امکان استفاده از مولکول فلورن (C60) به‌عنوان سوئيچ‌هاي مولکولي القايي و ترانزيستورهاي تک‌مولکولي

دانشيار فيزيک ماده چگال دانشگاه پيام نور تهران در پژوهشي، ترابرد الکتريکي و مشخصه جريان – ولتاژ يک تک‌ مولکول C60 متصل به الکترودهاي فلزي و اثر اتصالات مختلف الکترود با اين مولکول را بررسي كرد.

فلورن



به گزارش سرويس پژوهشي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، دکتر عليرضا صفارزاده با بيان اين كه مولكول فولرين(C60) از مولکول‌هايي است که به عنوان عنصر اصلي سازنده قطعات الکترونيکي نقش مهمي در کوچک‌سازي دستگاه‌ها و بالا بردن حجم انباشت اطلاعات دارد، اظهار كرد: در مولکول فولرين به دليل داشتن هندسه خاص، نحوه اتصال الکترودها با آن براي عبور جريان، به مقدارقابل توجهي به جهت‌گيري مولکول وابسته است. به عبارت ديگر، الکترودها مي‌توانند از طريق پيوند با يک اتم، پنج اتم، يا شش اتم کربن با مولکول جفت‌شده و جريان را هدايت كنند. تأثير اين جهت‌گيري‌هاي مختلف که باعث اين تنوع پيوند مولکول-الکترود مي‌شود قادر است مشخصه جريان-ولتاژ دستگاه را بطور چشمگيري تغيير داده که جزئيات آن به تفصيل مورد بررسي قرار گرفته است.

وي افزود: اين مولکول، به دليل ساختار قفسي شکل خود، باعث مي‌شود که جريان عبوري از آن، جريان حلقه‌اي بزرگي را ايجاد كند که بسيار بزرگتر از جريان چشمه-چاهک است. اين ويژگي ناشي از تقارن بالاي مولکول است که خود منجر به تبهگني ترازهاي مولکولي مي‌شود.

دكتر صفارزاده خاطرنشان كرد: يکي ديگر از مشخصه‌هاي اين مولکول داشتن پيوندهاي يگانه و دوگانه کربن-کربن با طول‌هاي متفاوت است. تاکنون تصور مي‌شد که اين اختلاف در طول پيوند، تأثير قابل ملاحظه‌اي بر جريان‌هاي عبوري از آن ايجاد نمي‌کند، اما در تحقيق به عمل آمده نشان داده‌ايم که وارد كردن اين اختلاف باعث شکستن تبهگني يکي از ترازهاي مولکولي شده که به تغيير عمده‌اي در رفتار الکتريکي مولکول منجر مي‌شود.

دانشيار فيزيک دانشگاه پيام نور تهران افزود: اين تحقيق که مبتني بر فرمول‌بندي تابع گرين غير تعادلي و نظريه لانداور است، به وضوح نشان مي‌دهد که از مولکول C60 مي‌توان به عنوان سوئيچ‌هاي مولکولي القايي و همچنين ترانزيستورهاي تک مولکولي استفاده كرد.

بنابر اعلام ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، جزئيات اين پژوهش در مجله Applied Physics (جلد 103 در سال 2008) منتشر شده است.


منبع: ايسنا

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۱۶ ساعت 17 توسط سحر فراهاني  | 

پلیمرها

پليمرها به سه گروه اصلي تقسيم مي‌شوند:
(1) پلاستيك هاي گرمانرم 
(2) پلاستيك هاي گرما سخت يا ترموست ها
 (3) الاستومرها
 ترموپلاستيك ها با افزايش دما نرم شده و با خنك شدن به سختي اوليه اشان برمي گردند و بيشتر قابل ذوب هستند، به عنوان مثال، نايلون، پلاستيك هاي گرما سخت (ترموست ها) وقتي گرم مي شوند، سخت شده و هنگام سرد شدن به سختي اوليه برمي گردند. اين مواد توسط كاتاليزورها يا گرم شدن تحت فشار به يك شكل دائمي تبديل مي شوند. الاستومرها نظير رابرها مي توانند بدون پاره شدن و گسستن در برابر تغيير شكل مقاومت كنند.


در مطلب حاضر، انواع محدودي از پليمرهاي هر گروه و كاربرد و خواص آنها مورد بررسي قرار مي گيرد.

ترموپلاستيك ها
الف – پلي اولفين يا پليمرهاي اتنيك

همه اين ترموپلاستيك ها بطور مشترك داراي منور اتلين (H2C=CH2) هستند.
پلي اتيلن 6(PE)- پلي اتيلن اولين محصول تجاري در سال 1940 بوده و از نفت خام يا گاز طبيعي تهيه مي شود.
پلي اتيلن يك ماده ترموپلاستيك است كه بسته به ساختار مولكولي از يك نوع به نوع ديگر متفاوت است. در حقيقت، با تغيير وزن مولكولي (يعني طول زنجير)، تبلور (يعني وضعيت زنجير)، و خواص شاخه ( يعني پيوند شيميايي بين زنجيرهاي مجاور) مي‌ توان محصولات متنوعي از آن توليد كرد. پلي‌اتيلن مي تواند در چهار نوع تجاري تهيه شود: (1) دانسيته پايين، (2) دانسيته متوسط، (3) دانسيته بالا و (4) پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا.

پلي اتيلن دانسيته پايين (LDPE):
داراي نقطه ذوب OC1050، سختي، مقاومت شكست فشاري، شفافيت، انعطاف پذيري و خاصيت انبساط پذيري است. بنابراين، به دليل روش ساخت و استعمال آسان آن، براي لوله كشي و بسته‌بندي‌ها استفاده مي شود. مقاومت شيميايي آن بسيار برجسته است، گر چه به اندازه پلي‌اتيلن دانسيته و يا پلي پروپيلن نيست، اما اين پليمر در مقابل بسياري اسيدهاي معدني (مانند HCI و HF) و قلياها (نظير NH4OH-KOH-NaoH) مقاوم بوده و براي جابجايي مواد شيميايي معدني مي توان از آن استفاده كرد، ولي بايد از تماس آن با آلكان ها، هيدروكربن هاي آروماتيك، هيدروكربن هاي كلرينه و اكسيد كننده‌هاي قوي (نظير HNo3)) اجتناب كرد. اتصال قسمتهاي مختلف از جنس PE با استفاده از جوش ذوبي انجام مي شود. بدين ترتيب، انجام لوله كشي به اين شكل ارزان بوده و نسبت به ديگر مواد موجود، براي خطوط فاضلاب، خطوط آب، و ديگر سرويسهايي كه در معرض فشارها و يا درجه حرارت هاي بالا قرار نمي گيرند، بسيار مقاوم و بهترين انتخاب است. با وجود اين، محدوديت هايي وجود دارد كه استفاده از آنها را در بسياري كاربردها غيرممكن مي سازد. اين محدوديت ها عبارت از، استحكام پايين، مقاومت حرارتي پايين (بالاترين محدوده دمايي براي اين ماده 0C60 است)، نزول كيفيت تحت پرتو تابي UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) است. با وجود اين، پلي اتيلن مي تواند جهت افزايش استحكام، مقاومت و ديگر خواص مكانيكي مطلوب با مواد ديگر تركيب شود.

پلي اتيلن دانسيته بالا (HDPE)
داراي خواص مكانيكي برجسته و مقاومت مكانيكي نسبتاً بيشتري در مقايسه با نوع دانسيته پايين است. تنها اكسيد كننده هاي قوي بطور محسوس در محدوده دمايي مشخص به اين مواد حمله خواهند كرد. اگر رزين پايه درست انتخاب نشود، شكست فشاري HDPE مي تواند مشكل ساز باشد. خواص مكانيكي اين ماده، استفاده از آنها را در شكل هاي بزرگتر و كاربردهايي نظير مواد ورقه اي در داخل مخازن، بعنوان عايق كاري در ستون‌ها گسترش داده است. در اين ماده نيز از جوش حرارتي مي توان استفاده كرد.

پلي اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا (UHMWPE)
يك پلي اتيلن خطي با محدوده وزن مولكولي متوسط 106×3 تا 106×5 است. زنجيرهاي خطي طولاني، مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر سايش، سختي، مقاومت در برابر شكست فشاري را، علاوه بر خواص عمومي PE نظير خنثي بودن در مقابل مواد شيميايي و ضريب اصطكاك پايين ايجاد مي‌كنند. بنابراين، اين ترموپلاستيك براي كاربردهايي كه نياز به مقاومت در برابر سايش دارند، نظير اجزاي استفاده شده در ماشين آلات بكار مي رود. در حالت كلي، پلي‌اتيلن‌ها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد بسيار حساس هستند. با وجود اين، مي‌توان از حساسيت آن با افزايش تثبيت‌كننده‌هاي مخصوص جلوگيري كرد.

پلي پروپيلن (PP)
با متيل جانشين شده بر روي اتيلن (پروپيلن) بعنوان منومر، خواص مكانيكي بطور قابل ملاحظه اي در مقايسه با پلي اتيلن بهبود مي يابد، در حقيقت اين پليمر داراي دانسيته پايين (kg.m3 915-900)، سخت تر و محكم تر بوده و داراي استحكام بيشتري نسبت به انواع ديگر است. علاوه بر اين نسبت به PE در دماهاي بالاتري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مقاومت شيميايي آن بيشتر بوده و تنها توسط اكسيد كننده هاي قوي مورد حمله قرار مي گيرد. اگر در انتخاب رزين مناسب دقت نشود، شكست فشاري PP مي‌تواند مشكل ساز باشد.خواص مكانيكي بهتر اين ماده استفاده از آن را در اشكال بزرگتر، به شكل مواد ورقه اي داخل مخازن، بعنوان پوشش گسترش داده است. ضريب انبساط حرارتي براي PP از HDPE كمتر است. دو كاربرد مهم PP ساخت قسمت هاي قالب تزريقي و رشته‌ها و فيبرها است.

پلي بوتيلن (PB)
از پلي ايزوبوتيلن حاصل از تقطير روغن خام تهيه شده است. منومر آن اتيلن با دو گروه متيل جايگزين شده با دو اتم هيدروژن است.

پلي‌وينيل كلرايد (PVC)
اولين ترموپلاستيك استفاده شده در مقادير بالا در كاربردهاي صنعتي است. اين پليمر با واكنش گاز استيلن با اسيد‌هيدروكلريك در حضور كاتاليزور مناسب تهيه مي شود. استفاده از PVC به دليل سادگي ساخت، در طول سالها افزايش يافته است. اين پليمر داراي كاربري آسان است.در مقابل اسيدها و بازهاي معدني قوي مقام بوده و در نتيجه بيش از 40 سال بطور گسترده به عنوان لوله كشي آب سرد و مواد شيميايي استفاده مي شده است. گرچه، در طراحي ساختار لوله، ضريب انبساط حرارتي خطي و ضريب الاستيك ناچيز اين ماده بايد در نظر گرفته شود.

پلي وينيل كلرايد كلرينه شده (CPVC)
پلي وينيل كلرايد مي تواند با كلرينه شدن جهت توليد يك پلاستيك وينيل كلرايد با مقاومت خوردگي اصلاح شده و مقاومت در دماهاي 20 تا 30 درجه بالاتر تغير كند. بنابراين، CPVC كه داراي همان محدوده مقاومت شيميايي PVC است، مي تواند به عنوان لوله، اتصالات، كانال ها، تانكها و پمپها در تماس با مايعات خورنده و آب داغ استفاده مي‌شود. براي مثال، مي‌توان تعيين كرد كه مقاومت شيميايي اين ماده در مقايسه با PVC در محيطهاي حاوي wt%20 استيك اسيد، wt%50-40 كروميك اسيد wt%70-60 نيتريك اسيد در oC300 و wt%80 سولفوريك اسيد، هگزان در oC50 و wt%80 سديم هيدروكسيد تا دماي 80 درجه سانتيگراد، بيشتر است.

پلي وينيل استات (PVA)
از منومري كه در آن يك گروه استات با يك اتم هيدروژن در منومر اتيلن جايگزين شده، تهيه مي شود. اين پليمر به عنوان پليمرهاي ساختاري استفاده نمي شود، زيرا يك ترموپلاستيك نسبتاً نرم است و از اين جهت تنها براي پوشش ها و چسب ها بكار مي رود.
 

پلي استايرن (PS)
از منومر استايرن C6H5CH=CH2 (فنيل بنزن) تشكيل شده است. پلي استايرن يك آمورف و ترموپلاستيك ناهمسان است. حلقه آروماتيك به سختي پلاستيك كمك مي كند و از جابجايي زنجير كه پلاستيك را ترد و شكننده مي كند، جلوگيري مي‌كند. اين پليمر براي كاربردهايي كه مستلزم تماس با مواد شيميايي خورنده هستند، توصيه نمي شود، زيرا مقاومت شيميايي آن در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك هاي موجود ناچيز بوده و در محيط هاي خاص شكست فشاري خواهند داشت. پلي استايرن در مقابل تابش اشعه UV (مانند تابش نور خورشيد ) حساس بوده و به رنگ مايل به زرد تبديل مي‌شود و مقاومت حرارتي آن نيز تنها 0C 650 است. اين ماده به عنوان پوشش تجهيزات و در بسياري كاربردهاي الكتريكي استفاده مي شود. اتصالات لوله كشي از اين پلاستيك تهيه شده، و بسياري ظروف هستند كه از پلي‌استايرن اصلاح شده، ساخته مي شوند. نحوه اتصال اين قطعات توسط جوشكاري با استفاده از حلال است، اما استفاده از آنها به آب و محلولهايي كه حاوي مواد آلي و معدني نباشند، محدود مي شود. پلي استايرن سومين ترموپلاستيك پرمصرف پس از PE و PP با بازار 20% است.

پلي متيل پنتن (PMP)
يك دستگاه پلاستيك با شفافيت و خواص الكتريكي خوب است كه مي تواند تا دماي 0C150 نيز مورد استفاده قرار گيرد.
آكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS)
يك سه بسپار با منومر بوتادين است، منومر دوم، آكريلونيتريل، از مولكول اتيلن كه اتم هيدروژن آن با يك گروه نيتريل (CN) جايگزين شده تشكيل شده. منومر سوم از يك مولكول اتيلن با گروه فنيل جايگزين شده با اتم هيدروژن (استايرن) تشكيل شده است.خواص اين پليمر با تغيير نسبت آكريلونيتريل در دو جزء ديگر آن، بطور قابل ملاحظه‌اي متغير است. اين مشتق از رزين هاي استايرن داراي جايگاه مهمي است. در حقيقت، استحكام، سختي، ثبات بعدي و ديگر خواص مكانيكي آنها، با تغيير اين نسبتها قابل اصلاح است. گرچه، اين مواد داراي مقاومت حرارتي پايين OC90 استحكام نسبتاً كم، و مقاومت شيميايي محدود هستند، قيمت پايين، اتصال راحت و راحتي ساخت، اين مواد را براي لوله‌هاي توزيع گاز، آب، فاضلاب و خطوط تخليه، قسمتهاي اتومبيل و خدمات بسيار از تلفن تا قسمتهاي مختلف اتومبيل بسيار مورد توجه كرده است. مقاومت اين ماده توسط مقدار كمي از تركيبات آلي تهديد مي شود، و به آساني توسط عوامل اكسيد كننده و اسيدهاي معدني قوي مورد حمله قرار مي‌گيرد. علاوه بر اين، ممكن است گراكينگ فشاري در حضور بعضي مواد آلي در آنها رخ دهد.

پلي تترافلورواتيلن (PTFE)
از منومر مولكول اتيلن كاملاً فلورينه شده به دست مي آيد كه تحت نام تجاري تفلون 4 شناخته شده است. نظر به ذوب بالا (0C327) داراي پايداري دمايي بسيار بالا با مقاومت حرارتي تا 0C280 است، و از نظر شيميايي يكي از خنثي ترين مواد شناخته شده پس از شيشه، فلزات دير گداز نظير تانتالم1 و فلزات گروه پلاتينيم نظير ايريديم 2 يا پلاتينيم 3 براي استفاده در مواد خورنده حتي در دماي بالا است. يكي از مشكلات عمده اين پليمر خستگي ناشي از سيكل هاي حرارتي به واسطه تكرار انبساط و انقباض در يك دوره زماني در دماهاي بالاتر از مرز بيان شده است. با توجه به تخلخل آنها، يكي از دلايل زوال فلوروكربن‌ها جذب مواد شيميايي و به دنبال آن واكنش با اجزاي ديگر در ترموپلاستيك است. هنگامي كه اين پديده اتفاق مي افتد، منجر به دفرمه شدن سطح، نظير حبابي شدن مي شود. اين مواد داراي محدوده دمايي معيني هستند و از افزايش دما بايد اجتناب شود.

پلي تري فلورو كلرو اتيلن (PTCE)
اين كلرو فلورو پليمر داراي پايداري حرارتي تا 0C175 بوده و مقاومت شيميايي كمتري نسبت به PTFE كاملاً فلورينه شده دارد. اين پليمرتحت نام تجاري Kel-F شناخته شده است. بطور كلي، خواص كاري اين پلاستيك نسبتاً خوب است، بطوري كه مي تواند به وسيله قالبگيري تزريقي شكل گرفته و نتيجتاً بعنوان پوشش و همچنين براي پوشش‌هاي پيش ساخته براي بسياري كاربردهاي شيميايي استفاده شود.
پلي وينيليدن فلورايد (PVDF)
اين ماده داراي مقاومت حرارتي كم تر 0C15 و پايداري شيميايي پايين تري نسبت به ديگر فلوروكربن‌ها است. اين پليمر داراي كاربردهاي بسياري در صنايع فرآيند‌هاي شيميايي و ساخت پمپ ها، شيرها، لوله، مخازن كوچك و ديگر تجهيزات است. اين مواد به عنوان پوشش و آستر نيز بكار مي روند. 000

ب- پلي آميدها (PA)
ترموپلاستيك هاي پلي آميد از طريق چگالش واكنش كربوكسيل اسيد (RCOOH) و يك آمين (RNH2) با حذف آب تهيه مي شود. اين رزين ها تحت نام تجاري نايلون، يكي از اولين محصولات رزيني استفاده شده بعنوان مواد مهندسي شناخته شده است. خواص مكانيكي بسيار خوب بهمراه راحتي ساخت، رشد متداوم آنها را براي كاربردهاي مكانيكي حتمي مي‌كند. استحكام بالا، سختي، مقاومت در برابر سايش و مدول يانگ بالا خواص بسيار با ارزش نايلون ها بوده و موارد استعمال آن‌ را در كاربردهاي مهم در تجهيزات عملياتي مختلف نظير چرخ دنده ها، اتصالات الكتريكي، شيرها، نگهدارنده ها، لوله گذاري و پوشش سيم‌ها توجيه مي‌كند. مقاومت حرارتي نايلون مي‌تواند متغير باشد، اما در محدوده دمايي 0C100، بايد در نظر گرفته شود. اين پليمر به عنوان يك ترموپلاستيك، به استثناي مقاومت ناچيز آن در تماس با اسيدهاي معدني قوي داراي مقاومت شيميايي خوبي است. نظر به گوناگوني مشتقات يا كوپليمرهاي آغازگر، انواع تجاري متنوعي از رزين هاي نايلون، با خواص متفاوت موجود است. انواع اصلي آن، نايلون و نايلون 66 است كه داراي استحكام بالايي هستند. اخيراً ، انواع تجاري جديدي از نايلون عرضه شده كه بر انواع سابق از نظر غلبه بر محدوديت‌هاي موجود، برتري دارد. اين مواد شامل پلي آميدهايي است كه داراي يك گروه آروماتيك در منومر آنها بوده، و به همين دليل آراميد رزين (آرومانتيك آميدها) كه تحت نام تجاري Kelvar و Nomex شناخته شده، ناميده مي شود.

ج ) پلي استاليز
پلي استالزها تحت نام تجاري Delrin و عموماً با پليمر اوليه فرمالدئيد است. ثبات بعدي عالي و استحكام رزين استال، استفاده از آنها در چرخ دنده ها، پره‌هاي پمپ، انواع اتصالات رزوه اي نظير درپوش‌ها و قسمتهاي مكانيكي را امكان پذير مي‌كند. اين مواد مختلف آلي و معدني در محدوده وسيعي است. همانند بسياري پليمرهاي ديگر اين پليمر فرمالدئيد در مقابل اسيدهاي قوي، بازهاي قوي يا مواد اكسيد كننده مقاوم نخواهد بود.

