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


تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 19:30 | نویسنده : عبدلی |

پاسخ گروه شیمی دفتر تالیف به پرسش های مطرح شده از کتاب  درسی شيمي 3


با سلام و احترام خدمت مولفین محترم کتاب های شیمی دوره متوسطه

از آنجایی که برخی مفاهیم و موضوع های مطرح شده در کتب درسی باعث برداشت های متفاوت از سوی بعضی از همکاران و عدم هماهنگی در امر تدریس ایجاد شده است، خواهشمندیم برخی از ابهام های ایجاد شده را برطرف نماييد. قبلا از شما سپاسگزاریم.

1-       صفحه 5

در موازنه به روش وارسی گام دوم به این صورت آمده است:

" انتخاب یک ترکیب ( واکنش دهنده یا فراورده ) با بیش ترین تعداد اتم از عنصزی غیر از هیدروژن و اکسیژن"

آیا منظور این است که شمردن تعداد اتم ها بدون محاسبه ی هیدروژن و اکسیژن باشد؟

 

2-       صفحه 37

در مورد کیسه های هوا : " سدیم اکسید حاصل بر اثر مجاورت با کربن دی اکسید و رطوبت هوا ....."

رطوبت و CO2  کجاست؟ بیرون کیسه ی هوا یا درون آن؟

 

3-       صفحه 38

فکر کنید مربوط به نسبت سوخت به اکسیژن چگونه باید پاسخ داده شود؟

آنچه که در موتور خودرو اتفاق می افتد با مورد تئوری که در کتاب آمده کاملا متفاوت است.

 

4-       صفحه 74

خود را بیازمایید سوال 2 ، قسمت آ H2 (g) +CO2 (g)   H2O (g) + CO (g)         

آنچه از کتاب برمی آید این است که تغییر آنتروپی باید صفر باشد در صورتی که اینگونه نیست و آنتروپی افزایش می یابد. این قسمت چگونه توجیه می شود؟

 

5-       صفحه 80

متن مربوط به ایجاد پیوندهای هیدروژنی قوی تر بین مولکول های آب و الکل با شکل 2 مربوط به حاشیه که
 آمده است چگونه توجیه می شود؟ ( در شکل دقت شود)

 

6-       صفحه 81

تعیین بخش قطبی مولکول چگونه باشد؟                                                        H                H

           

CH3 C O H                                                  CH3 C O H                        

                                                                                                              

                                                             H                                                 H

7-       صفحه 84

      نمونه ی حل شده :  شبکه ΔH   همان انرژی فروپاشی شبکه در نظر گرفته شده است در صورتی که :

                                                     انرژی فروپاشی شبکه  =  شبکه ΔH  

8-       صفحه 88

خود را بیازمایید : در مورد محلول یا نامحلول بودن Ag2SO4   با توجه به این که در جدول صفحه ی قبل از این خودآزمایی، به یون Ag +  اشاره ای نشده  و با توجه به این که این ترکیب کم محلول است، Ag2SO4 محلول است یا نامحلول؟

 

9-       صفحه 94

خود را بیازمایید – سوال 2

ارتباط الکترولیت با رسانایی الکتریکی و دسته بندی الکترولیت های قوی و ضعیف واضح تر شرح داده شود.

 

10-    صفحه 102  - شكل 10 در مورد حركت براوني – آيا حركت براوني در محلول ها هم وجود دارد؟

11-    صفحه 102

فكر كنيد – ذره هاي كلوييد نشان داده شده در شكل چه باري دارد؟ مثبت يا منفي؟ بار منفي دارد كه يون هاي مثبت را جذب كرده  يا بار مثبت مربوط به خود ذره هاي كلوييد است؟

 

12-    صفحه 104

فكر كنيد - چگونگي تشكيل حباب به طور كامل تشريح شود.

 

 پاسخ گروه شیمی دفتر تالیف به پرسش های مطرح شده از کتاب  درسی شيمي 3

1-  منظور تركيبي است كه در آن اكسيژن وهيدروژن وجود ندارد و بيش ترين تعداد اتم ها را دارد
2- جدار كيسه هاي  هوا جاذب رطوبت هستند
3- افزايش نسبت اكسيژن به سوخت سرعت اشتعال را بالا مي برد
4- براي مواردي كه تغيرات مول صفر است بايد از انتروپي استاندارد مواد شركت كننده در واكنش استفاده كرد

5- انرژي آزاد شده هنگام تشكيل پيوند هيدروژني آب و الكل بيش تراست

6- در صفحه 81 كتاب مشخص شده است

8- KSP=1.2 х 10-5      است پس نا محلول است

10- بله

11- ذرات كلوييد بدون بار هستند  يون هاي مثبت روي سطح ذره هاي جذب شده ودر لايه دوم يون هاي منفي جذب مي شوند

12- در كلوييد تشكيل شده هوا پخش شونده آب پخش كننده و صابون پايدار كننده است

 

پاسخ برخي پرسش هاي موجود در كتاب شيمي 3 از طرف دفتر تاليف

 

فكر كنيد صفحه 38 : در نسبت مولي 1 به 16 ، سوخت محدود كننده و در نسبت 1 به 12 اكسي‍‍‍‍‍‍‍ژن محدود كننده است. در هر دو مورد كارايي خودرو كم مي شود. هنگامي كه مقدار اكسيژن زياد است غلظت سوخت در محفظه سيلندر كم مي شود و در طي آن سرعت واكنش كم مي شود. در مورد دوم نيز به واسطه افزايش و مقدار سوخت، واكنش سوختن به طور كامل انجام نمي شود.

 

فكر كنيد صفحه 49:  هدف در اين سوال تعيين مقدار عددي براي ∆E نيست و در واقع منظور مقدار تغيير انرژي دروني به واسطه انجام كار در سيستم است كه به دليل كاهش حجم رخ داده است.

 

فكر كنيد صفحه 85: به دليل آبپوشي كه طي آن مولكول هاي آب به علت ميدان جاذبه الكتروستاتيكي يون ها پيرامون هر يون آرايش مي يابند. اين فرايند با كاهش آنتروپي همراه است.

 

خود را بيازماييد صفحه 94:  با توجه به اينكه خاصيت الكتروليت رسانايي الكتريكي است، شرط اول انحلال پذيري يعني محلول بودن و دليل دوم تعداد يون هاي حاصل از تفكيك يوني حل شونده است. باريم سولفات به دليل نامحلول بودن از جمله الكتروليت هاي ضعيف است و هدف سوال مقايسه NaNO3 و MgCl2  است كه هر دو جامدهاي محلول هستند. در اين سوالMgCl2  با توجه به يون هاي توليد شده رسانايي بالاتري خواهد داشت.

 

فكر كنيد صفحه 104: كف يك كلوييد گاز در مايع است كه گاز پخش شونده و آب پخش كننده است. ماده پاك كننده در صابون به عنوان كم كننده كشش سطحي مطابق شكل داده شده كف ايجاد مي كند.

 پاسخ گروه شيمي دفتر تاليف به پرسش هاي مطرح شده

 

 
چکیده مطالب (سال سوم دبیرستان)
 

چکیده مطالب (سال سوم دبیرستان)

                                             **فصل۱ **

معادله نوشتاری: معادله واکنش که تنها شامل نام واکنش دهنده ها درسمت چپ و نام فرآورده ها درسمت راست می باشد.

 معادله نمادی: معادله کامل واکنش که در آن از نمادها و فرمول های شیمیایی مواد واکنش دهنده و فرآورده استفاده می کنیم و حالت فیزیکی آن ها و شرایط انجام واکنش نیز ذکر می شود.

 واکنش سوختن: واکنشی که در آن واکنش دهنده با سرعت و شدت با اکسیژن ترکیب می شود و فرآورده اکسیژن دار به همراه انرژی آزاد شده بشکل نور و گرما، به دست می آید. مثل سوختن هیدروکربن ها وسوختن فلز منیزیم.

 واکنش اکسایش: واکنشی که در آن واکنش دهنده با سرعت کم با اکسیژن واکنش می دهند مثل زنگ زدن آهن در هوای مرطوب  یا اکسایش تدریجی نوار منیزیم با گذشت زمان.

 واکنش سنتز یا ترکیب: دو یا چند واکنش دهنده با هم واکنش می دهند و یک فرآورده می سازند.

واکنش تجزیه: یک واکنش دهنده اکثراً با اعمال انرژی مثلاً گرما به دو یا چند فرآورده تبدیل می شود.

واکنش جابجایی یگانه: واکنشی که در آن یک فلز قوی تر (کاهنده تر) جای یک فلز ضعیف در یک ترکیب دو یا چندتایی را می‌گیرد و یا یک نافلز قوی تر (اکسنده تر) جای یک نافلز ضعیف را در یک ترکیب  می گیرد.

واکنش جابجایی دوگانه: جای فلزات یا نافلزات در واکنش دهنده ها با هم عوض می شود. تولید فرآورده های نامحلول (رسوب ها) یا آب یا گازها که از محیط واکنش خارج می شوند باعث پیشرفت این واکنش ها می شود.

استوکیومتری: بخشی از علم شیمی که به روابط کمی ونسبت های ترکیب شدن میان واکنش دهنده ها و فرآورده ها می پردازد.

مول:به تعداد 1023×022/6 ذره یک مول گویند و واحد تعداد در سیستم SI می باشد.

فرمول تجربی:  فرمول شیمیایی ترکیب که علاوه بر نوع وتعدادعنصرهای سازنده مولکول، ساده ترین نسبت صحیح (غیر کسری) میان اتم ها را مشخص می کند.

تجزیه عنصری: روشی که در طی آن نوع عنصرهای تشکیل دهنده و درصد جرمی هریک از آن ها در ترکیب شیمیایی معین می شود و فرمول تجربی ترکیب به دست می آید.

درصد خلوص ماده: عددی که نشان دهنده میزان خالص بودن ماده بر حسب درصد است و از رابطه زیر محاسبه  می شود: 

                                           جرم ماده خالص

                                 100× _____________    =درصد خلوص ماده

                                           جرم ماده ناخالص

 

قانون های نسبت های ترکیبی گاز ها (قانون گی لوساک):  در دما و فشار ثابت، گازها با نسبت های حجمی مشخص و معینی با هم واکنش  می دهند.

قانون آووگادرو: در دما و فشار ثابت یک مول از گازهای مختلف حجم ثابت و برابری دارند.

حجم مولی گازها در شرایط STP: در دمای C o š و فشار 1 اتمسفر (mmHg 760) یک مول از هر گاز حجم ثابت L 4/22  را اشغال  می کند.

 غلظت مولی (مولار):  تعداد مول های حل شده در یک لیتر محلول را گویند.

 واکنش دهنده محدود کننده: واکنش دهنده ای که در طی واکنش به اتمام می رسد.

 واکنش دهنده اضافی: واکنش دهنده ای که مقداری از آن در طی واکنش اضافه می ماند.

 مقدار عملی (بازده عملی): جرمی از فرآورده که در طی واکنش در عمل تولید می شود و کمتر از میزان تئوری مورد انتظار است که در محاسبات به دست می آید.

 مقدار نظری: جرمی از فرآورده ها که از نظر تئوری انتظار داریم تولید شود و جرم ایده آل محسوب می شودکه در محاسبات به دست می آید.

بازده درصدی: نسبت بازده عملی به بازده نظری را درصد ضرب می کنند. 

                                                 مقدار علمی

                                     100× ___________ =بازده درصدی واکنش

                                                 مقدار نظری

واکنش مولد گاز: واکنش تجزیه زیر که باعث تولید گاز N2 مورد نیاز برای پرشدن کیسه های هوا در خودروها می شود:  2Na(s)+3N2(g) 2NaN3(s 

                                          **فصل۲ **

ترموشیمی (گرماشیمی):   علمی است که به بررسی و مطالعه کمی و کیفی انرژی گرمایی مبادله شده در واکنش ها، تغییرات آن و تاثیری که بر حالت ماده دارد، می پردازد.

ظرفیت گرمایی: مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای جسم به اندازه یک درجه سلسیوس است.

ظرفیت گرمایی ویژه: مقدار گرمایی است که برای افزایش دمای یک گرم از جسم به اندازه یک درجه سلسیوس لازم است.

 

                         مقدار گرمای مبادله       ظرفیت گرمایی

                         ______________   =   ___________  = ظرفیت گرمایی ویژه

                          تغییر دما × جرم                جرم جسم

 

q                                                          

(C=  ـــــــــــــ ,j.g-1º.C-1)                                              

                                             m.rT    

 

ظرفیت گرمایی مولی: مقدار گرمای لازم برای افزایش دمای یک مول از ماده به اندازه یک درجه سلسیوس (J.mol-10.c-1)جرم مولی × ظرفیت گرمایی ویژه = ظرفیت گرمایی مولی

 ترمودینامیک: علمی که به مطالعه راه های مختلف انتقال انرژی و تبدیل شکل های مختلف آن به هم  می پردازد.

سامانه (سیستم): بخشی از جهان که برای مطالعه تغییرات انرژی انتخاب می شود.

محیط: به فضا و چیزهای اطراف سامانه انتخاب شده محیط می گویند.

سامانه باز: سامانه ای که هم انرژی و هم ماده را با محیط اطراف مبادله می کند.

سامانه بسته: سامانه ای که با محیط انرژی مبادله می کند نه ماده، سامانه بسته است.

سامانه منزوی( ایزوله):   سامانه ای که نه ماده نه انرژی بامحیط مبادله می کند.

خواص ترمودینامیکی:   خواصی که برای توصیف سامانه، اندازه گیری و بیان می شوند.

خواص مقداری: خواصی از سامانه که به مقدار ماده بستگی دارد مثل جرم، گرما، غلظت و...

خواص شدتی: خواصی از سامانه که به مقدار ماده بستگی ندارد مثل چگالی ، ظرفیت گرمایی ویژه و...

انرژی درونی:   مجموع انرژی جنبشی و پتانسیل که در کل ذرات یک سامانه وجود دارد.

خواص تابع حالت:   خواصی از سامانه که فقط به حالت آغازی و پایانی سیستم بستگی دارد و به مسیر انجام فرآیند بستگی ندارد واز هر مسیری که فرآیند انجام شود مقدار آن ها تغییری نمی کند: انرژی درونی (E) آنتالپی (H) ظرفیت گرمایی (C) آنتروپی (S) ، انرژی آزاد گیبس (G)، فشار (P) ، دما (T) و حجم (V) تابع حالت هستند.

خواص تابع مسیر:   خواصی از سامانه که مقدار آن به مسیر انجام فرآیند بستگی دارد و درمسیرهای مختلف انجام فرآیند متفاوت است: گرمای واکنش (q) وکار (W) تابع مسیر هستند.

گرمای واکنش (آنتالپی واکنش):   گرمای مبادله شده در طی واکنش که در فشار ثابت (qp) اندازه گیری می شود. آن را با H∆  نشان می دهند.

حالت استاندارد ترمودینامیکی: شرایط ویژه ای که برای اندازه گیری گرمای همه واکنش ها در شرایط یکسان تعریف می شود و شامل پایدارترین شکل ماده خالص در فشار یک اتمسفر و دمایی مشخص است.

آنتالپی استاندارد (Ho): گرمای واکنش که در شرایط استاندارد ترمودینامیکی اندازه گیری می شود.

آنتالپی استاندارد تشکیل (تشکیلHo): آنتالپی واکنش تشکیل یک  مول ماده مرکب از عناصر اولیه سازنده خود که همگی در حالت استاندارد خود قرار داشته باشند را آنتالپی استاندارد تشکیل می گویند.

آنتالپی سوختن  (سوختنHo): آنتالپی واکنش سوختن یک مول ماده که در حالت استاندارد خود قرار دارد، در مقدار کافی اکسیژن راآنتالپی استاندارد سوختن می گویند.

آنتالپی استاندارد تبخیر (تبخیرHo): به آنتالپی واکنش تبخیر یک مول از ماده در دمای جوش خود آنتالپی استاندارد تبخیر می گویند.

آنتالپی استاندارد ذوب (ذوبHo): به آنتالپی واکنش ذوب شدن یک مول از ماده ای جامددر دمای ذوب خود آنتالپی استاندارد ذوب می گویند.

آنالپی استاندارد تصعید (تصعیدHo): به آنتالپی واکنش تصعید یک مول از ماده آنتالپی استاندارد تصعید می گویند.

متوسط آنتالپی پیوند: متوسط آنتالپی واکنش تفکیک یک مول از یک پیوند خاص را می گویند.

گاز آب: با عبور دادن بخار آب از روی زغال چوب در دمایC 100 مخلوطی از دو گاز H2 و CO به دست می آید که به آن گاز آب می گویند.

آنتروپی (S):  کمیتی ترمودینامیکی است که بیان کننده میزان بی نظمی یک سامانه است.

انرژی آزاد گیبس (G): مقدار انرژی در دسترس برای انجام یک فرآیند را می گویند.

با توجه به علامت مقدار تغییر آن ( G) می توان پیش بینی کرد که یک تغییر خودبخودی انجام می شود یا خیر.

                                            **فصل۳ **

 

فاز: بخشی از ماده که تمامی آن از نظر خواص شدتی و ترکیب شیمیایی یکسان باشد.

محلول: مخلوط همگن و تک فازی را محلول می گویند.

هگزان: مایعی بی رنگ و فرار با فرمولC6H14  یک حلال آلی و ناقطبی از خانواده آلکان ها که از تقطیر نفت خام به دست می آید و به عنوان رقیق کننده رنگ ها کاربرد دارد.

اتانول: مایعی بی رنگ و فرار با فرمول C2H5OH که بعد از آب مهمترین حلال صنعتی است و در ضدعفونی کردن زخم ها و تولید مواد دارویی آرایشی و بهداشتی بکار می رود.

اَستون: مایعی بی رنگ و فرار با نام علمی دی متیل کتون یا پروپانون که به هر نسبت در آب حل می شود و حلال مناسب چربی ها رنگ ها وا نواع لاک هاست.

 O                                                      

 ||                                                       

 CH3  — C — CH3                                                    

 

انحلال پذیری: بیشترین مقدار از یک حل شدنی بر حسب گرم که در 100 گرم آب حل شود و در دمای معین آن را اشباع کند.

 آنتالپی انحلال: تغییر آنتالپی ناشی از حل شدن یک مول حل شونده در مقدار زیادی حلال را آنتالپی انحلال می گویند.

آب پوشی: در انحلال یک ترکیب یونی به مرحله جدا شدن مولکول های آب از یکدیگر (گرماگیر)  و تشکیل پیوند یون – دو قطبی بین مولکول های آب ویون های  ایجاد شده مرحله آب پوشی می گویند و آب پوشی مجموعاً گرماده می باشد.

درصد جرمی: به مقدار ماده حل شدنی بر حسب گرم می گویند که در 100 گرم محلول حل شده است.

 

                                                    جرم حل شونده

                                        100× ______________ = درصد جرمی

                                                       جرم محلول

ppm: به مقدار ماده حل شدنی که در یک میلیون واحد جرمی محلول وجوددارد ppm گفته می شود و از آن برای بیان غلظت در محلول های بسیار رقیق استفاده می شود.

                                                                جرم حل شونده

                                                    106× ______________ = ppm

                                                                  جرم محلول

درصد حجمی: به حجم ماده حل شونده در 100 واحد حجمی محلول گفته می شود.

 

                                                    جرم حل شونده

                                         100× ______________ = درصد حجمی

                                                       حجم محلول 

غلظت معمولی: به مقدار ماده حل شدنی بر حسب گرم می گویند که در یک لیترمحلول وجود دارد.

                                          جرم حل شونده به گرم

                                          __________________ = غلظت معمولی

                                             حجم محلول به لیتر  

غلظت مولار (مولاریته) : به تعداد مول های ماده حل شدنی که در یک لیتر محلول وجوددارد می گویند.

                                   تعداد مولهای حل شونده      

                                   __________________  = غلظت مولار (مولاریته)

                                     جرم محلول به لیتر 

 

 

غلظت مولال (مولالیته): به تعداد مول های ماده حل شدنی که در 1000 گرم حلال وجود دارد می گویند.

                                تعداد مولهای حل شونده      

                                 __________________ = غلظت مولالیته (مولالیته)

                                   جرم حلال به کیلوگرم

خواص کولیگاتیو: خواصی که به تعداد ذرات ماده حل شدنی در محلول وابسته است نه به نوع و خواص شیمیایی آن ها و شامل فشار بخار، نقطه جوش و نقطه انجماد محلول ها می شود.

اثر تیندال: به پخش نور مرئی در مخلوط های کلوئید که باعث آشکار شدن مسیر عبور نور می شود می گویند.

 
کلوئیــــــدها
نوشته شده توسط غلامرضا دشتي   

کلوئیــــــدها:

اصطلاح کلوئید از ترکیب دو کلمه یونانی Kolla (به معنی چسب)و eidos (به معنای شبیه)بدست آمده است که اولین بار توسط دانشمند انگلیسی بنام توماس گراهام بکار برده شد.

کلوئیدها از یک نظر شبیه محلولها هستند و از جهاتی دیگر بکلی با آنها متفاوتند. هر سیستم کلوئیدی حداقل دارای بخش است:

1 – فاز پراکنده(Dispersed Phase)

2 – محیط پراکندگی(Dispersion Medium)

اما محلولهای حقیقی فقط یک فاز دارند و ماده حل شده و حلال باهم یک فاز را تشکیل میدهند.
اندازه ذرات کلوئیدی معمولا بین 50 تا 2000 آنگستروم است.

دسته بندی سیستمهای کلوئیدی:

فاز پراکنده **** محیط پراکندگی**** مثال
جامد************* گاز ********** دود
جامد*************مایع ********** چسب نشاسته، رنگها
جامد*************جامد***********بعضی آلیاژها
مایع************* گاز***********ابر
مایع*************مایع*********** شیر
مایع*************جامد***********ژله
گاز************** مایع**********تخم مرغ زده شده، کف
گاز************** جامد**********خاکستر آتشفشانی

برخی از خواص کلوئیدها:

الف- پراکندن نور:
همه کلوئیدها نور را پراکنده میکنند که از این نظر با محلولهای حقیقی تفاوت دارند. پدیده پراکندن نور توسط کلوئیدها به نام اثر تیندال معروف است. از راه پراکنده شدن نور توسط ذرات کلوئیدی، فقط از وجود آنها آگاه میشویم نه اینکه بتوانیم آنها را ببینیم.

ب- حرکت براونی ذرات کلوئیدی:
ذرات کلوئیدی که جرم کمی دارند پیوسته از طرف مولکولهای حلال به اطراف پرت میشوند.

ج- عدم پایداری لازم:
در اثر اعمال برخی تغییرات مانند گرم کردن، انجماد و یا سانتریفوژ بر روی کلوئیدها، باعث ایجاد لخته یا رسوب در آنها میشود و فاز پراکنده از محیط پراکندگی جدا میشود.

د- خواص الکتریکی:
یکی از مهمترین خواص ذرات پراکنده کلوئیدی، باردار بودن آنهاست. وقتی کلوئید Fe(OH)3 را در یک دستگاه الکترولیز قرار میدهند، ذرات پراکنده به سمت قطب منفی حرکت کرده و در اطراف آن رسوب میکنند. پس مشخص است که آنها دارای بار مثبت اند.
همه ذرات تشکیل دهنده فاز پراکنده در یک کلوئید یک نوع بار الکتریکی دارند که باعث پایداری سیستم کلوئید میشود چون ذرات کلوئیدی با بار الکتریکی یکسان یکدیگر را دفع میکنند و مانع از لخته شدن و تجمع ذرات کلوئیدی میشوند.
اکثر هیدروکسیدهای فلزی بار مثبت بدست می آورند در مقابل سولفیدهای فلزی کلوئیدهایی با بار منفی ایجاد میکنند.
ذرات کلوئیدی بار الکتریکی خود را از راه جذب یونهای موجود در محیط پراکندگی بدست می آورند. در بعضی موارد ذرات یاد شده فقط یونهای مثبت را جذب میکنند و دارای بار الکتریکی مثبت میشوند.

کاربرد کلوئیدها:
یکی از مهمترین کارهای مهم در تصفیه آب این است که ذرات ریز گل و لای و سایر ناخالصیها که بصورت معلق در آب وجود دارند را از راه لخته کردن، از آب جدا میکنند.
در داروسازی بیشتر پادها و شربتهای مورد استفاده حالت کلوئیدی دارند. مواد در حالت کلوئیدی در تهیه سرامیک و لعاب کاری نیز مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در صنایع نساجی، چرمسازی، لاستیک سازی و کاغذ سازی و ساختن آلیاژهای مرغوب، کلوئیدها کاربرد گسترده ای دارند.
و شاید جالبترین نکته در خصوص کلوئیدها، ارتباط آن با ستاره شناسی باشد! علاوه بر آنکه ابر و مه خود حالت کلوئیدی دارند، مواد بین ستارگان نیز بطور عمده از گازها و گرد و غبار پراکنده در آنها تشکیل شده اند. ستارگان دنباله دار و سحابیها نیز شامل تودهای بسیار عظیم سیستمهای کلوئیدی هستند. درخشانی ستارگان دنباله دار در اثر پراکنده شدن نور خورشید از طرف ذرات بسیار ریز کلوئیدی تشکیل دهنده آنهاست

 

با تشكر از آقاي اميد سليمي به خاطر  ارسال مطالب تكميلي زير :

تعریفی از محلولهای کلوئیدی
محلولهای کلوئیدی را محلولهای چسب مانند نیز می‌گیوند. پراکندگی ذرات آنها به صورت پراکندگی یونی و مولکولی نیست، بلکه به صورت مجموعه‌های مولکولی به نام "میسل" می باشند که به راحتی از حلال قابل تشخیص هستند، مانند ذرات گچ یا قطرات روغن زیتون در آب ، بطوری که محلولهای غیر حقیقی یا همان محلولهای کلوئیدی مخلوط یکنواخت نیستند.

تفاوت محلولهای کلوئیدی و سوسپانسیون با محلولهای حقیقی
در محلولهای کلوئیدی و سوسپانسیون مسیر نور مشخص است و نور در آن منعکس و پراکنده می‌شود. ولی در محلول حقیقی مسیر نور مشخص نیست (عبور نور بدون انتشار صورت می گیرد) و ذرات کلوئیدی برخلاف محلول حقیقی قابلیت دیالیز ندارند. یعنی از غشای نیم تراوا عبور نمی‌کنند. بنابراین از روش دیالیز برای جدا کردن اجسام این دو دسته استفاده می‌کنند.

تفاوت محلولهای کلوئیدی و محلولهای سوسپانسیون
گفتیم که ماهیت محلولهای کلوئیدی و محلول سوسپانسیون یکی است و در اصل سوسپانسیون ، زیر مجموعه‌ای از محلول کلوئیدی به حساب می‌آید. تنها تفاوت در اندازه ذرات است. اندازه ذرات محلولهای سوسپانسیون و امولسیون بزرگتر از محلول کلوئیدی و اندازه محلولهای کلوئیدی بزرگتر از محلول حقیقی است. در محلولهای کلوئیدی واحدهای جسم محلول خود به خود ذراتی حجیم می‌باشند و یا اینکه از چندین مولکول بزرگ مجتمع شده بدست آمده است. نشاسته به وزن مولکولی تقریبی 32000 از نوع اول و گوگرد از نوع دوم است.

این ذرات که امکان دارد از چندین هزار مولکول تشکیل شده باشد، به قدری ریز است که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شود و در نتیجه چنین محلولی در صورت ظاهر به محلول حقیقی شباهت پیدا می‌کند. لیکن اگر ذرات به بزرگی 6-10 میلیمتر ، به بزرگی 3-10 میلیمتر برسد، با میکروسکوپ قابل رویت می‌گردد و در نتیجه نام محلول کلوئیدی به محلول سوسپانسیون تبدیل می‌شود و لذا حالت کلوئیدی را می‌توان حالت واسطه بین محلول واقعی و محلول سوسپانسیون دانست.

تفاوت محلول امولسیون و محلول کلوئیدی
امولسیون ، کلوئیدی است که در آن ذرات معلق یک مایع در مایع دیگر است. مانند تعلیق روغن در آب . در حالیکه سوسپانسیون ذرات معلق جامد در مایع است.

