صفحه 9 از 11: « پیشین 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 پسین »

پرو‍ژه

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#81 Posted: 13 Dec 2011 08:52

شیمیدان های بنام اسلام - آکاایران

آغاز كيمياگري اسلامي با اسامي مرداني همراه است كه احتمالا خود كيمياگر نبوده‌اند، اما با گذشت زمان و فرارسيدن قرن دهم ميلادي ، كيمياگران شهيري از ميان آنان برخاستند كه علاوه بر تفكراتشان ، نوشتارهاي كاملا جديد و نويني خلق كردند.

امام جعفر صادق عليه السلام (148 ـ 82 هـ . ق. / 770 ـ 705 م.)

محضر پر فيض حضرت امام صادق (ع) ، مجمع جويندگان علوم بود. با دانش پژوهي كه به محفل آن حضرت راه مييافت از خرمن لايزال دانش او بهره مند ميشد. در علم كيميا ايشان نخستين كسي بودند كه عقيده به عناصر چهارگانه (عناصر اربعه) آب ، آتش ، خاك و باد را متزلزل كردند. از فرموده‌هاي ايشان است كه : «من تعجب ميكنم مردي چون ارسطو چگونه متوجه نشده بود كه خاك يك عنصر نيست. بلكه عنصرهاي متعددي در آن وجود دارد.» ايشان هزار سال پيش از پرسينلي ، لاووازيه و ... دريافته بود كه در آب چيزي هست كه ميسوزد (كه امروزه آن را هيدروژن مينامند).

از امام صادق (ع) ، رساله‌اي در علم كيميا تحت عنوان «رسالة في علم الصناعة و الحجر المكرم» باقيمانده كه دكتر «روسكا» آن را به زبان آلماني ترجمه و در سال 1924 آن را تحت عنوان «جعفر صادق امام شيعيان ، كيمياگر عربي» در «هايدبرگ» به چاپ رسانده است. به عنوان مثال و براي آشنايي با نظرات حضرت صادق (ع) در شيمي ، خلاصه‌اي از بررسي دكتر «محمد يحيي هاشمي» را در ذيل درج ميكنيم:

از شرحي كه امام صادق (ع) براي اكسيد ميدهد، چنين معلوم ميشود كه اكسيد جسمي بوده كه از آن براي رفع ناخالصي در فلزات استفاده شده است. ايشان تهيه اكسيد اصغر (اكسيد زرد) را از خود و آهن و خاكستر به كمك حرارت و با وسايل آزمايشگاهي آن دوره ، مفصلا شرح داده و نتيجه عمل را كه جسمي زرد رنگ است، اكسيد زرد نام نهاده‌اند. اين شرح كاملا با فروسيانيد پتاسيم كه جسمي است زرد رنگ به فرمول Fe(CN)6] K4] منطبق است و ... . نتيجه عمل بعد از طي مراحلي ايجاد و تهيه طلاي خالص است. امروزه نيز از همين خاصيت سيانور مضاعف طلا و پتاس براي آبكاري با طلا استفاده ميشود.

جابر بن حيان (200 ـ 107 هـ . ق / 815 ـ 725 ميلادي)

جابربين حيان معروف به صوفي يا كوفي ، كيمياگر ايراني بوده و در قرن نهم ميلادي ميزيسته و بنا به نظريه اكثريت قريب به اتفاق كيمياگران اسلامي ، وي سرآمد كيمياگران اسلامي قلمداد ميشود. شهرت جابر نه تنها به جهان اسلام محدود نميشود و غربيها او را تحت عنوان «گبر» ميشناسند.ابن خلدون درباره جابر گفته است:

جابربن حيان پيشواي تدوين كنندگان فن كيمياگري است.

جابربن حيان ، كتابي مشتمل بر هزار برگ و متضمن 500 رساله ، تاليف كرده است. «برتلو» شيميدان فرانسوي كه به «پدر شيمي سنتز» مشهور است، سخت تحت تاثير جابر واقع شده و ميگويد: «جابر در علم شيمي همان مقام و پايه را داشت كه ارسطو در منطق .» جورج سارتون ميگويد: «جابر را بايد بزرگترين دانشمند در صحنه علوم در قرون وسطي دانست.» اريك جان هوليمارد ، خاورشناس انگليسي كه تخصص وافري در پژوهشهاي تاريخي درباره جابر دارد، چنين مينويسد:

جابر شاگرد و دوست امام صادق (ع) بود و امام را شخصي والا و مهربان يافت؛ بطوري كه نميتوانست از او جدا ولي بي نياز بماند. جابر ميكوشيد تا با راهنمايي استادش ، علم شيمي را از بند افسانه‌هاي كهن مكاتب اسكندريه برهاند و در اين كار تا اندازه‌اي به هدف خود رسيد. برخي از كتابهايي كه جابر در زمينه شيمي نوشته عبارتند از : الزيبق ، كتاب نارالحجر ، خواص اكسيرالذهب ، الخواص ، الرياض و ... .

وي به آزمايش بسيار علاقمند بود. از اين رو ، مي توان گفت نخستين دانشمند اسلامي است كه علم شيمي را بر پايه آزمايش بنا نهاد. جابر نخستين كسي است كه اسيد سولفوريك يا گوگرد را از تكليس زاج سبز و حل گازهاي حاصل در آب بدست آورد و آن را زينت الزاح ناميد. جابر اسيد نيتريك يا جوهر شوره را نيز نخستين بار از تقطير آميزه‌اي از زاج سبز ، نيترات پتاسيم و زاج سفيد بدست آورد.

رازي ، ابوبكر محمد بن زكريا (313 ـ 251 هـ . ق / 923 ـ 865 م.)

زكرياي رازي به عنوان يكي از بزرگترين حكيمان مسلمان شناخته شده و غربيها او را به نام «رازس» ميشناسند. رازي در علم كيميا ، روش علمي محض را انتخاب كرده و بر خلاف روشهاي تمثيلي و متافيزيك ، به روشهاي علمي ارزش زيادي قائل شده. رازي موسس علم شيمي جديد و نخستين كسي است كه «زيست شيمي» را پايه‌گذاري نموده است. دكتر «روسكا» شيميدان آلماني گفته است: «رازي براي اولين بار مكتب جديدي در علم كيميا بوجود آورده است كه آن را مكتب علم شيمي تجربي و علمي مي توان ناميد.

مطلبي كه قابل انكار نيست اينست كه زكرياي رازي پدر علم شيمي بوده است.» كتابهاي او در زمينه كيميا در واقع اولين كتابهاي شيمي است. مهمترين اثر رازي در زمينه كيميا كتاب «سرالاسرار» است. ظاهرا رازي 24 كتاب يا رساله در علم كيميا نوشته كه متاسفانه فقط معدودي از آنها بدست آمده و در كتابخانه‌هاي مشهور دنيا نگهداري ميشود. وي نخستين بار از تقطير شراب در قرع و انبيق ماده‌اي بدست آورد كه آن را الكحل ناميد كه بعدها به هر نوع ماده پودري شكل حتي به جوهر هم داده شد، از اين رو آن جوهر را جوهر شراب نيز ناميدند. گفته ميشود كه رازي كربنات آمونيوم را از نشادر و همچنين كربنات سديم را تهيه كرده است.

ابن سينا ، حسين (428 ـ 370 هـ . ق / 1036 ـ 980 م.)

ابن سينا ملقب به شيخ الرئيس ، بزرگترين فيلسوف و دانشمند اسلامي و چهره‌اي بسيار موثر در ميدان علوم و فنون است. غربيها وي را به نام «اوسينيا» ميشناسند. ابن سينا ، رنجي براي كيمياگري و ساختن طلا نكشيد؛ زيرا او به استحاله باور نداشت و صريحا تبديل فلزات به يكديگر را ناممكن و غير عملي ميدانست.

ابو علي سينا از ادويه منفرد ، 785 قلم دارو را به ترتيب حروف ابجد نام برده و به ذكر ماهيت آنها پرداخته و خواص تاثير آن داروها را شرح داد. وي ضمن توصيف اين مواد ، آگاهيهاي جالبي در زمينه «شيمي كاني» به خوانندگان ميدهد و ميگويد از تركيب گوگرد و جيوه مي توان شنگرف تهيه كرد. وي نخستين كسي است كه خواص شيميايي الكل و اسيد سولفوريك را از نظر دارويي شرح داد.

بيروني ، ابوريحان محمد (442 ـ 362 هـ . ق / 1050 ـ 972 م.)

كاني شناس و دارو شناس جهان اسلام و يكي از بزرگترين دانشمندان اسلام است كه با رياضيات ، نجوم ، فيزيك ، كاني شناسي ، دارو سازي و اغلب زبانهاي زنده زمان خود آشنايي داشته است. يكي از آثار مهم بيروني در شيمي كتاب الجواهر وي است كه در بخشي از آن ، نتايج تجربي مربوطه به تعيين جرم حجمي امروزي آنها تفاوت خيلي كم دارد و يكي از كاربردهاي مهم وي به شمار ميرود كه در علوم تجربي ، انقلابي بزرگ به وجود آورد. براي تعيين جرم اجسام ، ترازويي ابداع كرد.

بيروني همچنين در كتاب الجماهير (در شناسايي جوهرها) به معرفي مواد كاني به ويژه جواهرات گوناگون پرداخت. بيروني ، چگالي سنج را براي تعيين جرم حجمي كانيها به ويژه جوهرها و فلزها نوآوري كرد كه در آزمايشگاه امروزي كاربرد دارد.

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#82 Posted: 13 Dec 2011 08:52

ماموریت برای کشف سیاهچاله ها - آکاایران

دانشمندان ناسا ماموریت جدیدی را با کمک دستگاهی که 100 برابر حساس تر از دستگاه های رصدکننده پرتوهای ایکس فعلی است، برای کشف سیاهچاله ها آغاز خواهند کرد. عنوان این ماموریت جدید «مرکز فضایی گادارد» ناسا در مریلند، GEMS، (مخفف عبارت اکتشاف کننده کوچک خاصیت مغناطیسی و گرانشی) است.