د ) سلولزها
مهمترين مشتقات سلولزي در پليمرها، ترموپلاستيك هاي استات، بوتيرات و پروپيونات هستند. اين پليمرها در موارد مهم استفاده نمي شوند اما در قطعات كوچك نظير پلاك هاي شناسايي، پوشش هاي تجهيزات الكتريكي و ديگر كاربردهايي كه نياز به يك پلاستيك شفاف با خواص مقاومت ضربه بالا دارند، استفاده مي شود. خواص فرسايشي اين مواد، مخصوصاً در مورد پروپيونات خوب است، اما مقاومت مكانيكي آنها در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك ها قابل رقابت نيست. آب و محلولهاي نمكي اثري بر اين مواد ندارند، اما مقادير ناچيز از اسيد، قليا يا ديگر حلال ها بر روي آن اثر نامطلوبي دارد. بالاترين دماي مفيد 0C60 است.

ه – پلي‌كربناتها (PC)
پلي كربناتها توسط واكنش پلي فنل با دي كلرومتان و فسژن تهيه مي شود. منومر اوليه اين ماده OC6H4C(CH3)2C6 H4COO است. پلي كربنات يك ترموپلاستيك خطي، با خاصيت كريستاليزاسيون پايين، شفاف و با جرم مولكولي بالا بوده وعموماً تحت نام تجاري Lexan شناخته مي‌شود. اين پليمر داراي مقاومت شيميايي بالا در گريس كاري و روغن كاري بوده ولي داراي مقاومت پايين در برابر حلالهاي آلي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) به همراه مقاومت الكتريكي بالا راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش، و عبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است. وقتي يك پوشش ترانسپارنت، با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخابي مناسبي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) بهمراه مقاومت الكتريكي بالا، راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش ، وعبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است.وقتي يك پوشش ترانسپارنت با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخاب مناسبي است. در مجموع ، جهت ساخت قطعات بسيار كوچك ماشين آلات – مخصوصاً ماشين آلاتي كه داراي تجهيزات قالبگيري پيچيده هستند، پره هاي پمپ ها، كلاه هاي ايمني و ديگر كاربردهايي كه نياز به وزن سبك و مقاومت ضربه گيري بالا دارد، استفاده از ترموپلاستيك‌هاي پلي كربنات رضايت بخش است. اين مواد مي‌توانند در دماهاي بين 0C170 تا 0C121 مورد استفاده قرار گيرند
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۱۶ ساعت 17 توسط سحر فراهاني  | 

پلیمرها

پليمرها به سه گروه اصلي تقسيم مي‌شوند:
(1) پلاستيك هاي گرمانرم 
(2) پلاستيك هاي گرما سخت يا ترموست ها
 (3) الاستومرها
 ترموپلاستيك ها با افزايش دما نرم شده و با خنك شدن به سختي اوليه اشان برمي گردند و بيشتر قابل ذوب هستند، به عنوان مثال، نايلون، پلاستيك هاي گرما سخت (ترموست ها) وقتي گرم مي شوند، سخت شده و هنگام سرد شدن به سختي اوليه برمي گردند. اين مواد توسط كاتاليزورها يا گرم شدن تحت فشار به يك شكل دائمي تبديل مي شوند. الاستومرها نظير رابرها مي توانند بدون پاره شدن و گسستن در برابر تغيير شكل مقاومت كنند.


در مطلب حاضر، انواع محدودي از پليمرهاي هر گروه و كاربرد و خواص آنها مورد بررسي قرار مي گيرد.

ترموپلاستيك ها
الف – پلي اولفين يا پليمرهاي اتنيك

همه اين ترموپلاستيك ها بطور مشترك داراي منور اتلين (H2C=CH2) هستند.
پلي اتيلن 6(PE)- پلي اتيلن اولين محصول تجاري در سال 1940 بوده و از نفت خام يا گاز طبيعي تهيه مي شود.
پلي اتيلن يك ماده ترموپلاستيك است كه بسته به ساختار مولكولي از يك نوع به نوع ديگر متفاوت است. در حقيقت، با تغيير وزن مولكولي (يعني طول زنجير)، تبلور (يعني وضعيت زنجير)، و خواص شاخه ( يعني پيوند شيميايي بين زنجيرهاي مجاور) مي‌ توان محصولات متنوعي از آن توليد كرد. پلي‌اتيلن مي تواند در چهار نوع تجاري تهيه شود: (1) دانسيته پايين، (2) دانسيته متوسط، (3) دانسيته بالا و (4) پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا.

پلي اتيلن دانسيته پايين (LDPE):
داراي نقطه ذوب OC1050، سختي، مقاومت شكست فشاري، شفافيت، انعطاف پذيري و خاصيت انبساط پذيري است. بنابراين، به دليل روش ساخت و استعمال آسان آن، براي لوله كشي و بسته‌بندي‌ها استفاده مي شود. مقاومت شيميايي آن بسيار برجسته است، گر چه به اندازه پلي‌اتيلن دانسيته و يا پلي پروپيلن نيست، اما اين پليمر در مقابل بسياري اسيدهاي معدني (مانند HCI و HF) و قلياها (نظير NH4OH-KOH-NaoH) مقاوم بوده و براي جابجايي مواد شيميايي معدني مي توان از آن استفاده كرد، ولي بايد از تماس آن با آلكان ها، هيدروكربن هاي آروماتيك، هيدروكربن هاي كلرينه و اكسيد كننده‌هاي قوي (نظير HNo3)) اجتناب كرد. اتصال قسمتهاي مختلف از جنس PE با استفاده از جوش ذوبي انجام مي شود. بدين ترتيب، انجام لوله كشي به اين شكل ارزان بوده و نسبت به ديگر مواد موجود، براي خطوط فاضلاب، خطوط آب، و ديگر سرويسهايي كه در معرض فشارها و يا درجه حرارت هاي بالا قرار نمي گيرند، بسيار مقاوم و بهترين انتخاب است. با وجود اين، محدوديت هايي وجود دارد كه استفاده از آنها را در بسياري كاربردها غيرممكن مي سازد. اين محدوديت ها عبارت از، استحكام پايين، مقاومت حرارتي پايين (بالاترين محدوده دمايي براي اين ماده 0C60 است)، نزول كيفيت تحت پرتو تابي UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) است. با وجود اين، پلي اتيلن مي تواند جهت افزايش استحكام، مقاومت و ديگر خواص مكانيكي مطلوب با مواد ديگر تركيب شود.

پلي اتيلن دانسيته بالا (HDPE)
داراي خواص مكانيكي برجسته و مقاومت مكانيكي نسبتاً بيشتري در مقايسه با نوع دانسيته پايين است. تنها اكسيد كننده هاي قوي بطور محسوس در محدوده دمايي مشخص به اين مواد حمله خواهند كرد. اگر رزين پايه درست انتخاب نشود، شكست فشاري HDPE مي تواند مشكل ساز باشد. خواص مكانيكي اين ماده، استفاده از آنها را در شكل هاي بزرگتر و كاربردهايي نظير مواد ورقه اي در داخل مخازن، بعنوان عايق كاري در ستون‌ها گسترش داده است. در اين ماده نيز از جوش حرارتي مي توان استفاده كرد.

پلي اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا (UHMWPE)
يك پلي اتيلن خطي با محدوده وزن مولكولي متوسط 106×3 تا 106×5 است. زنجيرهاي خطي طولاني، مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر سايش، سختي، مقاومت در برابر شكست فشاري را، علاوه بر خواص عمومي PE نظير خنثي بودن در مقابل مواد شيميايي و ضريب اصطكاك پايين ايجاد مي‌كنند. بنابراين، اين ترموپلاستيك براي كاربردهايي كه نياز به مقاومت در برابر سايش دارند، نظير اجزاي استفاده شده در ماشين آلات بكار مي رود. در حالت كلي، پلي‌اتيلن‌ها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد بسيار حساس هستند. با وجود اين، مي‌توان از حساسيت آن با افزايش تثبيت‌كننده‌هاي مخصوص جلوگيري كرد.

پلي پروپيلن (PP)
با متيل جانشين شده بر روي اتيلن (پروپيلن) بعنوان منومر، خواص مكانيكي بطور قابل ملاحظه اي در مقايسه با پلي اتيلن بهبود مي يابد، در حقيقت اين پليمر داراي دانسيته پايين (kg.m3 915-900)، سخت تر و محكم تر بوده و داراي استحكام بيشتري نسبت به انواع ديگر است. علاوه بر اين نسبت به PE در دماهاي بالاتري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مقاومت شيميايي آن بيشتر بوده و تنها توسط اكسيد كننده هاي قوي مورد حمله قرار مي گيرد. اگر در انتخاب رزين مناسب دقت نشود، شكست فشاري PP مي‌تواند مشكل ساز باشد.خواص مكانيكي بهتر اين ماده استفاده از آن را در اشكال بزرگتر، به شكل مواد ورقه اي داخل مخازن، بعنوان پوشش گسترش داده است. ضريب انبساط حرارتي براي PP از HDPE كمتر است. دو كاربرد مهم PP ساخت قسمت هاي قالب تزريقي و رشته‌ها و فيبرها است.

پلي بوتيلن (PB)
از پلي ايزوبوتيلن حاصل از تقطير روغن خام تهيه شده است. منومر آن اتيلن با دو گروه متيل جايگزين شده با دو اتم هيدروژن است.

پلي‌وينيل كلرايد (PVC)
اولين ترموپلاستيك استفاده شده در مقادير بالا در كاربردهاي صنعتي است. اين پليمر با واكنش گاز استيلن با اسيد‌هيدروكلريك در حضور كاتاليزور مناسب تهيه مي شود. استفاده از PVC به دليل سادگي ساخت، در طول سالها افزايش يافته است. اين پليمر داراي كاربري آسان است.در مقابل اسيدها و بازهاي معدني قوي مقام بوده و در نتيجه بيش از 40 سال بطور گسترده به عنوان لوله كشي آب سرد و مواد شيميايي استفاده مي شده است. گرچه، در طراحي ساختار لوله، ضريب انبساط حرارتي خطي و ضريب الاستيك ناچيز اين ماده بايد در نظر گرفته شود.

پلي وينيل كلرايد كلرينه شده (CPVC)
پلي وينيل كلرايد مي تواند با كلرينه شدن جهت توليد يك پلاستيك وينيل كلرايد با مقاومت خوردگي اصلاح شده و مقاومت در دماهاي 20 تا 30 درجه بالاتر تغير كند. بنابراين، CPVC كه داراي همان محدوده مقاومت شيميايي PVC است، مي تواند به عنوان لوله، اتصالات، كانال ها، تانكها و پمپها در تماس با مايعات خورنده و آب داغ استفاده مي‌شود. براي مثال، مي‌توان تعيين كرد كه مقاومت شيميايي اين ماده در مقايسه با PVC در محيطهاي حاوي wt%20 استيك اسيد، wt%50-40 كروميك اسيد wt%70-60 نيتريك اسيد در oC300 و wt%80 سولفوريك اسيد، هگزان در oC50 و wt%80 سديم هيدروكسيد تا دماي 80 درجه سانتيگراد، بيشتر است.

پلي وينيل استات (PVA)
از منومري كه در آن يك گروه استات با يك اتم هيدروژن در منومر اتيلن جايگزين شده، تهيه مي شود. اين پليمر به عنوان پليمرهاي ساختاري استفاده نمي شود، زيرا يك ترموپلاستيك نسبتاً نرم است و از اين جهت تنها براي پوشش ها و چسب ها بكار مي رود.
 

پلي استايرن (PS)
از منومر استايرن C6H5CH=CH2 (فنيل بنزن) تشكيل شده است. پلي استايرن يك آمورف و ترموپلاستيك ناهمسان است. حلقه آروماتيك به سختي پلاستيك كمك مي كند و از جابجايي زنجير كه پلاستيك را ترد و شكننده مي كند، جلوگيري مي‌كند. اين پليمر براي كاربردهايي كه مستلزم تماس با مواد شيميايي خورنده هستند، توصيه نمي شود، زيرا مقاومت شيميايي آن در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك هاي موجود ناچيز بوده و در محيط هاي خاص شكست فشاري خواهند داشت. پلي استايرن در مقابل تابش اشعه UV (مانند تابش نور خورشيد ) حساس بوده و به رنگ مايل به زرد تبديل مي‌شود و مقاومت حرارتي آن نيز تنها 0C 650 است. اين ماده به عنوان پوشش تجهيزات و در بسياري كاربردهاي الكتريكي استفاده مي شود. اتصالات لوله كشي از اين پلاستيك تهيه شده، و بسياري ظروف هستند كه از پلي‌استايرن اصلاح شده، ساخته مي شوند. نحوه اتصال اين قطعات توسط جوشكاري با استفاده از حلال است، اما استفاده از آنها به آب و محلولهايي كه حاوي مواد آلي و معدني نباشند، محدود مي شود. پلي استايرن سومين ترموپلاستيك پرمصرف پس از PE و PP با بازار 20% است.

پلي متيل پنتن (PMP)
يك دستگاه پلاستيك با شفافيت و خواص الكتريكي خوب است كه مي تواند تا دماي 0C150 نيز مورد استفاده قرار گيرد.
آكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS)
يك سه بسپار با منومر بوتادين است، منومر دوم، آكريلونيتريل، از مولكول اتيلن كه اتم هيدروژن آن با يك گروه نيتريل (CN) جايگزين شده تشكيل شده. منومر سوم از يك مولكول اتيلن با گروه فنيل جايگزين شده با اتم هيدروژن (استايرن) تشكيل شده است.خواص اين پليمر با تغيير نسبت آكريلونيتريل در دو جزء ديگر آن، بطور قابل ملاحظه‌اي متغير است. اين مشتق از رزين هاي استايرن داراي جايگاه مهمي است. در حقيقت، استحكام، سختي، ثبات بعدي و ديگر خواص مكانيكي آنها، با تغيير اين نسبتها قابل اصلاح است. گرچه، اين مواد داراي مقاومت حرارتي پايين OC90 استحكام نسبتاً كم، و مقاومت شيميايي محدود هستند، قيمت پايين، اتصال راحت و راحتي ساخت، اين مواد را براي لوله‌هاي توزيع گاز، آب، فاضلاب و خطوط تخليه، قسمتهاي اتومبيل و خدمات بسيار از تلفن تا قسمتهاي مختلف اتومبيل بسيار مورد توجه كرده است. مقاومت اين ماده توسط مقدار كمي از تركيبات آلي تهديد مي شود، و به آساني توسط عوامل اكسيد كننده و اسيدهاي معدني قوي مورد حمله قرار مي‌گيرد. علاوه بر اين، ممكن است گراكينگ فشاري در حضور بعضي مواد آلي در آنها رخ دهد.

پلي تترافلورواتيلن (PTFE)
از منومر مولكول اتيلن كاملاً فلورينه شده به دست مي آيد كه تحت نام تجاري تفلون 4 شناخته شده است. نظر به ذوب بالا (0C327) داراي پايداري دمايي بسيار بالا با مقاومت حرارتي تا 0C280 است، و از نظر شيميايي يكي از خنثي ترين مواد شناخته شده پس از شيشه، فلزات دير گداز نظير تانتالم1 و فلزات گروه پلاتينيم نظير ايريديم 2 يا پلاتينيم 3 براي استفاده در مواد خورنده حتي در دماي بالا است. يكي از مشكلات عمده اين پليمر خستگي ناشي از سيكل هاي حرارتي به واسطه تكرار انبساط و انقباض در يك دوره زماني در دماهاي بالاتر از مرز بيان شده است. با توجه به تخلخل آنها، يكي از دلايل زوال فلوروكربن‌ها جذب مواد شيميايي و به دنبال آن واكنش با اجزاي ديگر در ترموپلاستيك است. هنگامي كه اين پديده اتفاق مي افتد، منجر به دفرمه شدن سطح، نظير حبابي شدن مي شود. اين مواد داراي محدوده دمايي معيني هستند و از افزايش دما بايد اجتناب شود.

پلي تري فلورو كلرو اتيلن (PTCE)
اين كلرو فلورو پليمر داراي پايداري حرارتي تا 0C175 بوده و مقاومت شيميايي كمتري نسبت به PTFE كاملاً فلورينه شده دارد. اين پليمرتحت نام تجاري Kel-F شناخته شده است. بطور كلي، خواص كاري اين پلاستيك نسبتاً خوب است، بطوري كه مي تواند به وسيله قالبگيري تزريقي شكل گرفته و نتيجتاً بعنوان پوشش و همچنين براي پوشش‌هاي پيش ساخته براي بسياري كاربردهاي شيميايي استفاده شود.
پلي وينيليدن فلورايد (PVDF)
اين ماده داراي مقاومت حرارتي كم تر 0C15 و پايداري شيميايي پايين تري نسبت به ديگر فلوروكربن‌ها است. اين پليمر داراي كاربردهاي بسياري در صنايع فرآيند‌هاي شيميايي و ساخت پمپ ها، شيرها، لوله، مخازن كوچك و ديگر تجهيزات است. اين مواد به عنوان پوشش و آستر نيز بكار مي روند. 000

ب- پلي آميدها (PA)
ترموپلاستيك هاي پلي آميد از طريق چگالش واكنش كربوكسيل اسيد (RCOOH) و يك آمين (RNH2) با حذف آب تهيه مي شود. اين رزين ها تحت نام تجاري نايلون، يكي از اولين محصولات رزيني استفاده شده بعنوان مواد مهندسي شناخته شده است. خواص مكانيكي بسيار خوب بهمراه راحتي ساخت، رشد متداوم آنها را براي كاربردهاي مكانيكي حتمي مي‌كند. استحكام بالا، سختي، مقاومت در برابر سايش و مدول يانگ بالا خواص بسيار با ارزش نايلون ها بوده و موارد استعمال آن‌ را در كاربردهاي مهم در تجهيزات عملياتي مختلف نظير چرخ دنده ها، اتصالات الكتريكي، شيرها، نگهدارنده ها، لوله گذاري و پوشش سيم‌ها توجيه مي‌كند. مقاومت حرارتي نايلون مي‌تواند متغير باشد، اما در محدوده دمايي 0C100، بايد در نظر گرفته شود. اين پليمر به عنوان يك ترموپلاستيك، به استثناي مقاومت ناچيز آن در تماس با اسيدهاي معدني قوي داراي مقاومت شيميايي خوبي است. نظر به گوناگوني مشتقات يا كوپليمرهاي آغازگر، انواع تجاري متنوعي از رزين هاي نايلون، با خواص متفاوت موجود است. انواع اصلي آن، نايلون و نايلون 66 است كه داراي استحكام بالايي هستند. اخيراً ، انواع تجاري جديدي از نايلون عرضه شده كه بر انواع سابق از نظر غلبه بر محدوديت‌هاي موجود، برتري دارد. اين مواد شامل پلي آميدهايي است كه داراي يك گروه آروماتيك در منومر آنها بوده، و به همين دليل آراميد رزين (آرومانتيك آميدها) كه تحت نام تجاري Kelvar و Nomex شناخته شده، ناميده مي شود.

ج ) پلي استاليز
پلي استالزها تحت نام تجاري Delrin و عموماً با پليمر اوليه فرمالدئيد است. ثبات بعدي عالي و استحكام رزين استال، استفاده از آنها در چرخ دنده ها، پره‌هاي پمپ، انواع اتصالات رزوه اي نظير درپوش‌ها و قسمتهاي مكانيكي را امكان پذير مي‌كند. اين مواد مختلف آلي و معدني در محدوده وسيعي است. همانند بسياري پليمرهاي ديگر اين پليمر فرمالدئيد در مقابل اسيدهاي قوي، بازهاي قوي يا مواد اكسيد كننده مقاوم نخواهد بود.

د ) سلولزها
مهمترين مشتقات سلولزي در پليمرها، ترموپلاستيك هاي استات، بوتيرات و پروپيونات هستند. اين پليمرها در موارد مهم استفاده نمي شوند اما در قطعات كوچك نظير پلاك هاي شناسايي، پوشش هاي تجهيزات الكتريكي و ديگر كاربردهايي كه نياز به يك پلاستيك شفاف با خواص مقاومت ضربه بالا دارند، استفاده مي شود. خواص فرسايشي اين مواد، مخصوصاً در مورد پروپيونات خوب است، اما مقاومت مكانيكي آنها در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك ها قابل رقابت نيست. آب و محلولهاي نمكي اثري بر اين مواد ندارند، اما مقادير ناچيز از اسيد، قليا يا ديگر حلال ها بر روي آن اثر نامطلوبي دارد. بالاترين دماي مفيد 0C60 است.