تبدیل کلوئیدی و سوسپانسیون به لخته
به هم چسبیدن ذرات کلوئید و سوسپانسیون یا معلق را به یکدیگر و ته نشین شدن آنها را به صورت ذرات بزرگتر ، لخته شدن می‌گویند و اگر به صورت توده نیمه جامد تبدیل شوند، آن را ژله شدن می‌نامند

منبع

پايگاه اطلاع رساني شهر شيمي – كاشمر

تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 12:0 | نویسنده : عبدلی |
کلیات علم شیمی

مفاهیم پایه
دسته بندی مواد
روش های جدا سازی و خالص کردن مواد
اصول جداسازی مخلوطهای ناهمگن
اصول جداسازی مخلوطهای همگن
جداسازی به روش تغییر حالت فیزیکی ( صرف انرژی )
میعان ، تبخیر ، تصعید ، تبلور
تقطیر
جداسازی به روش تغییر دادن حلال
استخراج
کروماتوگرافی
جداسازی به روش نیروی گریز از مرکز
نامگذاری ترکیبات معدنی
معادلات شیمیایی
انواع معادلات شیمیایی
واکنشهای ترکیبی
واکنشهای تجزیه
واکنشهای جابجایی
جابجایی ساده
جابجایی دوگانه
واکنشهای رسوبی
واکنشهای اکسایش و کاهش
نوشتن واکنشهای شیمیایی
استوکیومتری

واحد جرم اتمی
جرم اتمی و جرم مولکولی
مول و عدد آووگادرو
اتم گرم و مولکول گرم
جرم اتمی میانگین
طیف سنجی جرمی
جرم حجمی و چگالی
ترکیب درصد اجزای یک ترکیب
مقدمه
محاسبه فرمول تجربی
روابط مولی در معادلات شیمیایی
مقدمه
واکنشگر محدودکننده و اضافی
بازده و میزان پیشرفت واکنش
محاسبات در مخلوطها
محاسبات واکنشها در محلول
مقدمه
تجزیه حجم سنجی ( تیتراسیون )
گازها

حالت گاز
فشار گاز
مقدمه
واحدهای فشار
اندازه گیری فشار
دمای گاز
مقدمه
قانون صفر ترمودینامیک
دماسنج
دمای کلوین
قوانین گازها
قانون بویل
قانون شارل
قانون آمونتون
قانون ترکیب حجمی گیلوساک و اصل آووگادرو
نظریه جنبشی گازها
معادله حالت گاز کامل ( ایده آل )
محاسبات در گازها
چگالی گازها
حجم مولی گازها
حجم مولی
شرایط استاندارد و شرایط متعارفی
جرم مولکولی متوسط مخلوط گازی
کسر مولی و فشار جزئی
قانون دالتون
روشهای حل مسئله
بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی چند گاز مهم
بررسی خواص گازها
طرز شناسایی گازهای مختلف
گازهای حقیقی
اثرات متقابل بین مولکولی
معادله حالت ویریال
معادله حالت وان دروالس
تراکم
نفوذ مولکولی
سرعتهای مولکولی
ساختمان اتم و مولکول

درآمدی بر نظریه اتمی
مقدمات ظهور تئوری اتمی دالتون
اتم باستان
قانون بقای جرم لاوازیه
قانون نسبتهای ثابت در یک ترکیب
قانون ترکیب عناصر به نسبت های مضاعف
قانون اعداد متناسب
تئوری اتمی دالتون
اصول تئوری اتمی دالتون
استدلالات دالتون
نواقص تئوری اتمی دالتون
قانون نسبتهای ساده حجمی گیلوساک
تضاد ظاهری بین دالتون و گیلوساک
راه حل آووگادرو
تجزیه پذیری اتم و خواص الکتریکی آن
آزمایش الکترولیز فاراده
نتیجه گیری آزمایش فاراده
هدایت الکتریکی در گازها ( اشعه کاتدی )
ویژگیهای اشعه کاتدی
نتیجه گیری آزمایش اشعه کاتدی
محاسبه نسبت q/m برای الکترون توسط تامسون
آزمایش اشعه مثبت ( کانالی )
رادیو اکتیویته
منشا پدیده رادیواکتیویته
چگونگی کشف این پدیده در ابتدا
آزمایش اول رادرفورد
پرتوهای آلفا ، بتا ، گاما
عوامل موثر بر انحراف ذرات در میدان مغناطیسی
کشف ایزوتوپ ها و نوترون
آزمایش تامسون
آزمایش چادویک
آزمایش قطرات روغن میلیکان
محاسبات میلیکان
آزمایش اشعه x موزلی
مدل های اتمی
مدل اتمی تامسون
مدل اتمی رادرفورد
آزمایش دوم رادرفورد ( صفحه طلا )
محاسبات رادرفورد
نتیجه گیری آزمایش رادرفورد
نارسایی مدل اتمی رادرفورد
بوهر
تاثیر الکترومغناطیس
تعریف موج
فرکانس موج و انرژی
گستره طیف الکترومغناطیس
طیف عناصر
طیف جذبی
طیف نشری
فرضیه کوانتومی پلانک
مدل اتمی بوهر
فرضیات بوهر
محاسبات بوهر
توجیه طیف اتم هیدروژن
اثر زیمان
اثر زیمان
اصلاح مدل اتمی بوهر
نارسایی مدل اتمی بوهر
مکانیک موجی ( رابطه دوبروی )
طبیعت دوگانه موج - ذره
آزمایش پراشر
اثر فوتوالکتریک
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ(المپیاد)
مدل اتمی اوربیتالی
ساختمان اتم و جدول تناوبی
معادله موجی شرودینگر
تابع Ψ و معادله شرودینگر
مفهوم اوربیتال
انواع اوربیتال ها



تابع احتمال شعاعی
توزیع ابر الکترونی
مقایسه احتمال شعاعی دانیسته الکترونی اوربیتال های s , p , d , f
مقایسه احتمال شعاعی الکترونهای مرتبط به سطوح فرعی یک تراز اصلی
اعداد کوانتومی(المپیاد)
عدد کوانتومی اصلی ( n )
عدد کوانتومی فرعی ( l )
عدد کوانتومی مغناطیسی اوربیتالی ( ml )
عدد کوانتومی مغناطیسی اسپینی ( ms )
اسپین
اندیشه وجود عدد کوانتومی اسپین
تابع زاویه ای موج و شکل اوربیتال ها
اوربیتالهای s
اوربیتال های p
اوربیتال های d
اوربیتال های f
انرژی اوربیتال ها
اتم های چند الکترونی
اصل بناگذاری اتم ( اصل آفبا )
قاعده حداکثر چندگانگی هوند
آرایش الکترونی عناصر
نوشتن آرایش الکترونی
توجیه آرایش الکترونی به ظاهر غیر عادی برخی عناصر
آرایش الکترونی کاتیون ها و آنیون ها
ورود الکترون ها در اوربیتال ها و تشکیل جدول تناوبیI
ورود الکترون ها در اوربیتال ها و تشکیل جدول تناوبیII
تشکیل دوره اول جدول تناوبی
تشکیل دوره دوم جول تناوبی
تشکیل دوره سوم جدول تناوبی
تشکیل دوره چهارم جدول تناوبی
دوره چهارم
پیدایش اولین سری از عناصر واسطه
تشکیل دوره پنجم جدول تناوبی
تشکیل دوره ششم جدول تناوبی
دوره ششم
لانتانیدها(المپیاد)
تشکیل دوره هفتم جدول تناوبی
دوره هفتم
اکتنیدها
پیدا کردن موقعیت یک عنصر در جدول تناوبی
انرژی یونش
تعریف انرژی یونیزاسیون و عوامل موثر بر آن
روند تغییرات انرژی یونیزاسیون
چگونگی تغییرات نخستین انرژی یونش در یک گروه
چگونگی تغییرات نخستین انرژی یونش در یک دوره
انرژی یونش در عناصر واسطه
توجیه برخی نظامهای دیده شده در نمودار انرژی یونیزاسیون
انرژیهای یونیزاسیون متوالی یک عنصر
مقدمه
تعیین شماره دوره و گروه عنصر
محاسبه انرژیهای یونش متوالی یک اتم
روشی برای تعیین تجربی انرژیهای یونش
بار موثر هسته
قاعده تجربی اسلتیو برای محاسبه بار موثر هسته
روشهای جدید محاسبه بار موثر هسته
روند تغییرات بار موثر هسته در دوره و گروه
نفوذ اوربیتال ها
مفهوم نفوذ
مقایسه نفوذ اوربیتالی در دوره و گروه
نقش قابلیت نفوذ اوربیتال ها در ایجاد اثر پوششی
اثرات متقابل الکترونها و اصل پاولی
بررسی انرژی اتم He
انرژی همبستگی اسپین
الکترونخواهی(المپیاد)
روند تغییرات انرژی الکترونخواهی در هر دوره
روند تغییرات انرژی الکترونخواهی در هر گروه
انرژی دومین الکترونخواهی
اندازه اوربیتال ها و حجم اتمها
انواع شعاع ها و طرز بدست آوردن آنها
روند تغییرات شعاع اتمی در تناوب و گروه
روند تغییرات شعاع اتمی در عناصر واسطه
انقباض لانتانیدی
شعاع های یونی
ذرات ایزوالکترونیک
شیمی توصیفی
عناصر گروه IA (قسمت اول)
عناصر گروه IA (قسمت دوم)
عناصر گروه IA (قسمت سوم)
عناصر گروه IIA
عناصر گروه IIIA (قسمت اول)
عناصر گروه IIIA (قسمت دوم)
عناصر گروه IVA (قسمت اول)
عناصر گروه IVA (قسمت دوم)
عناصر گروه VA
عناصر گروه VIA(قسمت اول)
عناصر گروه VIA(قسمت دوم)
عناصر گروه VIA(قسمت سوم)
عناصر گروه VIA(قسمت چهارم)
عناصر گروه VIIA (قسمت اول)
عناصر گروه VIIA (قسمت دوم)
عناصر گروه VIIIA
شیمی توصیفی عناصر واسطه
اثر اسیدها بر فلزات
پیوندهای شیمیایی
عوامل موثر در واکنش یک اتم
انواع پیوندهای شیمیایی
پیوند فلزی
مدلی ساده برای پیوند فلزی
پیوند فلزی در عناصر واسطه
تغییر خواص پیوند فلزی در گروهها و دوره های جدول تناوبی
پیوند یونی
الکترونهای والانس
یونهای عناصر گروههای اصلی
یونهای عناصر گروههای واسطه
چگونگی تشکیل پیوندهای یونی
فرمول ترکیبات یونی
انواع یونهای تک اتمی شناخته شده
شبکه جامدات یونی
انرژی شبکه ، روند تغییرات و عوامل موثر بر آن
چرخه بورن - هابر
پیوند کووالانسی
چگونگی تشکیل پیوندهای کووالانسی
تشکیل مولکول H2
منحنی انرژی پتانسیل
همپوشانی اوربیتالی
الکترونهای والانس و قاعده هشتایی ( اکتت )
ساختارهای لوویس
جفت الکترونهای پیوندی و ناپیوندی
مرتبه پیوند
انواع پیوندی σ (سیگما) و п (پای)
رسم فرمولهای الکترون نقطه ای
پیوند داتیو
گونه هایی با تعداد الکترون فرد ( رادیکالها )
گونه های ناقص قاعده هشتایی
الکترونگاتیوی
مقیاس های الکترونگاتیوی
الکترونگاتیوی پاولینگ
الکترونگاتیوی مولیکن

منبع:سايت رشد

تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 11:40 | نویسنده : عبدلی |
هر یک از جمله‌های زیر، اشاره‌ای به یکی از عنوان‌های درسی شیمی دارد. اگر بتوان برای هر نکته، جمله‌ی مانند این نمونه‌ها را فراهم کرد، مفاهیم درسی به شکلی ماندگارتر در ذهن دانش‌آموزان باقی می ماند و اثر چشم‌گیرتری بر آن‌ها و زندگیشان خواهد داشت.

● جنس زغال و الماس هر دو از کربن است. این، به رفتار اتم‌های کربن بستگی دارد که به زغال تبدیل شوند یا الماس شوند. زمانی که می توان الماس بود، چرا زغال باشیم؟

● فلوئور با اراده‌ترین عنصر است. او حتی آرگون تنبل را به انجام واکنش وادار می کند. (اشاره به مولکول ArF4 و ArF6)

●فلوئور، در دوستی سنگ تمام می گذارد. اگر با عنصری دست رفاقت بدهد، هیچ چیز نمی تواند او را از رفیقش جدا کند. او با همه‌ی علاقه‌ای که به حفظ الکترون‌هایش دارد، هنگامی که کمبود بور را نسبت به الکترود می بیند، او را در الکترون‌های خود سهیم می‌کند (BF3).

● هر چه اتم‌ها بزرگ‌تر می شوند (شعاع اتمی که بیشتر می شود)، از دارایی‌های خود (یعنی الکترون‌ها) راحت‌تر می گذرند. برخلاف انسان‌ها که هر چه مسن‌تر می شوند به آن چه دارند، وابستگی بیش‌تر پیدا می کنند و بخشش کم‌تری از خود نشان می دهند.

● آب با همه‌ی لطافت و نرمی که دارد، از سرسخت‌ترین مواد به شمار می رود. اگر دستش به بلور نمک برسد، شبکه‌ی سخت آن را چنان درهم می شکند که با وجود همه‌ی آن نیروی جاذبه‌ی قوی که میان یون‌ها وجود دارد، هر یک به سویی می گریزند و به محاصره مولکول‌های آب درمی آیند؛ کاری که از هیچ پتک یا چکشی برنمی آید.

● همیشه نباید برای رسیدن به کمال، چیزی را به دست آورد. گاه گذشتن از چیزهایی که داریم، راه کمال را پیش روی ما می گشاید. درست مانند سدیم که تا از آخرین الکترون لایه‌ی ظرفیتش نگذرد به آرایش الکترونی کامل دست نمی یابد.

● هر چه اندازه‌ی مولکول در هیدروکربن‌ها بیش‌تر می شود بهتر و قوی‌تر یکدیگر را جذب می کنند و به هم نزدیک‌تر می شوند. اما چرا برخی از انسان‌ها هر چه بزرگ‌تر می شوند، بیش‌تر از هم فاصله می گیرند؟

● چه صبری دارد این آب! دیر جوش می آورد و زیر فشار دیرتر از کوره در می رود.

● اکسیژن رفیق نابابی است. هم‌نشینی با او سرانجامی جز خاکستر و دود شدن در هوا ندارد.

● بیچاره منیزیم وقتی به اکسیژن می رسد، چشمانش چه برقی می زند! بی آنکه بداند اکسیژن چه خوابی برایش دیده است، با شوق به استقبال دشمن جانش می رود.

● هنگامی که مواد وارد جمع می شوند (مخلوط تشکیل می دهند)، اصالت خود را حفظ می کنند. برخلاف برخی از آدم‌ها که با ورود به هر محیط تازه، به رنگ جمع درمی آیند.

● گرمای تشکیل ترکیب‌ها منفی است. یعنی عنصرها «با هم بودن» را بیش‌تر دوست دارند. پس چرا برخی از ما بر طبل جدایی می کوبیم؟

● عشق را باید از سدیم آموخت که وقتی به آب می رسد از شوق رسیدن به دوست، ذوب می شود و همه‌ی هستی را فدای یار می کند، چنان که دیگر اثری از او بر جای نمی ماند. تنها یک قطره فنول فتالیین کافی است تا خونی را که نثار کرده است، نشان دهد.

● زباله را ببینید، حتی زباله هم بکار می آید. برای همین نام «طلای کثیف» به آن داده‌اند. چه قدر بد است که از ما کاری برنیاید.

● اگر به واکنشی که در حال تعادل است، تغییری تحمیل شود، واکنش با این تغییر مبارزه می کند تا اثر آن را تا جای ممکن تعدیل کند. افسوس که برخی از ما خیلی زود تسلیم محیط اطراف خود می شویم.

● طلا و پلاتین فلزهایی ثابت قدم هستند. چون در برابر شرایط مناسبی که وجودشان را به خطر می اندازد، پایداری نشان می دهند و تلاش می کنند که اصالت خود را هم چنان حفظ کنند.

● پیوند I-I از پیوندهای Br-Br و Cl-Cl سست‌تر است. جای تأسف است که مولکول‌های دو اتمی این هالوژن‌ها، هر چه بزرگ‌تر می شوند، ارتباطشان ضعیف‌تر و پیوندشان سست‌تر می شود.

● می دانید چرا پیوند F-F با این که از Cl-Cl کوتاه‌تر است، سست‌تر است؟ اتم‌های فلوئور در دوستی با یکدیگر حدی را رعایت نمی کنند. خودمانی شدن زیاد هم می تواند مشکل ساز باشد.

● برخی عنصرها مانند لیتیم و بریلیم، که کوچکترین عضو خانواده‌ی خود هستند، گویی تافته‌ی جدا بافته‌اند! آن‌ها در برابر قوانین خانوادگی نافرمانی نشان می دهند. جالب است که افراد دیگر خانواده هم در برابر سرپیچی آن‌ها سکوت کرده‌اند.

منبع:www.dianat124.blogsky.com

● کنترل خانواده‌ی پرجمعیت کار دشواری است. اتم کربن، خانواده‌ی کم جمعیت خود را خوب اداره می کند و هوای الکترون‌هایش را دارد. اما سرب که هم گروه با کربن است، در برابر برخی عنصرهای سودجو، از نگه‌داری الکترون‌هایش ناتوان است و دو یا چهار الکترون از دست می دهد.

● سوختن آلکان‌ها، فرایندی برگشت‌ناپذیر است. راستی چرا این ترکیب‌ها بدون توجه به سرانجامی که در انتظارشان است، به سرعت و بدون هیچ پایداری، گام در راه نابود کردن خود می گذارند؟

● هنگامی که الکترون‌ها سوار اتوبوس زیرلایه می شوند، نخست هر یک از آنها یک صندلی دوتایی را برای نشستن انتخاب می کنند. الکترون‌هایی که دیرتر می رسند، اگر صندلی دوتایی خالی پیدا نکنند، کنار الکترون‌های نشسته می نشینند. ما هم همین کار را می کنیم، مگر نه؟

● در رسم ساختار لوویس، پدر خانواده (اتم مرکزی در مولکول) نخست الکترون‌ها را میان فرزندان خانواده (مولکول) تقسیم می کند. هنگامی که پدر با کمبود الکترون روبرو می شود، فرزندان پدر را در الکترون‌های خود شریک می کنند.

● آب، واقعاً ماده‌ی شگفت‌انگیزی است. اگر آب نبود هیچ بنده‌ی پشیمانی بر گذشته‌ی بد خود نمی گریست، مروارید اشک بر گونه‌ی هیچ بنده‌ی سحرخیزی نمی غلتید، بر پیشانی هیچ گناهکاری عرق شرم نمی نشست، هنگامی که پس از سال‌ها دوری، به عزیزی می رسیدیم، نمی توانستیم اشک شوق بریزیم و اگر کار نادرستی از ما سر می زد، نمی دانستیم از خجالت، چه بشویم ...




تاريخ : جمعه چهاردهم آبان 1389 | 11:39 | نویسنده : عبدلی |

بخش اول

مایعی کم یاب در عین فراوانی

ü    با حل شدن مواد شیمیایی در آب،آب می تواند به یک ماده ی کشنده تبدیل شود و سپس از جایی به جای دیگر انتقال یافته و سرانجام به دریا ها و اقیانوسها وارد شود.

ü    در کشاورزی و صنعت روزانه مقادیر بسیار زیادی آب بویژه برای تهیه و تولید مواد غذایی،دارویی و پوشاک به کار می رود.بنابراین،تامین آب مورد نیاز برای همه ی این فعالیت ها بخش عمده ی سیاستگذازی های کلان یک کشور را به خود اختصاص می دهد.این برنامه ریزی ها بدون همکاری آگاهانه و مسئولانه ی شهروندان یک جامعه به نتیجه نخواهد رسید.

ü    آب تنها ماده ای است که به هر سه حالت جامد،مایع و گاز وجود دارد.

ü    نزدیک به75 درصد از سطح زمین را آب پوشانده است که بخش عمده ی آنرا آبهای شور دریاها و اقیانوسها تشکیل می دهند.

ü    منابع آب در طبیعت شامل:

یخهای قطبی و یخچالهای طبیعی 9/1 درصد

!                        آبهای زیرزمینی 47/0 درصد

!                        رودخانه ها ،دریاچه ها و آبگیرها 02/0 درصد       

!                        رطوبت موجود در خاک،کمتر از 01/0 درصد

!                        بخار آب موجود در هوا 0001/0 درصد

ü    عوامل طبیعی گوناگونی مانند موقعیت جغرافیایی ،شرایط آب و هوایی و میزان بارش بر این پراکندگی بسیار موثر است.

ü    به مجموعه رویدادهای به هم پیوسته ای که به یک تغییر می انجامد،فرایند می گویند.

ü    به توزیع مناسب و یا به چرخش درآمدن آب در منابع طبیعی آب، چرخه ی آب گفته می شود.

ü    مصرف آب به دو دسته تقسیم می شود:

1)آشکار

2)نهان

ü    تحقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می دهد که در بسیاری از کشورها ی پیشرفته نشان میدهد که میانگین مصرف آشکار آب برای هر نفر در هر روز حدود 300 لیتر است.در حالی که ،مصرف نهان آب، برای هر نفر در روز حدود 6000 هزار لیتر می باشد.

ü    آب تنها مایع فراوان در کره ی زمین است.

ü    هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می شود، انبساط می یابد.بنابراین، حجمی از یخ که هم حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. به این علت میگویند که چگالی یخ کمتر از یخ است، و به همین سبب باعث می شود یخ روی آب شناور شود.

ü    زمستانها با یخ زدن سطح دریاچه ها، لایه ی عایقی از یخ به وجود می آید که از یخ زدن لایه های زیرین جلوگیری می کند. در این شرایط ماهی ها و آبزیان دیگر می توانند در مناطق گرمتر زیرین به زندگی خود ادامه دهند.

ü       ظرفیت گرمایی یک جسم مقدار گرمایی است که باید به آن جسم داده شود تا دمای آن یک درجه ی سانتی گراد افزایش یابد.

ü    ظرفیت گرمایی ویژه مقدار گرمایی است که دمای g1 از یک جسم را یک درجه سانتی گراد افزایش می دهد.

ü    از خواص منحصر به فرد آب می توان به گرمای تبخیر بالای و ظرفیت گرمایی بالای آن اشاره کرد.

ü    گرمای اضافی بدن ما با تبخیر مقدار کمی آب بدن از طریق منافذ پوست(عرق کردن)کاسته می شود.

ü    علت اینکه برخی حشرات مانند مورچه روی آب می ایستند و داخل آن فرو نمی روند،کشش سطحی آب است.

ü    عنصر به ماده ای گفته می شود که ذره های سازنده ی آن اتم یا مولکول هایی هستند که از یک نوع اتم ساخته شده اند. مانند:اکسیژن

ü    از میان 109 عنصر شناخته شده ،91 عنصر در طبیعت یافت می شود که هر یک از این عناصر اتم خاص و ویژگی های مخصوص خود را دارند.

ü    آب یک ترکیب است.

ü    هر ترکیب از اتصال اتم های دو یا چند عنصر مختلف با یکدیگر ساخته می شوند. این اتم ها با پیوند شیمیایی به هم متصل می شوند.

ü    دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن به هم متصل می شوند و واحد تازه ای به نام مولکول آب به وجود می آورند.

ü    شیمیدان ها برای نمایش اتم ها، عناصر و ترکیب ها از یک زبان جهانی استفاده می کنند. در این زبان حرف ها را نماد شیمیایی می گویند و هر عنصر را با یک نماد شیمیایی نشان می دهند که یک یا دو حرف لاتین را رد بر دارند که کلمه های این زبان علمی را فرمول شیمیایی می گویند.

ü    جمله ها یا عبارات زبان شیمی معادله ی شیمیایی هستند.

ü    واکنش شیمیایی شامل شکسته شدن پیوندهای شیمیایی و تشکیل پیوند های جدیدی است. در واکنش های شیمیایی آرایش اتم ها در مولکول ها تغییر می کند و به این ترتیب مواد تازه ای بوجود می آیند.

ü    مواد شرکت کننده در واکنش را واکنش دهنده ها می گویند و مواد تازه ای که از واکنش دهنده ها به دست می آید فرآورده ها می گویند.

ü    در دو طرف یک معادله ی شیمیایی باید تعداد کل اتم ها برابر باشد که به چنین معادله ای موازنه شده می گویند.

ü    به ذرات مثبت درون اتم ،پروتون و به ذرات منفی درون آن،الکترون و به ذرات خنثی،نوترون گفته میشود

ü    بارهای همنام یکدیگر را می رانند.بارهای ناهمنام یکدیگر را می ربایند.

ü    به پیوند شیمیایی بسیلر قوی که اتم ها را در کنار یکدیگر نگه می دارد پیوند کووالانسی می گویند.

ü    به تعداد پیوند هایی که یک اتم می تواند با اتم های دیگر داشته باشد ظرفیت می گویند.

ü   آب مولکول هایی دارد که دو سر مثبت و منفی دارند و به هنگام نزدیک شدن میله ی پلاستیکی به آب ،هر مولکول از سر مثبت خود جذب میله ی پلاستیکی با بار منفی می شود.

ü   آب در حالت عادی خنثی است.

ü   به مولکولی که یک قطب مثبت و یک قطب منفی دارد ،دوقطبی می گویند.

ü   به نیرویی که سبب می شود مولکول ها در کنار یکدیگر قرار گیرند نیروی جاذبه ی بین مولکولی می گویند.

ü   در مولکول آب به پیوندی که اتم هیدروژن ،مولکول را کنار هم قرار می دهد پیوند هیدروژنی می گویند.

ü   کلروفرم مایعی بی رنگ است که بخار آن سمی،اعتیادآور و تنفس طولانی آن کشنده است.در گذشته برای بی هوش کردن از آن استفاده می شد.

ü   توانایی حل کردن مواد گوناگون در آب از خواص آن است.

ü   اگر یک اتم ،الکترون از دست بدهد یا از دست بدهد به یون تبدیل می شود.

ü   به یون های مثبت کاتیون و به یون های منفی آنیون می گویند.

ü   به پیوند بین یون ها پیوند یونی می گویند.

ü   با حل کردن نمک خوراکی در آب پیوند بین یون های آن از بین می رود.

ü   دو راه برای تشخیص حلال و حل شونده:

!            هر ماده ای که به هنگام تشکیل محلول تغییر حالت دهد حل شونده است.

!            ماده ای که به مقدار کمتر موجود است حل شونده خواهد بود.

ü   گچ و آهک که ترکیب یونی کلسیم دار هستند کاتیون های Ca2+ را به آب وارد می کنند.این یون بوی نا مطبوعی به آب می بخشد.

ü   محلول آب نمک رسانای برق است.

ü   یون ها عامل انتقال جریان برق در محلول ها هستند.

ü   برای حل شدن مواد گوناگون در مقدار معینی آب در دمای اتاق ،محدودیتی وجود دارد که آن را انحلال پذیری مشخص می کند.

ü   بستگی انحلال پذیری یک ماده به دما را می توان به کمک نموداری نشان داد که منحنی انحلال پذیری نامیده می شود.

ü   محلول سیر شده محلولی است که نمی توان حل شونده ی دیگری به آن اضافه کرد.

ü   محلول سیر نشده محلولی است که می توان حل شونده ی دیگری به آن اضافه کرد.

ü   محلول فرا سیر شده محلولی است که می توان بیش از اندازه حل شونده ی دیگری به آن اضافه کرد.

ü   در دمای ثابت میزان انحلال پذیری گاز ها  در آب با فشار نسبت مستقیم دارد.

ü   پلانکتون ها موجودات بسیار کوچکی هستند که در دریا ها زندگی می کنند.

ü   زیست تخریب پذیر به موادی گفته می شود که در محیط زیست به کمک باکتری ها به مواد ساده تری تبدیل می شوند.

ü   به باکتری ها ی مصرف کننده ی اکسیژن باکتری های هوازی می گویند.

ü   غلظت یک ماده در یک محلول ،به مقداری از آن گفته می شود که در مقدار معینی از محلول وجود دارد.

ü    Do به معنای اکسیژن حل شده است.

ü   ما هی ها جانورانی خونسرد هستند.

ü   واکنش سوخت و ساز مجموعه واکنش هایی هستند که در بدن موجودات زنده انجام می شود.

ü   به هر چیزی که وجود مقدار زیاد موجب آزار می شود و سلامتی انسان را به خطر می اندازد آلودگی نام دارد.

ü   اسید ها ترش مزه اند و باز ها تلخ مزه اند.ویتامین «ث» یک اسید و مایع درون پوست پرتقال یک باز است.

ü   مولکول آب(HOH)هم اتم هیدروژن و هم گروه هدروکسید دارد.به این علت هم باز و هم اسید است.از اینرو آب جزو مواد خنثی به شمار می رود.

ü   اغلب اسید ها در فرمول شیمیایی خود یک یا چند اتم هیدروژن (H) دارند در حالی که باز ها در فرمول شیمیایی خود دارای یک یا چند گروه هیدروکسید(OH) هستند.

ü   آب باران اندکی اسیدی است،زیرا این آب مقادیر کمی از گاز کربن دی اکسید هوا در خود حل می کندو کربنیک اسید رقیق می شود.

