وبلاگ صنایع شیمیایی دانشگاه فنی انقلاب اسلامی تهران

در عصری که گستره اطلاعات و دانش لحظه به لحظه فزونتر می‏شود، بشر ناگزیر از ایجاد نظام‏های قوی و منسجم اطلاع ‏رسانی است. در هر رشته روزانه صدها کتاب، مقاله، پایان‏ نامه، نرم ‏افزار و دیگر منابع اطلاعاتی تولید می‏شود که هر یک سخنی نو برای گفتن دارد و محققان نیز از محتوای آن بی ‏نیاز نیستند. در این عرصه تنها یاریگر پژوهشگران پایگاه‏های اطلاع ‏رسانی هستـند.

 

از آنجا که علم شیمی نیز به تناسب رشد فکری مخاطبان و برای پاسخگویی به پرسش‏های جدید، رو به گسترش است، جای خالی یک نظام منسجم اطلاع ‏رسانی در زمینه منابع شیمی به خوبی احساس می‏شود .

 

از آن هنگام که من شروع به خواندن موضوعات مختلف در این وبلاگها نمودم جای خالی مطالب شیمی  را در میان دیگر وبلاگها  به راحتی احساس کردم و تصمیم گرفتم مطالب جالب و خواندنی که باعث بالا رفتن اطلاعات خودم و دوستان بشود را در وبلاگ صنایع شیمیایی دانشکده فنی انقلاب اسلامی بیاورم امید دارم که دوستان من را در این راه یاری کنند .

در آزمايشگاه چه نكات مهمي را بايد رعايت كنيم؟

1- هرگز بدون روپوش، دستكش، ماسك، عينك و ساير وسايل ايمني مناسب آزمايش نكنيم. بايد بدانيم كه براي كار با برخي مواد خاص استفاده از تجهيزات ايمني ويژه و اختصاصي لازمست. يعني بايد از دستكش و ماسك و ساير وسايل مخصوص براي كار با آن مواد استفاده كنيم و تجهيزات ايمني معمولي كارآيي لازم را ندارند.

2- شيلنگ هاي آب و گاز را هرگز بدون بست استفاده نكنيم.

3- هرگز از وسايل معيوب و شكسته استفاده نكنيم. استفاده از اين وسايل مي تواند منجر به بروز خطرات جدي شود.

4- هرگز آزمايش در حال اجرا را بدون مراقبت رها نكنيم. در صورت نياز اجباري به ترك محل يا در مورد آزمايشهاي نيازمند به زمان طولاني، حتما توضيحاتي شامل نام آزمايش، نام آزمايشگر، تلفن تماس، مواد در حال واكنش و احتياطات لازم را در محل آزمايش در دسترس قرار دهيم.

5- هرگز ظروف حاوي مواد ومحلول ها را بدون درپوش محكم نگهداري نكنيم تا ضمن جلوگيري از آلودگي هواي آزمايشگاه، از آلودگي نمونه ها با مواد خارجي جلوگيري شود.

6- مواد مورد استفاده را فقط به ميزان مصرف در روي ميزها نگهداري و بقيه را در محل مناسب انبار نماييم.

7- خطرات موجود در آزمايشگاه را شناسايي نماييم و روشهاي مناسب مقابله با آنها را بياموزيم.

8- محل كپسول هاي آتش نشاني را شناسايي و روش استفاده از آنها را بياموزيم.

9- قبل از كار با مواد شيميايي، ابتدا با خواص آنها آشنا شده، خطرات آنها را شناسايي نموده و روش مقابله با اين خطرات را فراگيريم.

10- با علائم و هشدارهاي ايمني آشنا شويم.

11- مسيرهاي تردد در آزمايشگاه را خالي از اشياي مزاحم نگهداريم.

12- روي ميزها را خالي از تجهيزات و مواد غير لازم نگهداريم.

13- وسايل روي ميزها را بطور مناسب و بي خطر قرار دهيم.

14- حتما به هرگونه ظرف حاوي مواد و محلولها برچسب مناسب را الصاق نماييم.

15- از هرگونه خوردن و آشاميدن در محيط آزمايشگاه پرهيز كنيد. محيط آزمايشگاه آلوده به مواد سمي و خطرناك است.

16- هنگام شستشوي ظروف و وسايل شيشه اي، ابتدا شير آب را باز نموده و منتظر يكنواخت شدن جريان آب و ثابت شدن فشار آن شويد و سپس وسايل مورد شستشو را در مسير جريان آب قرار دهيد تا از رها شدن وسايل از دست (در اثر فشار ناگهاني آب) و شكستن آنها جلوگيري شود.

17- حتي الامكان در ساعات خلوت روز آزمايش نكنيم تا بتوانيم درصورت نياز از كمك ساير افراد استفاده نماييم.

18- در صورت نياز به زمان طولاني جهت انجام آزمايش، بجاي انجام آن تا ساعتهاي انتهايي روز بهتر است آزمايشها را زودتر شروع نماييم.

19- مواد و محلولهاي خطرناك و آلاينده محيط زيست را در فاضلاب يا سطل زباله خالي نكنيم. اين مواد و محلول ها بايد جمع آوري و بطريق مقتضي دفع گردند.

--------------------------------------------------------------------------------

بايد بخاطر داشته باشيم كه عدم رعايت هركدام از نكات ساده بالا مي تواند منجر به حادثه گردد. حوادثي كه شايد خيلي دور از ذهن باشند اما بعد از وقوع، فرصتي براي جبران نخواهد بود.

نکات ایمنی در آزمایشگاه

1- از انجام شوخی های بی مورد اجتناب کنيد.

2- قبل از انجام هر آزمايش بايد موضوع و هدف آنرا دقيقاً مورد مطالعه قرار داد.

3- قبل از شروع هر آزمايش بايد وسايل مورد نياز را آماده کرد.