ه – پلي‌كربناتها (PC)
پلي كربناتها توسط واكنش پلي فنل با دي كلرومتان و فسژن تهيه مي شود. منومر اوليه اين ماده OC6H4C(CH3)2C6 H4COO است. پلي كربنات يك ترموپلاستيك خطي، با خاصيت كريستاليزاسيون پايين، شفاف و با جرم مولكولي بالا بوده وعموماً تحت نام تجاري Lexan شناخته مي‌شود. اين پليمر داراي مقاومت شيميايي بالا در گريس كاري و روغن كاري بوده ولي داراي مقاومت پايين در برابر حلالهاي آلي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) به همراه مقاومت الكتريكي بالا راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش، و عبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است. وقتي يك پوشش ترانسپارنت، با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخابي مناسبي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) بهمراه مقاومت الكتريكي بالا، راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش ، وعبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است.وقتي يك پوشش ترانسپارنت با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخاب مناسبي است. در مجموع ، جهت ساخت قطعات بسيار كوچك ماشين آلات – مخصوصاً ماشين آلاتي كه داراي تجهيزات قالبگيري پيچيده هستند، پره هاي پمپ ها، كلاه هاي ايمني و ديگر كاربردهايي كه نياز به وزن سبك و مقاومت ضربه گيري بالا دارد، استفاده از ترموپلاستيك‌هاي پلي كربنات رضايت بخش است. اين مواد مي‌توانند در دماهاي بين 0C170 تا 0C121 مورد استفاده قرار گيرند
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۱۶ ساعت 17 توسط سحر فراهاني  | 

پلیمرها

پليمرها به سه گروه اصلي تقسيم مي‌شوند:
(1) پلاستيك هاي گرمانرم 
(2) پلاستيك هاي گرما سخت يا ترموست ها
 (3) الاستومرها
 ترموپلاستيك ها با افزايش دما نرم شده و با خنك شدن به سختي اوليه اشان برمي گردند و بيشتر قابل ذوب هستند، به عنوان مثال، نايلون، پلاستيك هاي گرما سخت (ترموست ها) وقتي گرم مي شوند، سخت شده و هنگام سرد شدن به سختي اوليه برمي گردند. اين مواد توسط كاتاليزورها يا گرم شدن تحت فشار به يك شكل دائمي تبديل مي شوند. الاستومرها نظير رابرها مي توانند بدون پاره شدن و گسستن در برابر تغيير شكل مقاومت كنند.


در مطلب حاضر، انواع محدودي از پليمرهاي هر گروه و كاربرد و خواص آنها مورد بررسي قرار مي گيرد.

ترموپلاستيك ها
الف – پلي اولفين يا پليمرهاي اتنيك

همه اين ترموپلاستيك ها بطور مشترك داراي منور اتلين (H2C=CH2) هستند.
پلي اتيلن 6(PE)- پلي اتيلن اولين محصول تجاري در سال 1940 بوده و از نفت خام يا گاز طبيعي تهيه مي شود.
پلي اتيلن يك ماده ترموپلاستيك است كه بسته به ساختار مولكولي از يك نوع به نوع ديگر متفاوت است. در حقيقت، با تغيير وزن مولكولي (يعني طول زنجير)، تبلور (يعني وضعيت زنجير)، و خواص شاخه ( يعني پيوند شيميايي بين زنجيرهاي مجاور) مي‌ توان محصولات متنوعي از آن توليد كرد. پلي‌اتيلن مي تواند در چهار نوع تجاري تهيه شود: (1) دانسيته پايين، (2) دانسيته متوسط، (3) دانسيته بالا و (4) پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا.

پلي اتيلن دانسيته پايين (LDPE):
داراي نقطه ذوب OC1050، سختي، مقاومت شكست فشاري، شفافيت، انعطاف پذيري و خاصيت انبساط پذيري است. بنابراين، به دليل روش ساخت و استعمال آسان آن، براي لوله كشي و بسته‌بندي‌ها استفاده مي شود. مقاومت شيميايي آن بسيار برجسته است، گر چه به اندازه پلي‌اتيلن دانسيته و يا پلي پروپيلن نيست، اما اين پليمر در مقابل بسياري اسيدهاي معدني (مانند HCI و HF) و قلياها (نظير NH4OH-KOH-NaoH) مقاوم بوده و براي جابجايي مواد شيميايي معدني مي توان از آن استفاده كرد، ولي بايد از تماس آن با آلكان ها، هيدروكربن هاي آروماتيك، هيدروكربن هاي كلرينه و اكسيد كننده‌هاي قوي (نظير HNo3)) اجتناب كرد. اتصال قسمتهاي مختلف از جنس PE با استفاده از جوش ذوبي انجام مي شود. بدين ترتيب، انجام لوله كشي به اين شكل ارزان بوده و نسبت به ديگر مواد موجود، براي خطوط فاضلاب، خطوط آب، و ديگر سرويسهايي كه در معرض فشارها و يا درجه حرارت هاي بالا قرار نمي گيرند، بسيار مقاوم و بهترين انتخاب است. با وجود اين، محدوديت هايي وجود دارد كه استفاده از آنها را در بسياري كاربردها غيرممكن مي سازد. اين محدوديت ها عبارت از، استحكام پايين، مقاومت حرارتي پايين (بالاترين محدوده دمايي براي اين ماده 0C60 است)، نزول كيفيت تحت پرتو تابي UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) است. با وجود اين، پلي اتيلن مي تواند جهت افزايش استحكام، مقاومت و ديگر خواص مكانيكي مطلوب با مواد ديگر تركيب شود.

پلي اتيلن دانسيته بالا (HDPE)
داراي خواص مكانيكي برجسته و مقاومت مكانيكي نسبتاً بيشتري در مقايسه با نوع دانسيته پايين است. تنها اكسيد كننده هاي قوي بطور محسوس در محدوده دمايي مشخص به اين مواد حمله خواهند كرد. اگر رزين پايه درست انتخاب نشود، شكست فشاري HDPE مي تواند مشكل ساز باشد. خواص مكانيكي اين ماده، استفاده از آنها را در شكل هاي بزرگتر و كاربردهايي نظير مواد ورقه اي در داخل مخازن، بعنوان عايق كاري در ستون‌ها گسترش داده است. در اين ماده نيز از جوش حرارتي مي توان استفاده كرد.

پلي اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا (UHMWPE)
يك پلي اتيلن خطي با محدوده وزن مولكولي متوسط 106×3 تا 106×5 است. زنجيرهاي خطي طولاني، مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر سايش، سختي، مقاومت در برابر شكست فشاري را، علاوه بر خواص عمومي PE نظير خنثي بودن در مقابل مواد شيميايي و ضريب اصطكاك پايين ايجاد مي‌كنند. بنابراين، اين ترموپلاستيك براي كاربردهايي كه نياز به مقاومت در برابر سايش دارند، نظير اجزاي استفاده شده در ماشين آلات بكار مي رود. در حالت كلي، پلي‌اتيلن‌ها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد بسيار حساس هستند. با وجود اين، مي‌توان از حساسيت آن با افزايش تثبيت‌كننده‌هاي مخصوص جلوگيري كرد.

پلي پروپيلن (PP)
با متيل جانشين شده بر روي اتيلن (پروپيلن) بعنوان منومر، خواص مكانيكي بطور قابل ملاحظه اي در مقايسه با پلي اتيلن بهبود مي يابد، در حقيقت اين پليمر داراي دانسيته پايين (kg.m3 915-900)، سخت تر و محكم تر بوده و داراي استحكام بيشتري نسبت به انواع ديگر است. علاوه بر اين نسبت به PE در دماهاي بالاتري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مقاومت شيميايي آن بيشتر بوده و تنها توسط اكسيد كننده هاي قوي مورد حمله قرار مي گيرد. اگر در انتخاب رزين مناسب دقت نشود، شكست فشاري PP مي‌تواند مشكل ساز باشد.خواص مكانيكي بهتر اين ماده استفاده از آن را در اشكال بزرگتر، به شكل مواد ورقه اي داخل مخازن، بعنوان پوشش گسترش داده است. ضريب انبساط حرارتي براي PP از HDPE كمتر است. دو كاربرد مهم PP ساخت قسمت هاي قالب تزريقي و رشته‌ها و فيبرها است.

پلي بوتيلن (PB)
از پلي ايزوبوتيلن حاصل از تقطير روغن خام تهيه شده است. منومر آن اتيلن با دو گروه متيل جايگزين شده با دو اتم هيدروژن است.

پلي‌وينيل كلرايد (PVC)
اولين ترموپلاستيك استفاده شده در مقادير بالا در كاربردهاي صنعتي است. اين پليمر با واكنش گاز استيلن با اسيد‌هيدروكلريك در حضور كاتاليزور مناسب تهيه مي شود. استفاده از PVC به دليل سادگي ساخت، در طول سالها افزايش يافته است. اين پليمر داراي كاربري آسان است.در مقابل اسيدها و بازهاي معدني قوي مقام بوده و در نتيجه بيش از 40 سال بطور گسترده به عنوان لوله كشي آب سرد و مواد شيميايي استفاده مي شده است. گرچه، در طراحي ساختار لوله، ضريب انبساط حرارتي خطي و ضريب الاستيك ناچيز اين ماده بايد در نظر گرفته شود.

پلي وينيل كلرايد كلرينه شده (CPVC)
پلي وينيل كلرايد مي تواند با كلرينه شدن جهت توليد يك پلاستيك وينيل كلرايد با مقاومت خوردگي اصلاح شده و مقاومت در دماهاي 20 تا 30 درجه بالاتر تغير كند. بنابراين، CPVC كه داراي همان محدوده مقاومت شيميايي PVC است، مي تواند به عنوان لوله، اتصالات، كانال ها، تانكها و پمپها در تماس با مايعات خورنده و آب داغ استفاده مي‌شود. براي مثال، مي‌توان تعيين كرد كه مقاومت شيميايي اين ماده در مقايسه با PVC در محيطهاي حاوي wt%20 استيك اسيد، wt%50-40 كروميك اسيد wt%70-60 نيتريك اسيد در oC300 و wt%80 سولفوريك اسيد، هگزان در oC50 و wt%80 سديم هيدروكسيد تا دماي 80 درجه سانتيگراد، بيشتر است.

پلي وينيل استات (PVA)
از منومري كه در آن يك گروه استات با يك اتم هيدروژن در منومر اتيلن جايگزين شده، تهيه مي شود. اين پليمر به عنوان پليمرهاي ساختاري استفاده نمي شود، زيرا يك ترموپلاستيك نسبتاً نرم است و از اين جهت تنها براي پوشش ها و چسب ها بكار مي رود.
 

پلي استايرن (PS)
از منومر استايرن C6H5CH=CH2 (فنيل بنزن) تشكيل شده است. پلي استايرن يك آمورف و ترموپلاستيك ناهمسان است. حلقه آروماتيك به سختي پلاستيك كمك مي كند و از جابجايي زنجير كه پلاستيك را ترد و شكننده مي كند، جلوگيري مي‌كند. اين پليمر براي كاربردهايي كه مستلزم تماس با مواد شيميايي خورنده هستند، توصيه نمي شود، زيرا مقاومت شيميايي آن در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك هاي موجود ناچيز بوده و در محيط هاي خاص شكست فشاري خواهند داشت. پلي استايرن در مقابل تابش اشعه UV (مانند تابش نور خورشيد ) حساس بوده و به رنگ مايل به زرد تبديل مي‌شود و مقاومت حرارتي آن نيز تنها 0C 650 است. اين ماده به عنوان پوشش تجهيزات و در بسياري كاربردهاي الكتريكي استفاده مي شود. اتصالات لوله كشي از اين پلاستيك تهيه شده، و بسياري ظروف هستند كه از پلي‌استايرن اصلاح شده، ساخته مي شوند. نحوه اتصال اين قطعات توسط جوشكاري با استفاده از حلال است، اما استفاده از آنها به آب و محلولهايي كه حاوي مواد آلي و معدني نباشند، محدود مي شود. پلي استايرن سومين ترموپلاستيك پرمصرف پس از PE و PP با بازار 20% است.

پلي متيل پنتن (PMP)
يك دستگاه پلاستيك با شفافيت و خواص الكتريكي خوب است كه مي تواند تا دماي 0C150 نيز مورد استفاده قرار گيرد.
آكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS)
يك سه بسپار با منومر بوتادين است، منومر دوم، آكريلونيتريل، از مولكول اتيلن كه اتم هيدروژن آن با يك گروه نيتريل (CN) جايگزين شده تشكيل شده. منومر سوم از يك مولكول اتيلن با گروه فنيل جايگزين شده با اتم هيدروژن (استايرن) تشكيل شده است.خواص اين پليمر با تغيير نسبت آكريلونيتريل در دو جزء ديگر آن، بطور قابل ملاحظه‌اي متغير است. اين مشتق از رزين هاي استايرن داراي جايگاه مهمي است. در حقيقت، استحكام، سختي، ثبات بعدي و ديگر خواص مكانيكي آنها، با تغيير اين نسبتها قابل اصلاح است. گرچه، اين مواد داراي مقاومت حرارتي پايين OC90 استحكام نسبتاً كم، و مقاومت شيميايي محدود هستند، قيمت پايين، اتصال راحت و راحتي ساخت، اين مواد را براي لوله‌هاي توزيع گاز، آب، فاضلاب و خطوط تخليه، قسمتهاي اتومبيل و خدمات بسيار از تلفن تا قسمتهاي مختلف اتومبيل بسيار مورد توجه كرده است. مقاومت اين ماده توسط مقدار كمي از تركيبات آلي تهديد مي شود، و به آساني توسط عوامل اكسيد كننده و اسيدهاي معدني قوي مورد حمله قرار مي‌گيرد. علاوه بر اين، ممكن است گراكينگ فشاري در حضور بعضي مواد آلي در آنها رخ دهد.

پلي تترافلورواتيلن (PTFE)
از منومر مولكول اتيلن كاملاً فلورينه شده به دست مي آيد كه تحت نام تجاري تفلون 4 شناخته شده است. نظر به ذوب بالا (0C327) داراي پايداري دمايي بسيار بالا با مقاومت حرارتي تا 0C280 است، و از نظر شيميايي يكي از خنثي ترين مواد شناخته شده پس از شيشه، فلزات دير گداز نظير تانتالم1 و فلزات گروه پلاتينيم نظير ايريديم 2 يا پلاتينيم 3 براي استفاده در مواد خورنده حتي در دماي بالا است. يكي از مشكلات عمده اين پليمر خستگي ناشي از سيكل هاي حرارتي به واسطه تكرار انبساط و انقباض در يك دوره زماني در دماهاي بالاتر از مرز بيان شده است. با توجه به تخلخل آنها، يكي از دلايل زوال فلوروكربن‌ها جذب مواد شيميايي و به دنبال آن واكنش با اجزاي ديگر در ترموپلاستيك است. هنگامي كه اين پديده اتفاق مي افتد، منجر به دفرمه شدن سطح، نظير حبابي شدن مي شود. اين مواد داراي محدوده دمايي معيني هستند و از افزايش دما بايد اجتناب شود.

پلي تري فلورو كلرو اتيلن (PTCE)
اين كلرو فلورو پليمر داراي پايداري حرارتي تا 0C175 بوده و مقاومت شيميايي كمتري نسبت به PTFE كاملاً فلورينه شده دارد. اين پليمرتحت نام تجاري Kel-F شناخته شده است. بطور كلي، خواص كاري اين پلاستيك نسبتاً خوب است، بطوري كه مي تواند به وسيله قالبگيري تزريقي شكل گرفته و نتيجتاً بعنوان پوشش و همچنين براي پوشش‌هاي پيش ساخته براي بسياري كاربردهاي شيميايي استفاده شود.
پلي وينيليدن فلورايد (PVDF)
اين ماده داراي مقاومت حرارتي كم تر 0C15 و پايداري شيميايي پايين تري نسبت به ديگر فلوروكربن‌ها است. اين پليمر داراي كاربردهاي بسياري در صنايع فرآيند‌هاي شيميايي و ساخت پمپ ها، شيرها، لوله، مخازن كوچك و ديگر تجهيزات است. اين مواد به عنوان پوشش و آستر نيز بكار مي روند. 000

ب- پلي آميدها (PA)
ترموپلاستيك هاي پلي آميد از طريق چگالش واكنش كربوكسيل اسيد (RCOOH) و يك آمين (RNH2) با حذف آب تهيه مي شود. اين رزين ها تحت نام تجاري نايلون، يكي از اولين محصولات رزيني استفاده شده بعنوان مواد مهندسي شناخته شده است. خواص مكانيكي بسيار خوب بهمراه راحتي ساخت، رشد متداوم آنها را براي كاربردهاي مكانيكي حتمي مي‌كند. استحكام بالا، سختي، مقاومت در برابر سايش و مدول يانگ بالا خواص بسيار با ارزش نايلون ها بوده و موارد استعمال آن‌ را در كاربردهاي مهم در تجهيزات عملياتي مختلف نظير چرخ دنده ها، اتصالات الكتريكي، شيرها، نگهدارنده ها، لوله گذاري و پوشش سيم‌ها توجيه مي‌كند. مقاومت حرارتي نايلون مي‌تواند متغير باشد، اما در محدوده دمايي 0C100، بايد در نظر گرفته شود. اين پليمر به عنوان يك ترموپلاستيك، به استثناي مقاومت ناچيز آن در تماس با اسيدهاي معدني قوي داراي مقاومت شيميايي خوبي است. نظر به گوناگوني مشتقات يا كوپليمرهاي آغازگر، انواع تجاري متنوعي از رزين هاي نايلون، با خواص متفاوت موجود است. انواع اصلي آن، نايلون و نايلون 66 است كه داراي استحكام بالايي هستند. اخيراً ، انواع تجاري جديدي از نايلون عرضه شده كه بر انواع سابق از نظر غلبه بر محدوديت‌هاي موجود، برتري دارد. اين مواد شامل پلي آميدهايي است كه داراي يك گروه آروماتيك در منومر آنها بوده، و به همين دليل آراميد رزين (آرومانتيك آميدها) كه تحت نام تجاري Kelvar و Nomex شناخته شده، ناميده مي شود.

ج ) پلي استاليز
پلي استالزها تحت نام تجاري Delrin و عموماً با پليمر اوليه فرمالدئيد است. ثبات بعدي عالي و استحكام رزين استال، استفاده از آنها در چرخ دنده ها، پره‌هاي پمپ، انواع اتصالات رزوه اي نظير درپوش‌ها و قسمتهاي مكانيكي را امكان پذير مي‌كند. اين مواد مختلف آلي و معدني در محدوده وسيعي است. همانند بسياري پليمرهاي ديگر اين پليمر فرمالدئيد در مقابل اسيدهاي قوي، بازهاي قوي يا مواد اكسيد كننده مقاوم نخواهد بود.

د ) سلولزها
مهمترين مشتقات سلولزي در پليمرها، ترموپلاستيك هاي استات، بوتيرات و پروپيونات هستند. اين پليمرها در موارد مهم استفاده نمي شوند اما در قطعات كوچك نظير پلاك هاي شناسايي، پوشش هاي تجهيزات الكتريكي و ديگر كاربردهايي كه نياز به يك پلاستيك شفاف با خواص مقاومت ضربه بالا دارند، استفاده مي شود. خواص فرسايشي اين مواد، مخصوصاً در مورد پروپيونات خوب است، اما مقاومت مكانيكي آنها در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك ها قابل رقابت نيست. آب و محلولهاي نمكي اثري بر اين مواد ندارند، اما مقادير ناچيز از اسيد، قليا يا ديگر حلال ها بر روي آن اثر نامطلوبي دارد. بالاترين دماي مفيد 0C60 است.