ü   بسیاری از ماهی ها توان ادامه ی زندگی را در گستره ی pH از 5 تا 9 دارند.

ü   کاتیون های سنگین شامل:یون های جیوه(Hg2+)،سرب(Pb2+)و کادمیم(Cd2+) است.

ü   کاتیون های سنگین به پروتئین های بدن می پیوندند و مانع از انجام اعمال زیستی آنها می شوند.نتیجه آنکه به سیستم عصبی،کبد،کلیه و دیگر اندام ها آسیب وارد می کنند.

ü   با افزایش جمعیت و گسترش کارخانه ها،کارگاه ها و... از یک سو و رعایت نکردن ملاک های حفاظت منابع آبی از سوی دیگر،نوعی نابرابری میان میزان گسترش آلودگی ها پدید می آورد.

ü   فرایند های اصلی تصفیه ی طبیعی آب:

!                        جدا شدن تقریبا کامل مواد اولیه حل شده در آب به هنگام تشکیل برف یا باران.

!                        تجزیه ی برخی مواد محلول و شناور در آب به مواد ساده تر به کمک باکتری ها.

!                        جدا شدن همه ی مواد معلق موجود در آب به هنگام عبور آن از میان سنگریزه ها و ماسه ها ی موجود در دل زمین.

ü   آبی که دارای نسبت قابل ملاحظه ای از یون های Ca2+ و Mg2+ و Fe2+ هستند،آب سخت نامیده می شوند.

ü   سختی آب مانع کف کردن صابون می شود.

ü   وجود کلسیم هیدروژن کربنات در آب نوعی سختی به آن می دهد که به آن سختی موقت می گویند.

ü    عمل به وجود آمدن کلسیم کربنات نیز برگشت پذیر است.انجام این واکنش طی قرن ها در غارهای بسته ،باعث به وجود آمدن ستون های زیبایی معروف به استالاکتیت و استالاگمیت می شود.

ü   پیدایش لایه های آهکی درون کتری و... نشان از وجود مقادیر اندکی کلسیم هیدروژن کربنات محلول در آب های معمولی است.

ü   اگر آب های طبیعی مقدار قابل توجهی یون های Ca2+ (Fe2+ یا Mg2+ ) داشته باشند،نمی توان سختی آنها را با گرم کردن از بین برد. آب با این ویژگی دارای سختی دایم است.

ü   افزودن مقداری سدیم کربنات به اب سخت،آب سخت سختی خود خود را از دست خواهد داد.

ü   مراحل تصفیه ی آب شهری:

1.    صاف کردن

2.    کلر زنی مقدماتی

3.    لخته سازی و ته نشین کردن

4.    ته نشین شدن در حوضچه های آرامش

5.    گذراندن از صافی شنی

6.    گندزدایی پایانی

7.    برخی کارهای اختیاری(شامل:تنظیم pH ، افزایش یون فلوئورید)

ü   برای ته نشین کردن گل و لای در آب از ماده ی لخته کننده استفاده می شودکه دارای کاتیون های Al3+  و Fe3+ است.

ü   ذرات میکروسکپی گل هنگام جریان یافتن آب در جویبارها به علت اصطکاک دایمی مقداری اکسیژن ساکن به خود می گیرند.چون این ذرات بار الکتریکی هم نام دارند همواره یکدیگر را دفع می کنند و هرگز تهنشین نمی شوند. در این حالت یک کلویید به وجود می آید.

ü   کاتیون های Al3+ و Fe3+ کلویید را لخته می کنند.

ü   در حوضچه های آرامش زمان بیشتری برای ازبین بردن باکتری ها به وسیله ی نور خورشید پدید می آید.

ü   صافی شنی شامل یستری از ماسه ریز و ذرشت است.

ü   چنانچه میزان کلر در گندزدایی پایانی کم تر از 0.1ppm  باشد باکتری ها ممکن است نابود نشوند و اگر نزدیک به 1ppm باشد طعم و بوی نامطبوعی به آب می دهد.

ü   یون فلوئورید از پوسیدگی دندان و پوکی اتخوان ها جلوگیری می کنند.

ü   برای رشد نکردن جلبک در کف منع های آب،به آن مقداری مس سولفات می افزاییم.

ü   مراحل تصفیه ی فاضلاب:

1.    صاف کردن و جدا کردن شن،ماسه و آشغالها

2.    ته نشینی اوله(مواد جامد به صورت لجن رسوب می کنند)

3.    هوادهی(باکتری های هوازی بسیاری از مواد را تجزیه می کنند)

4.    ته نشینی نهایی

5.    لجن(پس از گند زدایی خشک و برای دفع یا سوزاندن به محل های ویژه ای حمل می شود)

6.    گندزدایی کردن با کلر

7.    برخی کارهای اختیاری(شامل:تنظیم pH ، حذف یون های خطرناک)

8.    ورود به رودخانه یا دریا

ü   80% از بیماری های جهان ناشی از فاضلاب هاست.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بخش دوم

در پی هوایی پاکیزه!

ü   ما در زیر پوششی از هوا قرار گرفته ایم که هوا کره نام دارد.

ü   99 درصد از هوا کره در فاصله ی 30 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد.

ü   ماده ای به حالت مایع یا گاز را سیال می گویند.

ü   تنها جزیی که از فضا دیده می شود، بخار آب فشرده به صورت ابر است.

ü   در بازدم گاز های N2 و O2 و CO2  وبخار آب و گازهای دیگر تولید می شود.

ü   در دم گاز های N2 و O2 و CO2  و گازهای دیگر تولید می شود.

ü   بیش تر جرم هوا کره در فاصله ی 10 تا 12 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد.این ناحیه را تروپوسفر می گویند.این بخش از هوا کره همان بخشی که ما در آن زندگی می کنیم.

ü   تجزیه ی هوای به دام افتاده درون حباب های موجود در یخچال های طبیعی ،نشان داده است که ترکیب تروپوسفر در سرتاسر تاریخ زندگی بشر،تقریباً ثابت بوده است.

ü   اجزای اصلی هوا کره نیتروژن و اکسیژن است.

ü   اجزای جزیی هوا کره آرگون و کربن دی اکسید است.

ü   فشار مقدار نيرويي است كه بر واحد سطح وارد مي شود.

ü   در يك سيال فشار با افزايش عمق افزايش مي يابد.

ü   هواي موجود در سطح زمين فشاري را بر ما و ديگر موجودات وارد مي كنند كه فشار هوا ناميده مي شود.

ü   ما فشار هوا را احساس نمي كنيم ،زيرا اين فشار بر همه ي جهت ها بر درون و بيرون بدن ما وارد مي شود.

ü   براي اندازه گيري دقيق فشار هوا از وسيله اي به نام فشار سنج استفاده مي كنند.

ü   به ميانگين فشار هوا در سطح دريا فشار هواي معمولي مي گويند.در اين فشار ارتفاع ستون جيوه 760 ميلي متر است.

ü    Hg نماد شيميايي جيوه است.

ü   فشار هوا در سطح دريا به عنوان فشار استاندارد پذيرفته مي شود.اين فشار راatm 1 نيز مي گويند.

ü   فشار گاز محبوس در يك ظرف را به وسيله ي مانو متر اندازه گيري مي كنند.

ü   قانون بويل: در دماي ثابت حجم يك گاز با فشارش رابطه وارونه دارد اما در همه حال حاصلضرب فشار در حجم عددي ثابت است.

ü كلوين دماي   را صفر مطلق ناميد، زيرا رفتن به پايين تر از اين دما را غير ممكن مي دانست.

ü   درجه بندي كلوين را با حرف K نمايش مي دهند.

ü   قانون شارل:در فشار ثابت حجم يك گاز با دماي آن رابطه ي مستقيم دارد.

ü   نظريه ي جنبش مولكولي:

1.     همه ي گازها از ذره هاي بسيار كوچكي تشكيل شده اند.

2.     اتم ها يا مولكول هاي گاز پيوسته در حركتند.

3.     ذره هاي گاز به هنگام برخورد با هم برخورد مي توانند بخشي از انرژي جنبشي خود را از دست بدهند يا بر آن بيفزايند.

4.     در يك دماي معين ذره هاي سازنده ي يك گاز سرعت متفاوتي دارند.

ü   به گازهايي كه رفتار آنها با توجه به نظريه ي جنبش مولكولي گازها قابل پيشبيني باشد گازهاي ايده آل مي گويند.

ü اگر هوا را زير فشار زياد تا  سرد كنيم مخلوط بسيار سردي از چند مايع به دست مي آيد كه هواي مايع ناميده مي شود.

ü   با تقطير جزء به جزء هواي مايع مي توان اجزاي هر يك از اجزاي سازنده ي آن را جدا كرد.

ü   از نيتروژن هوا نيز به طور مستقيم براي توليد آمونياك و نيتريك اسيد به كار مي رود.

ü   گاز آرگون براي جوشكاري، برشكاري و پركردن لامپ هاي مهتابي به كار مي رود.

ü   با تركيب اكسيژن با عناصر مختلف تركيب هايي به نام اُكسيد به وجود مي آيد.

ü   به واكنشي كه اكسيژن با عنصري تركيب شود اكسايش مي گويند.

ü   به واكنش اكسايشي كه با ايجاد شعله و آزاد كردن مقدار زيادي گرما و نور و صوت همراه باشند سوختن يا احتراق مي گويند.

ü   برخي ديگر از واكنش هاي اكسايش نسبت به سوختن انرژي كمتري آزاد مي كنند و به اين علت با ايجاد شعله همراه نيست.مانند سوختن تماس سديم با هوا

ü   گاز اكسيژن در صنايع فولاد و صنايع شيميايي براي توليد نيتريك اسيد و سولفوريك اسيد كاربرد دارد.

ü   از اكسيژن مايع به عنوان اكسيد كننده در سوخت موشك ها و فضاپيماها استفاده مي شود.



تاريخ : یکشنبه نهم خرداد 1389 | 12:28 | نویسنده : عبدلی |

بخش اول
ساختار اتم

مطالعه روي عنصرها به حدود ۲۵۰۰ سال پيش برمي گردد. دالتون با استفاده از واژه هاي يوناني اتم که به معناي تجزيه ناپذير است ، ذره هاي سازنده عنصرها را توضيح داد. وي نظريه ي خود را در هفت بند بيان کرد. اگر چه امروز مي دانيم که اتمها خود از ذرات کوچکتري تشکيل شده اند اما هنوز باور داريم که اتم کوچکترين ذره اي است که خواص شيميايي و فيزيکي يک عنصر به آن بستگي دارد.  



  الکترون نخستين ذره زير اتمي

اجراي آزمايشهاي بسياري با الکتريسته ، مقدمه اي براي شناخت ساختار دروني اتم بوده است. کشف الکتريسته ساکن، وقوع واکنش شيميايي به هنگام عبور جريان برق از ميان محلول يک ترکيب شيميايي فلزدار (الکتريسته يا برقکانت) ، و آزمايشهاي بسيار روي لوله ي پرتو کاتدي منجر به شناخت الکترون شد. لوله پرتو کاتدي لوله اي شيشه اي است که بيشتر هواي آن خارج شده است.در دو انتهاي اين لوله دو الکترود فلزي نصب شده است . هنگامي که يک ولتاژ قوي بين اين دو الکترود اعمال شود ، پرتوهايي از الکترود منفي (کاتد) به سمت الکترود مثبت (آند) جريان مي يابد که به آن پرتوهاي کاتدي مي گوين. اين پرتوها بر اثر برخورد با يک ماده ي فلوئور سنت نور سبز رنگي ايجاد مي کنند. تامسون موفق شد نسبت بار به جرم الکترون را به کمک اين آزمايشها اندازه گيري کند.
پس از آن رابرت ميليکان توانست مقدار بار الکتريکي الکترون را اندازه بگيرد. به اين ترتيب جرم الکترون نيز با کمک نسبت بدست آمده تامسون محاسبه شد. بار الکترون 1/602 * 10-19 و جرم الکترون 9/109* 10-28 است.  



  پرتو زايي

 

در حالي که تامسون روي پرتوهاي کاتدي آزمايش کرد، هم زمان بکرل فيزيک داني که روي خاصيت فسفر سانس مواد شيميايي کار مي کرد با پديده ي جالبي روبرو شد. اين پديده پرتوزايي و مواد داراي اين خاصيت پرتوزا ناميده شد.

بعد از آن رادرفورد به اين موضوع علاقه مند شد و پس از سالها تلاش فهميد، اين تابش خود ترکيبي از سه نوع تابش مختلف آلفا ، بتا، و لاندا مي باشد.  

 

تامسون پس از کشف الکترون ساختاري براي اتم پيشنهاد کرد که در آن الکترون ها با بار منفي در فضاي ابر گونه با بار مثبت پراکنده اند و جرم اتم را مربوط به جرم الکترون ها مي دانست ، حال آنکه فضاي ابرگونه مثبت را بدو ن جرم مي دانست.  

 

رادرفورد نتوانست تشکيل تابشهاي حاصل از مواد پرتوزا را به کمک مدل اتمي تامسون توجيه کند. و پس از آزمايشهاي بسيار ، نادرست بودن مدل تامسون را اثبات کرد. او در آزمايش خود ورقه نازکي از طلا را با ذرههاي آلفا بمباران کرد، به اميد آنکه همه ي ذره هاي پرانرژي و سنگين آلفا که داراي بار مثبت نيز هستند با کمترين انحراف از اين ورقه نازک طلا عبور کنند. اما مشاهده کرد که تعداد کمي از ذرات منصرف شده خارج مي شوند و تعداد بسيار کمي از آن به طور کامل منحرف شده و به عقب برمي گردند.  

پس نتيجه گرفت که حتماً يک هسته کوچک در مرکز اتم وجود دارد که محل تمرکز بارهاي مثبت است و تقريباً تمام جرم اتم نيز در درون اين هسته است که توانايي به عقب راندن ذره هاي سنگين و پرانرژي آلفا را دارد.
رادرفورد با استفاده از نتايج اين آزمايش مدل «اتم هسته دار» را پيشنهاد کرد.  



  ديگر ذره هاي سازنده اتم

پروتون ذره اي با بار نسبي +۱ و جرمي ۱۸۳۷ با رسنگين تر از جرم الکترون ، دومين ذره ي سازنده اتم است.
نوترون ذره اي است که بار الکتريکي ندارد و جرم آن برابر جرم پروتون است ، سومين ذره ي سازنده اتم است.
عدد اتمي ، عددي است که تعداد پرتون ها را در اتم مشخص مي کند و با Z نشان داده مي شود.
از آنجا که اتم ذره اي خنثي است، بنابر اين تعداد الکترونها و پروتونهاي آن بايد برابر باشد، پس عدد اتمي تعداد الکترونها در يک اتم را نيز مشخص مي کند.  



  عدد جرمي و ايزوتوپها

به مجموع تعداد پروتونها و نوترونهاي يک اتم عدد جرمي مي گويند. عدد جرمي با A نشان داده مي شود. A = Z+ N
اندازه گيري جرم اتمها با کمک دستگاه طيف سنج نشان مي دهد که همه اتمهاي يک عنصر جرم يکساني ندارند. از آنجا که عدد اتمي در واقع تعداد پروتونها در همه اتمهاي يک عنصر يکسان است، پس تفاوت جرم بايد مربوط به تعداد نوترونهاي موجود در هسته ي اتم باشد. اين مطالعات به معرفي مفهوم ايزوتوپ انجاميد. ايزوتوپها اتمهاي يک عنصر هستند که عدد اتمي يکسان و عدد جرمي متفاوت دارند. براي مثال آزمايشها وجود دو ايزوتوپ کلر – ۳۵ (CL۳۵۱۷) و کلر – ۳۷ (CL۳۷۱۷) را به اثبات رسانده است.  



  شيمي دانها اطلاعات هر اتم را بصورت زير مي نويسند:

 



  جرم يک اتم

شيم دانها براي بيان جرم عنصرها بدين صورت عمل کردند که فراوان ترين ايزوتوپ کربن يعني کربن ۱۲ (126C) را بعنوان استاندارد انتخاب کردند و جرم عنصرهاي ديگر را با استفاده از نسبتهايي که در محاسبات آزمايشگاهي بدست آمده بود، بيان کردند.

به عنوان مثال جرم اتم اکسيژن ۱/۳۳ برابر جرم اتم کربن است. با توجه به اينکه جرم اتم کربن ۱۲ مي باشد جرم اتم اکسيژن را محاسبه کرد. در اين مقياس جرم اتم اکسيژن برابر ۱۶/۰۰۰ خواهد شد.

واحد جرم اتمي amu است که کوتاه شده ي عبارت atomic mass unitاست. در اين مقياس جرم پروتون و نوترون lamu است.
با توجه به وجود ايزوتوپها و تفاوت در فراواني آنها، براي گزارش جرم نمونه هاي طبيعي از اتم عنصرهاي مختلف جرم اتمي ميانگين بکار مي رود.  



  طيف نشري خطي

رابرت بونزن شيميدان آلماني دستگاه طيف بين را طراحي کرد. هنگامي که او مقداري از يک ترکيب مس دار مانند کات کبود را در شعله ي مشعل دستگاه قرار داد، مشاهده کرد که شعله از آبي و سبز تغيير رنگ داد. او اين نور سبز رنگ را از يک منشور عبور داد و الگويي مانند شکل ۴ بدست آورد. او اين الگو را طيف نشري خطي ناميد. هر فلز طيف نشري خطي خاص خود را داراست و مانند اثر انگشت مي توان از اين طيف براي شناسايي فلز مورد نظر بهره گرفت.  



  مدل اتمي بور

در سال ۱۹۱۳ نيلز بور دانشمند دانمارکي مدل تازه اي را براي اتم هيدروژن با فرضهاي زير ارائه کرد:
1– الکترو در اتم هيدروژن در مسيري دايره اي شکل به دور هسته گردش مي کند.
2– انرژي الکترون با فاصله ي آن از هسته رابطه مستقيم دارد.
3– اين الکترون فقط مي تواند در فاصله هاي معين و ثابتي پيرامون هسته گردش کند. در واقع الکترون تنها مجاز است که مقادير معيني انرژي را بپذيرد. به هريک از اين مسيرهاي دايره اي، تراز انرژي مي گويند.
4– اين الکترون معمولاً در پائين ترين تراز انرژي ممکن قرار دارد. به اين تراز انرژي حالت پايه مي گويند.
5– با دادن مقدار معيني انرژي به اين الکترون مي توان آن را از حالت پايه (ترازي با انرژي کمتر) به حالت برانگيخته (ترازي با انرژي بالاتر) انتقال داد
6– الکترون در حالت برانگيخته ناپايدار است ، از اين رو همان مقدار انرژي را که پيش از اين گرفته بود از دست مي دهد و به حالت پايه برمي گردد.
به اين گونه انرژي که بصورت يک بسته ي انرژي مبادله مي شود، انرژي کوانتومي يا پيمانه اي مي گويند. بور با کوانتيده در نظر گرفتن ترازهاي انرژي توانست طيف نشري خطي هيدروژن را توجيه کند.  



  مدل کوانتومي اتم

اين مدل در سال ۱۹۲۶ توسط اروين شرودينگر مطرح شد. وي در اين مدل از حضور الکترون در فضايي سه بعدي به نام اوربيتال سخن به ميان آورد. همانگونه که براي مشخص کردن موقعيت يک جسم در فضا به سه عدد (طول ، عرض و ارتفاع) نياز است، براي مشخص کردن هر يک از اوربيتالهاي يک اتم نيز به چنين داده هايي نياز داريم. شرودينگر به اين منظور از سه عدد M1 و L و n استفاده کرد که عددهاي کوانتومي خوانده مي شوند.  



  عدد کوانتومي اصلي (n) :

عددي است که بور براي مشخص کردن ترازهاي انرژي يا همان لايه هاي الکتروني بکار برد. ۱= n پايدارترين لايه انرزي را نشان مي دهد. هر چه n بالاتر رود سطح انرژي لايه هاي الکتروني افزايش مي يابد و فاصله ي آن لايه از هسته دورتر مي شود. لايه هاي الکتروني خود از گروههاي کوچک تر به نام زير لايه تشکيل شده اند.عدد n تعداد زير لايه هاي هر لايه را هم مشخص مي کند. مثلاً در لايه الکتروني ۲= n دو زير لايه وجود دارد.

عدد کوانتومي اوربيتالي (L) نشان دهنده ي شکل ، انرژي و تعداد اوربيتال ها است.
L مي تواند مقادير ۰ تا 1 - n را در بر بگيرد.

1 اوربيتال کردي;    L=0 -> S
اوربيتال دمبلي;   L=1 -> 3P
5 اوربيتال;    L=2 -> D
7 اوربيتال ;   L=3 -> F

عدد کوانتومي مغناطيسي (۱m) :
جهت گيري اوربيتالها را در فضا معين مي کند. ۱m مي تواند مقاديري از L – تا L + دارا باشد. با در نظر گرفتن محورهاي X ، y ، z قرار مي گيرد و به صورت pX ؛ pY ؛ pZ نشان داده مي شود. براي آدرس دادن اوربيتال ها به شيوه ي زير عمل مي شود:

براي مثال2px نشان مي دهد که اين اوربيتال دمبلي شکل در لايه هاي الکتروني دوم و در زير لايه ي p قرار دارد و در راستاي محور Xها جهت گيري کرده است.

عدد کوانتومي مغناطيسي اسپين (MS) : مربوط به جهت حرکت الکترون به دور خودش است. دانشمندان افزون بر حرکت اوربيتالي ، يک حرکت اسپيني نيز به الکترون نسبت داده اند (حرکت الکترون به دور خود MS تنها دو مقدار (½+ براي چرخش در جهت عقربه هاي ساعت و ½- براي چرخش در خلاف جهت حرکت عقربه هاي ساعت) دارد.

طبق اصل پائولي در هر اوربيتال حداکثر دو الکترون آن هم با اسپين مخالف قرار مي گيرند.

اگر براي رسم آرايش الکتروني اتم عنصرهاي ديگر از اتم هيدروژن شروع کنيم و سپس يک به يک بر تعداد پروتونهاي درون هسته بيفزائيم، بدين گونه اتم عنصرهاي سنگين تر از هيدروژن را به ترتيب افزايش عدد اتمي ساخته ايم. به اين شيوه، اصل آفبا مي گويند.

سوالات تشريحي
1- اجزاي اتم 80 122 Hg را مشخص کنيد.
۸۰=تعداد پروتونها = تعداد الکترون ها
۴۲= 80 - 122 = N = A - Z = تعداد نوترونها

2- برم داراي دو ايزوتوپ مقابل است ،
7925BR
50/54%=فراواني
9183 /78=جرم اتمي

8125BR
49/96%=فراواني
9163 /80=جرم اتمي
جرم اتمي متوسط برم چقدر است؟
جرم اتمي متوسط برم (Br)
= ( 50/54 / 100 * 78 /9183 ) + ( 49/96 / 100 * 80/9163 ) = 79/93amu

3- نماد کامل عنصر را بنويسيد:

3530Zn

۴- تفاوت عدد جرمي و جرم اتمي يک عنصر چيست؟
جرم اتمي يک عنصر ميانگين جرم ايزوتوپهاي آن عنصر است. در حالي که عدد جرمي مجموع تعداد پروتونها و نوترونهاي آن است.

۵- آرايش الکتروني اتمهاي زير را به صورت زير لايه اي رسم کنيد
2311na ----> 1s2 _ 2s2 ; 2p6 _ 3s1
5927na ----> 1s2 _ 2s2 ; 2p6 _3s2 ; 3p6 _ 3s2 ; 3p6 _4s2 ; 3d7

3517cl ----> 1s2 _ 2s2 ; 2p6 _ 3s2 ; 3p5

۶- نقره داراي دو ايزوتوپ است. يکي 10747Ag با درصد فراواني ۵۱/۸۴ و جرم amu ۱۰۶/۹۰۵ و ديگري 10947Ag با جرم amu ۱۰۸/۹۰۴۷ است. جرم اتمي متوسط نقره را محاسبه کنيد.
51/48 - 100 = 16/ 48 10947Ag درصد فراواني
جرم اتمي متوسط Ag
= ( 51/84 / 100 * 106/9050 ) + ( 48/16 / 100 * 108/9047 ) = 107/87 amu

۷- در هر يک از موارد زير ، لايه هايي را که الکترونهايي با مشخصات داده شده در آن قرار مي گيرند مشخص کنيد.
الف) n=۲ و L= ۰ ---> ۲S
ب) n=۳ و L= ۱ ---> ۳S
ج) n=۵ و L= ۳ ---> ۵ F
د) n=۷ و L= ۰ ---> ۷S

8- کربن داراي دو ايزتوپ است.يکي 126C با جرم اتمي amu ۱۲ و ديگري با جرم اتمي ۱۳/۰۰۳ amu ، جرم اتمي متوسط کربن amu ۱۲/۰۱۱ است. درصد فراواني 126Cرا محاسبه کنيد.
(جرم 136C)(فراواني 136C)+(جرم 126C) (فراواني 126C)= جرم اتمي متوسط کربن
اگر فراواني 126C را X در نظر بگيريم ، (X1- X) فراواني 136C خواهد بود . در نتيجه :
12.011=( ۱۳/۰۰۳ )(X1-X ) +( ۱۲ )( X )
۱۲.۰۱۱=۱۳/۰۰۳ – ۱۳/۰۰۳X + X۱۲
۱/۰۰۳ X = ۰/۹۹۲ ---> X = ۰/۹۸۹
Xدرصد = درصد C126=
0/ ۹۸۹ ×۱۰۰ = %۹۸/۹

9- نماد اتمي را که شامل ۸۰ پروتون و ۱۲۲ نوترون باشد، نمايش دهيد (اتم را با حرف X نمايش دهيد)
80+12280X ----> 20280X

10- با افزايش عدد کوانتومي (n) چه تغعييري در انرژي الکترون ايجاد ميَ شود؟ چرا ؟
مقدار انرژي الکترون بالاتر مي رود ، چون n مربوطه به تراز يا لايه است. و هرچه تراز بالاتر باشد، انرژي الکترون هم بيشتر مي شود.

سوالات چهار گزينه اي
1- تفاوت دو ايزوتوپ از يک عنصر در کدام خاصيت آنهاست؟
الف) تعداد الکترون ها
ب) تعداد پروتونها
ج) عدد اتمي
د) جرم اتمي

2- اعداد کوانتومي n ، L و m1 رت براي پرانرژي ترين الکترون عنصر k مشخص کنيد.

الف) ۴و ۰ و ۰
ب) ۱ و ۰ و ۳
ج) ۴ و ۰ و 1-
د) ۳ و ۰ و ۰

3- اين اصل که مي گويد «هيچ اوربيتالي در يک اتم نمي تواند بيش از دو الکترون در خود جاي دهد» مربوط به کدام دانشمند است.
الف) هوند
ب) تامسون
ج) پائولي
د) رادرفور

4- ترتيب پر شدن ترازهايp ۳، d۳،P ۴،S ۴،S ۳ به چه صورت است.
الف) a 3s --> 3p --> 4s --> 3d --> 4s --> 4p
ب) a 3s --> 3p --> 4s --> 3d --> 4p
ج) a 3d --> 3s --> 3p --> 4s --> 4p
د) a 3s --> 3d --> 3p --> 4s --> 4p

5- در آرايش الکتروني کداميک از عنصرهاي واسطه ي زير تعداد الکترونهاي d ۳ ، p ۳ برابرند؟
الف) mn25
ب)Fe26
ج)co27
د) cu29

6- دو اتم ايزوتوپ در کدام مورد با هم تفاوتي ندارند؟
الف) تعداد الکترونها
ب) تعداد نوترونها
ج) عدد جرمي
د) خواص فيزيکي

7- در يون 5214X6 ، تفاوت تعداد الکترونها و نوترونها چند است ؟
الف) ۸
ب) ۹
ج) ۱۰
د)۱۱

8- تعداد الکترونها، پروتونها ونوترونهاي يون 4822ti2 به ترتيب چند است ؟ ( از چپ به راست)

الف) ۲۲-۲۲-۲۶
ب) ۲۴-۲۲-۲۰
ج) ۲۴-۲۰-۲۲
د)۲۶-۲۲-۲۰

9- واحد جرم اتمي (amu) کدام مورد زير است ؟
الف)1/12 جرم 13C تعريف شده است.
ب) 1/16 جرم 12Cتعريف شده است.
ج) 1/12 جرم 16O تعريف شده است.
د) جرم ۱ اتم 11H تعريف شده است

10- کوانتوم مقدار انرژي لازم براي جهش الکترون در کدام مورد زير است ؟
الف)از 2s به 2p
ب) از 3p به 3d
ج) از 3p به 4s
د) از 3s به ۳P

شماره

الف

ب

ج

د

۱

 

 

 

Ö

۲

Ö

 

 

 

۳

 

 

Ö

 

۴

 

Ö

 

 

۵

 

Ö

 

 

۶

Ö

 

 

 

۷

 

 

Ö

 

۸

 

 

 

Ö

۹

 

Ö

 

 

۱۰

 

 

Ö

 




بخش دوم
خواص تناوبي عنصرها

مندليف پس از سالها مطالعه متوجه شده که اگر عنصرها را بر حسب افزايش تدريجي جرم آنها در رديفهاي کنار يکديگر بگذارد و آنهايي را که خواص فيزيکي و شيميايي نسبتاً مشابه دارند در يک گروه زير يکديگر قرار دهد، عنصرها به ترتيبي سازماندهي مي شوند که خواص آنها با نظم و ترتيب خاص تغيير مي کند. اما در جدول مندليف در چند مورد نيز بي نظمي هايي مشاهده مي شد، زيرا او مجبور بود در مواردي در يک ستون قرار دادن عنصرهايي با خواص مشابه . ترتيب قرار گرفتن عنصرها بر اساس افزايش جرم ناديده بگيرد.  



