چراخروج گاز از یک سیلندر یا بالون گازباعث کاهش دما و ایجاد سرما درسیلندریا بالون می شود؟

خروج گازبادمای حدود40درجه سانتیگراددریک بالون بافشار حدود200بارباعث کاهش دمابه 15- درجه سانتیگراد می شود. رگلاتور با فشار قوی سبب خروج بسیار سریع گاز از کپسول می شود پس،فشار درون کپسول ناگهان کم می شود و چون حجم کپسول ثابت است و فشار و دما با یکدیگر رابطه مستقیم دارند،با کاهش شدید فشار ، دما نیز بسیار سریع کاهش می یابد و بخار هوای اطراف کپسول به دلیل کاهش دما میعان شده و به جداره آن به صورت برفک می چسبد و اصطلاحا میگویند "کپسول یخ زده است"! با تغییر فشار گازها از زیاد به کم حجم زیاد می شود و گاز منبسط می شود و انبساط گاز یعنی انجام کار از سوی سامانه روی محیط و چون این انبساط سریع انجام می شود فرصت جذب گرما از محیط نیست در نتیجه گاز مجبور است برای انجام کار از انرژی درونی خودش مصرف کند و درنتیجه چپن E∆ مقداری منفی است وبا T∆رابطه مستقیم دارد با کاهش ان دما نیز کاهش میابد و گازسرد می شود. درست مثل پدیده برف مصنوعی. البته در کپسول گاز مایع مشاهده شده بخصوص در زمستان بدنه کپسول یخ تشکیل می شود که شاهدی بر سرد شدن گاز است که بخار اب هوا در اطراف ان مایع ومنجمد می شود.

علت حل شدن طلا در تیزاب سلطانی چیست؟

تیزاب سلطانی مخلوط HClو HNO3به نسبت 3 به 1 میباشد که شاید فراورده هایی که از واکنش این دو اسبد تولید میشوند بر طلا تاثیر میگذارند. نیتریک اسید قادربه اکسید کردن مس هست ولی طلا را نمی تواند اکسید کند و هیدروکلریک اسید با طلا کمپلکس داده و طلا را در خودش حل می کند و در نهایت طلا جدا می شود.

چرا محصول واکنش P4O6 با اب سرد و اب جوش تفاوت دارد؟

در مورد واکنش P4O6 با اب سرد محصول فسفرو اسید است ولی در اب داغ محصول گاز PH3 و H3PO4 است وعلت ان هم واکنش تسهیم نامتناسب یا خود اکسایش خود کاهش ان در اب داغ است.

 

In this reaction, all products except H3PO3escape as gases leaving the liquid acid. Dissolution of phosphorus sesquioxide in water also forms phosphorus acid. When shaken with ice water, phosphorus acid is the only product . P4O6+ 6H2O →4H3PO3 However, in hot water part of the phosphorus acid disproportionates to phosphoric acid and phosphorus or phosphine.

آبکاری و عوامل موثر بر آن

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

عوامل موثر در عملیات آبکاری عبارتند از :

۱- غلظت مواد داخل الکترولیت

اگر غلظت یونی که که روی قطعه موردنظر مینشیند از حد معینی کمتر باشد مدت زمان عملیات افزایش وکیفیت پوشش کاهش می یابد

 ۲-دانسیته جریان

مقدار جریان عبوری از مدار آبکاری را دانسیته جریان می گویندکه ارز عوامل مهم می باشد در داخل الکترولینت انتقال جریان به عهده ی یونها می باشد بطور کلی عواملی کهبردانسیته جریان موثرند عبارتند از :

الف - نوع الکترولیت ونوع یوپنهای محلول در آن

ب نوع آند وسطح آن

پ- نوع کاتد وسطح آن

ت- فاصله آند تا کاتد

 ۳-اختلاف پتانسیل

نیروی محرکه حرکت یونها در الکترولیت بوسیله اختلاف پتانسیل بین آند وکاتد بدست می آید بدین صورت که با افزایش اختلاف پتانسیل سرعت حرکت یونها و در نتیجه سرعت آبکاری افزایش می یابد اگر این افزایش بیش از اندازه باشد باعث احیای بعضی یونهای ناخواسته میگردد.

