چرا سوراخ شدن لایه اوزون از قطب ها شروع می شود؟

به چند علت: یکی اینکه چون گردش وضعی زمین از غرب به شرق است به دلیل نیروی گریز از مرکزی که در دو قطب وجود دارد  دو حفره در دو قطب ایجاد می شود مانند وقتی که چای شیرین را به هم می زنید. و در این حفره ها آلاینده ها متمرکز می شوند و اثر تخریبی بیشتری پیدا می کنند. دوم اینکه اصولا لایه استراتوسفر که در بالای آن لایه اوزون قرار دارد در دو قطب باریکتر است. این لایه در استوا  به  طور متوسط 18 کیلومتر، در مناطق معمولی 21 کیلومتر، و در قطب ها به طور متوسط 8 کیلومتر می باشد. تخریب لایه اوزون بیشتر در قطب جنوب صورت می گیرد، زیرا در سمت قطب جنوب به  نسبت قطب شمال خشکی های بیشتری وجود دارد. تخریب لایه اوزون در سال های اخیر به  علت آنکه کشورهای صنعتی تدابیر خاصی برای جلوگیری از ورود آلاینده ها  به جو داشته اند، روند رو  به  بهبودی داشته است. اما در تابستانها که جلبک ها رشد و نمو بیشتری دارند(همانگونه که می دانید مقداری CFC به  طور طبیعی از تجزیه جلبکها حاصل می شود) یا هوا جریان بیشتری دارد و آلاینده ها بیشتر وارد جو می شوند ممکن است این تخریب بیشتر صورت گیرد. اخیرا دانشمندان علت ایجاد حفره در لایه اوزون  را گرداب های سنگین که در قطب جنوب جریان دارند می دانند. در زمستان در طول شب های قطبی نور خورشید  در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نیست به همین دلیل در این قطب در لایه استراتوسفر طوفان های سنگینی گسترش می یابند که به آنها گرداب قطبی(Polar Vortex) می گویند. گرداب قطبی می تواند ذرات سازنده ی هوا را تجزیه کند. این گرداب ها باعث ایجاد  ابر های سردی می شوند که بر فراز قطب جنوب جریان می یابند که  به  این ابرها  ابر استراتوسفر قطبی(Polar Stratosphere Could) می گویند.PSC ها بسیار سرد هستند و دمای آنها به حدود 80  درجه زیر صفر می رسد. این ابر ها از نیتریک اسید تری هیدرات تشکیل شده اند و با  ابرهایی که ما آنها را در آسمان می بینیم کاملا متفاوت است. پس این ابرهای اسیدی می توانند لایه اوزون را تخریب کنند. بنابر این با استناد به تحقیقات انجام شده  موارد زیر را از عوامل موثر در تخریب لایه اوزون دانست.

الف: زمین به گونه ای قرار گرفته است که نور خورشید به قطب شمال بیشتر از قطب جنوب می تابد به همین دلیل ضخامت لایه اوزون در قطب شمال بیشتر از ضخامت آن در قطب جنوب است.(همانگونه که می دانید پیوند میان اتم اکسیژن و مولکول اکسیژن در مولکول  اوزون، بسیار ضعیف می باشد  و ممکن است با کوچکترین برخورد از هم جدا و یا  با دریافت کوچکترین انرژی مانند انرژی تابش خورشید به حالت اولیه خود برگردند)

ب: از موارد گفته شده نتیجه می شود که هوای قطب جنوب سردتر از هوای قطب شمال می باشد بنابر این هوای گرم هنگامی که  بر اثر جریان هایی به قطب جنوب می روند چون سبک می باشند به سمت بالا می روند و موجب نابودی لایه اوزون بر فراز قطب جنوب می شوند.

ج: در زمستان نور خورشید کاملا در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نیست و این امر باعث کاهش دما و تشکیل ابرهای PSC  می شود.

د: ابرهای PSC اسیدی می باشند و به  همین دلیل آنها به  لایه اوزون آسیب می رسانند.

و: CFC ها وقتی وارد جو می شوند در حضور سرما کلر از ترکیب خود جدا می شود که مناسبترین منطقه برای این کار قطب شمال و جنوب است. با شروع تابستان در قطب اتم کلر شروع به تخریب لایه  اوزون می کند که هر اتم کلر می تواند 100000 مولکول اوزون را تخریب کند.

انواع لك ها وحلال آنها

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

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

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

1-       صفحه 5

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

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

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

2-       صفحه 37

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

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

3-       صفحه 38

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

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

4-       صفحه 74

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

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

5-       صفحه 80

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

6-       صفحه 81

تعیین بخش قطبی مولکول چگونه باشد؟                                                        H                H

CH₃ ─ C ─ O ─ H                                                  CH₃ ─ C ─ O ─ H                        

                                                             H                                                 H

7-       صفحه 84

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

                                                     انرژی فروپاشی شبکه  =  _شبکه ΔH−  

8-       صفحه 88

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

9-       صفحه 94

خود را بیازمایید – سوال 2

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

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

11-    صفحه 102

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

12-    صفحه 104

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

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

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

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

6- در صفحه 81 كتاب مشخص شده است

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

10- بله

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

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

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

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

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

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

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

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

 پاسخ گروه شيمي دفتر تاليف به پرسش هاي مطرح شده

           ‍‍‍‍‍‍‍‍     

                                     CH₄    +  2O₂     --->     2H₂O   +  CO₂ 

یک مولکول کربن دی اکسید +دومولکول آب<---   دومولکول اکسیژن +    یک مولکول متان

             O 2          +          C  1                 <---                O 4            +        C 1

               H 4        +           O  2                  <---                                          H  4

                        وقتی همه علوم  به سوی كمال می روند مفاهيم آنها شكل رياضی می گيرد.

                                                 آلفرد نورث وايتهد

 بين تعداد اتم عنصر هايی كه يك ماده را می سازند ؛روابط كمی وجود دارد كه  اين روابط را با

 فرمول های شیمیایی نمایش می دهند.عنصرها؛به نسبت جرمي معين باهم وارد واكنش می شوند

و تركيب شيميايی رامی سازند.

پس دریک ترکیب خاص درصدعنصرهای سازنده آن معین وثابت است .

به کمک ترکیب درصد عنصرهای سازنده يك  ماده مركب شيميايی مي توان فرمول تجربی آن ماده

رابه دست آورد.

 فرمول تجربی هرماده شيميايی نسبت  اتمی عنصر های سازنده تركيب رانشان می دهد.بادردست

داشتن جرم مولكولی؛مي توان فرمول مولكولی تركيب راتعيين نمود.

يك مولكول درفرآيندهای فيزيكی وشيميايی به صورت يك واحد عمل می كند.

استوكيومتری يك تركيب شيميایی:

فرمول شيميايی؛ تركيب اتمی يك ماده خالص است كه به كمك نمادهای شيميايی نوشته می شود.

 درفرمول شيميايی برای نشان دادن نوع عنصرازنمادشيميايی وبرای مشخص كردن تعدادنسبی

عنصرهاازاعدادی به صورت زيرونداستفاده می شود.براي مثال: فرمول شيميايي سديم اكسيد

به صورت Na₂Oمی باشد؛كه نشان می دهد دربلوراين تركيب يونی به ازای هراتم اكسيژن

 دواتم سديم وجود دارد.اگردرفرمول شيميايی نمادعنصري زيروند نداشته باشد؛به اين معنی است

 كه تعداد آن عنصردرواحد مولكولی ماده ؛يك است.

