نوشته شده در شنبه 12 آذر 1390
شیمی تجزیه چيست
دید کلی
شیمی تجزیه نقش حیاتی را در توسعه علوم مختلف به عهده دارد، لذا ابداع فنون جدید تجزیه و بسط و تکامل روشهای تجزیه شیمیایی موجود ، آنقدر سریع و گسترده است که اندکی درنگ در تعقیب رویدادهای تازه سبب بوجود آمدن فاصلههای بسیار زیاد علمی خواهد شد. نقش این فنون در فعالیتهای تولیدی روز به روز گستردهتر و پردامنهتر میگردد. امروزه ، کنترل کیفیت محصولات صنعتی و غیر صنعتی ، جایگاه ویژهای دارد که اساس این کنترل کیفیت را تجزیههای شیمیایی انجام شده به کمک روشهای مختلف تجزیهای تشکیل میدهد.
سیر تحولی و رشد
اصولا توسعه و تغییر پایدار در فنون و روشهای تجزیه وجود دارد. طراحی دستگاه بهتر و فهم کامل مکانیسم فرآیندهای تجزیهای ، موجب بهبود پایدار حساسیت ، دقت و صحت روشهای تجزیهای میشوند. چنین تغییراتی به انجام تجزیههای اقتصادیتر کمک میکند که غالبا به حذف مراحل جداسازی وقت گیر ، منجر میشوند. باید توجه داشت که اگر چه روشهای جدید تیتراسیون مانند کریوسکوپی ، Pressuremetriz ، روشهای اکسیداسیون _ احیایی و استفاده از الکترود حساس فلوئورید ابداع شدهاند، هنوز از روشهای تجزیه وزنی و تجزیه جسمی (راسب کردن ، تیتراسیون و استخراج بوسیله حلال) برای آزمایشهای عادی استفاده میشود.
به هر حال در چند دهه اخیر ، تکنیکهای سریعتر و دقیقترِی بوجود آمدهاند. در میان این روشها میتوان به اسپکتروسکوپی ماده قرمز ، ماورای بنفش و اشعه X اشاره کرد که از آنها برای تشخیص و تعیین مقدار یک عنصر فلزی با استفاده از خطوط طیفی جذبی یا نشری استفاده میگردد. سایر روشها عبارتند از:
* کالریمتری (رنگ سنجی) که به توسط آن یک ماده در محلول بوسیله شدت رنگ آن تعیین میشود.
* انواع کروماتوگرافی که به توسط آنها اجزای یک مخلوط گازی بوسیله آن از درون ستونی از مواد متخلل یا از روی لایههای نازک جامدات پودری تعیین میگردند.
* تفکیکی محلولها در ستونهای تبادل یونی
* آنالیز عنصر ردیاب رادیواکتیو.
* ضمنا میکروسکوپی الکترونی و اپتیکی ، اسپکترومتری جرمی ، میکروآنالیز ، طیفسنجی رزونانس مغناطیسی هستهای (NMR) و رزونانس چهار قطبی هسته نیز در همین بخش طبقه بندی میشوند.
خودکارسازی روشهای تجزیهای در برخی موارد با استفاده از رباتهای آزمایشگاهی ، اهمیت روزافزونی پیدا کرده است. چنین شیوهای ، انجام یکسری تجزیهها را با سرعت ، کارایی و دقت بهتر امکانپذیر میسازد. میکروکامپیوترها با قابلیت شگفتانگیز نگهداری دادهها و بستههای نرم افزار گرافیکی بطور قابل ملاحظهای موجبات جمع آوری ، نگهداری ، پردازش ، تقوبت و تفسیر دادههای تجزیهای را فراهم میآورند.
انواع تجزیه
وقتی آزمایش به شناسایی یک یا چند چیز جز از یک نمونه (شناسایی مواد) محدود میگردد، تجزیه کیفی نامیده میشود، در حالی که اگر آزمایش به تعیین مقدار یک گونه خاص موجود در نمونه (تعیین درصد ترکیب در مخلوطها یا اجزای ساختمانی یک ماده خالص) محدود گردد، تجزیه کمی نامیده میشود. گاهی کسب اطلاعاتی در زمینه آرایش فضایی اتمها در یک مولکول یا ترکیب بلورین ضروری است، یا تاکید حضور یا موقعیت برخی گروههای عامل آلی در یک ترکیب مورد تقاضا است، چنین آزمایشهایی تحت عنوان تجزیه ساختمانی نامیده میشوند و ممکن است با جزئیاتی بیش از یک تجزیه ساده مورد توجه قرار گیرند.
