هر ايراني يك ضرورت است.
وقتي انار را نميخورند / به رنگ انار
انار فقط يك ميوه خوشمزه و خوشتركيب نيست؛ قديميها از پوست انار و درخت آن و برگ و ريشهاش استفادهها ميكردهاند. الان هم عطاريها كلي با آنها نسخه ميپيچند.
* آب انار به عنوان يك رنگ طبيعي (كه اتفاقا اسم رنگ اناري است) براي الياف غير سنتتيك (غيرگياهي) به كار ميآيد.
* قديميها از پوست، شاخه، ريشه، گل و برگ درخت و پوست خود انار در صنايع دباغي، چرمسازي و رنگرزي نخ، پشم و پارچه استفاده ميكردهاند.
* روايت است كه قوم يهود از پوست انار، رنگ قهوهاي تيره يا سوخته ميگرفته و از آن در رنگرزي و ساخت مركب استفاده ميكردهاند.
* پوست انار نرسيده هم از مواد اوليه دباغها بوده است.
وقتي انار را ميخورند / به طعم و قوت انار
انار فقط يك ميوه خوشآب و رنگ نيست. توي قوطي يك انار متوسط تا 40 درصد نياز روزانه بدن به ويتامين c وجود دارد.
معمولا 52 درصد وزن كل ايــن ميــوه را دانههـــاي آن تشكيل ميدهند؛ دانههايي كه 100 گرم آنها، شامل اين ميزان مواد غذايي و انرژي است:
موضوع آزمایش:
تعیین جرم مولکولی از طریق کاهش نقطه انجماد
هدف آزمایش:
آشنایی با نزول نقطه انجماد و چگونگی تأثیر مواد غیرالکترولیت بر آن وتعیین جرم مولکولی اجسام با استفاده از میزان کاهش نقطه انجماد.
نام استاد:
تهیه کنندگان:
خليل اسلامي جهرمي
محمد مهدي كاظمي ميركي
محمد نبي متانت
تاریخ انجام آزمایش:
هدف آزمایش: آشنایی با نزول نقطه انجماد و چگونگی تأثیر مواد غیرالکترولیت بر آن وتعیین جرم مولکولی اجسام با استفاده از میزان کاهش نقطه انجماد.
تئوری آزمایش:
خواص کولیگاتیو:
همه ما با خواص کولیگاتیو محلولها در زندگی روزمره سرو کار داریم، بدون این که اصطلاح علمی آن را بدانیم و یا علت وقوع چنین پدیدههایی را بتوانیم توضیح دهیم. بهعنوان مثال ، در تهیه مربا و شربت به صورت علمی تجربه کردهایم که محلول آب و شکر دیرتر از آب خالص میجوشد یا محلول آب و نمک و آب و شکر در دماهای پایینتر از دمایی که آب خالص یخ میبندد، منجمد میشوند. وقتی در رادیاتور ماشین برای جلوگیری از انجماد آب ، ضد یخ اضافه میکنیم، از پدیده نزول نقطه انجماد استفاده کردهایم.
پدیده اسمز در بسیاری از فرآیندهای زیستی نقش اساسی دارد. مواد غذایی و زائد با عمل اسمز از میان دیواره سلولهای بافتهای حیوانی عبور داده میشوند. سلولهای خونی در محلولهای غلیظ ، آب از دست داده ، چروکیده میشوند. به همین دلیل ، باید محلولهای غذایی تزریقی به داخل سیاهرگ ، باید دقیقا طوری تنظیم شود که فشار اسمزی خون (در حدود 7.7 اتمسفر) برابر باشد.
دیواره سلولهای گیاهی و جانوری بهعنوان غشاهای نیمهتراوا عمل میکنند و در محلولهای قندی و نمکی ، آب از دست داده ، چروکیده میشوند. در زیر برخی از خواص کولیگاتیو را بررسی میکنیم.
