شیمی و آزمایشگاه شیمی

برترين مطالب با موضوع شيمي و آزمايشگاه شيمي

تعيين دماي انحلال پتاسيم نيترات

گرماي انحلال گرمايي است که به هنگام حل شدن مواد درحلال بامحيط اطراف مبادله مي شود . بااندازه گيري تغيير دماي حلال پس از انحلال ماده مي توان گرماي انحلال را محاسبه نمود.

انحلال مواد درحلال طي سه مرحله انجام مي پذيرد.

درمرحله اول جاذبه بين بعضي از ذرات حلال ازبين مي رود  ،درنتيجه اين مرحله گرماگير است.

درمرحله دوم جداشدن ذرات حل شونده صورت مي گيرد که اين مرحله نيز گرماگير خواهد بود .

اما درمرحله سوم بين ذرات حلال وحل شونده جاذبه برقرار مي شود،که درنتيجه آن گرما آزاد خواهد شد .

مطالب تکمیلی در ادامه مطلب


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  جمعه 1388/02/11ساعت 11:54 AM  توسط م.ر. قیصری  | 

ويسكوزيته

ويسكوزيته ( لزجت ) خاصيتي است كه سيال به وسيله آن در مقابل تنش برشي مقاومت مي كند. با افزايش دما لزجت گازها افزايش مي يابد اما لزجت مايعات كاهش مي يابد اين تفاوت را مي توان با بررسي عوامل لزجت توضيح داد.
هر فازي در مقابل حرکت توده هاي خود داراي مقاومت مي باشد . اين مقاومت براي فاز گاز ناچيز و براي فاز جامد خيلي زياد مي باشد . مايعات نيز در برابر حرکت لايه هاي خود از خود مقاومت نشان مي دهند .
لزجت سيالات يعني مقاومت آنها به تنش برشي ناشي از دو عامل است:
1- نيروي جاذبه مولكولي
2- تبادل مومنتوم مولكولي

مطالب تکمیلی در ادامه مطلب


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  پنجشنبه 1388/01/20ساعت 9:19 AM  توسط م.ر. قیصری  | 

آزشیمی فیزیک

+ نوشته شده در  سه شنبه 1387/06/26ساعت 2:25 PM  توسط م.ر. قیصری  | 

گزارش کار آزمایشگاه شیمی فیزیک 1 :

+ نوشته شده در  چهارشنبه 1387/06/06ساعت 1:7 PM  توسط م.ر. قیصری  | 

تعیین ثابت اسیدی سرخ متیل به روش اسپکتروفتومتری

تئوری آزمایش:

 

UV-VIS_NIR اسپکتروفتومتر

جذب طول موج تابش در ناحیه uv – vis توسط ترکیبات اصولا از انتقالات الکترونی حاصل می شود که در آنها الکترونهای لایه بیرونی و یا الکترونهای پیوندی به ترازهای با انرژی بالاتر ارتقاء می یابند . گونه های آلی و معدنی بسیاری این طرز رفتار را از خود بروز می دهند .

از دستگاه اسپکتروفتومتر uv – vis برای انجام تجزیه های کیفی و کمی یک یا چند گونه خاص  در  یک مخلوط و همچنین برای تعیین نقطه هم ارزی تیتراسیونها و اندازه گیری ثابت های تعادل واکنش ها بکار می رود .

 

اسپكتروفتومترها، تجهيزاتي است كه جذب يا عبور طول موج‌هاي مشخصي از انرژي تابشي (نور) از يك آناليت را در يك محلول تعيين مي‌كنند. به دليل تفاوت در تعداد و آرايش گروه‌ها، پيوندهاي دوگانه اتم‌هاي كربن در هر مولكول نور را در طول موج‌هاي خاص با الگوي طيف مشخص، جذب مي‌كند. بر اساس قانون بير - لامبرت ‏(Beer - Lambert)‏ ، مقدار نوري كه در اين طول موج مشخص جذب مي‌شود مستقيماً با غلظت آن نمونه شيميايي متناسب است. اسپكتروفتومترهاي مرئي و فرابنفش، رايج‌ترين دستگاه‌هاي جذب سنجي در مراكز تشخيصي و آزمايشگاهي است.‏