ه – پلي‌كربناتها (PC)
پلي كربناتها توسط واكنش پلي فنل با دي كلرومتان و فسژن تهيه مي شود. منومر اوليه اين ماده OC6H4C(CH3)2C6 H4COO است. پلي كربنات يك ترموپلاستيك خطي، با خاصيت كريستاليزاسيون پايين، شفاف و با جرم مولكولي بالا بوده وعموماً تحت نام تجاري Lexan شناخته مي‌شود. اين پليمر داراي مقاومت شيميايي بالا در گريس كاري و روغن كاري بوده ولي داراي مقاومت پايين در برابر حلالهاي آلي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) به همراه مقاومت الكتريكي بالا راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش، و عبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است. وقتي يك پوشش ترانسپارنت، با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخابي مناسبي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) بهمراه مقاومت الكتريكي بالا، راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش ، وعبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است.وقتي يك پوشش ترانسپارنت با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخاب مناسبي است. در مجموع ، جهت ساخت قطعات بسيار كوچك ماشين آلات – مخصوصاً ماشين آلاتي كه داراي تجهيزات قالبگيري پيچيده هستند، پره هاي پمپ ها، كلاه هاي ايمني و ديگر كاربردهايي كه نياز به وزن سبك و مقاومت ضربه گيري بالا دارد، استفاده از ترموپلاستيك‌هاي پلي كربنات رضايت بخش است. اين مواد مي‌توانند در دماهاي بين 0C170 تا 0C121 مورد استفاده قرار گيرند
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۱۶ ساعت 17 توسط سحر فراهاني  | 

 

8th Iranian Workshop on Chemometrics

7-9 February 2009

Quantitative Structure-Activity Relationship

(QSAR)



 

هشتمين كارگاه آموزشي كمومتريكس ايران
19 لغايت 21 بهمن ماه

دانشكده شيمي مركز تحصيلات تكميلي در علوم پايه زنجان در نظر دارد ” هشتمـينكـارگـاه آمـوزشي كمـومتـريكـس ايـــران“ را با عنوانQuantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) از تاريخ 86/11/19 لغايت 86/11/21 به مـدت سـه روز برگزار نمايد. لازم بهذكر است كه اين كارگاه با حضور جناب آقاي پروفسورRoberto Todeschini  ازDepartment of Environmental Sciences of the University of Milano-Bicocca (Milano, Italy)  برگزار ميگردد.

 

Invited Speakers:

Prof. Roberto Todeschini

Prof. Roberto Todeschini
Department of Environmental Sciences of the University of Milano-Bicocca (Milano, Italy)



Davide Ballabio

Davide Ballabio

(Department of Environmental Sciences of the University of Milano-Bicocca - Milano, Italy)

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۱۶ ساعت 17 توسط سحر فراهاني  | 

CHLOROFORM

CHLOROFORM

CAS # 67-66-3

RTECS # FS9100000

ICSC # 0027

UN # 1888

EC # 602-006-00-4

تری کلرو متان

متان تری کلرید

کلرورفرمیل

CH3Cl3 فرمول شیمیایی:

جرم ملکولی:4/119

کمک های اولیه/اطفا حریق

پیشگیری

خطرات حاد/علائم

 نوع خطر / مواجهه

در صورت بروزآتش سوزی در محیط  اطراف  استفاده از تمام عوامل خاموش کنندگی مجاز است.

 

غیر قابل احتراق

 (نکات قابل توجه را ببینید)

در صورت بروز آتش سوزی گازهای سمی آزاد می نماید.

آتش:

در صورت بروزآتش سوزی بشکه ها و غیره را با اسپری کردن آب خنک کنید.

 

در صورت بروز آتش سوزی ،ریسک انفجار دارد.

(قسمت خطرات شیمیایی را مشاهده نمایید.)

انفجار :

 

بهداشت را رعایت کنید .

از تماس افراد خردسال و کهنسال  با این ماده اجتناب شود.

 

مواجهه:

هوای تازه استراحت

در صورت لزوم دادن تنفس مصنوعی

ارجاع برای مراقبت های پزشکی

تهویه عمومی تهویه موضعی یا وسیله حفاظت تنفسی

سرفه،خواب آلودگی،سردرد،تهوع

استنشاق:

لباس های آلوده شده را از بدن یرون بیاورید.

پوست را با آب فراوان خیس کرده یا زیر دوش آب بگیرید.

ارجاع برای مراقبت های پزشکی

دستکش حفاظتی، لباس حفاظتی

ممکن است جذب شود

 قرمزی ،درد

پوست:

ابتدا چند دقیقه (حد اقل 15 دقیقه)چشم ها را با آب بشویید.

لنز های تماسی را اگر به سادگی امکان پذیر است بیرون بیاورید.

فرد را نزد پزشک ببرید.

حفاظت صورت یا حفاظت توام چشم و دستگاه تنفس

قرمزی ،درد

چشم ها:

دهان را باآب بشویید.

مقدا ر زیادی آب به فرد بدهید تا  بنوشد.

فرد استراحت نماید.

ارجاع برای مراقبت های پزشکی

 

دل درد،استفراغ

(برای اطلاعات بسشتر بخش استنشاق را ملاحظه فرمایید.)

گوارشی:

بسته بندی و بر چسب زدن

انبار کردن(ذخیره کردن)

دفع ضایعات

در بسته بندی غیر قابل شکستن نگهداری کنید یا بسته بندی  قابل شکستن را در  بسته بندی غیر قابل شکستن نگهداری کنید.

با غذا و علوفه حیوانی جابجا نشود.

Xn symbol     

R:22-38-40-48/20/22

S:36/37

UN Hazard Class:6.1

UN packing group :ІІІ

آلوده کننده دریایی 

 

از اکسید کننده های قوی، بازها ی قوی ،فلزات ،استن غذا و علوفه حیوانی جدا نگهدری شود.

در مکان تاریک، با تهویه در سطح زمین نگهداری شود.

ناحیه خطر را تخلیه کنید.

با یک کار شناس مشورت نمایید.

تا حد امکان مایع نشت شده یا ریخته شده را در ظروف بدون منفذی جمع آوری کنید.

مایع باقی مانده را در شن یا جاذب بی خطری جمع آوری کرده و به مکان ایمن منتقل نمایید.

نگذارید این ماده شیمیایی وارد محیط زیست شود.

وسایل حفاظت فردی وﯿﮋه:وسایل حفاظت تنفسی)

حالت  فیزیکی و وضعیت ظاهری:

مایع فرار، بی رنگ با بوی مشخص

خطرات فیزیکی:

این بخار از هوا سنگین تر است.

در تماس با سطوح داغ یا شعله تجزیه شده تشکیل گازهای سمی و محرک می نماید.

خطرات شیمیایی:

این ماده به آرامی با بعضی فلزات(از قبیل آلومینیوم، لیتیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم)و استون ورد واکنش شده باعث خطرآتش سوزی و انفجار می شود.

به پلاستیک ها و لاستیک ها و روکش هاآسیب وارد می کند.

(Hydrogen chloride٬ ICSC # 063-Phosgene٬ISCS # 0007-Chlorine٬ICSC # 0126)

حدود مجاز شغلی:

TLV (as TWA):10 ppm ; 50 mg/m³(ACGIH 1992-1993).

MAK:10 ppm ;50 mg/m³;ІІ، 1، b (1992)

MAK: class ІІІ B

 

 

راههای مواجهه:

این ماده می تواند از طریق استنشاق یا عبور از راه پوست و یا از طریق خوراکی وارد و جذب بدن شود.

خطرات استنشاق:

در اثر تبخیر این  ماده در دمای 21 درجه سانتی گراد غلظت هوا به سرعت به حد زیان آور خواهد رسید.

اثرات مواجهه کوتاه مدت:

این  ماده چشم را تحریک می کند ممکن است تاثیراتی روی قلب ،کبد ،کلیه ها و سیستم اعصاب مرکزی گذاشته منجر به بیهوشی شود.

این تاثیرات ممکن است با تاخیر ظاهر شوند.

انجام مشاهدات پزشکی ضروری است.

اثرات مواجهه  طولانی مدت یا مکرر:

تماس مکرر و طولانی مدت با پوست سبب درماتیت(التهاب) پوست می شود.

این ماده ممکن است برای انسان ها سرطانزا باشد.

اطلاعات مهم

اطلاعات زیست محیطی:

این ماده مکن است برای محیط زیست خطرناک باشد.

باید به آب توجهی وﯿﮋه  داشت.

 

خواص فیزیکی:

نقطه  جوش:62 درجه سانتی گراد

نقطه ذوب:62 درجه سانتی گراد

چگالی نسبی(اب=1):48/1

چگالی نسبی(هوا=1):12/4

چگالی نسبی مخلوط بخار/هوادر20 درجه سانتی گراد  (هوا=1):7/1

حلالیت در اب در20 درجه سانتی گراد  :. 0.8گرم در 100 میلی لیتر

فشار بخاردر20 درجه سانتی گراد  : 2/21کیلو پاسکال

 

نکات قابل توجه

در صورت افزایش مقادیری از مواد قابل اشتعال یا افزایش در میزان اکسیژن هوا قابل احتراق می گردد.

استفاده از مشروبات الکلی تاثیرات مضر را تقویت می کند.

بسته به میزان تماسآزمایشات دوره ای ضروری می باشد.

میزان هشدار دهندگی بو زمانیکه از حد تماس تاوز کرد ناکافی می باشد.

در مجاورت آب یا سطوح داغ یا در طی انجام جوشکاری استفاده نشود.

Transport Emergency Card :TEC(R)-146

NFPA Code:H2;F0;R0

 

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۱۱ ساعت 21 توسط tehran  | 

Equations and Data Analysis

The theoretical foundation laid out by Bruno Zimm [B. H. Zimm, "The scattering of light and the radial distribution function of high polymer solutions," J. Chem. Phys. 16, 1093 (1948); Ibid. "Apparatus and methods for measurement and interpretation of the angular variation of light scattering; Preliminary results on polystyrene solutions," J. Chem. Phys. 16, 1099-1116 (1948)] makes it possible to condense the results of the Rayleigh-Debye-Gans theory of light scattering into a simple equation. As described in the review article by Philip Wyatt [P.J. Wyatt, Anal. Chim. Acta 272, 1-40 (1993)] Zimm's development leads to the expression:

(1)

where:

  • R(q,c) is the excess Rayleigh ratio of the solution as a function of scattering angle q and concentration c. It is directly proportional to the intensity of the scattered light in excess of the light scattered by the pure solvent.
  • c is the solute concentration.
  • Mw is the weight-averaged solute molar mass.
  • A2 is the second virial coefficient in the virial expansion of the osmotic pressure.
  • K* is the constant 4p2(dn/dc)2n02/Nal04.
  • Na is Avogadro's number. This number always appears when concentration is measured in g/ml and molar mass in g/mol.
  • P(q) describes the angular dependence of the scattered light, and can be related to the rms radius.

The expansion of P(q) to first order gives:

(2)

where n0 is the index of refraction of the solvent, l0 is the vacuum wavelength of the laser, and rg is the rms radius. Here, the relation between the size and angular dependence of the scattered light is clear. For larger sizes (rg greater than approximately 50 nm) it is necessary to include higher moments in the expansion of P(q).

The mean square radius, <rg2>, may be calculated immediately from the slope at q = 0 of the measured ratios 1/R(q,c) with respect to sin2(q/2). If the macromoledule of mass M is made up of elements mi, it may be shown that

(3)

where ri is the distance of element mi from the center of mass of the molecule of total mass M.

These equations are used as the basis for rigorous fitting of the light scattering and concentration data by the ASTRA® software to retrieve the molar mass, rms radius, and second virial coefficient for the macromolecules in solution.

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۰۶ ساعت 13 توسط سحر فراهاني  | 

wyatt teChnolegy

 smaller than the wavelength of the incident light can be treated as though they were essentially point scatterers. For such very small molecules, the scattered light in the plane perpendicular to the polarization of the incident light is independent of scattering angle. It is the same at every scattering angle.

intramolecular interference

For larger macromolecules, however, there are variations in the phase of the scattered light from different parts in the macromolecule. This can lead to the destructive or constructive interference of the scattered light. The net result is that the intensity of scattered light away from the direction of the laser beam is changed and, for molecules small compared to the wavelength of the incident light, is reduced. This case generally describes the so-called RGD theory mentioned earlier. Each macromolecule is assumed to be made up of very small elements, each of which scatters independently of any other. However, during the time of passage of the incident light wavefront over the macromolecule, each element scatters in phase with the scattering of adjacent elements. Thus the scattered waves will add destructively or constructively producing constructive or destructive interference in certain directions.

rms radius

If the angular dependence of the scattered light is measured, it is possible to determine the size of the molecule. Here, the size measurement is known as the root mean square (rms) radius, or sometimes the "radius of gyration". The latter term is a misnomer since it describes a kinematic measure of a molecule rotating about a particular axis in space. The rms radius, on the other hand is a measure of its size weighted by the mass distribution about its center of mass. Once the molecule's conformation is determined, (e.g., random coil, sphere, or rod), the rms radius can be related to its geometrical dimensions. For a sample containing a broad distribution of molecular masses, following separation by chromatographic means, the measured rms radius may be plotted against the correspondingly measured molar mass to determine the sample's conformation.

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۰۶ ساعت 13 توسط سحر فراهاني  | 

Intensity of Scattered Light and Molar Mass

oscillating dipole

When laser light impinges on a macromolecule, the oscillating electric field of the light induces an oscillating dipole within it. This oscillating dipole will re-radiate light, much like the antenna for a radio station sends out radio waves. The intensity of the radiated light depends on the magnitude of the dipole induced in the macromolecule. The more polarizable the macromolecule, the larger the induced dipole, and hence, the greater the intensity of the scattered light. Therefore, in order to characterize the scattering from a solution of such macromolecules, it is first necessary to know their polarizability. This may be determined from a measurement of the change, Dn, of the solution's refractive index n with the molecular concentration change, Dc, by measuring the dn/dc (=Dn/Dc) value using a so-called differential refractometer such as the Optilab rEX.

When there are many macromolecules in solution, each macromolecule scatters light via the aforementioned induced dipole mechanism. Hence, the intensity of the scattered light is proportional to the concentration of the macromolecules in solution; twice as many molecules scatter twice as much light.

monomers scattering

Consider now the important case where two monomers come together (aggregate) to form a dimer in solution. The initially separate monomers are constantly buffeted by solvent molecules, and undergo random motion known as Brownian motion. This imparts a randomness to the phase of the scattered light such that the light from the two separate monomers is incoherent. It adds as one expects classically: 1 + 1 = 2.

dimer scattering

However, once the monomers form a dimer, the two monomers move together. The scattered light from one monomer now has a definite phase relationship with the scattered light from the other. In other words, the scattering is coherent. The net result is that the scattered light from the dimer is twice as intense as that from the separated monomers. Simply by doubling the mass, even while keeping the concentration the same, the intensity of the scattered light doubles. The intensity of light scattered by a molecule is directly proportional to the molar mass. Light scattering thus represents a powerful technique for monitoring the presence and formation of aggregates

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۰۶ ساعت 12 توسط سحر فراهاني  | 

saliva

Professor Massimo Castagnola of Institute of Biochemistry and Clinical Biochemistry, Catholic University, Rome, Italy, with his team compared the salivadefine samples of 27 kids, including seven girls and 20 boys, with autism spectrum disorder or ASD; 12 with autism diagnosis, 1 with Asperger and 14 with pervasive developmental disorders (PDD-NOS), which did not afflict other 23 kids of the same age.

They focused on the naturally occurring salivary peptides, which build blocks of protein, in the saliva samples.

The study, which has appeared in the current issue of the Journal of Proteome Research, found that two third of the subjects with ASD had at least one salivary peptide that differed from kids without the disorder.

However, researchers could not track precisely, if autism was the reason for those differences, if so, why those differences did not appear in all the autistic kids. They are still examining the peptides, to further help identifying “a considerable subgroup" of individuals with ASD and the peptide differences might trace back to the central nervous system (CNS).

The saliva tests is not available at the moment for use and more research is needed in the field to show, if really there is a link between the peptides and autism, scientists noted.

According to the U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), autism and related disorders such as Asperger's syndrome affect an estimated one out of every 150 children in United Staes alone.

A past study had found that babies diagnosed with autism, usually show atypical ways of playing with toys such as spinning, repetitively rotating and looking at the toys out of the corners of their eyes, in as early as twelve months.

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۰۶ ساعت 12 توسط سحر فراهاني  | 

اسانس ها

اسانسها به طور کلی بیرنگ هستند بخصوص هنگامی که تازه تهیه شده باشند ولی در اثر مرور زمان به علت اکسیداسیون و رزینی شدن رنگ آنها تیره میشود .برای جلوگیری از این تغییرات باید اسانس ها را در مکان خنک ، خشک ، ظرفهای سربسته و پر ، از جنس شیشه نگهداری کرد .

اسانس ها در الکل محلول و به میزان کمی در آب حل می شوند، ساختمان شیمیایی آنها مخلوطی از استرها ، آلدهیدها ، الکل ها ، ستن ها ، ترپن ها می باشد.

به طورت خوراکی اسانس ها به عنوان دسته موادی که اثر تحریک کننده ملایمی روی مخاط دهان و جهاز هاضمه دارند مصرف میشوند به طوری که ایجاد گرما ، همچنین زیاد شدن بزاق میکنند ، دفع آنها از ریه ها و پوست و کلیه می باشد مصرف بعد از غذای آنها بعنوان ضد نفخ و برای برطرف کردن ناراحتیهای معده و نفخ روده ای و همچنین برای جلوگیری از عوارضی که در اثر خوردن مسهل بوجود می آید مفید می باشد . همچنین بعنوان بخور برای ناراحتیهای دستگاه تنفسی استفاده میشود .اسانس ها در تماس با پوست ایجاد تحریک و قرمزی می نمایند.به طوری که ابتدا یک احساس اگزما و سوزش دست میدهد که با بیحسی خفیف موضعی همراه است . به این دلیل بعنوان محرک جلدی در التهابات مزمن و آرام کردن دردهای عصبی و رماتیسمی بکار برده میشود باید دانست که ایجاد حساسیت وجود دارد . بنابراین برای جلوگیری از ایجاد تاول باید احتیاط کامل بعمل آید .

اسانسهای روغنی بعنوان طعم دهنده داروها و غذاها مورد استفاده قرار میگیرند.

اسانسها ممکن است مستقیما توسط پرتوپلاسم به وسیله تجزیه مواد رزینی غشا سلول یا از هیدرولیز بعضی از گلیکوزیدها حاصل شوند .در گیاهان تیره کاج اسانس ها ممکن است در تمام سلولها وجود داشته باشند .در گل سرخ اسانس ها به مقدار قابل ملاحظه ای در گلبرگها وجود دارند.

اسانسهاممکن است دارای خاصیت دورکنندگی حضرات باشند که بدین وسیله از خراب شدن گلها وبرگها جلوگیری میکنند و یا ممکن است که بعنوان جلب کننده حشرات برای عمل گرده افشانی باشند.

اگر چه ترکیب شیمیایی اسانسها ممکن است متفاوت باشند اما در بعضی خواص فیزیکی مشترک می باشند ، اسانسها دارای بوی مشخص و ضریب شکست قوی بوده و اغلب بر روی نور پلاریزه موثر می باشند، بسته به قدرتی که در چرخاندن نور پلاریزه دارند میتوان آنها را شناسایی کرد

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۰۲ ساعت 0 توسط tehran  | 

آبکاری

پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آن فلزی باشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند.
نگاه کلی
فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌ و آبکاری با فلزات دیگر.

اصول آبکاری
به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:
فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود:
آبکاری الکتریکی
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.
قوانین فارادی
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.

* قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
* قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.

بر اساس این قوانین مشخص شده است که ۹۶۵۰۰ کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند.
آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد:

* ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

* ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.

* روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.

آماده سازی قطعات برای آبکاری
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:

* سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
* چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
* پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
* آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.

 

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از ۱۰۰ میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۰۲ ساعت 0 توسط tehran  | 

انقلاب سرامیک

قدیمی ترین بدنه های رسی در حدود۲۲۰۰۰ سال قبل از میلاد شناخته شده اند.

سرامیک, هنری است که شروع آن در گذشته ای خیلی دور رقم زده شده است .شاید قبل از اختراع خط . ولی در حال حاضر این هنر به عنوان یک فناوری جدید طلقی می شود .
سرامیک - earthenware
فناوری های دیگری نظیرنساجی, کشاورزی , متالوی, استفاده از آتش , ریاضیات , نجوم , پیش بینی آب وهوا , کشتی رانی , ایرو دینامیک, مکانیک (اهم , گوه, چرخ و سطح شیب دار ).

نیز سرگذشتی مشابه فناوری سرامیک داشته اند .این واژه از واژه های یونانی گرفته شده است.

انقلاب صنعتی با استفاده از کوره های صنعتی و موتو رهای بخار صورت گرفته بود و مواد سرامیکی به عنوان عایق حرارتی در ساخت انواع کوره ها و موتورها ضروری است . در انگلستان , کارخانه روشهای تولید انبوه سرامیک های پر مصرف را توسعه داد.