۴-PH الکترولیت از اهمیت فوق العاده  برخوردار می باشد برای تنظیم آن بهن محلول اسید یا مواد قلیایی مانند سدیم کربنات اضافه می کنند

آیا بور با آب واکنش میدهد ؟ با هالوژنها چطور؟

بور در دمای معمولی با آب واکنش نمی دهد ولی  در حالت پودری و   آمورف به آرامی در ۱۰۰درجه سانتیگراد تولید اسید بوریک می کند بور با هالوژنها تولید هالیدهای بور میکند واکنش بور با فلوئور خودبخودی ولی با سایر هالوژنها در دماهای معینی انجام میشود با کلر ،برم وید به ترتیب در دماهای ۴۰۰، ۶۰۰ و ۹۰۰ درجه واکنش انجام می پذیرد.بور چنانچه به قسمت‌های بسیار نازک تقسیم شود به آرامی با آب اکسیژنه، اسید نیتریک و اسید سولفوریک که همگی داغ و غلیظ اند واکنش نشان می‌دهد. همچنین در برابر مخلوطی از اسید سولفوریک و اسید کرومیک داغ نیز همین رفتار را دارد بور می‌تواند با واکنش با یک هالوژن، تری هالید تولید می‌کند:

                                                                                                                         ۲ B + ۳ Br۲ → ۲ BBr۳

اکسیژن گیری بور به میزان تبلور، اندازهٔ دانه‌ها، خلوص و دمایل آن بستگی دارد. بور در دمای اتاق با هوا واکنش نمی‌دهد، اما در دمای بالاتر، می‌سوزد و بور تری اکسید را تولید می‌کند.

۴ B + ۳ O۲ → ۲ B۲O۳

روند تغییرات بار موثر هسته دریک دوره و گروه چگونه تغییر میکند؟

تغییرات  بار موثر هسته اتم  نسبت به عدد اتمی روند تناوبی دارد در طول هر دوره و گروه از جدول تناوبی با افزایش عدد اتمی عناصر مقدار بار موثر هسته اتمها نیز افزایش می یابد

در رابطه با ترکیبات در یک گروه از بالا به پایین فاصله افزایش می یابد و با توجه به رابطه F نیروی کولنی کاهش می یابد. نیرویی که از طرف هسته به e وارد می شود هم به بارموثر بستگی دارد ، هم به فاصله . در گروه از بالا به پایین ،اثر زیاد شدن فاصله از اثر زیادشدن بار موثر بیشتر است.  اثر پوششی کار الکترون های داخلی است، الکترونهای لایه سوم با جاذبه هسته در ارتباط نیستند پس نیروی جاذبه هسته را کاهش میدهند.

 محاسبه بار موثر هسته :

 

چون بار موثر هسته در بسیاری از بررسیها ی کمی به ویژه،تعیین شعاع اتمی و یونی ،انرژی الکترون ،انرژی یونش ،الکترونگاتیوی عناصر ،دخالت داشته ودر روندتغییرات این خواص نقش اساسی دارد.با وجود این برای محاسبه آن روش دقیقی وجود نداردالبته دو روش برای محاسبه آن ارایه شده  است که نتایج حاصل از آنها کم وبیش تقریبی است

الف- روش اسیلتر

  اسلیتر نقش الکترون هایی را که در تراز بالاتر از الکترون قرار دارند و دافعه ای که بر الکترون مورد نظر دارند را نادیده گرفت. اسلیتر فقط عدد کوانتومی اصلی را مورد توجه قرار داد یعنی بین الکترون های زیر لایه های مربوط به یک تراز اصلی انرژی تفاوتی قایل نشد. در روش کلمانتی...ریموند علاوه بر تعداد کل الکترونهای اتم بجز الکترون مورد نظر و عدد کوانتومی اصلی عدد کوانتومی فرعی نیز در محاسبه ثابت پوششی دخالت دارد.

ب - روش کلمانتین

 

در روش کلمانتی علاوه بر الکترونهای داخلی الکترونهای خارجی هم کمی بار مثبت هسته را به خود مشغول می کنند وعدد کوانتومی فرعی نیز در محاسبات موثر است در ضمن بار موثر هسته در مولکولها را هم محاسبه می کند . در این روش ثابت پوششی الکترونهای تراز فرعی ns. np. یکسان در نظر گرفته نمی شود علاوه بر آن الکترونهایی که نسبت به الکترون مورد نظر از هسته دورترند و در تراز بالاتری قرار دارند در اثر پوششی دخالت داده می شوند. مثلا الکترونهای 4p. بر الکترونهای 4s_ اثر پوششی مثبت ولی بر الکترونهای تراز 3d_ اثر پوششی منفی دارند نه الکترونهای بیرونی فقط باعث می شوند مقداری از بار هسته صرف نگهداری انها در اتم شود

در این روش برای الکترون های بیرونی اگر به الکترون مورد نظر نزدیک باشند اثر پوششی مثبت و اگر فاصله زیاد باشد اثر پوششی منفی در نظر میگیرند

برای توضیحات بیش تر اینجا کلیک کنید.