  جدول تناوبي امروزي عنصرها

هنري موزلي عنصرها را براساس افزايش عدد اتمي مرتب کرد، به اين جدول ، جدول تناوبي عنصرها مي گويند. اين جدول براساس قانون تناوبي عنصرها استوار است. بر طبق اين قانون هر گاه عنصرها را بر حسب افزايش عدد اتمي در کنار يکديگر قرار دهيم خواص شيميايي و فيزيکي آنها بصورت تناوبي تکرار مي شود. مهمترين نکته در جدول تناوبي تشابه آرايش الکتروني عنصرهاي يک خانواده در بسياري از گروههاي اين جدول است .  



  ويژگي هاي گروهي عنصرها
عنصرها به چهار دسته تقسيم مي شوند.

فلزها:
مانند عنصرهاي قليايي ، قليايي خاکي ، واسطه و ... با خواص رسانايي برق و الکتريسته و چکش خواري و شکل پذيري و دارا بودن سطح براق

نافلزها :
بر خلاف فلزات رسانا نيستند و چکش خوار نيستند و شکننده اند مثل گوگرد.
برخي نافلزها مثل اکسيژن و نيتروژن در فشار atm ۱ و دماي اتاق به صورت گاز هستند.

شبه فلزها:
اگر يک عنصر را نتوان جزو فلزها يا نافلزها طبقه بندي کرد ، آن را جزو شبه فلزها قرار مي دهيم مثل سيليسيم.  



  گروهاي عناصر
گروه اول – فلزهاي قليايي

اين عنصرها همگي فلزهايي نرم و واکنش پذير هستند. سطح آنها براق است و در مجاورت هوا به سرعت، با اکسيژن هوا ترکيب مي شوند. اين فلزها داراي خواص شيميايي و فيزيکي مشابه هستند. آرايش الکتروني آنها، بعد از گاز نجيب ماقبلشان به صورت ۱ ns است و بشدت تمايل دارند که تنها الکترون لايه آخرشان را از دست بدهند تا به آرايش گاز نجيب ماقبلشان برسند

Li

Na

K

Rb

CS

Fr

 



  گروه دوم – فلزهاي قليايي خاکي

اين عنصرها نسبت به گروه فلزهاي قليايي سفت تر و چگالتر هستند و نقطه ذوب بالاتري دارند.
واکنش پذيري شيميايي آنها نسبت به فلزهاي قليايي کمتر است. آرايش الکتروني آنها بعد از گاز نجيب ماقبلشان به صورت Ns2 است و تمايل دارند که دو الکترون لايه آخرشان را از دست بدهند تا به آرايش گاز نجيب ماقبلشان برسند.

Be

Ng

Ca

Sr

Ba

Ra

 



  گروههاي سوم تا دوازدهم – عنصرهاي واسطه

اين عنصرها همگي فلز هستند. بجز جيوه ، اين فلزها از فلزهاي قليايي و قليايي خاکي سخت تر ،چگال تر و دير ذوب تر هستند. اوربيتالهاي زير لايه ي d آنها در حال پرشدن است.
دو دسته ديگر از عنصرها که عنصرهاي واسطه داخلي ناميده مي شوند لانتانيدها و آکتينيدها هستند.
لانتانيدها فلزهايي براق با واکنش پذيري بالا هستند. اکتينيدها هسته ي ناپايدار دارند و به اين علت از جمله عنصرهاي پرتوزا بشمار مي روند. مشهورترين اکتنيدها اورانيم است.  



  گروههاي سيزدهم تا هجدهم

اين عنصرها برخي فلزها، نافلزها، شبه فلزها و گازهاي نجيب را شامل مي شود. اوربيتال P در حال پرشدن است. از ميان آنها گروه هفدهم و هجدهم نامهاي اختصاصي هالوژنها و گازهاي نجيب را دارند.
هالوژن ها واکنش پذيرترين نافلزها هستند. آرايش الکتروني آنها به صورت ۵ np است و به شدت تمايل دارند که يک الکترون گرفته و به آرايش گاز نجيب بعد از خودشان برسند. هالوژن در زبان لاتين به معناي نمک ساز است.

F

Ci

Br

I

As


گازهاي نجيب يا گازهاي بي اثر معمولاً در واکنشهاي شيميايي شرکت نمي کنند. همه اوربيتالهاي S و P آنها در لايه ظرفيت پرهستند.

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn


به اين ترتيب مشاهده مي شود که در هر تناوب از چپ به راست خواص فلزي کاهش يافته و خواص نافلزي افزايش مي يابد. در انتهاي هر تناوب نيز يک گاز نجيب وجود دارد.  



  روند تغيير شعاع اتمي در جدول تناوبي عنصرها

با حرکت از بالا به پائين در يک گروه جدول به ازاي هر تناوب يک لايه الکتروني جديد به تعداد لايه هاي الکتروني عنصرها افزوده مي شود. بنابر اين شعاع اتمي در يک گروه از بالا به پائين افزايش مي يابد.

در هر تناوب از چپ به راست شعاع اتمي کاهش پيدا مي کند چون نيروي جاذبه ي هسته ( بار موثر هسته) بر الکترونهاي لايه آخر افزايش مي يابد. در حاليکه به دليل ثابت بودن تعداد لايه هاي الکتروني اثر پوششي الکترون هاي دروني تقريباً ثابت است.  



  روند تناوبي تغيير انرژي يونش عنصرها

در يک گروه از بالا به پائين با افزايش اندازه اتم انرژي يونش کم مي شود. در هر تناوب از چپ به راست انرژي يونش افزايش مي يابد زيرا در اين جهت بار موثر هسته رو به افزايش است.  



  روند تناوبي تغيير الکترو نگاتيوي عنصرها

الکترونگاتيوي يک اتم ميزان تمايل نسبي آن اتم براي کشيدن الکترونهاي يک پيوند کووالانسي به سمت هسته ي خود است. مقادير الکترو نگاتيوي در يک گروه از بالا به پائين کاهش و در يک دوره از چپ به راست افزايش مي يابد. بنابر اين فلوئور بيشترين الکترونگاتيوي و سزيم کمترين الکترونگاتيوي را داراست. (در اين بررسي گازهاي نجيب را در نظر نمي گيريم زيرا اين عنصرها به تعداد کافي ترکيبهاي شيميايي تشکيل نمي دهند)  



  سؤالات
1- در هر يک از موارد زير کدام ذره شعاع بيشتري دارد؟

Cl , Cl ---> -Cl-
Na , Na+ ---> Na
F , -Cl ---> -Cl-
ca2+ , Ga3+ ---> ca2+  



  2- به ترتيب افزايش شعاع مرتب کنيد.
(Na , Mg , P)
(Br- , Ca2+ , K+)

Na > Mg > P
Br- > K+ >Ca  



  3- چرا در دوره دوم جدول تناوبي مندليف فقط ۸ عنصر وجود دارد؟

زيرا در اين عنصرها جمعاً ۸ الکترون وارد زير لايه ها مي شود،2 الکترون در 2s و ۶ الکترون در2p  



  4- عنصرهاي مقابل را بر حسب کاهش انرژي يونش ۱ E مرتب کنيد.
Ne ،F ،Be، C، O

Ne>F>O>C>Be

5- محل دقيق هر يک از اتمهايي را که آرايش الکتروني آنها در زير آمده است مشخص کنيد.

1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 ,3p6 , 4s2 ,3d6

 دوره چهارم ؛ گروه هشتم

1s2 , 2s2 , 2p5

 دوره دوم ، گروه هفدهم

Kr5S2 , 4D10 , 5P6

 دوره پنجم ، گروه هجدهم



6- نماد عنصري با ۹ پروتون ، 10 الکترون و 10 نوترون چيست؟
1s2 /2s2 , 2p5 ---> 199F

7- از بين K ،Na ,،Mg کداميک زودتر الکترون از دست مي دهند؟ چرا؟
K زودتر الکترون از دست مي دهد زيرا الکترو نگاتيو کمتري دارد

8- قانون تناوبي را تعريف کنيد.


سوالات چهار گزينه اي
1- چه گروهي از عناصر در جدول تناوبي داراي آرايش الکتروني d5 (n-1) و۲ ns است؟
الف ) گروه هفتم
ب ) گروه پنجم
ج ) گروه هفدهم
د ) گروه دوم

2- عنصرهاي کدام گروههاي جدول تناوبي مي توانند۲- X و يون ۲+ M تشکيل دهند؟
الف ) هجدهم و شانزدهم
ب ) شانزدهم و دوم
ج ) دوم و هجدهم
د ) دوم و شانزدهم

3- جدول تناوبي امروزي بر چه اساسي درست شده است؟
الف ) عدد اتمي
ب ) جرم اتمي
ج ) الکترونگاتيوي
د ) شعاع اتمي

4- در جدول تناوبي در هر گروه از بالا به پائين شعاع اتمي .... و الکترونگاتيوي .... مي يابد.
الف ) کاهش – کاهش
ب ) افزايش – افزايش
ج ) افزايش – کاهش
د ) کاهش – افزايش

5- در گروه هالوژنها از بالا به پائين ، کدام خاصيت کاسته مي شود؟
الف ) الکترونگاتيوي
ب ) شعاع آنيوني
ج ) نقطه ذوب
د ) شعاع اتمي

6- تعداد عنصرهاي موجود در کدام دوره ، درست بيان نشده است؟
الف) دوره اول - 2 عنصر
ب ) دوره دوم – 8 عنصر
ج ) دوره سوم – 18 عنصر
د ) دوره چهارم – 18 عنصر

7- عنصري با جذب ۴ الکترون به آرايش گاز بي اثر بعد از خود مي رسد، اين عنصر مربوط به کدام گروه جدول تناوبي است ؟
الف ) ۱۳
ب ) ۱۴
ج ) 15
د ) 16

8- کدام فلز زير در نفت نگهداري مي شود؟
الف ) مس
ب ) منيزيم
ج ) آهن
د ) سديم

9- تفاوت خواص بين عنصرهاي جدول تناوبي در يک گروه بيشتر است يا دوره ؟ چرا؟
الف ) گروه ، زيرا آرايش الکترون اتمها متفاوت است.
ب ) گروه ، زيرا تعداد پروتون ها متفاوت است.
ج ) دوره، زيرا تعداد پروتونها متفاوت است.
د ) دوره ، زيرا تعداد الکترونهاي لايه ظرفيت متفاوت است.

10- در يک دوره از چپ به راست الکترونگاتيوي افزايش مي يابد، علت چيست؟
الف ) زياد شدن الکترونهاي لايه ظرفيت و اثر پوششي الکترونها
ب ) زياد شدن ترازهاي فرعي اشغال شده و تعداد الکترونها
ج ) ثابت ماندن تعداد ترازهاي اصلي اشغال شده و افزايش بار موثر هسته
د ) ثابت ماندن تعداد ترازهاي فرعي اشغال شده و افزاش شعاع اتمي




بخش سه
ترکيبهاي يوني

در بخش قبل ملاحظه کرديد که اتمهاي گازهاي نجيب داراي آرايش پايدار هستند زيرا تمام اوربيتالهاي لايه ظرفيت آنها پرشده است ( ns2 - np6) اتمهاي ديگر هم تمايل دارند که خود را به آرايش الکتروني گاز نجيب قبل يا بعد از خودشان برسانند. وقتي اتمي به آرايش هشتايي پايدار مي رسد، از واکنش پذيري آن کاسته مي شود و ديگر تمايلي به تشکيل پيوندهاي ديگر از خود نشان نمي دهد.

مشاهده ها نشان مي دهد که فلزها با از دست دادن الکترونهاي ظرفيت خود به آرامش هشتايي مي رسند و تبديل به کاتيون (يون مثبت) مي شوند. در حالي که نافلزها با گرفتن الکترون به اين آرايش پايدار مي رسند و تبديل به آنيون (يون منفي) مي شوند.



  يونهاي تک اتمي

به هر يوني که از يک اتم آن هم بر اثر گرفتن يا از دست دادن يک يا چند الکترون تشکيل مي شود يون تک اتمي مي گويند.
فلزهاي گروه اول با از دست دادن يک الکترون تبديل به کاتيون با بار +۱ ميشوند مثل Na+
فلزهاي گروه دوم ، با از دست دادن دو الکترون تبديل به کاتيون ۲+ مي شوند مثل ۲+ Mg
نافلزهاي گروه ۶۱ با گرفتن دو الکترون به آنيوني با بار ۲- تبديل مي شوند مثل ۲- O

نافلزهاي گروه ۷۱ با گرفتن دو الکترون به آنيوني با بار ۱- تبديل ميشوند مثل Cl-
بعضي فلزهاي واسطه بدون داشتن آرايش الکتروني گاز نجيب به پايداري مي رسند. برخي از اين عنصرها مي توانند يونهايي با بار متفاوت داشته باشند مثل
+۲ Fe و ۲+ Fe يا ۳+ Mn و۳+ Mn

اين يونها را به ترتيب يون آهن (II ) و يون آهن (III) يا يون منگنز (II) و يون منگنز (III) مي نامند.  



  ترکيبهاي يوني

 

يک مثال متداول براي اين ترکيبها نمک خوراکي (سديم کلريد) است. نمکها از ذره هاي بارداري تشکيل شده اند که در نتيجه ي دادو ستد الکترون بوجود آمده اند. به نيروي جاذبه اي که بين اين ذره هاي باردار، بار ناهمنام وجود دارد پيوند يوني مي گويند. در تمام نمکها اين نوع پيوند وجود دارد. اين نيروي جاذبه محدود به يک کاتيون و يک آنيون نيست بلکه در تمام جهتها و ميان همه ي يونهاي ناهمنام مجاور و در فواصل مختلف وجود دارد . تعداد بسيار زيادي از يونهاي ناهمنام به سمت يکديگر کشيده مي شوند و آرايش منظمي را بوجود مي آورند.

آرايش يونها در نمکها به صورت يک الگوي تکراري است و اين الگو در سراسر بلور تکرار مي شود. به ساختاري که بر اثر چيده شدن ذره هاي سازنده ي يک جسم در سه بعد بوجود مي آيد، شبکه بلور آن جسم مي گويند.
هر ترکيب شيميايي که يونهاي با بار مخالف ذره هاي سازنده آن باشند يک ترکيب يوني يا نمک است.

ترکيبهاي يوني در حالتي که يون ها بتوانند آزادانه حرکت کنند رساناي خوبي براي جريان برق هستند (نمک محلول در آب)
مقدار انرژي آزاد شده به هنگام تشکيل يک مول جامد يوني از يونهاي گازي سازنده آن را انرژي شبکه مي گويند. اين انرژي مي تواند معيار خوبي براي اندازه گيري قدرت پيوند در ترکيبهاي يوني باشد. به عنوان مثال انرژي شبکه سديم کلريد
Kj.mol -۱ ۷۸۷/۵ است .
ترکيبهاي يوني نقطه ذوب و نقطه جوش بالايي دارند چون نيروي جاذبه بين يونهاي آن خيلي قوي است.
بلور نمکها به نسبت سخت و شکننده است. يونها در شبکه ي بلور به صورت منظم قرار گرفته اند. ترکيب يوني سخت است ، زيرا براي شکستن همه ي پيوندهاي ميان يونها انرژي بسيار زيادي لازم است.

در هر حال چنانچه بر اثر ضربه ي چکش يکي از لايه ها اندکي جابجا شود، آنگاه بارهاي ناهمنام کنار هم قرار مي گيرند و به دليل اثر دافعه ميان يونهاي هم نام شبکه بلور به هم مي ريزد و مي شکند.  



  ترکيبهاي يوني دو تايي

به ترکيبهاي يوني متشکل از دو عنصر ترکيبهاي دو تايي مي گويند مثل نمک خوراکي که از دو عنصر سديم و کلر تشکيل شده است. برا ي نمايش ترکيبهاي يوني دو تايي ابتدا نماد شيميايي کاتيون و سپس نماد شيميايي آنيون را مي نويسيم. براي نام گذاري هم نخست نام کاتيون و سپس نام آنيون را مي نويسيم. به عنوان مثال :

پتاسيم کلريد  --> ( K+, cl _) -->  kcl

کلسيم اکسيد   -->  Cao      -->  +O2 (O2-و Ca2+)


فرمول نويسي يک ترکيب يوني دو تايي را مي توان در سه مرحله ملاحظه کرد . براي نمونه به نوشتن فرمول شيميايي آلومينيوم اکسيد توجه کنيد:
۱) در اين اکسيد نماد کاتيون +۳Al و نماد آنيون ۲+ o است .
۲) نخست نماد کاتيون و سپس نماد آنيون را مي نويسيم ۲-Al+۳ o
۳) کوچکترين مضرب مشترک بارهاي اين دو يون برابر ۶ = (۳×۲)است . براي داشتن ۶ بار مثبت بايد ۲ يون +۳Al و براي ۶ بار منفي بايد ۳ يون ۲- o داشته باشيم. از اين رو نسبت o -۲ Al+۳ برابر ۲ به ۳ و فرمول شيميايي اين ترکيب به صورت Al۲ o۳ است.  



  يونهاي چند اتمي

ترکيبهاي يوني مثل سديم سولفات پتاسيم و آمونيوم نيترات وجود دارند که يونهاي سازنده ي آنها از دو يا چند اتم يکسان يا متفاوت تشکيل شده است. به اين يونها چند اتمي مي گويند. براي مثال در آمونيوم نتيرات ، کاتيون +۴ NH و آنيون ۳- NO است. بار کاتيون ۱+ و بار آنيون ۱- است . بنابر اين فرمول شيميايي اين نمک به صورت۳ NO ۴ NH است و نسبت کاتيون به آنيون ۱ به ۱ است.

فرمول يوني يک ترکيب يوني چندتايي را مي توان در دو مرحله خلاصه کرد . به نوشتن فرمول شيميايي آمونيوم کربنات توجه کنيد.
۱- نماد شيميايي يون آمونيوم +۴ NH و کربنات (Co۲- ۳ ) است. ابتدا کاتيون و سپس آنيون را مي نويسيم : ۳ NH۴Co است.
برخي نمکهاي آب تبلور دارند

يونهاي موجود در برخي از نمکها مي توانند با ملکول هاي آب پيوند تشکيل دهند. اين ترکيبها را نمکهاي آبپوشيده مي گويند مانند مس (||) سولفات ۵ آبه، 5H2O ، CUSO4 مشاهده مي کنيد که تعداد مولکوهاي آب تبلور را پس از نوشتن فرمول شيميايي مشخص مي کنند.  



  سوالات
1- يونهاي مثبت و يونهاي منفي ترکيبهاي زير را مشخص کنيد.

Mns

Fe۲o۳

NiBr۲

(Mn2+,S2-)

(Fe3+,O2-)

(Ni2+,Br -)

 



  ۳ – کدام ترکيبها داراي انرژي شبکه بيشتري هستند؟ چرا؟

K2SO4 --> K2SO4 يا Na2So4
kbr ---> kbr يا k
Bao ---> Bao يا BaCl۲
چون هر يوني که اختلاف الکترونگاتيوي بيشتري داشته باشند پيوند يوني قوي تر شکل مي دهند و هر چه پيوند يوني تشکيل شده قويتر باشد، انرژي شبکه بيشتر خواهد بود.  



  ۴ – نام شيميايي ترکيبهاي زير را بنويسيد.

Mgo

منيزيم اکسيد

 

CrI3

 کرم (III) يديد

CUBr2

  مس ( II ) برميد

 

ALCL3

آلومينيوم کلرايد

NiCl2

نيکل ( II  ) کلرايد

 

CSF

سزيم فلوئوريد

 



  ۵ – فرمول شيميايي ترکيبهاي زير را بنويسيد.

PbO

سرب (II ) اکسيد

 

  KH

 پتاسيم هيدريد

SnO

قلع ( II) اکسيد

 

BeI2

بريليم يديد

SrH2

  استرانسيم هيدريد

 

CUS

 مس (II) سولفيد

 



  ۶ – منظور از قاعده اوکتت يا هشتايي چيست؟

گازهاي نجيب در لايه ظرفيت يک آرايش هشتايي دارند ( ns2 و np6) که به آنها يک حالت پايدار داده است. تمام عنصرها ميل دارند که با گرفتن يا از دست دادن الکترون ، آرايش لايه ظرفيتشان را به آرايش گاز نجيب قبل يا بعد از خودشان برسانند ( قاعده هشتايي)  



  7- جدول زير را کامل کنيد.

so2-4

No-3

Br -

Þ آنيون /  ß کاتيون 

Mgso4

Mg(No3)2

MgBr2

Mg2+

(NH4)2So4

NH4No3

NH4Br

NH4+

Fe2(so4)3

Fe(No3)3

Fe(No3)3

Fe3+

 



  8- عبارات زير را تعريف کنيد.

انرژي شبکه – پيوند يوني – نمک – يونهاي چند اتمي – کاتيون – آنيون  



  سوالات چهار گزينه اي
1- باتوجه به فرمول ترکيب يوني MX2 کدام مورد زير درست است؟

الف ) عنصرهاي M و X در يک دوره جدول تناوبي قرار گرفته اند.
ب ) عدد اتمي عنصر X از عنصر M بزرگتر است.
ج) تعداد الکترونهاي عنصر X ۲ برابر عنصر M است .
د) انرژي يونش عنصر X از M بيشتر است.  



  2- يونهاي مثبت و منفي در شبکه ي بلور يک نمک چه نوع حرکتي دارند؟

الف ) حرکت موجي شديد
ب) حرکت انتقالي ضعيف
ج) حرکت ارتعاشي در محلهاي ثابت
د) حرکتي ندارند  



  3- کداميک از خواص ترکيبهاي يوني نيست ؟

الف ) خردشدن بر اثر ضربه
ب) حل شدن در آب
ج) نقطه ي ذوب و جوش بالا
د) رسانا بودن در حالت جامد

4- کدام ماده جزو ترکيبهاي يوني است ؟
الف ) H2SO4
ب) NH4Cl
ج) SiBr4
د) Sio2

5- پيوند بين ذره ها در کدام دو ماده ي زير يوني است ؟
الف ) Nacl و Cao
ب ) So2 و K2S
ج ) MgBr2 و Co2
د) ICl3 و CuSo4

6- پيوند کدام عنصر با برم به صورت يوني است ؟
الف ) Ca
ب ) P
ج) I
د)B

7- کدام فلز زير مي تواند بيش از يک يون تشکيل دهد؟
الف ) سديم
ب) کلسيم
ج) آهن
د) منيزيم

8- کدام يک از جفت اتمهاي مطرح شده ، تشکيل پيوند يوني مي دهند؟
الف ) pوS
ب ) k و H
ج) S و Sr
د) I و Br

9- کاتيون کداميک از اتمهاي زير با ۲- S پيوند يوني قوي تري تشکيل مي دهد؟
الف ) Na
ب) Rb
ج) Cs
د)K

10- نماد کاتيون منيزيم به چه صورت نمايش داده مي شود؟
الف ) +Mg
ب) ۲Mg +
ج) Mg+۲
د)Hg++

شماره

الف

ب

ج

د

۱

 

 

 

Ö

۲

 

 

Ö

 

۳

 

 

 

Ö

۴

 

Ö

 

 

۵

Ö

 

 

 

۶

Ö

 

 

 

۷

 

 

Ö

 

۸

 

 

Ö

 

۹

 

 

Ö

 

۱۰

 

 

Ö

 




بخش چهار
ترکيب کووالانسي

گاه اتمها براي رسيدن به آرايش گاز نجيب (آرايش هشتايي) به جاي از دست دادن يا گرفتن الکترون آنها را ميان خود به اشتراک مي گذارند. در اين حالت ميان دو اتم پيوندي به وجود مي آيد که به آن پيوند کووالانسي مي گويند. به عنوان مثال ترکيبي مانند يد ( ۲I) از به اشتراک گذاشته شدن زوج الکترون پيوندي ميان دو اتم حاصل شده است. به چنين ترکيبهايي که از مولکوهاي جدا از هم تشکيل شده اند، ترکيبهاي مولکولي مي گويند.  



  پيوند کووالانسي نتيجه تاثير نيروهاي جاذبه اي و دافعه اي بر يکديگر است

به عنوان مثال مولکول ۲H را در نظر بگيريد که دو اتم H تشکيل شده است. با نزديک شدن اتم هاي هيدروژن به هم ميان الکترونهاي يک اتم و هسته اتم ديگر نيروي جاذبه و ميان الکترونهاي يک اتم و الکترونهاي اتم ديگر و همچنين ميان هسته هاي آنها نيروي دافعه بوجود مي آيد. اما در هنگام تشکيل پيوند کووالانس اثر نيروي جاذبه بيشتر است و در نتيجه پيوند تشکيل مي شود. پس از تشکيل پيوند نيروهاي جاذبه و دافعه برابر شده و اتمها در فاصله تعادلي نسبت به هم قرار مي گيرند.  



  طول پيوند با انرژي پيوند نسبت عکس دارد

وقتي اتمهاي هيدروژن در فاصله ي معيني از يکديگر قرار مي گيرند، بين آنها پيوند تشکيل مي شود. در اين فاصله ، اتم ها در مولکول در پائين ترين سطح انرژي قرار دارند ( با تشکيل پيوند انرژي آزاد مي شود) اگر اتمها از اين فاصله به هم دورتر يا نزديکتر شوند در وضع ناپايداري قرار خواهند گرفت. در واقع اين فاصله همان فاصله ي ميان دو اتم هيدروژن پس از تشکيل پيوند است که به آن طول پيوند مي گويند. هر چه طول پيوند کمتر باشد، پيوند قوي تر است و انرژي بيشتري براي شکستن آن لازم است و برعکس.  



  پيوندهاي کووالانسي قطبي و ناقطبي

 

هر گاه دو اتم که با هم الکترون به اشتراک گذاشته اند به يک اندازه تمايل داشته باشند که جفت الکترون پيوندي را به سوي خود بکشند، پيوندشان پيوند کووالانسي ناقطبي است. اگر يکي از اتمها الکترونگاتيوتر از ديگري باشد، زوج الکترون پيوندي را بيشتر به سمت خودش مي کشد و پيوندشان پيوند کووالانسي قطبي است. قطب منفي اين پيوند را اتم الکترو نگاتيوتر تشکيل مي دهد.  



  مولکولها را چگونه نمايش مي دهند؟

براي نشان دادن چگونگي اتصال اتمها مي توان الکترونهاي ظرفيتي شرکت کننده در تشکيل پيوند را با استفاده از نقطه نشان داد. به عنوان مثال براي 2 H که از دو اتمH تشکيل شده :
H.+.H --> H:H
و يا براي Cl2 که از دو اتم Cl تشکيل شده است:
اتم Cl در لايه ظرفيت ۷ الکترون دارد و براي رسيدن به قاعده هشتايي به الکترون نياز دارد.

زوج پيوندي Cl..Cl --> . Cl . +Cl

هنگام رسم ستاختارهاي الکترون – نقطه اي مي توان جفت نقطه اي را که نمايان گر جفت الکترون پيوندي است با يک خط کوتاه نشان داد. اين خط کوتاه نمايانگر يک پيوند ساده (يگانه ) است.
به عنوان مثال :
H_H ، H_Cl، Cl_Cl
به اين شيوه نمايش مدل الکترون – نقطه يا ساختار لوويس مي گويند.

مولکولهاي چند اتمي را نيز مي توان با ساختار لوويس نمايش داد.
دو اتم مي توانند بيش از يک جفت الکترون به اشتراک بگذارند و تشکيل پيوند دو گانه ، سه گانه و ... بدهند مثل C2H2 و4 C2H  



  پيوند داتيو

پيوند داتيو هنگامي بوجود مي آيد که دو اتم تشکيل دهنده ي پيوند يکي دست کم داراي يک جفت الکترون ناپيوندي و ديگري داراي دست کم يک اوربيتال خالي باشد مانند کاتيون آمونيوم که از اتصال يک مولکول آمونياک و يک يون هيدروژن بوجود مي آيد.  