پشم سنگ اولین مثال از الیاف سرامیکی مورد استفاده به عنوان عایق است .مواد اولیه برای بیشتر این محصولات از معادن استخراج می شود وجهت فرایند های حرارتی نیاز است که این مواد توسط خرد کن , شستشو , الک و مخلوط کردن طبق فرمول های مربوط به مواد قابل استفاده می شود معمولا این مواد که در طبیعت یافت می شوند خالص نیستند.

مواد دی الکتریک در فناوری های الکتر یکی و الکترو نیکی که در قرن حاضر مورد توجه قرار گرفته اند , اهمیّت دارد . این مواد عایق الکتریکی از جنس سرامیک توسط طراحان وسیله های الکتریکی و الکترونیکی مطرح شده اند.

در شرایط ولتاز وبسامد بالا تقاضا برای استفاده ازدی الکتریک های سرامیکی بیشتر شده است افزون بر این ویزگیها جدید در مورد خواص مغنا طیسی و نوری سرامیک ها به عنوان قسمتی از انقلاب فناوری الکترونیکی و الکتریکی نوری توسعه یا فته اند و دسته های جدیدی از مواد سرامیکی جهت تامین این نیازها مطرح شده اند .این دسته از مواد خواص متنوعی از خودشان نشان میدهند که منجر به کاربرد های جدید می شود ابر رسانا های دمای بالا از جمله مواد جدید هستند .

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۰۲ ساعت 0 توسط tehran  | 

محلول‌های مغناطیسی نانو

محلول‌های مغناطیسی یکی از شاخه‌های فناوری نانو است که کمتر از دیگر شاخه‌های نانو به آن پرداخته شده‌است، ولی به تازگی کاربردهای جدیدی برای آن یافت شده است.
محلول‌های مغناطیسی (Ferro fluid) از ذرات بسیار ریز کلوییدی ( درحدود۱۰۰ - ۱۰ نانومتر ( m ۹- ۱۰) ) از جنس فلزاتی که خاصیت مغناطیسی دارند(مانند آهن و کبالت) به حالت سوسپانسیون در مایعی ، ساخته میشوند . پخش‌ کردن ذرات در مایع را می توان به کمک یک واکنش شیمیایی انجام ‌داد. ذرات پخش شده در مایع به علت ریز بودن به صورت کلوئیدی هستند ولی پس از گذشت مدت زمان نسبتاً کوتاهی به هم پیوسته و ذرات بزرگتری را تشکیل می‌دهند ، که در ا ین صورت حالت کلوییدی آن از بین رفته ، ذرات در محلول ته ‌نشین شده و خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند .
هر قدر که ذرات ریزتر باشند ، محلول خاصیت مغناطیسی بهتری از خود نشان می‌دهد. به این علت است که در هنگام تولید ، موادی با نام ” سورفاکتانت ” به محلول اضافه می‌شود که روی دیواره‌های آن را می پوشاند و مانع از به هم پیوستن و بزرگ شدن ذرات می‌شود و ذرات با گذشت زمان خاصیت خود را از دست نمی‌دهند.

سورفکتانت ها :
کلمه سورفکتانت مخلوطی از “Surface active agent “ می باشد . سورفکتانتها معمولا ترکیباتی آلی هستند که دارای گروههای آبدوست که نقش دم و دنباله را دارد و گروههای آبگریز که نقش سر را دارد می باشند بنابراین معمولا به طور ناچیز در آب و حلالهای آلی حل می شوند.
وجود طبیعت دوگانه سبب ویژگیهای خاصی در این مولکول ها می شود به طوریکه می توانند در آب حل شده و در سطح مشترک آب – هوا یا بین دو سطح از دوفاز مختلف تجمع یافته و سبب کاهش کشش سطحی شوند. به طور نمونه در مورد بالاسورفکتانت ها ، از یکی از دو سرشان به کلویید متصل شده و از سر دیگر به محلول نزدیک اند، بنابراین سرهایی که در محلول قرار دارند همنام بوده و سبب دافعه بین کلوییدها می شود . در نتیجه از تجمع و به هم پیوستن آنها ممانعت نموده و محلول خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کند.
سورفکتانتها نقش مهمی در بسیاری از کاربرد ها عملی و محصولات بازی میکند مثلا : شوینده ها - امولسیون کننده ها - جوهر سازی - کف سازی و ….سورفکتانتها معمولا بوسیله گروههای باردار تقسیم بندی می شوند . سورفکتانتهای غیریونی در قسمت سر خود بی بار هستند. اگر بار منفی باشد سورفکتانت آنیونی و اگر مثبت بود سورفکتانت کاتیونی داریم .. گاهی قسمت سر دارای هر دو بار منفی و مثبت است که به آن آمفوتریک گوئیم .

یک Ferro fluid معمولی ، از %۵ جامد مغناطیسی ، %۱۰ سورفاکتانت و % ۸۵ مایع تشکیل شده است. در عصر حاضر نانو تکنولوژی خدمت بسیاری به بشر کرده‌است . در شیمی ، در فیزیک و . . . همچنین در زمینه‌های پزشکی که با ساخت وسایل گوناگون در زمینه‌ی درمان ، انسانها را یاری کرده‌ است . نظریا تی وجود دارد مبنی بر اینکه به کمک این محلول می ‌توان کپسولهایی ساخت و دا روهایی را که برای بخشی از بدن مضر و برای بخشی دیگر مفید است ، به راحتی به محل مورد نظر برسانیم . با این روش که کپسولهایی از این جنس را پراز داروی مورد نظر کنیم و به وسیله‌ی آهنربا به محل مورد نظر برسانیم و در آنجا آنرا تخلیه کنیم .
در چند ساله‌ی اخیر دانشمندان به این عقیده رسیده‌اند که به کمک وارد کردن ا ین محلول به بدن می‌توان سلولهای سرطانی و یا ویروسها ( مثلا ایدز) را از بدن خارج کرد، به صورتی که ا ین ماده آنتی بادی (Anti body) موجود در خون را ( به وسیله بار مثبت آنها ) جذب کرده و آنتی بادی ها هم ویروسها را جذب میکنند که با خارج کردن Ferro fluid به وسیله آهنربا میتوان ویروسها را خارج کرد. ولی متأسفانه هنوز به مرحله‌ی عملی نرسیده‌است.
به غیر از استفاده‌های پزشکی ذکر شده در بالا استفاده‌های صنعتی هم برای این ماده ذکر شده‌است. مثلا در چیپهای مخصوص برای حرکت دا دن یک سیال مشکلاتی وجود دارد چون موتورهایی در آن اندازه‌ی ریز وجود ندارد و اگر هم وجود دارد بسیار پرهزینه است. اما با اضافه کردن مقداری از ا ین محلول به آن سیال می‌توان با نیروی مغناطیسی آن سیال را به حرکت در آورد. مورد دیگر استفاده از این ماده در بلند گو های پر قدرت است .این محلول خاصیت خود را در دماهای بالا ، مثلا در °C ۲۰۰ یا در دماهای پایین ، مثلا در °C ۵۰- و یا در برابر امواج هسته ای حفظ می کند .

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۱/۰۲ ساعت 0 توسط tehran  | 

شعر در زمینه ی شیمی( خودم گفتم)

کارم همه به بحث اسید و نمک گذشت                                       شکر خدای را که بدون کمک گذشت
توضیح داده ام سبب هر پدیده ای                                         اما تمام هم چو نمازم به شک گذشت

نه فعل در مخیله نه انفعال بود                                                      تحقیق و تجربه همه زیر سؤال بود
  تنها نیاز من به گچ و تخته سیاه                                                       موضوع ارلن و بشر اندر خیال بود

فرمولها که روی تحته نوشتم چه سود داشت؟                                      سودی که جنبه تئوری را فزون داشت
فرمول اکسالات مس و منگنات روی                                            اصلاَ چنین مواد به دنیا وجود داشت؟

هرگز به چشم خویش مولیبدات دیده ای؟                                      یا از مواد، طعم یکی را چشیده ای؟
بنمودی آزمایش اکسید آمفوتر؟                                                    یک شیء تا کنون به ترازو کشیده ای؟

قرعی به گوشه ای و دو انبیق در کنار                                              یک استوانه نیز از آن روز و روزگار
آن سو، سه چار لوله و پیپت پر از غبار                                              این ها برای تجربه مانده به یادگار

این رسم تجربه است در این دوره و زمان؟                                        گاز و رسوب را به فلش می دهی نشان؟
V در درون دایره یعنی ولت سنج                                                     با این طریق توسعه علم می توان؟

این راه پیشرفت و ترقی نبوده است                                                 از دیگری بپرس که او آزموده است
روزی بدون تجربه کاری نموده است؟                                               یک شب بدون فکر و تأمل غنوده است؟

 

تا فرصتی برای تجربه و آزمایش است
دریاب بهره ای که زمان می رود ز دست

 

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۹ ساعت 23 توسط سحر فراهاني  | 

خلوص 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.

خلوص مواد معمولاٌ بر حسب درصد بیان می شود . مثلاٌ ، روی شیشه ی سدیم کلرید نوشته شده ، سدیم کلرید 99% . این بدان معنا است که در هر 100گرم از محتویات شیشه ، 99 گرم آن سدیم کلرید و 1 گرم ناخالصی است .

 

درصد خلوص

×

جرم مورد نياز از ماده ناخالص

=

 جرم مورد نياز از ماده ي خالص

 مثال : اگر بخواهيم مقدار ۲/۳۴ گرم 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)

mol C2H2

=

34/2g C2H2

×

1mol C2H2

26 g C2H2

=

09/0mol C2H2

 

mol CaC2  خالص

=

09/0mol C2H2

×

1mol CaC2

=

09/0mol CaC2

1mol C2H2

 g CaC2  خالص

=

09/0mol CaC2

×

64.1 gl CaC2

=

5.77 g CaC2

1mol CaC2

 

g CaC2 نا خالص

=

5.77 g CaC2

×

100g cac2ناخالص

=

7.96ناخالص g CaC2

75 g cac2 خالص

 

روابط حجمي گازها در محاسبه هاي استوکيومتري

در فشار و دمای 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.

بر اساس قانون نسبت های ترکیبی گی لوساک ، در یک دما و فشار معین ، نسبت های میان حجم گازهایی که با یکدیگر واکنش می دهند ، اعدادی صحیح و کوچک هستند . این نسبت ها به طور مستقیم با نسبت ضریب های آن ها در معادله ی موازنه شده ی واکنش متناسب است .

بر اساس قانون آووگادرو ، تعداد مولکول های برابر از گازهای مختلف ، در فشار و دمای معین ، حجم یکسانی را اشغال می کنند .

یک مول از گازهای مختلف در فشار و دمای معین ، حجم ثابت و برابری دارند . به این حجم ، حجم مولی می گویند . اگر فشار 1 اتمسفر و دما صفر درجه سانتیگراد باشد ، آنگاه حجم مولی 4/22 لیتر است .

 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.

 قانون نسبت های حجمی و آووگادرو تنها در مورد گازها صادق است .

اگر همه ی مواد شرکت کننده در یک واکنش به حالت گاز باشند ، آنگاه بر اساس قانون نسبت های حجمی ، روابط حجمی – حجمی مانند روابط مولی – مولی خواهد بود .

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)

 mol Mg

=

4.8 g Mg

×

1mol Mg

=

0.2mol Mg

24 g Mg

 

mol H2 

=

0.2mol Mg

×

1mol H2

=

0.2mol H2

1mol Mg

 

L H2 

=

0.2mol H2

×

22.4 L H2

=

4.48 L H2

1 mol H2

مثال: چند گرم آلومینیم باید با سولفوریک اسید واکنش دهد تا 25/1 لیتر گاز هیدروژن در شرایط استاندارد تولید شود ؟  

2Al + 3H2SO4 →Al2(SO4)3 + 3H2

حجم ماده داده شده ، گرم ماده ی دیگر خواسته شده است . بنابر این ، به ترتیب زیر عمل می کنیم :

1-     با استفاده از حجم مولی گازها حجم ماده داده شده ، به تعداد مول ماده داده شده تبدیل می شود .

2-     با استفاده از معادله ی واکنش تعداد مول ماده ی خواسته شده بدست می آید .

3-     با استفاده از جرم مولی گرم ماده خواسته شده بدست می آید .

1 g

=

27gAl

X

2mol Al

X

1mol H2

X

1.25L H2

=

gAl

mol Al

3mol H2

22.4 l H2

 

در برخی از مسایل ، واکنش در شرایطی غیر از STP انجام می شود . در این مسایل ، می توان با استفاده از چگالی گازها ، مقدار جرم آن ها را به حجم یا بر عکس تبدیل کرد . 

 چگالي

=

جرم(g)

حجم(L)

مثال : بر اثر تجزیه ی 5/0 مول پتاسیم پرکلرات ، چند لیتر گاز اکسیژن آزاد می شود ؟ ( چکالی گاز اکسیژن در این شرایط 1.2 g.L-1 است .)

2KClO3(s) →2KCl(s) + 3O2(g)

20 L

=

1L O2

X

32g O2

X

3mol O2

X

0.5mol KClO3

=

LO2

1.2g O2

1mol O2

2mol KClO3


+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۹ ساعت 23 توسط سحر فراهاني  | 

استوکیومتری محلول ها2

غلظت مولي

بيشتر واکنشهاي شيميايي در محلولها و بخصوص محلولهاي آبي صورت مي گيرند. استوکيومتري واکنشها بر حسب مول تفسير مي شود. بنابر اين در محاسبه هاي استوکيومتري محلولها از «غلظت مولي» استفاده مي کنيم.

غلظت یک محلول بیانگر مقدار ماده حل شونده در مقدار معینی از حلال یا محلول است .

غلظت مولي يا مولاريته عبارت است از تعداد مولهاي حل شده از يک ماده در ليتر محلول.

n ® تعداد مولهاي حل شده

=

M غلظت مولي

v ® حجم بر حسب ليتر

توجه کنید که بنا به تعریف غلظت مولي يا مولاريته که عبارت است از تعداد مولهاي حل شده از يک ماده در ليتر محلول. این بدین معنی است که کل حجم حلال و حل شونده یک لیتر می باشند . نباید چنین تصور شود که حجم حلال ( آب ) مصرفی یک لیتر می باشد .

محلول ها از دو جزء تشکیل شده اند : 1- ماده حل شونده 2- حلال  .  اگر در محلولی ، حلال آب باشد ، آن محلول را محلول آبی می نامند .

شایان گفتن است که بسیاری از واکنش های زیست شیمیایی مانند فرایندهایی که در بدن خود ما صورت می گیرند ، در محلول ها انجام می شوند . در صنعت و آزمایشگاه نیز معمولاٌ ابتدا واکنش دهنده ها را در یک حلال مناسب حل می کنند و سپس محلول های به دست آمده را به هم می افزایند .

مثال : براي تهيه  ml500     محلول KMnO4  با مولاريته ۰۲/. چند گرم از ماده حل شده لازم است ؟

KMnO4158 =  g mol-1

= 0/01 mol KMnO4

0/02 mol KMnO4

X

mol KMnO4 = 500 ml   محلول

1000 ml  محلول

 

=1/58 gKmno4

158 g Kmno4

×

g KMno4 = 0/01 mol

1 mol Kmno4

 

محاسبه هاي استوکيومتري در واکنشهاي انجام شده با غلظت معين ، 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 (aq) + K2S (ag) ® H2S (g) + 2KCl(ag) 

n = M.V

nHCL(aq) = 1/65 L * 0/552 mol/l = 0/911 mol HCL

  =0.455 mol H2S

1 mol H2S

×

mol H2S = 0.911mol HCL

2 mol HCL

 

= 10.2L

22.4L H2S

L H2 S = 0/4555 mol H2S ×

1mol H2S

 محلول سازی

برای تهیه یک محلول با غلظت مولی معین در آزمایشگاه ؛ بنا بر مراحل زیر عمل می کنیم :

1-     بر اساس محاسبه ، جرم مورد نیاز از ماده ی حل شونده را تعیین و به وسیله ترازو وزن می کنیم .

2-     مادهی حل شونده را در مقدار کمی آب مقطر حل می کنیم .

3-     محلول بدست آمده از مرحله 2 را به بالون حجمیمناسب منتقل می کنیم و کمی آب مقطر به آن می افزاییم .

4-     بالون را تکان می دهیم تا ماده ی حل شونده به طور کامل در آب حل شود .

5-     حجم محلول درون بالون را با آب مقطر به حجم مورد نظر می رسانیم .

مثال :آب دریا دارای 28 گرم NaCl در یک لیتر می باشد . مولاریته سدیم کلرید در آب دریا چقدر می باشد ؟

 

n= M.V   M= n/V         (x) (1.00 L) = 28.0 g / 58.45 g mol¯1; x = 0.479 M

 

مثال :  وزن H2SO4 (برحسب گرم )  برای ساختن 750 میلی لیتر محلول 2 مولار چقدر است ؟

 

(2.00 mol L¯1) (0.7500 L) = x / 98.08 g mol¯1,  X= 147.12g

مثال : چگونه می توان 500 میلی لیترمحلول سدیم کلرید 2 مولار تهیه کرد ؟ توضیح دهید .

پاسخ :  ابتدا جرم ماده حل شونده را محاسبه می کنیم .

= 58.5 g NaCl

58.5 g NaCl

X

2mol NaCl

X

1L

500ml X

gNaCl =

1 mol NaCl

1l

1000ml

 سپس 5/58 گرم سدیم کلرید را در مقداری آب مقطر حل و محلول حاصل را به یک بالون حجمی 500 میلی لیتری منتقل می کنیم . حجم محلول را با افزودن آب مقطر به خط نشانه ی بالون می رسانیم .

 براي تهيه محلولهاي رقيق مي توان از رقيق کردن محلولهاي غليظ تر استفاده کرد.

1-     ابتدا با استفاده از غلظت و حجم محلول رقیق ، تعداد مول ماده ی حل شونده ی مورد نیاز را حساب می کنیم . با توجه به تعداد مول ماده ی حل شونده و غلظت محلول غلیظ تر ، حجم مورد نیاز از این محلول را به دست می آوریم .

غلیظV X غلیظM

=

رقیقV X رقیقM

n=

توجه کنید که در این رابطه ، واحد حجم ها(V) باید یکسان باشد ، یعنی هر دو برحسب L یا  ml باشد .

2-     با استفاده از پی پت حبابدار ، حجم مورد نیاز از محلول غلیط را برداشته ، درون یک بالون حجمی مناسب می ریزیم .

3-     محلول غلیظ موجود در بالون را با آب مقطر به حجم می رسانیم .

مثال : چگونه می توان 250 میلی لیتر محلول پتاسیم برمید 5/0 مولار را از محلول غلیظ 5 مولار آن تهیه کرد ؟ توضیح دهید .

پاسخ : ابتدا تعداد مول های لازم از KBr  را حساب می کنیم

= 0.125 mol KBr

0.5molKBr

X

محلول 250ml

Mol KBr=

1000ml

باید حجمی از محلول غلیظ برداریم که حاوی 125/0 مول پتاسیم برمید باشد . بنابر این ،

= 0.025 L=25ml

1L

X

0.125 mol KBr

حجم محلول(L)=

5mol

سپس 25 میلی لیتر از محلول غلیظ را با پی پت حبابدار به بالون حجمی 250 میلی لیتری منتقل کرده ، محلول را با افزودن آب مقطر به حجم می رسانیم .

 مثال : 100 میلی لیتر محلول سولفوریک اسید 4/0 مولار موجود است . به این محلول ، 700 میلی لیتر آب اضافه می کنیم . غلظت مولی محلول جدید را حساب کنید .

غلیظV X غلیظM

=

رقیقV X رقیقM

0.4mol.L-1 X 100ml

=

X(700+100ml) رقیقM

 

 

Mol.L-105/0=رقیقM

 

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۹ ساعت 23 توسط سحر فراهاني  | 

استوکیومتری محلول ها

این نوع مسایل به دو دسته کلی زیر طبقه بندی می شوند :

1-     حجم و غلظت مولی یک واکنش دهنده را می دهند و حجم یا غلظت مولی واکنش دهنده ی دیگر را می خواهند .

2-     حجم و غلظت مولی یک واکنش دهنده را می دهند و مقدار فراورده ( ها ) ی به دست آمده را می خواهند .

برای حل این مسایل ، کافی است ابتدا تعداد مول ها را بدست آوریم . سپس با استفاده از نسبت مولی مناسب ، تعداد مول ماده ی دیگر و از آنجا ، بر حسب نوع مسئله ، حجم ، غلظت یا جرم آن ماده را به دست می آوریم .