اسپكتروفتومتر نور مرئي
در آزمايشگاه‌ها، بخش گسترده اي از اندازه گيري‌ها بر اساس واكنش‌هاي جذب سنجي صورت مي‌پذيرد. فعاليت اكثر آنزيم‌ها، تري گليسيريد، كلسترول، ليپو پروتئين‌ها، قند، كراتينين، اوره و . . . طيف وسيعي از آناليت‌ها با كاربردهاي باليني و تحقيقاتي، طيف وسيعي از داروها و بخش گسترده‌اي از متابوليت‌ها با اسپكتروفتومتري قابل سنجش است. بررسي ساختمان مولكولي، شناسائي تركيبات، مقايسه ساختمان‌ها، يافتن طول موج ماكزيمم جذب و . . . از ديگر كاربردهاي اسپكتروفتومتري در مسائل تحقيقاتي است.‏



اجزاء دستگاه ‏
‏6 قسمت اصلي در ساختمان اسپكتروفتومترها وجود دارد كه عبارت است از:
منبع نور ‏(Light Source)
تكفام ساز ‏
(Monochromator)
متمركز كننده پرتو ‏
(Focusing Device)
محل نمونه ‏
(Cuvet)
آشكارساز ‏
(Detector)
دستگاه نمايش خروجي
(Display Device)

 

منبع نور ‏(Light Source)


منبع نور در اثر افزايش حرارت به كمك الكتريسيته در يك لامپ تأمين مي‌شود. شرايط اصلي اين منبع، شدت كافي، پايداري و پيوستگي اجزاي آن است. براي تامين نور مرئي به منظور اندازه‌گيري، محلول‌هاي نسبتا رقيقي كه تغيير در شدت رنگشان متناسب با تغيير در غلظتشان است، معمولا از لامپ‌هاي تنگستن (با طول موج توليدي بين ‏nm‏ 900-330) استفاده مي‌شود.


تكفام ساز ‏(Monochromator)
اين قسمت از دستگاه پرتو چند فام را به پرتو تكفام تبديل مي‌كند. اين عمل ممكن است توسط منشور يا سيستم گريتينگ انجام شود. فيلترها شيشه‌هاي رنگي است كه بخش وسيعي از پرتوها را جذب كرده و فقط طول موج‌هاي محدودي را عبور مي‌دهد.


متمركز كننده پرتو ‏(Focusing Device)
با تركيبي از عدسي‌ها، شكاف بين دو تيغه باريك فلزي و آئينه‌ها در مسير پرتو تابش، پرتوها موازي مي‌شود و با تنظيم عرض شكاف مي‌توان عرض پرتو را تنظيم كرد. هر چقدر عرض شكاف نور به كار رفته كمتر باشد، كيفيت پرتوها بهتر خواهد بود.


محل نمونه ‏(Cuvet)
كووت‌ها قسمتي از دستگاه است كه نمونه مورد نظر يا بلانك در آن قرار مي‌گيرد. اين بخش معمولا به صورت استوانه يا مستطيل بوده و از شيشه، كوارتز يا پلاستيك ساخته مي‌شود. كووت‌هاي پلاستيكي و شيشه‌اي براي محدوده مرئي به كار مي‌رون.



آشكارسازها ‏(Detectors)
دستگاه‌هايي است كه يك نوع از انرژي را به نوع ديگري تبديل مي‌كند و معمولا به سه گروه اصلي تقسيم مي‌شود : 1- فتوالكتريك، 2 - فتوشيميايي و 3 - حرارتي. در دستگاه‌هاي اسپكتروفتومتر از آشكارسازهاي فتوالكتريك استفاده مي‌شود. فتوسل و فتو تيوب از ساده‌ترين آشكارسازها است. فتو ترانزيستورها و فتوديودها نيز براي اين منظور استفاده مي‌شود.
دستگاه نمايش خروجي ‏(Display Device)
اين قسمت، مي‌تواند يك گالوانومتر، صفحه ثبات، اسيلسكوپ يا صفحه نمايشگركامپيوتر با نرم افزارهاي متنوع باشد.‏

‏- اسپكتروفتومتر فرابنفش ‏(Ultraviolet)
ساختماني همانند اسپكتروفتومتر نور مرئي داشته و
به طول موج‌هاي نور فرابنفش حساس است.‏


اسپكتروفتومتر نشر شعله (Flame)
ساختمان اين دستگاه شبيه اسپكتروفتومتر يا فتومتر ساده است با اين تفاوت كه در فتومتر، لامپ الكتريكي و در اين دستگاه نور حاصل از سوختن ماده مورد آزمايش در درون شعله به عنوان منبع نوري در نظر گرفته مي‌شود. در طيف سنجي نشر شعله، نور حاصل مستقيما اندازه‌گيري مي‌شود.