  روش نامگذاري با استفاده از پيشوند ، ريشه نام عنصر و پسوند

شيمي دانها اغلب ترکيبهاي مولکولي را با استفاده از پيشوندهاي نوشته شده در جدول نام گذاري مي کنند. پيش وند و پس وند معمولاً به ريشه ي نام عنصرهاي موجود در ترکيب افزوده مي شود.

معمولاً نام عنصري گفته مي شود که الکترونگاتيوي آن کمتر است. اگر فرمول مولکولي مورد نظر تنها يک اتم از عنصر اول داشته باشد، از به کاربردن پيش وند مونو چشم پوشي مي شود مانند کربن دي اکسيد ۲ CO

پيشوند

تعداداتم ها

مونو

1

دي

2

تري

3

تترا

4

پنتا

5

هگزا

6

هپتا

7

اوکتا

8

نونا

9

دکا

10

 



  نام گذاري به روش استفاده از عدد اکسايش

به بار الکتريکي ظاهري نسبت داده شده به هر اتم عدد اکسايش آن اتم مي گويند.
معمولاً عدد اکسايش -2 است.
معمولاً عدد اکسايش +2 است.
معمولاً عدد اکسايش هالوژنها -1 است.

اعداد اکسايش اتمهاي ديگر را مي توان در ترکيبها يا يونهاي چند اتمي محاسبه کرد.
جمع بندي عددهاي اکسايش در يک ترکيب خنثي بايد برابر صفر و در مورد يک يون چند اتمي بايد برابر بار يون باشد.
به عنوان مثال ملکولها ي CO و CO2 در اين روش به ترتيب کربن (II) اکسيد و کربن (Iv) اکسيد ناميده مي شوند.
فرمول تجربي ، فرمول مولکولي و فرمول ساختاري
فرمول تجربي افزون بر نوع و تعداد عنصرهاي سازنده مولکول ، ساده ترين نسبت اتمهاي موجود در آن را مشخص مي کند. حال آنکه فرمول مولکولي نوع و تعداد واقعي اتمها را در مولکولهاي سازنده يک ترکيب مولکولي بدست مي دهد.
فرمول مولکولي = ( فرمول تجربي ) X
فرمول ساختاري اطلاعات زيادي در باره ي موقعيت اتمها در مولکول در اختيار مي گذارد.  



  چگونه مي توان شکل هندسي مولکول را پيش بيني کرد؟

معمولاً بين فرمول مولکولي يک ترکيب و شکل هندسي آن رابطه روشني وجود ندارد. مطابق نظريه نيروي دافعه جفت الکترون هاي لايه ظرفيت ، نيروهاي دافعه الکترو استاتيک ، موجود بين جفت الکترون هاي پيوندي يا ناپيوندي موجود در يک مولکول ، موجب مي شود که اين جفت الکترونها تا آنجا که امکان داشته باشد، از يکديگر فاصله بگيرند. در اين روش براي سادگي به جاي جفت الکترون الکترونهاي پيوندي و ناپيوندي از واژه اي قلمرو الکتروني استفاده مي شود.

چگونه شکل هندسي مولکول ها از روي ساختارهاي لوويس آنها تعيين مي شود؟
براي اين کار به شيوه زير عمل مي شود.
۱ – ساختار لوويس مولکول را رسم کنيد
۲ – تعداد قلمروهاي الکتروني در اطراف اتم مرکزي را معين کنيد
۳ – آرايش هندسي مناسب را نتيجه گيري کنيد
دو قلمرو الکتروني --> ساختار خطي مثل CO2
سه قلمرو الکتروني --> ساختار سه ضلعي سطح مثل SO3
چهار قلمرو الکتروني --> ساختار چهار وجهي مثل CH4

جفت الکترونهاي ناپيوندي نسبت به جفت الکترونهاي پيوندي فضاي بيشتري اشغال مي کنند. در نتيجه نيروي دافعه ي بين جفتهاي ناپيوندي – پيوندي اندکي بيشتر از نيروي دافعه بين جفتهاي پيوندي - پيوندي است. به عنوان مثال در H2O زاويه از ۰۲۱ به ْ ۵/۱۰۴ کاهش يافته است.  



  چه نيرويي مولکولها را کنار يکديگر نگه مي دارد؟

 

نيروي جاذبه ميان هسته ي اتم هاي يک مولکول و الکترون مولکول ديگر سبب مي شود که مولکولها همديگر را بربايند.

در مولکولهاي قطبي ، وجود دو قطب مثبت و منفي بر نيروهاي جاذبه اي موجود ميان مولکول ها، نيروي جاذبه اي قويتر را اضافه مي کند. اما مولکولهاي دو اتمي جور هستند مانند I2 که از جمله مولکول هاي ناقطبي به شمار مي آيند، به همان نيروهاي اوليه اکتفا مي کنند.

پيوندهاي هيدرژني از جمله نيروهاي بين مولکولي قوي به شمار مي آيند.
هنگامي که هيدروژن ، يعني کوچک ترين اتم شناخته شده ، به فلوئور ، اکسيژن يا نيتروژن ( کوچک ترين و الکترونگاتيو ترين اتمها) متصل شود پيوندي بسيار قطبي بوجود مي آيد.

از اين رو يک جاذبه ي دو قطبي – دو قطبي بسيار قوي ميان مولکولهاي داراي اين گونه پيوندها بوجود مي آيد که به خاطر استحکام بيش از اندازه ي آن پيوند هيدروژني ناميده مي شود.

مثلاً وجود پيوند هيدروژني بين مولکولهاي H2O ، باعث بالا بودن نقطه ذوب و جوش آب نسبت به H2S مي باشد.  



  سوالات
1- ترکيبهاي زير را به ترتيب افزايش درصد خصلت يوني مرتب کنيد.
MgBr2. kBr. CsBr .PBr3

CsBr > KBr > MgBr2 > PBr 3  



  2- نام ترکيب هاي زير را بنويسيد.

دي نيتروژن تتراکسيد<--- N2O4
فسفر<---P4O10
فسفر تري کلريد <--- PCl3
گوگرد دي اکسيد <--- SO2
کربن تترا فلوئوريد<---SO3
گوگرد تري اکسيد <--- CF4  



  3- ساختار لوويس گونه هاي زير را رسم کنيد .

C3H8

So3

   No+

 HClo

 



  4- کدام ساختار زير براي NH3O درست مي باشد؟

5- عدد اکسايش اتم نيتروژن را در ترکيبهاي زير مشخص کنيد.
HNO3 +1 + N + (-2*3) = 0 --> N= +5
NOCL N - 2 -1 = 0 --> N = +3
NH4CL N + (4*1) - 1 = 0 --> N = -3
NaN3 1 + (3*N) = 0 --> N = - 1/3
AL(NO2)3 3 + (3*N ) + (-2*2*3) = 0 --> N = +3

6- پيوندهاي مقابل را براساس افزايش قطبيت مرتب کنيد.
H_H و H_Cl و H_O و F_H
اختلاف الکترونگاتيوي هر دو اتم تشکيل دهنده ي پيوند را محاسبه مي کنيم

قطبيت

افزايش

ميابد

O_H    ۳/۵ - ۲/۱ =۱/۴

Cl_H    ۳/۰-۲/۱ = ۰/۹

F_H    ۴ - ۲/۱ = ۱/۹

پيوند کووالانسي

H_H    ۲/۱-۲/۱ = ۰



7- چرا در ترکيب of2 ، اتم اکسيژن را در سمت چپ ولي در ترکيب Br2O آن را در سمت راست فرمول ترکيب مي نويسيم؟
زيرا الکترو نگاتيوي O از F کمتر است و از Br بيشتر است.

8- چرا تشکيل پيوند گرماده و شکستن آن گرماگير است .
زيرا اتمها وقتي با هم پيوند تشکيل مي دهند، حالت پايداري پيدا کرده و به سطح انرژي پائين تري مي رسند. ( در اين حالت انرژي آزاد مي شود) . ولي هنگامي که مي خواهيم اتمهاي يک پيوند را از هم جدا کنيم بايد انرژي مصرف کنيم تا پيوند را بشکنيم ( مقدار اين انرژي برابر با همان انرژي است که در هنگام تشکيل پيوند آزاد شده بود)

9- ساختار لوويس CH3OH (متانول) و C2H5OH (اتانول ) را رسم کنيد.

اتانول

متانول



10- آرايش لوويس مولکول هاي زير را رسم کنيد

  COCl2

N2O2

 O2F2

XeO



سوالات چهار گزينه اي
1- کدام ساختار لوويس COF2 را نشان مي دهد؟

 الف)

 ب)

 ج)

 د)



2- ساختار لوويس يون OH- کدام است :
3- شکل هندسي کداميک چهار وجهي است ؟
الف) CH3+
ب) SO2
ج) H2O
د) NH4+

4- قطبيت ميان پيوند ( ۸O) کدام عنصر بيشتر است ؟
الف) ۷ N
ب) Cl 17
ج) ۹ F
د) 15 P

5- جفت الکترونهاي پيوندي در مقايسه با جفت الکترون هاي ناپيوندي ...
الف ) آزادي و تحرک کمتري دارند ×
ب) فضاي بيشتري را اشغال مي کنند
ج) بار منفي بيشتري دارند
د) يک ديگر را بيشتر مي رانند

6- کدام نام براي ترکيب مربوطه نادرست است ؟
الف CCL4( : کربن تترا کلريد ب ) S2Cl2 : دي سولفيد دي کلريد ج) BCl3 : بور تري کلريد د) BeF2 : بريليم دي فلوئوريد

7- کدام فرمول نوع و تعداد واقعي اتمها را در مولکول نشان مي دهد؟
الف ) تجربي
ب) مولکولي
ج) ساختاري
د) هر سه مورد

8- (CH2O) فرمول تجربي کدام مورد زير است ؟
الف ) فرمالدهيد CH2O
ب ) گلوکوز C6H12O6
ج) اسيد استيک C2H4O2
د) هر سه مورد

9- کدام مولکول زير در ميدان الکتريکي جهت گيري نمي کند؟
الف ) CH4
ب) HBr
ج) HCl
د)H2O

10- به چه علت مولکولها يکديگر را مي ربايند؟
الف ) نيروي جاذبه هسته ي يک اتم و الکترونهايش
ب ) نيروي جاذبه هسته ي يک اتم و الکترون هاي اتم ديگر
ج) نيروي دافعه هسته هاي دو اتم
د) نيروي دافعه ي الکترونهاي دو اتم

شماره

الف

ب

ج

د

1

 

Ö

 

 

2

 

 

Ö

 

3

 

 

 

Ö

4

 

 

 

Ö

5

Ö

 

 

 

6

 

Ö

 

 

7

 

Ö

 

 

8

 

 

 

Ö

9

Ö

 

 

 

10

 

Ö

 

 




بخش پنجم
کربن و ترکيبهاي آلي

کربن عنصري واقع در تناوب دوم و در گروه ۱۴ جدول تناوبي است. بنابر موقعيت کربن در جدول ، اين عنصر براي رسيدن به آرايش اوکتت (هشتايي پايدار) نمي تواند الکترون جذب کرده و يا الکترون از دست بدهد، بلکه بسيار تمايل دارد که چهار الکترون لايه ظرفيت خود را با ديگر اتمها به اشتراک بگذارد. کربن همچنين مي تواند با اتمهاي کربن يا ديگر اتمها پيوند دو گانه و سه گانه تشکيل دهد. همچنين اتم عنصرهاي ديگري چون O ، S ، N ،P و هالوژنها هم با کربن پيوند کووالانسي تشکيل مي دهند به اين ترتيب کربن ترکيبهاي بسيار زيادي را بوجود مي آورد که شکلهاي گوناگون خطي ، حلقوي و ... دارند.



  الماس و گرافيت جامدهايي با شبکه کووالانسي

الماس و گرافيت دو آلوتروپ از عنصر کربن مي باشند. در اين دو ماه شمار بسيار زيادي از اتمهاي کربن با پيوند کووالانسي به هم متصل هستند.
الماس از اتمهاي کربن که به طريقه ي کووالانسي از چهار طرف به هم متصل شده اند تشکيل شده است. الماس ماده اي سخت ، بي رنگ ، شفاف و رساناي گرما است. دماي ذوب بسيار بالايي دارد. رسانايي الکتريکي ندارد.
در جواهر سازي و نوک مته ها براي بريدن شيشه کاربرد دارد.

در گرافيت اتمهاي کربن به صورت لايه هاي تخت و موازي آرايش يافته اند. از اتصال شش اتم کربن شش گوشه هايي ايجاد شده اند که به هم متصل شده صفحه اي مشبک بوجود مي آورند. گرافيت از اتمهاي کربن که به طريقه کووالانس از سه طرف به هم متصل شده اند تشکيل شده است . اين ماده نرم، سياه و درخشنده است. نارساناي گرما و رساناي الکتريسيته است و دماي ذوب بالا دارد.  



  ترکيبهاي آلي و گروههاي عاملي

نام دسته

نام خانوادگي

فرمول ساختاري

نام

ملاحظات

هيدروکربن سير شده

آلکان

اتان

همه اتمهاي کربن با پيوند

يگانه به هم متصل شده اند.

هيدروکربن سير نشده

آلکن

اتن

دست کم يک پيوند دوگانه ي

کربن- کربن در ساختار خود دارند.

آلکين

اتين

دست کم يک پيوند سه گانه ي

کربن- کربن در ساختار خود دارند.


عضوهاي هر خانواده از ترکيب آلي معمولاً يک جزء ساختاري مشترک دارند . اين جزء ساختاري را گروه عاملي مي نامند. گروه عاملي مجموعه اي از اتمهاست که به ترکيب آلي خواص ويژه اي مي بخشد. ترکيبهاي آلي که گروه عاملي يکسان دارند ، خواص فيزيکي و شيميايي مشابه دارند.

نام گروه عاملي

فرمول ساختاري

نام خانواده

مثال

فرمول ساختاري

هيدروکسيل

الکل

اتانول

اتر

اتر

دي متيل اتر

آلدهيد

آلدهيد

استالدهيد

کربونيل

کتون

استون

کربوکسيل

اسيد

استيک اسيد

استر

استر

اتيل استات

 



  نام گذاري هيدروکربنهاي راست زنجير ( آلکان ها)

نام همي آلکانها به پسوند (آن) ختم مي شود. چهار هيدروکربن اوليه ي اين خانواده نامهاي قديمي، متان ، اتان ، پروپان و بوتان را دارا هستند. از چهار کربن به بعد تعداد اتمهاي کربن را به يوناني ذکر کرده و در آخر پسوند «آن» را اضافه مي کنيم. پنتان ، هگزان ، هپتان ، اوکتان ، نونان ، دکان ، آلکانهاي ۵ تا10 کربنه هستند  



  نام گذاري آلکن ها وآلکين ها بر مبناي نام آلکان ها

براي نام گذاري آلکن ها پسوند «آن» در نام آلکان ها را برداشته و به جاي آن پسوند «ان» قرار مي دهند مثل اتن ، پروپن ، بوتن ، پنتن ، هگزن، هپتن ، اوکتن ، ...
براي نام گذاري الکين ها پسوند «آن» در نام آلکانها را برداشته و به جاي آن پسوند «اين» قرار مي دهند مثل اتين ، پروپين، بوتين، پنتين، هگزين، هپتين ، اوکتين و ...  



  نام گذاري هيدروکربهاي شاخه دار

۱ – ابتدا زنجيري را که بيشترين تعداد اتم کربن را داراست به عنوان زنجير اصلي انتخاب مي کنيم . لزومي ندارد که حتماً اتمهاي کربن زنجيره اصلي در روي يک خط مستقيم باشند.

۲ – شماره گذاري زنجير اصلي را از طرفي انجام مي دهيم که به شاخه فرعي نزديکتر باشد يعني به شاخه فرعي عدد کوچکتري تعلق بگيرد.

۳ – اگر به زنجيره اصلي بيش از يک شاخه فرعي متصل باشد، زنجير را از طرفي شماره گذاري مي کنيم که اگر شماره هاي مربوط به اتم کربن داراي شاخه هاي فرعي را با هم جمع کنيم عدد کوچکتري بدست آيد.

۴ – اگر دو شاخه نامشابه مثل متيل و اتيل به زنجير اصلي متصل باشند، ابتدا نام شاخه اي را مي آوريم که از نظر نام تقدم الفبايي دارد. مثلاً اتيل مقدم بر متيل و هر دو مقدم بر پروپيل است . (بنيان هاي حاصل از آلکانها آلکيل ناميده مي شوند مثل متيل واتيل)

۵ – بعد از انتخاب درست زنجيره اصلي و شماره گذاري صحيح کربنها ، ابتدا نام شاخه ها را با ذکر شماره کربني که به آن متصل است مي آوريم و در آخر نام شاخه اصلي را مي آوريم.  



  هيدروکربنهاي حلقوي

ترکيبهايي شناخته شده است که در آنها اتمهاي کربن طوري به هم متصل شده اند که ساختاري حلقوي بوجود آورده اند. سيکلو هگزان نمونه اي از يک هيدروکربن سير شده حلقوي است.
بنزن هيدروکربني سير نشده با فرمول C6H6 است.
بنزن سرگروه خانواده مهمي از هيدروکربن است که ترکيبهاي آروماتيک گفته مي شوند. نفتالن (C10H8) از جمله اين ترکيبهاست.  



  سوالات چهار گزينه اي
1- کدام ويژگي براي الماس نادرست است ؟

الف ) رسانايي الکتريکي
ب ) شفاف بودن
ج) سختي زياد
د) دماي ذوب بالا  



  2- نام ترکيبچيست؟

الف ) ۲ و ۴ متيل هگزان
ب)۳ متيل - 5 متيل - هگزان
ج) ۵ و۳ متيل هگزان
د) ۲ متيل - ۴متيل هگزان  



  3- ساده ترين آلکن کدام است؟

الف ) پروپن
ب) اتان
ج) متان
د) اتن  



  4- به هيدروکربنهايي که حداقل يک پيوند سه گانه دارند ... مي گويند.

الف ) آلکادي ان
ب ) آلکن
ج) الکين
د) آلکان  



  5- کدام ماده زير ساختار لايه اي دارد؟

الف ) آسپرين
ب ) الماس
ج) نفتالن
د) گرافيت  

شماره

الف

ب

ج

د

۱

Ö

 

 

 

۲

Ö

 

 

 

۳

 

 

 

Ö

۴

 

 

Ö

 

۵

 

 

 

Ö

منبع شبكه آموزش



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 18:3 | نویسنده : عبدلی |
شيمي يک


  بخش ۱ – مايعي کمياب در عين فراواني



  منابع آب در طبيعت

آب تنها ماده اي است که در طبيعت به هر سه حالت مايع (آب) جامد (يخ) گاز (بخار آب) يافت مي شود . نزديک به 75 درصد از سطح کره زمين را آب پوشناده است که بخش عمده آن را آب شور درياها و اقيانوس ها تشکيل مي دهد .

در حاليکه مقدار آب شيرين که تمام موجودات زنده و انسانها بايد بر سر آن به رقابت بپردازند حداکثر 0/5 درصد کل منابع مي باشد. که عواملي مانند موقعيت جغرافيايي ، شرايط آب و هوايي و ميزان بارش بر پراکندگي آن موثر است .
 



  تجديد پذيري طبيعي منابع آب

هم آب موجود در طبيعت به نسبت تقريباً ثابتي در ميان منابع آن توزيع مي شود.اين توزيع متناسب ، با به چرخه در آمدن آب در يمان اين منابع انجام مي شود . به اين فرآيند چرخه آب مي گويند . پس از اين طريق مي توان گفت که منابع آب تجديد پذيرند.  



  مصرف آشکار و نهان آب

آبي را که مستقيماً براي آشاميدن يا نظافت و شستشو استفاه مي کنيم مصرف آشکار مي گويند ولي آبي را که براي توليد انرژي (برق ، سوخت و ...) ، آبياري کشتزارها ، صنايع و معادن و امور بازرگاني و خدمات مصرف مي شود و احتمالاً از ديد شما مخفي مانده است را مصرف نهان آب مي گويند .  



  آب مايعي با ويژگي باور نکردني : الف) تغيير حجم غير عادي در اثر انجماد :

آب بر خلاف ساير مايعات وقتي براثر سرما تبديل به يخ مي شود انبساط پيدا مي کند و حجمي از يخ که همان حجم اوليه آب است و يخ روي آب شناور مي ماند . آين ويژگي سبب مي شود که آب از سطح شروع به يخ زدن کند .  



  ب) زياد بودن ظرفيت گرمايي

مي دانيد که ظرفيت گرمايي يک جسم مقدار گرمايي است که بايد به جسم داده شود تا دماي آن ۱ درجه سانتي گراد افزايش يابد . ظرفيت گرمايي ويژه آب حدود 10 برابر ظرفيت گرمايي ويژه آهن است . اين مسئله به متعادل کردن دماي زمين خيلي کمک مي کند چون مقادير زياد آب موجود در سطح زمين مقدار زيادي از انرژي خورشيدي را مي گيرند و صرف بالا بردن دماي آب مي کنند .  



  ج) زياد بودن گرماي تبخير:

براي تبديل مقدار کمي آب به بخار ، گرماي زيادي لازم است . گرماي اضافي بدن ما با تبخير مقدار کمي آب از طريق منفذ پوست (عرق کردن ) کاسته مي شود .  



  د) زياد بودن کشش سطحي آب :

به دليل وجود نيروي جاذبه قوي بين مولکولهاي آب ، پيوستگي زيادي در تمام قسمت هاي آب از جمله مولکولهاي سطح آب وجود دارد . به همين علت است که يک پشه مي تواند روي آب بنشيند يا موري مي تواند به آرامي روي آب قدم بزند .  



  مروري بر آموخته هاي گذشته :

عنصر :
به ماده اي گفته مي شود که از يک نوع اتم ساخته شده باشد مثل ۲O ، Fe

ترکيب :
به ماده اي گفته مي شود که از اتصال دو يا چنداتم عنصرهاي مختلف ساخته شده باشد ، مثل H2O ، HO2 ، Nacl

پيوند هاي شيميايي :
نيرويي قوي است که اتم ها را به هم وصل مي کند . مثلاً دو اتم هيدروژن و يک اتم اکسيژن به هم متصل مي شوند و واحدتازه اي را بوجود مي آورند که به آن مولکول آب مي گويند .

نمادهاي شيميايي :
در زبان جهاني شيمي از حروف براي نشان دادن عناصر استفاده مي کند . به اين حروف نماد هاي شيميايي مي گويند مثل H براي هيدروژن .

فرمول شيميايي :
کلمه هاي اين زبان علمي را فرمول شيميايي مي گويند . هر فرمول شيميايي نمايانگر يک ترکيب شيميايي است مثل H2O براي آب . عددهايي که در سمت راست پائين (به صورت زيروند) نوشته مي شوند . تعداد اتم هاي هر عنصر را در يک مولکول يا واحد سازنده ي آن ماده نشان مي دهد (زيروند ۱ نوشته نمي شود) فرمول H2O نشان مي دهد که مولکول آب از ترکيب ۲ اتم هيدروژن و ۱ اتم اکسيژن ساخته شده است .

معادله شيميايي :
آنچه را که در يک واکنش شيميايي رخ مي دهد به طور خلاصه بيان مي کند . هر واکنش شيميايي شامل شکسته شدن پيوندهاي شيميايي مواد واکنش دهنده (مواد اوليه ) و تشکيل پيوندهاي جديد در فرآورده ها (محصول ها ) است . فرآورده ها در سمت راست و واکنش دهنده ها در سمت چپ نوشته مي شوند. مثل :
۲ H2 +O2 = ۲H2 O
در معادلات شيميايي تعداد کل اتمها در دو طرف معادله يکسان است . به چنين معادله اي موازنه شده مي گويند .
 



  يادآوري خواص الکتريکي ماده

هر اتم از يک قسمت مرکزي به نام هسته تشکيل شده است که در درون آن پروتون ها با بارمثبت و نوترون ها بدون بار الکتريکي قرار گرفته اند . الکترون ها ذرات کوچکتري هستند با بار منفي که در اطراف هسته وجود دارند .

مي دانيدکه اتم ها با کمک پيوندهاي شيميايي به همديگر متصل شده و مولکول ها را بوجود مي آورند . به اين نوع پيوند شيميايي که اتم ها را در کنار هم نگه مي دارد پيوند کووالانسي مي گويند .

پيوندکووالانس به صورت يک خط بين نمادهاي شيميايي نشان داده مي شود . مثال :
 

 

  

به تعداد پيوندهايي که يک اتم مي تواند با اتم هاي ديگر تشکيل دهد ظرفيت مي گويند ، براي مثال در مولکول آب ظرفيت هيدروژن ۱ و ظرفيت اکسيژن ۲ است .

بخش ۱_ قسمت دوم
ساختار خميده ي مولکول آب

اگر يک ميله پلاستيکي را به پارچه ي پشمي بماليد تا داراي بار الکتريکي شود وآن را به باريکه اي از آب نزديک کنيد مي بينيد که آب از مسير خود منحرف شده و به ميله ي پلاستيکي نزديک مي شود . در توجيه اين پديده مي توان گفت که مولکول آب داراي دو سر مثبت و منفي هستند . يعني مولکول آب يک مولکول قطبي است که از سر مثبت خود جذب ميله ي پلاستيکي با بار منفي مي شود .شواهد تجربي نشان مي دهد که مولکول آب شکل خميده اي (V شکل ) دارد و شيميدانان بعد از آزمايشهاي بسيار متوجه شدند که درسمت اکسيژن بار منغي و درسمت هيدروژن بار مثبت وجود دارد .



  به شکل زير توجه کنيد :

 



  توجيه برخي ويژگيهاي غير عادي آب

 

از آنجا که بارهاي الکتريکي نا هم نام يکديگر را مي ربايند ، قطب مثبت يک مولکول آب ، قطب منفي مولکول همسايه اش را جذب مي کند . اين نيروي جاذبه سبب مي شود که مولکول هابتوانند در کنار هم قرار بگيرند ، از اين رو به آن نيروي جاذبه بين مولکولي گفته مي شود . در آب نيروي جاذبه بين مولکولي خيلي زياد است ، چنين بنظر مي رسد که اتم هيدروژن ، مولکولهاي آب را در کنار هم نگه داشته است به همين علت به اين نيروها پيوند هيدروژني مي گويند .بنابراين انرژي بالايي معادل j۲۲۶۰ مورد نياز است که يک گرم آب را تبديل به بخا رکند . هين نيروي قوي جاذبه بين مولکولهاي آب سبب به وجود آمدن کشش سطحي زياد مي شود .  



  آب به عنوان يک حلال

آب به عنوان حلال مي تواند تعداد بسيار زيادي از ترکيبات يوني مانند سديم کلريد را در حوض حل کند . چون مولکول هاي آب قطبي هستند . سديم کلريد در آب تبديل به يون هاي( Na مثبت و Cl منفي ) در بين مولکولهاي آب مي شود . اين محلول رساناي الکتريکي نيز هست . زيرا يون هاي مثبت محلول (کاتيون مثبت Na ) به طرف قطب منفي و يون هاي منفي محلول (آينون منفي Cl) به طرف قطب مثبت حرکت مي کند و جريان برق را انتقال مي دهند .  



  انحلال پذيري مواد جامد در آب

براي حل شدن مواد گوناگون در مقدار معيني آب در دماي اتاق محدوديتي وجود دارد. اين محدوديت را انحلال پذيري يا قابليت حل شدن آن ماده مشخص مي کند . انحلال پذيري وابسته به دما است و مي توان آن را با کمک منحني انحلال پذيري نشان داد . بسته به ميزان ماده حل شده ، محلول را به سه نوع تقسيم مي کنند که عبارتند از محلول هاي سير نشده ، سيرشده و فراسير شده .  



  انحلال پذيري گازها درآ ب

انحلال پذيري گازها در آب هم وابسته به دما است . در دماي پائين تر ميزان بيشتري گاز درآب حل مي شود . به ميزان اکسيژن حل شده در آب DO مي گويند و آن را بر حسب PPm (قسمت در ميليون) بيان مي کنند .  



  آلودگي گرمايي آب

در ماه هاي گرم تابستان رقابت ميان موجودات زنده آبزي براي دسترسي به اکسيژن محلول افزايش مي يابد . با توجه به اينکه در فصل گرم ميزان اکسيژن حل شده در آب کمتر است و از طرفي برخي از کارخانه ها از آب براي سيستم خنک کننده ي خود استفاده مي کنند و مجدداً آب گرم شده را به رودخانه و دريا بر مي گرداند ،دماي آب بالا رفته و ميزان اکسيژن کمتري را درخود حل مي کند . اين مسئله باعث مرگ و مير ماهي ها مي شود.  