مثال : بر اساس واکنش زیر ، چند میلی لیتر محلول HCl ، 2 مولار برای واکنش کامل با 250 میلی لیتر محلول 4/0 مولار لازم است ؟

HCl(aq) + NaOH(aq)→ NaCl(aq) + H2O(l)

=0.1 mol NaOH

0.4mol

1L

250mlX

n NaOH=

1L

1000ml

 

=50ml HCl

1000ml

1L

1molHCl

0.1 mol NaOHX

ml HCl=

1L

2mol HCl

1mol NaOH

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.

قیمت مواد یک عامل مهم در انتخاب واکنش دهنده ی محدود کننده است .

باتوجه به نسبتهاي مولي مي توان در مسايل واکنش دهنده ي محدود کننده را مشخص کرد.

مراحل تعیین واکنش دهنده محدود کننده به قرار زیر است :

1-     با توجه به مقادیر داده شده ، تعداد مول واکنش دهنده ها را حساب می کنیم .

2-     یکی از واکنش دهنده ها را بعنوان محدود کننده فرض می کنیم . با استفاده از نسبت مولی مناسب ، تعداد مول لازم از واکنش دهنده ی دیگر را حساب می کنیم .

3-     تعداد مول مورد نیاز حساب شده در مرحله 2 را با تعداد مول داده شده ی مرحله 1 مقایسه می کنیم . اگر تعداد مول مورد نیاز از آن واکنش دهنده کم تر از تعداد مول داده شده باشد . واکنش دهنده ی محدود کننده را درست انتخاب کرده ایم . در صورتیکه بیش تر باشد ، فرض ما ( درمرحله 2 ) درست نبوده ، واکنش دهنده ی دیگر محدود کننده است  و باید محاسبه ها را بر پایه ی آن انجام داد .

 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 = 4/65 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

۸۸۲/.=  Mol AgNO3

1mol Ag NO3

X

150 g AgNO3

mol AgNO3=

170gAgNO3

 

molZn =0/765

1mol Zn

65/4 g Zn

X

50 g Zn

mol Zn =

 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

X

0/765 mol Zn

mol AgNO3 =

 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

X

0/882 mol AgNO3

mol Ag =

 

= 95/256 g Ag

108 g Ag

1mol Ag

X

0/882 mol Ag

g Ag =

 

مثال : 12/1 لیتر گاز متان با 36/3 لیتر گاز اکسیژن در یک گرماسنج واکنش داده اند . واکنش دهنده ی محدود کننده را تعیین و حجم گاز دی اکسید کربن تولید شده را بر حسب لیتر حساب کنید .

ابتدا معادله واکنش را نوشته ، آن را موازنه می کنیم

CH4(g) + 2O2(g)→ CO2(g) + 2H2O(g)

چون همه مواد شرکت کننده در این واکنش به حالت گاز هستند ، پس با توجه به قانون گی لوساک می توانیم به جای تعداد مول مواد گازی از حجم آن ها استفاده کنیم . از این رو یکی از مواد را محدود کننده فرض می کنیم ( مثلاٌ گاز اکسیژن ) ، حال حجم لازم از گاز متان را حساب می کنیم

=1.68 L CH4

1 L CH4

X

3.36 L O2

L CH4=

2 L O2

چون حجم لازم(68/1 لیتر) از حجم داده شده (12/1لیتر )بیشتر است . پس فرض ما درست نبوده ، گاز اکسیژن واکنش دهنده ی اضافی و گاز متان محدود کننده است .بنابر این ، حجم گاز کربن دی اکسید را با توجه به حجم گاز متان ( واکنش دهنده ی محدود کننده ) به دست می آوریم

=1.12 L CO2

1 L CO2

X

1.12 L CH4

L CO2=

1 L CH4

 

برای تشخیص واکنش دهنده ی محدود کننده می توانیم از روش زیر نیز استفاده کنیم :

1-     از روی مقدار ، مول واکنش دهنده ها را بدست می آوریم .

2-     تعداد مول های بدست آمده از واکنش دهنده ها را به ضرایب استوکیومتری آنها در معادله ی واکنش تقسیم می کنیم . موردی که مقدار عددی کمتری برای آن بدست آید ، محدود کننده است .

3-     از روی واکنش دهنده محدود کننده مسئله را حل می کنیم .

مثال : بر اساس معادله ی زیر ، اگر 150 میلی لیتر گاز کربن دی اکسید با 5/0 گرم پتاسیم سوپر اکسید واکنش دهد ، چند میلی لیتر گاز اکسیژن تولید می شود ؟ ( شرایط را STP در نظر بگیرید )

4KO2 (s) + 2 CO2(g)→ 2K2CO3 (s) + 3O2 (g)

پاسخ : ابتدا تعداد مول ها را برای واکنش دهنده ها حساب می کنیم

= 0.0067 mol CO2

1 mol CO2

150 ml CO2 x

Mol CO2=

22400 ml CO2

 

= 0.007 mol KO2

1 mol KO2

0.5 g KO2 x

Mol KO2=

71 g KO2

00175/0=

برای KO2

007/0

00335/0=

برای CO2

0067/0

تعداد مول

 

4

2

ضریب استوکیومتری

 

پس KO2(00175/0<00335/0) محدود کننده می باشد .

=117.6ml O2

22400 ml O2

3 mol O2

0.007 mol KO2 x

ml O2=

1mol O2

4 mol KO2


+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۹ ساعت 23 توسط سحر فراهاني  | 

استوکیومتری

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 درصدي

بازده نظري

 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 16/2بدست آمده . معادله واکنش به صورت زير است.

3 LiBH4 + 3 NH4Cl ® B3N3H6 + 9 H2 + 3LiCl

 بازده درصدي واکنش را محاسبه کنيد.

(B3N3H6 = 80/4 mol ۱-   و  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

x

mol LiBH4 = 5 g LiBH4

 

= 0/076 mol B3N3H6

1mol B3N3H6

3 mol LiBH4

x

mol B3N3H6 = 0/230 mol LiBH4

 

= 6/16 g B3N3H6

80/49g B3N3H6

1 mol B3N3H6

x

g B3N3H6 = 0/076 mol B3N3H6

 

* 100 = %35/06

2/16g B3N3H6

6/16g B3N3H6

بازده درصدي =

مثال : برای تهیه ی 16 کیلو گرم آمونیوم نیترات ، دست کم چند کیلو گرم نیتریک اسید را با گاز آمونیاک بایستی واکنش دهیم ، به شرط آنکه  بازده درصدی واکنش 90% باشد ؟

NH3 + HNO3→ NH4NO3

پاسخ : با توجه به صورت مسئله در می یابم که بازده عملی ( 16 کیلو گرم آمونیوم نیترات ) و بازده درصدی واکنش (90%) داده شده و مقدار واکنش دهنده ( کیلو گرم نیتریک اسید ) خواسته شده است .

۱۰۰×

بازده عملي

= بازده درصدي

بازده نظري

 

۱۰۰×

Kg 16

= 90

بازده نظري

Kg NH4NO3  78/17= بازده نظری

 

 

= 14 Kg HNO3

1 Kg

63 g HNO3

1 mol HNO3

1mol NH4NO3

17.78x103 g NH4NO3

Kg HNO3=

1000 g

1 mol HNO3

1mol NH4NO3

80 g NH4NO3


استوکیومتری و زندگی

یکی از کاربردهای استوکیومتری در صنایع خودروسازی است . طراحان خودرو از استوکیومتری برای افزایش ایمنی و بازده موتور خودروها و کاهش آلودگی محیط زیست استفاده می کنند . در واقع ، افزایش ایمنی با به کار بردن کیسه های هوا و بازده بالای ناشی از بهسوزی سوخت ، آن هم با کمترین اثرهای تخریبی روی محیط زیست ، به رعایت اصول استوکیومتری وابسته است .

کیسه های هوا

اشکال زیر سیستم کیسه هوا را قبل و بعد از تصادف نشان می دهند .

 

واکنش های که در مخلوط مولد گاز رخ می دهند ، به ترتیب عبارتند از

1-     سدیم آزید موجود در مولد گاز تجزیه شده ، گاز نیتروژن لازم برای پر شدن کیسه ها را فراهم می کند :

2NaN3 (s)→ 2Na(s) + 3N2 (g)                                        

2-      آهن (III) اکسید موجود در مولد گاز با فلز فعال و خطرناک سدیم واکنش داده ، خطر آن را کاهش می دهد . هم چنین ، گرمای ناشی از این واکنش ، موجب افزایش ناگهانی دما به بیش از 100 درجه سانتیگراد و انبساط سریع کیسه ها می شود :

6Na (s) + Fe2O3 (s) →3Na2O (s) + 2Fe (s) + Q

3-     سدیم اکسید تولید شده با کربن دی اکسید و رطوبت هوا واکنش داده ، ماده ی بی خطر سدیم هیدروژن کربنات تولید می شود :

Na2O (s) + 2CO2 (g) + H2O (g) →2NaHCO3 (s)

-         حجم گاز مورد نیاز برای پر کردن کیسه ای هوا با حجم مشخص ، به چگالی گاز وابسته است که آن هم به دما بستگی دارد .

افزایش کارایی موتورها

بهسوزی موتور خودرو به رعایت اصول استوکیومتری وابسته است .

انرژی + آب + کربن دی اکسید→ اکسیژن هوا + بنزین

این معادله نوشتاری ، واکنش ها را به خوبی نشان نمی دهد ، زیرا بنزین مخلوطی از هیدروکربن هاست که 5 تا 12 کربن دارند . اگر بنزین را به صورت ایزواکتان خالص در نظر بگیریم ، آنگاه معادله نمادی سوختن بنزین به صورت زیر است :

2C8H18 (l) + 25O2 (g) → 16CO2 (g) + 18H2O (g) + 10900 Kj

اگر دو واکنش دهنده در موتور خودرو ( بنزین و اکسیژن ) در یک نسبت نزدیک به نسبت مولی معادله ی موازنه شده ی واکنش با هم مخلوط شوند ، مصرف سوخت و آلودگی هوا کاهش می یابد .

مثال : هنگامی که موتور خودرو در جا کار می کند ، نسبت مولی مصرف سوخت به اکسیژن 1 به 9 است . به ازای سوختن 5/0 لیتر بنزین ( ایزو اکتان ) ، چند لیتر هوا در شرایط STP مصرف می شود ؟ ( چگالی ایزو اکتان 7/0 گرم بر سانتی متر مکعب است . )

= 3.07 mol C8H18

1 mol C8H18

0.7 g C8H18

1000 cm3

0.5 L C8H18

Mol C8H18 =

114 g C8H18

1 cm3 C8H18

1 L

 چون در این شرایط به ازای مصرف یک مول بنزین ، 9 مول اکسیژن مصرف می شود ، بنابر این ،

=619 L O2

22.4 l O2

9 mol O2

3.07 mol C8H18

L O2 =

1 mol O2

 1 mol C8H18

از آنجا که 20% هوا را اکسیژن تشکیل می دهد . از این رو داریم :

هوای مصرف شده L 3095 =

100 L هوا

619 L O2

=لیتر هوای مصرف شده

 20 L O2


+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۹ ساعت 23 توسط سحر فراهاني  | 

مثلث برمودا

 

مثلث برمودا محلی است وهم‌انگیز که در آن صدها هواپیما و کشتی در هوا و دریا ناپدید شده‌اند. بیش از هزار نفر در این منطقه وحشت گم شده‌اند، بدون اینکه حتی یک جسد یا قطعه پاره‌ای از یک هواپیما یا کشتی مفقود شده ، به جا مانده باشد.

موقعیت مثلث برمودا
مثلث برمودا واقعا یک مثلث نیست، بلکه شباهت بیشتری به یک بیضی (و شاید هم دایره‌ای بزرگ) دارد که در روی بخشی از اقیانوس اطلس در سواحل جنوب شرقی آمریکا واقع است. راس آن نزدیک برمودا و قسمت انحنای آن از سمت پایین فلوریدا گسترش یافته و از پورتوریکو گذشته ، به طرف جنوب و شرق منحرف شده و از میان دریای سارگاسو عبور کرده و دوباره به طرف برمودا برگشته است. طول جغرافیایی در قسمت غرب مثلث برمودا ۸۰ درجه است، بر روی خطی که شمال حقیقی و شمال مغناطیسی بر یکدیگر منطبق می‌گردند. در این نقطه هیچ انحرافی در قطب نما محاسبه نمی‌شود.
در غرب اقیانوس اطلس، در آن سوی سواحل جنوب شرقی ایالات متحده ، ناحیه ‌ای وجود دارد که به شکل مثلث است . این ناحیه از برمودا در شمال آغاز می‌شود و تا قسمت جنوبی فلوریدا امتداد می‌یابد ، سپس از سمت شرق با گذشتن از جزایر باهاما و پورتوریکو،به طول جغرافیایی ۴۰ درجه به سمت غرب کشیده می‌شود و دوباره به برمودا باز می‌گردد.
این ناحیه که به مثلث برمودا معروف است ،در لیست رازهای ناشناخته جهان به مکانی اضطراب انگیز وباور نکردنی به ثبت رسیده است . در این مکان بیش از صدها هواپیما وکشتی بدون آنکه کوچکترین اثری از آنان باقی بماند ، ناپدید شده‌اند .اغلب این حوادث از سال ۱۹۴۵ به بعد روی داده است ،و در طول ۲۶ سال اخیر بیش از ۱۰۰۰نفر در این ناحیه از جهان جان خود را از دست داده اند ، بی آنکه حتی اثری از جسد یکی از آنها یا نشانه ای از بقایای هواپیماهاو کشتی‌های ناپدید شده باقی مانده باشد .
وینسنت گادیس که مثلث برمودا را نامگذاری کرده، آن را به صورت زیر توصیف می‌کند: « یک خط از فلوریدا تا برمودا ، دیگری از برمودا تا پورتویکو می‌گذرد و سومین خط از میان باهاما به فلوریدا بر می‌گردد.
این محل فتنه‌انگیز و تقریبا باور نکردنی اسرار غیر قابل توصیف جهان را به خود اختصاص داده است. مثلث برمودا نامش را در نتیجه ناپدید شدن ۶ هواپیمای نیروی دریایی همراه با تمام سرنشینان آنها در پنجم دسامبر ۱۹۴۵ کسب کرد. ۵ فروند از این هواپیماها به دنبال اجرای ماموریتی عادی و آموزشی ، در منطقه مثلث ، پرواز می‌کردند که با ارسال پیامهایی عجیبی درخواست کمک کردند. هواپیمای ششم برای انجام عملیات نجات ، به هوا برخاست که هر شش هواپیما به طرز فوق‌العاده مشکوکی مفقود شدند.
آخرین پیامهای مخابره شده آنها با برج مراقبت حاکی از وضعیت غیر عادی ، عدم روییت خشکی ، از کار افتادن قطب نماها یا چرخش سریع عقربه آنها و اطمینان نداشتن از موقعیتشان بود. این در حالی بود که شرایط جوی برای پرواز مساعد بود و خلبانان و دیگر سرنشینان افرادی با تجربه و ورزیده بودند. با وجود مدتها جستجو هیچ اثری از قطعه شکسته ، لکه روغن ، آثاری از اجسام شناور ، خدمه یا تجمع مشکوکی از کوسه‌ها دیده نشد. هیچ حادثه‌ای چه قبل و چه بعد از آن ، تا این حد حیرت‌آورتر از ناپدید شدن دسته جمعی هواپیماهای مذکور نبوده است. در حوادثی مشابه در این منطقه ‌قایقها و کشتیهایی مفقود شده‌اند (قربانیان مثلث برمودا)، در برخی موارد هم فقط خدمه و سرنشینان ناپدید گشته‌اند.

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  | 

هواشناسي و شيمي

تئوری آزمایش
هوا نقش مهمی در زندگی ما دارد. ممکن است پیش بینی هواشناسی برنامه ریزی شما را (آنچه می‌پوشید و جایی که می‌روید)، تعیین کند. اما کارشناس هواشناسی برای این که بتواند وضعیت هوا را پیش بینی کند، باید در مورد آنچه روی شرایط هوا اثر می‌گذارد، دانش کافی داشته باشد. در این آزمایش شما یک رویداد را در مورد هوا مطالعه می‌کنید. می‌دانیم که ابرها از عجایب طبیعت‌اند که رمز این پدیده‌ها را در این آزمایش کشف می‌کنیم.

هدف آزمایش

تعیین عواملی که باعث تشکیل و ناپدید شدن (جدا شدن ، تکه تکه شدن) ابرها می‌شوند.
مواد لازم
یک بطری خالی آب
شمع کبریت
30 سانتیمتر از لوله آکواریم خمیر مجسمه سازی
2 تا 3 کتاب چراغ رومیزی
نوار چسب یک صفحه مقوای سیاه

شرح آزمایش

  1. داخل بطری را به خوبی با آب بشویید.
  2. آب بطری را تا حدی خالی کنید و بگذارید که آب ته آنرا بپوشاند.
  3. شمع را روشن کنید و بگذارید 30 ثانیه بسوزد.
  4. شمع را خاموش کنید و فتیله شمع را داخل بطری بگذارید تا فقط کمی دود وارد بطری شود.
  5. حدود 10 سانتیمتر از یک انتهای لوله را داخل بطری کنید.
  6. از خمیر بطری سازی استفاده کنید و لوله را در وسط بطری ثابت کنید، بطوری که دهانه بطری به خوبی هوا بندی شود.
  7. کتابها را روی هم روی میزی که به دیوار چسبیده است بگذارید.
  8. بطری را روی کتابها بگذارید. حالا چراغ رومیزی را طوری قرار دهید که بطری را از پشت روشن کند، ولی نور آن مستقیما به چشم نخورد.
  9. مقوای سیاه را روی دیواره پشت بطری بچسبانید تا زمینه‌ای سیاه در پشت آن ایجاد کند.
  10. از ته لوله به داخل آن به شدت فوت کنید.
  11. حالا باید لوله را هوابندی کنید، پس ته لوله را با انگشتانتان بگیرید و لوله را خم کنید.
  12. داخل بطری را مشاهده کنید.
  13. لوله را به سرعت رها کنید و بلافاصله داخل بطری را مشاهده کنید.
  14. عمل فوت کردن و رها کردن لوله را چند بار تکرار کنید.

نتیجه آزمایش

زمانی که هوا را به داخل بطری می‌دهید، آنچه در داخل آن است، واضح دیده می‌شود، اما وقتی لوله را رها می‌کنید داخل بطری به نظر ابری می‌آید.

علت

مولکولهای مایع دایم در حرکت هستند و به یکدیگر برخورد می‌کنند. زمانی که مولکولهای مایعی به آن حد انرژی بدست آورند که برای فرار از نیروی جاذبه مولکولهای دیگر کافی باشد، به صورت بخار در می‌آیند و وارد فضای بالای مایع می‌شوند. این فرآیند سریعتر انجام می‌شود. میعان (تبدیل بخار به مایع) فرآیند معکوس تبخیر است و زمانی اتفاق می‌افتد که دما کاهش یابد.

در این آزمایش ، وقتی هوا را با فشار وارد بطری می‌کنید؟، افزایش فشار باعث افزایش دما می‌شود و مولکولهای بخار آب که نامرئی هستند، تشکیل می‌شوند. زمانی که هوا به طرف خارج از بطری هجوم می‌آورد، کاهش فشار داخل بطری، باعث کاهش دمای داخل می‌شود و بخار آب به آب مایع تبدیل می‌شود. این تغییر به سرعت انجام می‌گیرد، قطرات آب در اثر میعان بخار آب تشکیل می‌شود و به ذرات دود می‌چسبد. این قطرات به اندازه کافی بزرگ هستند که نور را پخش کنند (پراش نور) و به این دلیل داخل بطری به نظر می‌رسد. زمانی که مولکولهای آب تبخیر شوند، ابر از بین می‌رود. ذرات دود بسیار ریزند می‌توانند نور را پخش کنند بنابراین داخل بطری واضح دیده می‌شود.
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  | 

باران سرخ

در فاصله 25 جولاي تا 23 سپتامبر سال 2001 چندين باران عجيب در ايالت كرالا واقع در جنوب كشور هند باريد. اين باران‌ها از اين جهت عجيب خوانده مي‌شوند كه رنگ‌ آنها سرخ بود و وقتي قطرات آن بر روي لباس‌ها مي‌چكيد مثل آن بود كه خون بر روي آنها باريده است. در اين مدت باران‌هاي سبز، زرد و سياه هم گزارش شده است. اوايل گفته مي‌شد رنگين شدن قطرات باران به خاطر انفجار يك شهاب سنگ در آن منطقه است ولي بعدها و پس از تحقيقات سازمان‌هاي دولتي هند، اعلام شد كه اين رنگ‌ها به دليل هاگ‌هاي هوايي و جلبك‌‌هاي دريايي فراوان موجود در آن منطقه مي‌باشد. درسال 2006 توجه جهان ناگهان به اين موضوع جلب شد و دو دانشمند به نام‌هاي «گادفري لوييس» و «سانتوش كومار» اعلام كردند باران سرخ منشاء زميني دارد و به مقادير بالاي كربن و نيتروژن به اين رنگ درآمده است
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  | 

هيدرو ژئوشيمي

اساس كار هيدرو ژئوشيمي ، آناليز شيميايي يون هاي اصلي آب هاي زيرزميني و سطحي است . يكي از مشكلات زيست محيطي چگونگي شناخت آلوده كننده هاي آلي و غير آلي است .