ماهیت روشهای تجزیهای
روشهای تجزیهای معمولا به دو دسته کلاسیک و دستگاهی طبقه بندی میشوند. روشهای کلاسیک شامل روشهای شیمیایی مرطوب ، نظیر وزن سنجی و عیار سنجی است. در واقع تفاوت اساسی بین روشهای دو دسته وجود ندارد. همه آنها مشتمل بر وابستگی یک اندازه گیری فیزیکی به غلظت آنالیت میباشند. در حقیقت روشهای تجزیهای محدودی وجود دارند که صرفا دستگاهیاند و یا بیشتر آنها متضمن مراحل شیمیایی متعددی قبل از انجام اندازه گیری دستگاهی هستند.
کاربردهای شیمی تجزیه
کنترل کیفیت محصول
بیشتر صنایع تولیدی نیازمند به تولید با کیفیت یکنواخت هستند. برای کسب اطمینان از برآورده شدن این نیازمندی مواد اولیه و همچنین محصول نهایی تولید ، مورد تجزیههای شیمیایی وسیعی قرار میگیرند.
نمایش و کنترل آلوده کنندهها
فلزات سنگین پسماندههای صنعتی و حشره کشهای آلی کلردار ، دو مشکل کاملا شناخته شده مربوط به ایجاد آلودگی هستند. به منظور ارزیابی چگونگی توزیع و عیار یک آلوده کننده در محیط ، به یک روش تجزیهای حساس و صحیح نیاز است و در کنترل پسابهای صنعتی ، تجزیه شیمیایی روزمره حائز اهمیت است.
مطالعات پزشکی و بالینی
عیار عناصر و ترکیبات مختلف در مایعات بدن ، شاخصهای مهمی از بی نظمیهای فیزیولوژیکی میباشند. محتوی قند بالا در ادرار که نشانهای از یک حالت دیابتی است و وجود سرب در خون ، از شناختهترین مثالها در این زمینه میباشد.
عیارگیری
از دیدگاه تجارتی در برخورد با مواد خام نظیر سنگهای معدنی ، ارزش سنگ معدن ، از روی فلز موجود در آن تعیین میشود. این موضوع ، مواد با عیار بالا را نیز غالبا شامل میشود. بطوری که حتی تفاوت کم در غلظت میتواند از نظر تجاری تاثیر قابل ملاحظهای داشته باشد. بنابراین یک روش تجزیهای قابل اعتماد و صحیح از اهمیت اساسی برخوردار است.
آینده شیمی تجزیه
بروز مشکلات تجزیهای در شکلهای جدیدش ادامه دارد. میزان تقاضای مربوط به انجام تجزیه در ابعاد وسیع توسط بسترهای دستگاهی بطور مداوم در حال افزایش است. کاوشهای فضایی ، نمونههای گمانه زنی و مطالعات اعماق دریاها مثالهایی از نیازهای قابل طرح میباشند. در دیگر زمینهها نظیر مطالعات محیطی و بالینی ، فرم شیمیایی و دقیق یک عنصر در یک نمونه و نه غلظت کلی آن ، اهمیت فزایندهای پیدا کرده است. دو مثال کاملا شناخته شده در این زمینه ، میزان سمیت بسیار زیاد ترکیبات آلی جیوه و سرب در مقایسه با ترکیبات مشابه معدنی است.
نوشته شده در شنبه 12 آذر 1390
آزمایشگاه شیمی تجزیه (تیتر کردن اسید و باز)
آزمایش تیتر کردن اسید و باز
تئوری آزمایش
در روش تیتر کردن سلولی با غلظت مشخصی به محلول دیگر اضافه میشود تا واکنش شیمیایی بین دو ماده حل شده کامل گردد. محلولی که غلظت آن مشخص باشد، محلول استاندارد است. در عمل تیتر کردن ، محلول استاندارد را از یک بورت به محلولی که باید غلظت آن اندازه گرفته شود، میافزایند و این عمل تا وقتی ادامه دارد که واکنش بین محلول استاندارد تیتر شونده کامل شود. پس با استفاده از حجم و غلظت محلول استاندارد و حجم محلول تیتر شونده ، غلظت محلول تیتر شونده را حساب میکنند.