  آلودگي اسيدي آب

 

مي دانيم که PH مقياسي براي تعيين خاصيت اسيدي يا قليايي بودن محلول است و محدوده آن از اسيدي ترين تا قليايي ترين محلول به شکل زير است :  

آب باران اندکي اسيدي است ، زيرا مقادير کمي از ۲Co هوا را در داخل خود حل مي کند و کربنبک اسيد رقيق بوجود مي آورد . با جريان يافتن آب باران در بستر جويبارها ممکن است موادي در آن حل شده و ph را بالا ببرند . گاه ممکن است با ورود پساب اسيدي و فاضلاب کارخانه ها به آب هاي طبيعي Ph آب کاهش يابد ، به گونه اي که ماهي توان ادامه زندگي در اين Ph اسيدي را نداشته باشند .  



  آلودگي آب توسط کاتيون هاي سنگين

 

گاه ممکن است کاتيون هاي سنگيني مثل جيوه (Hg+2) ، سرب(Pb+2) و کادميم(Cd+2) از طريق پساب هاي صنعتي به منابع آب وارد شده اند و آب را آلوده کنند . ضريب خطر يون هاي سنگين از اين رابطه بدست مي آيد :140  



  تصفيه طبيعي آبها

آبها به طور طبيعي طي سه فرآيند زير خود به خود تصفيه مي شوند :
۱- جداشدن تقزيباً کامل مواد اوليه حل شده در آب به هنگام تشکيل برف و باران
۲- تجزيه برخي از مواد محلول و شناور به مواد ساده تر تويط باکتريها
۳- جداشدن مواد معلق ازآب به هنگام عبور از ميان سنگ ريزه ها و ماسه ها

بخش ۱_قسمت سوم
آب سخت وروش هاي نرم کردن آن

عبور آبهاي طبيعي داراي گاز دي اکسيد کربن ، روي سنگ هاي آهکي باعث حل شدن تدريجي سنگ هاي آهکي شده و در آن کلسيم کربنات تبديل به کلسيم هيدروژن کربنات مي شود که عامل سختي موقت آب است . سختي موقت با گرم کردن آب از بين مي رود .

اگر آب هاي طبيعي مقدار قابل توجهي يون هاي Ca+2 و (Mg+2 يا Fe+2) داشته باشند ، نمي توان سختي آب را با گرم کردن از بين برد به اين ويژگي سختي دائم مي گويند . سختي دايم با افزودن مقداري سديم کربنات به آب برطرف مي شود.



  تصفيه آب شهري
آب شهري طي مراحي زير تصفيه مي شود :

۱- صاف کردن : اين عمل توسط توري هاي فلزي آشغال گير انجام مي شود و طي آن مواد خارجي درشت مثل چوب ، سنگ و ... جدا مي شود .

۲- کلرزني مقدماتي : کلر که يک گتدزداي قوي است جهت از بين بردن ميکروب هاي بيماري زا به آب افزوده مي شود .

۳- لخته سازي و ته نشين کردن : براي آنکه گل و لاي معلق در آب سريع تر ته نشين شود از عامل لخته کننده (Al3+ و Fe3+ ) استفاده مي شود .

۴- ته نشين شدن در حوضچه هاي آرامش : براي ته نشين شدن ذره هاي شناور در کلوئيدي و کامل شدن فرآيند لخته سازي به آب فرصت بيشتري داده مي شود در اين مرحله تابش نور خورشيد به حوضچه هاي آب به از بين رفتن باکتري ها کمک مي کند .

۵- گذراندن از صافي شني :
مواد ديگري که پيش از اين ته نشين نشده اند با صافي گرفته مي شوند .

۶- گندزدايي پاياني :
در اين مرحله مقدار نهايي کلر در آب طوري تنظيم مي کنند که آب را از اثر باکتري هاي باقيمانده يا باکتريهايي که ممکن است وارد آب شوند در امان نگه دارند.
 



  تصفيه فاظلاب هاي شهري

لازم است که فاظلاب پيش از رها شدن در رودخانه تصفيه شود . تصفيه فاضلاب شامل مراحل زير است :
۱- صاف کردن و جداکردن آشغال ها
۲- ته نشيني اوليه (مواد جامد به صورت لجن رسوب مي کنند )
۳- هوادهي (باکتريهاي هوازي بسياري از مواد را تجزيه مي کنند )
۴- ته نشيني نهايي
۵- گندزدايي با کلر
۶- برخي کارهاي اختياري مانند تنظيم Ph و حذف يون هاي خطرناک
۷- ورود به رودخانه يا دريا
 



  خود آزمايي
۱- کدام ويژگي آب سبب مي شود ، اين مايع به سرعت آلوده شود ؟

الف) کشش سطحي زياد
ب) نقطه جوش بالا
ج) قدرت حل کنندگي زياد
د) ظرفيت گرمايي ويژه اي زياد
 



  ۲- کدام عامل زير ويژگي هاي غيرعادي آب را توجيه ميکند ؟

الف) قطعي بودن مولکول آب
ب) خميده بودن (V شکل) مولکول آب
ج)وجود پيوند کووالانس بين اتم هاي آب
د) غير قطبي بودن مولکول آب
 



  ۳- کداميک از مواد زير عنصر است ؟

الف) ۲O
ب) HCL
ج) Nacl
د) ۳CO ۲H
 



  ۴- چرا يخ روي آب شناور مي ماند ؟

الف) به علت نيروي جاذبه بين يخ و آب
ب) به علت هم جنس بودن يخ و آب
ج) به علت کمتر بودن چگالي يخ از آب
د) به علت پيوند مولکول هاي يخ و آب
 



  ۵- براي از بين بردن سختي موقت و دايم ، کداميک از موارد زير صحيح است ؟

الف) سرد کردن – افزودن سديم کلريد
ب) افزودن سديم کربنات – گرم کردن
ج) افزودن سديم کلريد – سرد کردن
د) گرم کردن – افزودن سديم کربنات
 



  ۶- سختي آب به کداميک از يون هاي زير مربوط است ؟

الف) فقط Ca2+
ب)فقط Fe2+
ج)فقط Mg2+
د) Ca2+ و Mg2+ و Fe2+
 



  ۷- کداميک ا زيون هاي زير باعث آلودگي آب نمي شود ؟

الف) Hg2+
ب) Na+
ج) Cd2+
د) Pb2+
 



  ۸- هر چه دماي مناسب آب براي زندگي يک نوع ماهي کمتر باشد ميزان DO لازم براي زندگي آن ماهي ....................

الف) کمتر است
ب) بيشتر است
ج)فرق نمي کند
د) مناسب است
 



  ۹- نزديک به .......... سطح زمين و .......... جرم بدن ما آب است .

الف) 3/4 ، 1/3
ب) 3/4، 2/3
ج)1/2، 1/3
د) 2/4، 2/3
 



  ۱۰- يک پشه مي تواند روي آب بخوابد ، اين نشانگر کدام ويژگي آب است ؟

الف) ظرفيت گرمايي ويژه زياد
ب) تغيير حجم به هنگام يخ زدن
ج) کشش سطحي زياد
د) پيوند هاي کووالانسي
 



  کليد سئوالات

 

بخش ۱
سئوالات تشريحي

۱- محلول سيرنشده ، سيرشده و فراسيرشده هرکدام به چه معناست ؟ چگونه مي توان آنها را از يکديگر تشخيص داد ؟

۲- باران اسيدي چيست و چه ضرري براي زندگي انسان دارد ؟ توضيح دهيد .

۳- حداقل دماي آب در کف درياها c ْ۴ است و از اين دما پائين تر نمي رود . اين مسئله را چگونه توجيه مي کنيد.

۴- منظور از سختي موقت و دايم آب چيست ؟ اين سختي ها مربوط به کدام يون هاست؟ سختي را چگونه مي توان برطرف کرد ؟ توضيح دهيد .

۵- چه پيوندهايي بين مولکول هاي آب وجود دارد ؟ توضيح دهيد ، اين پيوند ها چه تاثيري د رخواص آب بوجود آورده است ؟

۶- اصطلاح DO به چه معناست ؟ ميزان DO با دما چگونه تغيير مي کند ؟

۷- با چه آزمايشي مي توان فرضيه ي دوقطبي بودن مولکول آب را ثابت کرد ؟

۸- تصفيه آب شامل چه مراحلي است ؟ توضيح دهيد .

۹- منظور از ضريب خطر يون هاي سنگين چيست ؟ از چه رابطه اي به دست مي آيد ؟
واژه هاي زير را تعريف کنيد .
يون – والانس – عنصر – پيوند قطبي – زيست تخريب پذير – DO – انحلال پذيري
 




خش ۲
در پي هوايي پاکيزه

ما درزير پوشش نازکي از هوا زندگي مي کنيم که هواکره ناميده مي شود.99 درصد از هواکره در فاصله ي 30 کيلومتر ي از سطح زمين قرار دارد . هواکره ميز مانند دريا وپوسته زمين ، معدني سرشار از مواد شيميايي است و ظرفي براي دور ريختن مواد زايد به شمار مي رود.



  هوا ، تنفس و ادامه زندگي

يک نقش مهم هواکره ، فراهم آوردن گاز اکسيژن مورد نياز براي تنفس است . در عمل تنفس ، اکسيژن هوا را به ريه ها ي خود مي فرستيم . اين اکسيژن در سلولها مي سوزد و گاز دي اکسيد کربن توليد مي شود . نوع و درصد گازهاي موجود در هواي دم و بازدم به صورت زير است :
 

 CO2

 O2

N2

بخار آب

گازهاي ديگر

هواي دم

%78

%21

%0/03

%0

%0/97

هواي بازدم

%75/5

%14/5

%4/5

%4/56

%0/

 



  هواکره را بهتر بشناسيم

 

بيشترجرم هواي کره در فاصله 10 تا 12 کيلومتري از سطح زمين قرار دارد . اين ناحيه را تروپوسفر مي گويند . اين بخش از هوا کره همان بخشي است که ما در آن زندگي مي کنيم . مخلوط شدن يوسته ي گازها در تروپوسفر موجب پيدايش ترکيب درصد تقريباً يکنواختي مي شود . N2 ، O2 اصلي ترين اجزاء هستند . مقادير جزئي CO2 و A2 در هوا يافت مي شود .  

اصول کار فشار سنج جيوه ايي ، چون ارتفاع ستون جيوه به فشار هوا بستگي دارد .
بنابراين ارتفاع اين ستون معيارخوبي براي اندازه گيري فشار هوا خواهد بود .
 



  مانومتر

 

هر گاز محبوس در يک ظرف بر ديواره هاي آن ظرف فشار وارد مي کند . اين فشار به کمک مانومتر اندازه گيري مي شود . اين وسيله از يک لوله V شکل درست شده که درون آن جيوه ريخته شده و دو سر آن بازاست . در حالت عادي ارتفاع جيوه در لوله ها يکسان است اما وقتي يک سر آن را به ظرفي که درون آن گاز است متصل مي کنيم بسته به فشار گاز درون ظرف ، ارتفاع جيوه تغيير مي کند . از اين تغيير ارتفاع فشار گاز به طرف نقطه مورد نظر مشخص مي شود .  

بخش ۲_قسمت دوم



  قانون بويل

 

در دماي ثابت بين فشارو حجم يک نمونه ي گاز رابطه وارونه وجود دارد ، به طوريکه حاصل ضرب فشار د رحجم مقدار ثابتي است .  



  قانون شارل

 

دما نيز مانند فشار بر حجم گازها موثر است . در فشار ثابت حجم يک نمونه گاز با دماي آن نبت مستقيم دارد بهطوريکه نسبت حجم به دما مقدار ثابتي است .  



  دماي مطلق

لردکلوين دماي c ْ -۲۷۳ را صفر مطلق ناميد زيرا پائين تر رفتن از اين دما را غير ممکن مي دانست . اگر اين دما (c ْ -۲۷۳( را صفر در نر بگيريم و دما را بر مبناي آن بسنجيم ، مقياس تازه اي براي دما بدست مي آيد .
273+T=TC
 



  نظريه جنبش مولکولي گازها

اين نظريه بر چند اصل زير استوار است :
۱- همه گازها از ذره ها يبسيار کوچکي (اتم يا مولکول ) تشکيل شده اند . ذره هايي که مي توان حجم آن ها را در مقايسه ، حجم کل گاز ناديده گرفت .

۲- اتم ها يا ملوکول هاي گاز پيوسته در حرکتند ، آن ها اغلب با يکديگر و با ديواره ظرفشان برخورد مي کنند . فشار يک گاز قوي نتيجه ي برخورد ذره هاي سازنده آن ، با ديوار ظرف است .

۳- ذره هاي يک گاز به هنگام برخورد با يکديگر مي توانند بخشي از انرژي جنبشي خود را از دست بدهد يا به آن بيافزايد اما مقدار کل انرژي جنبشي آنها تغيير نمي کند .

۴- در يک دماي معين ميانگين انرژي جنبشي ذرات سازنده گاز ثابت است .
به گازهايي که رفتار آنها با توچه به نظريه جنبش مولکولي گازها قابل پيش بيني است گازهاي ايده آل مي گويند .
 



  هواکره معدني سرشار از مواد شيميايي

اگر هوا را زير فشار زياد تا -200 C سرد کنيم ، مخلوط بسيار سردي از چند مايع بدست مي آيد که هواي مايه ناميده مي شود . باتقطير جزء به جزء اين مايع مي توان اجزاي سازنده آن را جدا کرد که نيتروژن و اکسيژن و آرگون از مهم ترين فرآورده هاي آن است .  



  اکسيژن ، فراوان ترين عنصر در کره ي زمين

اکسيژن بسيار فراوان است و در هر سه بخش بيروني کره زمين (هواکره ، آب کره و سنگ کره ) يافت مي شود . واکنش هايي را که در آنها اکسيژن به آساني با عنصرهاي ديگر ترکيب مي شود ، واکنش هاي اکسايش مي نامند . در اين واکنش ها ترکيبات اکسيد بوجود مي آيد . برخي از واکنش هاي اکسايش سريع و همراه با شعله است که به آن سوخن يا احتراق مي گويند .  



  نقش هواکره

خورشيد بر سطح زمين مي تابد و آن را گرم مي کند. سطح گرم شده ي زمين نيز هواي روي خود را گرم مي کند . از آن جا که چگالي هواي گرم کمتر است به سمت بالا حرکت مي کند و هواي سرد که چگالي بيشتري دارد به سمت پائين مي آيد . اين جابجايي هواي سرد و گرم عامل تغيير وضعيت آب و هوا در جهان است .  



  اثر گلخانه اي

نور خورشيد مجموعه موج هايي با طول موج ها و انرژي هاي مختلف است . زمين مقداري از پرتوهاي پر انرژي خورشيد را جذب مي کند و گرم مي شود و اين گرمارا به مولکول هاي هوا مي دهد و سبب گرم شدن هوا مي شود . اين پديده يعني به دام انداختن و برگرداندن انرژي تابشي به وسيله ي مولکول ها يکربن و دي اکسيد و گازهاي ديگر موجود در هوا کره را اثر گلخانه ا ي مي نامند . در ضمن گازهايي که به اين رو شباعث گرم شدن زمين مي شوند گازهاي گلخانه اي ناميده مي شوند مثل ، Co2H2o، CH4 .  



  در پناه اوزون

 

اوزون مولکولي سه اتمي با فرمول O3 است . بيش از 90% همه ي اوزون در فاصله ۵ تا 50 کيلومتري سطح زمين جمع شده است . ا.ز.ن تابش فرا بنفش خورشيد را که براي انسان مضر است جذب کرده و آن را تبديل به تابش فرو سرخ مي کند که براي انسان ضرري ندارد.  

CFC ها يا کلرفلو ئوروکربن ها که از آن ها به عنوان پيشران در افشانه ها و گازهاي يخچال استفاده مي شود از عوامل تخريب کننده لايه ي اوزون هستند .  



  آلودگي هوا

امروزه در شهرهاي بزرگ آلودگي هوا بر اثر دود خودروها ، نيروگاه هاي برق يا صنايع و کارخانجات مختلف بوجود آمده است . اين آلودگي ضررهاي زيادي را به سلامتي انسان ، گونه هاي جانوران و فرآورده هاي کشاورزي مي زند و ساختمان و خود روها را مي پوشاند . بسياري از فرآيند هاي طبيعي مثل فوران هاي آتشفشاني ، طوفان هاي صحرايي و گازهاي مرداب ها و باتلاق ها نيز موجب آلودگي هوا مي شوند .همچنين وجود گاز اوزو ن در لايه تروپوسفر يعني بخشي از هواکره که ما در آن زندگي مي کنيم بسيار زيان آور است . اوزون ترپوسفري بر اثر تابش پرتوهاي خورشيدي بر مولکولهاي No2 بوجود مي آيد .  



  باران اسيدي

در شهرهاي بزرگ و صنعتي چون گازهاي Co2 ، So2 ، H2s و Nox در هوا پراکنده اند . وقتي باران مي بارد اين گازها را در خود حل مي کند وآب باران اسيدي مي شود . باران اسيدي به موجودات زنده و ساختمون ها و مجسمه ها و آبزيان آسيب مي رساند .

خش ۲_سوالات تستي و تشريحي



  ۱- با افزايش ارتفاع چگالي هوا .......... و تعداد ذره هاي موجود در آن ......... مي شوند .

الف) زياد- زياد
ب)کم _ کم
ج) کم _ زياد
د) زياد _ کم
 



  ۲- تروپوسفر يا لايه اي از هوا که ما در آن زندگي مي کنيم در چه فاصله اي از سطح زمين قرار گرفته اند ؟

الف) بيشتر از 20 کيلومتر
ب) کمتر از 10
ج) 10 تا 20 کيلومتر
د) 10 تا 12 کيلومتر
 



  ۳- چرا گازها تراکم پذير هستند ؟

الف) چون گازها فشار ثابت دارند .
ب) چون گاز حجم ثابت ندارد .
ج) چون فاصله بين ذرات سازنده آن زياد است .
د) چون گازها دماي ثابت ندارند .
 



  ۴- کداميک از فلزات زير را براي حفاظت در مقابل اکسيد شدن در زير نفت نگهداري مي کنند ؟

الف) Mg
ب) Na
ج) Fe
د) Al
 



  ۵- کداميک از گازهاي زير ، گاز گلخانه اي به شمار مي آيد ؟

الف) H2o
ب) Co2
ج) CH4
د) همه موارد
 



  ۶- در فشار سنج در سطح دريا ، ارتفاع ستون جيوه چقدر است ؟

الف) mm۷۶
ب) mm۷۶۰
ج) Cm۷۶
د) atm ۱
 



  ۷- طبق قانون بويل ، فشار يک نمونه ي گاز با .......... متناسب است .

الف) 1/ حجم
ب) 1/ جرم
ج) حجم
د) جرم
 



  ۸- دماي مطلق يک جسم چيست ؟

الف) دما بر حسب C
ب) دما بر حسب درجه کلوين
ج) صفر مطلق
د) 273-
 



  ۹- کداميک از گازهاي زير مولد اوزون تروپوسفري است ؟

الف) O2
ب) CO2
ج) SO2
د) NO2
 



  ۱۰- ميانگين انرژي جنبشي ذرات تشکيل دهنده ي يک گاز به چه عاملي بستگي دارد ؟

الف) حجم
ب)فشار
ج) دما
د) هيچکدام
 



  کليد سئوالات

 



  سئوالات تشريحي

۱- اوزون تروپوسفري چگونه توليد مي شود و چه ضرري براي زندگي انسانها دارد؟ توضيح دهيد .

۲- CFC ها چگونه به لايه اوزون آسيب مي رسانند ؟ توضيح دهيد .

۳- چه واکنش هاي اکسايشي را مي شناسيد ؟ توضيح دهيد .

۴- گاز نيتروژن را از چه منبعي مي توان تهيه کرد ، چه کاربردهايي از آن را مي شناسيد؟

۵- گاز ايده آل چيست ؟ توضيح دهيد .

۶- گازها تراکم پذير هستند اما مايعات و جامدات تراکم ناپذيرند ، علت چيست ؟

۷- دماي کره زمين چه تفاوتي با ديگ رسيارات منظومه خورشيدي دارد ؟ چرا ؟

۸- چه راههاي براي کنترل آلودگي هوا پيشنهاد مي کنيد ؟

۹- مه دود فوتو شيميايي چيست ؟

۱۰- واژه هاي زير را تعريف کنيد .
اوزون – تروپوسفر – قانون شارل – اکسايش – هواي مايع – احتراق





 

بخش ۳
مصرف دوباره تنها راه ادامه



  منابع طبيعي و منابع شيميايي

منابع طبيعي به دو دسته تجديد پذير مثل آب و خاک تقسيم مي شوند . منابع شيميايي را از هواکره ، آب کره و سنگ کره بدست مي آوريم .  



  قانون بايستگي جرم

دريک واکنش شيميايي جرم نه به وجود مي آيد و نه از بين مي رود و در يک معادله ي شيميايي بايد مجموع جرم واکنش دهنده ها با مجموع جرم فرآورده ها برابر باشد يا واکنش موازنه باشد ، مثلا
C + O2=CO2
تعداد اتم ها در فرآورده ها = تعداد اتمها در واکنش دهنده ها
 



  تعريف مول

به تعداد ۱۰۲۳×۶/۰۲۲اتم يک ول گفته مي شود . جرم يک مول را يک اتم گرم مي گويند و آن را برحسب گرم بيان مي کنند .واحد مول براي ذره هاي ديگر هم بکار مي رود . در واقع يک مول از هر ذره (اتم ، مولکول يا يون ) به تعداد ۱۰۲۳×۶/۰۲۲ از آن ذره است . با توجه به جرم اتمي عناصر مي توان جرم مولي يا مولکول گرم يک ماده را حساب کرد مثلاً جرم مولکولي Co2 مساوي است با مجموع جرم اتمي کربن و دو مولکول اکسيژن :

گرم بر مول ۴۴ = (۱۶×۲) + ۱۲= مولکول گرم Co2
جرم اتمي اکسيژن جرم اتمي کربن
 



  عنصرهاي شيميايي و جدول تناوبي

عنصرها را بر اساس شباهت ها و تفاوت هاي خواص آنها به دو دسته ي فلزها و نافلزها طبقه بند ي مي کنند . تعداد اندکي ا زعنصرها حواصي بين خواص فلزها و نافلزها دارند که به اين عنصرها شبه فلز مي گويند . مندليف دانشمند روسي عناصر را با توجه به خواص آنها در يک جدول طبقه بندي کرد . اين جدول هنوز هم مورد استفاده است . ستون هاي عمودي جدول شامل عناصري است که خواص مشابه دارند ، آن ها را گروه يا خانواده ي عناصر ها مي نامند . مندليف توانست برخي ويژگي هاي مهم يک عنصر را از روي خواص اصلي خانواده اي که در آن قرار دارد پيشگويي کند . براي مثال بعضي ا زخواص يک عنصر را مي توان با ميانگين گرفتن از خواص دو عنصر بالا و پائين آن عنصر تخمين زد . عناصري که در يک خانواده قرار دارند ترکيبات مشابهي را پديد مي آورند . مثلاً اکسيژن و گوگرد در ترکيب با کربن توليد Co2 و So2 مي کنند .
بسياري از خواص عنصرها به تعداد الکترون ها در اتم هاي آن ها و چگونگي آرايش اين الکترون ها در اطراف هسته ي اتم بستگي دارد . هرچي يک ماده سريعتر وارد يک واکنش شيميايي معين شود مي گوئيم واکنش پذيري آن ماده بيشتر است .
 



  زباله هاي شهري و راه هاي دفع آن

بخش عمده اي از زباله هاي شهري مانند پسماند مواد غذايي و کاغد ، زيست تخريب پذيرند ، يعني اين مواد پس از مدفون شدن در خاک ، در غياب هوا ، به وسيله ي موجودات ذره بيني به مواد ساده تري تجزيه مي شوند . از تجزيه ي مواد زيست تخريب پذير ، زيست گاز (بيوگاز) توليد مي شود که به طور عمده متان ، کربن و دي اکسيد است. از سوزاندن زيست گاز مي توان براي توليد انرژي و نيروي برق استفاده کرد . متان و کربن دي اکسيد هر دو گاز گلخانه اي هستند اما اثر متان ۲۵ برابر کربن دي اکسيد است . پس بهتر است به جاي متان موجود در زيست گاز ، محصول احتراق آن يعني کربن دي اکسيد وارد هوا کره شود . يکي از راه هاي دفع زباله هاي شهري سوزاندن آن است و انرژي حاصل از آن براي توليد برق مصرف مي شود .  



  چگونه مي توان عمر منابع تجديد ناپذير را طولاني کرد ؟

۱- بازنگري در مصرف
۲- کاهش ميزان مصرف
۳- باز به کاربردي مواد
۴- بازگرداندن مواد براي باز فرآوري آنها
 



  زباله هاي جامد

عمده زباله هاي جامد در يک کشور پيشرفته صنعتي عبارتند از :
۱- کاغذ و مقوا که يک منبع تجديد پذير وزيست تخريب پذير است .
۲- مواد پلاستيکي که از نفت بدست مي آيند و تجديد ناپذيرند و زيست تخريب شدنشان بسيار کند است .
۳- شيشه و آلومينيوم که تجديد ناپذيرند .
۴- پسماند مواد غذايي
۵- چوب و فلز
و ديگر زباله هاي جامد که از اين مجموعه کاغذ و مقوا و مواد پلاستيکي وشيشه و آلومينيم قابل بازگرداني اند .
 



  زباله هاي پلاستيکي و بازگرداني آنها

زباله هاي پلاستيکي 7% جرمي و 30% حجمي زباله هاي جامد را تشکيل مي دهند که اين مواد يا زيست تخريب پذير نيستند يا تخريب آنها بسيار آهسته است . بازگرداني زباله هاي پلاستيکي از نظر حفظ محيط زيست اهميت زيادي دارد و اين عمل باعث افزايش طول عمر ذخاير نفتي که تجديد ناپذيرند مي شود . از پلاستيک هاي بازيافت شده در ساختمان سازي ، صنايع بسته بندي ، ساخت ظروف لاستيکي ، نيمکت پارک ها ، ميز و صندلي و ... استفاده مي شود .  



  زباله هاي کاغذي و بازگرداني آنها

کاغذ و مقوا از زباله هاي قابل بازگرداني اند . از آنجا که براي توليد هر تن کاغذ حدود 17 درخت تنومند لازم است و 25 سال طول مي کشد که يک نهال رشد کند و درخت بزرگي بشود و ساختن کاغذ انرژي زيادي لازم دارد . بازگرداني کاغذ به صرفه است . در فرآيند بازگرداني کاغذهاي باطله را در آب گرم به صورت خمير در مي آورند و پس از سفيد کردن خمير کاغذ ، از آن براي تهيه کاغذ استفاده مي شود  



  راه هاي ديگر افزايش عمر منابع طبيعي

يکي ا زمهمترين اين راهها جايگزيني است . امروزه در برخي کشورها با توجه به افزايش مصرف ، براي بازگرداني و هم چنين يافتن جايگزين مناسب براي بعضي از کاربردهاي موادي که از منابع تجديد ناپذير بدست مي آيند بالاخره روزي تمام مي شوند بنابراين براي حفظ اين منابع سعي که از بازگرداني و پيداکردن جايگزين مناسب استفاده کنند . پس امروزه از رشته هاي نوري به جاي کابل هاي مسي در شبکه هاي ارتباطي استفاده مي شود.(جايگزيني )

خودآزمايي
۱- اثر گلخانه اي مدام گاز زير بيشتر است ؟

الف) Co2
ب) CH4
ج) O3
د) Ar



  ۲- طلاي کثيف چيست ؟

الف) نفت
ب)خاک
ج) زباله
د) هواي آلوده
 



  ۳- کدام فلز زير رسانايي بالاتري دارد ؟

الف) نقره
ب)طلا
ج) مس
د) آهن
 



  ۴- بيوگاز از چه گازي تشکيل شده است ؟

الف) H2
ب) O2
ج) N2
د) CH4
 



  ۵- ترکيب Cs2 مشابه کداميک از ترکيب هاي زير از نظر ساختاري است ؟

الف) H2s
ب) Co2
ج) C2H2
د) CH4
 



  ۶- يک عنصر ، رساناي الکتريسيته و گرما است و دماي ذوب آن منفي است ، اين عنصر کدام است ؟

الف) C
ب)Mg
ج)Na
د)Hg
 



  ۷- کداميک قابل بازگرداني نيست ؟

الف) چوب
ب) شيشه
ج) فلز
د) کاغذ و مقوا
 



  ۸- واحد جرم مولي چيست ؟

الف)Kg/mol
ب) g/mol
ج) mol/ اتم
د) هيچکدام
 



  ۹- در يک واکنش موازنه شده جرم فرآورده ها و واکنش دهنده ها چگونه است ؟

الف) جرم فرآورده ها بيشتر است .
ب) جرم واکنش دهنده ها بيشتر است .
ج) جرم فرآورده ها و واکنش دهند ها مساوي است .
د) هيچکدام
 



  ۱۰- کداميک از خواص فلزات نيستند ؟

الف) نقطه ذوب جوش بالا
ب) رسانايي
ج) شکنندگي
د) سطح براق و درخشان
 



  کليد سئوالات

 



  سئوالات تشريحي

۱- قانون بايستگي ماده را با مثال شرح دهيد .