هدف از اجرای این ماموریت ایجاد تحولی در نگاه به جهان است به طوری که این دستگاه قادر خواهد بود برای اولین بار قطبی شدگی منابع پرتوهای ایکس را به روشی دقیق اندازه گیری کند. این دانشمندان در این خصوص اظهار داشتند؛ «تاکنون ستاره شناسان قطبی شدگی پرتوهای ایکس را تنها در یک جرم آسمانی واقع در خارج از منظومه شمسی اندازه گیری کرده اند که سحابی خرچنگ نام دارد اما اکنون ما انتظار داریم GEMS ده ها منبع از این نوع قطبی شدگی ها را نشان دهد و بتواند مرزهای جدیدی از تحقیقات را باز کند.» به گزارش مهر به منظور درک هدف علمی این ماموریت، ستاره شناسان قصد دارند از این دستگاه در کشف و بررسی سیاهچاله ها استفاده کنند. در حقیقت سیاهچاله ها پرتوهای ایکس الکترونی را ساطع می کنند که این پرتوها با سرعت بسیار بالا در اطراف میدان های مغناطیسی بسیار قوی می چرخند. همچنین میدان گرانشی بسیار نزدیک به یک سیاهچاله دوار نه تنها بر حرکت پرتوهای ایکس اثر می گذارد بلکه جهت میدان الکتریکی آنها را هم تغییر می دهد. اندازه گیری قطبی شدگی می تواند حضور یک سیاهچاله را نشان دهد و به ستاره شناسان اطلاعات جدیدی در خصوص ماهیت این اجرام آسمانی ارائه کند. GEMS بیش از 100 برابر حساس تر از سایر دستگاه های رصدکننده پرتوهای ایکس است. پرتاب این دستگاه برای سال 2014 پیش بینی شده است و ماموریت آن حدود دو سال به طول خواهد انجامید. بیش از 105 میلیون دلار سرمایه گذاری برای این ماموریت در نظر گرفته شده است.

منبع روزنامه ی اعتماد .

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#83 Posted: 13 Dec 2011 08:53

قوانین الکترولیز فارادی - آکاایران

الکترولیز یا برقکافت ، کاربردی از علم شیمی فیزیک است که مبنای آن ، اکسیداسیون و احیا و پتانسیلهای اکسید و احیای عناصر شیمیایی است و در آزمایشگاه و صنعت کاربردهای فراوانی دارد. قوانین حاکم بر الکترولیز ، قوانین فارادی است که با این قوانین آشنا می*شویم.

● قانون اول فارادی در الکترولیز
وقتی که جریان الکتریکی از محلولهایی مثل اسید سولفوریک رقیق می*گذرد، آب به اجزایش یعنی هیدروژن و اکسیژن تجزیه می*شود. آنها در اطراف صفحات متصل به قطبهای منفی و مثبت باتری آزاد می*شوند. محلولهایی از این نوع که با گذشتن جریان از آنها بطور شیمیائی تجزیه می*شوند، الکترولیت نامیده می*شوند و فرایند تجزیه ماده بر اثر جریان الکتریکی به الکترولیز معروف است و رساناهایی را که در الکترولیت فرو می*برند و جریان را به آن می*رسانند، الکترود نام نهاده*اند. الکترود مثبت به آند و الکترود منفی به کاتد معروف است.
محصولات تجزیه الکترولیت مثل اکسیژن و هیدروژن تا وقتی که جریان عبور می*کند، بر الکترودها می*نشینند. جرم ماده ای را که در الکترود آزاد می*شود، می*توان اندازه گرفت. اگر محلول چنان انتخاب شود که ماده آزاد شده بر الکترود رسوب کند، این جرم را می*توان به*آسانی اندازه گرفت. مثلا اگر از محلول سلفات مس جریان بگذرد، مس بر کاتد رسوب می*کند. این پدیده را در صورتیکه مثلا کاتد از کربن ساخته شده باشد، می*توان به*آسانی مشاهده کرد. لایه نازک مس بر سطح سیاه کربن بوضوح مشاهده می*شود. با وزن کردن کاتد قبل و بعد از آزمایش می*توان جرم فلز رسوب کرده را دقیقا معین کرد.
اندازه*گیری نشان می*دهد که جرم ماده آزاد شده در هر الکترود ، به جریان الکتریکی و مدت الکترولیز بستگی دارد. با بستن مدار برای فواصل زمانی متفاوت می*توان اطمینان یافت که جرم ماده آزاد شده با مدت زمان عبور جریان متناسب است. بنابراین ، جرم آزاد شده در الکترولیز هم با جریان الکتریکی و هم با مدت زمان انجام آزمایش متناسب است. پس به حاصلضرب آنها نیز وابستگی دارد. اما این حاصلضرب مساوی باری است که از الکترولیت گذشته است. در نتیجه جرم ماده آزاد شده در الکترود متناسب است با بار یا مقدار الکتریسته ای که از الکترولیت گذشته است. این قانون مهم را اولین بار ، "فارادی" وضع کرد و به قانون اول فارادی در الکترولیتها معروف است.
اگر m جرم ماده رسوب کرده ، I جریان الکتریکی ، t زمان الکترولیز و q بار کلی باشد که در مدت زمان t از الکترولیت گذشته است. قانون اول فارادی به شکل زیر نوشته می*شود: m=Kq=KIt که در آن ، K ضریب تناسب است. با فرض اینکه q=۱ C (با کل یک کولن) باشد، در می*یابیم که ضریب K مساوی جرم ماده آزاد شده توسط بار ۱C ، یا به عبارت دیگر جرم ماده آزاد شده توسط جریان ۱A درمدت ۱S زمان است.
بررسی*های فارادی نشان داد که هر ماده مقدار K معینی دارد که مشخصه آن ماده است. مثلا در الکترولیز نیترات نقره ، بار ۱C مقدار نقره ۱.۱۱۸۰mg را آزاد می*کند. همین مقدار نقره توسط ۱C در الکترولیز هر نمک نقره مثلا کلرور نقره ومانند آن آزاد می*شود. جرم ماده آزاد شده در الکترولیز نمک هر فلز دیگری با این مقدار ، تفاوت خواهد داشت. کمیت K ، هم*ارز الکتروشیمیایی ماده داده نامیده می*شود.
● تعریف هم*ارز الکتروشمیایی
هم*ارز الکتروشیمیایی یک جسم ، عبارت است از جرم آزاد شده از این جسم در الکترولیز ، وقتی که یک کولن الکتریسته از محلول بگذرد.
● قانون دوم فارادی
با توجه به اینکه هم*ارز الکتروشیمیایی مواد مختلف بسیار متفاوت است، چه خواصی از جسم هم*ارز الکتروشیمیایی آنرا تعیین می*کنند؟ پاسخ این سوال در قانون مهم دیگری که آن را نیز فارادی با آزمایش به*اثبات رساند، نهفته است.
هم*ارز الکتروشیمیایی اجسام مختلف با جرم مولی آنها متناسب است و با ظرفیت شیمیایی آنها نسبت عکس دارد. ظرفیت شیمیایی هر اتمی را با تعداد اتم*های هیدروژن تعریف می*کنند که می*توانند با آن ، ترکیب یا جانشین آن شوند.
● مثال عددی برای توضیح قانون دوم
جرم مولی نقره ۰.۱۰۷۹Kg/mol و ظرفیت آن مساوی یک است. جرم مولی روی ۰.۰۶۵۱Kg/mol و ظرفیت آن دو است. بنابراین ، مطابق قانون دوم فارادی ، نسبت هم*ارز الکتروشیمیائی نقره و روی برابر است با: ۳.۳۰=(۰.۰۶۵۴/۲)/(۰.۱۰۷۹/۱)
اگر هم*ارز الکتروشیمیایی یک جسم را با [K[Kg/C ، جرم مولی آن را با [M[Kg/mol و ظرفیت آنرا با ( ۱,۲,۳,...) n نمایش دهیم، می*توان قانون دوم فارادی را به این شکل (K=(۱/F)(M/n نوشت. در اینجا F ضریب تناسب و ثابب عمومی است، یعنی برای تمام اجسام مقدار یکسان دارد. کمیت F به ثابت فارادی معروف است. مقدار آن که با آزمایش معین شده برابر است با:
F=۹۶۴۸۴C/mol.
برخی عناصر در ترکیبات مختلف ، ظرفیتهای متفاوتی از خود نشان می*دهند، مانند مس که یک فلز دو ظرفیتی است. بنابراین مس ، دو هم*ارز الکتروشیمیایی دارد. نسبت جرم مولی هر جسم به (ظرفیت شیمیایی آن ، هم*ارز شیمیایی آن جسم نامیده می*شود. این نسبت ، مبین جرم جسمی است که برای جایگزین یک مول هیدروژن در ترکیبات لازم است.
برای اجسام تک*ظرفیتی هم*ارز الکتروشیمیایی اجسام با هم*ارز شیمیایی آنها متناسب است. بنابراین دو قانون فارادی را در هم ادغام می*کنیم که در آن ، جرم ماده آزاد شده بر اثر عبور مقدار الکتریسته q از الکترولیت است. این فرمول m=(۱/F)(M/n) q مفهوم فیزیکی ساده ای دارد. ثابت فارادی F ، به عدد ، مساوی با باری (q) است که باید از هر الکترولیتی بگذرد تا مقدار جسم آزاد شده در الکترودها با هم*ارز شیمیایی آن جسم (M/n) برابر باشد.
choogh

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#84 Posted: 13 Dec 2011 08:53

اصلاح خاک های شور و قلیایی - آکاایران

معمولا برای جلوگیری از اثرات زیانبار خاکهای شور و قلیا ، آنها را به راههای مختلف اصلاح می*کنند تا گیاهان مختلف قادر به تحمل این خاکها باشند

دید کلی
تجمع املاح در خاک ، تاثیر عمده*ای بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی رس و هوموس داشته، کمیت و کیفیت جامعه نباتی عالی و پست خاک را تعیین می*کند.