4- بوئيدن محلولهاي شيميايي کار بسيار خطرناکی است مخصوصا اگر ماده مورد نظر مجهول باشد.

5- ضمن انجام آزمايش کليه پديده ها و تغييرات را بايد با دقت زير نظر داشت و نتايج حاصله را دور از حدث و گمان گزارش کرد.

6- پس از خاتمه هر آزمايش کمي صبر کنيد تا چناچه ابزار و وسايل کار شما دراثر حرارت گرم شده اند بتدريج سرد شوند در صورتيکه دستگاه با منبع آب يا برق ارتباط دارند. ارتباط آنرا با منبع اصلي قطع کنيد.

7- در آزمايشگاه حتماً از پوشش مخصوص و ديگر وسايل حفاظتي از قبيل عينک، دستکش، ماسک، در صورت لزوم استفاده کنيد.

8- از راه رفتن بی مورد در آزمايشگاه اجتناب کنيد.

نکاتي که در حين انجام آزمايش بايد به آنها توجه داشت:

1- در حين انجام آزمايش براي مشاهده واکنش صورت خود را مستقيم بالاي ظرف يا دستگاه قرار ندهيد .هنگام گرم کردن ظرف يا لوله آزمايش دهانه آنرا سمت خود يا ديگري نگيريد.

2- رعايت دقت و احتياط در کار با وسايل و مواد شيميايي از نکات بسيار ضروري است.سعي کنيد دست شما به مواد شيميايي آلوده نشود . براي برداشتن از محلولهاي شيميايي از پيپت هاي با سرپوش لاستيکي (پوار) , استفاده کنيد.

3- موادی نظير اسيدها ، فلزات فعال مثل سديم ، گازها و مواد سمي را در صورت لزوم به اندازه مورد نياز و با کمال احتياط مصرف کنيد .

4- قبل از برداشتن ظرف محتوي ماده شيميايي برچسب مشخصات و تاريخ تهيه آنرا بخوانيد و هميشه مقدار ماده را متناسب با مصرف انتخاب کنيد.
5- هيچگاه مواد اضافي را به ظرف اصلي برنگردانيد.پس از برداشتن ماده مورد  احتياج ظرف را در جاي خود قرار دهيد.

6- پس از اتمام هر آزمايش لوازم مورد استفاده را تميز بشوئيد و هر يک را در جاي مخصوص خود قرار دهيد.

نکات زير در خصوص رقيق کردن اسيدها لازم است رعايت شود:

1- ظروف فلزي را نبايد براي رقيق کردن مورد استفاده قرار داد.

2- در عمل بايستي هميشه اسيد را در آب ريخته ، نه آب را در اسيد زيرا اگر آب روي اسيد ريخته شود توليد حرارت نموده که با ايجاد حباب هاي هوا ذرات اسيد را شديداً به اطراف پخش مي کند.

3- پس از رقيق کردن بايد مدتي بگذرد تا اسيد بتدريج سرد شود سپس از آن استفاده نمود.

4- در موقع اضافه نمودن اسيد غليظ به آب سعي شود اسيد را با پيپت برداشت و در موقع تخليه در آب به جداره داخلي ظرف خاکي کرد و سپس با به هم زدن شيشه اي آنرا مخلوط کرد.

روش و شرايط حفاظتي کار با اسيدها:

کار با اسيدها بسيار خطرناک است و فقط افراديکه از خطرات ناشي از کار با اسيدها كاملاً اگاهي دارند بايد با آنها کارکنند . مراقبتهاي زير را در آزمايشگاههايي که اسيدهاي قوي و ساير مايعات سوزان موجود است و براي افراد احتمال خطر هست بايد رعايت گردد.

1- وسايل مناسب وکافي براي شستشو موجود باشد تا چناچه اگر بدن يا لباس افراد  به اينگونه مايعات آلوده شد فوراً شستشو داده شود.

2- مقدار کافي داروي شستشو چشم بايد هميشه در محل مناسب و با برچسب مشخص موجود باشد.

3- اگر خطر پخش شدن و ترشحات اسيد در ميان باشد بايد لباسهاي عايق اسيد، عينک ، کلاه عايق اسيد ، پوتين ، دستکش لاستيکي فراهم باشد.

4- ظروف محتوي اسيدها بخصوص اسيد سولفوريک نبايستي در معرض تابش نور آفتاب قرار گيرد. آنها را در شيشه هاي کدر و دور ازآفتاب قرار دهيد.

5- هنگام نقل و انتقال ظروف اسيد قبل از حمل اينگونه ظروف بايستي سرپوش ظرف را کمي شل کرد و پس از تخليه فشار آن درب آنرا محکم بست.

تشخيص محلولهاي شيميايي:

يکي از مهمترين نکاتي که يک آزمايشگر و يا هر فرديکه بنحوي در آزمايشگاه با مواد شيميايي کار مي کند بايد به آنها توجه داشته باشد نحوه تشخيص محلولهاي شيميايي و طرق شناسايي اين محلولهاست . در آزمايشگاه حتماً بايد روي محلولها و مواد شيميايي برچسب خوانا و صحيح که حاوي اطلاعات لازم از محلول است بايد نصب شود.