 درتركيب هايی كه ساختار يك پارچه دارند؛ فرمول تجربی همان فرمول شيميايي ماده مي باشد

مانند تركيب هاي يونی NaCl ؛ فلزها   Feوياتركيب هاي كوالانسی نظيرالماس C ؛ به موارد

زير توجه كنيد.

الف:دراكثرتركيب های يونی؛ فرمول شيميايی ساده ترين نسبت بين يون های تشكيل دهنده ی بلور

 می باشد. زيرادربلوراين گونه مواد هيچ يونی به طورانحصاري به يون ديگر تعلق ندارد.

فكركنيد:

شكل مقابل بلور نمك طعام رانشان می دهد.

الف:به ازای هريون كلريد چند يون سديم وجوددارد؟                              ⁺ Na

ب: درمجموع اين قطعه بلورازنظربارچگونه  است؟                           

پ: چه فرمول شيميايی براي نمك طعام پيشنهاد می كنيد؟                                ^- Cl

 ب: الماس سخت ترين جامد می باشد كه درساختارآن اتم های كربن با پيوند كووالانسی به هم متصل شده اند.

ومولكول نامحدودوغول آسايی رامی سازند.

فکرکنید:

الف :بايك جمله كوتاه اين ساختارراتشريح كنيد.

ب:كوچك ترين ذره سازنده اين بلور چيست.

پ:به نظر شما فرمول شيميايی الماس راچگونه بايد نوشت؟

فعاليت:

قسمت عمده  ماسه  تركيبي به نام سيليسيم اكسيد می باشد دربلور اين تركيب شيميايی هر اتم

سيليسيم ازچهار جهت به چهار اتم اكسيژن وهراتم اكسيژن به دواتم سيليسيم طوری متصل شده اند

كه حلقه های شش گوشه به هم چسبيده ایی رابه وجود می آورند.    به وسيله ی موادی مانند خميربازی؛

مدلی برای نشان دادن ساختار بلور اين تركيب شيميايي بسازيد.

فرمول شيميايی ماسه به نظر شما چگونه بايد نوشته شود؟

پ: درساختاربلورفلزهانيزتعدادبی شماری اتم فلزی باپيوندی به نام پيوندفلزی به هم متصل شده اند.

دراين گونه مواردنيز نمادفلز به عنوان فرمول شيميايی عنصردرنظرگرفته می شود.مثال:فرمول شيميایي

 فلز آهن Fe  است.

 به طورخلاصه ساده ترين نسبت بين تعدادعنصرتركيب هايی نظيرتركيب های ذكر شده به عنوان فرمول

شيميايی شناخته می شود

فرمول شيميايی درتركيب های مولكولی چگونه است؟

تركيب های كوالانسی اغلب به صورت واحدهای جداازهم به نام مولكول وجوددارند.اين گونه مواد را

 تركيب های مولكولی نيزمي نامند.

فرمول شيميايی يك ماده مولكولی ؛تركيب يك مولكول رانشان می دهد به همين علت به آن فرمول

 مولكولی هم گفته می شود.

مثال:فرمول شيميايیH₂O  نشان می دهد كه يك مولكول آب ازدواتم هيدروژن ويك اتم اكسيژن

ساخته شده است.

درموردعنصرهايی كه ساختار مولكولی دارندباتوجه به تعداد اتم های عنصردريك مولكول؛

فرمول مولكولی نوشته می شود.فرمول شيميایی    P₄   نشان می دهد؛هرواحدمولكولی فسفرسفيد

ازچهاراتم فسفرتشكيل شده است.

فكركنيد:

باتوجه به شكل های زير فرمول مولكولی مواد را بنويسيد.

چون فرمول مولكولی؛ تركيب اتمی واقعی؛يك مولكول رانشان می دهد ؛نمی توان زيروندهارا

ساده نموده و فرمول ساده ترين نسبت بين اتم هارانوشت.دراكثر تركيب های مولكولی؛

فرمول مولكولی بافرمول تجربی متفاوت است.و دربعضی مواردچندتركيب شيميايی  كاملا

 متفاوت فرمول تجربی  يكساني دارند.

 مثال:به فرمول مولكولي تركيب های زير توجه نماييد؛بااين كه اين مواد خواصی كاملا

 متفاوت دارند اما فرمول تجربی(ساده ترين نسبت بين اتم درمولكول آنها)يكسان است. 

فرمول مولكولی            C₂H₂  اتین             C₄H₄ بوتادی ان                   C₆H₆  بنزن

فرمول تجربی                  CH                      CH                                   CH                 

چگونه دو ياچند مولكول ازيك تركيب شيميايی رانشان می دهند؟

اگر بخواهيم دريك فرآيند دو يا چند مولكول را نشان دهيم ؛بايدازروشی كه دررياضی به كارمی رود

 استفاده نماييم؛زيرا فرمول شيميايی ويا  فرمول مولكولی مقدارمعينی ازيك ماده را نشان می دهد

كه آن راواحدفرمولی  می نامند.

دررياضي برای نشان دادن دوعدد  A    آن رابه صورت   A2 نمايش می دهيم حال اگر بخواهيم سه

 مولكول سديم كلريد رانشان دهيم ؛می نويسيم       NaCL 3

خودرابيازماييد:

1-                 فرمول تجربی مواد زيرچگونه است؟

الف)        NaOH                                         ب)    H₂O₂

پ)  C₂H₄O₂                                             ت)    C₂H₄

ث)  NH₄)₂C₂O₄ )                                   ج)  Na₂S₄O₆

2-      ضرايب موجود درعبارت Ca3(PO4)2   چه معلوماتی دراختيار شما می گذارد.

۳-   به كمك نماد هاي شيميايی ؛چهار مولكول آمونيم سولفات رانشان دهيد. 

استوكيومتری يك واكنش شيميايی چگونه است؟

باتشكيل معادله  فرآيندشيميايی مي توان به روابط كمی ميان موادی كه درواكنش دخالت دارند

پی برد.يك معادله شيميايی كه توسط فرمول شيميايی مواد واكنش دهنده وفرآورده های يك واكنش

 نوشته می شود ؛تعداد نسبی مول هاي موادواكنش دهنده ها وفرآورده هارادرفرآيندشيميايی

 نشان می دهد.اين معادله هابراساس پايستگي جرم موازنه می شود.

يك معادله شيميايی موازنه شده ماراياری می دهد كه به پرسش هايی ازقبيل اين كه ؛ چند مول

 وياچندگرم واكنش دهنده لازم است تامقدارمعينی فرآورده تشكيل شود ؟پاسخ گوييم .

به مثال زيرتوجه كنيد:

                        2Na (s)           +                Cl2 (g)            →          2NaCl 

   دو مول سديم كلريد(جامد)                       يك مول كلر(گاز)     + دو مول سديم(جامد)

         2  مولكول    NaCL                          1 مولكول _۲ CL      + 2اتم  Na

                     ۱۱۷              =                    ۷۱          +     ۲ × ۲۳

 1ـ فرمول تجربی چيست؟وچه اطلاعاتی ازماده به مامی دهد؟

2ـ فرمول تجربی راچگونه می توان محاسبه نمود ؟

3ـ فرمول مولكولي چيست؟ وچه تفاوتی بافرمول تجربی دارد؟

4ـ رابطه فرمول تجربی بافرمول مولكولی چگونه است؟

5ـ فرمول شيميايي چيست؟

بطورخلاصه:

ـ استوکیومتری ترکیب : روابط کمی میان عنصرهای سازنده یک ماده مرکب می باشد.