اغلب وجود املاح سدیم موجب انتشار ذرات رس و هوموس شده، لایه یا افق بسیار متراکمی در زیر خاک تشکیل می*شود که مانع عبور آب و هوا به ریشه نباتات می*شود. املاح موجود در خاک ، فشار اسمزی محلول خاک را افزایش داده، بدین ترتیب قدرت جذب آب را توسط گیاهان کاهش می*دهند. از طرفی تعادل یونی را به هم زده و در بعضی مواد مانند املاح بر برای گیاهان سمی هستند. محصول گیاهان مزروعی در مناطق شور قلیایی ناچیز و کمیت و کیفیت محصول نیز قابل توجه نیست. این گیاهان در مقابل امراض و افات نیز مقاومت کمتری دارند.

چگونگی رشد گیاهان در خاکهای هالومورفیک
در خاکهای شور و شور _ قلیا که Ph آنها کمتر از 8.5 است، صدمات وارده به گیاهان از غلظت زیاد نمک در محلول خاک ناشی می*شود. سلولهای گیاه در محلولهای نمکی آب خود را از دست داده و به اصطلاح پلاسمولیزه می*شوند. این پدیده از این امر ناشی می*شود که حرکت آب طبق خاصیت اسمز از محیط رقیق*تر داخل سلولی به محیط غلیظ خارج صورت می*گیرد. شدت وقوع این پدیده به عواملی مانند نوع نمک ، نوع سلول گیاهی و شرایط فیزکی خاک بستگی دارد.

محیط خاکهای قلیای با سدیم زیاد به سه طریق روی گیاه اثر نامطلوب بر جای می*گذارد:

اثرات مضر قلیائیت زیاد تحت تاثیر غلظت های بالای کربنات و بی*کربنات سدیم.
اثرات سمی یونهای بی*کربنات ، Oh و ...
اثرات مضر سدیم روی متابولیزم و تغذیه.
این آثار نه تنها در خاکهای قلیایی ظاهر می*شوند، بلکه در خاکهای شور و قلیای که نمکهای خنثای آنها شسته شده*اند، نیز آشکار می*گردند.

اصلاح و اداره خاکهای شور و قلیایی
معمولا برای جلوگیری از اثرات زیان*آور خاکهای شور و قلیایی به سه طریق مختلف با این خاکها رفتار می*شود: روش اول از میان بردن این نمکها است. روش دوم تبدیل نمکهای مضر به نمکهای کم ضررتر می*باشد. روش سوم را می*توان کنترل نامید. در دو روش اول هدف دفع نمکها و یا تغییر و تبدیل آنها است، در حالی که در روش سوم نحوه اداره خاک و عملیات کشاورزی را طوری تنظیم می*کنند که نمک بطور یکنواخت در تمام خاک پخش شده و از تمرکز غلظت زیاد نمک در یک نقطه جلوگیری شود.

دفع نمک
معمول*ترین راههای خروج نمک از خاک دو نوع است: زهکشی زیرزمینی و شستشوی خاک. بکار بردن این دو طریق تواما ، یعنی شستشوی خاک پس از گذاردن زهکشها در آن موثرترین و رضایت*بخش*ترین وسیله برای دفع نمک از خاک است. نمکهایی که از طریق بارندگی یا آبیاری وارد محلول خاک می*شوند، از طریق زهکشها خارج می*گردند.

اصلاح خاکهای شور و قلیایی موقعی موثر است که آب بکار رفته دارای نمک زیاد، ولی سدیم کم باشد، زیرا استفاده از آبهای کم نمک ، ممکن است به علت دفع نمکهای خنثی مساله قلیائیت را حادتر نماید. خروج نمکهای خنثی درصد سدیم قابل تعویض را در خاک بیشتر نموده و در نتیجه باعث افزایش غلظت یون Oh در محلول خاک می*شود. این پدیده نامطلوب را می*توان با تبدیل کربناتها و بی*کربنات سدیم به سولفات سدیم دفع کرد. این امر را می*توان با اضافه کردن سولفات کلسیم یا ژیپس ، به خاک قبل از شستشو انجام داد.
choogh

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#85 Posted: 13 Dec 2011 08:54

نانو کربنی - آکاایران

علی‌رغم رشد سریع تحقیقات نظری و عملی علوم و فنون نانو در کلیه زمینه‌ها، توجه کمی به کاربردهای این پدیده در صنعت ساختمان معطوف شده است. اخیراً‌ استفاده از تقویت‌کننده‌ها و استحکام‌دهنده‌های نانویی مانند نانولولة كربنی در مصالح ساختمانی رواج بیشتری یافته و موج جدیدی با شتاب فزاینده، صنعت ساختمان را در برگرفته است.

متن زیر حاصل گفتگوی شبکه تحلیلگران تکنولوژی ایران (ایتان)‌ با خانم مهندس حسین‌پور، عضو كادر آموزشی دانشكده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیركبیر، در مورد کاربردهای نانوتکنولوژی در ساختمان است:
نانولولة کربنی

نسل جدیدی از کربن است که از مواد نبه منظور مشاهده لینک ها در سایت ثبت نام کنید.وکربنی ساخته شده است. این ماده که مستحکم‌تر از فولاد، سبک‌تر از آلومینیوم و رساناتر از مس است، کاربردهای زیادی دارد که موارد کلیدی آن شامل الکترونیک، حسگرها، مواد و مصالح ساختمانی، پرکن‌ها ( Fillers ) و غیره است. مثلاً‌ این ماده به‌عنوان پرکن در صنایع پلاستیک و رنگ به عنوان جایگزین کربن سیاه استفاده می‌شود که یکی از کاربردهای رایج آن است.

خواص نانولوله کربنی

خواص فلزی و شبه فلزی کربن نانوتیوب با تغییر در ساختار، به جای تغییر در ترکیب بدست می‌آید. این خواص ویژه در نانوالکترونیک کاربردهای زیادی به وجود می‌آورند.

از دیدگاه مکانیکی، کربن نانوتیوب ( CNT ) قوی‌ترین ماده‌ای است که تا به‌حال شناخته شده است. این ماده بسیار مستحکم به شدت انعطاف‌پذیر نیز هست به‌طوریکه قابلیت خم شدن به شکل دایره و یا حتی گره‌خوردن را دارد. این رفتار مکانیکی ویژه، علاقه‌مندی زیادی جهت استفاده از آن در مصالح ساختمانی ایجاد کرده است. پتانسیل‌های استفاده از CNT هنوز قابل تامل و تعمق است.

کاربرد نانوتیوب در صنعت ساختمان

حداقل سه عرصة گسترده تحقیقاتی برای تولید محصولات مورد نیاز ساختمان وجود دارد:

• به دلیل خواص مکانیکی عالی ، استفاده از آنها در زمینه‌های پلیمر شیشه و ساختمان قابل توجه است.

• CNT به عنوان اجزای ساخت سیستم‌های انتقال حرارت، به علت خواص ویژه هدایت حرارتی آن مورد توجه است.

• استفاده از CNT با طول زیاد به شکل ریسمان، در پل‌های معلق کاربرد دارد.

مثلاً‌ در بتون، از گذشته تا حال، فایبرهای فولادی (بتن آرمه) استفاده می‌شده‌اند. بنابراین بتون، مستعد استفاده از کربن نانوتیوب است انتظار می‌رود با استفاده از CNT به خواص بهتری در بتون دست یابیم.

دلایل رجحان نانولولة کربنی عبارتند از:

• خواص ویژة مکانیکی هدایت حرارتی و الکترونیکی

• نسبت طول به قطر بسیار بالا (اگر قطر کربن نانوتیوب‌ها 1 نانومتر در نظر گرفته شود، طول، 1 هزار برابر قطر است در حالی که تلاش می‌شود به طول‌های بیشتر دست یافته شود و پژوهشگران مستعد استفاده از کربن نانوتیوب است حتی به ابعاد سانتی‌متر هم رسیده‌اند.

3- اندازه کوچک فایبرها و قابلیت پخششدن بالا در زمینة سیمان و بتن (تقویت‌کنندة عالی)

نانوتیوب‌ها با اجزاء و ترکیبات سیمان پیوند حاصل کرده و باعث کنترل مناسب سیستم سیمان میشوند.

جمع‌بندی:

با توجه به کاربردهای بالقوه کربن نانوتیوب، نیاز به این ماده در صنایع داخلی دیده می‌شود. صنعت ساختمان با توجه به زلزله‌خیز بودن ایران، یکی از صنایعی است که لزوم بهینه‌سازی ساخت‌وساز و مصالح ساختمانی در آن مشاهده می‌شود.

کشور ایران در تامین منابع اولیه تولید کربن نانوتیوب غنی است و از طرف دیگر تحقیقات زیادی تا به امروز در سطح جهان در این زمینه انجام شده است. در بسیاری از نقاط جهان این ماده به صورت تجاری تولید می‌شود ولی همچنان تحقیقات برای رسیدن به خلوص بالا و نسبت طول به قطر بیشتر ادامه دارد.

آنچه تاکنون روشن شده این است که رسیدن به خلوص بالا و طول بلند، برای کربن نانوتیوبی که در سیمان و بتون استفاده میشود، در اولویت نیست؛ در همین شرایط موجود هم استفاده از آنها خواص بسیار مطلوبی حاصل می‌کنند و نوع ناخالص آن نیز می‌تواند اثر معجزه‌آسایی در مصالح به‌عنوان تقویت‌کننده ساختمانی داشته باشد

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#86 Posted: 13 Dec 2011 08:54

سوخت هیدروژنی - آکاایران

هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود بنابراین دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند كه بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده كرد.

آزمایشات انجام گرفته در ایستگاه فضایی بین المللی می تواند حركت به سوی اقتصاد مبتنی بر هیدروژن را تسریع كند. تصور كنید برای سوخت گیری خودروتان به سمت جایگاه سوخت رسانی حركت می كنید، دهانه لوله سوخت رسانی را وارد مخزن سوخت خودرو می كنید، اما سوختی كه مصرف می كنید، از نوع سوخت های متداول نیست بلكه هیدروژن است.