از جمله مشخصات روي برچسب بايد موارد زير باشد:

1- اسم محلول يا ماده شيميايي

2- درجه خلوص

3- تاريخ تهيه آن

4- نام تهيه کنننده آن در صورت لزوم

رعایت نکات ایمنی در آزمایشگاه شیمی

عملیات و تمرینهای آزمایشگاهی یکی از کارهای اساسی علم شیمی است.
برای آنکه نتیجه دلخواه از کارهای آزمایشگاهی را بدست آورید نکات زیر را رعایت کنید:
1-کار در آزمایشگاه را جدی بگیرید
2-از روپوش و عینک و دستکش  استفاده کنید
3-قبل از انجام آزمایش موضوع و هدف آنرا دقیقا مشخص کنید
4-فقط آزمایشهایی را که به شما گفته میشود انجام دهید و از انجام آزمایشهای متفرقه جدا خودداری کنید
5-وسایل را قبل از آزمایش امتحان کنید
6-حتما از تهویه مناسب محیط کار اطمینان حاصل کنید
7-قبل از انجام محاسبات و انجام آزمایش به هشدارها و اخطارهاکه بصورت اختصاری برروی ظرف مواد نوشته شده دقت کنید

 

8-تا حد ممکن از بوییدن مواد بپرهیزید
9-هنگام کار با مواد منفجره یا قابل اشتعال بسیار احتیاط کنید
10-موقعیت کپسول آتش نشانی و جعبه کمکهای اولیه رابه ذهن بسپارید و در مواقع نیاز با رعایت خونسردی از آنها استفاده کنید.........

امتحان پایان ترم شیمی تجزیه ترم دوم 90-89 رشته صنایع شیمیایی و پاسخ آن

برای دانلود به صورت pdf روی لینک های ذیل کلیک کنید.

Key

JPG

http://irNet.info/uploads/13086780491.jpg

http://irNet.info/uploads/13086780522.jpg

 pdf

http://www.persianupload.com/2531984

 

Q

JPG

http://irNet.info/uploads/13086785551.jpg

http://irNet.info/uploads/13086785562.jpg

pdf

http://www.persianupload.com/5662279
‎ ‎ ‎ ‎‎

پیل حرارتی

مقدمه

پیلهای حرارتی مهمترین جزء باتری حرارتی به شمار می‌آیند. باتریهای حرارتی ، باتریهایی هستند که بخاطر دارا بودن یک سری ویژگیهای منحصر به فرد ، برای استفاده در اهداف نظامی کاملا مناسب می‌باشند. در این مقاله پیلهای حرارتی معرفی و طبقه بندی می‌شوند. سپس اجزای پیلهای حرارتی شامل آند ، کاتد و الکترولیت این پیلها و مواد تشکیل دهنده آنها معرفی می‌شود. باتری حرارتی یک منبع تولید کننده جریان الکتریکی است که به علت دارا بودن چگالی جریان بالا و قابلیت اطمینان زیاد و عمر طولانی ، به منظور تأمین جریان الکتریکی مورد نیاز در سلاحهای نظامی بکار می‌روند. این جریان الکتریکی بوسیله تعدادی پیل تولید می‌شود. بر حسب اینکه جریان مصرفی مورد نیاز چقدر باشد، تعداد پیلها ، نحو ه آرایش آنها به صورت سری یا موازی و نیز ابعاد الکترودها متفاوت خواهد بود.

ادامه نوشته

پیل شیمیایی

نگاه اجمالی

پیل سوختی ، پیل الکتروشیمیایی اولیه است که در آن ، الکتریسته مستقیما بر اثر واکنش سوخت گازی یا سوخت مایع تولید می‌شود که این سوخت با یکی از الکترودها تغذیه می‌شود و اکسیژن یا هوا به الکترود دیگر می‌رود. برای آنکه بهره این پیل استمرار داشته باشد، الکترودها و الکترولیت بین آنها باید در اثر واکنش ثابت بمانند.

در این مورد ، پیل سوختی با سایر پیلهای اولیه که در آنها اجزای فعال با الکترودها یکی می‌شود و در خلال واکنش از نظر شیمیایی تغییر می‌کنند، تفاوت دارد. وقتی الکترودها خالی شدند، باید پیل عوض شود. در پیلهای ثانویه ، الکترودها و الکترولیت را می‌توان از طریق شارژ کردن یعنی ، با گذراندن جریانی در جهت مخالف جریان تخلیه دوباره پرکرد.

ادامه نوشته

پیل سوختی

مقدمه

سری پیل سوختی جهت تولید انرژی با راندمان بهینه ، نیازمند تجهیزات جانبی بنام سیستم پیل سوختی است که شرایط بهینه عملکرد برای پیل سوختی ، شامل خلوص سوخت ، مقدار هوا و سوخت ورودی به سری پیل سوختی ، رطوبت گازها و مدیریت آب ، کنترل دما و نهایتا فشار گازها در سیستم و سری پیل سوختی را کنترل نمایند. یک سیستم پیل سوختی را می‌توان به سه قسمت عمده شامل بخش سوخت رسانی (مبدل سوخت و سیستم ذخیره هیدروژن) ، بخش تولید انرژی شامل سری پیل سوختی و سیستم کنترل رطوبت ، فشار ، دما و دبی گازها و نهایتا بخش تبدیل انرژی که مربوط به فصل مشترک بین پیل سوختی و مصرف کننده برق جهت تبدیل جریان و ولتاژ برق به ولتاژ و جریان مناسب می‌باشد، تقسیم نمود.

متناسب با نوع پیل سوختی و کاربرد آن ، این سیستمها ساده و یا پیچیده می‌باشند، به عنوان نمونه در پیلهای سوختی نیروگاهی ، بخش مبدل سوخت که سوختهای فسیلی ، بیومس و یا ... را تبدیل به هیدروژن خالص می‌نماید، بخش پیچیده و اصلی سیستم سوخت رسانی را تشکیل می‌دهد. در مصارف خودرویی سیستم سوخت رسانی بنا به نوع زیر ساخت سوخت موجود می‌تواند دو شکل زیر را به خود بگیرد:

1. تولید هیدروژن در خودرو با استفاده از مبدل سوخت
2. تولید هیدروژن در خارج از خودرو و ذخیره هیدروژن در خودرو
   
   در صورتی که هیدروژن در جایگاه سوخت گیری تولید شود، سیستم ذخیره سوخت خودرو می‌تواند روشهای مختلفی از قبیل ذخیره هیدروژن در مخازن تحت فشار ، بکار گیری نانوتیوبها ، بکارگیری جاذبهای هیدرید فلزی ، بکارگیری هیدریدهای شیمیایی و ... را شامل شود. در صورت تولید هیدروژن در خودرو ، مبدل سوخت (بالاخص مبدل بنزین و متانول) قابل نصب بر روی خودرو بخش اصلی و پیچیده سیستم سوخت در خودرو را شامل می‌گردد.