وسایل لازم
بورت 50 میلی لیتر
بالون ژوژه 100 میلی لیتری و 50 میلی لیتری
ارلن مایر 250 میلی لیتری
بشر 100 میلی لیتری
ترازوی دقیق
مواد شیمیایی لازم
تیتر ازول کلریدریک اسید 0،1 نرمال
سود
اگزالیک اسید خالص
فنل فتالئین
روش آزمایش
بخش اول : تعیین نرمالیته سود مجهول
نمونه مجهول سود (NaOH) در بالون ژوژه 100 میلی لیتری را با آب مقطر به حجم رسانده ، هم میزنیم. پس یک بورت 25 میلی لیتری را ابتدا با آب مقطر سپس با محلول سود تهیه شده شستشو میدهیم و توسط گیره به پایه متصل میکنیم. داخل بورت ، محلول سود ریخته ف محلول را در صفر تنظیم میکنیم.
در نوک بورت نباید حباب هوا وجود داشته باشد. در صورت وجود داشتن هوا در نوک بورت باید شیر بورت را کمی باز کرد تا نوک بورت از مایع پر شود.
در موقع خواندن بورت ، چشم باید در امتداد سطح مایع بوده و عدد مقابل خط زیر سطح مقعر مایع خوانده شود.
حال در یک ارلن مایر که با کلریدریک اسید 0،1 نرمال شستشو داده ایم، 10 میلی لیتر کلریدریک اسید 0،1 نرمال می ریزیم. سپس 2 قطره فنل فتالئین اضافه میکنیم. ارلن را زیر بورت قرار داده ، با دست چپ شیر بورت را باز میکنیم تا قطره قطره محلول سود به محلول اسید اضافه شود و با دست راست ، ارلن را بهآهستگی حرکت دورانی میدهیم. طی این عمل ، محلول داخل ارلن ، رنگ ارغوانی (صورتی رنگ) میشود و این نشانگر بازی شدن محلول داخل ارلن است. افزایش سود را متوقف کرده و حجم سود مصرفی را از روی بورت میخوانیم.
از فرمول زیر نرمالیته سود مجهول بهراحتی محاسبه میشود:
اسید V * اسید N = سود V * سود N
اسید V * اسید N /سود V= سود N
بخش دوم : تعیین نرمالیته اگزالیک اسید
یک گرم اگزالیک اسید را داخل بشر 100 میلی لیتری ریخته و کمی آب مقطر به آن اضافه میکنیم تا حل شود و سپس محلول را به یک بالون ژوژه 50 میلی لیتری انتقال داده و به حجم میرسانیم. توسط پیپت ژوژه ، 10 میلی لیتر از این محلول را داخل ارلن مایر 250 میلی لیتری میریزیم و دو قطره فنل فتالئین به آن اضافه میکنیم. سپس بورت را از سود با نرمالیته معلوم پر میکنیم و محلول داخل ارلن را با آن تیتر میکنیم.
روش تیتر کردن به این صورت است که طبق بخش اول ، سود را قطره قطره به محلول داخل ارلن افزوده تا صورتی کمرنگ ایجاد شود. سپس حجم بورت را یادداشت میکنیم. نرمالیته اسید با استفاده از رابطه زیر بهسادگی حاصل میشود.
سود V *سودN = اسید V * اسید N
سود V *سود N / اسیدV = اسید N
نتایج آزمایش
با استفاده از رابطه فوق با داشتن حجم اسید ، حجم و نرمالیته باز میتوان نرمالیته اسید را بدست آورد.
با معلوم بودن حجم باز و نرمالیته و حجم اسید بهراحتی میتوان نرمالیته باز را محاسبه کرد.
در رابطه فوق برای حجم از هر واحدی میتوان استفاده کرد، مشروط بر اینکه هر دو حجم ( یعنی اسید V و باز V) دارای یک واحد باشند.
دو محلول که دارای نرمالیته یکسان باشند، با حجمهای مساوی بر یکدیگر اثر میکنند.
نوشته شده در جمعه 11 آذر 1390
آيروديناميك پرواز
تاريخچه
برادران رايت توانستند با استفاده از نبوغ و خلاقيت خود در دهم دسامبر 1903 كه آرزوي ديرينه بشر را كه پرواز بود تحقيق بخشند و از زماني كه اسحاق نيوتن فيزيكدان انگليسي ، نيروي جاذبه را كشف كرد، فكر پرواز و غلبه بر نيروي جاذبه در انسان شدت بيشتري يافت. برادران رايت كه يك مغازه تعميرات دوچرخه داشتند، هميشه در فكر پرواز بودند.