هیدروژن گازی بی رنگ و بی بو است كه از سوختن آن فقط بخار آب حاصل می شود كه سریع و بدون هیچ خطری توسط محیط اطراف جذب می شود. یك كیلوگرم از هیدروژن تقریباً سه برابر همین میزان بنزین انرژی آزاد می كند.

و این در حالی است كه هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود! پس جای تعجب نیست كه چرا دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند كه بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده كنند. ال ساكو مدیر مركز تولید مواد پیشرفته تحت جاذبه ضعیف (CAMMP) در دانشگاه نورسسترون بوستون كه زیر نظر ناسا مشغول فعالیت است در این زمینه می گوید: «ده ها شركت از جمله بزرگ ترین شركت های سازنده خودرو، موتورهایی را طراحی كرده اند كه از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می كند. این موتورها بسیار شبیه به موتورهای احتراق داخلی هستند كه ما امروزه به طور گسترده ای از آنها استفاده می كنیم. سلول های سوختی - یكی دیگر از منابع ممكن برای تولید نیرو در خودروها - نیز از هیدروژن استفاده می كنند. برای آنكه استفاده از این فناوری ها در زندگی روزمره ممكن شود، لازم است دانشمندان راهی برای ذخیره سازی و انتقال ایمن هیدروژن بیابند كه از لحاظ هزینه به صرفه بوده و با هزینه های استفاده از بنزین قابل مقایسه باشد.»

اما انجام این كار چندان هم آسان نیست. گاز هیدروژن سبك و فرار است. مولكول های كوچك H2 از طریق روزنه ها و شكاف ها و همچنین از طریق بست ها و شیرها بسیار سریع نشت می كنند و هنگامی كه از این طریق خارج شدند خیلی زود تبخیر می شوند. هیدروژن چهار برابر سریع تر از متان و ده برابر سریع تر از بخارهای بنزین نفوذ می كند. این مسئله در مورد حفظ ایمنی دستگاه از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است چرا كه قطرات هیدروژن بسیار سریع تبخیر شده و در محیط پراكنده می شوند و می توانند ایمنی سیستم را به خطر اندازند. این مسئله می تواند برای هر كسی كه می خواهد گاز هیدروژن را ذخیره كند، دردسرساز شود. هر چند كه هیدروژن مایع بسیار متراكم است و ذخیره سازی آن آسان به نظر می رسد، اما در عین حال ذخیره كردن آن می تواند مشكلاتی را نیز به همراه داشته باشد. هیدروژن حدوداً در دمای 20 درجه كلوین (253 درجه سانتی گراد) مایع می شود. نگهداری از یك مخزن پر از هیدروژن مایع نیازمند استفاده از یك سیستم خنك كننده جانبی سنگین است، فعلاً استفاده از این سیستم ها در خودروهای مسافربری معمولی مقدور نیست. هیدروژن مایع چنان سرد است كه حتی می تواند باعث منجمد شدن هوا نیز شود.

این امر می تواند به مسدود شدن شیرها و اتصالات منجر شود كه افزایش ناخواسته فشار را به همراه دارد. البته ممكن است گفته شود برای مقابله با انجماد هوا از سیستم های عایق كاری استفاده شود، اما این كار نیز مشكلاتی را در پی دارد كه از جمله آنها می توان به افزایش وزن سیستم ذخیره سازی سوخت اشاره كرد. با این تفاسیر چگونه می توان بر مشكلات پیش رو غلبه كرد؟ ساده است: چند قطعه سنگ را در داخل مخزن سوخت قرا دهید. البته در این مورد نمی توان از سنگ های معمولی استفاده كرد بلكه باید از سنگ های ویژه ای كه.(Zeolite) نام دارند استفاده كرد. ساكو در تشریح خواص این سنگ ها می گوید: «زئولیت ها موادی از جنس سنگ هستندكه بسیار متخلخلند و به همین دلیل می توانند به عنوان اسفنج های مولكولی عمل كنند. زئولیت ها در شكل كریستالی خود به صورت شبكه گسترده ای از حفره ها و شكاف های به هم پیوسته در نظر گرفته می شوند كه بسیار شبیه كندوی زنبور عسل است. یك مخزن سوخت كه در ساختار آن از این موارد كریستالی استفاده شده است، می تواند گاز هیدروژن را «در حالت شبه مایع و بدون نیاز به سیستم های خنك كننده سنگین» به دام انداخته و در خود ذخیره كند. ساكو و همكارانش در نظر دارند، با استفاده از كمك های برنامه توسعه تولیدات فضایی ناسا كه در مركز پروازهای فضایی مارشال مستقر است، ایده استفاده از زئولیت ها در مخزن سوخت را عملی سازند. نام زئولیت از كلمات یونانی «Zeo » به معنای جوشیدن و «lithos » به معنای جوشیدن مشتق شده است و معنای تحت اللفظی آن «سنگی كه می جوشد» است. این نام را به این دلیل به این سنگ ها اطلاق می كنند كه هنگامی كه تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند، محتویات خود را خارج می كنند. ساكو طرز كار مخزن های سوخت زئولیت دار كه در دما كنترل می شود را این گونه شرح می دهد: «در ابتدا باید مقداری یون های با بار منفی را به این زئولیت ها بیافزاییم. این یون ها مثل تشتك عمل می كنند، درست مثل درپوش دوات؛ و بدین ترتیب حفره های موجود در شبكه كریستالی را مسدود می كنند. می توان با حرارت دادن زئولیت به میزان بسیار جزیی یون ها را از مقابل این حفره ها به كناری راند. می توان زئولیت ها را از هیدروژن انباشته كرد و سپس دمای آن را به حالت عادی برگرداند، با این كار یون ها به جای قبلی خود برمی گردند و مانع خروج محتویات حفره ها می شوند.»

حدود 50 نوع زئولیت مختلف با تركیب شیمیایی و ساختار كریستالی متفاوت در طبیعت یافت می شود، گذشته از این شیمیدان ها روش ساخت مصنوعی تعداد دیگری از آنها را دریافته اند. كسانی كه گربه دارند ممكن است با این مواد آشنایی داشته باشند. چرا كه از این مواد به عنوان بوگیر در بستر حیوان استفاده می شود. ساكو خاطرنشان می سازد: «با استفاده از زئولیت های موجود می توان مقدار كمی از هیدروژن را ذخیره كرد، اما این مقدار كافی نیست.» پس چه مقدار هیدروژن كافی است؟

تصور كنید دیواره مخزن سوخت خودروی شما توسط سنگ های متخلخل و كریستالی پوشیده شده است و این سنگ ها حدود 40 كیلوگرم وزن دارد. به جایگاه سوخت گیری مراجعه می كنید و متصدی جایگاه حدود 5/3 كیلوگرم هیدروژن را به مخزن پوشیده از زئولیت خودروی شما تزریق می كند.از لحاظ نظری این مقدار هیدروژن، هم از لحاظ وزنی و هم از لحاظ مقدار انرژی ذخیره شده در آن برابر مخزنی پر از بنزین است. ساكو خاطر نشان می سازد: «اگر بتوان كریستال هایی از زئولیت تولید كرد كه بتواند حدود 6 تا 6 درصد از وزن خود را، هیدروژن ذخیره كند، آن وقت یك مخزن زئولیتی پر از هیدروژن می تواند با یك مخزن معمولی پر از بنزین رقابت كند.» با این همه بهترین زئولیت های موجود می توانند فقط 2 تا 3 درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره كنند. در سال 1995 ساكو به عنوان یكی از متخصصین یك ماموریت به وسیله شاتل فضایی، كلمبیا (sts-73) به فضا مسافرت كرد. هدف وی از این ماموریت این بود كه بتواند زئولیت هایی با كیفیت بهتر را در فضا تولید كند. «در محیطهای با گرانش كم، مواد با سرعت بسیار كمتری گرد هم مجتمع می شوند و این اثر باعث می شود كه كریستال های زئولیت به وجود آمده هم بزرگ تر باشند و هم از نظم بیشتری برخوردار شوند.»

كریستال های زئبه منظور مشاهده لینک ها در سایت ثبت نام کنید.ت تولید شده در زمین بسیار كوچك هستند و ضخامت آنها در حدود 2 تا 8 میكرون است. این مقدار حدود یك دهم ضخامت موی انسان است. اما كریستال هایی را كه ساكو توانست در فضا تهیه كند هم ده مرتبه بزرگ تر بودند و هم ساختار داخلی مناسب تری داشتند و این شروع مسرت بخشی بود.

ساكو می گوید: «مراحل بعدی كار را باید در ایستگاه فضایی بین المللی انجام داد.» ساكو و همكارانش یك كوره تولید كریستال های زئولیت ساخته اند، كه در ابتدای سال 2002 در ایستگاه فضایی بین المللی نصب شده است. كن بوور ساكس فرمانده یكی از ماموریت های ایستگاه فضایی بین المللی از این كوره برای تولید چند نمونه از كریستال ها استفاده كرده است. كن در حین كار مجبور بود بعضی از مشكلات غیرمنتظره به وجود آمده هنگام اختلاط محلول های به كار رفته در رشد كریستال ها را حل كند - این امر ارزش حضور انسان در هنگام آزمایشات فضایی را نشان می دهد - اما از آن پس آزمایشات مربوط به این گونه كریستال ها با سرعت كمتری به پیش می رود. ساكو می گوید در مرحله بعد باید كریستال های تولید شده در فضا را به زمین منتقل كرد و آزمایشات مربوطه را روی آنها انجام داد. البته وی خاطرنشان می سازد كه هدف آنها تولید انبوه كریستال های زئولیت در فضا نیست، چرا كه این كار - حداقل فعلاً - مقرون به صرفه نیست. وی می گوید ما فقط می خواهیم دریابیم آیا می توان زئولیت هایی را ساخت كه بتوانند هفت درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره كنند یا خیر؟ اگر بتوان این كار را در فضا انجام داد، آن وقت می توان با اتخاذ تدابیر ویژه ای دریافت كه چگونه همین فرآیند را در زمین به گونه مشابهی انجام داد.