ادامه نوشته

باتری

دید کلی:

باتری چشمه ای از انرژی پتانسیل الکتریکی است که از تبدیل دیگر انرژی ها به انرژی الکتریکی به وجود می آید و این انرژی در قطبهای باتری قابل دریافت است. انرژی قابل دریافت در قطبهای باتری به ازای واحد بار الکتریکی را نیروی محرکه الکتریکی (Eemf) باتری می گویند و آن را با یکای ولت اندازه گیری می کنند. قطب مثبت باتری آند و قطب منفی آن کاتد نام دارد.

ساختمان باتری :

هر باتری یک مقاومت داخلی (r) دارد. اختلاف پتانسیل بین قطبهای باتری (v) ، زمانی که جریان I از آن می گذرد، برابر V=E_emf - Ir می باشد. فرایند تبدیل انرژی در باتری با گذشت زمان افزایش مقاومت الکتریکی داخلی همراه است. مقدار مقاومت داخلی به نوع باتری و طرز ساختش وابسته است.

ادامه نوشته

انواع خوردگی

خوردگی در زبان فارسی ترجمه واژه ای انگلیسی (Corrosion) است که معنای آن جویده شده و گاز گرفته شده است. به نظر می‌رسد ظاهر قطعه خورده شده ، این تداعی معنایی را سبب شده باشد. برای بیشتر مردم، خوردگی با مصادیقش شناخته می‌شود، از قبیل زنگ زدگی و سیاه شدن قاشقهای نقره‌ای. در واقع خوردگی همه اینهاست، اما به‌تنهایی هیچ یک نیست.

خوردگی در زبان فارسی ترجمه واژه ای انگلیسی  (Corrosion) است که معنای آن جویده شده و گاز گرفته شده است. به نظر می‌رسد ظاهر قطعه خورده شده ، این تداعی معنایی را سبب شده باشد. برای بیشتر مردم، خوردگی با مصادیقش شناخته می‌شود، از قبیل زنگ زدگی و سیاه شدن قاشقهای نقره‌ای. در واقع خوردگی همه اینها هست، اما به‌تنهایی هیچ یک نیست. بطور مثال ، زنگ زدگی فقط به خوردگی آلیاژهای آهن اطلاق می‌شود.
 استاندارد ایزو 8044 ، خوردگی را بدین شکل تعریف می‌کند:
«« واکنش فیزیکی – شیمیایی متقابل بین فلز و محیط اطرافش که معمولا دارای طبیعت الکتروشیمیایی است و نتیجه‌اش تغییر در خواص فلز می‌باشد. این تغییرات خواص ممکن است منجر به از دست رفتن عملکرد فلز ، محیط یا دستگاهی شود که این دو ، قسمتی از آن را تشکیل می‌دهند. »»
 خوردگی ، اثر تخریبی محیط بر فلزات و آلیاژها می‌باشد. خوردگی ، پدیده‌ای خودبه‌خودی است و همه مردم در زندگی روزمره خود ، از بدو پیدایش فلزات با آن روبرو هستند. در واقع واکنش اصلی در انهدام فلزات ، عبارت از اکسیداسیون فلز است.
فلزات در اثر اصطکاک ، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می‌شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.
همان طور که گفته شد خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می‌رود که به حالت پایدار برسد. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می‌زند که یک نوع خوردگی و پدیده‌ای خودبه‌خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می‌توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند.

ادامه نوشته

تحلیل ابعادی

اطلاعات اولیه

سنگ بنای علم فیزیک کمیت‌های فیزیکی است که ما برای بیان قوانین فیزیک از آنها استفاده می‌کنیم. از جمله می‌توان از طول ، جرم ، زمان ، نیرو ، سرعت ، چگالی ، مقاومت ویژه و بسیاری کمیت‌های دیگر نام برد. بسیاری از این واژه‌ها را در گفتگوهای روزمره خود بکار می‌بریم. مثلا ممکن است گفته شود که من این کار را هر قدر هم طول بکشد، بخاطر شما با تمام نیرو انجام می‌دهم.

هر کدام از این واژه‌های بکار رفته در این جمله در دنیای فیزیک مقادیر خاصی دارند و به یک مفهوم خاصی بکار می‌روند. هر کمیت فیزیکی علاوه بر تعریفی که برای آن صورت می گیرد دارای یک دیمانسیون خاصی است. البته این دیمانسیون بسته به سیستم یکایی که بکار می‌بریم، متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال یکای طول در دستگاه SI متر است ولی در دستگاه گاوسی فوت است.

ادامه نوشته

پیل الکتروشیمیایی

پیلهای الکتروشیمیایی ابزاری برای تبدیل انرژی الکتریکی و شیمیایی به یکدیگر بوسیله واکنشهای الکتروشیمیایی هستند، بدین دلیل به اسم پیلهای الکتروشیمیایی معروفند.

مقدمه

هنگامی که چراغ قوه را روشن کنید یا برای روشن شدن خودرو استارت می‌زنید از انرژی الکترکی استفاده می‌کنید. این انرژی توسط دسته‌ای از واکنشهای شیمیایی فراهم می‌شود که در باتریها روی می‌دهد. مطالعه شیمی باتریها و مباحثی برقکافت ، آبکاری ، فلز گری و از همه مهمتر خوردگی که در چالش برانگیزترین مسأله در جوامع صنعتی امروز به شمار می‌آید همگی در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیای مطرح می‌شوند.