فشار بخار تعادل حلال بالای یک محلول کمتر از حلال خالص است. به تجربه دیده شده است که محلولهای آبی غلیظی مانند آب قند ، آهستهتر از آب خالص تبخیر میشوند و این نشاندهنده کاهش فشار بخار آب بر اثر وجود ماده حل شده است. اگر غلظت ماده حل شده به حد کافی زیاد باشد، بخار موجود در اتمسفر ، مایع شده ، بعد از ورود به محلول ، آن را رقیق خواهد کرد. بررسی میزان کاهش فشار بخار نشان میدهد که این کاهش ، یک خاصیت کولیگاتیو حقیقی است و مستقیما به غلظت ماده حل شده بستگی دارد و مستقل از ماهیت مولکولهای حل شده است.
رابطه بین فشار بخار حلال و غلظت را میتوان به این صورت بیان کرد:
P˚1 - P1 = X2 P˚1
کمیت P˚1 - P1 ، اختلاف بین فشار بخار حلال در مایع خالص و در محلول است و همان ، کاهش فشار بخار خواهد بود. بنابراین:
VPL =X˚2P1 ) کاهش فشار بخار(
در این معادلات P1 فشار بخار حلال روی محلول ، X1 کسر مولی حلال در محلول و P˚1 فشار بخار حلال خالص در همان دما ، X2 جزء مولی ماده حل شده.
محلولی از ماده حل شده غیر فرار همواره در دمای بالاتر از نقطه جوش حلال میجوشد. در محلولهایی که رقیق هستند، صعود نقطه جوش مستقیما به غلظت ماده حل شده بستگی دارد. صعود نقطه جوش محلولهایی را که مواد حل شده آنها غیر فرار هستند، میتوان بر حسب کاهش فشار بخار توجیه کرد. چون محلول مذبور در هر دمایی فشار بخاری کمتر از فشار بخار حلال خالص دارد، محلول مذبور باید برای جوش آمدن به دمای بالاتری برسد، یعنی رسیدن به این دما قبل از این که فشار بخار محلول برابر با فشار بیرون باشد، صورت گیرد. صعود نقطه جوش در یک محلول را از رابطه زیر بدست میآورند:
Tb = Kb X m∆
در این معادله Tb∆ صعود نقطه جوش بر حسب درجه سیلسیوس ، m مولالیته و Kb ثابت مربوط به حلال مورد نظر است. Kb برای آب 0.52 درجه میباشد. یعنی نقطه جوش یک مولال آبی ماده حل شده غیر فرار (قند و اوره ...) 0.52 بیشتر از نقطه جوش آب است.
محلولهای شامل مقدار کمی از ماده حل شده در دماهای پایینتر از حلال خالص منجمد یا ذوب میشوند. شیمیدانها از این روش برای بررسی خلوص جامداتی که در آزمایشگاه تهیه کردهاند، استفاده میکنند. با مقایسه نقطه ذوب نمونه تهیه شده با نمونه خالص ، میزان ناخالصی موجود در نمونه را حدس میزنند.
نزول نقطه انجماد هم مانند صعود نقطه جوش ، نتیجه مستقیم کاهش فشار بخار حلال بر اثر حضور ماده حل شده است. نقطه انجماد یک محلول دمایی است که در این دما فشار بخار حلال موجود در محلول مانند فشار بخار حلال جامد خالص است. این موضوع نشان میدهد که هنگام انجماد محلول ، حلال خالص (مثل یخ) جدا خواهد شد و در عمل هم این اتفاق میافتد. نزول نقطه انجماد هم متناسب با غلظت ماده حل شده است و از این رابطه بدست میآید:
Tf = Kf X m∆
در این معادله Tf∆ صعود نقطه جوش بر حسب درجه سیلسیوس ، m غلظت مولال و Kf ثابت مربوط به حلال مورد نظر است.
