خصلت کوالانسی پیوند در آهن ۳ اکسید بیشتر است یا در آهن ۲ اکسید؟

در یونهای مثبت یک اتم هر چه بار مثبت یا عدد اکسایش یون مثبت افزایش یابد ان یون در مواجهه با یونهای منفی قدرت باز پس گیری الکترون بیشتری دارد یعنی قطبش کننده تر است وخصلت پیوند کوالانسی تر میشود پس Fe2O3 کوالانسی تر است.

حفاظت اهن از خوردگی حفاظت کاتدی

حفاظت آندی نوعی حفاظت است که برای فلزاتی که از حالت فعال به غیر فعال تبدیل می شوند انجام می دهند در این روش لایه محافظی بر روی فلز تشکیل می شود که از خوردگی جلوگیری می کند در این روش پتانسیل را کاهش می دهیم و قطب منفی منبع را به فلز وصل می کنند. حفاظت آندی را برای فلزات خاصی می توان انجام داد که نمودار اکتیو- پسیو دارند و پر هزینه تر از حفاظت کاتدی می باشد.

 حفاظت آندی از جمله روشهای کنترل خوردگی است که با استفاده از تغییر پتانسیل سطح صورت می گیرد. با نگه داشتن پتانسیل فلز در محدوده روئین بوسیله اعمال جریان خارجی سطح فلز یا آلیاژ در برابر محیط روئین شده و تحت حفاظت قرار می گیرد. خوردگی و حفاظت نمونه های فولاد ساده کربنی در اسید سولفوریک با غلظت های بالا در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بوسیله اطلاعات بدست امده از آزمایش های پلاریزاسیونتانسیواستاتیک (E-Log i) ومنحنی های پتانسیواستاتیک (I-t) اثر پارامترهای زمان، پتانسیل، غلظت و دما بر روی حفاظت آندی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با کاهش غلظت (از 98 درصد به 92 درصد) و افزایش دما سرعت خوردگی، افت نهایی جریان در پتانسیل حفاظت زیاد شده است. ترکیب شیمیایی لایه روئین بوسیله E.D.A.X , X.R.D نیز مورد بررسی قرار گرفته است. ترکیب لایه بصورت سولفات آهن با مقداری آب تبلور متفاوت (در غلظت های مختلف) می باشد.

برای دیدن ادامه بحثاینجا کلیک کنید

عدد کوانتومی مغناطیسی اسپینی

الکترون در اتم ، علاوه بر این که تحت تاثیر نیروی جاذبه هسته ، به دور آن می‌‌چرخد، دارای یک حرکت چرخشی به دور خود نیز می‌‌باشد. این نوع چرخش را اصطلاحا اسپین الکترون می‌‌گویند. «اسپین» واژه انگلیسی (Spin) است که به معنای چرخش می‌‌باشد.

می‌‌دانیم که کره زمین دارای دو نوع حرکت وضعی و انتقالی است. حرکت انتقالی آن به دور خورشید بوده و حرکت وضعی به دور خودش می‌‌باشد. هر یک از این دو نوع حرکت ، دارای اندازه حرکت زاویه‌ای مخصوص به خود هستند که در مورد حرکت انتقالی ، اندازه حرکت زاویه‌ای مداری و در مورد حرکت وضعی ، اندازه حرکت زاویه‌ای اسپینی می‌‌گویند، بدیهی است که اندازه حرکت زاویه‌ای کل برابر با مجموع این دو اندازه حرکت است.

تائید تجربی اسپین الکترون

اگر مدلی را در نظر بگیریم که زمین فقط یک نقطه مادی باشد، انتساب تکانه زاویه‌ای به آن بی‌معنی خواهد بود، اما در مدل دیگری که زمین را با ابعاد محدود در نظر می‌‌گیریم، وجود اندازه حرکت زاویه‌ای اسپینی نیز امکان پذیر است. لذا اگر این قضیه را در مورد مدل اتمی ‌بوهر بکار ببریم، با این فرض که الکترون یک بار نقطه‌ای نبوده، بلکه یک کره کوچک فرض شود، در این صورت الکترون علاوه بر اندازه حرکت زاویه‌ای مداری دارای اندازه حرکت زاویه‌ای اسپینی نیز خواهد بود.

بنابراین باید جابجایی در ترازهای انرژی اتمها و نیز در طول موج خطوط طیفی که از اتمها گسیل می‌‌شود، ظاهر شود که مربوط به اسپین الکترون باشد. در طیف سنجهای دقیق چنین جابجائی‌هایی دیده شده‌اند. این نوع آزمایشها و نیز شواهد تجربی دیگر نشان می‌‌دهند که الکترون ، تکانه زاویه‌ای و گشتاور مغناطیسی دارد که به حرکت آن بر مدار پیرامون هسته مربوط نبوده، بلکه به ذات ذره مربوط است .