در تمام طول دوره انجام این تحقیقات ساكو در فكر تغییر مصرف سوخت و تحول جهانی از سوخت های فسیلی به سمت سوخت هیدروژنی بود. این ایده رویایی بزرگ است اما می توان به آن دست یافت. زئولیت ها می توانند به عنوان نكته كلیدی برای استفاده از سوخت هیدروژن و رد شدن از سد مشكلات فناوری محسوب شوند. به زودی این ایده فراگیر خواهد شد، آن وقت احتمالاً كسی از شما خواهد پرسید... «آیا در این نزدیكی جایگاه سوخت هیدروژن وجود دارد؟»

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#87 Posted: 13 Dec 2011 08:55

نوترون چیست - آکاایران

هسته ئیدروژن كوچكترین هسته هاست وبار الكتریكی آن 1+ است كه با بار الكتریكی تنها الكترون اتم ئیدروژن در حال تعادل است . درسال 1914 میلادی رادرفرد با اطمینان كامل اظهار داشت كه بار الكتریكی كمتر از آن امكان ندارد . او هسته ئیدروژن را پروتون( proton ) نا میدكه واژه ای است بر گرفته از یك واژه یویانی به معنی نخست .

چنین به نظر می رسد كه هسته اتم های عنصر های دیگر هم در در برابر هر بار الكتریكی مثبت خود دارای یك پروتون است . بنا براین هسته اتم هلیوم 2 پروتون ، هسته اتم كربن 6 پروتون و هسته اتم اكسیژن 8 پروتون دارد و همچنین است هسته اتمهای عنصرهای دیگر .

با این همه این اظهار نظر با همه واقعیتهایی كه هنگام آزمایشهای گوناگون بدست آمده است سازگار نبود مثلا بار الكتریكی هسته اتم هلیوم 2+ بود و می بایست دارای 2پروتون باشد در این صورت جرو آن دو برابر جرم هسته اتم ئیدروژن میشدبه منظور مشاهده لینک ها در سایت ثبت نام کنید.دارای یك پروتون است اما همان طور كه پیش از این گفتیم هسته هلیوم كه عبارت از ذره آلفا است دارای جرمی است كه چهار برابر جرم هسته اتم ئیدروزن است . از اینجا معلوم می شود كه 2 پروتون موجود در هسته اتم فقط هلیوم فقط نصف جرم هسته را تشكیل می دهند پس نصف دیگر جرم هسته از كجاست ؟

این اختلاف میان جرم پروتونها وجرم اتم در همه اتم هایی كه بار الكتریكی انها بیش از1+است وجود دارد . مثلاهسته اتم اورانیوم دارای 92 پرتون است اما جرم آن 238 برابرجرم هسته ئیدروژن است . دانشمندان می كوشیدند تا برای جرم اضافی دلیلی بیابند اما هیچ یك از راه حلهایی كه نشان می دادند مشكل راحل نمی كرد تا اینكه در سال 1932 میلادی (1311 شمسی )جمیز چادویك دانشمند انگایسی پاسخ درست این پرسش را پیدا كرد .

دانشمندان راههایی اندیشیده بودند تا بتوانند مسیر جریان الكترون ها و پروتونها را معلوم كنند بار الكتریكی این ذرات سبب شد كه دور انها را قطره های بسیار ریزآب فرا گیرد ورد قطره های ریز آب در دستگاهی كه اتاقك ابر نامیده می شد مسیر این درات را نشان می داد .

اما هنگامی كه ذرات آلفا به هسته اتم های عنصری به نام بریلیوم برخورد می كردند ، تابشی به می آمد كه دور ذرات آن را قطره های آب فرا نمی گرفت وبه همین سبب مسیر ذرات برای دانشمندان مشخص نمی شد . اما دانشمندان از وجود چنین تابشی مطمئن بودند زیرا وقتی كه این ذرات وارد پارافین می شدند از هسته اتم های پارافین پروتون های جدا می كردند و مشخص كردن مسیر این پرو تونها برای دانشمندان آسان بود . چدویك دریافت كه باید چیزی این پروتون ها را از هسته اتمهای پارافین جدا كرده باشد . پروتون ذره ای است سنگین و با جرم زیاد و چیزی كه آن را از همه جدا می كند باید مانند خودش سنگین باشد الكترونها نمی توانستند پروتون ها را از هسته جدا كنند زیرا خیلی سبك هستند . از طرف دیگر آنچه پروتون ها را از هسته جدا می كرد می بایست ذراتی بدون بار الكتریكی باشند زیرا اگر دا رای بار الكتریكی بودند قطره های ریز آب دور آنها را فرا می گرفت و مسیر آنها مشخص می شد .

بنا بر این چدویك به این نتیجه رسید كه آنچه پروتونها را از هسته اتمهای پارافین جدا می كند ذراتی هستند مانند خود پروتون ها كه بار الكتریكی ندارند این ذرات جدید كه چدویك به وجود آنها پی برد نه بار الكتریكی مثبت داستند ، نه بار الكتریكی منفی . آنها ذراتی بودند خنثی . به همین سبب چدویك آنها را نوترون ( neutron) نامیدند . واژه ای نوترون از یكی از واژه های لاتینی ساخته شده است كه معنی آن نه مثبت است ونه منفیاست .

این كشف جدید مشكل هسته اتم را حل كرد هسته از دو نوع ذره به نامهای پروتون و نوترون تشكیل شده است . هسته اتم هلیوم دارای 2 پروتون و 2 نوترون است در هسته هلیوم بار الكتریكی 2+ به سبب وجود 2 پروتون است . از طرف دیگر جرم 2 پروتون و 2 نوترون در هسته هلیوم سبب می شود كه جرم آن 4 برابر جرم هسته اتم ئیدروژن با شد كه فقط یك پروتون دارد .

این موضوع درباره هسته همه اتم ها درست است یعنی هسته همه اتم ها از پروتون و نوترون تشكیل شده اند . تنها هسته اتم ئیدروژن است كه از یك پروتون تشكیل شده است . هسته اورا نیوم دارای 92 پروتون و 146 نوترون است . بار الكتریكی آن از 92+ است اما جرم آن 238 یعنی مجموع 92 و 146 است . به گفته دیگر جرم هسته اورانیوم 238 برابر جرم یك پروتون است .

هسته همه اتمهای یك عنصر از نظر شماره پروتون ها با یكدیگر برابرند اما شماره نوترون ها ممكن است در همه اتم های یك عنصر برابر نیاشد . مثلا هسته همه اتمهای اورانیوم 92 پروتون دارد ولی در بعضی از اتمهای اورانیوم نوترونها 143 عدد بیشتر نیستند . بار الكتریكی هسته همچنان 92+ است اما جرم آن 235 است یعنی مجموع 143 و92 . به گفته دیگر جرم هسته 235 برابر جرم یك نوترون است .

آموزش و پرورش خراسان

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#88 Posted: 13 Dec 2011 08:55

هیدروژن چیست - آکاایران

هیدروژن یکی از جالب ترین عناصر جدول تناوبی است عدد اتمی اش یک و سبک ترین گاز موجود در طبیعت است عنصری است که برای حل بسیاری از مسائل شیمی نظری کشفش ضروری بوده عنصری است که با از دست دادن تنها الکترونش تبدیل به پروتونی عریان و بدون پوشش می شود و بنابراین شیمی هیدروژن شیمی ویژه ای است و در واقع شیمی یکی از ذرات اساسی است.

مندلیف هیدروژن را عادی ترین عنصر درمیان عناصر عادی می نامد (وی عناصر موجود در تناوبهای کوتاه جدول تناوبی را عادی تلقی می کرد) زیرا این عنصر آغازگر سری عناصر شیمیایی طبیعی بود می توان با واکنش ساده مانند ریختن اسید کلریدریک بر روی براده ی روی مقداری هیدروژن تهیه کرد.

حتی در دورانهای کهن که هنوز شیمی به عنوان علم تلقی نمی شد و کیمیا گران در جستجوی کیمیا بودند اسید کلریدریک، اسید سولفوریک،اسید نیتریک،آهن وروی ، شناخته شده بودند به عبارت دیگر بشر کلیه موادی را که با اثردادنشان بر هم می توانست هیدروژن تهیه کند در اختیار داشت . تنها برای شناختن آن می بایستی واقعه ای رخ دهد . در نوشته های قرنهای دهم تا دوازدهم شمسی / شانزدهم تا هیجدم میلادی گزارشهایی موجود است که نشان می دهد در برخی موارد مانند ریختن اسیدسولفوریک بر روی براده آهن گازی متساعد می شده است که در آن زمان تصور می شد که نوعی هوای قابل اشتعال است . یکی از کسانی که به این نوع هوای اسرار آمیز برخورده است لومونوزوف دانشمند مشهور روسی بوده است . در سال 1124/ 1745 وی رساله ای تحت عنوان « درباره درخشندگی فلزی» نوشت که از جمله مطالبش یکی این بود که :« با حل کردن برخی فلزات پست ، به ویژه آهن ، در الکل اسیدی شده ،بخارات قابل اشتعال از دهانه باز دستگاه آزمایش خارج می شود .... (بنابر اصطلاحات متداول آن زمان ، اسید را الکل اسیدی شده می نامند ) بنابراین ، آنچه که لومونوزوف دیده بود چیزی جز هیدروژن نبوده است . ولی اگر جمله اش را تا آخر بخوانیم ، می بینم که نوشته است ... این بخارات فلوژیستون است . نظر به اینکه انحلال فلز در اسید موجب تولید materia ignea یا بخاری قابل اشتعال می شد ، خیلی مناسب بود که آن را به اینگونه تفسیر کنند که انحلال فلز ، سبب آزاد شدن فلوژیستون می شود . با این عبارت پردازی ، واکنش مزبور منطبق بر « نظریه آتش زایی » می شود . اینک به جا است که با کاوندیش دانشمند ارزنده انگلیسی آشنا شویم وی با تعصب عجیبی به علم گرایش داشت و آزمایشگر برجسته ای بود . وی هرگز در انتشار نتایج تجربه هایش عجله نداشت و گاه سالها می گذشت تا مطلبی منتشر کند بنابراین مشکل است بتوان به طور دقیق معلوم کرد که وی آزاد شدن « هوای قابل اشتعال» را در چه تاریخ مشاهده کرده است .