تاریخچه

الکساندر ولتا (1827 - 1745) فیزیکدان ایتالیایی و مخترع اولین باتری است که اکنون پیل ولتا نامیده می‌شود. این پیل شامل صفحات متناوبی از مس و روی است که توسط صفحات مقوایی نازک که در محلول نمکی غوطه‌ورند از هم جدا شده‌اند، بخاطر کمک او به علم الکتریسیته ، واحد اختلاف پتانسیل الکتریکی (ولت) به نام اوست.

ادامه نوشته

اندازه گیری

دیدکلی

چرا اندازه گیری می‌کنیم؟
قوانین و نظریات فیزیک بصورت معادلات ریاضی بیان می‌شوند. حال ما از کجا بدانیم که هر معادله خاص ، رفتار چیزی را بیان می‌کند؟ باید این قاعده امتحان شود و به مرحله آزمون گذاشته شود. بنابراین ، اندازه گیری مهارتی است که میان نظریه علمی و دنیای واقعی رابطه ایجاد می‌کند. این رابطه دو طرفه می‌باشد. هر رویداد اندازه گیری شده‌ای که قبلا پیشگویی نشده باشد، باید نظریه جدید آنرا توجیه کند.

اشخاصی که کار تجربی انجام می‌دهند باید اطلاعات فنی جامعی از اصول اندازه گیری داشته باشند. نحوه اندازه گیری و محدودیتهای ناشی از وسایل اندازه گیری را بشناسد. هر دانشمندی فقط با دانستن اینکه چه اندازه گیریهایی انجام شده است و نحوه اندازه گیریها چگونه بوده است، می‌تواند اثر و کشفیات دانشمندان دیگر را خوب بفهمد. بنابراین ، اندازه گیری هنری است که در حال حاضر تکنولوژی پیشرفته حامی آن است.

ادامه نوشته

پتانسیل الکتریکی

نگاه اجمالی

انرژی لازم (یا کار لازم) برای انتقال واحد بار الکتریکی از بی‌نهایت به جسم یا نقطه مورد نظر ، واحد پتانسیل الکتریکی در دستگاه SI ولت است و نیز اختلاف پتانسیل الکتریکی دو نقطه از مدار الکتریکی وقتی از پتانسیل بیشتر به سمت پتانسیل کم بودیم. میدان الکتریکی را به دو راه می‌توان تعریف کرد: از راه بردار میدان الکتریکی Ē و از راه کمیت نرده‌ای پتانیسل الکتریکی (V(p (پتانسیل نقطه p) و هرگاه کار لازم برای بردن یک کولن بار الکتریکی از نقطه‌ای به نقطه‌ای دیگر برابر 1J باشد. اختلاف پتانسیل میان دو نقطه برابر 1V خواهد بود.

ادامه نوشته

خطای اندازه گیری

هنگامی که یک کمیت با یک اسباب اندازه گیری می‌شود به علت عوامل مختلف اندازه گیری با اندازه حقیقی اختلاف دارد و این اختلاف را خطای اندازه گیری گویند.

دید کلی

هر چه اسباب اندازه گیری دقیقتر باشد اندازه اشتباه کمتر است، در اندازه گیریهای فیزیک چنانچه درجه دقت معلوم نباشد، اندازه گیری نمی‌تواند کاملا مورد استفاده قرار گیرد، اطلاع بر حدود خطا اغلب از اتلاف وقت آزمایش کننده جلوگیری می‌کند مثلا ممکن است یک کمیت از روی کمیات دیگر محاسبه می‌شود و در رابطه‌ای که مورد استفاده قرار می‌گیرد یک کمیت با توان n و در کمیت دیگر با توانی کمتر از n وارد شود.

ادامه نوشته

نمادگذاری علمی

مقدمه

آیا می‌توانید عددهای مقابل را بخوانید:

0.00000000008736 ، 214590000000000

مسلما این امر کار دشواری است، ولی در بررسی‌های علمی ، اغلب عددهایی مشابه این اعداد استفاده می‌شود. ارقامی که یا بسیار بزرگ هستند، یا بسیار کوچک. برای مثال ، سرعت نور در خلا 29979000000 سانتیمتر بر ثانیه و فاصله بین مراکز دو اتم هیدروژن در مولکول هیدروژن برابر 0.0000000075 سانتیمتر است.


در خواندن چنین اعدادی به دلیل احتمال خطا در شمردن صفرها ، امکان اشتباه زیاد است. لذا برای ساده کردن چنین عملیات پر زحمتی از نمادگذاری علمی استفاده می‌شود.

طریقه نمادگذاری علمی

برای نوشتن یک عدد به صورت علمی آن را به فرم می‌نویسیم که در آن a یک عدد اعشاری است که در سمت چپ ممیز آن فقط یک رقم وجود خواهد داشت و n می‌تواند عدد صحیح مثبت ، منفی و یا صفر باشد.

برای تبدیل یک عدد با ارقام زیاد به نماد علمی آن ، جای ممیز را آنقدر تغییر می‌دهیم تا فقط یک رقم در سمت چپ آن به صورت عدد صحیح باقی بماند. به ازای هر رقمی که جای این ممیز را به سمت چپ می‌بریم، n را یک واحد افزایش می‌دهیم و به ازای هر رقمی که آن را به سمت راست می‌بریم، n را یک واحد کاهش می‌دهیم.