 

ویژگیهای اندازه حرکت زاویه‌ای اسپینی

تکانه زاویه‌ای یا اندازه حرکت زاویه‌ای اسپینی الکترون را با S نشان می‌‌دهند. مانند اندازه حرکت زاویه‌ای مداری ، این کمیت نیز کوانتیده است. بنابراین در میدان مغناطیسی ، S هر جهتی را اختیار نمی‌‌کند و فقط مجاز است در جهتهایی قرار گیرد که مولفه آن در امتداد میدان مغناطیسی (اگر میدان مغناطیسی در جهت z فرض شود) ، مضرب 2/1+ یا 2/1- داشته باشد.

اسپین الکترون در مکانیک کوانتومی

در مکانیک کوانتومی ‌که تابع موج جانشین مدارهای بوهر می‌‌شود، ارائه تصویری از چرخش الکترون غیر ممکن است. اگر توابع موج الکترون را مانند توده‌های ابری تصور کنیم که پیرامون هسته قرار گرفته‌اند، می‌‌توان تعداد بی‌شماری پیکان بسیار کوچک را در نظر مجسم کرد که در درون توده ابری پراکنده‌اند و همگی در یک راستا ، z+ یا z- ، امتداد هستند. البته آنچه گفته شد یک تصور خیالی است و امیدی به دیدن ساختار اتمی ‌وجود ندارد. چون ابعاد آن هزاران مرتبه از طول موجهای نورمریی کوچکتر است. همچنین برهمکنش فوتونها با اتم ، ساختاری را که رویت آن مورد نظر است را بشدت تغییر می‌‌دهد.

در هر حال ، مفهوم اسپین الکترون با آزمایشهای متعدد تجربی مورد تائید قرار گرفته است و در مکانیک کوانتومی ‌برای مشخص کردن عدد کوانتومی ‌جدیدی به نام عدد کوانتومی ‌اسپینی الکترون در نظر گرفته می‌‌شود.

حرکت اسپینی دو حالت دارد و ما یکی را در جهت ساعت و دیگری عکس جهت ساعت در نظر می گیریم.

حرکت اسپینی توصیف خاصیت مغناطیسی حاصل از حرکت الکترون حول محور خود است . اسپین یکی از ویژگی های بنیادی ذرات زیراتمی است که معادل کلاسیک ندارد و یک خاصیت کوانتومی بشمار می‌آید. نزدیک ‌ترین خاصیت کلاسیک به اسپین اندازه‌ حرکت زاویه‌ای است.ت.

مطابق تفسیر بور و هایزنبرگ از تابع موج الکترون، اسپین الکترون قبل از اندازه گیری ، ترکیبی احتمالی از هر دو حالت ممکن است.و به هنگام اندازه گیری است که یکی از دو مقدار 2/1+ و 2/1- را اخنیار می کند.

مثال عملی از اثبات وجود اسپین الکترون توسط اشترن گرلاخ برای جداسازی اتمهای نقره در فاز بخار و در حضور یک میدان مغناطیسی بود

هنگام مراجعه به پمپ بنزین یا گاز باید تلفن همراه را خاموش کرد چرا؟

کوچکترین اصطکاک و مالش لباس های پشمی و ابریشمی می تواند الکتریسیته ساکن تولید کرده و  در پمپ های بنزین ممکن است باعث بروز حادثه شود؛ چراکه بخار ناشی از بنزین در محل پمپ بنزین خاصیت اشتعال بسیار زیادی دارد.

پمپ بنزین دارای منطقه بندی خاصی است. خطرناکترین منطقه در پمپ بنزین، دهانه باک وسیله نقلیه به هنگام سوخت گیری است و مقدار بسیار کم انرژی تا دو دهم میلی ژول نیز می تواند در این منطقه باعث انفجار شود.

این مقدار انرژی حتی می تواند از اصطکاک بین دست با موی سر یا لباس و روشن شدن گوشی تلفن همراه یا برقراری تماس با آن به وجود آید. گوشی های تلفن همراه ضد انفجار نیستند و با روشن شدن صفحه نمایش یا فشردن دکمه های آن ممکن است به دلیل نفوذ گاز سوخت، انفجار رخ دهد.

در همین حال احتمال انفجار در این حالت به هنگام سوخت گیری بنزین سوپر بسیار بیشتر از سایر موارد است.