نکته ای که در این مورد معلوم است ، انتشار مطلبی در سال 1145 شمسی / 1766 میلادی تحت عنوان «آزمایشهایی با هوایی مصنوعی» بود که یکی از موضوعات اساسی را در پژوهش های شیمی هوایی تشکیل داد . در عین حال به نظر می رسد که آن تجربیات بر اثر پافشاری بلاک انجام شده باشد . « هوای ثابت » توجه کاوندیش را جلب کرده بود و در نتیجه وی تصمیم گرفته بود ببیند آیا نوع دیگری از هوای مصنوعی وجود دارد یا خیر . در این بررسیها او اشاره به نوع دیگری از هوا می کرد که در ترکیبات وجود دارد و به طور مصنوعی قابل جدا کردن از آنها است . ولی می دانست که هوای قابل اشتعال را درموارد متعدد دیده اند و خودش هم به همان روش یعنی اثر دادن اسید سولفوریک و اسید کلرئیدریک بر آهن ، روی و قلع ، به تهیه آن مبادرت ورزید . با انجام این آزمایشها ،وی نخستین فردی بود که ثابت کرد که در همه موارد یاد شده نوع مشابهی هوا یعنی «هوای قابل اشتعال » را مورد توجه قرار می گیرد . کاوندیش به عنوان پیرو «نظریه آتش زایی » تنها به یک نوع تفسیر در باره طبیعت ماده اعتقاد داشت . بنابراین او هم مانند لومونوزوف، این ماده را فلوژیستون نامید . وقتی وی درباره خواص «هوای قابل اشتعال » بررسی می کرد ، مطمئن بود که مشغول بررسی خواص «فلوژیستون » است . او ضمن کارهایش به این نتیجه رسیده بود که فلزات مختلف ، حاوی نسبت های مختلفی از «هوای قابل اشتعال » هستند .بنابراین به «هوای ثابت »مورد اداعای بلاک ، «هوای قابل اشتعال » کاوندیش هم اضافه شد . به طور خلاصه آن دو دانشمند چیز تازه ای کشف نکرده اند و فقط توانستند مشاهدات گذشتگان را جمع بندی کنند . اما همین جمع بندیها سبب پیشرفت چشمگیری در تاریخ دانش بشری شد .«هوای ثابت » و «هوای قابل اشتعال» با یکدیگر و با هوای معمولی تفاوت داشتند.«هوای قابل اشتعال » به طور اعجاب آور سبک وزن بود .کاوندیش متوجه شد که فلوژیستونی که به دست آورده است ، دارای جرم است. وی نخستین فردی بود که کمیت چگالی را برای اندازه گیریهای مربوط به گازها معرفی کرد . وقتی چگالی هوا را برابر واحد فرض کرد ، برای چگالی «هوای قابل اشتعال» مقدار 9./. و برای چگالی «هوای ثابت » مقدار 75/1 بدست آورد . اما در اینجا میان کاوندیش تجربه گر و کاوندیش طرفدار «نظریه آتش زایی» اختلاف بروز کرد زیرا با توجه به این که «هوای قابل اشتعال » دارای جرم است ،به همین وجه نمی توان آن را فلوژیستون خالص تلقی کرد .به عبارت دیگر فلزاتی که هوای قابل اشتعال را از دست می دهند ، اجبارا باید دستخوش کم شدن جرم هم بشوند کاوندیش برای رفع این تناقض ، فرضیه ای بی محتوا به این شرح ابراز داشت :«هوای قابل اشتعال » مجموعه ای از فلوژیستون و آب است . حاصل آن فرضیه این بود که بلاخره در ترکیب «هوای قابل اشتعال » هیدروژن ظاهر شد .

نتیجه آشکار این است که گر چه کاوندیش «هوای قابل اشتعال »را وزن کرد ، خواصش را شرح داد و آن را نوع ویژه ای از «هوای مصنوعی » دانست ،ولی او هم مانند پیشینیانش به ماهیت این ماده پی نبرد . به عبارت دیگر کاوندیش بدون آگاهی از واقیعت ماده ای را که به دست آورده بود به عنوان فلوژیستون مورد مطالعه قرار داد ، نه به عنوان عنصر شیمیایی جدید و علت این اشتباه ، پایبند بودنش به «نظریه آتش زایی » بود . وقتی وی متوجه شد که خواص «هوای قابل اشتعال » مغایر با آن نظریه است «فرضیه ای که به اندازه نظریه گفته شده گمراه کننده بود ، ارائه داد.

بنابراین اگر بگوییم «هیدروژن را کاوندیش دانشمند انگلیسی در سال 1145 /1766 کشف کرده است» ، حرف نادرستی زده ایم . درمقایسه با دیگران ، کاوندیش روشهای تهیه و نیز خواص « هوای قابل اشتعال » را با جزئیات بیشتری شرح داده است . در هر حال ولی در عین حال نمی دانست چه کار می کند و طبیعت عنصری هوای قابل اشتعال بر او روشن نشده بود . ولی نمی توان گناه را به گردن این دانشمند گذاشت ، بلکه باید گفت که شیمی هنوز به آن درجه از کمال که چنین پیش بینی هایی داشته باشد ،نرسیده بود . سالها گذشت تا سرانجام هیدروژن واقعا هیدروژن شد و جای شایسته اش را در شیمی اشغال کرد نام لاتین آن hydrogenium از دو کلمه یونانی hydro وgennac به معنی « آب زا » گرفته شده است . این نام را لاووازیه درسال 1158 / 1779 پس از معلوم شدن ترکیب آب ،پیشنهاد کرد . حرفH به عنوان علامت شیمیاییش توسط برزلیوس پیشنهاد شده است . هیدروژن از جهت اینکه ایزوتوپهایش هم از نظر خواص فیزیکی با هم متفاوتند و هم از نظر خواص شیمیایی ، عنصری منحصر به فرد است . زمانی این تفاوت ها برخی دانشمندان را واداشت که ایزوتوپهای هیدوژن را به عنوان عناصر جداگانه ای تلقی کنند و برایشان جای ویژه ای در جدول تناوبی پیدا کنند .بنابراین تاریخچه کشف ایزوتوپهای هیدروژن همانند تاریخچه خود هیدروژن جالب توجه است .

جستجوی ایزوتوپهای هیدروژن در دهه اول ن حاضر شمسی /دهه سوم قرن حاضر میلادی آغاز شد ولی همه کوششها ناکام ماند و نتیجه گیری کردند که هیدروژن ایزوتوپ ندارد . در سال 1310/ 1931 پیشنهاد شد که هیدروژن باید دارای ایزوتوپی به عدد جرمی 2 باشد . نظر به اینکه چنین ایزوتوپی جرمش دو برابر هیدروژن است ، دانشمندان برای جدا کردن هیدروژن سنگین به روشهای فیزیکی متوسل شدند. در سال 1311 /1932 سه نفر دانشمند آمریکایی به نامهای یوری ، بریکود و مورفی هیدروژن مایع را تبخیر کردند و با مطالعه باقی مانده تبخیر به روش طیف سنجی ،ایزوتوپ سنگین را در آن یافتند .وجود هیدروژن سنگین در هوای جو در سال 1320/1941محقق شد.نام دوتریوم deuterium از کلمه یونانی deuteron به معنی «دومین یا یکی دیگر » گرفته شده است . ایزتوپ دیگر با عدد جرمی سه به نام تریتیوم( مشتق از کلمه یونانی tritos به معنی سومین ) رادیواکتیو است و در سال 1313 /1934 توسط سه دانشمند انگلیسی به نامهای اولیفانت ،هارتک و رادرفوردشناخته شده است . به ایزوتوپ اصلی هیدروژن نام پروسیوم نیز داده اند .این تنها موردی است که ایزوتوپهای یک عنصر نامها و علامتهای شیمیایی متفاوت دارند (hوt و d).99/99 درصد همه هیدروژنها از پروسیوم است و بقیه اش دوتریوم می باشد.

آموزش و پرورش خراسان

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#89 Posted: 13 Dec 2011 08:56

کربن و ترکیبات آن - آکاایران

کربن
کربن عنصری شیمیائی در جدول تناوبی است، با نشان C و عدد اتمی ۶. کربن عنصری غیر فلزی و فراوان، چهارظرفیتی ودارای سه آلوتروپ می‌‌باشد:
الماس (سخت‌ترین کانی شناخته شده)
گرافیت(یکی از نرم‌ترین مواد)
Covalend bound sp1 orbitals are of chemical interest only

فولریت (فولرین ها، مولکولهایی در حد بیلیونیوم متر هستند که در شکل ساده آن، 60 اتم کربن یک لایه گرافیتی با ساختمان 3 بعدی منحنی، شبیه به روروئک (روروئکی که قسمت جلوی آن مانند چوب اسکی خم شده)، تشکیل می‌‌دهند .

دوده چراغ از سطوح کوچک گرافیت تشکیل شده. این سطوح بصورت تصادفی توزیع شده، به همین دلیل کل ساختمان آن همسانگرد (ایزوتروپیک) است.

چنین کربنی همسانگرد و مانند شیشه محکم است. لایه‌های گرافیت آن مانند کتاب مرتب نشده اند، بلکه مانند کاغذ خرد شده می‌‌باشند.