ادامه نوشته

مفاهیم اولیه غلظت

دیدکلی

یک محلول را می‌توان به عنوان مخلوط همگنی از دو یا چند ماده تعریف کرد. درمحلول گاز - مایع یا جامد - مایع معمولا مایع ، حلال و جز دیگر ماده حل شونده می‌باشد. اما دریک مخلوط مایع - مایع انتخاب جز حلال و حل شونده دشوار است. مگر اینکه مقدار یکی بیشتر از دیگری باشد. وقتی در مورد محلولها بحث می‌شود. اولین چیزی که به ذهن می‌آید غلظت آنها می‌باشد. غلظت عبارت است از مقادیر نسبی اجزا موجود در یک محلول. مثلا محلولی که شامل مقدار کمی ماده حل شده باشد، محلول رقیق می‌باشد یا اگر مقدار ماده حل شده بیشتر شود، محلول غلیظ نامیده می‌شود. خواص محلولها به مقادیر نسبی ماده حل شده در حلال بستگی دارد. برای همین است که درکارهای کمی مربوط به محلولها ابتدا باید غلظتها را مشخص کرد.
‍‍‍‍‍!روشهای مختلف بیان غلظت

ادامه نوشته

تعیین اسیدیته آب

نگاه کلی

دی‌اکسید ‌کربن در محلولهای آبی به صورت آزاد یا به شکل یونهای کربناتی یا بی‌کربناتی وجود دارد. وجود این گاز در آب می‌تواند ناشی از حل شدن موجود در هوا و یا تجزیه مواد آلی موجود در آب باشد، با وجودی‌که مقدار موجود در هوا کمتر از حدود 0.04 درصد است، ولی این مقدار در آبهای سطحی در مقایسه با اکسیژن محلول قابل توجه بوده و به 10ppm می‌رسد. در آب چاهها این مقدار تا حد 100ppm می‌رسد.

روش اندازه گیری

روش تیتراسیون مستقیم در محدوده 100ppm قابل استفاده است. در این روش آزاد با محلول کربنات سدیم و یا یک محلول قلیایی دیگر ترکیب و تولید بی‌کربنات خواهد کرد. پس از ترکیب کلیه ، بی‌کربنات اضافی در محیط باقی خواهد ماند. در این شرایط که PH برابر 8.3 است. رنگ صورتی شناساگر فنل فتالین ظاهر خواهد شد.

اگر بلافاصله بعد از اضافه کردن معرف به ظرف حاوی نمونه آب ، رنگ قرمز ظاهر شود می‌توان نتیجه گرفت که در نمونه وجود ندارد. اما اگر نمونه بی‌رنگ ماند، با کربنات سدیم تیتر می‌شود تا رنگ صورتی با پایداری 30 ثانیه حاصل شود.

ادامه نوشته

تعیین قلیائیت آب

ظرفیت کمی آب ، برای خنثی نمودن یک اسید قوی تا PH معینی را قلیائیت آب می‌گویند. قلیائیت آب به عنوان یکی از ویژگیهای عمومی آب در نظر گرفته می‌شود. قلیائیت آبهای سطحی معمولا تابعی از مقادیر هیدروکسید کربنات و بی‌کربنات موجود در آب می‌باشد. در تعیین قلیائیت معمولا حضور بوراتها ، فسفاتها و سیلیکاتها را باید در نظر گرفت.

تعیین قلیائیت در تفسیر و کنترل فرآیندهای تصفیه آب و فاضلابها کاربرد فراوانی دارد.

چگونگی ایجاد قلیائیت در آب

اسیدیته و قلیائیت آب ، هر دو به مقدار CO₂ محلول در آب بستگی دارند. CO₂ در آب حل شده و اسید کربنیک تولید می‌کند. اسید حاصله در داخل آب ، یونیزه شده و پروتون و یون بی‌کربنات ایجاد می‌کند. پروتون با کربنات کلسیم ترکیب شده و با تولید بی‌کربنات باعث تبدیل کربناتها به بی‌کربنات می‌شود و در نتیجه حلالیت کربنات کلسیم در آب افزایش می‌یابد.

ادامه نوشته

طیف سنجی فلوئورسانس

دید کلی

بسیاری از سیستم‌های شیمیایی ، فوتولومینسانس هستند، یعنی این سیستم‌ها می‌توانند توسط تابش الکترومغناطیسی برانگیخته شوند و متعاقب آن ، تابشی یا با همان طول موج یا با طول موج دیگر ، مجددا نشر کنند. دو نوع از متداول‌ترین وجوه فوتولومینسانس «فلوئورسانس» و «فسفرسانس» هستند.

این دو تابش ، توسط فرایندهای مکانیکی متفاوتی تولید می‌شوند. این دو پدیده را می‌توان بطور تجربی با مشاهده طول عمر حالت برانگیخته ، از یکدیگر تمیز داد. در مورد فلوئورسانس ، فرآیند لومینسانس تقریبا بلافاصله پس از قطع تابش ، متوقف می‌شود، اما فسفرسانس معمولا برای مدت زمانی که به آسانی قابل آشکارسازی است، دوام می‌آورد. با طیف‌سنجی فلوئورسانس (fluorescence spectrophotometry)آشنا می‌شویم.

ادامه نوشته

طیف سنج جرمی

تاریخچه

اصول طیف سنجی جرمی ، جلوتر از هر یک از تکنیکهای دستگاهی دیگر ، بنا نهاده شده است. تاریخ پایه گذاری اصول اساسی آن به سال 1898 بر می‌گردد. در سال 1911 ، "تامسون" برای تشریح وجود نئون-22 در نمونه‌ای از نئون-20 از طیف جرمی استفاده نمود و ثابت کرد که عناصر می‌توانند ایزوتوپ داشته باشند. تا جایی که می‌دانیم، قدیمیترین طیف سنج جرمی در سال 1918 ساخته شد.

اما روش طیف سنجی جرمی تا همین اواخر که دستگاههای دقیق ارزانی در دسترس قرار گرفتند، هنوز مورد استفاده چندانی نداشت. این تکنیک با پیدایش دستگاههای تجاری که بسادگی تعمیر و نگهداری می‌شوند و با توجه به مناسب بودن قیمت آنها برای بیشتر آزمایشگاههای صنعتی و آموزشی و نیز بالا بودن قدرت تجزیه و تفکیک ، در مطالعه تعیین ساختمان ترکیبات از اهمیت بسیاری برخوردار گشته است.