اسپكتروفتومتر جذب اتمي ‏(Atomic Absorption)
اسپكتروفتومترهاي جذب اتمي ‏(AAS)‏ غلظت عناصر فلزي كه از نظر پزشكي براي حفظ سلامتي مهم است را اندازه گيري مي‌كند. در خصوص اين عناصر مي‌توان به كلسيم، منيزيم، مس، روي و آهن اشاره نمود. اسپكتروفتومترهاي جذب اتمي همچنين براي تعيين اينكه آيا سطح درماني داروهايي نظير ليتيم در خون، تامين شده است يا خير و همچنين براي آشكارسازي و تعيين كميت سموم فلزي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.‏

 

 

مواد و وسایل مورد نیاز آزمایش:

 

1-ارلن

 

2-پیپت

 

PH meter3-

 

4-سرخ متیل

 

5-محلول های اسید استیک

 

6-سدیم استات

 

6-اسید کلریدریک

 

7-اسپکتروفتومتر

 

+ نوشته شده در  دوشنبه 1387/04/17ساعت 4:6 PM  توسط م.ر. قیصری  | 

جذب سطحی اسید استیک روی زغال فعال

 

 

 

زغال فعال شده چیست؟
اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...
- ....
 

تولید زغال فعال شده
اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید زغالهای فعال شده وجود دارد که به 3 اصل بستگی دارد:
- نوع ماده اولیه
- مشخصات فیزیکی مورد نظر برای محصول (زغال فعال شده)
- مشخصات جذبی برای کاربردهای مختلف
شیوه های فعالسازی که بیشتر در تولیدات تجاری بکار میرود عبارتند از:
فعال سازی شیمیایی،فعال سازی توسط بخار
 

فعال سازی شیمیایی:
این شیوه بیشتر برای مواردی است که مواد اولیه آن چوب و یا زغال سنگ نارس(
Peat) می باشد. مواد اولیه را با یک عامل آبگیر مانند اسید فسفریک P2O5 یا کلرید زنیک

۲ ZnCl

 آغشته می کنند تا ماده ای خمیری حاصل شود. این ماده را در بازه دمایی 500 - 800 درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا کربن فعال شود.
زغال فعال شده حاصل را بعد از شستشو خشک و به پودر تبدیل می کنند.
زغال فعال شده بدست آمده توسط این روش , دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول های بزرگ بسیار مناسبند
.
 

فعال سازی توسط بخار:
این روش بیشتر برای موادهای اولیه ای چون چوب نیم سوخته, زغال سنگ و پوست نارگیل که زغالی شده اند به کار می رود. فعال سازی در بازه دمایی 800 – 1100 درجه سانتیگراد و در حضور بخار انجام می شود.
در آغاز مواد زغالی با بخار به گاز تبدیل می شوند که به واکنش
water-gaz
معروف است:
 

(C + H2o CO + H2 – 175.440 KJ/(KgMol


این واکنش گرماگیر است و گرمای مورد نیاز توسط سوختن ناقص
CO و H2 بصورت زیر تامین می شود:
 

(2CO + O2 → 2CO2 + 393.790 KJ/(KgMol

(2H2 + O2 → 2H2O + 396.650 KJ/(KgMol

 

در ضمن هوا به مقدار مورد نیاز وارد واکنش می شود تا زغال نسوزد.
زغال های فعال شده ی تولید شده توسط این روش معمولا دارای منافذ ریزند و برای جذب مواد از مایعات و گازها مناسبند
.
 

ویژگی های جذبی و فیزیکی
گونه های مختلفی از زغال های فعال شده با ویژگی های مشخص وجود دارند که خصوصیات هر یک از آنها بستگی به مواد اولیه و فنون به کا ر رفته در تولید آنها بستگی دارد. در انتخاب یک گونه زغال فعال شده, برای بهبود بخشیدن به فرایندها, نیاز به شناخت دقیق ویژگی های فیزیکی و جذبی مواد داریم.
 