ـ فرمول تجربی: ساده ترین نسبت اتمی عنصر های سازنده تركيب رانشان دهد.

ـ فرمول مولکولی : نوع عنصرها وتعداد اتم های یک واحد مولکولی درموادی که دارای

 مولکول هستند رانشان می دهد .

ـ فرمول شیمیایی : بیان کننده ترکیب ترکیب یک واحد فرمولی ازیک ماده مرکب برحسب

نمادهای شیمیایی است.

ـ  زیروندهای یک فرمول: عده نسبی اتم های هرعنصر موجود درماده مرکب رانشان می دهد 

ـ استوکیومتری واکنش: روابط کمی میان موادی که دریک واکنش شرکت می کنندرانشان می دهد .

ـ معادله شیمیایی: نمایش یک فرایند شیمیایی بافرمول شیمیایی موادی که درآن واکنش شرکت

نموده اند.

چرا ظرفیت گرمایی ویژه خاصیت شدتی به حساب می آید در صورتی که برای یک گرم بیان شده است ولی ظرفیت گرمایی خاصیت مقداری است در صورتی که برای جرم معینی بیان نشده است به نظر شما پاسخ ساده به این سوال چیست ؟

طبق تعریف ظرفیت گرمایی ویژه مقدار گرمایی است که به یک گرم از ماده داده می شود تا یک درجه سانتی گراد تغییر دما داشته باشد. و این یک گرم همیشه ثابت می باشد. بنابراین هر وقت از این خاصیت استفاده می شود, اين مقدار ثابت در آن در نظر گرفته مي شود. پس به عنوان يك خاصيت شدتي تعريف مي گردد.

برای شناسایی مواد از خواص شدتی آن ها استفاده می شود و یکی از موارد شناسایی مواد خالص ، اندازه گیری ظرفیت گرمایی ویژه آن ها است.از آنجایی که برای خواص مقداری جرم های مختلفی از مواد مورد استفاده قرار می گیرد پس ظرفیت گرمایی ویژه نمی تواندجزء خواص مقداری باشد

به نام خدا

در ترمودینامیک اغلب از مولکول صحبت نمی شود و برای توجیه برخی از ویژگی های ترمودینامیکی از نظریه سنتیکی استفاده می شود . به طورکلی دو نوع ظرفیت گرمایی وجود دارد:

1-           Cv یا ظرفیت گرمایی در حجم ثابت  Cv=du/dt

2-           Cp یا ظرفیت گرمایی در فشار ثابت Cp=dH/dt

اختلاف این دو در حالت برابر است با Cp-Cv=n R   در اکثر منابع از ظرفیت گرمایی مولی استفاده می شود نه ظرفیت گرمایی ویژه

الف – ظرفیت گرمایی برای گازها :

مقدار انرژی درونی به ازای هر درجه انتقالی 1/2RT  و برای سه درجه آزادی 3/2RT می باشد که Cv=3/2R و Cp=5/2R  بدست می آید در جدول صفحه 42 شیمی سال سوم مقادیر ظرفیت گرمایی برحسب Cp داده شده است به عنوان مثال برای گاز ایدهال هلیم به صورت زیر محاسبه می شود :

Cp=5/2R=5/2(8.314)=20.8J/mol.k                                                               

مقدار انرژی درونی به ازای هر درجه آزادی چرخشی 1/2RT تعریف می شود لذا برای مولکول های H2,N2,O2 به علت وجود دو حرکت چرخشی Cp=7/2R=29.1j/k.mol تفاوت جزیی مفادیر داده شده به نوع پیوند مولکول مربوط است .در مولکول هایی مانند بخار آب و آمونیاک با افزایش تعداد پیوند و درجات آزادی مقدار Cp  افزایش می یابد .

ب- ظرفیت گرمایی برای مایعات :

در مایعات به دلایل نا معلومی انرژی درونی 3/2RT به 3/2R تبدیل می شود و برای توجیه تفاوت مقادیر Cp مایعات داده شده در جدول تعداد پیوند ها و نیرو های جاذبه مولکولی مانند پیوند هیدروژنی را باید مد نظر قرار داد .

ج- ظرفیت گرمایی برای جامدات :

طبق قانون دولن و پتی ( ظرفیت گرمایی x جرم اتمی = 25ژول) خواهد بود ( در جامداتی مانند یخ ؛ سدیم کلرید و گرافیت تراکم مولکول ها و رسانای خوب گرما را باید مد نظر قرار داد ) بنابراین عوامل موثر بر ظرفیت گرمایی عبارتند از :

1-     نوع ماده 2- شرایط واکنش (حجم ثابت یا فشار ثابت ) 3- مقدار ماده 4- دما

 در ضمن ظرفیت گرمایی کل ( Ct ) برابر با مجموع ظرفیت های گرمایی : حرکات انتقالی؛ چرخشی و ارتعاشی می باشد

                                 (برداشت از وبلاگ گروه شیمی استان مازندران)

کی از روش هایی که برای تعیین محدود کننده می توان در نظر گرفت به صورت زیر می باشد :

۸گرم هیدروژن با ۷۰ گرم اکسیژن در ظرف آب سنجی مخلوط شده اند بعد از انجام واکنش کدام ماده کاملا مصرف می شود ؟

حل= فرض می کنیم هیدروژن محدود کننده باشد :

XgrO2=8gH2*1molH2/2gH2*1molO2/2molH2*32gO2/1molO2=64gO2

ز آنجاییکه در این روش از محاسبات استوکیو متری ( روش آنالیزی) استفاده می شود برخی از همکاران به این روش به دید تردید نگاه می کنند آیا به نظر شما این روش ایرادی دارد ?آیا مصححی می تواند به این روش به صرف اینکه دقیقا مشابه کتاب نمی باشد نمره ایی ندهد ?

متاسفانه عليرغم استدلال صحيح شما ، چنانچه طراح سوال در پايان کليد سوالات، دست مصحح را باز نگذاشته باشد. طبق بخش نامه هاي غير مسولانه و نه چندان کارشناسانه مجاز به دادن نمره نيستيم.(و بيچاره دانش آموز!!)

از وبلاگ

شیمی و اجتماع

چون وزن اتمی فلوئور 19.0 و وزن اتمی هیدروژن 1.0 است، سنگینی یک اتم فلوئور 19 برابر یک اتم هیدروژن خواهد بود. حال اگر 100 اتم فلوئور و 100 اتم هیدروژن را در نظر بگیریم، جرم مجموع اتم‌های فلوئور 19 برابر جرم اتم‌های هیدروژن می‌شود. پس جرم‌های هر دو نمونه‌ای از فلوئور و هیدروژن که عمده اتم‌های آنها برابر باشد همان نسبت 19.0 به 1.0 یعنی نسبت وزنهای اتمی آنها ، خواهد بود.
اگر 19.0g فلوئور و 1.0g هیدروژن داشته باشیم. این دو مقدار بر حسب گرم و از لحاظ عددی برابر وزن‌های اتمی این دو عنصر است. چون جرم‌های این دو نمونه نسبت 19.0 به 1.0 دارد، نمونه‌ها باید شامل تعداد اتم‌های مساوی باشند. در واقع ، نمونه‌ای از هر عنصر که جرم آن بر حسب گرم عددی برابر با وزن اتمی آن عنصر باشد، شامل این عده اتم‌های یکسان خواهد بود.
این عدد را به افتخار آمدو آووگادروعدد آووگادرو می‌نامند. آووگادرو نخستین کسی بود که رفتار گازها در واکنش شیمیایی را بر حسب عده مولکولها واکنش دهنده ، توضیح داد. مقدار عدد آووگادرو با آزمایش معین شده و تا شش رقم با معنی عبارت است از:6.02205x10²³