فشار اسمزی
اگر دو ظرف که یکی حاوی آب خالص و دیگری یک محلول آبی قند باشد، در یک محفظه قرار داده شوند، با گذشت زمان ، سطح مایع در بشر شامل محلول بالا میرود، در حالیکه سطح آب خالص پایین میآید. در نتیجه ، در اثر تبخیر و میعان ، همه آب به محلول منتقل میشود. این اثر ناشی از اختلاف فشار بخار آب در دو بشر است که آب خود به خود از ناحیهای که فشار بخارش بالاست، به نقطهای که فشار بخارش پایین است، منتقل میشود. هوای داخل محفظه نسبت به مولکولهای آب تراوا میباشد.
غشاهایی وجود دارد که نسبت به مولکولهای حلال (مثل آب) تراوا هستند. اما مانع عبور مولکولهای ماده حل شده میشوند. فرآیندی را که طی آن ، فقط حلال از غشای تراوا نفوذ میکند، اسمز معکوس مینامند. با اعمال فشار بر محلول ، میتوان مانع عبور مولکولهای آب از درون غشا به محلول مزبور شد. مقدار فشار برونی که بتواند مانع عمل اسمزی شود، به نام فشار اسمزی محلول معروف است. فشار اسمزی یک محلول رقیق ، یکی از خواص کولیگاتیو میباشد، زیرا با غلظت ماده حل شده نسبت مستقیم دارد و مستقل از ماهیت ماده حل شده است. فشار اسمزی از رابطه زیر حساب میشود:
π = MRT
در این معادله ، π فشار اسمزی بر حسب اتمسفر ، M مولاریته ، R ثابت جهانی گازها (0.0821Lit.atm/mol˚K) و T دما بر حسب کلوین میباشد. چون M = n/V که در آن n تعداد مولها و V حجم هستند، بنابراین πV = nRT .
فشار بخار:
اگر مایعی در یک ظرف سربسته بخار شود، مولکولهای بخار نمیتوانند از نزدیکی مایع دور شوند و تعدادی از مولکولهای بخار ضمن حرکت نامنظم خود ، به فاز مایع بر میگردند. این فرآیند را برای آب میتوان با پیکان دوگانه نشان داد:
H2O(l)→H2O(g)
سرعت برگشت مولکولهای بخار به فاز مایع ، به غلظت مولکولها در بخار بستگی دارد. هر چه تعداد مولکولها در حجم معینی از بخار باشد، تعداد مولکولهایی که به سطح مایع برخورد کرده ، مجددا گیر میافتند، بیشتر خواهد بود. در آغاز ، چون تعداد کمی مولکول در بخار وجود دارد، سرعت بازگشت مولکولها از بخار به مایع کم است. ولی ادامه تبخیر ، موجب افزایش غلظت مولکولها در بخار میشود و در نتیجه ، سرعت تراکم افزایش مییابد.
سرانجام ، سیستم به حالتی میرسد که در آن حالت ، سرعت تراکم و تبخیر برابر میشود. حالتی که در آن ، سرعتهای دو تمایل مخالف ( تبخیر و تراکم ) با هم برابر میشوند، حالت تعادل نامیده میشود.
در حالت تعادل ، غلظت مولکولها در فاز بخار ثابت است، زیرا مولکولها با همان سرعتی که بر اثر تراکم ( میعان ) از فاز بخار خارج میشوند، بر اثر تبخیر در این فاز وارد میشوند. به همین منوال ، مقدار مایع نیز در حالت تعادل ثابت است، زیرا مولکولها با همان سرعتی که به مایع برمیگردند، بر اثر تبخیر آن را ترک میکنند.
باید توجه داشت که حالت تعادل ، دال بر این نیست که هیچ حادثه ای رخ نمیدهد؛ در هر سیستمی ، ثابت ماندن تعداد مولکولها در هر یک از دو فاز مایع و بخار نه بهعلت متوقف شدن تبخیر و تراکم ، بلکه به علت برابری این دو تغییر متقابل است.