الیاف کربن شبیه کربن شیشه‌ای می‌‌باشند. تحت مراقبتهای ویژه (کشیدن الیاف آلی و کربنی کردن) می‌توان لایه‌های صاف کربن را در جهت الیاف مرتب کرد. هیچ لایه کربنی در جهت عمود بر محور الیاف قرار نمی‌گیرد. نتیجه الیافی با استحکام بیشتر از فولاد می‌‌باشد . کربن در تمامی جانداران وجود داشته و پایه شیمی آلی را تشکیل می‌‌دهد.همچنین این غیرفلز ویژگی جالبی دارد که می‌تواند با خودش و انواع زیادی از عناصر دیگر پیوند برقرار کند(تشکیل دهنده بیش از ده میلیون ترکیب).در صورت ترکیب با اکسیژن تولید دی اکسید کربن می‌کند که برای رویش گیاهان، حیاتی می‌‌باشد.در صورت ترکیب با هیدروژن ترکیبات مختلفی بنام هیدرو کربنها را بوجود می‌‌آورد که به شکل سوختهای فسیلی، در صنعت بسیار بنیادی هستند. وقتی هم با اکسیژن و هم با هیدروژن ترکیب گردد ،گروه زیادی از ترکیبات را از جمله اسیدهای چرب را می‌‌سازند که برای حیات و استر، که طعم دهنده بسیاری از میوه‌ها است، ضروری است.ایزوتوپ C-14 به طور متداول در سن یابی پرتوزایشی کاربرد دارد.

ویژگیهای درخور نگرش
کربن به دلایل زیادی قابل توجه است. اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم‌ترین (گرافیت) و یکی از سخت‌ترین (الماس) مواد شناخته شده توسط انسان می‌‌باشد. افزون بر این، کربن میل زیادی به پیوند با اتمهای کوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن، داشته و اندازه بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را بوجود می‌‌آورد. این خصوصیات باعث شکل گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده است .ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمین می‌‌سازند و چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشید و ستارگان دیگر را تأمین می‌کند.

کربن در اثر مهبانگ (انفجار بزرگ آغازین) حاصل نشده، چون این عنصر برای تولید نیاز به یک برخورد سه مرحله‌ای ذرات آلفا (هسته اتم هلیم) دارد. جهان در ابتدا گسترش یافت و به چنان به سرعت سرد شد که امکان تولید آن غیر ممکن بود. به هر حال، کربن درون ستارگانی که در رده افقی نمودار H-R قرار دارند، یعنی جائی که ستارگان هسته هلیم را با فرایند سه گانه آلفا به کربن تبدیل می‌کنند، تولید شد.

کاربردها
کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده است و تا آنجا که می‌‌دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت(به برتر پنداری کربن مراجعه کنید).عمده‌ترین کاربرد اقتصادی کربن، فرم هیدروکربنها می‌‌باشد که قابل توجه‌ترین آنها سوختهای فسیلی، گاز متان و نفت خام است.نفت خام در صنعت پتروشیمی برای تولید محصولات زیادی از جمله مهم‌ترین آنها بنزین، گازوئیل و نفت سفید بکار می‌رود که از طریق فرآیند تقطیر در پالایشگاهها بدست می‌‌آیند. از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی، که بسیاری از آنها در مجموع پلاستیک نامیده می‌شوند، شکل می‌گیرد.

دیگر کاربردها :

ایزوتوپ C-14 که در 27 فوریه 1930 کشف شد در سن یابی کربن پرتوزا مورد استفاده است.
گرافیت در ترکیب با خاک رس به‌عنوان مغز مداد بکار می‌رود.
الماس جهت تزئین ونیز در مته‌ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده است کاربرد د ارد.
برای تولید فولاد، به آهن کربن اضافه می‌کنند.
کربن در میله کنترل در واکنشگاه‌های اتمی بکار می‌رود.

گرافیت به شکل پودر و سفت شده به‌عنوان ذغال چوب برای پخت غذا ،در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
قرصهای ذغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند.
خصوصیات ساختمانی و شیمیایی فولرن به شکل ریزتیوب کربن، کاربردهای بالقوه امیدوار کننده‌ای در رشته در حال شکل گیری نانوتکنولوژی ذارد.

تاریخچه
کربن (واژه لاتین carbo به معنی زغال چوب) در دوران پیشاتاریخ کشف شد و برای مردم باستان که آن را از سوختن مواد آلی در اکسیژن ضعیف تولید می‌‌کردند، آشنا بود.(تولید [زغال چوب]]).مدت طولانی است که [الماس] به‌عنوان ماده‌ای زیبا و کمیاب به حساب مبه منظور مشاهده لینک ها در سایت ثبت نام کنید.‌آید. فولرن ،آخرین آلوتروپ شناخته شده کربن در دهه 80 به‌عنوان محصولات جانبی آزمایشات پرتو مولکولی کشف شدند.

دگرگونه‌ها (آلوتروپها)

نمودار فازی کربن
تاکنون چهار شکل گوناگون از کربن شناخته شده است: غیر متبلور(آمورف)، گرافیت، الماس و فولرن .

کربن در نوع غیر بلورین آن اساسا گرافیت است اما بصورت ساختارهای بزرگ بلورین وجود ندارد.این شکل کربن، بیشتر بصورت پودر است که بخش اصلی موادی مثل ذغال چوب و سیاهی چراغ (دوده) را تشکیل می‌‌دهد. در فشار و دمای اتاق کربن به شکل گرافیت پایدارتر است که در آن هر اتم با سه اتم دیگر بصورت حلقه‌های شش وجهی- درست مثل هیدروکربنهای معطر - به هم متصل شده اند. هردو گونه شناخته شده از گرافیت، آلفا (شش ضلعی) و بتا (منشور شش وجهی که سطوح آن لوزی است) خصوصیات فیزیکی همانند دارند تنها تفاوت آنها در ساختار بلوری آنها می‌‌باشد. گرافیتهای طبیعی شامل بیش از 30% نوع بتا هستند در حالیکه گرافیتهای مصنوعی تنها حاوی نوع آلفا می‌‌باشند. نوع آلفا از طریق فرآوری مکانیکی می‌تواند به بتا تبدیل شود و نوع بتا نیز براثر دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد دوباره بصورت آلفا بر می‌گردد.

گرافیت به سبب پراکندگی ابر pi هادی الکتریسیته است. این ماده نرم بوده و ورقه‌های آن که اغلب به‌وسیله اتمهای دیگر تفکیک شده اند، تنها به‌وسیله نیروهای وان در والس به هم چسبیده‌اند به گونه‌ای که به راحتی یکدیگر را کنار می‌‌زنند.

در دما و فشارهای خیلی بالا کربن به صورت الماس پایدار است که در آن هر اتم با چهار اتم دیگر پیوند دارد.الماس ساختار مکعبی همانند سیلسیم و ژرمانیم دارد و (به سبب نیروی پیوندهای کربن – کربن) با نیترید بور هم‌الکترون(BN) در کنارهم بوده و سخت ترین جسم از نظر مقاومت در برابر سایش به شمار می‌رود. تبدیل الماس به گرافیت در حرارت اتاق به قدری کند است که محسوس نیست. در برخی شرایط کربن به شکل لونسدالیت (lonsdalite) متبلور می‌شود که مشابه الماس ولی شش ضلعی است. فولرین ساختاری مثل گرافیت دارد اما بجای بخش‌های تماما" شش ضلعی، حاوی پنج ضلعیها (یا احتمالا" هفت ضلعیهای) اتمهای کربن نیز می‌‌باشند که ورقه را به شکل کره، بیضی یا استوانه بوجود می‌‌آورند. ویژگیهایی از فولرین با نام فولرین باکمینستر (buckminsterfullerene) هم نامیده می‌شوند هنوز بخوبی بررسی نشده اند. اینگونه ساختار را به گونه کوتاه شده، گلوله‌های باکی (buckyballs) هم نامیده اند. کل نامگان فولرین برگرفته از نام باکمینستر فولر (Buckminster Fuller)، توسعه دهنده گنبد میله‌ای می‌‌باشد که از ساختار گلوله‌های باکی تقلید کرد.

پیدایش
تقریبا" ده میلیون ترکیبات کربنی که برای دانش شناخته شده‌اند وجود دارد که هزاران نوع آنها در فرآیندهای حیاتی و واکنشهای آلی بسیار مهم اقتصادی، ضروری می‌‌باشند.این عنصر به مقدار فراوان در خورشید، ستارگان، ستاره‌های دنباله دار و نیز در جو بیشتر سیارات یافت می‌شود.بعضی از شهابسنگها حاوی الماسهای میکروسکپی هستند که در زمانیکه منظومه شمسی هنوز یک دیسک گازی شکل بود شکل گرفته اند.کربن به صورت ترکیب با سایر عناصر در جو زمین وجود دارد و در همه گونه آب حل می‌شود.کربن به همراه مقادیر کمتر کلسیم، منیزیم و آهن، عنصر اصلی سازنده جرم زیادی از سنگ کربنات (سنگ آهک، دولمیت، سنگ مرمر و ...) می‌‌باشد. این عنصر در صورت ترکیب با هیدروژن تولید ذغال سنگ، نفت خام و گاز طبیعی می‌کند که آنها را هیدرو کربن می‌‌نامند. گرافیت به مقدار فراوان در نیویورک و تکزاس، امریکا، روسیه، مکزیک، گرینلند و هند یافت می‌شود. الماس طبیعی در کیمبرلیت معدنی موجود درچینه‌ها یا ستونهای سنگهای آذرین یافت می‌شوند.بیشترین الماس در افریقا بویژه افریقای جنوبی، نامیبیا، بوتسوانا، جمهوری کنگو و سیرالئون وجود دارد. همچنین کانادا، قسمت‌های قطبی روسیه، برزیل و بخش‌های غربی و شرقی استرالیا دارای الماس می‌‌باشد.

ترکیبات غیر آلی

معروف‌ترین اکسید کربن، دی اکسید کربن (CO2) است که به مقدار کمتری در اتمسفر زمین وجود دارد. این اکسید توسط موجودات زنده، و برخی موارد دیگر تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. آب مقدار کمی اسید کربنیک تولید می‌کند اما دی اکسید کربن مانند بیشتر ترکیباتی که دارای پیوندهای ساده چندگانه با اکسیژنهای روی یک کربن هستند، ناپایدار است. به هر حال، از طریق این واسطه، یونهای کربنات با تشدید تثبیت شده، بوجود می‌‌آیند. تعدادی از مواد معدنی مهم، کربناتها هستند که معروف‌ترین آنها کلسیت است. دی سولفید کربن، (2 CS)، هم مانند آن می‌‌باشد.