ویژگی های جذبی:
(1 سطح: با استفاده از
N2 حدود منافذ سطحی زغال فعال شده را اندازه می گیرند.هر چه سطح زغال فعال شده بیشنر باشد, قسمتهای جاذب نیز بیشترند.
2) اندازه منافذ: تعیین اندازه های یک زغال فعال شده میتواند راهی مناسب برای تشخیص خصوصیات آن باشد.که در
IUPAC منافذ بر اساس اندازه به صورت زیر دسته بندی شده اند:
Micropores r<1nm
Mesopores r 1-25nm
Micropores r>25
که
mesopore ها برای جا به جایی و Micropore ها برای جذب مواد هستند.
3) تخلخل: یکی از راههای اندازه گیری میزان تخلخل در توده ای از زغال فعال شده , استفاده از میزان جذب
CCl4 خالص در حالت گازی می باشد.
 

- ویژگیهای فیزیکی:
1)  سختی و مقاومت در برابر حررت و فشار : زغال های فعال شده دارای سختی های متفاوتی هستند که مربوز به مواد اولیه و شیوه تهیه آنها می باشد. بنا به درجه سختی, هر یک از آنها کاربردهای متفاوتی دارند.
2)  چگالی
3)  اندازه ذرات: هر چقدرکه اندازه ذرات زغال فعال شده کوچکتر باشد, سرعت جذب بیشتر است.

***زغال فعال شده را به سه شکل دانه ای , پودر و استوانه ای میسازند.***


زغال فعال شده چگونه کار می کند؟
زغال فعال شده مواد اورگانیک را از محیط اطرافش جذب می کند , که عمل انتقال آلاینده از فاز مایع ( آب) به فاز جامد ( کربن) صورت می گیرد.نیروی جاذبه ای باعث تشکیل یک پیوند بین آلاینده و کربن و چسبیدن آنها به هم می شود.
علاوه بر این باکتری هایی به سطح خارجی زغال فعال شده می چسبند و بخشی از آلاینده ها را جذب و مصرف می کنند.
جذب منجر به پخش یک گاز یا ترکیب در شبکه متخلخل زغال فعال شده می گردد , جایی که یک واکنش شیمیایی یا یک ثبات فیزیکی روی می دهد. به عنوان مثال ازن
O3
در قسمتی که جذب می شود , قسمتی از زغال فعال شده را اکسید میکند, و 3
O به O2 تبدیل می شود و ازن در ساختار کربن اندوخته و گردآوری نمی شود.
جذب در زغال فعال شده دارای 3 مرحله است:
1- تماس ذرات آلاینده محلول در مایع ( آب) با ذرات زغال فعال شده
2- پخش شدن ذرات آلاینده در شبکه متخلخل زغال فعال شده
3- جذب ذرات آلاینده به زغال فعال شده و بوجود آمدن یک پبوند برگشت ناپذیر

***این 3 مرحله همزمان رخ می دهند***
 

بازیافت زغال فعال شده
به مرور زمان و استفاده از زغال فعال شده , سطح آن از مواد آلاینده اشباع می شود. زغال فعال شده یک محصول گران است و در عین حال میتواند در چرخه بازیافت قرار گیرد و مجددا مورد استفاده قرار گیرد. بازیافت زغال فعال شده , هزینه کمی نسبت به تولید اولیه دارد و دارای قیمت ارزانتری نیز می باشد.
زغال فعال شده و مهندسی شیمی
در تولید زغال فعال شده : مهندس شیمی, می تواند درطراحی فرآیندهای تولید و بازیافت زغال فعال شده متناسب با کاربرد و ویژگی های مورد نظر, طراحی راکتورهای مورد نیاز, کنترل کیفیت محصولات و بهسازی آنها بعالیت داشته باشد.
در فروش زغال فعال شده: مهندس شیمی , به خاطر داشتن اطلاعات لازم از محصول و آشنایی با مصارف آن می تواند در بخش بروش و بازار یابی نیز بعالیت داشته باشد.
در مصرف زغال فعال شده: مهندس شیمی , می تواند در صنایعی که نیاز به استفاده از زغال فعال شده دارند, با تعیین نوع و میزان و شیوه استفاده از زغال فعال شده و کنترل آن ایفای نقش کند.