در حین تماس انگشت وفشردن کلید بخصوص در گوشی های قدیمی یک اتصال کوتاه درست می شود که همرا یک جرقه است در ضمن بقیه قسمت های تلفن مثل زنگ وجراغ ها خود موجبات جرقه هستند

به علت کم بودن انرژی فعالسازی سوختن بنزین وبخارات ان وگاز طبیعی بخصوص در محل ورودی باک بنزین و کپسول گاز ودر نزدیکی نازل ایجاد هر کونه جرقه  باعث یک انفجار و آتش سوزی مهیب می شود..

سوختن پشم آهن به کمک ولتاژباتری 9ولتی

در مورد فیلم سوختن پشم فولاد به کمک باتری چند نکته قابل توجه است: ۱- الیاف وپشم اهن سطح تماس بالایی دارند وسرعت سوختن انها بالاتر از براده اهن است.۲- علت خیس کردن الیاف با اب این است که اگر الیاف راخیس کنیم به محض حرارت ایجاد شده بعلت جریان برق باتری در الیاف واکنش اهن داغ با اب تولید گاز هیدروژن واهن اکسید می کند.

3Fe +4H2O -----> Fe3O4+4H2

این گاز هیدروژن با اولین جرقه شعله ور می شود و بقیه الیاف خیس را داغ کرده وهمراه با تولید گاز هیدروژن ان را می سوزاند .

باتری فقط بر اثر اتصال دوقطب ان کمی حرارت و جرقه برای شروع واکنش را فراهم می کند یعنی انرژی فعالسازی راتامین می کند. اهن می سوزد ولی برای شروع واکنش گاز هیدروژن حاصل از واکنش بخار اب با اهن داغ خیلی کمک می کند

سپس بر اثر سوختن آهن در اکسیژن هوا انرژی زیادی ازاد می شود وFe2O3 بدست می اید.

البته بدون خیس شدن الیاف آهن ، باتری می تواند  آهن راشعله ور کند  ولی نقش اب هما ن تولید هیدروژن است . هیدروژن باعث اسانتر شعله ور شدن اهن می شود

هر فلزی که بتواند بسوزد و با اب گاز هیدروژن تولید کند والیاف ان موجود باشد مثل روی والومینیم ومنیزیم میتوان در این آزمایش به کار برد.

برای دیدن فیلم آزمایش اینجا کلیک کنید.

عوامل اصلی در تغییر رنگ کاغذ کتاب ها

روزنامه ها و بریده کاغذها پس از مدتی زرد و شکننده می شوند. عوامل اصلی که باعث فساد و خراب شدن کاغذ می شوند اکسیداسیون و هیدرولیز اسیدهای کاغذ به وسیله مواد شیمیایی موجود در آن یعنی اکسایش خفیف «لیگنین» است. یکی از ترکیبات موجود در دیواره سلول های گیاهی که به مقدار زیاد درکاغذ وجود دارد همان چیزی است که باعث زرد شدن روزنامه ها می شود. در این میان الیاف سلولز موجود در کاغذ که مسئول استحکام و انعطاف پذیری آن هستند به وسیله واکنشی که بر اثر گرما میان اسیدها رخ می دهد بریده بریده می شوند و این کاغذ را ترد و قهوه ای رنگ می کند، به طوری که با خم شدن می شکند. برای جلوگیری از این واکنش ها باید روزنامه ها را در جایی سرد، تاریک و خنک قرار دهید.

عوامل شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی می‌توانند باعث از بین رفتن یک کاغذ شوند. آنچه کهنگی طبیعی کاغذ نامیده شده، اصولاً نتیجه تأثیرات آهسته و تدریجی عوامل مخرب فیزیکی و شیمیایی است.

حالت اسیدی یا قلیایی کاغذ دارای اهمیت بسزایی می‌باشد. کاغذهای اسیدی عمر کوتاهتری دارند زیرا اسید به الیاف کاغذ که از « ملکولهای بسپار» سلولز درست شده، حمله می‌کنند و موجب قطع بعضی از اتصالات این « زنجیر بسپار» می‌شود. حالت اسیدی همچنین باعث خنثی‌سازی مواد افزودنی خشک‌ کننده که در چاپ لیتوگرافی به کار می‌رود، می‌شود. زوال کاغذ توسط اسید از پیدایش سایه‌های زرد رنگ بر روی کاغذ نمایان می‌شود.

منابع اصلی اسید موجود در کاغذ عبارتند از دی اکسید گوگرد موجود در هوای آلوده، لیگنین (C41H32O6)آهارهای راتیانه- زاج KAL(SO4)2.12H2O (که در سیستم‌های کاغذسازی برای کنترل PH و به عنوان یک منبع آلومین برای رسوب دادن آهار و رزین به عنوان یک عامل نگهدارنده مصرف می‌شود)، باقی مانده مواد شیمیایی سفیدکننده، مرکب مازو و آهن و انتقال اسید از مواد دیگر.