تعریف مول

مقدار خالصی که شامل عدد آووگادرو واحد اصلی باشد یک مول نامیده می‌شود که یک واحد اصلی است. تعریف مول مقدار ماده خالصی است که تعداد واحد‌های مستقل اصلی آن دقیقا برابر با تعداد اتم‌های 12g کربن ¹²₆C باشد. پس نمونه‌ای از یک عنصر که جرم آن بر حسب گرم از لحاظ عددی برابر با وزن اتمی آن عنصر باشد، شامل یک مول از اتمهای آن عنصر ، یعنی شامل عدد آووگادرو اتم است. مثلا وزن اتمی بریلیم 9.01218 است. بنابر این : اتم بریلیم Be=1mol Be = 6.02205x10²³ 9.01218

مول ماده مولکولی

یک مول مرکب از عدد آووگادرو واحد مستقل است. یک مول ماده مولکولی مرکب از عدد آدوگادرو مولکول و جرمی بر حسب گرم دارد که از لحاظ عددی برابر با وزن مولکولی آن ماده است. مثلا وزن مولکولی H₂O برابر 18.02 گرم است، پس مولکول H₂O با
18.02g H₂O =1MolH₂O =6.02205xa0²³ مولکول آب H₂O .
چون یک مولکول آب دو اتم H و یک اتم O دارد، یک مول H₂O شامل دو اتم H و یک مول اتم O است. با استفاده از تعریف مول، نوع واحد مستقلی که اندازه گیری می‌شود باید مشخص باشد. یک مول از اتم های H شامل 6.02205xa0²³ اتم H و جرم آن ، تا سه رقم با معنی ، 1.01g است، یک مول از مولکولهای H₂ شامل 6.02205xa0²³ مولکول H₂ و جرم آن 2.02g است. برای فلوئور : فلوئو گرم Mol F=6.02205x10²³ F=19.0 مولکول فلووئور 1Mol F₂=6.02205x10²³ F₂=38.0g

مول درمواد یونی

وقتی می گوییم یک مول(BaCl2) به این معنی است که نمونه مورد نظر ما شامل عدد آووگادرو واحد فرمولی است که واحد مستقل آن مشخص است. یک مول BaCl2 جرمی برابر 208.3g دارد که همان وزن فرمولی BaCl2 است. در واقع ، یک مول BaCl2 شامل ، باریم
137.3g= یون 1Mol Ba₂=6.02205x10²³ba₂
کلر: 71.0g= یون 2Mol Cl₂=6.02205x10²³BaCl₂
که روی هم می‌شود :
208.3g Bacl₂= واحد 1Mol BaCl₂=6.02205x10²³Cl₂

روش پيشنهادي براي موازنه واكنش هاي شيميايي به روش وارسي :

براي شروع موازنه :

1-به دنبال تركيب پيچيده يعني تركيبي كه بيشترين تعداد اتم را دارا است مي گرديم .

2-پس از مشخص نمودن تركيب پيچيده در اين تركيب به دنبال اتمي مي گرديم كه در دو طرف معادله تنها يكبار تكرار شده باشد.

تذكر اول: اگر در اين تركيب پيچيده چند اتم داشته باشيم كه در دو طرف معادله يك بارتكرار شده باشند آن اتمي را براي شروع موازنه انتخاب مي كنيم كه بيشترين تعداد اتم را داشته باشد .(حتي اگر هيدروژن ويا اكسيژن باشد .)

تذكر دوم: اگر اتمي را كه تنها يك بار تكرار شده باشد در تركيب پيچيده نداشته باشيم در كل معادله واكنش به دنبال چنين اتمي مي گرديم. البته دقت شود به جزء عناصر آزاد( مثل Cl₂  ,N₂  ,O₂  ,F₂    و...)

تذكر مجدد:هيچگاه از عنصر آزاد براي شروع موازنه استفاده نمي كنيم .

3-پس از انتخاب اتم براي شروع موازنه از اعداد يا كسر هايي كه موجب توازن تعداد اتم ها در دو سمت معادله واكنش كمك مي گيريم.

4- پس از موازنه كل تعداد اتم ها اگر ضريب كسري در معادله داشتيم حتما با ضرب كردن دو طرف معادله واكنش در بزرگ ترين مضرب مشترك كسر ها را از بين مي بريم.

   *در انتها يادآور مي شوم هرگز از ظاهر شدن اعداد كسري نهراسيد.*

در صورت تمايل براي حل تشريحي يك مثال بر روي ادامه مطلب كليك كنيد.

براي درك بهتر مطالب ذكر شده با هم مثالي را حل مي نماييم:

واكنش زير را در نظر بگيريد:

S₂ Cl₂    +    NH₄                             S₂ N ₂ +  S ₈  +  NH₄ Cl

براي شروع موازنه :

1-     تركيب پيچيده  (تركيب با تعداد اتم بيشتر )(  NH ₄ Clداراي 6 اتم است. )

2- انتخاب اتمي كه يك بار تكرار شده باشد . در اينجا    Cl وH  هر دو يك بار تكرار شده اند حال كدام را برگزينيم ؟ با توجه به مطالب ذكر شده در بالا H    را انتخاب مي كنيم چون تعداد اتم بيشتري از    Cl دارد .( 4اتم )

3-بايد تعداد اتم هيدروژن دو طرف معادله را يكسان كنيم براي اين كار مي آييم در جلوي      NH₃ ضريب    را مي گذاريم .  ( 4 =   )      بدين ترتيب در هر دو طرف    4   هيدروژن داريم.

4-حال تعداد کلر ها را موازنه می کنیم .با مقایسه دو طرف معادله متوجه می شویم با گذاشتن     در جلوی   S₂Cl₂  در هر دو طرف یک عدد کلر داریم.

مطمئنااین سوال برای شما مطرح شد چرادرجلوی NH₄Cl    ضریب نمیگذاریم ؟

جواب : از هر ترکیبی که شروع به موازنه کردیم در واقع تعداد اتم ها در آن ترکیب ثابت شده ومجاز به قرار دادن عدد در جلوی آن نیستیم مثلا در همین معادله با گذاشتن عدد     در جلوی  NH₃  اکنون تعداد نیتروژن در سمت فراورده ها ی معادله ثابت شده است ودیگر نباید این عدد را دستکاری کنیم.

4-حال به موازنه اتم های نیتروژن می پردازیم . چرا نیتروژن را انتخاب کردیم ؟

زیرا   (1) گوگرد به صورت عنصر آزاد در معادله وجود دارد

    (2) تعداد اتم نیتروژن در   NH₄Cl  و NH₃   ثابت شده است  پس فقط با  S₂N₂  می توان تعداد نیتروژن را موازنه کرد .

حال می شماریم .

                 تعداد نیتروژن در سمت راست =تعداد نیتروژن در سمت چپ

                                1+x 2   =

منظور از X  یعنی چه عددی را در جلوی  S₂N₂   باید بگذاریم تا تعداد نیتروژن موازنه شود . حال معادله را حل می کنیم .

                                             X=

پس اگر در جلوی  S₂N₂    ؛      ميگذاریم تعداد نیتروژن موازنه می شود .

5-

6- در انتها  گوگرد را موازنه مي كنيم .مي شماريم.