مواد و وسایل مورد نیاز آزمایش:

 

1-ارلن

 

2-بالن حجمی

 

3-بورت

 

4-قیف شیشه ای ساده

 

5-کاغذ صافی

 

6-فنل فتالئین

 

6-محلول سود

 

7-محلول اسید استیک

 

8-زغال فعال

 

+ نوشته شده در  دوشنبه 1387/04/17ساعت 3:50 PM  توسط م.ر. قیصری  | 

تابعیت حلالیت از درجه حرارت

تئوری آزمایش:

 

میزان انحلال پذیری یک ماده حل شونده در یک حلال به طور قابل توجهی به ماهیت و قدرت نیروهای جاذبه بین ذرات حل شونده - حل شونده ، حلال - حلال و حل شده - حلال بستگی دارد. بیشترین انحلال وقتی مشاهده می‌شود که این نیروها همانند باشند، یعنی نخستین قاعده انحلال پذیری این است که "نظیر در نظیر حل می شود." بطور کلی ، مواد قطبی فقط در حلالهای قطبی و مواد ناقطبی فقط در حلالهای ناقطبی حل می‌شوند. یعنی مواد ناقطبی و مواد قطبی معمولا امتزاج ناپذیرند.

مثلا تتراکلریدکربن یک ماده ناقطبی در آب نامحلول است. زیرا نیروی جاذبه به یک مولکول آب نسبت به یک مولکول دیگر قویتیر از نیروی جاذبه بین یک مولکول تتراکلریدکربن و یک مولکول آب است از این رو، مولکولهای تتراکلریدکربن رانده می‌شوند و این دو ماده ، یک سیستم مایع دو لایه‌ای تشکیل می‌دهد.

بلورهای مشبک (مثلا الماس) که در آنها اتمهای تشکیل دهنده بلور با پیوند کووالانسی به یکدیگر پیوسته‌اند، در تمام مایعات نامحلول‌اند. این ساختار بلورین بسیار پایدارتر از آن است که با فرآیند انحلال از هم بگسلد یعنی هیچ جاذبه بالقوه بین حلال - حل شونده نمی‌تواند به قدرت پیوند کووالانسی موجود در این نوع بلور برسد.

فرایند انحلال

میان مولکولهای کووالانسی ناقطبی ، تنها نیروهای بین مولکولی موجود ، نیروی لاندن است. ولی نیروهای جاذبه بین مولکولهای کووالانسی قطبی علاوه بر نیروهای لاندن ، نیروهای دو قطبی - دو قطبی را نیز شامل می‌شود. در مواردی که پیوند هیدروژنی وجود دارد، نیروهای بین مولکولی بطور غیر عادی قوی است. از آنجایی که مواد ناقطبی فقط در حلالهای ناقطبی حل می‌شوند، ید که یک ماده ناقطبی است، در تتراکلریدکربن حل می‌شود.

نیروی جاذبه بین مولکولهای I2 در ید جامد ، تقریبا از همان نوع و اندازه‌ای است که بین مولکولهای CCl4 در تتراکلریدکربن خالص وجود دارد و از این رو، جاذبه ای قابل توجه بین ید و تتراکلرید کربن ممکن می‌گردد و مولکولهای ید می‌توانند با مولکولهای تتراکلریدکربن ممزوج شوند و محلول حاصل یک مخلوط مولکولی بی نظم است. متیل الکل (CH3OH) و آب هر دو ماده قطبی به هر نسبت در یکدیگر حل می‌شوند. در محلول متیل الکل و آب ، مولکولهای CH3OH و H2O با پیوند هیدروژنی به هم پیوسته‌اند که در حالت مایع خالص نیز مولکولهای هر دو مایع بوسیله پیوند هیدروژنی به یکدیگر جذب می‌شوند.

مایعات قطبی (بویژه آب) می‌توانند حلال بسیاری از ترکیبات یونی باشند. یونهای مواد حل شده توسط مولکولهای قطبی با نیروی الکتروستاتیکی جذب می‌شوند، یعنی یونهای منفی توسط قطبهای مثبت مولکولهای حلال و یونهای مثبت توسط قطبهای منفی این مولکولها جذب می‌شوند. این جاذبه یون - دو قطبی ممکن است نیروهای نسبتا قوی باشند و موجب می‌شود که یونها از بلور جدا شده و در فاز مایع شناور شوند. یونهای حل شده آبپوشیده‌اند و در حالی که با غلافی از مولکولهای آب احاطه شده‌اند در محلول حرکت می‌کند.