 به منظور جدا کردن راتیانه از خمیر کاغذ از زاج استفاده می‌کنند. فعل و انفعالات اسیدی زاج و اکسیداسیون راتیانه سبب تیرگی رنگ و شکنندگی بسیاری از کاغذهای ماشینی می‌شود از این رو می‌توان زاج را یکی از عوامل پیدا شدن مواد اسیدی بر کاغذ برشمرد.

 در کارخانه‌ها کاغذ را به جهت اطمینان از نبودنِ مواد سفیدکننده ته‌نشین شونده کنترل کیفی می‌کنند در صورتی که مواد ناخالص کاملاً از خمیر کاغذ گرفته شود و از کاغذ به صورت صحیح استفاده شود پس از گذشت زمان، بسیار  تمیز و سالم باقی می‌ماند.

از راههای مقابله با مشکل اسیدی شدن، تولید کاغذهای قلیایی می‌باشد، یعنی کاغذهایی با PH=7 یا بالاتر. امروزه تولید این کاغذها رو به فزونی گذاشته زیرا از جهت اقتصادی مقرون به صرفه است و به لحاظ کیفیت و تأثیر آلودگی محیط زیست مناسب ‌تر می‌باشد. رنگدانه‌ها به ویژه کربنات کلسیم از لحاظ اقتصادی از الیاف سلولزها ارزانتر هستند و کاربرد بیشتر کربنات کلسیم یعنی تولید بیشتر کاغذ با دوام.

منشأ قارچ یا باکتری، می‌تواند به جهت عفونت ابتدایی به دلیل آلوده شدن کاغذ به قارچ در هنگام ساختن خمیر آن روی دهد و یا عفونت ثانوی که بعد از زمان ساخت مواد اولیه کاغذ، میکروارگانیسم‌ها به آن حمله می‌کنند، باشد. در بیشتر مواقع می‌توان قارچ یا باکتری را به صورت لکه‌های صورتی، سیاه و یا زرد رنگ روی کاغذ مشاهده نمود.

در فلزات قلیایی با ساختار بلوری یکسان، یک مول از کدام فلز قلیایی حجم بیشتری اشغال می کند؟

در بررسی این موضوع لازمست ابتدا اشنایی کاملی با ساختار بلور وشبکه فصایی بلور داشته باشیم چون شبکه بلوری تاثیری مستقیم روی چگالی و استحکام و سختی و نقطه ذوب ماده مورد نظر میتواند داشته باشد.

اگر نوع بلور معلوم باشد وبخواهیم حجم سلول واحد یا چکالی ان عنصر را تجربی مشخص کنیم راه کار اینست اول برحسب نوع شبکه بلوری تعداد وسهم هر سلول واحد از اتم های گوشه ومرکز سلول ووسط یال ها را حساب می کنیم . برای مکعبی ساده تعداد اتمها به ازاء هر سلول واحد یک اتم میباشد یعنی یک هشتم از هشت گوشه. در مکعبی مرکز پر یک اتم از گوشه ها و یک اتم از مرکز یعنی 2 اتم و در مکعبی با وجوه مرکز پر ایک اتم در گوشه ها و سه اتم برای وسط وجوه چون شش وجه داریم که هر کدام در دو سلول مشترکند.

از طریق شعاع اتمی یا یونی می توانیم طول یال را محاسبه وحجم یک سلول واحد را بدست اوریم (V=4/3 πr³ )  وسپس در مضرب N/xضرب کنیم که Nعدد اووگادرو و xتعداد اتمیا یون در هر سلول واحدمورد نظراست .حالا شما حجم یک مول اتم مورد نظر را دارید وجرم مولی هم دارید میتوانید چگالی را محاسبه کنید.   d = M/V

در مورد سوال مطرح شده چون فرض شده ساختاربلوری همه یکسان است پس چگالی را می توان مبنایی بهتر از حجم اتم در نظر گرفت چون حجم اتم ها در یک بلور برابر با حجم بلور نیست و فضاها و حفره های خالی نیز در بلور وجود دارد. گاهی این دو یعنی چگالی و شعاع اتمی همسو هستند و با افزایش شعاع اتمی  و سنگین تر شدن جرم مولی چگالی هم افزایش می یابد ولی گاهی همسو نیستند مثل چگالی سدیم که بیشتر از پتاسیم است.

معمولا به کمک شواهد تجربی و ماکروسکوپی می توان  به ویژگیهایی که میکروسکوپی هستند پی برد مثلا در کتاب شیمی مورتیمر نوشته شده که با داشتن چگالی و جرم مولی و طول سلول واحد مواردی مثل عدد آووگادرو یا نوع شبکه بلوری را می توان تعیین کنند.

