1. این پایگاه به ثبت ستاد ساماندهی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی ایران رسیده است.

    مهمان عزیز سپاس بابت بازدید شما از تالار گفتگوی دهه هفتادی ها.

    عضویت در انجمن رایگان بوده و برای عموم باز میباشد . با صرف 30 ثانیه یکی از اعضای دهه هفتادی ها شوید .

آموزش درس شیمی

شروع موضوع توسط H@M!N ‏Nov 18, 2013 در انجمن دوره اول متوسطه

  1. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    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 .

    [​IMG]


    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 .
     
  2. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    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 .





    [​IMG]



    توجيه برخي ويژگيهاي غير عادي آب

    [​IMG]

    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

    [​IMG]

    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

    [​IMG]

    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 .



    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
     
  3. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    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
     
  4. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    بخش 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 .


    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 .
     
  5. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    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 .
     
  6. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    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 )
     
  7. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    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 .
     
  8. H@M!N

    H@M!N

    577
    915
    244
    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 .
     
    Quf از این پست تشکر کرده است.