۲- زباله هاي جامد شهي شامل چه موادي است وکداميک قابل بازگرداني است ؟

۳- بيوگاز چيست و چگونه مي توان از يک بيو گاز انرژي توليد کرد ؟

۴- يک مول فلز مس (CU) و يک مول گاز اکسيژن (O2) و يک مول آب (H2O) جرمهاي نا مساوي دارند . در حاليکه از تعداد مساوي ذره تشکيل شده اند ، علت را شرح دهيد .

۵- زباله هاي پلاستيکي را چگوه بازگرداني مي کنند ؟ فايده اين عمل چيست ؟

۶- چگونه مي توان خواص بعضي از عناصر را در جدول مندليف پيش بيني کرد ؟

۷- منظور از واکنش پذيري چيست ؟يک مثال بياوريد .

۸- تحول در صنعت بسته بندي چه اثرات مثبت و منفي بر زندگي انسان داشته است؟

۹- چگونه مي توان با جايگزيني به حفظ منابع طبيعي کمک کرد ؟

۱۰- علت آنکه فلز مس را تجديد ناپذير مي ناميم چيست ؟ توضيح دهيد .




بخش ۴
طلاي سياه ، اندوخته روبه پايان

پس از آب ، نفت فراوان ترين مايع در بخش هاي بالايي پوسته زمين است . نفت يک منبع غني از مواد شيميايي است . حدود 87% هر بشکه نفت براي سوزاندن و 13% براي ساخت بکار مي رود . بي توجهي در مصرف نفت باعث ورود مقادير زيادي Co2 در هوا و آلودگي هوا مي شود .

به زغال سنگ ، نفت خام و گاز طبيعي ، سوخت هاي فسيلي مي گويند . سوخت هاي فسيلي منابعي تجديد ناپذيرند زيرا تشکيل آنها بسيار آهسته است و سرانجام روزي تمام خواهد شد .



  پالايش نفت خام

نفتي که از چاه بيرون آورده مي شود نفت خام نام دارد . پس از جداکردن نمک ها و اسيد ها ،هيدروکربن هاي باقي مانده را پالايش مي کنند . عمل پالايش با تقطير جزء به جزء نفت خام انجام مي شود . در آغاز نفت خام را در کوره تا Cْ 400 گرم مي کنند سپس آن را با پمپ به پائين برج تقطير که بيش از 30 متر ارتفاع دارد مي فرستند . مولکول هاي کوچکتر و سبکتر و زود جوش تر به سوي بالا ستون تقطير مي روند و مولکول ها يسنگين تر و دير جوش تر به سمت پائين برج مي روند .(مطابق شکل ۴- يک برج تقطير، صفحه 118 کتاب.)

برش گازي نفت شامل ترکيبهايي با نقطه جوش پائين است . مولکول هاي اين گازها از ۱ تا ۴ اتم کربن دارند . برش هاي مايع نفت که شامل بنزين ، نفت و روغن هاي سنگين تر هستند شامل مولکول هاي ۵ تا 20 کربن هستند . برش جامد و روغني که حتي در دماهاي بالا بخار نمي شوند مولکول هايي با بيش از 20 اتم کربن هستند .
 



  شيمي آلي

بخشي از علم شيمي است که درباره مواد آلي گفتگو مي کند . ويژگي آشکار ترکيب هاي آلي وجود اتمهاي کربن در همه آنهاست . از اين رو شيمي آلي را شيم يترکيب هاي کربن نيز مي گويند .  



  هيدروکربن هاي سير شده يا آلکان ها

در يک آلکان ، هر اتم کربن با چهار پيوند به چهار اتم ديگر متصل شده است . اين ، بيش ترين تعداد اتمي است که مي تواند به يک اتم کربن ديگر متصل شود . به اين علت آلکان ها راهيدروکربنهاي سير شده مي گويند . نام اعضاي اين خانواده از دو بخش تشکيل شده است . بخش اول تعداد اتم هاي کربن و بخش دوم لفظ " ان " است. متان نخستين و ساده ترين عضو اين گروه است . متان – اتان – پروپان – بوتان – نپتان - هگزان – هپتان – اوکتان – نونان – دکان – نام آلکان هاي ۱ کربنه تا 10 کربنه است .

آلکان ها مي توانند راست زنجير يا شاخه دار باشند . مولکول هايي که فرم مولکولي يکسان دارند ، اما آرايش اتم ها در آنها متفاوت است . هم پارياايزوم مي نامند . آلکان هايي که چهار يا تعداد بيش تري اتم کربن داشته باشند داراي ايزوم هستند . همه ي آلکان ها ، گازها ، مايع ها يا جامدهايي بي رنگ هستند که با افزايش اعداد کربن به نقطه جوش و گرانوري آنها افزايش مي يابد . همه ي آلکان ها در هوا با شعله زرد – آبي تميزي مي سوزند .
 



  سوختن هيدروکربن ها

انرژي نوراني و گرمايي + آب + گازکربن دي اکسيد = گاز اکسيژن + هيدروژن
معادله بالا ، سوختن کامل يک هيدروکربن را نشان مي دهد . انرژي آزاد شده را مي توان بر حسب KG/mol بيان کرد .

اگر مقدار اکسيژن کافي نباشد ، سوختن ناقص خواهد بود .
در سوختن ناقص ، افزون بر کربن د ياکسيد آب ، مقداري کربن مونوکسيد (Co) نيز تشکيل مي شود و در صورتي که اکسيژن باز هم کمتر شود ، مقداري دوده به عنوان فرآورده هاي مرغي توليد مي شود .
 



  بهبود کيفيت سوخت

در سال ۱۹۱۳ ، شيميدان ها فرآيند کراکينگ را براي شکستن مولکول هاي نفت چراغ به مولکول هاي کوچک تر طراح يمي کردند . در اين فرآيند ، نفت چراغ تا حدود Cْ 700 گرم مي شود . برا ينمونه ممکن است يک مولکول با 16 اتم کربن شکسته شود و دو مولکول با ۸ اتم کربن به وجود آيد . در عمل مي توان مولکول هايي را که از ۱ تا 14 يا تعداد بيش تري اتم کربن دارند ، از راه کراکينگ مولکول هاي بزرگ تر بدست آورد . مولکول هاي ۵ تا ۱۲ کربنه براي استفاده در بنزين سودمند هستند . به طور معمول بيش از يک سوم نفت خام کراکينگ مي شود . بازده اين فرآيند را با افزودن کاتاليز گرماي مناسب مانند آلومينيوم اکسيد (AL2O3 ) بالا برده اند . فرايند کراکينگ کاتاليزي از نظر مصرف انرژي کارايي بهتري دارد زيرا به جاي Cْ700 رد دماي Cْ 500 انجام مي شود .  



  عدد اوکتان و روش هاي بالا بردن آن

بنزيني که بيشتر از آلکان هاي راست زنجير مانند هگزان ، هپتان ، و اوکتان تشکيل شده است ، به آساني مي سوزد و موجب کوبش (تق تق کردن ) موتور مي شود .
آلکانهاي شاخ دار در موتور خودروها بهتر از آلکان هاي راست زنجير مي شوند . مثلاً ايزواوکتان که يکي از همپارهاي اوکتان است . بسيار خوش سوز مي باشد .
عدد اوکتان ، عددي براي بيان کردن ميزان خوش سوزي يک هيدروکربن است .هرچي عدد اوکتان بزرگتر باشد خواص ضد کوبش بنزين بيشتر است و بنزين مرغوب تر است . يک راه نسبتاً ارزان براي بالا بردن عدد اوکتان افزودن تترا اتيل سرب pb ئ 4(C2H5) به بنزين است .
 



  هيدروکربن هاي سيرنشده

 

در اين نوع هيدروکربن ها حداقل دو اتم کربن مي توان يافت که به جاي چهار اتم ، تنها با سه يا دو اتم پيوند دارد . آلکن ها و آلکين ها و اتين ساده ترين عضو آلکين هاست .  



  اتن (اتيلن )

 



  اتين (استيلن )

واکنش پذيري هيدروکربن هاي سير نشده ، بيشتر از آلکان ها است .  



  فرآورده هاي پتروشيميايي

امروزه بسياري از اشياء و مواد متداول ساختني هستند که به وسيله صنايع شيميايي از نفت يا گاز طبيعي به دست مي آيند . اين ترکيب ها را فرآورده هاي پتروشيميايي مي نامند .برخي از اين مواد مثل پاک کننده ، حشره کش ها و مواد دارويي و آرايشي به طور مستقيم استفاده مي شوند و ل يبيشتر اين مواد به عنوان ماده اوليه در توليد ترکيب هاي ديگر به ويژه پلاستيک ها بکار مي روند .  



  کاربرد اتن در پتروشيمي

 

يکي از آلکن هاي مهم صنعتي اتن است . واکنش پذيري پيوند ده گانه در اتن بسيار زياد است . از اين رو به آساني مي توان آن را به بسياري از فرآورده ها يسودمند تبديل کرد . براي مثل وقتي که يک مولکول آب با پيوند دوگانه ي يک مولکول اتن واکنش مي دهد اتانول که يک ترکيب سيرشده است و کاربردهاي بسيار زيادي دارد تشکيل مي شود .  



  اتانول (اتين الکل )آباتن (اتيلن )

همچنين از اتن براي تهيه پلاستيک ، پل يتن (پلي اتيلن ) استفاده مي شود که از آن در ساخت کيسه هاي پلاستيکي و ورقه ها يبسته بندي استفاده مي کنند .  



  پلي تن يکي از بسپارهاي (پليمرهاي ) مهم صنعتي است .

بخش ۴_قسمت دوم



  جايگزين نفت

يکي از جايگزين هاي احتمالي نفت ، توليد سوخت مايع از ذغال سنگ است . انرژي هسته اي ، انرژي خورشيدي ، انرژي باد ، انرژي موج هاي دريا و انرژي زمين گرمايي هم مي توانند منابي براي تامين انرژي باشند . همچنين گاز طبيعي که بيشتر CH4 است و به صورت فشرده در مخزن هاي CNG که قابل پر شدن دوباره هستند را مي توان به عنوان سوخت خوردروها جايگزين کرد . براي ساختن هم م يتوان از جايگزين هايي مثل زغال سنگ ، آب و هوا استفاده کرد .  



  خود آزمايي
۱- کدام آلکان زير سريعتر از ليوان بيرون مي ريزد؟

الف) C10H22
ب) C16H34
ج) C8H18
د)C15H32
 



  ۲- فرمول CnH2n+2 مربوط به کدام است ؟

الف) آلکان
ب) آلکن
ج) آلکين
د) همپار
 



  ۳- کدام فرآورده زير در سوختن کامل و ناقص يک آلکان توليد مي شود ؟

الف) C
ب)Co
ج)2Co
د) H2O
 



  ۴- از سوختن يک مول از کدام آلکان هاي زير انرژي گرمايي بيشتري آزاد مي شود ؟

الف) متان
ب) بوتان
ج) اوکتان
د) هپتان
 



  ۵- کداميک کاتاليزگر فرآيند کراکينگ است ؟

الف) SO2
ب) Fe3O4
ج) Fe2O3
د) AL2O3
 



  ۶- کدام هيدروکربن هاي زير در موتور خودروها بهتر مي سوزد ؟

الف) آلکان هاي راست زنجير
ب) آلکن هاي راست زنجير
ج) آلکان ها يشاخه دار
د) هگزان و هپتان
 



  ۷- افزايش تترااتيل سرب چند عدد بر عع اوکتان بنزين اضافه مي کند ؟

الف) يک
ب) دو
ج) سه
د) چهار
 



  ۸- دماي ذوب و جوش آلکان ها با افزايش جرم مولي .......... و گرانوري آنها .......... مي يابد .

الف) کاهش – کاهش
ب) افزايش – افزايش
ج) افزايش – کاهش
د) کاهش افزايش
 



  ۹- وارد شدن عنصرها يديگر در ساختار هيدروکربن ها کدام ويژگي زير را به شدت تغيير مي دهد ؟

الف) دماي جوش
ب) دماي ذوب
ج) گرانوري
د) واکنش پذيري
 



  ۱۰- تفاوت آلکان هاي راست زنجير باهم درکدام است ؟

الف) در تعداد اتم هاي کربن
ب) در تعداد عامل (- CH2 - )
ج) در تعداد اتم هاي هيدروژن
د) هر سه مورد درست است .
 



  کليد سئوالات

 



  سئوالات تشريحي

۱- به نظر شما چگونه مي توان تمام شدن نفت را که يک منبع تمديد ناپذير است به تاخير انداخت ؟

۲- از بنزين ، گازوئيل و قير کداميک سرعيتر جاري مي شود ؟

۳- منظور از برش نفتي چيست ؟ شرح دهيد

۴- عمل کراکنيک چيست و به چه منظور انجام مي شود ؟

۵- چرا متان با اينکه فراوان تر از اتن (اتيلن ) است در صنايع پتروشيميايي بکار نمي رود ؟

۶- انواع سوختن هيدروکربن ها را بنويسيد .

۷- ويژگي مهم آلکان ها چيست ؟

۸- تفاوت هيدروکربن هاي سير شده و سير نشده در چيست ؟

۹- براي ساختن ، چه چيزهايي را مي توان به جاي نفت جايگزين کرد ؟

۱۰- واژه هاي زير را شرح دهيد .
عدد اوکتان – فراورده ها يپتروشيمايي – گرانوري – هم پار – شيمي آلي – آلکان
 

 

 



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 17:49 | نویسنده : عبدلی |
تعیین قطبیت مولکول
مولکول قطبی مولکولی است که دارای سر مثبت و منفی است . یعنی یک طرف آن مثبت و طرف دیگر آن منفی است . بنابراین مولکولهایی که بارهای مثبت و منفی بطور یکسان در آنها پخش نشده باشند قطبی خواهند بود .
برای هر پیوند قطبی میتوان یک بردار قطبیت در نظر گرفت که جهت آن به سمت اتم الکترونگاتیوتر بوده و طول آن به اختلاف الکترونگاتیوی دو اتم بستگی دارد . چنانچه در یک مولکول جمع بردارهای قطبیت پیوندهای آن صفر شود مولکول قطبی می باشد . ولی اگر جمع بردارها صفر نشود مولکول قطبی خواهد بود .
مثلا در مولکولهای CO2 , BH3 , CH4 , SO3 جمع بردارها صفر شده و مولکولها ناقطبی می باشند . ولی در مولکولهای SO2 , H2O , NH3 , HCl , CHCl3 جمع بردارها صفر نشده و مولکولها قطبی می باشند .

راه دیگر برای تشخیص قطبیت یک مولکول استفاده از ساختار لوییس و جفت الکترونهای ناپیوندی اتم مرکزی است که قواعد آن بصورت زیر می باشد .

1- مولکلولهای دواتمی :
الف- اگر دو اتم یکسان باشند مولکول ناقطبی است . مانند O2, H2, Cl2
ب - اگر دو اتم متفاوت باشند مولکول قطبی است . مانند HCl , CO, HF

2- مولکولهای چند اتمی :
الف - اگر اتم مرکزی دارای جفت الکترون ناپیوندی باشد ، مولکول قطبی است . مانند SO2 , H2O , NH3 , H2S

ب - اگر اتم مرکزی دارای جفت الکترون پیوندی باشد :

a- اگر اتمهای متصل به اتم مرکزی یکسان باشند ، مولکول ناقطبی است . مانند CH4 , CCl4 , SO3 , BCl3

b- اگر اتمهای متصل به اتم مرکزی متفاوت باشند ، مولکول قطبی است . مانند CH2Cl2 , CHCl3 , CH2O


تاريخ : جمعه سی و یکم اردیبهشت 1389 | 18:1 | نویسنده : عبدلی |

بخش اول
واکنشهاي شيميايي و استوکيومتري

 



  واکنشهاي شيميايي و استوکيومتري

 

واکنشهاي شيميايي را مي توان به صورت معادله هايي نوشت و در آن از نمادهاي شيميايي عنصرها براي نمايش دادن آنها استفاده کرد. بر طبق قانون پايستگي جرم تعداد اتمهاي هر عنصر بايد در دو طرف معادله يکسان باشد يعني معادله بايد موازنه باشد.  



  موازنه کردن معادله يک واکنش شيميايي

براي موازنه کردن يک معادله ي شيميايي بايستي ضرايب مناسبي براي واکشن دهنده ها و فرآورده ها انتخاب کرد تا تعداد اتمهاي هر عنصر در دو طرف معادله واکنش برابر شود. براي اين منظور چنين عمل مي کنيم:

1- ابتدا معادله ي واکنش را با استفاده از نمادها و فرمولهاي شيميايي مي نويسيم.
2- ترکيبي را که بيشترين تعداد اتم را دارد انتخاب کرده و موازنه را از عنصري در اين ترکيب آغاز مي کنيم که بيشترين تعداد اتمها را دارد. اين عنصر نبايد H يا O باشد.
3- ابتدا اتمهاي H و سپس O را موازنه مي کنيم.
4- مراحل ۲ و ۳ را تکرار مي کنيم تا تعداد اتمهاي هر عنصر در دو طرف معادله برابر باشد.
5- بر طبق قرارداد ضرايب بکار رفته در معادله واکنش بايستي کوچکترين عدد صحيح (غيرکسري ) باشند.

در مورد يونهاي چند اتمي مانند ،PO4-2 , SO4-2 وغيره بايد آنها را به صورت يک مجموعه يا ترکيب در نظر گرفت مثلاً تعداد کل بنيان4-2 SO را در دو طرف موازنه مي کنيم.  



  تمرين :

معادله واکنش زير را موازنه کنيد.
C4H10 + O2 ---> Co2 + H2

ابتدا C4H10 را براي شروع موازنه انتخاب مي کنيم چون بيشترين تعداد اتم را داراست.
براي موازنه C ضريب 4 را براي CO2 قرار ميدهيم . براي موازنه H ضريب 5 را براي H2O قرار ميدهيم.

C4H10 + HO2 ---> 4Co2 + 5H2O
حال در طرف راست 13 اتم O داريم . پس براي O2 در چپ ضريب 2/13 را قرار مي دهيم.
C4H10 + ۱۳/۲ O2 ---> 4Co2 + 5H2O
حالا کل ضرايب را در ۲ ضرب مي کنيم که ضريب کسري نداشته باشيم.
۲C4H10 +۱۳ O2 ---> ۸Co2 ۱۰+H2O  



  تمرين :

معادله واکنش زير را موازنه کنيد.
FeCL2 + AgNO3 ---> Fe(NO3)2 + AgCl

موازنه را از بنيان چند اتمي No3 شروع مي کنيم و ضريب ۲ را براي AgNo3 در سمت چپ قرار مي دهيم.
FeCL2 + 2 AgNO3 ---> Fe(NO3)2 + AgCl
حال براي آنکه Ag در دو طرف موازنه باشد ضريب ۲ را براي AgCL در سمت راست قرار مي دهيم.
FeCL2 + 2 AgNO3 ---> Fe(NO3)2 +2 AgCl
حال معادله موازنه مي باشد.  



  انواع واکنشهاي شيميايي به پنج دسته تقسيم مي شوند.

 

واکنش ترکيبي:
واکنشي است که در آن دو يا چند ماده با هم ترکيب شده و مواد جديدي توليد مي کنند

(2H2(g)+ O2(g) ---> 2 H2O (L

واکنش سوختن :
واکنشي است که در آن يک ماده به سرعت با گاز اکسيژن ترکيب شده و مقدار زيادي انرژي به صورت نور و گرما آزاد مي شود.

(انرژي)2 Mg(S)+O2 (g) ---> 2 MgO (S) + q

واکنش تجزيه:
واکنشي است که در آن ماده با صرف انرژي به مواد ساده تر تبديل مي شود.

(2KCLO3(S) ---> 2KCL (S)+ 3O2(g



واکنش جابجايي يگانه:
واکنشي است که در آن يک عنصر يون جايگزين عنصر يا يون ديگري در ترکيب مي شود.



(Zn(S) + 2 AgNO3(aq) ---> Zn(NO3)2(aq)+ Br2(l

واکنش جابجايي دو گانه:
واکنشي است که در آن جاي دو عنصر در دو ترکيب با هم عوض مي شود.(مانند واکنشهاي رسوبي )

Zn Br2 (ag)+ 2AgNO3(ag) ---> 2 AgBr(S)+ Zn(NO3)2  



  استوکيومتري

استوکيومتري بخشي از شيمي است که با ارتباط هاي کمي بين مقدار مواد شرکت کننده در واکنشهاي شيميايي دهنده ها و فرآورده ها) سرو کار دارد. اين روابط شامل روابط وزني ، مولي ، حجمي و به طور کلي نسبت مقدار عنصرها و ترکيبها در يک واکنش مي شود.  



  روابط مولي – مولي در محاسبه هاي استوکيومتري
استوکيومتري فرمولي

فرمول شيميايي هر ترکيب نشان دهنده ي نوع و تعداد اتمهاي تشکيل دهنده ي آن است. بنابراين مي توان نسبت تعداد اتمهاي (يا مولهاي) هر ترکيب را از روي فرمول شيميايي آن نوشت . به عنوان مثال براي H2O مي توان نوشت :

تعداد اتمهاي H در يک مولکولH2O

تعداد اتمهاي O در يک مولکولH2O

=

تعداد مولهاي H  در يک مول H2O

تعداد مولهاي O در يک مول H2O

استو کيومتري واکنش

يک معادله ي موازنه شده ، رابطه ي کمي بين شمار ذره هاي واکنش دهنده ها و فرآورده ها را نشان مي دهد.
از روي ضريب مواد در معادله موازنه شده مي توان دريافت که مواد با چه نسبتهاي مولي با هم واکنش مي شوند. مثلاً براي معادله زير مي توان گفت که به ازاي هر مول O2 ،م 2 مول H2 مصرف شده و ۲ مول H20 توليد شده است.
2H2 + O2 ---> 2H2O  



  مثال :

از واکنش 5/3 مول NaOH و مقدار کافي H3PO4، چند مول Na2HPO4 مطابق واکنش زير بدست مي آيد؟
NaOH + H3PO4 ---> Na2HPO4 + 2H2O  

1/5mol Na2HPO4

=

1mol Na2HPO4

2mol Na2OH

×

3/0 mol NaOH

=

molNa2HPO4

پاسخ

 



  روابط جرمي – جرمي در محاسبه هاي استوکيومتري

در اغلب مسائل جرم مواد بر حسب گرم آنها داده مي شود. در اين موارد ابتدا جرم را با دانستن جرم مولي به مول تبديل مي کنيم و بعد با استفاده از ضرايب تبديل مناسب، تعداد مول خواسته شده در مسئله را محاسبه مي کنيم. اگر جرم ماده را خواسته باشند دوباره اين مول را به جرم تبديل مي کنيم.

مثال :
چه جرمي از اکسيژن براي واکنش کامل با 1/96 g گاز پروپان C3H8 لازم است ؟
(C3H8 (g) + 5 O2(g) ---> 3 CO2 (g) + 4 H2O (g
C3H8 =44/09 g.mol -1 و O2 = 32/0 mol-1
پاسخ :
ابتدا مولهاي پروپان را محاسبه مي کنيم (با استفاده از جرم مولي پروپان)

2/18  mol C3H8

 =

1 mol  C3H8

44/09g C3H8

 ×

96/1 g C3H8

 =

Mol C3H8


10/9 mol O2

=

5 mol o2

1mol C3H8

×

2/18 mol C3H8 

=

Mol O2  


با استفاده از جرم مولي O2 ، جرم اکسيژن را بر حسب گرم محاسبه مي کنيم.

349g O2

 =

32/0g O2

1mol  O2

 ×

10/9 mol O2 

 =

g O2

 



  خواص مواد

مواد مورد استفاده در آزمايشگاه يا صنعت کاملاً خالص نيستند و معمولاً ناخالصي به همراه دارند. با وارد کردن درصد خلوص در محاسبه ها مي توان مقادير مورد نياز از ماده ي ناخالص را محاسبه کرد.
جرم مورد نياز از ماده ي خالص = درصد خلوص × جرم مورد نياز از ماده ناخالص
مثال : اگر بخواهيم مقدار ۲/۳۴ گاز C2H2 را از واکنش ميان CaC2(S) و آب کافي بدست آوريم چند گرم CaC2(S) ناخالص با درصد خلوص ۷۵ % نياز داريم؟

(CaC2(S) + 2H2O(L) ---> Ca(OH)2(aq)+ C2H2(g

(CaC2 = 64/1 g.mol-1 و C2H2 = 26 g.mol-1)

 0/09 mol C2H2

=


1mol C2H2

26 g C2H2

×

2/34 g C2H2

=

mol C2H2 

پاسخ


0/09 mol CaC2 خالص

=

1mol CaC2

1mol C2H2

×

0/09mol C2H2

=

mol CaC2  خالص

پاسخ


5/77g cac2

=

(64/1g cac2)

(1mol cac2)

×

0/09mol CaC2 خالص

=

 g CaC2 خالص 

پاسخ


7/69 cac2 ناخالص

=

(100g cac2ناخالص)

75 g cac2 خالص

×

  5/77 g cac2  خالص

=

 g CaC2 ناخالص   

پاسخ

 



  روابط حجمي گازها در محاسبه هاي استوکيومتري

 

در فشار و حجم ثابت يک مول از گازهاي مختلف حجم ثابت و برابري دارند. همانطور که مي دانيد حجم گازها تابعي از فشار و دما است در شرايط STP (دما ْ 0 C و فشار  1 atm) هر مول گاز حجمي برابر  L۲۲/۴  اشغال مي کند.
در حل بعضي مسايل استوکيومتري گازها مي توان با استفاده از قانون نسبتهاي حجمي ، ضريب تبديل حجمي – حجمي مناسب را از روي معادله ي موازنه شده پيدا کرد. در شرايط غير STP مي توان با استفاده از چگالي گازها مقدار جرم آنها را به حجم يا برعکس تبديل کرد.

چگالي

=

جرم

حجم


مثال :
چند ليتر گاز H2  از واکنش 80/4 منيزيم با مقدار اضافي هيدروکلريک اسيد در شرايط متعارفي توليد مي شود؟
(Mg (s) + 2 Hcl (aq) ---> Mg Cl 2 (aq) + H2 (g

0/2 mol Mg

  =

1mol Mg

24 g Mg

×

4/80 g Mg

=

mol Mg  

پاسخ


0/2 mol H2

  =

1mol H2

1mol Mg

×

0/2 Mol Mg

=

mol H2 

پاسخ


4/48 L H2

  =

22/4 L H2

1 mol H2

×

0/2 Mol H2

=

L H2 

پاسخ

غلظت مولي


بيشتر واکنشهاي شيميايي در محلولها و بخصوص محلولهاي آبي صورت مي گيرند. استوکيومتري واکنشها بر حسب مول تفسير مي شو. بنابر اين در محاسبه هاي استوکيومتري محلولها از «غلظت مولي» استفاده مي کنيم. غلظت مولي يا مولاريته عبارت است از تعداد مولهاي حل شده از يک ماده در ليتر محلول.

n ® تعداد مولهاي حل شده

v ® حجم بر حسب ليتر

=

Mغلظت مولي


براي تهيه محلولهاي رقيق مي توان از رقيق کردن محلولهاي غليظ تر استفاده کرد. طبق فرمول زير :

n=M × V = M × v

غليظ  غليظ  رقيق رقيق



مثال : براي تهيه mol ۵  محلول kmno4  با مولاريته ۰۲/. چند گرم از ماده حل شده لازم است ؟
KMno4 = 158 g mol-1

= 0/01 mol KMno4

0/02 mol KMno4

mol KMno4 = 500 ml  × محلول

1000 ml  محلول


1/58= gKmno4

158 g Kmno4

پاسخ  g KMno4 = 0/01 mol ×

1 mol Kmno4


محاسبه هاي استوکيومتري در واکنشهاي انجام شده با غلظت معين را به هم اضافه مي کنيم در واقع تعداد مول مشخصي از هر يک از واکنش دهنده ها را در کنار هم قرار داده ايم. با استفاده از رابطه ي حجم – غلظت ، تعداد مول واکنش دهنده ها محاسبه مي شود و با استفاده از نسبتهاي مولي در معادله ي موازنه شده واکنش تعداد مول فرآورده ها محاسبه مي شود.  