 

 اگر فلزات زیر شبکه بلور یکسان داشته باشند ،یک مول از کدام فلز حجم بیشتری دارد؟   لیتیم- روبیدیم- استرانسیم- پتاسیم

 نوع شبکه ها که یکسان است پس سهم شبکه بلور از اتم ها یکسان بوده واز طرفی اندازه اتم ها باید ملاک قرار گیرد و چوتن روبیدیم از همه بزرگتر است حجم یک مول آن در حالت بلور بزرگتر از بقیه است.اما اگر چگالی انها را بخواهند چون جرم هم در چگالی تاثیر دارد استرانسیم چگالی بیشتری دارد. یعنی اینکه در اینجاآن که اتمش بزرگتر است حجم سلول واحدآن نیز بیشتر  ولی چگالی ان با نسبت جرم به حجم معلوم می شود ممکن است جرم زیاد شود وچگالی هم زیاد بشود.

 

در مورد سدیم وپتاسیم اگر چگالی را داده باشند حجم مولی پتاسیم بیشتراست در حالی که می دانید چگالی ان کمتر است پس جرم تاثیر بیشتری در چگالی گروه اول داردچون در عناصر تناوب چهارم به بعد نقش اثر پوششی الکترونهای داخلی d  و F   در بیشتر شدن بار موثر هسته و کاهش تاثیر افزایش شعاع اتمی در عناصر پایین جدول خود دلیلی بر افزایش چگالی آنهاست.

پس نمی توان فقط از روی شعاع اتمی چگالی را معلوم کرد باید جرم را هم در نظر گرفت ولی حجم سلول واحد ویا حجم مولی بلور همیشه با شعاع اتمی رابطه مستقیم دارد

نوع شبکه بلور را با داشتن چگالی و طول یال سلول واحد وجرم مولی بدست می آوریم، حجم یک سلول واحد همیشه برابر حجم ذاتی دو یا چند اتم نیست فضای خالی هم دارد.

 وقتی شبکه بلور متفاوت است  نمی توان رابطه مستقیمی بین شعاع اتمی وحجم سلول واحد وحجم مولی جامدو چگالی و سختی و استحکام بلور ونقطه ذوب ماده مورد نظر نوشت.

 

برای مثال یک مول اتمی که شبکه بلورش مکعبی ساده است یک مول سلول واحد دارد ولی ان که مکعبی مرکز پر دارد یک دوم مول سلول واحد وان که مکعبی با وجوه مرکز پر است یک چهارم سلول واحد دارد ایا این ها حجمشان یکسان است؟ مسلما جواب منفی می باشد.

چرا طیف نشری نسبت به جذبی خطوط بیشتری دارد؟

در این دو پدیده برخی اختلافها وجود دارد که برای روشن شدن آن دو نوع جذب اتمی و نشر اتمی را بررسی میکنیم . در جذب اتمی اتم های گازی در معرض یک منبع نور تک فام مثل نوری که از یک فیلتر یا یک شبکه یا تک فام ساز می اید قرار میگیرد واضح است که بر حسب احتمال برانگیختگی الکترون های تراز پایه اتم هر نوع انتقالی با این نور تک فام ممکن نیست بنابراین می توان به راحتی یک رابطه خطی بین غلظت اتمها و مقدار جذب نور بدست آورد .

حال فرض کنیم یک نور پیوسته یا چند فام را به اتمها بتابانیم .از انجایی که قواعد انتخاب برای جذب باید باعث ارتقا الکترون به تراز بالاتر مد نظر قرار گیرد هر جذبی ممکن نیست مثلا در مورد سدیم انتقال از 3s  به 3p  و یا از3s به 4p و.... می تواند صورت گیرداما جذب دوم به نور پر انرژی تری نیاز دارد که ممکن است با توجه به نور انتخابی ما صورت نگیرد.پس گزینش طول موجها از تداخل خطوط جذبی و نزدیکی بیش از حد آنها میکاهد.

نکته دیگر آنکه در پدیده جذب گاهی همه نمونه ما به شکل اتمی در نیامده و از اینرو نعداد اتم هایا یونهای جذب کننده در شعله کم می باشد.

اما در پدیده نشر اتمی وقتی به کمک شعله داغ تر و یا قوس الکتریکی یا پلاسماو یا فوتون پر انرژی یا تابش های الکترو مغناطیس قوی موجبات بخار شدن و برانگیخته شدن حداکثری اتمها یا یونها می شویم از اینرو این گونه ها بلافاصله اقدام به نشر نور میکنند و از انجا که انواع مسیر های مختلف برای بازگشت یک الکترون به تراز پایه وجود داردبخصوص وقتی نمونه از اتمها و یونهای مختلفی درست شده باشد،طیف نشری می تواند شلوغ تر باشد. اما در روش های تجزیه ای می توان با انتخاب خط طیفی مورد نظر از یک عنصر اندازه گیری کمی را بدون مزاحمت خطوط طیفی عناصر دیگر و یا دیگر خطوط نشری عنصر مورد نظر جلوگیری کرد.