چون در حالت تعادل ، غلظت مولکولها در فاز بخار ثابت است، فشار بخار نیز ثابت است. فشار هر بخار در حالت تعادل با مایع خود در دمای معین را فشار بخار تعادل آن مایع مینامیم. فشار بخار هر مایع ، تابع دماست و با افزایش آن زیاد میشود. افزایش دما با افزایش فشار بخار همراه است. فشار بخار در دمای بحرانی است. بالاتر از دمای بحرانی تنها یک فاز میتواند وجود داشته باشد، یعنی فازهای گاز و مایع متمایز از یکدیگر نیستند.
مقدار فشار بخار یک مایع ، معیاری از قدرت نیروهای جاذبه بین مولکولی آن مایع را بدست میدهد. مایعاتی که نیروهای جاذبه قوی دارند، فشار بخار آنها کم است. در ˚ 20 سانتیگراد ، فشار بخار آب ، اتیل الکل و دی اتیل اتر به ترتیب 0.023 atm 0,058 ، atm و 0.582 atm است. از این رو ، نیروهای جاذبه در آب قویترین و در دیاتیل اتر ضعیفترین است.
فشار اسمزی:
برخی از محلولها که دارای مواد حل شده غیرفرار هستند، میتوانند در عبور از غشایی که نسبت به یکی از مواد تشکیل دهنده محلول تراوا است، تغییر غلظت دهند. این پدیده که تحت خاصیتی به نام فشار اسمزی ایجاد میشود، به پدیده اسمز معروف است.
بعضی از خواص محلولها اساسا به غلظت ذرات حل شده ، نه به ماهیت این ذرات ، بستگی دارد. این خواص را خواص غلظتی (Colligative) مینامند. یکی از این خواص ، برای محلولهای دارای مواد حل شده غیر فرار ، عبارت از «فشار اسمزی» است. عامل ایجاد فشار اسمزی ، ذرات و حرکات جسم حل شونده است.
غشایی مانند سلوفان که برخی از مولکولها ، نه همه آنها ، را از خود عبور میدهد، غشای نیمه تراوا نامیده میشود. غشایی را در نظر میگیریم که بین آب خالص و محلول قند قرار گرفته است. این غشا نسبت به آب ، تراوا است، ولی «ساکارز» (قند نیشکر) را از خود عبور نمیدهد. در شروع آزمایش ارتفاع آب در بازوی چپ لوله U شکل برابر با ارتفاع محلول قند در بازوی راست این لوله است. از این غشا ، محلولهای قند نمیتوانند عبور کنند، ولی مولکولهای آب در هر دو جهت میتوانند عبور کنند.
در بازوی چپ لوله فوق (بازویی که محتوی آب خالص است)، تعداد مولکولهای آب در واحد حجم بیش از تعداد آنها در بازوی راست است. از اینرو ، سرعت عبور مولکولهای آب از سمت چپ غشا به سمت راست آن بیشتر از سرعت عبور آنها در جهت مخالف است. در نتیجه ، تعداد مولکولهای آب در سمت راست غشا بتدریج زیاد میشود و محلول قند رقیقتر میگردد و ارتفاع محلول در بازوی راست لوله U زیاد میشود. این فرایند را اسمز مینامند.
اختلاف ارتفاع در سطح مایع در دو بازوی لوله U ، اندازه فشار اسمزی را نشان میدهد. بر اثر افزایش فشار هیدروستاتیکی در بازوی راست که از افزایش مقدار محلول در این بازو ناشی میشود، مولکولهای آب از سمت راست غشا به سمت جپ آن رانده میشوند تا اینکه سرانجام سرعت عبور از سمت راست با سرعت عبور از سمت چپ برابر گردد. بنابراین حالت نهایی یک حالت تعادلی است که در آن ، سرعت عبور مولکولهای آب از غشا در دو جهت برابر است.
