تجزیه کربنات فلزات قلیایی

تجزیه فلزات قلیایی تحت شرایط سخت تری انجام می شود نه با دماهای حدود ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سلسیوس. یونهای فلزات گروه دوم ویون لیتیم تراکم وچگالی باربیشتر و اندازه کوچکتر داشته وبهتر می توانند انیون کربنات را قطبیده کرده و با پس گرفتن الکترون از اکسیژن های دارای بار منفی یون کربنات تشکیل کربن دی اکسید و انتقال اکسیژن به یون های مثبت فلزی وتشکیل اکسید فلز را تسهیل کنند از این رو فلزات گروه اول که تراکم بار مثبت کمتری دارند این کار را سخت تر انجام می دهندو تجزیه کربناتهای انها بجز لیتیم مشکل تر انجام میشود.

توجیه عدد کوئودیناسیون در ساختار بلور سزیم کلرید و سدیم کلرید

اگر به سلول واحد نمک طعام نگاه کنید متوجه ساختار hcp آ ن می شوید وعدد کوردیناسیون شش در ان ولی در نمک CsCl شبکه از نوع مکعبی مرکز پر است که فقط در راس های مکعب یون سزیم داریم وکلر در وسط مکعب است حالا اگر نگاه کنید هشت سزیم اطراف یک یون کلر قرار دارد.

آیا در مبحث سرعت واکنش مرتبه منفی وجود دارد؟

در بعضی واکنش ها  که رابطه قانون سرعت آنها به صورت کسری می باشد وجود دارد این یعنی مرتبه منفی هم وجود دارد که مرتبه منفی یعنی با افزایش غلظت سرعت کاهش می یابد. در مورد واکنش های چند مرحله ای این امکان وجود دارد . مرتبه منفی اغلب در واکنشهایی دیده می شود که قانون سرعت شامل فراورده نیز باشد. واکنش تخریب اوزون معادله سرعت به فراورده هم بستگی دارد:

                                                                                                O3(g) ⇌ 3O2(g)        R=K [O3]²(o2)^-1/2

مطابق جدول درمعادله سرعت برخی واکنش ها مرتبه سرعت نسبت به برخی مواد می تواند منفی باشد.

چرا ترکیب دی نیترورن پنتا اکسید در دماهای پایین گفته شده که یونی است و در دمای بالا کووالانسی و یونی؟

این ترکیب  ساختارش در حال تغییرات دایمی است چه از نقطه نظر دمای محیط وچه از نقطه نظر حالت فیزیکی و چه از جهت محیط شیمیایی اطرافش وحتی حین انجام واکنش می تواند دچار انحرافات زاویه ای وحتی پیچش وخمش در اتم ها وپیوندهای انها بشود وطول پیوند وزاویه وگروه نقطه ای تابع این شرایط است .

در چند رفرنس انچه بیشتر تاکید شده گروه نقطه ای C2 و گاهی هم C2v همچنین در جایی دیگر گروه نقطه ای C2و Cs را برای دو فرم ان نوشته اند وگفته شده این دو فرم در حالت انرژی مینیمم هستند و مقدارشان در حالت تعادل برابر است.

کدام ساختار N2O3را پایدارتر می دانید؟ چرا

با توجه به شکل زیر می توان گفت:

N2O3 که دی نیتروژن تری اکسید یکی از نامهای آنست . جامدی است به رنگ آبی تیره که یکی از اکسیدهای دوتایی نیتروژن است که با مخلوط کردن مقادیر یکسان از نیتروژن اکسید و دی نیتروژن اکسید طبق معادله زیر در دمای 21- درجه سلسیوس بدست میاید      

               NO + NO₂→ N₂O₃

نیتروژن تری اکسید تنها در دماهای پایین ودر حالت مایع و جامد وجود داردو در دماهای بالاتر به فرمهای گازی منفرد تفکیک میشود .

طول پیوند N-N معمولی برای مثال در مولکول ئیدرازین درحدود145 پیکومتر است در حالیکه پیوند در نیتروژن تری اکسیدبه طور غیرمنتظره 186 پیکومتر است. در حالیکه این طول در سایر اکسیدهای نیتروژن مثل دی نیتروژن تترا اکسید در حدود 175 پیکومتر است. دی نیتروژن تری اکسید مسطح است و گروه نقطه ای آن C_s است

ایزومر دیگری که میتوان نوشت O=N–O–N=O است ولی این ایزومر مشاهده نشده است.( سمت چپ شکل بالا)

نیتروژن تری اکسید طبق معادله زیر با سدیم هیدروکسید واکنش داده و سدیم نیتریت  و آب تولید میکند.