اکسیدهای دیگر آن، مونوکسید کربن (CO) و زیراکسید (suboxide) نادر C3O2 هستند.مونوکسید کربن که گازی بی رنگ و بی بو است به‌وسیله اکسیده شدن ناقص بوجود می‌آید.هر یک از این مولکولها دارای یک پیوند سه گانه و نسبتا" قطبی هستند که ناشی از تمایل به یک پیوند دائمی با مولکولهای هموگلوبین می‌‌باشد به طوریکه این گاز بسیار سمی است. سیانید (CN-) دارای ساختار و رفتاری بسیار شبیه به یون هالید بوده و نیترید سیانوژن (CN2) نیز به آن مربوط است .

کربن با فلزات قوی، کاربید C- , و یا استیلید C22- ; بوجود می‌‌آورد که با متان و استیلن همراه بوده و هر دوی آنها اسیدهای به طور باور نکردنی پائتیک اسید هستند. در کل ،کربن با الکترو نگاتیوی 5/2 به تشکیل پیوندهای کووالانسی تمایل دارد. تعداد کمی از کاربیدها مثل کربوراندوم و Sic، که شبیه الماس می‌‌باشند، بصورت شبکه‌های کوالانسی هستند.

زنجیره کربن
در ساختار اتمی هیدروکربنها، گروهی از اتمهای کربن (اشباع شده با اتمهای هیدروژن) تشکیل یک زنجیره می‌‌دهند.روغنهای فرار زتجیره‌های کوچک تری دارند.چربیها دارای زنجیره‌های بلندتر و پارافینها زنجیره‌هایی بی‌اندازه بلندی دارند .

چرخه کربن
فرآیند مداوم ترکیب و آزادسازی کربن و اکسیژن که در آن انرژی و حرارت ذخیره و دفع می‌شود را چرخه کربن می‌گویند.فروگشت (کاتابولیسم) + فراگشت (آنابولیسم) = دگرگشت (متابولیسم). (واژه‌ها از فرهنگستان زبان و ادب فارسی). به چرخه کربن مراجعه کنید

ایزوتوپها
اتحادیه بین المللی شیمی کاربردی و محض در سال 1961 ایزوتوپ کربن- 12 را برای اوزان اتمی اتخاذ کرد.کربن- 14 رادیوایزوتوپی است با نیمه عمر 5715 سال و برای تاریخ یابی رادیو کربن چوب، نقاط باستان‌شناسی و نمونه‌ها کاربرد بسیار زیادی دارد. کربن دارای دو ایزوتوپ پایدار طبیعی می‌‌باشد: (C-12(%98.89 و C-13(%1.11) .نسبت این ایزوتوپها در؟ به نسبت الگوی VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite from the Peedee Formation of South Carolina). d C-13 در اتمسفر 7 -؟ است است. هنگام فتوسنتز، کربنی که در بافت گیاه تثبیت می‌شود، به طور قابل ملاحظه‌ای به C-13 موجود در جو بستگی دارد.

دو حالت برای توزیع مقادیر dC-13 در گیاهان خشکی وجود دارد که ناشی از تفاوتهایی است که گیاهان در واکنشهای فتوسنتز بکار می‌‌برند.بیشتر گیاهان خشکی، گیاهان مسیر C3 هستند و دارای ارزشهای dC-13 بوده که بین 24- و 34- قرار دارند(؟).دومین گروه از گیاهان (گیاهان مسیر C4) می‌‌باشند که ترکیبی از گیاهان آبی، صحرایی، شوراب زار و مرغزارهای استوایی هستند، و دارای ارزشهای dC-13 بین 6- و 19- می‌‌باشند. یک گروه واسطه (CAM plants)، متشکل از جلبک و گلسنگ، دارای ارزشهای dC-13 می‌‌باشد که بین 12- و 23-؟ هستند. dC-13 گیاهان و موجودات زنده داده‌های سودمندی درباره مواد مغذی و ارتباطات شبکه غذایی ارائه می‌کند.

هشدارها
ترکیبات کربن گستره وسیعی از آثار سمی دارند.مونوکسید کربن (C O) موجود در اگزوز موتورهای درون‌سوز و سیانید (CN) که گاهی اوقات در آلودگیهای معدنی وجود دارد برای پستانداران بسیار سمی هستند. بسیاری از ترکیبات دیگر کربن نه تنها سمی نیستند بلکه در واقع برای زیست ضروری می‌‌باشند.گازهای آلی مثل اتیلن (H2C=CH2) و اتان و (HCCH)، و متان (CH4) در صورت مخلوط شدن با هوا قابلیت انفجار و اشتعال خطرناکی پیدا می‌کنند.

آموزش و پرورش خراسان

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#90 Posted: 13 Dec 2011 08:57

بررسی ترکیبات جیوه - آکاایران

كارن وترهان یك پروفسور بین المللی شیمی و یك محقق ماهر در زمینه اثر فلزات سنگین بر روی سیستم های زنده و بویژه نقششان در ایجاد سرطان بود . اما خود او سراب جام قربانی یك فلز سنگین سمی شد .

او در حال مطالعه طریقه ی اثر كردن یونهای جیوه بر پروتئینهای تعمیر كننده DNA بود و Hg(CH3)2 را به عنوان یك ماده مرجع استاندارد برای اندازه گیری 199Hg NMR بكار برد.

وترهان از سمی بودن بسیار جیوه آگاه بود و برای همین اقدامات احتیاطی لازم را بكار برد ،‌در حالیكه عینك ایمنی می زد و از دست كش های لاستیكی استفاده می كرد آزمایش را در زیر یك هود انجام می داد و تنها با مقادیر كوچك ماده ی جیوه ای كار میكرد.

دی متیل جیوه در یك سل شیشه ای بسته شده قرار گرفت .یكی از همكارانش برای كاهش اثر فراریت این ماده ،‌سل را در آب یخ سرد می كرد . وترهان یك نمونه ی كوچك را با پیپت به لوله NMR

انتقال داد ،‌ظرف را بست ،‌لوله ها را برچسب زد و دستكش های لاستیكی اش را به خوبی شستشو داد و دور انداخت . كمتر از یكسال او به واسطه اثر جیوه ی سمی كشته شد !!!

چرا او مرد؟

وترهان بعد ها به یاد ‌آورد كه یك قطره ( احتمالا بیشتر ) از دی متیل جیوه بر روی دستكشهایش ریخته است. متعاقبا آزمایشها نشان داد كه این قطره توانسته از دستكش نفوذ كند و ظرف مدت 15 ثانیه وارد پوستش شده است . امروزه هنگام كار كردن با تركیبات سمی این چنینی از دستكشهایی كه یك ورقه مقاوم دارند در زیر یك جفت دستكش های آستین دار نئوپرن استفاده میكنند.

در ژانویه 1997 وترهان از ظهور علایم معینی نظیر لرزش انگشتان دست و پا و لكنت زبان نگران شد .

سپس مشكلاتی از بابت تعادلش آغاز شد و زمینه دیدش كم شد . جیوه سمی در 28 ژانویه 1997 تشخیص داده شد . آزمایشها معلوم كردند كه میزان جیوه خون، 4000 میكروگرم بر لیتر است كه 80 برابر آستانه سمی بودن است . دو هفته بعد او به حالت اغما رفت و مرگ او در 8 ژوئن 1997 رخ داد .

دی متیل جیوه :

دی متیل جیوه در دمای اتاق مایع است و بوی كمی شیرینی دارد . در فشار اتمسفر نقطه جوشش

92 0C است و دانسیته اش (‌چگالی )‌96/2 گرم بر سانتیمتر مكعب است . دی متیل جیوه از نظر شكلی ساختار خطی دارد و شبیه بسیاری از سیستمهای HgX2است . (‌طول پیوند Hg – C برابر

083/2 انگستروم است)

دی متیل جیوه یكی از قویترین سموم اعصاب شناخته شده است . این ماده به راحتی از سد خون – مغز می گذرد و شاید منجر به تشكیل یك كمپلكس متیل جیوه سیستئین شود . این تركیب سبب اختلال حسی ،‌فقدان تعادلی و تغییر در حالت روانی میشود .

به طور كلی جیوه یك اسید نرم است بنابراین با اتمهای دهنده ی براحتی قطبش پذیر در بازهای نرم پیوند می شود .این به یون جیوه تمایل زیادی برای پیوند با گوگرد و لیگاندهای حاوی اتم گوگرد را می دهد .بنابراین هنگامی كه وارد بدن شد به گروههای تیول آنزیمها حمله می كند و از عملكرد آنها جلوگیری میكند.

Zeise اولین لیگاند های مركاپتان را ساخت و نامشان را بر اساس عبارت لاتین Mercurium captans (‌تسخیر كننده و اسیركننده ی جیوه Capturing mercury ) ابداع كرد.

سنگ معدن اصلی جیوه سولفور سیماب HgS است . كه از معادن مهمی نظیر Almaden در اسپانیا و

Idria و Serbia و Monte Amiata در ایتالیا استخراج میشود. در زمان رومی ها جنایتكارانی كه به كار در معادن جیوه محكوم میشدند به دلیل خاصیت سمی جیوه طول عمر كوتاهی داشتند. در حقیقت به نوعی این مجازات مرگ برای ایشان بود .Pliny علائم جیوه سمی را در قرن اول میلادی شرح داد .شنگرف یا سولفورسیماب بعنوان یك دانه ی رنگی و به طور گسترده در جهان باستان به كار میرفت.

آموزش و پرورش خراسان

صفحه 9 از 11: « پیشین 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 پسین »

علم و دانش /

پرو‍ژه

برای دسترسی به این قسمت میبایست عضو انجمن شوید. درصورتیکه هم اکنون عضو انجمن هستید با استفاده از نام کاربری و کلمه عبور وارد انجمن شوید. در صورتیکه عضو نیستید با استفاده از این قسمت عضو شوید.

↑ بالا