           تعدا اتم گوگرد در سمت راست      =  تعداد اتم گوگرد در سمت چپ

                                                  =

منظور از X   يعني در جلوي     S ₈چه عددي بگذاريم تا موازنه شود .  عدد را در جلوي آن مي گذاريم.

7-به معادله واكنش زير رسيده ايم.

 S₂ Cl₂    +    NH₄                         S₂ N ₂ +  S ₈  +  NH₄Cl

حال بايد ضرايب كسري را از بين ببريم .بزرگترين ضريب مخرج مشترك را (12)انتخاب وكلمعادله را در آن ضرب مي كنيم.معادله موازنه شده به صورت زير است.

6 S₂ Cl₂    +  16  NH₄                    2     S₂ N ₂ +  S ₈  +12  NH₄Cl

*نترسيد آنقدر هم طولاني نيست من براي اينكه مطلب كاملا باز شود خيلي توضيح دادم پس از حل يك تمرين خودتان متوجه مي شويد كه اين روش راحترين؛ كوتاهترين ومطمئن ترين روش براي حل موازنه واكنش ها به روش وارسي است .بنا بر اسناد معتبر 96 درصد از معادلات را با اين روش مي توان حل كرد.

چگونگی انحلال مواد یونی وقطبی

برای پی بردن به عمل حلال انحلال نمک طعام رادرآب درنظر بگیرید .

مولکول های آب که بسیارقطبی اند توسط مولکول های قطبی دیگر ویا یون هاجذب می شوند.برای مثال هنگامی که  NaCl   رادرآب می ریزیم یون های موجوددرسطح بلور مولکول های آب را ازسر بار مخالف با جاذبه قوی یون- دوقطبی جذب می نمایند  بطوری که  جاذبه بین یونهای آبپوشیده ویونهای باقیمانده دربلور به حدی کاهش می یابدکه دیگر توسط بلورنگهداشته نشده به تدریج از شبکه بلور جداشدن می شود .این گونه جداشدن یونهاراتفکیک یونی گویند.

هرکدام ازیونهای درمحلول رفتار مستقل دارند به این معنی که مخلوطی همگن ازیونهای سدیم آبپوشیده و یونهای کلرید  آبپوشیده وآب به وجودآمده است.که درآن رفتار ویژه سدیم کلرید مشاهده نمی شود.

برای مشاهده مکانيسم اين انحلال در اينجاکليک کنيد.

http://kimiagari.blogfa.com/post-7.aspx

در فصل اول شیمی 3 ما این معادله را داریم

ch4 + cl2 --> ch3cl + hcl
ولی خب سوالم این است، فرض کنید که بیش از نیمی از متان ها به متیل کلر تبدیل شده اند، آن وقت غلظت متیل کلر بیش تر از متان می شود و رادیکال آزاد های کلر با متیل کلر واکنش داده و متیلن کلر درست می کنند و به همین ترتیب کلروفرم درست می شود و در نهایت همه ی متان ها به کربن تترا کلرید تبدیل می شوند و مقداری هم hcl اضافه داریم، نمی دانم درست می گویم یا کتاب درست گفته است ولی مطمئنم وقتی می خواستیم از متان متیل کلرید بگریم، مثلا مول های متان را دو برابر می گرفتیم و متان اضافی را به راحتی جدا می کردیم، در واقع معادله نباید این گونه باشد؟!
2ch4 + cl2 --> ch3cl + hcl + ch4

معادله های شیمیایی را با کمترین وساده ترین نسبت بین ترکیبات می نویسند. مانند توابع ریاضی ازنوشتن جملات مشترک دردوطرف معادله خودداری می شود یعنی باید جملات مشترک بین دوطرف معادله را حذف نمود .اگر به معادله دومی  که نوشته اید توجه کنید از دوطرف معادله می توانید یک مولکول CH₄ را حذف نمایید .

درضمن درواکنش گاز کلر با متان ابتدا متیل کلرید تشکیل می شود ولی بعدازآن احتمال  برخورد این مولکول با رادیکال های کلر  وجود دارد .این واکنش ها زنجیره ایی هستند ودرست است که با غلظت بیشتر هر یک از محصولات تعداد برخورد ها بیشتر واحتمال به وجود آمدن محصول بعدی بیشتر می شود . ولی باید درنظر داشت بعد از مدت مناسبی ازشروع واکنش شما دارای مخلوطی از انواع چهار  مشتق کلردار متان همراه با HCL و شاید حتی مقداری گاز کلر و متان باشید

به پست زیر نیز توجه کنید.

.واکنش های رادیکالی*http://kimiagari.blogfa.com/post-70.aspx

گاز کامل گازی را گویند که تغییرات فشار ، دما و حجم آن تابع قانون گازها می‌باشد.  

 ( تعریف ماکروسکوپی)

 گاز کامل گازی را گویند که ذرات گاز همانند نقاط مادی بدون اثر بر یکدیگر باشند

 (تعریف میکروسکوپی).

نگاه اجمالی

گاز ، خوش رفتارترین ماده برای دماسنجی است زیرا نسبت فشار Pی یک گاز در هر دما به فشار P_tpی همان گاز در نقطه سه گانه ، هنگامی که P ، P_tp هر دو به سمت صفر میل می‌کنند به مقداری نزدیک می‌شود که مستقل از ماهیت گازی است. مقدار حدی این نسبت ضربدر 273.16K ، به عنوان دمای گاز کامل سیستم θ₁ ، که در آن فشار گاز برابر P است تعریف شده دلیل این رفتار منظم را می‌توان با بررسی چگونگی وابستگی حاصلضرب PVی یک گاز به چگالی یا ، اگر جرم ثابت باشد برعکس حجم پیدا کرد. در مورد یک گاز حقیقی تنها هنگامی که فشار به سمت صفر میل می‌کند معادله حالت به   صورت pv=nRө در می اید.

علاوه بر این انرژی داخلی این گازحقیقی تابعی از فشار ودماست.

انرژی درونی گاز کامل

ظرفی را که از نظر حرارتی عایق است و دیواره‌های آن صلب هستند در نظر بگیرید. این ظرف توسط یک تیغه به دو بخش تقسیم شده است. فرض کنید که یک قسمت پر از گاز و قسمت دیگر خالی باشد اگر تیغه برداشته شود، گاز دستخوش فرایندی موسوم به انبساط خواهد شد که در حین آن هیچ کاری انجام نمی‌گیرد و هیچ حرارتی منتقل نمی‌شود چون φ و W هر دو صفرند، از قانون اول نتیجه می‌شود که انرژی داخلی در طی یک انبساط آزاد بدون تغییر باقی می‌ماند.

انرژی داخلی یک گاز کامل عبارت است از مجموع انرژی جنبشی و پتانسیل تک‌تک ذرات تشکیل دهنده گاز . در گاز کامل ذرات نسبت به هم فاقد انرژی پتانسیل هستند. پس تنها انرژی گاز کامل تنها مربوط به انرژی جنبشی ذرات آن می‌باشد.

^-E = NK و (E = N (3/2 KT

و نیز انرژی درونی گاز کامل فقط تابع دمای مطلق گاز می‌باشد.

E₀/E₁ = T₂/T₁

تغییر انرژی درونی گاز کامل نیز چنانچه گفته شد برابر است با ΔE = W + α یعنی تغییر انرژی درونی یک دستگاه برابر است با کار و گرمای مبادله شده بین دستگاه و محیط. اما اگر دستگاه کار یا گرما دریافت کند اندازه آنها مثبت و اگر کار و گرما از دست بدهد اندازه آنها منفی خواهد بود.