اگر بر محلول بازوی سمت راست ، فشاری بیش از فشار تعادلی وارد شود، آب در جهت مخالف معمول رانده میشود. این فرایند که «اسمز معکوس» نامیده میشود، برای تهیه آب خالص از آب نمکدار بکار میرود.
بین رفتار مولکولهای آب در فرایند اسمز و رفتار مولکولهای گاز در فرایند نفوذ ، تشابهی وجود دارد. در هر دو فرایند ، مولکولها از ناحیه غلیظتر به ناحیه رقیقتر نفوذ میکنند.
یاکوب وانت هوف در سال 1887 رابطه زیر را کشف کرد:
Πv=nRT
که این رابطه برای محلولهای ایدهآل میباشد. در این رابطه ، π فشار اسمزی (برحسب اتمسفر) ، n تعداد مولکولهای ماده حل شده در حجم V (برحسب لیتر) ،T دمای مطلق و R ثابت گازها (0،08206L.atm/K.mol) است. تشابه بین این معادله و معادله حالت یک گاز ایدهآل ، کاملا مشخص است. این رابطه را میتوان به صورت زیر نوشت:
Π= MBRT
که در آن M__ مولاریته محلول است. وانت هوف به خاطر این کشف ، جایزه نوبل شیمی سال 1901 را از آن خود کرد.
اسمز در فرایندهای فیزیولوژیکی گیاهی و حیوانی نقش مهمی دارد. عبور مواد از غشای نیمه تراوای سلول زنده ، کار کلیهها و بالا رفتن شیره گیاهی در درختان ، مهمترین نمونههای اسمز است. غشای گلبولهای قرمز از نوع نیمه تراوا است. اگر گلبولهای قرمز در آب خالص قرار گیرند، آب به درون آن نفوذ کرده و مایعات آن را رقیق میکند.
در نتیجه گلبول متراکم شده و جدار آن پاره میشود و اگر گلبول قرمز در محلول غلیظ قند قرار گیرند، آب درون گلبولها از غشای آنها عبور کرده و محلول اطراف آن را رقیق میکند. در نتیجه ، گلبولها چروکیده میشوند. به منظور ممانعت از وقوع هر یک از این حوادث در تزریقات وریدی ، محلولهای مورد استفاده باید ایزوتونیک با خون باشد، یعنی فشار اسمزی این محلولها باید برابر با فشار اسمزی خون باشد.
شرح آزمایش:
لوله آزمایشی را برداشته و آن را با آب مقطر شست وشو می دهیم . سپس در آن چند سی سی استون می ریزیم و لوله آزمایش را به صورت وارونه در جا لوله ای می گذاریم تا آب مقطر درون لوله آزمایش بخار گردد .پس از بخار شدن آب درون لوله آزمایش gr5 نفتالین را در لوله آزمایش ریخته و لوله آزمایش را به پایه متصل می کنیم سپس بشری را برداشته آن را بر روی سه پایه و توری نسوز گذاشته ، لوله آزمایش را که به توری متصل است طوری در آن قرار می دهیم که ته لوله آزمایش به کف بشر نچسبد . سپس آن قدر آب درون بشر می ریزیم که سطح آب درون بشر از سطح نفتالین درون لوله آزمایش بالاتر بیاید .
چراغ بنزن را روشن کرده ، آن را زیر سه پایه می گذاریم تا آب شروع به گرم شدن کند . دماسنجی را نیز درون لوله آزمایش گذاشته تا دما را به ما نشان دهد . آن قدر آب را حرارت می دهیم تا نفتالین درون لوله آزمایش ذوب گردد .
مشاهده کردیم که در دمای 85 درجه سانتی گراد نفتالین شروع به ذوب شدن کرد. بنابراین نقطه ذوب نفتالین 85 درجه سانتی گراد می باشد. حال لوله آزمایش را از بشر خارج کرده ، صبر می کنیم که نفتالین شروع به انجماد کند. درضمن در حین سرد کردن، نفتالین ذوب شده را به وسیله دماسنجی که در لوله آزمایش قرار داشت ، به هم می زنیم تا نفتالین زود تر سرد شود و همچنین دما سنج در نفتالین گیر نکند.