در کارهای تجزیه کمی برخی مزایا و معایب دو روش  شعله ای – برق گرمایی و روش پلاسمای القایی به صورت زیر مقایسه شده است.

1-دستگاه : در روش نشری مزیت اینست که نمونه آزمایشی به عنوان نور عمل میکند ولی در روش جذبی به یک لامپ جداگانه برای هر عنصر نیاز مندیم از اینرو چون لامپ کاتدی توخالی طول موج های گزینشی تولید میکند نیازی به یک تک فام ساز با قدرت بالا نیست ( مزیت روش جذبی)

2-مهارت متصدی : روش جذبی به چندان مهارت کاربر نیازی ندارد ولی روش نشری برای تنظیم وگزینش طول موج عنصر مورد نظر و نسبت سوخت به اکسنده به درجه مهارت بالاتری نیاز دارد.

3- تصحیح زمینه :تصحیح زمینه برای طیف های نواری ناشی از اجزای تشکیل دهنده نمونه آزمایش در روش نشری آسانتر و دقیقتر انجام میشود.

4- دقت و صحت : در روش جذبی نیازی به کاربران ماهر نیست ولی در روش نشری عدم قطعیت اندازه گیری با کاربر ماهر تقریبا یکسان است.

5- تداخل ها : در روش جذبی از تداخل طیفی کمتر رنج می بریم چون با انتخاب لامپ و تک فامساز از مزاحمت آنها جلوگیری میشود ولی در روش نشری از طریق تصحیح زمینه ای از انها اجتناب می کنیم و روش پلاسما نیز ذاتا از تداخل های شیمیایی تقریبا عاری است.

6- گستره غلظت : در این مورد روشهای نشری بویژه روش پلاسمای جفت شده القایی از مزیت بالاتری برخوردار است.

7- حدود آشکارسازی: در این رابطه روش جذب اتمی برق گرمایی از بالاترین حساسیت برخوردار است و روش  پلاسمای جفت شده القایی از هر یک از دو روش شعله ای جذب اتمی و نشر اتمی حساس تر است .

 

اگر دو مایع در هم حل نشوند نقطه جوش چگونه است

ممکن است علت حل نشدن دو مایع دمای محیط باشد اگر حل نشوند لزومی ندارد که با رسیدن به دمای بالاتر یا نزدیک نقطه ذوب حل شونده در هم حل نشوند مثلا روغن جامددر اب سرد حل نمی شود چون دمای حلال به نقطه ذوب روغن نزدیک نیست ولی با داغ شدن دمای حلال به نقطه ذوب حل شونده نزدیک می شود. و حلالیت افزایش می یابد. مثلا حلال بنزن در دمای 25 درجه بی فنیل را بیشتر در خود حل می کند تا آنتراسن  زیرا دما ی ذوب بی فنیل 69 درجه و آنتراسن 218 درجه سلسیوس است .

مثال دیگر روغن حیوانی کمتر از روغن زیتون در اب معمولی حل می شود. روغنی که دمای ذوبش کمتر از دمای بدن است در اب محلول تر است.

از این نکته چنین برداشت میشود که هر چه یک جامد به نقطه ذوبش نزدیکتر میشود نیروهای بین مولکولی آن به نیروهای بین مولکولی مایع شبیه تر شده و حلالیت آن در حلال مایع افزایش می یابد.

در مواقعی که دو مایع در یکدیگر حل نمی شوند و هر مایع فاز مستقل را تشکیل میدهد و در نزدیکی نقطه جوش جزء فرار تر هم حلالیت انها در یکدیگر ایجاد نمیشود .باید گفت جزء فرارتر زودتر تبخیر میشود و اگر جزء دوم هم فرار باشد مخلوطی از دو جزء با کسر مولی مختلف و با ارجحیت جزء فرارتر خواهیم داشت . این نتیجه گیری از قانون فشارهای جزیی دالتون حاصل میشود.

مثال:  اب و پنتان

بازهم این ها به مقدار کم در شرایط دمایی در یکدیگرحل می شوند. در این صورت پنتان فرارتر است ودر دمای کمتر از صد به جوش می آید وفشار بخار پنتان در اغاز جوشیدن بیشتر از فشار بخار اب است. پس فشار بخار کل زیادتر می شود و هر مایع نقطه جوش کمتر از حالت خالص دارد

قانون فشارهای جزیی بیان می کند از جمع حاصلضرب فشار بخار هر ماده در کسر مولی ان فشار بخار محلول بدست می اید پس اگر حل شونده فرارتر باشد نقطه جوش ان حتما کمتر از صد بوده وحالا که فشار بخار مجموع داریم اب هم در زیر صد می جوشد.