ویژگی گاز کامل

چنانچه بیان شد در مورد یک گاز حقیقی ، تنها هنگامی که فشار به سمت صفر میل می‌کند، معادله حالت به صورت PV = nRθ درمی‌آید. علاوه بر این انرژی درونی یک گاز حقیقی تابعی از فشار و دماست. بهتر است در این مرحله یک گاز کامل تعریف کنیم که ویژگیهای آن در عین حال که نظیر ویژگیهای هیچیک از گازهای موجود نیست، تقریبا همان ویژگیهای یک گاز حقیقی در فشارهای پایین باشد. طبق تعریف در مورد یک گاز کامل معادلات زیر صادقند

PV = nRθ ------------> (∂u/∂v)_θ=0

فقط dV/dp)_θ=0 ------------> Vt_θ

اینکه آیا می‌توان یک گاز حقیقی را مانند یک گاز کامل مورد بررسی قرار داد یا نه؟ بستگی به قابل قبول بودن خطای ناشی از این کار در این محاسبه معین دارد. یک گاز حقیقی در فشارهای کمتر از حدود 2 اتمسفر را می‌توان با خطایی کمتر از چند درصد همچون یک گاز کامل تلقی کرد. حتی بخار اشباع شده‌ای که با مایع خود در حال تعادل است، اگر فشار بخار کم باشد می‌توان معادله حالت گاز را با خطای اندکی به کار برد

تعیین تجربی ظرفیتهای گرمایی

ظرفیتهای گرمایی گازها با روش الکتریکی اندازه گیری می‌شوند. برای اندازه گیری C_v گاز در داخل یک فلاسک با دیواره‌های نازک فولادی که دور آن یک سیم گرمکن پیچیده شده است قرار می‌گیرد. با برقرار کردن یک جریان الکتریکی در سیم ، مقداری گرما به گاز داده می‌شود و گرمای ویژه در حجم ثابت با اندازه گیری افزایش دمای گاز بدست می‌آید

روش مشابهی برای اندازه گیری C_P بکار می‌رود با این تفاوت که به جای محدود کردن گاز در یک حجم ثابت ، به گاز اجازه داده می‌شود که در فشار ثابت از میان یک گرماسنج که در آنجا گاز به طریق الکتریکی مقدار معلومی گرما در واحد زمان دریافت می‌دارد، جریان یابد. با استفاده از دماهای اولیه (ورودی) و نهایی (خروجی) سرعت تولید گرما و سرعت جریان گاز ، مقدار C_p محاسبه می‌شود. نتایج اینگونه اندازه گیریها بر روی گازها در فشارهای پایین (گازهای تقریبا کامل) می‌توان به صورت ساده‌ای برحسب ظرفیتهای گرمایی مولی بیان کرد.

تمام گازها

• C_v تابعی فقط از θ است.

• C_p فقط تابعی از θ است و بزرگتر از C_v است.

C_p – C_v = Const = R

1 < ( تابعی فقط از = γ= C_p /C_v

• گازهای تک اتمی ، مانند He ، Ne و A و بیشتر بخارهای فلزات ، مانند بخارهای Na ، Cd و Hg

• HC_v در گستره وسیعی از دما ثابت ، و تقریبا مساوی R 2/3 است.

• HC_p در گستره وسیعی از دما ثابت ، و تقریبا مساوی با R 5/2 است.

H γ در گستره وسیعی از دما ثابت و تقریبا مساوی 3/5 R است.

• گازهای به اصطلاح دو اتمی دائمی مانند H₂ ، D₂ ، O₂ ، N₂ ، No و CO

• Cv در دمای معمولی ثابت و تقریبا برابر 5/2R است و با ازدیاد دما افزایش می یابد.

• Cp در دمای معمولی ثابت و تقریبا برابر 2R/7 است و با ازدیاد دما افزایش می یابد.

• γ در دماهای معمولی ثابت و تقریبا مساوی 7/5 است و با ازدیاد دما کاهش می یابد.

گازهای چند اتمی و گازهایی که از نظر شیمیایی فعال هستند. مانند

__CO₂ و NH₃ و CH₄__ و __CL₂ و Br₂

C_p و C_v و C_p/ C_v __ با دما نغییر می‌کنند. این تغییر برای هر گاز متفاوت است.

معادله حالت یک گاز کامل

فرضیه‌های اساسی نظریه جنبشی یک گاز کامل عبارتند از :

هر نمونه کوچکی از گاز شامل تعداد بسیار زیاد N مولکول است تمام مولکولهای یک نوع ماده شیمیایی مشابه‌اند. اگر m جرم هر مولکول باشد جرم کل mN است. اگر m بیانگر جرم مولکولی بر حسب کیلوگرم بر کیلومول (که قبلا به آن وزن مولکولی می‌گفتند) باشد تعداد گرم مول‌های n عبارت است از : n = mN/m تعداد مولکولها در هر مول گاز ، عدد آووگادرو ، N_A ، خوانده می‌شود.

مول/ مولکول N_A= 6.022×10²³

فرض می‌شود که مولکولهای یک گاز کامل ، شبیه به گویهای کوچک و بیضی هستند که در حرکت دائم کاتوره‌ای‌اند. در گستره دما و فشار یک گاز کامل میانگین فاصله بین مولکولهای مجاور در مقایسه با اندازه یک مولکول ، زیاد است. قطر یک مولکول در حدود ^10-10×2 یا ^10-10×3 است. تحت شرایط متعارفی ، میانگین فاصله مولکولها حدود 50 برابر قطر آنهاست.

فرض می‌شود که مولکولهای یک گاز کامل هیچ نیروی جاذبه یا دافعه بر روی مولکولهای دیگر به جز در مواردی که با یکدیگر و با یک دیواره برخورد می‌کنند، وارد نمی‌سازند. بین برخوردها مولکولها دارای حرکت مستقیم الخط یکنواخت‌اند.

قسمتی از دیواره که یک مولکول با آن برخورد می‌کند صاف در نظر گرفته می‌شود و برخورد کاملا کشسان فرض می‌شود. اگر W سرعت یک مولکول نزدیک شونده به یک دیواره باشد ، فقط مقدار مولفه عمودی سرعت W در اثر برخورد به دیواره  می رسد.

اگر هیچ میدان نیروی خارجی وجود نداشته باشد، مولکولها بطور یکنواخت در تمام ظرف توزیع می‌شوند چگالی مولکولی N/V ثابت فرض می‌شود. بطوری که در هر عنصر کوچک حجم d_V ، تعداد d_N مولکول وجود دارد که برابر است با

d_N = N/V.d

عنصر بی‌نهایت d_V ، در نظریه جنبشی باید دارای همان شرایط باشد که در ترمودینامیک دارد. یعنی نسبت به V کوچک باشد و در عین حال آنقدر بزرگ باشد که d_N را عدد بزرگی بسازد. اگر به عنوان مثال ، 1cm³ حجم ، شامل 10¹³ مولکول باشد یک میلیونیم یک سانتیمتر مکعب شامل 10¹³ مولکول است و شرایط یک عنصر دیفرانسیلی حجم را دارد.

سرعت همه مولکولها یکسان نیست. در هر لحظه بعضی از مولکولها آهسته و برخی سرعت نور دارند از انجا که بیشتر  مولکولها خیلی سریع حرکت می‌کنند بطوری که گستره سرعتها را می‌توان بین صفر و سرعت نور دانست. از آنجا که بیشتر سرعتهای مولکولی خیلی پایینتر از سرعت نور هستند، هیچ خطایی در انتگرال گیری سرعت از 0 تا ∞ بوجود نمی‌آید. اگر dN_V معرف تعداد مولکولهای با سرعت بین W و W + dW باشد، فرض می شود که مقدار آن ثابت باقی بماند. هر چند که مولکولها دائما در     حال برخورد و تغییر هستند.