آیا بازچینش اتم ها با استفاده از نانوتکنولوژی سبب ایجاد آلوتروپ های جدید می گردد؟

به طور کلی ذرات هر چه کوچکتر می شوند برهمکنش متفاوتی با نور از خود نشان می دهند با کوچکتر شدن سایز ذره رنگ در رنج ابی تا زرد تغییر می کند وقتی یک نور سفید به ذره می تابد بسته به سایز ذره طول موج مختلفی را جذب می کند هر چه ذره کوچکتر شود طول موج کوتاهتری را جذب میکند. مثلا ساختار جدیدی با رنگ قرمز برای طلا متبلور شده میتواند الوتروپ باشد.تعریف الوتروپ عنصر با شکل های مختلف بلوری و مولکولی است . رنگ طلا همیشه طلایی نیست.در سطح نانو رنگ آن از آبی تا قرمز و نارنجی متغیر است. در مورد طلا هم مثل کربن اگر ساختارهایی با اشکال بلوری ومولکولی متفاوت ایجاد شود الوتروپ جدید داریم وگرنه اگر چینش تغییر نکند فقط تعداد اتم در ذرات نانو تغییر کند این با قوانین جذب و انعکاس نور ارتباط پیدا می کند که ممکن است به الوتروپ ربطی نداشته باشد.  انعکاس نور احتمالا ناشی از چینش جدید اتم های طلا و ایجاد ساختار اتمی جدید(بجای مولکولی) و تولید رنگ سرخ خواهد بود. با این فرض می تواند دگر شکل باشد. در اندازه های نانویی اندازه ذرات کوچک می شود و اندازه سطح به حجم زیاد می شود اما چینش اتم ها به آن معنا که باعث ایجاد ماده جدید و آلوتروپ شود نیست، در ساختارهای نانویی مانند این است که فقط ماده را در اندازه های نانویی برش میزنیم وساختار هندسی وبلوری ان تغیییر نمی کند والوتروپ بوجود نمی آید. در مورد گرافن و فولرن  نمود ظاهری همان نانو ها که قابل دیدن است با ساختار خاصی متبلور شده و با بلور زرد فلزی معمولی غیر نانویی تفاوت خواهد داشت. و احتمال الوتروپ بودن ان هست مانند الوتروپ کربن نانو تیوپ ها (فلورن) با دگر شکل های معمولی الماس و گرافیت که سه الوتروپ محسوب میشود. اگر چینش اتم های طلا بصورت نانو باشد و رنگ قرمز ظاهر شود. طبق تعریف آلوتروپ٬ اگر چینش اتم تغییر کند آلوتروپ جدید بوجود خواهد آمد

آیا همه مواد رادیو اکتیو هر سه پرتو آلفا و بتا و گاما را ساطع می کنند؟

رادیواکتیو (پرتوزایی ) عبارت است از خاصیت تجزیه خود بخود بعضی از اتمها که در آن هسته یک عنصر اشعه آلفا، بتا و گاما صادر می کند . این خاصیت صدور اشعه بدون محرک خارجی است که در آن اتمها یا ایزوتوبهای یک عنصر به اتمهای عنصر یا ایزوتوپ دیگر تبدیل می شوند که این ایزوتوپها یا اتمها ممکن است طبیعی یا مصنوعی باشند . عناصررادیواکتیو طبیعی ایزوتوپهای رادیواکتیوی هستند که درهمان زمان تشکیل عناصر دیگر در هنگام پیدایش کره زمین به وجود آمده اند

آشناترین عنصرهای رادیواکتیو ،اورانیم و توریم هستند .باشکسته شدن پی در پی هسته های اورانیم ،رادیوم بدست می آید که عنصری رادیو اکتیو و دارای هسته ای ناپایدار است ،شکستن هسته ی این عنصر هم تا آنجا ادامه می یابد تاعنصری با هسته ی پایدار به نام سرب ساخته شود که پایدار است.