مشاهده کردیم که در دمای 75 درجه سانتی گراد تشکیل بلور شروع شد.بنابراین دمای انجماد نفتالین خالص 75 درجه سانتی گراد می باشد.
پس از یادداشت کردن دمای انجماد،gr5 پودر گوگرد را درون لوله آزمایش می ریزیم و لوله آزمایش را درون بشر می گذاریم و بشر را دوباره حرارت می دهیم تا نفتالین مخلوط با گوگرد ذوب شود دما سنج را در لوله آزمایش تکان می دهیم پس ازذوب شدن دمای ذوب را یاداشت می کنیم که این دما 83 درجه سانتیگراد می باشد . سپس لوله آزمایش را از درون بشر بیرون می آوریم و ضمن تکان دادن دماسنج صبر می کنیم تا نفتالین مخلوط با گوگرد خنک شود و تشکیل بلور بدهد . پس از خنک شدن وتشکیل بلور شروع می شود در این زمان دما برابر بود با 73 درجه سانتیگراد . بنا براین دمای محلول گوگرد با نفتالین برابر است با 73 درجه سانتیگراد . لوله آزمایش را که دیگر بدردمان نمی خورد درون سطل آشغال می اندازیم . و پس از پایان آزمایش مخلوط گوگرد ونفتالین را به هیچ وجه درون سینک نمی ریزیم چون این مخلوط به سرعت جامد می شود و راه سینک را می گیرد . بنابراین آن را درون ظرف مخصوص مواد ذائد خالی می کنیم.
حال می توانیم جرم مولکولی گوگرد را محاسبه کنیم :
نتیجه : بنابراین می توانیم جرم مولکولی را با استفاده از کاهش نقطه انجماد محاسبه کنیم.5gجرم حلال يعني نفتالين/.5gجرم گوگرد/.001 هم همان 1000 در فورمول مولاليته است كه به مخرج برده شده است وبه شكل .001 درامده است
مواد لازم:سدیم کلرید۳مولار۲۰۰میلی لیتر-وتهیه محلول های۲/۱-۴/۱-۸/۱-۱۶/۱ از محلول مادر
محلول سازی:باید۵/۳۵گرم سدیم کلراید را در بالن ۲۰۰ حل کنید
تهیه ی محلول۲/۱:باید۱۰۰آب+۱۰۰از محلول ماد را با هم مخلوط کنیم
محلول۴/۱:باید۱۰۰از مخلول۲/۱رابه۱۰۰آب اضافه کرد
محلول۸/۱:باید۱۰۰آب+۱۰۰تاازمحلول۴/۱
محلول۱۶/۱:باید۱۰۰آب+۱۰۰تا از محلول۸/۱
خلاصه:
مرحله اول: پیکنومتر خالی را وزن می کنیم=۵۰/۱۸
مرحله دوم :پیکنومتر را پر آب می کنیم خالی می کنیم خشک می کنیم وزن می کنیم=۴۲۴/۴۳
مرحله سوم:به جای آب از محلول مادر استفاده می کنیم و مثل مرحله دوم عمل می کنیم=۳۲۵/۴۶
مرحله چهارم:از محلول ۲/۱=۹۱۵/۴۴
مرحله پنجم :محلول ۴/۱=۲۲۰/۴۴
مرحله ششم :محلول۸/۱=۸۵۰/۴۳
مرحله هفتم:محلول۱۶/۱=۶۳۳/۴۳
سارا جان کل ازمایش همین بود که نوشتم امیدوارم خلاصه نوشتن هایم متوجه بشوی راستی اگه جزوه آز فیزیک۲فاطمه انصاری را داری لطفا برام بیار ممنونم.
انار Pomegranate