تعداد مول هاي مس سولفات را در 250 ميلي ليتر از محلول 0.02 مولار آن محاسبه کنيد؟

n = M x V

M = 0.02M

V = 250mL = 250 ÷ 1000 = 250 x 10-3L = 0.250L (since there are 1000mL in 1L)

n = 0.02 x 250 x 10-3 = 0.005mol

مثال 3

محاسبه کنيد حجم محلول پتاسيم برميد 0.8 مولار که داراي 1.6 مول پتاسيم برميد است؟

V = n ÷ M

n = 1.6mol

M = 0.80M

V = 1.6 ÷ 0.80 = 2.00L

مثال3

11.2 گرم شکر را در بالن 250 ميلي ليتري به حجم رسانده ايم، غلظت محلول چند مولار است؟

جرم مولي شکر C1H22O11 برابر 342.0 گرم است. بنابراين

M= 11.2/342*0.25=0.131M

مثال 4

غلظت مولي گاز ها در شرايط استاندارد چقدر است؟

M=1/22.4=0.0446M

مسائل خنثي سازي

در واکنش هايي مثل

يک مول HCl با 0.5 مول Ca(OH)2 هم ارز است

به طور مشابه در واکنش هاي اکسيداسيون احياء مثل واکنش زير يک مول KMnO4 معادل و هم ارز 5 مول FeCl2 است

اگر غلظت دو محلول C1 و C2 و حجم آن ها به ترتيب V1 و V2 باشد. خواهيم داشت زيرا وقتي محلولي را رقيق مي کنيم، با افزايش حجم غلظت کاهش مي ابد

اين معادلات براي تيتراسيون مناسب هستند و n ضريب هم ارزي است

مثال 6

چه غلظتي از 23.45 ml NaOH براي خنثي سازي 25.00 ml HCl 0.1234 M نياز است؟

[NaOH] = 0.02500 L * 0.1234 mol/L /0.02345 = 0.1316 M mol

مثال 7

چه غلظتي از 23.45 ml Ca(OH)2 براي خنثي سازي 25.00 ml HCl 0.1234 M نياز است؟

Ca(OH)2] = 0.5 * 0.02500 L * 0.1234 mol/L /0.02345 = 0.06508 M mol

اين غلظت نصف غلظت مورد نياز NaOH است. زيرا داراي ضريب هم ارزي 0.5 است. اما غلظت OH در هر دو حالت برابر است

منبع

http://shimi-taheri.blogfa.com/post-281.aspx

- نقطه انجماد و نقطه ذوب

   اگر از مردم عادی بپرسید آب در دمای صفر درجه سانتی گراد چه حالتی دارد،اکثر آنها خواهند گفت حالت جامد،یعنی بصورت یخ است.این باور کاملاً اشتباه است.زیرا آب در دمای صفر درجه سانتی گراد هم می تواند به صورت جامد (یخ) باشد و هم به صورت مایع.

اگر ظرف آبی را سرد کنیم،مرتباً دمای آن کاهش می یابد تا به صفر درجه سانتی گراد برسد.در این حالت آب صفر درجه حواهیم داشت.حال اگر آن را به قدر کافی سرد کنیم،آب شروع به انجماد کرده تبدیل به یخ صفر درجه خواهد شد که اگر باز هم آن را سردتر کنیم،دمای یخ به زیر صفر خواهد رسید.پس آب در دمای صفر درجه سانتی گراد،هم می تواند جامد باشد و هم مایع!

اگر بخواهیم به طور دقیق تر بیان کنیم،باید بگوئیم هر گرم آب خالص برای اینکه دمای آن یک درجه کاهش یابد،باید یک کالری (۲/۴ ژول) گرما از دست بدهد،ولی وقتی دمای آن به صفر درجه رسید،برای اینکه آن یک گرم آب صفر درجه تبدیل به یخ صفر درجه شود،باید ۸۰ کالری گرما از دست بدهد. بر عکس آن هم صحیح است،یعنی یک گرم یخ صفر درجه باید ۸۰ کالری گرما بگیرد تا به آب صفر درجه تبدیل شود.این مقدار گرما را(۸۰کالری)  "گرمای ذوب یخ" می گویند.

۲- انتقال گرما

معمولاْ در زمستانها این سخن مردم را زیاد شنیده اید که می گویند: " پشت پنجره ها پرده ضخیم نصب کنید که سرما از شیشه ها وارد اتاق نشود! " سرما حیزی نیست که از جسمی عبور کند یا از جایی به جای دیگر منتقل شود. سرما در واقع نبودن گرماست. مثل اینکه بگوئیم تاریکی از پنجره به داخل اتاق آمد! تاریکی چیزی جز نبودن نور و روشنایی نیست.

ما می توانیم بگوئیم گرما از جایی به جایی رفت ولی نمی توانیم بگوئیم سرما از جایی به جای دیگر منتقل شد.از نظر علمی جسمی که گرما از دست بدهد سرد می شود.بنابر این وقتی اتاقی سرد می شود گرمای هوای آن از طریق دیوارها و پنجره ها به بیرون منتقل می شود.و وقتی گرمای آن منتقل شد هوای اتاق سرد می شود.

گرما انرژی جنبشی ذرات ماده است.وقتی گرما از جسمی منتقل می شود در واقع انرژی جنبشی ذرات آن به ماده دیگری انتقال می یابدو به این ترتیب جسمی که انرژی ذرات آن کاهش یافته سردتر می شود.البته اگر بگوئیم منافذ و درزهای پنجره ها را بگیرید تا هوای سرد وارد اتاق نشود از نظر علمی بیان صحیحی است.

 ۳- نقطه جوش آب

اکثر مردم بر این باور هستند که اگر آب سریع تر بجوشد،دمای آن بالاتر می رود در نتیجه غذای داخل آب زودتر می پزد. این باور غلط،باعث هدر رفتن انرژی زیادی می شود. هر مایعی در دمای معینی می جوشد (درفشار ثابت).مثلاً اب خالص در فشار متعارف یک اتمسفر،در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد می جوشد.

زمانی که مایعی در حال جوشیدن است،هر چقدر آن را حرارت بیشتری دهیم،دمای آن افزایش نمی یابد،فقط سرعت تبخیر آن بیشتر می شود.بنابر این دمای آبی که درون ظرف می جوشد،از ۱۰۰ درجه سانتی گراد بالاتر نمی رود (البته در ظرف درباز) و هر جه شعله گاز را بیشتر کنیم،سرعت پختن غذا افزایش نمی یابد.پس برای جلوگیری از اتلاف سوخت،باید شعله چراغ گاز را طوری تنظیم کنیم که آب از جوشیدن نیفتد ولی سرعت جوش آن کمینه (مینیمم) باشد.

مطلبی که بیان شد،یعنی "نقطه جوش مایع همواره ثابت است"،در موردی صادق است که جوشیدن مایع در هوای آزاد (در فشار ثابت) باشد،ولی اگر مایع در ظرف در بسته ای مانند زود پز قرار بگیرد،چون فشار وارد بر سطح مایع افزایش می یابد،نقطه جوش آن بالاتر می رود.مثلاً دمای جوش آب در داخل زود پز ممکن است به ۱۰۴ درجه سانتی گراد یا بیشتر هم برسد. 

http://www.ettelaat-jaleb.blogfa.com/

مقدمه

قبل از تلاش برای تعیین ساختمان یک ماده آلی مجهول از طریق طیف گیری ، می‌توان مشکل را با تعیین فرمول مولکولی ماده قدری ساده‌تر کرد. در این مقاله این موضوع را بررسی می‌کنیم چگونه فرمول مولکولی یک ترکیب ، تعیین گردیده و چطور می‌توان از آن فرمول ، اطلاعاتی برای ساختمان ماده بدست آورد.