 

اثر دما بر انحلال پذیری

اثر تغییر دما بر انحلال پذیری یک ماده به جذب شدن یا آزاد شدن گرما به هنگام تهیه محلول سیر شده آن ماده بستگی دارد. با استفاده از اصل لوشاتلیه می توان اثر تغییر دما بر روی انحلال پذیری یک ماده را پیش بینی کرد. اگر فرآیند انحلال ماده حل شونده ، فرآیندی گرماگیر باشد، انحلال پذیری آن ماده با افزایش دما افزایش می‌یابد.

حل شده موجود در محلول سیر شده <----> حل شونده جامد + انرژی




اگر انحلال ماده حل شونده فرآیندی گرماده باشد، با افزایش دما ، انحلال پذیری ماده حل شونده کاهش می‌یابد. معدودی از ترکیبات یونی  مثل Na2CO3 , Li2CO3 بدین گونه عمل می‌کنند. علاوه بر این ، انحلال پذیری تمام گازها با افزایش دما ، کاهش پیدا می‌کند. مثلا با گرم کردن نوشابه‌های گازدار ، گاز دی‌اکسید کربن موجود در آنها از محلول خارج می‌شود. تغییر انحلال پذیری با تغییر دما به مقدار آنتالپی انحلال بستگی دارد. انحلال پذیری موادی که آنتالپی انحلال آنها کم است، با تغییر دما تغییر چندانی نمی‌کند.

 

اثر فشار بر انحلال پذیری

اثر تغییر فشار بر انحلال پذیری مواد جامد و مایع معمولا کم است ولی انحلال پذیری گازها در یک محلول با افزایش یا کاهش فشاری که به محلول وارد می‌شود، به میزان قابل توجهی تغییر می‌کند. "ویلیام هنری" در سال 1803 میلادی کشف کرد که مقدار گازی که در یک دمای ثابت در مقدار معینی از یک مایع حل می‌شود با فشار جزئی آن گاز در بالای محلول نسبت مستقیم دارد. فقط محلولهای رقیق در فشارهای نسبتا پایین از قانون هنری به خوبی پیروی می‌کنند. گازهایی که انحلال پذیری آنها بسیار زیاد است، عموما با حلال خود ترکیب می‌شود (مثلا گاز هیدروژن کلرید وقتی که حل می‌شود، با آن ترکیب شده و هیدروکلریک اسید تولید می‌کند). این محلولها از قانون هنری پیروی نمی‌کنند.

خون غواصها در عمق دریا تحت فشار نسبتا زیاد ویژه عمقی که در آن کار می‌کنند با هوا سیر می‌شود. اگر این فشار ، در اثر بالا آمدن سریع سطح آب به سرعت برداشته شود، هوا به سرعت از محلول خارج شده و حبابهایی را در سیستم جریان خون غواص ایجاد می‌کند. این حالت که "آمبولی هوایی" نام دارد، بر تحریکات عصبی و سیستم جریان خون اثر گذاشته و ممکن است مرگ آور باشد. برای پیشگیری از این حادثه از جو هلیوم و اکسیژن به جای هوا که بخش عمده آن اکسیژن و نیتروژن است استفاده می‌شود، زیرا انحلال پذیری هلیوم در خون و مایعات بدن بسیار کمتر از نیتروژن است.

 

تعادلهای انحلال

تعادل مایع - مایع (حل شدن برم در آب)

هر گاه 50 گرم برم را که مایعی است قرمز رنگ ، فرار و سمی در ظرف محتوی یک لیتر آب بریزیم، دو لایه قرمز و بی رنگ پدید می‌آید. با گذشت زمان برم در آب حل می‌شود و محلول کم کم پر رنگ می‌شود و بالاخره تغییر متوقف می‌شود. گر چه مایع برم هنوز در ته ظرف وجود دارد (در حدود 14 گرم). در این شرایط که محلول برم در مجاورت برم خالص قرار دارد و هیچگونه تغییری مشهود نیست، می‌گوییم سیستم در حال تعادل است. ویژگی مهم تعادل ، تغییر ناپذیری خواص ماکروسکوپی آن است. خواص ماکروسکوپی ، خواصی است که به مقدار زیادی از ماده وابسته است به اندازه‌ای که قابل مشاهده و اندازه گیری باشد و تغییرات آنها آشکار شود.