مثال :
چه حجمي از گاز H2S در شرايط STP مي تواند از واکنش K2S اضافي با L ۱/۶۵ محلول HCL  ۰/۵۵۲ مولار بدست آيد؟

1 mol H2S

2 mol HCL

پاسخ  mol H2S = 0/911 mol HCL ×


=1/58 g

Kmno4

158 g Kmno4

پاسخ  g KMno4 = 0/01 mol ×

1 mol Kmno4

محاسبه هاي استوکيومتري در واکنشهاي انجام شده با غلظت معين را به هم اضافه مي کنيم در واقع تعداد مول مشخصي از هر يک از واکنش دهنده ها را در کنار هم قرار داده ايم. با استفاده از رابطه ي حجم – غلظت ، تعداد مول واکنش دهنده ها محاسبه مي شود و با استفاده از نسبتهاي مولي در معادله ي موازنه شده واکنش تعداد مول فرآورده ها محاسبه مي شود.
مثال : چه حجمي از گاز H2S در شرايط STP مي تواند از واکنش K2S اضافي با L ۱/۶۵ محلول HCL  ۰/۵۵۲ مولار بدست آيد؟
(۲HCL (ag) + K2S (ag) ---> H2S (g) + 2kcl(ag
n = M.V
nHCL(ag) = 1/65 L * 0/552 mol/l = 0/911 mol HCL

1 mol H2S

2 mol HCL

پاسخ  mol H2S = 0/911 mol HCL ×

 

22/4 L H2S

1 mol H2S

پاسخ : L H2 S = 0/4555 mol H2S ×

 



  واکنش دهندي محدود کننده

در هنگام انجام واکنشهاي شيميايي معمولاً يکي از واکنش دهنده ها به مقدار کمتر از مقدار استوکيومتري وجود دارد. بنابراين در جريان واکنش زودتر از واکنش دهنده هاي ديگر به مصرف مي رسد و تمامي مي شود.
اين ماده تعيين کننده پيشرفت واکنش است و آن را محدود کننده مي نامند. واکنش دهنده هاي ديگر را که پس از پايان واکنش نيز مقداري از آنها در ظرف مي ماند، واکنش دهنده هاي اضافي مي نامند.
باتوجه به نسبتهاي مولي مي توان در مسايل واکنش دهنده ي محدود کننده را مشخص کرد.  



  مثال :


از واکنش g۵۰ فلزي روي با g ۱۵۰ نيترات نقره چند گرم نقره را مي توان بدست آورد؟
Ag = 108 g mol و ۱-AgNO3  170 =  g mol و۱- ZN = 65/4 g mol ۱-
پاسخ :
ابتدا معادله موازنه شده ي واکنش را مي نويسيم و تعداد مول مواد واکنش دهنده را تعيين مي کنيم.
2 AgNO3 + Zn ---> 2 Ag + Zn( NO3)2

= 0/882 mol Ag

(

2mol Ag

2mol AgNo3

)

پاسخ : mol Ag = 0/882 mol AgNo3


۸۸۲/.=  Mol AgNO3

(

1mol Ag NO3

)

پاسخ : mol AgNO3 = 150 g AgNO3

170gAgNO3


حال بايد ماده محدود کننده را مشخص کنيم . فرض کنيم که ZN   ماده محدود کننده است. با استفاده از نسبتهاي مولي مقدار AgNO3 لازم براي واکنش با ZN  موجود را محاسبه مي کنيم.

= 1/53 mol AgNO3 مورد نياز

(

2mol AgNo3

1mol Zn

)

پاسخ : mol AgNo3 =0/765 mol Zn


با مقايسه  AgNo3  مورد نياز و AgNo3 موجود در صورت مساله متوجه مي شويم که انتخاب ما صحيح نبوده و  ماده محدود کننده است.

= 0/882 mol Ag

(

2mol Ag

2mol AgNo3

)

پاسخ : mol Ag = 0/882 mol AgNo3


= 95/256 g Ag

(

108 g Ag

1mol Ag

)

پاسخ : g Ag = 0/882 mol Ag

 



  بازدهي واکنشهاي شيميايي

در بسياري از واکنشهاي شيميايي مقدار فرآورده هاي بدست آمده کمتر از مقدار محاسبه شده است. مقدار فرآورده هاي مورد انتظار از محاسبه ها را «بازده نظري» مي گويند. اغلب «بازده عملي» کمتر از بازده نظري است.

۱۰۰×

بازده عملي

بازده نظري

= بازده درصدي


با محاسبه بازده نظري (بيشترين مقدار ممکن فرآورده) با استفاده از واکنش دهنده ي محدود کننده مي توان بازده درصدي را محاسبه کرد.

مثال :
در يک آزمايش واکنشي ميان LiBH4  به مقدارg ۵  و مقدار زيادي NH4Cl  انجام شده و B3N3H6  به مقدار 2/16 بدست آمده . معادله واکنش به صورت زير است.
3 LiBH4 + 3 NH4Cl ---> B3N3H6 + 9 H2 + 3 B3N3H6
بازده درصدي واکنش را محاسبه کنيد.
B3N3H6 = 80/4 mol -1 , LiBH4 = 21/79 g . mol

پاسخ :
در صورت مساله مشخص شده است که LiBH4 واکنش دهنده ي محدود کننده است.

= 0/230 mol LiBH4

(

1mol LiBH4

21/79 g LiBH4

)

پاسخ : mol LiBH4 = 5 g LiBH4

 

= 0/076 mol B3N3H6

(

1mol B3N3H6

3 mol LiBH4

)

پاسخ : mol  B3N3H6 = 0/230 mol  LiBH4


= 6/16 g B3N3H6

(

80/49g B3N3H6

1 mol B3N3H6

)

پاسخ : g B3N3H6 = 0/076 mol B3N3H6


 * 100 = %35/06

2/16g B3N3H6

6/16g B3N3H6 

بازده درصدي =

 



  سوالات :
1- چند گرم گاز H2 در اثر واکنش کامل ۵۷ / ۸۰ گرم فلز ليتيم با آب تشکيل مي شود؟

(H2 = 2/016 g  و Li = 6/94 g)
11/70 gH2 پاسخ  



  2- در حرارت هاي بالا گوگرد با آهن ترکيب شده آهن Õ سولفيد قهوه اي رنگ مي دهد.
Fe + S ---> Fe S
در تجربه اي مقدار 7/62 گرم آهن با 8/68 گرم گوگرد واکنش داده شده است.

الف ) کدام يک از دو واکنش دهنده محدود کننده است ؟ Fe : پاسخ
ب ) جرم Fes توليد شده را محاسبه کنيد.    : پاسخ 12 g
ج) چندگرم از ماده ي اضافي در پايان واکنش باقي مي ماند؟ 4/30 g : پاسخ  



  3- چند گرم Ca(CL04)2 از واکنش 12/5 گرم Cao با ۷۵ گرم HClo4 قابل توليد است؟
CaO + 2 HCLO4 ---> Ca(CL04)2 + H2O
(Ca(CL04)2 239 = g و HCLO4 = 100 g و Cao = 56 g)

پاسخ : 53/3 g  



  4- چند گرم ماده ي واکنش دهنده پس از واکنش CaO 0/223 mol با0/75 HCLO4 باقي خواهد ماند؟
(CaO = 56 g و HCLO4 = 100 g)

پاسخ: 30/4 g  



  5- چند گرم سديم سولفات Na2SO4 لازم است تا محلول ۲۵۰ ميلي ليتري که غلظت آن 0/683 مولار است تهيه شود؟

پاسخ : 142/1 g  



  6- چگونه مي توان از اسيد نيتريک غليظ با مولاريته ، ۵ ليتر اسيد نيتريک ۶ مولار تهيه کرد؟



  7- از مقدار 20 گرم N2 و 300 گرم Br2 در طي واکنش غيرموازنه ي زير :
N2 + Br 2 <--- NBr3
چند گرم فرآورده ممکن است بدست آوريم ؟
(NBr3 = 235/7g , Br2 = 159/8 g , N2 = 28g)

پاسخ : 318/9 g  



  8- يک کارخانه ، آمونيوم فسفات را به عنوان کود توليد مي کند. از ترکيب g ۶۳/۱ از اين کود با NaoH اضافي مقدار g۲۰ گاز NH3 توليد شده است. چند درصد کود به کار رفته در واکنش خالص بوده است ؟

NH3 = 17 g ,  (NH4)3PO4 = 149 g
3NaOH + (NH4)3PO4 ---> 3 NH3+ 3H2O + Na3PO4
پاسخ: %92/6

9- در واکنش زير براي تهيه گاز H2 چند گرم گاز H2 را مي توان از ۹ گرم HCL  و 50 گرم ZN تهيه کرد؟
2 HCL + ZN ---> H2 + ZNCL2
( H2 =2/016 g , HCl =36/46 g , Zn = 65/39 g )
1/542g :  پاسخ

10- معادلات شيميايي زير را موازنه کنيد.
الف) C6H5CL + SiCL 4 + Na ---> (C6H5)4 Si+ NaCL
ب ) HNO2 ---> HNO3 + NO + H2O
ج ) HBrO3 + HBr ---> Br2 + H2O
د ) As2o3 + KI + HCL ---> AsI3 + KCL + H2O



تاريخ : یکشنبه بیست و ششم اردیبهشت 1389 | 19:30 | نویسنده : عبدلی |

بخش ۲
ترماديناميک شيمي



  گرما و دما

هر گاه دو جسم با دماهاي متفاوت با هم تماس حاصل کنند گرما از جسمي که دماي بيشتر دارد به جسمي که دماي کمتري دارد جاري مي شو. بنابر اين مي توان گفت که گرما نوعي انرژي است حال آنکه دما معياري است که ميزان سردي و گرمي اجسام را مشخص مي کند.  



  يکاهاي انرژي

يکاها يا واحدهاي رايج انرژي کالري و ژول هستند. کالري مقدار گرماي مورد نياز براي افزايش دماي يک گرم آب خالص به اندازه يک درجه سلسيوس است. ژول انرژي لازم براي بالا بردن جسمي به جرم kg ۱ به ارتفاع10 CM از سطح زمين است . براي اندازه گيري مقادير ترموديناميکي بيشتر از kj و kcl استفاده مي شود.  



  ظرفيت گرماي

«ظرفيت گرمايي» يک جسم ، گرماي مورد نياز براي افزايش دماي آن به اندازه يک درجه سلسيوس است. «ظرفيت گرمايي ويژه» گرماي مورد نياز براي افزايش دماي يک گرم از جسمي به اندازه ي يک درجه سلسيوس است.

q

m.t

   = C   ®

مقدار گرماي مبادله شده

تغيير دما × جرم جسم

= ظرفيت گرمايي ويژه



يکان ظرفيت گرمايي ويژه ۱-C . g-۱ . j ْ و يا ۱-K. j-۱ .g ْ است.
«ظرفيا گرمايي مولي » مقدار گرماي لازم براي افزايش دماي يک مول از يک ماده به اندازه يک درجه سلسيوس است و يکان آن  ۱- C ْ .۱-  j.mol مي باشد.
مثال : باkj  ۴۵ انرژي ، دماي چند کيلوگرم آب  c ْ۰۱ ا فزايش مي يابد . ظرفيت گرمايي ويژه آب برابر c ْ-۱.j.g-۱ 4/148 مي باشد.
g = mcΔT
(۴۵۰۰ j = m (4/184 .  j . g -1 .ْ c -1 ) (10ْ c

 = 1075/5 g

45000 J

(4/184 J. g -1. ْc) (10 ْC)

m =

 



  سيستم و خواص آن



به بخشي از جهان که براي مطالعه انتخاب مي شود، «سيستم» مي گويند. هنگامي که سيستم مشخص شد، هر چيز ديگري که پيرامون آن باشد «محيط» آن سيستم مي نامند. خواص قابل اندازه گيري سيستم مثل حجم، فشار و دما را خواص ترموديناميکي سيستم مي نامند.  



  خواص ترموديناميکي :

1- خواص مقداري : به مقدار ماده وابسته است مانند جرم و حجم
2- خواص شدتي : به مقدار ماده بستگي ندارد مانند دماي ذوب و جوش  



  جريان انرژي در سيستم

هر ذره در سيستم داراي انرژي جنبشي و پتانسيل است. مجموع اين انرژيها براي ذرات تشکيل دهنده سيستم انرژي دروني سيستم ناميده مي شود. در يک سيستم شيميايي تغيير انرژي دروني Δ E عبارت است از :

 ΔE =  E پاياني - Eآغازي =  E فرآورده – Eمواد اوليه = E2 – E1

بايد توجه داشت که تغيير انرژي در سيستم با تغيير انرژي محيط اطراف آن همراه است. به عبارت ديگر کل انرژي جهان ثابت است . بنابر اين هر تغيير در انرژي يک سيستم ترموديناميکي با تغيير ديگري در محيط متعادل مي شود.اگر انرژي محيط پيرامون آن افزايش مي يابد و برعکس. نمودارهاي تغيير انرژي دروني مطابق زير است.  



  نمودار

 



  تابع حالت و وابسته نبودن انرژي دروني به مسير

اگر براي انجام فرآيندي مسيرهاي متفاوتي وجود داشته باشد، تغيير انرژي دروني سيستم در تمام مسيرها يکسان است و فقط به حالت آغازي و پاياني سيستم وابسته است بنابر اين انرژي دروني يک تابع حالت است. به عنوان مثال يک واکنش گرماده مثل سوختن اکتان را در نظر بگيريد.

گرماي حاصل از اين واکنش ممکن است صرف انجام کار (به حرکت درآمدن خودرو) و يا گرم کردن موتور خودرو شود، يا در حالتي ديگر کل گرماي حاصل از واکنش به محيط اطراف داده شود ولي در کليه حالتها تغيير انرژي دروني يکسان است.
 



  قانون اول ترموديناميک

انرژي کل جهان ثابت است. انرژي نه بوجود مي آيد و نه از بين مي رود، اما مي تواند به سه طريق زير تغيير کند:
1- از طريق بدست آوردن يا از دست دادن گرم (q) که در اينصورت
ΔE=-g,+g

2- از طريق انجام کار توسط سيستم روي محيط و يا توسط روي سيستم که در اينصورت
w,-w=ΔE+
3- از طريق مبادله ي گرما و کار با محيط خارج هر دو در يک زمان که در اينصورت
ΔE = w+q
نتيجه اينکه کار و گرما انواع متفاوت انرژي هستند که به هم تبديل مي شوند. Δ E مي تواند مثبت و هم منفي باشد. منفي بودن به معناي گرماده بودن و انجام کار توسط سيستم روي محيط است. مثبت بودن به معناي گرماگير بودن و انجام کار توسط محيط روي سيستم است.  



  کار ناشي از انبساط

وقتي گازي منبسط مي شود روي محيط خود کار انجام مي دهد و اين نوع کار را کار انبساطي يا کار ناشي از انبساط مي گويند. چون اين نوع کار ناشي از تغيير حجم است. مقدار pv کار انجام شده توسط يک سيستم در فشار ثابت است. کار pv مي تواند توسط واکنش شيميايي که حجم آن در ضمن واکنش افزايش مي يابد صورت گيرد.
يعني کل حجم فرآورده ها بيشتر از کل حجم واکنش دهنده ها باشد.

تغيير حجمp - Δv فشار = w کار انجام شده

اگر تعداد مول گازهاي فرآورده بيش از تعداد مول گازهاي واکنش دهنده باشد
ΔV > 0 <--- منفي است W

اگر تعداد مول گازهاي فرآورده مساوي با تعداد مول گازهاي واکنش دهنده باشد
ΔV = 0 ---> W = 0

اگر تعداد مول گازهاي فرآورده کمتر از تعداد مول گازهاي واکنش دهنده باشد
ΔV <0 ---> W مثبت است

آنتالپي

آنتالپي عبارت است از تغيير انرژي يک سيستم در فشار ثابت . آنتالپي يک تابع حالت است و تغيير آن فقط به آغازي و پاياني فرآيند بستگي دارد و با Δ H نشان داده مي شود
واکنش دهنده ها H - H فرآورده ها= ΔH
آنتالپي مربوط به مبادله انرژي همراه با انجام کار توسط سيستم روي محيط پيرامون يا برعکس است و ميزان آن با تغيير انرژي دروني تفاوت دارد.
در يک واکنش گرماده ، گرما آزاد مي شود و آنتالپي سيستم کاهش مي يابد مثل سوختن متان ΔH < 0
در يک واکنش گرماگير ، گرما وارد سيستم مي شود و آنتالپي سيستم افزايش مي يابد. ذوب شدن يخ ΔH>0



  حالت استاندارد

براي اينکه اندازه گيري گرما همه ي واکنشها در شرايط يکساني انجام گيرند، شرايط ويژه اي به نام حالت استاندارد ترموديناميکي ، تعيين شده است. حالت استاندارد ترموديناميکي ، پايدارترين شکل ماده خالص در فشار يک اتمسفر و دمايي مشخص (معمولاً دماي اتاق ، ۲۵ ْ C) تعريف مي شود ، براي اينکه مشخص باشد اندازه گيريها در شرايط استاندارد انجام شده علامت « ْ» را بالاي خاصيت اندازه گيري شده قرار مي دهند. مثل ْ ΔH  



  برخي از تغيير آنتالپي هاي مهم

1- آنتالپي تشکيل ( تشکيل ْ ΔH) :
گرماي تشکيل برابر مقدار گرمايي است که موقع تشکيل يک مول از ترکيب از مواد ساده ي سازنده اش در فشار ثابت حاصل مي شود.
(C(S) + 2H2(g) ---> CH4(g
ΔH ْ تشکيل = - I74/9KJ
آنتالپي تشکيل مي شود مثبت يا منفي باشد ( تشکيل شدن گرماگير يا گرماده باشد) . آنتالپي تشکيل پايدارترين دگر شکل يک عنصر در حالت استاندارد صفر در نظر گرفته شده است .

۲ – آنتالپي سوختن ( سوختن ΔH) :
گرماي حاصل از سوختن يک مول از ماده در مقدار کافي اکسيژن خالص در فشار ثابت را آنتالپي سوختن مي نامند. مثلاً از سوختن يک مول متان Kg۸۰۲/۷ گرما آزاد مي شود.

۳ – آنتالپي ذوب (ذوب ΔH) :
مقدار گرماي لازم براي ذوب شدن يک مول ماده را آنتالپي ذوب آن ماده مي نامند. مثلاً براي ذوب کردن يک مول نفتالن kg ۱۸/۹۸ گرما لازم است.

۴ – آنتالپي تبخير (تبخير ΔH)
وقتي يک مول از ماده اي تصعيد شود، تغيير آنتالپي اين فرآيند را آنتالپي تصعيد مي نامند. يک مول يخ خشک در فشار معمولي مستقيماً به گاز CO2 تبديل مي شود و Kg۲۵/۲ گرما مي گيرد.

5 – آنتالپي پيوند :
اتمهاي H در مولکول H2 توسط پيوند کووالانسي به هم متصل شده اند. براي شکستن اين پيوند بايد انرژي مصرف شود. به انرژي لازم براي شکستن پيوند انرژي تفکيک پيوند يا آنتالپي پيوند مي گويند.
اين مقدار براي ملکول H2 برابر KJ۴۳۵ است.  



  تعيين آنتالپي واکنشهاي شيميايي



گرماي يک واکنش را مي توان به روش مستقيم يا غير مستقيم تعيين کرد. در روش مستقيم بايد مقداري از واکنش دهنده ها را در شرايط مناسب بر هم اثر داد و گرماي حاصل را توسط گرماسنج اندازه گرفت. اما گرماي بسياري از واکنش ها را نمي توان به طور مستقيم اندازه گيري کرد چون در شرايط سختي انجام مي شوند. گرماي چنين واکنشهايي را از روش غيرمستقيم محاسبه مي کنند.  



  روشهاي غيرمستقيم تعيين آنتالپي

بر طبق قانون هس «اگر يک واکنش جمع دو يا چند واکنش ديگر باشد، Δ H واکنش کلي مجموع مقادير Δ H همه ي واکنشهاي تشکيل دهنده آن است.

مثال :Δ H واکنش زير را بدست آوريد
2NH3(g) + 3 N2O(g) ® 4 N2(g) + 3 H2O (l) Δ

1) 4 NH3(g) + 3 O2 (g) ---> 2N2(g) + 6 H2O (l) ΔH = -153 kj
2) N2o (g) + H2 (g) ---> N2 (g) + H2O (l) Δ H = -367/4 kj
3) H2(g) ---> N2 (g) + H2O (l) Δ H = -285/9kj

پاسخ : چون معادله مورد نظر داراي ۲ مول NH3 در طرف چپ است معادله ي اول را بر ۲ تقسيم مي کنيم.
Δ H معادله اول هم بر ۲ تقسيم مي شود.

معادله دوم و Δ H آن را در ۳ ضرب مي کنيم تا ضريب N2O با ضريب معادله ي مورد نظر يکي شود. براي حذف H2۳ از سمت چپ بايد معادله سوم را در ۳ ضرب کرده و سپس آن را وارونه کنيم. علامت با ضريب معادله ي مورد نظر يکي شود. Δ H آن هم تغيير مي کند (چون وارونه شده)
1) 2 NH3(g) + 2/1 O2 (g) ---> N2(g) + 3 H2O (l) ΔH = -765/5 kj
2) 3 N2o (g) +3 H2 (g) ---> 3N2 (g) +3 H2O (l) Δ H = -1102/2 kj
3) 3 H2O (l) ---> 3 H2(g)+ ½ o2 (g) Δ H = + 85/7 kj
اين معادله ها و Δ H هاي آن را با هم جمع مي کنيم. موارد مشابه را از دو طرف حذف مي کنيم.

NH3 (g) + 3 N2O (g) ---> 4 N2(g) + 3 H2O (l
Δ H =-2
1010 kj  

استفاده از آنتالپي پيوند..



  استفاده از آنتالپي پيوند براي محاسبه گرماي واکنش :

در يک واکنش شيميايي برخي پيوندها در واکنش دهنده ها شکسته مي شوند و پيوندهاي تازه اي در فرآورده ها تشکيل مي شود. مي دانيد که شکستن پيوندها گرماگير و تشکيل پيوند گرماده است.

تشکيل پيوندها ΔH + شکستن پيوندها ΔH = واکنش ΔH
و همچنين به صورت زير هم مي توان با استفاده از انرژي پيوند گرماي واکنش را محاسبه کرد.

مجموع انرژيهاي پيوند تشکيل شده [-] مجموع انرژيهاي پيوندهاي شکسته شده [ = واکنش H]

مثال :
اگر متان با گاز کلر واکنش دهد يکي از فرآورده ها تتراکلريد کربن است. با استفاده از جدول انرژي پيوند واکنش HΔ را محاسبه کنيد و تعيين کنيد واکنش گرماده است يا گرماگير .

CH4 (g) + 4 CL2 (g) ® CCL4 (g) + 4 HCL
 

مقدار بي نظمي يک سيستم يا بي نظمي مولکولي را آنتروپي مي نامند. آنتروپي را با حرف «S» نشان مي دهيم.

آنتروپي هم يک تابع حالت است. تغيير آنتروپي يک سيستم را مي توان به صورت زير نوشت :
ΔS = آغازيS - پايانيs  



  در پيشرفت خود به خودي يک فرآيند دو عامل زير دخالت دارند:

۱)کاهش سطح انرژي دروني مواد موجود در سيستم (از طريق آزاد ساختن انرژي و يا گرماده بودن)

۲)افزايش ميزان بي نظمي يا آنتروپي سيستم (کاهش نظم سيستم)

با در نظر گرفتن دو عامل بالا چهار حالت ممکن است بوجود بيايد.
پيش رفت واکنش خود به خود است <--- ΔS>0 و ΔH<0 اگر
واکنش خود به خود پيشرفت نمي کند <--- ΔS<0 و ΔH>0 اگر
از عوامل آنتروپي و انرژي دروني هر کدام اثر بيشتري داشته باشند واکنش را کنترل مي کنند.
ΔH <0 و Δ S<0 يا ΔH >0 و ΔS> 0
عواملي چون افزايش دما ، افزايش حجم ، افزايش تعداد ذره هاي موجود در سيستم و افزايش تعداد مولهاي گازي در فرآورده ها به افزايش بي نظمي سيستم و پيشرفت خود به خود واکنش کمک مي کند.  



  سوالات
۱ – با در دست داشتن معادله هاي زير
FeO(S) + H2(g) ---> Fe(s) + H2O (g) ΔH = 24/7 KJ
FeO (S) + ½ O2 (g) ---> Fe3O4 (S) ΔH = -317/6Kj
H2(g) + ½ O2 (g) ---> H2O (g) ΔH = -24/18 kj
مقدار ΔH واکنش زير را محاسبه کنيد.
3 (Fe(s) + 4H2O(g) ---> Fe3O4 (S) + 4 H2(g)

149/9 KJ- :پاسخ  



  ۲ – تعيين کنيد چه مقدار گرما لازم است تا بتوانيم ۰۱ گرم آب مايع با دماي ْc ۹۲ را به بخار آب با دماي 115 ْc تبديل کنيم. (گرماي تبخير آب برابر 2260 j/g مي باشد و ظرفيت گرمايي ويژه ي آب برابر 4/184 است )

۲۳۲۴j = q : پاسخ  



  3– با توجه به مقادير آنتالپي هاي سوختن داده شده براي مواد مقدار H Δ واکنش زير را تعيين کنيد.
3 C2H2 ---> C6H6
ΔH سوختن C2H2 = -1305 KJ.mol -1
ΔH سوختن C6H6 = - 327KJ . mol-1

KJ 642- = ΔH : پاسخ  



  4 – وقتي يک مول CH4 در فشار ثابت مي سوزد مقدار 890 KJ انرژي گرمايي توليد مي کند. اگر 5/8 g از گاز متان در فشار ثابت بسوزد مقدار H Δ مربوط به آن را محاسبه کنيد.

ΔH = گرماي آزاد شده = 320  



  5– يک سيستم با حجم 25 ليتر ، مقدار kj ۱ گرما جذب مي کند. مقدار ΔE سيستم را در حالتهاي زير محاسبه کنيد.

الف ) اگر گرما در حجم ثابت توسط سيستم جذب شود. 1KJ = ΔE : پاسخ

ب ) اگر سيستم در فشار ۱ amt منبسط شود و به حجم 28/95 ليتر برسد.
ΔE = 0/6 KJ

ج) اگر سيستم منبسط شود در فشار 0/56 Atm و به حجم 42/36 ليتر برسد.
پاسخΔE = 0  



  6– در يک ظرف گرماسنج 50 g از محلول سديم هيدورکسيد و 50g از محلول هيدروکلريک اسيد با دماي ۲۲ cْ را واکنش مي دهيم. دما افزايش مي يابد و به 28/87 ْc مي رسد. اگر از ظرفيت گرمايي ويژه ي گرما سنج صرف نظر شود مقدار گرماي آزاد شده در واکنش زير را محاسبه کنيد

(HCL (aq) + NaOH (aq) ® NaCL (aq) + H2O (l
(ظرفيت گرمايي ويژه محلول برابر 4/18 مي باشد)
پاسخ q = - 2871/66 j  



  7– با دردست داشتن معادله هاي زير :
2NH3(g)+3 N20 (g) ® 4 N2(g)+ 3 H2 O (g) ΔH = -1010 KJ
4NH3 (g)+ 3 o2 (g) ® 2N2(g)+ 6H2O (L) ΔH = -153 KJ
مقدار ΔH واکنش مقابل را محاسبه کنيد.
(N2(g) + ½ o2 ---> N2O(g

ΔH = 81/5 KJ  



  8– مقدار 15g از يک نمونه از فلز طلا ( با ظرفيت گرمايي مولي برابر با j. c-1.mol-1۲۵/۴ ) حرارت داده مي شود تا از دماي 16/1 ْc به دماي 49/3 ْC برسد. مقدار گرماي جذب شده توسط طلا را محاسبه کنيد.

AU = 197 g/mol
q = 64/2 j  



  ۱۰ – يک قطعه فلز آهن به جرم 25 و دماي 14/4 Cْدر تماس با يک قطعه طلا به جرم 35g و دماي 64/1 قرار گرفته است؟

129/0 = طلا C
آهن C = 0/451
الف ) با فرض اين که هيج گرمايي توسط سيستم مشترک از دست نرفته دماي نهاي آهن را تعيين کنيد.
ب ) فلز آهن چه مقدار گرمابه دست آورده است؟
ج ) فلز طلا چه مقدار گرما از دست داده است ؟

الف )28/6 ْC
ب )۲ ۱۰× 1/6 j
ج)۲۱۰× j1/6



تاريخ : یکشنبه بیست و ششم اردیبهشت 1389 | 19:25 | نویسنده : عبدلی |