 

 اما عناصر رادیواکتیو مصنوعی ایزوتوپهایی هستند که در اثر واکنشهای هسته ای که در مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاهی بوسیله شتاب دهنده های قوی انجام می گیرد کشف گردیده اند

چنانکه یک عنصر با ذره های باردار آلفا یابتا ویاپرتوهای یون ساز بمباران شوند رادیواکتیوساختگی یا مصنوعی بدست می آید مثالی که می توان برای این پدیده زد .بدست آوردن کبالت ۶۰از فلز کبالت ۵۹طبیعی است.برای این کار کبالت ۵۹را در راکتورهسته ای در برابر بمباران نوترونی می گذارند .در اثربمباران کبالت ۵۹بر اثر واکنش هسته ای

باگرفتن یک نوترون به کبالت ۶۰تبدیل می شود.درصنعت از این کبالت برای پرتونگاری و گندزدایی مواد غذایی بهره گیری می کنند.

 

 

 .تشعشعات هسته ای از هسته اتم های رادیواکتیو صادر می شوند ، بدین صورت که هسته در حین تجزیه آنها را منتشر می کند ، که میزان نشر آنها به درجه حرارت یا فشار بستگی ندارد . پس بطور خلاصه پدیده پرتوزایی از اتمهای عناصر با هسته ناپایدار به وجود می آید . اما دانش مندان چه هسته های پایدار و چه هسته های ناپایدار می دانند؟ دانشمندان برای این منظور بطور ساده نسبت تعداد نوترون / پروتون را مد نظر قرار داده اند ، بطوریکه برای هسته های پایدار عناصر سبک این نسبت تعداد برابر عدد یک است و برای عناصر سنگین تر این نسبت 5/1 است ، در این صورت بزرگترین هسته پایدار Bi209 83 است و هسته های بزرگتر از این همگی رادیواکتیو هستند بطور مثال At98/209 85 .

 

باید بدانیم همه مواد رادیواکتیو ممکن نیست همزمان هر سه اشعه آلفا و بتا و گاما نشر کنند بطور نمونه اگر چه هسته های طبیعی و مصنوعی هر دو دچار نشر آلفا می شوند اما این عمل فقط برای هسته هایی که جرم اتمی آنها بیشتر از 209 و عدد اتمی آنها بیشتر از 82 است معمول است .و نشر بتا برای هسته هایی مشاهده می شود که نسبت نوترون / پروتون آنها از نسبتی که برای پایداری لازم است بسیار زیاد تر باشد ، بنابراین منبع اشعه بتا ، ایزوتوپهای رادیواکتیو مصنوعی است و تعداد کمی از عناصر رادیواکتیو طبیعی منبع این اشعه هستند و اشعه گاما اغلب همراه با اشعه آلفا و بتا گسیل می شود .از هسته اتم ناپایدار علاوه بر اشعه آلفا و بتا و گاما ، گسیل پوزیترون ، گیراندازی الکترون و گسیل نوترون رخ می دهد که این پدیده ها را همه عناصر رادیواکتیو از خود نشان نمی دهند .

 

بطور نمونه گسیل یوزیترون 12253 I = 12252 Te +1e و گیراندازی الکترون -1 e +10647 Ag = 10646pd.

آیا ترکیباتی که اتم مرکزی آنها عناصر واسطه اند همگی ترکیباتی کمپلکس به حساب می ایند

موضوع کمپلکس ها دارای سه حالت خنثی و منفی و مثبت وجود دارند در کمپلکس های باردار دو بخش کاتیونی و انیونی داریم که پیوند انها از نوع یونی است ولی ان چیزی که مد نظراست مربوط به اتم عنصر واسطه ای است که در حوزه داخلی کمپلکس قرار میگیرد وپیوند ها از نوع داتیو می باشد چنانچه مولکول های اب تبلور و یا لیگاندهای دهنده الکترون داشته باشیم اتم مرکزی هم یک یون مثبت از عناصر دارای اوربیتال خالی باشد می توانیم کمپلکس داشته باشیم چه عنصراصلی باشد و چه واسطه فرقی نمی کند اما از انجایی که اغلب عناصر واسطه در لایه ظرفیت خود دارای اوربیتال خالی S,P, d هستند می توانند تشکیل کمپلکس بدهند