 

تعادل جامد - مایع (حل شدن نمک طعام در آب)

هر گاه مقداری زیادی بلورهای نمک طعام (در حدود 500 گرم) را به یک لیتر آب بیفزاییم و مخلوط را بهم بزنیم چون هم زدن را تا 10 دقیقه ادامه دهیم، خواهیم دید که مقدار زیاد نمک حل می‌شود و فقط 140 گرم آن باقی می‌ماند که با بهم زدن زیاد هم از وزن نمک موجود در ته ظرف کاسته نمی‌شود. بنابراین می‌گوییم که به حالت ثابتی رسیده و سیستم در حال تعادل است، زیرا خواص ماکروسکوپی آن تغییر نمی کند. در حقیقت پدیده تعادل در سیستم جامد - مایع آب نمک شامل دو فرآیند است که در حال رقابت با یکدیگرند.

در ابتدا که نمک را در آب ریختیم، فرآیند حل شدن که شامل یونیزه شدن NaCl به کاتیونهای سدیم و آنیونهای کلر است، اغلب در یک جهت معینی از بلور به سوی محلول انجام می‌گیرد. با پیشرفت فرآیند حل شدن و افزایش غلظت یونها در محلول ، واکنش معکوس نیز امکان پذیر می‌شود. یعنی افزوده شدن یونهای محلول به بلور تبلور یا رسوب کردن انجام می‌شود. مادام که موازنه این دو فرایند برقرار است، مقدار نمک حل شده در واحد حجم محلول ثابت خواهد بود و سیستم در تعادل انحلال پذیری باقی خواهد ماند.

تعادل گاز- مایع (حل شدن گاز CO2 در آب)

انحلال گازها در مایعات با دما نسبت عکس و با فشار نسبت مستقیم دارد. مکانیسم حل شدن گاز در مایع ، کم و بیش مشابه حل شدن جامد در مایع و مایع در مایع است. هر گاه بوسیله یک لوله گاز دی‌اکسید کربن را در آب موجود در یک ظرف بدمیم، حبابهای درشت گاز که وارد آب می‌شوند، بتدریج کوچک شده و حتی ممکن است ناپدید شوند و این نشانه حل شدن جزئی آنهاست. با ادامه دمیدن ، به مرحله‌ای می‌رسیم که آب بوسیله گاز سیر می‌شود و دیگر حبابهای گاز بدون کاهش حجم خارج می‌شوند. در این شرایط در دما و فشار هوای اطاق ، غلظت گاز در آب ثابت می‌ماند و به عبارتی تعادل زیر برقرار می‌شود:

(محلول) <----> CO2 (گاز) CO2

 

تشکیل رسوب و حاصلضرب انحلال پذیری

مقدار عددی ksp یک نمک بیانی کمی از حد انحلال پذیری آن نمک است. وقتی مقادیر غلظت یونهای محلول نمک در عبارتی مشابه عبارت ksp نمک جایگزین شود، نتیجه حاصضرب یونی محلول نامیده می‌شود. ksp حاصضرب یونی محلول سیر شده است. حاصلضرب یونی را می‌توان برای محلول مورد آزمایش محاسبه کرد و نتیجه را با ksp نمک مورد نظر مقایسه نمود. سه نوع مقایسه زیر امکان پذیر است :

  • حاصلضرب یونی کمتر از ksp :
    چنین محلولی سیر ناشده است. جامد اضافی می‌تواند تا حدی که ksp تعیین می‌کند در آن محلول حل شود.
  • حاصلضرب یونی بیشتر از ksp :
  • محلول موقتا ابر سیر شده است. تشکیل رسوب تا زمانی که حاصلضرب یونی برابر ksp شود، صورت می‌گیرد.
  • حاصلضرب یونی برابر ksp :
  • این محلول سیر شده است.