ادامه نوشته

اندازه گیری

دیدکلی

چرا اندازه گیری می‌کنیم؟
قوانین و نظریات فیزیک بصورت معادلات ریاضی بیان می‌شوند. حال ما از کجا بدانیم که هر معادله خاص ، رفتار چیزی را بیان می‌کند؟ باید این قاعده امتحان شود و به مرحله آزمون گذاشته شود. بنابراین ، اندازه گیری مهارتی است که میان نظریه علمی و دنیای واقعی رابطه ایجاد می‌کند. این رابطه دو طرفه می‌باشد. هر رویداد اندازه گیری شده‌ای که قبلا پیشگویی نشده باشد، باید نظریه جدید آنرا توجیه کند.

اشخاصی که کار تجربی انجام می‌دهند باید اطلاعات فنی جامعی از اصول اندازه گیری داشته باشند. نحوه اندازه گیری و محدودیتهای ناشی از وسایل اندازه گیری را بشناسد. هر دانشمندی فقط با دانستن اینکه چه اندازه گیریهایی انجام شده است و نحوه اندازه گیریها چگونه بوده است، می‌تواند اثر و کشفیات دانشمندان دیگر را خوب بفهمد. بنابراین ، اندازه گیری هنری است که در حال حاضر تکنولوژی پیشرفته حامی آن است.

ادامه نوشته

مولاریته

نگاه کلی

مولاریته یا غلظت مولار که با (M) نشان داده می‌شود، عبارت است از تعداد وزن مولکول گرم (یا تعداد مول) از یک جسم حل شده در یک لیتر محلول. مول کمیت اساسی است که یک شیمیدان تجزیه با آن سر و کار زیادی دارند. یک مول برابر با 6.023X10²³ مولکول از یک جسم است. اصطلاح مول در یک مفهوم وسیع برای توصیف مقادیر ترکیبات مولکولی ، عناصر آزاد و یونها بکار می‌رود. به بیان دیگر وزن تعداد 6.023X10²³ عدد مولکول ، یون یا عنصر برابر با 1 مول مولکول ، یون یا عنصر است که به صورت مولکول گرم ، یون گرم یا عنصر گرم نامیده می‌شود.

برای محاسبه غلظت یک محلول بر حسب مولاریته ابتدا باید تعداد مولهای جسم حل شده را بدست آوریم. تعداد مولهای جسم حل شده از تقسیم کردن وزن آن (برحسب گرم) به وزن فرمولی بدست می‌آید.

ادامه نوشته

شناساگرهای شیمیایی

دید کلی

در حالت کلی ، شناساگرها ماده ای رنگی است که معمولا از مواد گیاهی اخذ می‌شوند و می‌توانند به شکل اسیدی یا بازی موجودیت یابند. شناساگرها برای شناسایی اسیدها و بازها به ما کمک می‌کنند.

مقدمه

برای تعیین نقطه پایان در حین تیتر کردن از ترکیبات شیمیایی مشخص استفاده می‌شود که در نزدیکی نقطه تعادل در اثر تغییر غلظت مواد تیترشونده شروع به تغییر رنگ می‌کنند. این ترکیبات ، مواد رنگی شناساگر می‌باشند. به عبارتی دیگر ، شناساگرها ماده ای رنگی هستند که رنگ آنها در محیط اسیدی و قلیایی با هم تفاوت دارد.

ادامه نوشته

تجزیه حجم سنجی

تجزیه ای که بر سنجش دقیق حجم یک محلول ، استوار است، تجزیه حجم سنجی نامند.

تیتراسیون

در تجزیه حجم سنجی ، طرز کاری موسوم به تیتراسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محلول استاندارد و شناساگر

در یکی از انواع تیتراسیون ، محلولی با غلظت معین که محلول استاندارد خوانده می‌شود، به حجم معینی از محلولی که غلظت آن معین نیست، ولی با محلول استاندارد ترکیب می‌شود، اضافه می‌کنند. محلول استاندارد را در لوله شیشه ای مدرجی که بورت نامیده می‌شود، قرار می‌دهند. در انتهای پایینی بورت ، شیری تعبیه شده است که ریختن مقادیر کنترل شده ای از محلول استاندارد را به درون ظرف حاوی محلول با غلظت نامعلوم اماکنپذیر می‌سازد.

حجم معینی از محلول با غلظت نامعلوم را یا وزن معینی از ماده جامدی که خلوص آن معلوم نیست و در آب حل شده است، در یک ارلن می‌ریزیم و چند قطره از ماده ای که به شناساگر موسوم است، به آن اضافه می‌کنیم.

ادامه نوشته

سود و پتاس

تاریخچه شناسایی سود و پتاس

اگرچه شیمیدانان از زمان‌های قبل ، احتمال داده بودند که خاکهای قلیایی ، اکسید فلزهایی باشند، با این حال ، طبیعت سود و پتاس ، تا اوائل قرن 19 مورد بررسی قرار نگرفته بود. حتی لاووازیه ، در این مورد نظر مشخصی نداشت اونمی دانست که جزء اصلی سود و پتاس چیست و حدس می‌زد که ازت ، یکی از اجزای تشکیل دهنده این مواد است. به نظر می‌رسد که این اشتباه از شباهت میان نمکهای سدیم و پتاسیم با نمکهای آمونیوم مایه گرفته است.