N₂O₃ + 2 NaOH → 2 NaNO₂ + H₂O                  

در ابتداتصور میشود که ساختار سمت چپ وپایین به چند دلیل پایدارتر باید باشد  اولا در اکسیدهای نیتروژن وقتی که اکسیژن تعدادش فرد باشد باید یک اکسیژن بین دو نیتروژن قرار گیرد. دوماچون پیوند N-O قطبی است نسبت به N-N که ناقطبی است ارجح تر واز نظر ترمودینامیک پایدارتر است. سوما ساختار سمت چپ متقارن است چهارم اینکه ساختار سمت چپ کشش زاویه ای و خمشی وپیچشی کمتری دارد .حال انکه واقعیت چیز دیگری را میگویدو ساختار سمت چپ ناپایدارترین انهاست.

فرم دیگری که نسبتا پایدارتر است یک پیوند N-N  یگانه دارد .( شکل بالایی)

ممکن است برخی بگویند که چون نیتروژن تری اکسید بر اثر حرارت به نیتروژن منوکسید و نیتروژن دی اکسید تجزیه میشود ساختار بالایی ارجح تر است در حالیکه تجربه نشان داده که هر دو شکل بالایی و سمت چپی بر اثر حرارت محصولات مشابهی تولید میکنند و شاهد آن نیز با اثرات ایزوتوپی تایید شده است .

اگر در ابتدا گاز NO  که ایزوتوپ N14 دارد با  NO2 که نیتروژن آن ایزوتوپ N 15  است واکنش دهیم میبینیم که یک جابجایی کامل رخ میدهد و گاز نیتروژن منوکسید با ایزوتوپ 15 و گاز نیتروژن دی اکسید با ایزوتوپ 14 بدست میاید.این پدیده نشان میدهد دو نیتروژن در نیتروژن دی اکسید کاملا یکسان هستندو تاییدی بر وجود شکل سمت چپ است .

شکل دوم N2O3 شکلی است که یک پیوند N-Nیگانه دارد ومطالعات اسپکتروسکوپی مبتنی بر مباحث مولکولی در باره پیوند از آن حمایت میکند نشان میدهد این پیوند یک پیوند فقط π N-N    است . بدون پیوند سیگما یعنی تک الکترون دو اتم نیتروژن با هم همپوشانی جانبی داشته اند( طول پیوند 186 پیکومتر موید این است )

با توجه به جمیع جوانب و با توجه به اینکه دی نیتروژن تری اکسید در شرایط معمولی ناپایدار است و به نیتروژن اکسید و نیتروژن دی اکسید تجزیه می شود. پس انتظار داریم شکل بالایی  یک پیوند ضعیف ( از نوع فقط π)داشته باشد و شکل بالایی می تواند انتخاب شود.

 

چگونه از گاز طبیعی میتوان گاز هیدروژن تهیه کرد؟

تبدیل گاز طبیعی توسط بخار یکی از روشهای متداول تولید هیدروژن می باشد. متان (عنصر اصلی گازطبیعی) در واکنش تعادلی با بخار شرکت می کند و محصول واکنش بطور عمده هیدروژن و گاز منوکسیدکربن می باشد:

CH4 + H2O → CO + 3H2

نقش اصلی بخار در واکنشهای تبدیل با بخار این است که تعادل را به سمت تولید  COو₂H هدایت می کند وبا توجه به تعادلی بودن واکنش، با کاهش فشار، واکنش به سمتی پیش می رود که تعداد بیشتری مولکول هیدروژن تولید شود . علاوه بر متان سایرهیدروکربنها نیز می توانند در واکنش تبدیل با بخار آب شرکت کرده و تولید هیدروژن نمایند. از اینرو شکل عمومی واکنش تبدیل بخار آب را می توان بصورت ذیل نشان داد:

C H + nH O ↔ nCO+(n+m/2)H₂

این واکنش بشدت گرماگیر بوده و برای تولید بیشتر هیدروژن و مونوکسید کربن باید واکنش درشرایط دمای بالا و فشار پائین انجام شود . فشار معمولا"  ثابت می باشد؛ بنابراین بالا بردن درجه حرارت واکنش را به سمت تولید هیدروژن پیش می برد. برای تأمین چنین حرارت بالایی(حدود ٨٠٠ الی ٩٠٠ درجه سانتیگراد ) راکتوری که واکنش در آن انجام می شود را در بخش تشعشعی یک کوره قرار می دهند

در این فرایند نسبت بخار به کربن خوراک ورودی5/3 می باشد؛ بنابراین با این شرایط ٩٨ درصد متان به هیدروژن تبدیل می شود و در صورت نیاز به تبدیل بالاتر متان، می توان از مبدل دومی (مبدل اکسیداسیون جزئی)

استفاده کرد . در مبدل دوم مقدار معینی اکسیژن یا هوا با گاز خروجی از مبدل اول در مجاورت کاتالیزور واکنش می دهند. این واکنش باعث اکسید شدن گاز شده و در نتیجه درصد بیشتری از متان به هیدروژن تبدیل میگردد. با استفاده از مبدل دوم بیشتر از6/٩٩ درصد از متان به هیدروژن تبدیل می شود .