P _SOL= P1 + P2

نکته دیگر در خصوص جوشیدن محلولها اینست که پس از تبخیر مقداری از حلال یا جزء فرارتر کسر مولی حل شونده و حلال به عددی میرسد که تشکیل محلول آزئوتروپ یا همجوش می دهد.

یک مثال شناخته شده از آزئوتروپ های با انحراف مثبت از قانون رائول مخلوط 95.63% اتانول و 4.37% آب (با معیار درصد وزنی) می باشد. اتانول در دمای 78.4 درجه ی سانتی گراد و آب در دمای 100 درجه ی سانتی گراد به جوش می آید ولی آزئوتروپ حاصل از اختلاط این 2 ترکیب در دمای 78.2 درجه ی سانتی گراد به جوش می آید که از دمای جوش هر دو ترکیب سازنده اش کمتر است. در اصل دمای 78.2 درجه ی سانتی گراد پایین ترین دمایی است که در آن هر محلولی از اتانول و آب در فشار 1 اتمسفر به جوش می آید. در کل یک آزئوتروپ مثبت در دمایی پایین تر از دمای جوش مخلوط های همنوع خودش با ترکیب درصد متفاوت به جوش می آید. به آزئوتروپ مثبت مخلوط با حداقل جوشش یا آزئوتروپ های با حداکثر فشار (منظور همان فشار بخار است) نیز می گویند.

یک مثال برای آزئوتروپ با انحراف منفی از قانون رائول هیدروکلریک اسید با ترکیب درصد 20.2% به 79.8% آب (با معیار وزن) می باشد. هیدروژن کلرید در دمای 84 درجه سانتی گراد و آب در دمای 100 درجه ی سانتی گراد به جوش می آید ولی آزئوتروپ متشکل از این دو در دمای 108.6 درجه ی سانتی گراد به جوش می آید که از دمای جوش هر دو ترکیب سازنده اش بالاتر است. در کل یک آزئوتروپ منفی در دمایی بالاتر از دمای جوش مخلوط های همنوع خودش با ترکیب درصد متفاوت به جوش می آید. به آزئوتروپ با انحراف  منفی مخلوط های با حداکثر جوشش یا آزئوتروپ های با حداقل فشار می گویند

چرا بر طبق اصل دوم ترمودینامیک در یک سامانه منزوی انتروپی افزایش می یابد ؟

برای روشن شدن موضوع مقدمه زیر ضروری به نظر میرسد .

در تحولات خودبخودی باید دو شرط محقق شود تا یک فرایند یک طرفه و باز گشت ناپذیر باشد .1- کاهش آنتالپی  یعنی اینکه فرایند گرماده باشد. 2- افزایش آنتروپی  یعنی اینکه بی نظمی یا آنتروپی سامانه افزایش یابد.

در ضمن سامانه مورد نظر می تواند باز یا بسته و یا منزوی باشد از اینرو شرایط حاکم بر اینسامانه ها متفاوت از دیگری است .

در موضوع مورد نظر ما چون سامانه منزوی با محیط خود تبادل ماده و انرژی ندارد بنابر این تغییرات انرژی درونی و کار و گرما برای آن صفر است . پس تنها عامل پیش برنده واکنش می تواند افزایش آنتروپی سامانه باشد . حال با توجه به این دانسته ها  به بحث این موضوع از راههای دیگر می پردازیم .                                                                                                                                   

آنتروپی یک سامانه ی منزوی به تدریج می تواند افزایش پیدا کند. اما حدی به عنوان بیشترین آنتروپی وجود ندارد.مثلاً جهان هستی یک سامانه ی منزوی است. بیشترین حد بی نظمی یعنی اینکه تمام ذرات بنیادی جهان از همدیگر جداو بی نهایت از یکدیگر فاصله بگیرند ولی ما میگوییم  انتروپی جهان در حال افزایش است.

یک سامانه منزوی اگر به حال خودش گذاشته شود به حالت تعادل می رسد و حالت تعادل ماکروحالتی است که حداکثر تعداد میکروحالتها رو داشته باشد و حداکثر تعداد میکروحالت یعنی ماکزیمم انتروپی است.

حاشیه کتاب شیمی 3 نوشته شده در یک سامانه منزوی واکنش ها در جهتی پیش می روند که انتروپی افزایش یابد.