امتیاز تعیین این اجزا ، از آنِ "همفری دیوی" ، دانشمند انگلیسی است. ابتدا ناکامی عرصه را بر او تنگ کرده بود، به این معنی که نمی‌توانست به کمک یک پیل گالوانیک ، از سود و پتاس ، فلز استخراج کند. بزودی وی به خطای خودش پی برد و فهمید که با بکار بردن محلول آبی اشباع شده ، وجود آب مانع از تجزیه نمک‌ها می‌شود. در اکتبر سال 1807 ، دیوی تصمیم گرفت که پتاس بی‌آب را ذوب کند و به محض اینکه با این مذاب ، الکترولیز را شروع کرد، دانه‌های کوچک مشابه به جیوه و دارای جلای فلزی ، در روی قطب منفی که در ماده مذاب قرار داشت، ظاهر شدند. برخی از دانه‌ها ، فورا به حالت انفجاری سوختند و شعله درخشانی پدید آوردند، در حالیکه بقیه آنها آتش نگرفتند، بلکه کدر شدند و با قشر نازک سفیدی پوشیده شدند. دیوی از تجزیه‌های متعددی که در این زمینه انجام داد، نتیجه گرفت که آن دانه ، همان ماده ای است که وی در جستجویش است و این ماده هیدروکسید پتاسیم یا پتاس است که شدیدا قابل اشتعال می‌باشد. دیوی ، فلز بدست آمده از الکترولیز را بدقت مورد بررسی قرار داد و متوجه شد که وقتی با آب ترکیب می‌شود، شعله حاصل از واکنش ناشی از سوختن ، هیدروژن آزاد شده از آب است. وقتی دیوی بر روی فلز پتاسیم تهیه شده از هیدروکسید پتاسیم ، بررسی‌های لازم را انجام داد، به فکر جستجو در هیدروکسید سدیم افتاد و با بکار بستن همان روش قبلی ، موفق به جدا کردن فلز قلیایی دیگر یعنی سدیم شد.

ادامه نوشته

نمونه برداری از مایعات

نگاه اجمالی

روشهای نمونه برداری از مایعات بستگی به نوع محلول و شکل ظرف دارد. چنانچه محلول مورد نظر همگن باشد، یعنی تنها از یک فاز تشکیل شده باشد، نمونه برداری کار آسانی است و می‌‌توان هر قسمتی از آن را به وسیله روشهایی مثل آزمایش سیفون کردن ، ریختن ، پی‌پت کردن یا طرق دیگر به عنوان نمونه انتخاب کرد.

نمونه برداری محلولهای ناهمگن

• اگر محلول همگن نباشد، مانند امولسیون و سوسپانسیون ، باید پس از به هم زدن حجمهای مساوی از قسمت بالا ، پایین و وسط ظرف ، نمونه‌های مجزا را برداشته و سپس با هم مخلوط کنیم.
  
• اگر محلول دارای ذراتی باشد که ته‌نشین می‌‌شوند، ابتدا باید محلول را خوب به هم زد و سپس به سرعت از آن نمونه برداری کرد. همچنین می‌‌توان قسمت جامد را صاف کرد و سپس به طور جداگانه از قسمتهای مایع و جامد برحسب وزن نسبی آنها نمونه برداری را انجام داد.

ادامه نوشته

نمونه برداری از گازها

نگاه اجمالی

برای انتخاب نمونه از گازها دو روش کلی وجود دارد. روش اول لحظه‌ای است، که در آن نمونه در زمان و مکان معینی و در عرض چند ثانیه تا دو دقیقه انتخاب و بلافاصله مورد تجزیه قرار می‌گیرد. در این مورد نمونه اکثرا در ظروف تخلیه (لوله‌ها و بطریهای شیشه‌ای ، فلزی یا پلاستیکی) جا داده می‌شود و توسط روش جانشین با مایعات و یا پمپهای دستی و سرنگ انتخاب می‌گردد و معمولا حجم این نمونه‌ها در شرایط متعارفی از یک لیتر تجاوز نمی‌کند. روش دوم انتخاب نمونه‌های پیوسته است. این شیوه برای حالتی است که ترکیب گازها برحسب زمان متغیر باشد. در این حالت ، باید نمونه‌های متعددی در زمانهای متناوب انتخاب کرده و هر یک را جداگانه تحت آزمایش قرار داد، سپس ترکیب میانگین گاز مورد نظر را محاسبه کرد.

ادامه نوشته

نمونه برداری از جامدات

اطلاعات اولیه

نمونه برداری از مواد جامد به علت همگن نبودن و همچنین رابطه اندازه ذرات با مقدار نمونه ، گاهی اشکالاتی دارد که باید موقع نمونه‌برداری مورد توجه قرار گیرد. برای مثال ، در مورد همگن نبودن جسم جامد ، می‌توان فرض کرد که یک نمونه سنگ معدن ، 50 درصد ناخالصی دارد که به شکل کلوخه‌های کوچکی است که 0.5 گرم وزن دارند و بقیه ماده به صورت پودر می‌باشد. اگر بدون همگن کردن نمونه ، بخواهیم یک گرم از آن را وزن کنیم، ممکن است:

• یک کلوخه نمونه وجود داشته باشد، که دراین صورت 50 درصد نمونه خالص است و 50 در صد ناخالص.
  
• ممکن است نمونه از دو کلوخه تشکیل شده باشد که به این ترتیب ، نمونه صددرصد ناخالص است.
  
• در نمونه اصلا کلوخه‌ای وجود نداشته باشد، که در این صورت نمونه صددرصد خالص است.
  

در سه حالت بالا به استثنای مورد اول که بطور تصادفی نمونه‌ای از کل جسم به دست آمده است، نمونه‌برداری ، بطور غلط انجام شده است. پس ، لزوم همگن‌سازی نمونه برای نمونه‌برداری صحیح آشکار می‌شود. اندازه ذرات یک جامد و وزن نمونه‌ای که باید از آن انتخاب شود، توسط معادله زیر به یکدیگر مربوط می‌شود:

وزن نمونه /100 x وزن بزرگترین قطعه موجود

یعنی وزن نمونه‌ای که به عنوان نمونه بزرگ باید از یک جسم جامد انتخاب شود، با بزرگی ذرات موجود در آن نسبت مستقیم دارد. پس هرچه ذرات جسم جامد کوچکتر باشد، وزن نمونه بزرگ کمتر می‌شود.

ادامه نوشته