مزیت داشتن توأم مبدل بخار و اکسیداسیون جزئی بر مبدل بخار این است که دیگر نیازی به عملکرد مبدل بخار اول در شرایط سخت درجه حرارت بالا نمی باشد؛ بعبارت دیگر در سیستم دو مبدلی، مبدل اول بخاردر درجه حرارت پایینتری کار می کند، ضمنًا در سیستم دو مبدلی راندمان و مقدار تبدیل افزایش یافته وهزینه دستگاهها و تجهیزات کاهش می یابد. در صورت استفاده از گاز طبیعی بعنوان سوخت در دستگاه پیل سوختی، از مبدل گاز طبیعی استفاده می شود.

متان را اگر در غیاب هوا با بخار آب تا 2000 درجه حرارت دهیم گاز هیدروژن و کربن منو اکسید تولید می کند کاتالیزگر واکنش نقره است.

.

در بررسی انرژی شبکه ترکیبات یونی تاثیر بار و شعاع کاتیون بیشتر هست یا آنیون ؟

اگر اندازه های انیونها و کاتیونها کاملا یکسان تعویض شود وبارها همین همین طور تاثیری ندارد ولی یک ذره انحراف در اندازه کاتیون وانیون تاثیر گذار است. بار کاتیون ارجحیت دارد چون کوچکتر و چگالی بار بیشتری دارد. برای تعیین بیشتر بودن اول به بار کاتیون سپس به بار آنیون سپس به اندازه ی شعاع توجه کرد. در حد دبیرستان اندازه شعاع یونی کاتیون انیون برعکس شود وبار انها هم مطابق ان تغییر کند مشکلی پیش نمی اید مثلا دو نمک A2B و AB2 را در نظر بگیرید در اولی یون Aکوچکتر وبار ان بیشتر است فرض کنید در دومی A بزرکتر وبار کمتر دارد چنانچه در نمک اولی اندازه A به اندازه B در دومی باشد واندازه B در اولی به اندازه A در دومی تفاوتی درانرژی شبکه نیست وگرنه ممکن است ساختار شبکه ونوع سلول واحد عوض شود وتاثیر شبکه فضایی بلور هم دخالت کند. انیون کوچکترین اتم اندازه ان از کوچکترین کاتیون بیشتر است.

در نام گذاری الکان ها به روش ایوپاک مجموع ارقام مقدم است یا گروه های بزرگ

در نام گذاری تقدم اول برای ترتیب حروف الفبای انگلیسی است، سپس از اول به آخر و از آخر به اول عدد می دهیم

شماره گذاری که از کنار هم گذاشتن اعداد آن کوچکتر باشد جواب خواهد بود. در سیستم قدیم برای بنیان هایی که ساده هستند از اندازه انها هم گاهی استفاده کرده و برای اتم های هترو از عدد اتمی هم برای اولویت استفاده می شود هر کدام عدد اتمی بیشتر است اولویت دارد. در نامگذاری به روش ایوپاک اول نزدیکی شاخه به سر زنجیر اگر مو قعیت شاخه ها از دو سر زنجیر یکسان بود حق تقدم در ترتیب حروف الفبای لاتین است.

بریلیم اکسید حاصل از اکسایش در دمای بالای 600 سلسیوس پیوند هایش درصد کووالان بیشتری دارند؟

بریلیم در دمای معمولی با اکسیژن نمی تواند ترکیب بشود و یا حتی در دمای بالاتر بسوزد اما در دمای بالا به ارامی اکسایش می یابد . بریلیم بخاطر شعاع کوچک و داشتن انرژی یونش بالا وانرژی تصعید زیاد نمی تواند یون پایدار تشکیل بدهد و بعلت خاصیت فطبندگی ان روی یونهای منفی ترکیبات ان بیشتر خصلت کوالانسی دارد

مخلوط استون در حضور یک باز

 استون دارای هیدروژن است با باز واکنش داده و واکنشی شبیه تست هالوفرم می دهد که در شناسایی الدهیدها وکتون ها میتوانید از تغییر رنگ ان را شناسایی کنید. ممکن است در تراکم الدولی شرکت کند و یک حلقه سه ضلعی با ساختار ناپایدار و با کشش زاویه ای بدهد که منفجر شونده باشد