معمولا یک سامانه منزوی اگر رها شود به تعادل می رسد. تغییرآنتروپی کل یعنی مجموع تغییر آنتالپی سامانه و محیط مثبت است و چون تحولات طبیعی خودبخودی هستند آنتروپی یک سامانه منزوی ، درحال زیاد شدن است.

 در لحظه ی مهبانگ یا زمان صفر چه اتفاقی افتاده است؟ در مهبانگ دو نظریه وجود دارد که دانشمندان امروزی به وجود ان پی برده اند 1-جهان در حال انبساط بوده وکهکشان ها با سرعت زیادی از هم فاصله می گیرند که در نهایت انرژی کم شده وانقدر سرد شود که هیچ موجود زندهای باقی نماند 2-جهان در حال انقباض است که گرمای فوق العاده تولید شده ودو باره ذره ای کوچک اولیه با چگالی زیاد وانرژی متراکم تشگیل شده که بازهم موجودات وهرچه در جهان هستی است از بین میرود .

آخرین یافته های فیزیکدانان این است که جهان تا ابد انبساط خواهد یافت و سرعت انبساط جهان در حال افزایش است. ظاهراً چیزی در فضا وجود دارد که عامل این شتاب گرفتن انبساط است و فیزیکدانان آن را انرژی تاریک میخوانند

در سیستم منزوی تبادل کار و گرما انجام نمی گیرد پس اگر یک فرایند خودبه خودی باشد باید آنتروپی آن افزایش یابد.  اگر فرایند خودبخود و برگشت پذیر باشد تعادلی می شود و اگر بر گشت ناپذیر باشد معلوم است که انتروپی زیاد شده و گرما ی ازاد شده از تحول هم در سامانه است. در تعادل بی نظمی به طور نسبی بیشتر می شود نه اینکه به حداکثر ونهایت رسیده باشد. جهان سامانه ای منزوی است و با سایر سامانه های منزوی فرق دارد. جهان در حال انبساط است اما محیطی وجود ندارد که کاری روی ان انجام بشود. سایر سامانه های منزوی که دارای محیط مادی هستند نمی توانند منبسط بشوند و گرنه منزوی نیستند.

هر سامانه ی منزوی ( به جز جهان ) باید به تعادل برسد. می توانیم مثال ساده انبساط خود به خودی گازها را یاد آور شویم که چون دلتا جی منفی است و گرما هم صفر است پس آنتروپی زیاد می شود.

انبساط توده های گاز در خلأ منزوی نیست. انبساط توده گاز در خلا اگر از خودش گرما تابش نکند  منزوی است ولی گاز می تواند با خلأ مبادله ی انرژی به شکل جذب یا نشر نور داشته باشد.

انبساط تحت خلابرای گاز ایده آل بدون از دست دادن انرژی به طور خودبه خودی انجام می شود.

در فرایند همدما هم می گفتیم تغییرات انرژی درونی و ΔHصفر است و کار و گرما هم انداز ه و با علامت مخالفند.

مثلا در بخار اب ۱۰۰۰ درجه بی نظمی بیشتر است تا بخار اب ۱۰۰ درجه. در لحظه تعادل اب و بخار آن بی نظمی یک عددی متوسط است نه ماکزیمم مقدار

در کتاب دکترپارسافر گفته شده اگر فرایند انبساط همدما گاز ایده آل در نظر بگیریم دیگرتاثیر عامل انرژی در چنین فرایندی وجود ندارد پس باید به تاثیرعامل بی نظمی توجه کنیم. در این لحظه تعادل مجموع آنتروپی مایع و بخار و آنتروپی محیط بیشتر از  وضعیت های احتمالی دیگر است.

در سیستم منزوی وقتی انتروپی سیستم ماکزیمم می شود که سیستم به تعادل ترمودینامیکی برسد تعادل ترمودینامیکی یعنی هر سه تعادل گرمایی- مکانیکی و مادی که تعادل مادی خود دو بخش فازی و واکنشی است. شرط تعادل مادی ماکزیمم شدن انتروپی و مینیمم شدن انرژی ازاد همهولمز و مینیمم شدن انرژی ازاد گیبس می باشد.

اگر سیستمی در حال انجام تحول باشد اگر اصول خودبخودی در ان محقق شود یعنی گرمازا باشد وبی نظمی هم افزایش یابد تعادلی نمی شود وبی نظمی حداکثر می شود ولی اگر تعادلی باشد از میان انواع حالتی که بوجود می آید لحظه تعادل از همه بی نظمی بیشتری دارد نه حد اکثر بی نظمی ممکن. درجلد اول کتاب مذکور با روابط ریاضی ثابت کرده است که در فرایندهای برگشت پذیر تغییر آنتروپی صفر است بعد ثابت کرده که در یک فرایند بی دررو و برگشت پذیر انتروپی افزایش پیدا می کند.