یکی از مهمترین مشکلات محیط زیست شناخت آلودگی معدنی و آلی آبهای زیرمینی است به ویژه اگر سرچشمه آلودگی از چند مکان مختلف باشد.
با وجود آلودگی آبهای زیرزمینی می توان راه پاک کردن آن را با استفاده از متدهای ژئوشیمی تشخیص داد که این امر به عهده مهندسین محیط زسیت و هیدروژئولوژی می باشد.

ترکیبات شیمیایی پایدارو رادیواکتیو از آبهای زیرزمینی برای مطالعات گسترده هیدروژئولوژی مورد استفاده قرار می گیرد.
ترکیبات آبهای زیرزمینی به میزان بارندگی و درجه تعرق و تبخیر و واکنشهای شیمیایی و بیولوژیکی روی پوسته بستگی دارد . تغییرات در غلظت گونه های شیمیایی برای تعیین نسبت بزرگی تخلیه، تغذیه، تراوش بین سفره های آبی است.
مطالعه شیمی آبهای زیرزمینی و ایزوتوپهای پایدار مولکول آب می تواند اطلاعات مهمی از منابع و مکانیسم تغدیه و شناسایی مقدار جریان آبی که رودخانه و آبهای زیرزمینی در حالت غیرسیلابی دارد را در اختیار قرار دهد.
ایزوتوپهای رادیواکتیو طبیعی مثل کلر 36 و هیدروژن 3 و کربن 14 برای تعیین سن آبهای زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد. اگر سن های نسبتاً جوان از اندازه گیری ردیابهای مختلف رادیو اکتیو تعیین شوند سپس منبع تغذیه آبهای زیرزمینی را می توان حدس زد.

ترکيبات شيميايي پايدارو راديواکتيو از آبهاي زيرزميني براي مطالعات گسترده هيدروژئولوژي مورد استفاده قرار مي گيرد

شناسایی سن ساختارهای آبهای زیرزمینی می تواند برای تعیین نسبت منبع تغذیه برای سفره های آب زیرزمینی نامحدود و سرعت جریانات رودخانه ای برا ی سفره های آب زیرزمینی محدود مورد استفاده قرار گیرد.
اجسام محلول در آبهای زیرزمینی می تواند اطلاعاتی در مورد ترکیبات مختلف آبهای روان برای استفاده در هیدروژئولوژی را در اختیار قرار دهد.
شاخه های مختلف علم هیدروژئوشیمی شامل آنالیزهای شیمیایی ، ردیابهای شیمیایی، هیدروژئوشیمی، ایزوتوپهای هیدروژئوشیمی ، واکنشهای سنگ و آب، هوازدگی شیمیایی، هیدرولوژی ایزوتوپی، ژئوشیمی تجربی حرارت پایین، مدلهای بیوژئوشیمی و هیدروژئولوژی می باشد.

روشها و تجهیزات:
اسپکترومتر جرمی تمام اتوماتیک یکی از تجهیزاتی است که برای تعیین نسبتهای ایزوتوپی، میزان فراوانی عناصر در طبیعت استفاده می شود . ایزوتوپهای مورد استفاده در این مورد عناصر 2H/1H, 13C/12C, 15N/ 14N, 18O/ 16O و 34S/ 32S است.
تکنیکهایی که در این علم برای آنالیز مورد استفاده قرار می گیرد و همینطور موادی که در این روش مورد استفاده قرار می گیرد طیف گسترده ای دارد که این مواد شامل آبها، کربناتها، نیتروژن معدنی و انواع گوگرد و همه علومی که برای محیط زیست و زمین مورد استفاده قرار می گیرد، است.
روشها:
آنالیزهای هیدروشیمی آب
روشهای ردیابی رنگی برای تعیین مشخصات اجسام محلول جابجا شده در آب
استفاده از دستگاه فلومتر برای ردیابهای رنگی
کاربرد دستگاه فلورمتر نوری برای اندازه گیری تمرکز ردیابهای درجا در آبهای زیرزمینی

تجهیزات مورد استفاده در علم هیدروژئوشیمی:
Fibre Optic Fluorometer دستگاهی برای تعیین اندازه گیری فلورسانس
نورسنج شعله ای
اسپکتروفوتومتر
کروماتوگرافی یونی با ردیاب ضریب هدایت
کروماتوگرافی یونی با ردیاب ماورای بنفش و نور مرئی
کروماتوگرافی گازی
دستگاه تقطیر
دستگاه گرمایش مغناطیسی متحرک
دستگاه pH متر
دستگاه اندازه گیری قابلیت هدایت
دستگاه سردکننده خشک

هيدروژئوشيمي علمي براي تعيين واکنشهاي بين آب و زمين شناسي و شيميايي و زيست محيطي است.

هیدروژئوشیمی علمی برای تعیین واکنشهای بین آب و زمین شناسی و شیمیایی و زیست محیطی است. این علم به مطالعه آنالیزهای کمی شیمی که بر پایه فرایندهای ژئوشیمی آب محیطی است می پردازد و تکمیل کننده حالات و فرایندهای فیزیکی و بیولوژیکی است

این علم به مطالعه و بررسی گونه های مختلف شیمی معدنی در آب و واکنشهای تجزیه و رسوب گذاری که درطول فعل و انفعالات مواد معدنی در زیرآب و در اتمسفر اتفاق می افتد، می پردازد. مباحث مرتبط با هیدروژئوشیمی شامل واکنشهای سینتیک یا جنبش شناسی و تعادل ژئوشیمیایی، جنبش و حرکت ایزوتوپها و شیمی خاک می باشد.

همچنین دانشمندان در این علم به مطالعه جابجایی و حمل و نقل و دگرسانی و از هم پاشیدگی گونه های شیمی آلی در هیدروسفر به ویژه محیط های زیر سطحی می پردازند. تحقیقات رایج در این زمینه شامل مطالعه تعادل های شیمیایی در سیستمهای فوق نمکی ، واکنش پذیری و حرکت عناصر کمیاب ، دگرسازی مواد آفت کش و دیگر مواد آلی و رابطه متقابل بین فرایندهای انتقال جرم و واکنش می باشد.
تحقیقات بیوژئوشیمی اولیه مطالعه واکنشهای کمپلکس هیدرولوژی، ژئوشیمی و بیولوژیکی ، میزان اکوسیستمها و زمین لغزشها و توسعه اکوسیستمها و مدلهای جهانی مبنی بر شناسایی تاثیرات نیروهای طبیعی و فعالیتهای انسانی و استراتژی های آزمایشگاهی است.

مهمترین تحقیقات در این زمینه شامل نتایج گرم شدن کره زمین توسط عوامل انتشار دی اکسیدکربن ، تخلیه اوزون استراتوسفر، بارانهای اسیدی، توانایی محافظت اکوسیستم ، فرسایش جنگلها توسط باران، نمک زدایی مزارع، و اثرات آلاینده های آلی و سمی بودن فلزات کمیاب است.

آزمایشگاه ژئوشیمی آب
در آزمایشگاه شیمی تر از تجهیزات و دستگاههای pH متر، اسپکترومترها، ترازوهای آزمایشگاهی، دستگاه سانتریفوژ، هودهای شیمیایی ، آنالیزورهای مساحت سطح و اسپکترومترهای جذب اتمی استفاده می شود. بمبهای هیدروترمال با حجم پایین (20 میلی لیتر) برای اندازه گیری تعادل در دمای 350 درجه استفاده می شود.
روشهای کارآزمایشگاه هیدروژئوشیمی
آنالیزهای فیزیک و شیمیایی آبهایی که برای استفاده های آبیاری، آبهای آشامیدنی، آبهای گرمایی و آبهای معدنی
زیر فشار قرار دادن منابع آب در محیط زیست
نظارت بر کیفیت آب و پردازش داده ها
آنالیز عناصر کمیاب و سمی در نمونه های آب
آنالیزهای میکروبیولوژیکی از نمونه های آب
تعیین منابع آلودگی آب
تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک
اکتشاف کاربردی :
مطالعه ژئوشیمی ایزوتوپها کمک شایانی به علم هیدروژئوشیمی می کند. ایزوتوپ عناصر سرب و گوگرد در بحث اکتشاف معرف سرب و گوگرد عیار بالا هستند . به طوریکه شاخص پتانسیل سنگ معدن به طور مستقیم در آنالیز عنصر گوگرد نشان دهنده حمل این عنصر از محل و به طور عادی معرف فراوانی عناصر اصلی و کمیاب است.
آبهای زیرزمینی که حاوی ایزوتوپ گوگرد هستند و شدت آنومالی گوگرد در آنها زیاد است برای عنصر استرانسیم باید آنالیز شوند تا منطقه از آلودگی پاک شود. ایزوتوپهای سرب بیشتربرای شناسایی مقیاسهای اکتشافی به کار می رود.
هیدروژئوشیمی ایزوتوپی برای مناطقی که از برجستگی کمتر و بارندگی کمتری برخوردارند مناسب می باشند. هیدروژئوشیمی ایزوتوپی نشان دهنده مناطق اکتشافی جدید و پتانسیل بالای منطقه اکتشافی در مقیاسهای محلی و منطقه ای است.
آزمایشهای تجربی در مقیاس کوچک و بزرگ با استفاده از روشهای ایزوتوپی می تواند برای مطالعات هیدروژوشیمی مفید و سودمند باشد. ترکیبات ایزوتوپی سرب و گوگرد می تواند راهنمای انواع کانی سازی در جستجوهای اکتشافی باشد. آنالیزهای ایزوتوپهای گوگرد و استرانسیم مورد استفاده برای اهداف منطقه ای هستند و نشان دهنده آنومالی سرب در منطقه می باشد.
اساس كار هيدرو ژئوشيمي ، آناليز شيميايي يون هاي اصلي آب هاي زيرزميني و سطحي است . يكي از مشكلات زيست محيطي چگونگي شناخت آلوده كننده هاي آلي و غير آلي است . مخصوصا" هنگامي كه منابع آلوده كننده متعددي وجود داشته باشد . علي رغم اين مشكلات آلوده كننده هاي آب هاي زيرزميني توسط روش هاي هيدرو ژئو شيميايي قابل ارزيابي و سنجش هستند . همچنين آگاهي از زمين شناسي زيرسطحي و نهشته هاي دفن شده كه در ژئو شيمي آب هاي زير زميني منعكس شده است به كمك هيدرو ژئو شيمي ميسر مي شود
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  | 

مروارید چگونه بوجود می اید؟

مروارید اصل ، بسیار گرانبهاست. ولی جالب است بدانید که این مروارید زیبا و درخشان را یک موجود دریایی کوچک به نام صدف تولید می کند . صدف نوعی نرم تن است که گاهی اوقات در ساحل نیز می توان آن را در حال خزیدن دید. این نرم تنان کوچک غذای لذیذی برای ماهیها و همنوعان بزرگتر از خودشان هستند. حتی انسان هم از این جانور تغذیه می کند . به همین دلیل نرم تن برای محافظت از خود به کمک ماده ای که از بدنش ترشح می شود ، پوسته (صدف) سخت و محکمی می سازد و داخل آن زندگی می کند . در واقع جنس مروارید نیز از همین ماده سخت است. مرواریدها داخل این پوسته ها بوجود می آیند. گاهی اوقات یک ذره خارجی مثل دانه ای شن یا یک موجود ریز دریایی وارد پوسته یا صدف این نرم تنان می شود و با بدن نرم و حساس آنها تماس پیدا می کند. این تماس باعث تحریک و خارش بدن نرم تن می شود. نرم تن برای تسکین خود ماده ای از جنس صدف به دور این ذره خارجی ترشح می کند . جنس این ماده از کربنات کلسیم است . پس از مدتی ، مرواریدی گرد ، سفید و درخشان در داخل صدف شکل می گیرد . به این نوع مروارید ، مروارید اصل میگویند البته همه مرواریدها سفید نیستند. برخی از آنها سیاه، قرمز، آبی، زرد و یا سبزند. امروزه از روش های مختلفی برای تولید مصنوعی مروارید استفاده می شود . با استفاده از این روش ها ، ذرٌات شن ، داخل صدف قرار می گیرند . بعد از دو الی سه سال صدف را از آب خارج می کنند و مروارید را از داخل آن بر می دارند . به این نو مروارید ها مروارید پرورشی می گویند . از آنجا که مروارید های طبیعی و اصل ، بسیار گران قیمت هستند ، اکثر مردم ، مروارید های را که از روش مصنوعی به وجود آمده اند خریداری می کنند . در سال ۱۹۳۴ میلادی مروارید های به قطر ۱۳ سانتی متر در فیلیپین پیدا شد . وزن این مروارید ۳۷/۶ کیلو گرم بود .
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  | 

طرز تهيه جوهر نامريي:

طرز تهيه جوهر نامريي:
براي تهيه جوهر نامريي به طريق زير عمل كنيد:

1.فنل فتالئين را در الكل حل كنيد.
2.محلول را به 90 ميلي ليتر آب اضافه نموده،‌ هم بزنيد. ( محلولي شيري به دست مي آيد.)
3.محلول سديم هيروكسيد را قطره قطره اضافه كنيد تا رنگ قرمز به دست آيد.
4.جوهر را روي پارچه آزمايش كنيد. ( پارچه كتاني يا روميزي كهنه غير قابل استفاده). كاغذ، فشرده تر است و كمتر به هوا اجازه واكنش مي‌دهد، ‌بنابر اين واكنش تغيير رنگ ديرتر صورت مي‌پذيرد.
5.طي چند ثانيه، لكه ها ناپديد مي‌شوند. PH محلول جوهري بين 10 تا 11 است اما بعد از اينكه در مجاورت هوا قرار مي گيرد، به 5 تا 6 كاهش ميابد.
6.اگر محل لكه ها را با پنبه آغشته به محلول بازي مثل امونياك رقيق مرطوب كنيد، لكه ها دوباره ظاهر مي شوند. برعكس اگر اينكار را با سركه انجام دهيد، لكه ها سريعتر بيرنگ مي‌شوند. شستن پارچه ها، جوهر را به طور دائمي مي شويد.
وقتي چنين جوهر نامرئي به يك ماده متخلخل اضافه مي‌شود، آب موجود در جوهر با دي‌اكسيد كربن موجود در هوا تركيب مي شود و اسيد كربنيك را بوجود مي‌آورد. اسيد كربنيك به نوبه خود با سديم هيدروكسيد وارد واكنش خنثي شدن مي‌شود و كربنات سديم را بوجود مي آورد. خنثي شدن باز، سبب تغيير رنگ معرف مي‌شود و در نتيجه اثر جوهر، ناپديد مي شود.
اين واكنشها را مي توان به صورت زير نمايش داد:

CO2 + H2O à H2CO3

2 Na(OH) + H2CO3 à Na2CO3 + 2 H2O


جوهر هاي نامرئي كه با حرارت عمل مي كنند: اساس كار اين جوهرها به اين صورت است كه مواد به كار رفته در اثر حرارت، اكسيد مي شوند كه نتيجه ظاهر شدن رنگ قهوه اي در اثر حرارت است. مواد گوناگوني براي اينكار استفاده مي‌شوند كه از همه بهتر آب پيلز و آب ليمو است. شير و سركه هم عمل مي‌كنند اما نه به خوبي دو مورد اول. متن مورد نظر را با قلم هاي قديمي يا با خلال دندان روي كاغذ بنويسيد. اجازه دهيد تا پيامتان خشك شود. براي آشكار شدن پيام كافي است آن را روي شمع يا حرارت ملايم لامپ بگيريد.( احتياط كنيد!)

+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  | 

اصل عدم قطعیت

در آغاز خود هایزنبرگ نیز فکر نمی کرد که اصل عدم قطعیت او چنین انقلابی در مکانیک کوانتومی بخ وجود آورد . شاید بتوان گفت او مهمترین قسمت مکانیک کوانتوم را بنیان گذارد . اما اساسا" اصل عدم قعیت چیست و چه بیان می کند ؟ در واقع هایزنبرگ اصل عدم قطعیت را با یک استدلال ساده آغاز کرد . او گفت در واقع هیچ پدیده ی فیزیکی به خودی خود وجود ندارد مگر این که در میان دو ناظر یا دو چیز به وجود آید . از قبل بر اساس هندسه اقلیدسی جسم و مسیر آن مشخص می شد و به این گونه شرح داده می شد که جسم یک نقطه ریاضی و یک خط ریاضی مسیر حرکتش است . اما هایزنبرگ با این موضوع کنار نیامد . او گفت که این فرض در مکانیک کلاسیک درست است اما در مکانیک کوانتوم وضع می تواند تغییر کند

در واقع هر گاه شما بخواهید موقعیت یک ذره همچون یکی فوتون با الکترون را بررسی کنید باید بر مسیر حرکت آن تأثیراتی هر چند اندک بگذارید با توجه به این ها و ریاضیات پیچیده هایزنبرگ این اصل را بیان کرد که هرگاه ما دو کمیت متغییر و قابل مشاهده با هم مورد بررسی قرار دهیم هیچگاه نمی توانیم تکانه ( میزان حرکت از فرمول P = m . v محاسبه می شود که در آن v سرعت یک جسم و m برابر جرم آن است ) و موقعیت آن را به طور همزمان به طور دقیق اندازه گیری کنیم . برای مثال اگر قصد داشته باشیم تکانه ی آن را به طور دقیق مورد بررسی و اندازه گیری قرار دهیم دیگر قادر نخواهیم بود به طور دقیق موقعیت آن را تعیین کنیم . همین اصل به ظاهر ساده که در سال 1927 توسط هایزنبرگ به وجود آمد یکی از پایه های بنیادی مکانیک کوانتوم است . ممکن از تصور کنید که این را هر کسی می توانسته استدلال کند ولی بد نیست بدانیم که این یک موضوع استدلالی نیست بلکه به وسیله ی محاسبات دقیق ریاضی و مکانیک ماتریسی هایزنبرگ به وجود آمده است . در واقع هر گاه شما بخواهید موقعیت یک ذره همچون یکی فوتون با الکترون را بررسی کنید باید بر مسیر حرکت آن تأثیراتی هر چند اندک بگذارید . در واقع اگر شما فقط در صورتی می تواند این کمیت را دقیق مورد بررسی قرار دهید که طبیعت آن ها را آشکار نکنید و هیچ دستی بر ساختارشان نبرید که این هم با امکانات امروزی غیرممکن به نظر می رسد . با این وجود هایزنبرگ به وسیله معادلات خود نشان داد که حتی اگر چنین دستگاه را در ذهن خود بسازیم ما اندازه گیری مورد نظر را نمی توانیم با دقت دلخواه انجام دهیم . در کل معادلات اصل عدم قطعیت هابزنبرگ هر کمیت متغییر و قابل اندازه گیری را محدود می کند . همانطور که می دانیم ذرات را بر اساس اصل مکملی توصیف می کنند یعنی یک ذره می تواند هم حالت موجی و هم حالت ذره ای از خود نشان دهد . ولی یک تبصره در اینجا وجود دارد یک ذره هیچگاه نمی تواند دو حالت را با هم نشان دهد هرچند که امروزه پرفسور شهریار صدیق افشار دانشمند ایرانی با طرح یک آزمایش آن را به طور روشن رد کرد و بیان کرد که یک ذره می تواند هر دو حالت را با یکدیگر از خود نشان دهد . اما اگر بخواهیم بدون توجه به آزمایش پروفسور افشار از اصل عدم قطعیت در این حالت ها سخن بگوییم کاری ساده است یعنی وقتی که ما بر اساس خاصیت موجی سخن می گوئیم کمیت های مربوط به موج صفر است و کمیت های ذره ای نامحدود محاسبه می شوند و اگر قصد داشته باشیم اصل عدم قطعیت را حالت ذره به کار ببریم کمیت های مربوط به خاصیت ذره ای صفر و کمیت های مربوط به خاصیت موجی بی نهایت یا نامحدود محاسبه خواهند شد . در رابطه با خاصیت موجی هرگاه ما تابع موجی را به دست آورده و در موقعیت یا تکانه ضرب کنیم در این شرایط مسلما" بزرگتر یا مساوی با ثابت پلانک بر 4π . اگر بخواهیم فرمولی برای دو عدم قطعیت تکانه و موقعیت تعیین کنیم همان فرمول معروف هایزنبرگ است که امروزه یکی از پایه ای ترین فرمول های مکانیک کوانتوم است که بیان می دارد حاصل ضرب دو عدم قطعیت تکانه Δp و موقعیت Δx همواره بزرگتر یا مساوی با ثابت پلانک تقسیم بر دو است .