مثلا یون ^-AlCl4 یک کمپلکس از عنصر اصلی و^2-NiCl4 یک کمپلکس از عناصر واسطه است و همچنین ساختار کامل کمپلکس ها معمولا به شکل یک کروشه می نویسند مثل کمپلکس اهن (||) کلرید شش ابه [Fe ( H2O)6 ]²⁺ Cl2 

کلرها در حوزه خارجی پیوند شان یونی و ابها درحوزه داخلی و پیوندشان داتیو است . بنابراین می توان از اغلب عناصر واسطه تشکیل کمپلکس را انتظار داشت. به عنوان مثال FeCl2 و FeCl3 را می توانیم کمپلکس بحساب بیاوریم و ابها را در حوزه داخلی بگذارید و کلر را در حوزه خارجی و هر دو هشت وجهی هستند. بدون اب نمی توانند پایدار باشند مگر اینکه حرارت بدهید تا ابها خارج شود در این صورت ناپایدار می شوند. مگر لیگاندهایی در محیط واکنش باشد تا جای اب را بگیرند

مثلایون کلرید و یون سدیم را بیافزاییم دراین صورت کمپلکس شش کوردینه اهن با شش یون کلرید در حوزه داخلی و بار سه منفی برای اهن سه و سه یون سدیم در حوزه خارجی خواهیم داشت یعنی حوزه داخلی منفی می شود برعکس موقعی که اب داشتیم ومثبت بود.

چرا با وجود آنکه تشکیل حالت گذار هیچ عامل ترمودینامیکی مساعدی ندارد اما تشکیل می شود

اگر در نظریه حالت گذار بپذیریم که مولکولها در لحظه برخورد در یک لحظه کوتاه کنار هم می مانند ( این دلیل کاهش بی نظمی ) وپس از برخورد برخی پیوندها در حال شکستن ودر حال تشکیل است پس انرژی برخورد هنوز در پیوند های نیمه تشکیل ونیمه شکسته ذخیره شده است ( دلیل افزایش آنتالپی )

در اثر واکنش همه ذرات واکنش دهنده هابر اثر برخورد به پیچیده فعال تبدیل نمی شوند و کسری از آن ها که نسبتا انرژی بالایی دارند به پیچیده فعال تبدیل می شوند. اگر واکنشی از نظر ترمودینامیکی خود بخودی نیست به معنای این نیست که هرگز انجام نمی شود؛ بلکه به معنای این است که به صورت خودبخود انجام نمی شود ولی می توان آن را با دادن انرژی و تغییر اجباری شرایط انجام داد. مثلا:

1- از نظر ترمودینامیکی تجزیه نمک خوراکی دردمای معمولی خودبخودی نیست ولی با دادن انرژی الکتریکی انجام می شود.

2- برای تشکیل اوزون از اکسیژن ، هردو عامل آنتالپی و آنتروپی نامساعدندودرشرایط عادی هم انجام نمی شود ولی در شرایط ویژه انجام می شود (تخلیه الکتریکی)

 پیچیده فعال ناپایدار است و بی نظمی ان هم کمتر از واکنش دهنده ها وفراورده هاست و هر دو عامل نامساعد است ولی برطبق نظریه برخورد مولکولها وقتی برخوردموثر می کنند که انرژی انها برای سست شدن پیوندهای درگیر در واکنش وتشکیل پیوندهای سست در فراورده ها را تامین کند که مقدار این انرژی در نظریه حالت گذار همان انرژی فعالسازی واکنش است و تا مولکولهای برخورد کننده به بالای قله نرسند امکان تولید فراورده نیست پس تشکیل پیچیده فعال گرما گیر و بی نظمی ان هم کاهش می یابد ولی چون این انرژی را ما تامین می کنیم تشکیل می شود واگر انرژی کافی نباشد تشکیل نمی شود. شواهد تجربی وجود انرا در مراحل واسطه تایید می کند ولی قابل جداسازی و نگهداری نیست . رد پای ان در مکانیسم واکنشها دیده می شود ولی خودش دیده نمی شود.

فرض کنید واکنش گرما ده باشد و ما یک مول پیچیده فعال داریم احتمال تجزیه ان دقیقا در هر دو مسیر رفت و برگشت برابر است ولی چون در مسیر رفت به فراورده پایدار می رسیم احتمال برگشت از فراورده به پیچیده فعال کمتر است ولی احتمال تبدیل واکنش دهنده به پیچیده فعال بیشتر واز این رو پس از مدتی مقدار محصول پایدار در ظرف زیاد می شود.