 

  

مواد و وسایل لازم آزمایشگاهی:

 

1-بورت

2-ارلن

3-پیپت

4-دماسنج

5-بشر

6-اسید بنزوییک

7-آب مقطر

NaOH-8

9-سرپیپت

 

+ نوشته شده در  دوشنبه 1387/04/17ساعت 3:27 PM  توسط م.ر. قیصری  | 

تعیین ثابت تعادل واکنش Fe,SCN

تئوری آزمایش:

تمام فرآیندهای برگشت پذیر ، تمایل رسیدن به یک حالت تعادلی را دارند. برای یک واکنش برگشت پذیر ، حالت تعادل وقتی برقرار می‌شود که سرعت واکنش رفت برابر با سرعت برگشت باشد. در یک واکنش تعادلی ، از تقسیم ثابت سرعت واکنش رفت Kf بر ثابت واکنش برگشت ، Kr ، ثابت دیگری بدست می‌آید که ثابت تعادل شیمیایی  K ، نامیده می‌شود

 

 

مقدار عددی ثابت تعادل

مقدار عددی K با دما تغییر می‌کند. تعداد مجموعه غلظتها برای سیستمهای تعادلی این واکنش ، بی نهایت زیاد است. ولی در هر صورت برای کلیه سیستمهای تعادلی در دمای معین وقتی که غلظتهای A2 ، B2 ، AB در رابطه بالا قرار گیرند، همواره به یک مقدار K منجر می‌شوند. بطور کلی ، برای هر واکنش برگشت پذیر:

wW + xX ↔ yY + zZ




عبارت ثابت تعادل به صورت زیر است:

K = {Y}y{Z}z/{W}w{X}x


بطور قرار دادی ، جملات غلظت مواد طرف راست معادله شیمیایی در صورت کسر عبارت ثابت تعادل نوشته می‌شود.

ثابت تعادل Kc

ثابت تعادلی که در آن غلظتهای مواد بر حسب مول بر لیتر بیان می‌شوند، گاهی به صورت Kc نشان داده می‌شود.
مقدار Kc برای سیستمهای تعادلی در 425 درجه سانتیگراد عبارت است از:


مقدار عددی ثابت تعادل از طریق آزمایش تعیین می‌شود. اگر غلظتهای مواد (برحسب mol/lit) موجود در هر مخلوط تعادلی در 425 درجه سانتیگراد در عبارت Kc منظور شوند، نتیجه برابر با 54/5 خواهد شد. مخلوط تعادلی را می‌توان هم از موادی که در سمت راست معادله شیمیایی قرار دارند و هم از مواد سمت چپ این معادله و هم از مخلوط آنها تهیه کرد.

وضع تعادل و Kc

مقدار ثابت تعادل معیاری برای تشخیص وضع تعادل است. توجه داشته باشید که جملات مربوط به غلظت مواد طرف راست معادله شیمیایی در صورت کسر عبارت ثابت تعادل نوشته می‌شود.

نکات اساسی مربوط به عبارت ثابت تعادل

  1. جملات غلظت مواد سمت راست معادله شیمیایی در صورت عبارت Kc و جملات غلظت مواد سمت چپ معادله در مخرج عبارت Kc نوشته می‌شود.
  2. جملات غلظت مواد مایع و جامد خالص در عبارت ثابت تعادل نوشته نمی‌شود. ولی مقدار Kc این جملات را در بردارد.
  3. اگر در یک تعادل معین دما تغییر نکند، Kc ثابت می‌ماند ولی در دماهای مختلف، مقدار c تغییر می‌کند.
  4. مقدار Kc برای هر تعادل معینی، وضع آن تعادل را نشان می‌دهد. اگر مقدار Kc بزرگ باشد، واکنش از چپ به راست تقریبا کامل است و اگر مقدار Kc کوچک باشد، واکنش از راست به چپ کامل است. چنانچه مقدار Kc بسیار بزرگ و نه بسیار کوچک باشد، وضع تعادل بینابینی است.

ثابت تعادل Kp

فشار جزئی یک گاز ، اندازه‌ای از غلظت آن است. از اینرو ، ثابتهای تعادل واکنشهایی را که دارای مواد گازی هستند، می‌توان بر حسب فشارهای جزئی گازهای واکنش دهنده نوشت. اینگونه ثابت تعادلی را با Kp نشان می‌دهیم.

 

رابطه بین Kpو Kc

Kp = Kc (RT)∆n

وسایل لازم:

 

1-بشر

2- دستگاه اسپکتروفتومتر

3-پیپت

 

 

 

مواد لازم:

 

KSCN-1

HClO4-2

Fe(NO3).9H2O-3

 

+ نوشته شده در  دوشنبه 1387/04/17ساعت 3:1 PM  توسط م.ر. قیصری  |