Δx.Δmv>h/2
از دیگر روابطی که در اصل عدم قطعیت به چشم می خورد رابطه ی بین مختصه ی زمان ذره و انرژی آن است . اگر بخواهیم این اصل را شرح دهیم همانند اصل اول است که می گوید هیچگاه و در تحت هیچ شرایطی ما قادر نخواهیم بود مختص زمان یک ذره را به همراه انرژی آن با دقت بی نهایت اندازه بگیریم در واقع در این کاری نا ممکن است . رابطه ای که بین این دو به چشم می خورد بیان می کند که حاصل ضرب این دو عدم قطعیت یعنی مختص زمان و انرژی ذره همواره بزرگتر یا مساوی ثابت پلانک خواهد بود . این رابطه به صورت زیر نوشته می شود :


همانطور که می دانیم آلبرت اینشتن یکی از مخالفان سر سخت مکانیک کوانتوم بود و همیشه در زمینه ی مکانیک کوانتوم با نیلز بور دانشمند معروف فیزیک کوانتومی به بحث می پرداخته است . هرچند که خود کمک شایانی به مکانیک کوانتوم کرد و جایزه ی نوبل خودرا هم برای همین کار گرفت . او جمله ای معروف در زمینه ی مکانیک کوانتوم گفته است که : روزی مکانیک کوانتوم همانند مکانیک کلاسیک از عرصه ی فیزیک سقوط خواهد کرد . اما اینشتین در رابطه با اصل بالا با نیلز بور به بحث پرداخت و سرانجام نیز به وسیله تئوری نسبیت عام که خود آن را ارائه کرده بود شکست خورد . در سال 1930 در کنفرانس بروکسل برای نقض رابطه بالا آزمایشی خیالی پیشنهاد داد . در این جعبه که دیواره هایش آینه پوش شده است یک ساعت وجود دارد که هر گاه که ما مقداری انرژی تشعشعی وارد جعبه کنیم ساعت به کار می افتد . پیش از اینکه انرژی را وارد جعبه کنیم جرم آن را اندازه می گیریم و بعد از اینکه در جعبه را باز کردیم تا انرژی وارد کنیم در همان لحظه مقداری انرژی نیز خارج می شود همچنین در آن لحظه ساعت به کار می افتد . پس از این مراحل اختلاف جرمی حالت دوم و اول را محاسبه می کنیم و درc² ضرب می کنیم و انرژی خارج شده به دست می آید . در این شرایط ساعت به خوبی کار می کند و هیچ عدم قطعیتی در زمان وجود ندارد در این صورت عدم قطعیت انرژی صفر است و در نتیجه عدم قطعیت زمان نیز صفر خواهد بود در این صورت اصل بالا نقض خواهد شد . در آن زمان بور چیزی برای گفتن نداشت با چهره ای عبوس به هتل رفت اما صبح روز بعد با چهره ای بشاش در تالار اجتماعات حاضر شد و منتظر اینشتین ماند . زمانی که اینشتین آمد با لبخندی شروع به صحبت با او کرد و برای توجه موضوع این گونه گفت : بد نبود اگر در سخن خود توجهی به نظریه ی خود نیز می کردید . او گفت برای اندازه گیری جرم جعبه می باید جعبه را به صورت قائم بر یک نیروسنج متصل کنیم در این صورت تحت میدان گرانش زمین ساعت کند یا تند می شود . بر اثر این پدیده در هنگام باز کردن در جعبه یک عدم قطعیت بر ساعت و زمان وارد خواهد شد . در لحظه ی از دست رفتن انرژی جعبه نوسان می کند . او با حل چند معادله به اصل بالا رسید و اینشتین را با جادوی خودش قانع کرد . در اصل عدم قطعیت روابطی دیگری بین دو متغییر وجود دارد که همواره به نا مساوی هستند ، ولی چون پیچیدگی خاصی دارند در این بحث آورده نمی شود . از دیگر نتایجی که می توان از اصل عدم قطعیت گرفت این است که همیشه احتمال وقوع یک رخداد بیش از صفر است . یعنی این که اگر شما رویدادی را که در نظر بگیرید که احتمالی به وقوع آن نمی دهید ممکن است پدید آید ، حتی اگر غیرممکن به نظر برسد . در سال های دبیرستان خوانده ایم که در خلاء هیچ چیز وجود ندارد نه مولکول ، نه اتم و نه هیچ چیز دیگر ولی آیا واقعا" این سخن بر طبق قوانین فیزیک کوانتومی صحیح است ؟ در اصل عدم قطعیت می خوانیم که در هیچ محیطی میدان ها صفر نمی شوند اگر این عمل رخ دهد یعنی اصل عدم قطعیت به وضوح رد شده است . با توجه به این حرف در فضای خلاء همواره ذرات و ضد ذراتی مجازی وجود دارند که یک دیگر را خنثی می کنند ، همانطور که می دانیم هر ذره دارای یک پاد ذره یا ضد ذره است که باری مخالف آن دارد ؛ برای مثال برای الکترون یک پاد ذره به نام پوزیترون وجود دارد که بار مثبت دارند هر گاه این دو با یکدیگر برخورد کنند و یک کوانت انرژی آزاد می شود این حادثه فروپاشی پرتویی نام دارد در فرآیند مقابل ممکن است دو کوانت انرژی با هم برخورد کرده و یک زوج الکترونی پوزیترونی پدید آورد این فرآیند تولید زوج نامیده می شود

http://www.parssky.com/articles/s/user/rezaee-rad-black-hole_files/image017.jpg

در تصویر بالا دو فرآیند مشاهده می شود . اما بر طبق اصل عدم قطعیت در خلاء این ذرات مجازی هستند و قابل مشاهده نیستند ولی ما می توانیم آثار آنها را ردیابی کنیم . این جفت ذره مجازی دارای انرژی هستند و به همین علت است که می گویند محیط واقعی خلاء وجود ندارد و خلائی که ما از آن نام می بریم پر از ذرات و ضد ذرات مجازی است . درست در همین جا است که نسبیت و مکانیک کوانتوم با یکدیگر تناقض پیدا می کنند .

اما چرا ؟

بر طبق نسبیت فضا و زمان بافتی به نام فضا – زمان را پدید می آورند که خمیده است . از سوی دیگر در اصل عدم قطعیت کوانتوم گفته می شود که فضا پر از ذره و ضد ذرات مجازی است که حاوی انرژی هستند . حالا بین کوانتوم و نسبیت مشکل ایجاد می شود و این سؤال پیش می آید که اگر فضا – زمان پر از این ذرات و ضد ذرات است و آنها انرژی دارند پس مجموع انرژی آنها فوق العاده زیاد است پس بافت فضا – زمان باید مثل یک دانه نخود فرنگی چروکیده باشد پس چرا اینگونه نیست ؟ دانشمندان زیادی از جمله دیراک در این زمینه تلاش کردند تا این دو نظریه بزرگ قرن را متحد کنند اما توفیق چندانی نیافتند . اما امروزه نظریه ی CPH با کوانتومی در نظر گرفتن خود فضا – زمان این مشکل را حل کرده است.
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  | 

پلیمر کوئوردیناسیونی

پلیمر کوئوردیناسیونی یک اصطلاح توصیفی کلی برای زنجیرهای نامتناهی است که از لیگاندهای پل دهنده بین یونهای فلزی تشکیل شده است. این اصطلاح بسیار وسیع است و محدوده وسیعی از علم طراحی و ساختن ساختارها از زنجیرهای نسبتا ساده یک بعدی با لیگاندهای کوچک پل دهنده مثل سیانید تا ساختارهای بزرگ منفذ دار شامل کلاسترهای فلزی و لیگاندهای بزرگ آلی را احاطه می کند.1
این شیمی سنتزی مثل بازی با بلوکهای ساختمانی است که در آنجا می توان چارچوب کوئوردیناسیون را توسط تغییر ژئومتری (علم هندسه) ترکیبات کنترل کرد. بطور کلی فرایند تشکیل بطور خودکار پیش می رود و بنابراین خوانده می شود فرایند (self-assemble) یا خود اجتماعی . اندازه و ژئومتری آن ترکیبات می توانند topology و بعد فضایی شبکه ها را کنترل نمایند و نوع کار کردن (functionality) لیگاندها استحکام پیوندهای کوئوردیناسیونی حاصل در چاچوبهای پایدار را تعیین می کنند.2
سازمان دهی عناصر بنیادی با همدیگر می تواند منجر شود به ساختارهای آلی-فلزی در بعدهای متفاوت : معماری یک ، دو و سه بعدی. بعد اغلب بوسیله گره ها ( مراکز فلزی) تعیین می شود.کمپلکسهای زنجیر مانند یک بعدی ساده ترین نوع توپولوژی زنجیرهای کوئوردیناسیونی هستند که نقطه شروع خوبی برای مدل سازی و رسیدگی کردن به ترکیبات پلیمری نامتناهی برای توسعه استراتژی مهندسی پلیمرهای ابرمولکول می باشند. در ساختار یک بعدی یون فلزی با دو مولکول لیگاند کوئوردینه شده است ؛ یونهای فلزی و لیگاندهای آلی یک درمیان و نامتناهی هستند که منجر به تشکیل زنجیر می شوند. عمده ترین ساختارها میان پلیمرهای کوئوردیناسیونی یک بعدی موارد زیر هستند :
Linear chains, zig–zag chains, Double chains, Ladder-like chain, fish-bone, railroad and Helix
ترکیبات دوبعدی بوسیله سه یا چهار مولکول لیگاند که اطراف یون فلزی کوئوردینه شده اند بدست می آيند و شکل عمده اولیه اکنون در دو بعد گسترش دارد. عمده ترین ساختارهای دوبعدی عبارتند از :
Square grids, rhombic and rectangular grids based on square grids, 2D-motifs with T-shape nodes like brick wall or other parquet floor, honeycomb and pseudo-honeycomb grid, herringbone and bilayer
ساختارهای سه بعدی توسط یونهای فلزی با عدد کوئوردیناسیون بالا (گره های چهار یا هشت وجهی) می توانند شناخته شوند. شکلهای عمده مهم و غالب در میان پلیمرهای کوئوردیناسیونی سه بعدی Diamondoid net, Octahedral net, NbO-, ThSi2-, PtS-, SrSi2- and CdSO4-like هستند.3


منابع :
1. James, S. L., ‘Metal–organic frameworks’, Chem. Soc. Rev., 2003, 32,
276–288.
Robson, R., ‘A net-based approach to coordination polymers’, J. Chem.
Soc., Dalton Trans., 2000, 3735–3744
2. S. Kitagawa, S. Noro, Compreh. Coord. Chem. 7 (2004) 231.
3. A.Y. Robin, K.M. Fromm, Coord Chem. Rev. 250 (2006) 2127.
A.N. Khlobystov, A.J. Blake, N.R. Champness, D.A. Lemenovskii, A.G. Majouga, N.V. Zyk, M. Schröder, Coord Chem. Rev. 222 (2001) 155
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  | 

شيمي آلي

شیمی آلی بخشی از دانش شیمی است که به بررسی هیدروکربن‌ها می‌‌پردازد. به همین دلیل به آن شیمی ترکیبات کربن نیز گفته می‌شود.
پسوند «آلی» یادگار روزهایی است که مواد شیمیایی را بسته به این که از چه منبعی به دست می‌آمدند، به دو دسته معدنی و آلی تقسیم می‌کردند. مواد معدنی آنهایی بودند که از معادن استخراج می‌شدند و مواد آلی آنهایی که از منابع گیاهی یا حیوانی یعنی از موادی که توسط موجودات زنده تولید می‌شدند، به دست می‌آمدند. در واقع تا پیرامون سال ۱۸۵۰ بسیاری از شیمیدانان معتقد بودند که خاستگاه مواد آلی باید موجودات زنده باشند و در نتیجه این مواد را هرگز نمی‌توان از مواد معدنی سنتز نمود.
حتی پس از آن که مشخص شد این مواد لزوماً نبایستی از منابع زنده به دست آیند و می‌توان آنها را در آزمایشگاه سنتز کرد، باز هم مناسبت داشت تا نام آلی برای توصیف آنها و موادی همانند آنها حفظ شود. این تقسیم‌بندی بین مواد معدنی و آلی تا به امروز حفظ شده است.
متن پررنگ== شیمی کربن == موادی که از منابع آلی به دست می‌آیند، در یک خصوصیت مشترکند: همه آنها دارای عنصر کربن هستند.
امروزه اگر چه هنوز بسیاری از ترکیبات کربن به آسانی از منابع گیاهی و جانوری بدست می‌آیند، ولیکن بسیاری از آنها نیز سنتز می‌شوند. از ترکیبات گاهی از مواد معدنی مانند کربناتها و سیانیدها سنتز می‌شوند ولی غالباً از سایر مواد آلی تهیه می‌گردند.
دو منبع بزرگ مواد آلی که از آنها مواد آلی ساده تأمین می‌شوند، ذغال سنگ است. (هر دو اینها از مفهوم قدیمی «آلی» بوده و فراورده تجزیه (کافت) گیاهان و جانوران هستند). این ترکیبات ساده به عنوان مصالح ساختمانی در ساختن ترکیبات بزرگ‌تر و پیچیده‌تر مصرف می‌شوند.
نفت و زغال سنگ سوختهای فسیلی هستند که در طی هزاران سال بر روی هم انباشته شده وغیر قابل جایگزینی هستند. این مواد، بویژه نفت، جهت رفع نیازهای انرژی که به طور دائم در حال افزایش است، با سرعت خطرناکی مصرف می‌گردند. امروزه کمتر از ۱۰٪ نفت برای ساختن مواد شیمیائی مصرف می‌شود و قسمت اعظم آن برای تولید انرژی سوزانده می‌شود. خوشبختانه منابع دیگری برای ایجاد نیرو از قبیل منبع خورشیدی، گرمای زمین، باد، امواج، جزر و مد و انرژی هسته‌ای وجود دارد.
اما چگونه می‌توان منبع دیگری به جای مواد آلی پیدا نمود؟ البته در نهایت باید به جایی که سوختهای سنگواره‌ای از آنجا ناشی می‌شوند یعنی توده زیستی برگشت، اما این بار به طور مستقیم و بدون دخالت هزاران سال. توده زیستی قابل تجدید است و چنانچه به طور مناسب مصرف شود، تا زمانی که ما بر روی این سیاره بتوانیم وجود داشته باشیم آن هم باقی می‌ماند. در ضمن می‌گویند که نفت با ارزش‌تر از آن است که سوزانده شود.
چه خصوصیتی در ترکیبات کربن وجود دارد که آنها را از ترکیبات مربوط به صد و چند عنصر دیگر جدول تناوبی متمایز می‌سازد؟ لااقل قسمتی از این جواب به نظر می‌رسد که چنین باشد: تعداد بسیار زیادی از ترکیبات کربن وجود دارند که مولکولهای آنها می‌توانند بسیار بزرگ و پیچیده باشد.
تعداد ترکیباتی که دارای کربن هستند چندین برابر بیشتر از تعداد ترکیبات بدون کربن است. این مواد آلی در خانواده‌های مختلف قرار می‌گیرند، و معمولاً در بین مواد معدنی، همتایی ندارند.
مولکولهای آلی شامل هزاران اتم شناخته شده‌اند، و ترتیب قرار گرفتن اتمها حتی در مولکولهای نسبتاً کوچک بسیار پیچیده است. یکی از مسایل اصلی در شیمی آلی، آگاهی از طرز قرار گرفتن اتمها در مولکولها و یا تعیین ساختمان ترکیبات است.
راه‌های زیادی برای شکستن این مولکولهای پیچیده و یا نوآرایی آنها برای ایجاد مولکولهای جدید وجود دارد؛ روشهای مختلفی برای اضافه نمودن اتمهای جدید به این مولکولها و یا جایگزین نمودن اتمهای جدید به جای اتمهای قدیم وجود دارد. بخش کلان شیمی آلی به پژوهش در مورد این واکنشها اختصاص دارد، یعنی تشخیص این که این واکنشها کدامند، چگونه انجام می‌شوند و چگونه می‌توان از آنها برای سنتز یک ترکیب دلخواه استفاده نمود.
اتمهای کربن می‌توانند به میزانی که برای اتم هیچ عنصر دیگری مقدور نیست، به یکدیگر بپیوندند. اتمهای کربن می‌توانند زنجیرهایی شامل هزاران اتم و یا حلقه‌هایی با اندازه‌های متفاوت ایجاد نمایند؛ زنجیرها و حلقه‌ها می‌توانند دارای شاخه و پیوندهای عرضی باشند. به اتمهای کربن این زنجیرها و حلقه‌ها، اتمهای دیگری که عمدتاً هیدروژن و همچنین فلوئور-کلر-برمید-اکسیژن-نیتروژن-گوگرد-فسفر و سایر اتمهای گوناگون میپیوندد.
هر آرایش مختلف از اتمها مربوط به ترکیب متفاوتی است، و هر ترکیب یک رشته ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی ویژه خود را دارد. از این رو غیرمنتظره نیست که امروزه بیشتر از ده میلیون ترکیب شناخته شده کربن وجود داشته باشد و هر سال به این تعداد نیم میلیون ترکیب تازه افزوده گردد. تعجب‌آور نیست که بررسی این ترکیبات، رشته ویژه‌ای را در شیمی به خود اختصاص دهد.
شیمی آلی اهمیت فوق‌العاده زیادی در تکنولوژی دارد و در واقع، شیمی رنگدانه‌ها و داروها، کاغذ و جوهر، رنگهای نقاشی و پلاستیکها-بنزین و لاستیکی است؛ همچنین، شیمی غذایی است که می‌خوریم و لباسی است که می‌پوشیم.
شیمی آلی شالوده زیست‌شناسی و پزشکی است. ساختمان موجودات زنده، به غیر از آب، عمدتاً از مواد آلی ساخته شده‌اند؛ مولکولهای مورد بحث در زیست‌شناسی مولکولی همان مولکولهای آلی هستند. زیست‌شناسی در مقیاس مولکولی همان شیمی آلی است.
شاید دور از انتظار نباشد که بگوئیم ما در عصر کربن زندگی می‌کنیم. هر روزه، روزنامه‌ها ذهن ما را متوجه ترکیبات کربن نظیر کلسترول و چربیهای اشباع نشده، هورمونها و استروئیدها، حشره‌کشها و فرومونها، عوامل سرطانزا و شیمی درمانی، DNA و ژنها می‌نمایند. به خاطر نفت، جنگها به راه افتاده است.
وقوع دو فاجعه بشریت را تهدید می‌کند و هر دو ناشی از تجمع ترکیبات کربن در جو است؛ یکی نازک شدن لایه ازن که عمدتاً به واسطه وجود کلروفلوئورو کربنها است و دیگری پدیده گلخانه که به خاطر حضور متان، کلروفلوئور و کربنها و سرآمد همه کربن دی‌اکسید است.
شاید به همین مناسبت بوده است که مجله Science در سال ۱۹۹۰،الماس را که یکی از فرمهایآلوتروپی کربن است به عنوان مولکول سال انتخاب کرده است. و مولکول آلوتروپ تازه‌یاب فولرنباکمینستر کربن ۶۰ (buckminsterfullerene-C۶۰) است که هیجان بسیاری را در دنیای شیمی ایجاد کرده است، هیجانی که از زمان ککوله تاکنون دیده نشده است.
+ نوشته شده در ۱۳۸۷/۱۰/۲۰ ساعت 22 توسط tehran  |