تجزیه عنصری و طرز محاسبات

روش قدیمی تعیین فرمول مولکولی یک ماده مستلزم سه مرحله است. اولین مرحله ، انجام آنالیز (تجزیه کیفی عنصری برای یافتن نوع اتمهای موجود در مولکول است. مرحله دوم ، انجام آنالیز کمی عنصری برای یافتن تعداد نسبی انواع مختلف اتمها در مولکول است. این عمل منجر به یافتن فرمول تجربی می‌گردد. مرحله سوم ، شامل تعیین جرم مولکولی یا تعیین وزن مولکولی است که وقتی آن را با فرمول تجربی در هم آمیزیم، تعداد واقعی اتمهای موجود در مولکول را نشان خواهد داد و نتیجه حاصل ، فرمول مولکولی خواهد بود.

تعیین فرمول تجربی

تقریبا تمام مواد آلی ، دارای کربن و هیدروژن هستند. در اکثر حالتها ، تعیین این که آیا این عناصر موجودند یا خیر ، واجب و لازم نیست. ولی اگر ضرورت ایجاب کند که وجود آن دو را به اثبات رسانیم، می‌توان ماده مجهول را در حضور اکسیژن سوزاند. اگر احتراق ماده ، انیدریک ایجاد کند، پس در ماده مجهول کربن موجود بوده است و اگر آب ایجاد شد، می‌بایست اتمهای هیدروژن در ماده وجود داشته باشند.

یادآوری این نکته ضروری است که هیچ روش مستقیم مناسبی برای تعیین وجود اکسیژن در یک ماده وجود ندارد، به این دلیل است که در آنالیز کیفی از اکسیژن نامی برده نمی‌شود. نیتروژن ، کلر ، برم ، ید و گوگرد را می‌توان به آزمایشی مشابه آزمون ذوب سدیم شناسایی کرد.

برای تعیین دقیق کربن و هیدروژن موجود در یک ماده مجهول ، به یک آنالیز کمی نیاز است. در عملیات آزمایشگاهی تجاری مکررا این تجزیه را انجام می‌دهند. روش تعیین مقادیر کربن و هیدروژن در یک ماده ، مبتنی بر احتراق آن برای تولید انیدریک کربنیک و آب است. در تجزیه کمی ، انیدریک کربنیک و آب را جمع‌آوری کرده و سپس وزن می‌کنیم. روش‌هایی نیز برای تعیین مقادیر گوگرد ، نیتروژن و هالوژنهای موجود در ترکیب در دسترس هستند.

تعیین جرم مولکولی

یک مرحله در تعیین فرمول مولکولی یک ماده ، تعیین وزن یک مول از آن ماده است. این عمل به طرق مختلفی صورت می‌گیرد. بدون در دست داشتن جرم مولکولی یک مجهول ، کسی قادر نیست بگوید فرمول تجربی که مستقیم از تجزیه عنصری تعیین گشته ، آیا فرمول حقیقی ماده بوده یا این که این فرمول باید در عددی ضرب شود تا فرمول مولکولی واقعی جسم مجهول مشخص گردد.

استفاده از طیف سنج جرمی

در یک آزمایشگاه جدید ، جرم مولکولی با استفاده از طیف سنج جرمی تعیین می‌گردد. یک روش قدیمی جهت تعیین جرم مولکولی ماده ( بر اساس اصول شیمی عمومی ) ، روش چگالی بخار است. در این روش ، حجم مشخصی از گاز در دمای مشخص توزین می‌گردد. پس از تبدیل حجم گاز در دما و فشار استاندارد ، می‌توان تعیین نمود که آن حجم چه کسری از یک مول را نشان می‌دهد. از این طریق می‌توان جرم مولکولی ماده را بسادگی تعیین کرد.

اندازه‌گیری نزول نقطه انجماد یک حلال

روش دیگر تعیین جرم مولکولی یک ماده ، اندازه‌گیری نزول نقطه انجماد یک حلال است که به مقدار مشخصی از ماده مورد آزمایش اضافه شده باشد. این روش به نام روش انجماد سنجی خوانده می‌شود.

اسمومتری فشار بخار

روش دیگر که فقط گاهی اوقات مورد استفاده قرار می‌گیرد، اسمومتری فشار بخار است. در این روش ، ماده مورد آزمایش را در یک حلال حل کرده و تغییر فشار بخار حلال را اندازه می‌گیرند.

تیتراسیون

اگر ماده مجهول یک اسید کربوکسیلیک باشد، می‌توان آن را با محلول استاندارد هیدروکسید تیتر کرد. با بهره گیری از این روش می‌توان اکی‌والان خنثی را تعیین نمود. اکی‌والان خنثی معادل وزن اکی‌والان آن اسید است. اگر آن اسید فقط حاوی یک گروه کربوکسیل باشد، در آن صورت اکی‌والان خنثی و جرم مولکولی معادل خواهند بود. اگر آن اسید دارای بیش از یک گروه کربوکسیل باشد، آنگاه اکی‌والان خنثی برابر جرم مولکولی اسید تقسیم بر تعداد گروههای کربوکسیل خواهد بود. بسیاری از فنلها (بویژه آنهایی که توسط گروههای الکترون کشنده استخلاف شده‌اند) آنقدر اسیدی‌اند که می‌توان آنها را با روشی مشابه اسیدهای کربوکسیلیک تیتر کرد. این روش را می‌توان برای اسیدهای سولفونیک نیز بکار برد.

فرمول مولکولی

هنگامی که جرم مولکولی و فرمول تجربی تعیین گردیدند، می‌توان مستقیما فرمولی مولکولی جسم را تعیین کرد. اغلب ، وزن فرمول تجربی و جرم مولکولی یکسان است. در چنین حالتی ، فرمول تجربی ، همان فرمول مولکولی است. در بسیاری از حالتها وزن فرمول تجربی کمتر از جرم مولکولی است. در چنینی حالتهایی ضروری است که تعیین گردد چند بار وزن مولکولی را باید به وزن فرمول تجربی تقسیم کرد و سپس رقم بدست آمده را در فرمو ل تجربی ضرب کرد تا فرمول مولکولی بدست آید.

مثال ساده در این مورد ، اتان است. بعد از تجزیه کمی عنصری ، فرمول تجربی CH3 برای اتان تعیین گردید. محاسبات نشان داد که جرم مولکولی اتان 30 است. پس از تقسیم وزن مولکولی اتان (30) بر وزن فرمول تجربی (15) رقم 2 بدست آمد. بنابراین ، باید فرمول مولکولی اتان ، 2(CH3) یا C2H6 باشد.

برای مثال ، مجهولی که پیشتر در این فصل معرفی گشت، فرمول تجربی C7H14O2 بوده و وزن فرمولی آن 130 است. اگر فرض کنیم که جرم مولکولی این ماده 130 تعیین شده است، می‌توان نتیجه گرفت فرمول تجربی و فرمول مولکولی معادلند و ضمنا فرمول مولکولی باید C7H14O2 باشد.


بر گرفته از دانشنامه ی رشد