آنها بر اساس اطلاعات و مطالعات كه در مورد پرواز داشتند به ساخت بالها و طراحي هواپيما پرداختند. سپس يك تونل باد كوچك ساخته و اجزاي آيروديناميكي هواپيماي خود را كه از طراحي كاملا نوين و پيشرفته برخوردار بود، آزمايش كردند. و اولين پرواز قابل كنترل هواپيما را انجام دادند. زماني كه هواپيما به پرواز در ميآيد تحت تاثير نيروهاي آيروديناميكي قرار ميگيرد.
نيروي آيروديناميكي
نيروي آيروديناميك در اثر وزش باد بر روي يك جسم توليد ميشود. اين جسم ميتواند تير چراغ برق ، يك آسمان خراش ، پل ، هواپيما و يا كابل برق فشار قوي باشد. اما بازتاب نيروي آيروديناميكي كه ايجاد ميشود، بستگي به شكل اين جسم خاص كه در معرض وزش باد قرار گرفته است. اگر هم پهن و داراي زاويه تند باشد در برابر باد مقاومت ميكند و در جهت وزش باد خم ميشود. اما اگر داراي زواياي خميده و يا نيمدايره باشد، مقاومت كمتري نسبت به ساير اجسام خواهند داشت. نيروهاي آيروديناميكي شامل چهار نيرو ميشود، كه اين نيروها عبارتند از :
نيروي برا (LIFT)
نيروي برا ، نيرويي است كه باعث بالا رفتن هواپيما يا هليكوپتر و اجسام برنده ايجاد ميشود. براي اينكه اين نيرو ايجاد شود بايد جسم مورد نظر شكل خاصي داشته باشد، مطلوبترين شكل ميتواند به صورت يك قطره آب و يا يك جسم كه يك طرفش نيمدايره و طرف مقابل آن زاويه تند داشته باشد. اگر اين جسم به گوشهاي در جريان هوا قرار گيرد كه باد از سمت جسم كه حالت نيمدايره دارد بوزد و از طرف مقابل كه زاويه تندي دارد جسم را ترك كند، نيروي برا ايجاد خواهد شد. وقتي كه مولكولهاي هوا با لبه جلوي بال برخورد ميكند، تعدادي به سمت بالا و تعدادي به سمت پايين بال متمايل ميشوند. هر دو گروه مولكولها ميبايستي در انتهاي بال همزمان به يكديگر برسند. چون بالاي بال هواپيما انحناي بيشتري دارد و مسافت آن نسبت به زير بال بيشتر است.
در نتيجه مولكولهايي كه از سطح بالايي عبور ميكنند. ميبايستي با سرعت بيشتري حركت كنند تا با مولكولهاي سطح پايين همزمان به انتهاي بال هواپيما برسند. اين عمل باعث كاهش فشار هوا در سطح بالا نسبت به سطح پايين بال خواهد شد. اشاره به اصل برنولي وقتي كه سرعت هوا در سطح بالاي بال بيشتر از سطح پاييني آن باشد، فشار در سطح بالايي كم ميشود. حال كه فشار هوا در قسمت بالاي بال كاهش مييابد و يك خلا نسبي ايجاد ميشود كه جسم را به طرف خود ميكشد. اين خلا نسبي همان نيروي برا ميباشد كه باعث بالا رفتن هواپيما ميشود. هر چقدر سرعت هواپيما بيشتر باشد مقدار خلا نسبي نيز بيشتر ميشود.
نيروي وزن (WEIGHT)
زماني كه ما روي زمين قرار گرفتهايم وزن ما بطور عمود بر مركز زمين وارد ميشود. وزن ما باعث قرار گرفتن روي زمين و نيز جاذبهاي كه برما وارد ميشود با وزن ما برابر خواهد بود. طبق قانون نيوتن ، نيروي جاذبهاي كه بر جسم ما وارد ميشود برابر با يك خواهد بود.
براي اينكه هواپيما به پرواز درآيند بايد بر نيروي جاذبه غلبه كند. وزن هميشه در جهت مخالف نيروي برا است.
نيروي رانش (THRUST)
وقتي جسمي از زمين بلند شده و در فضا قرار ميگيرد، بايد نيروي رانش كافي داشته باشد. به عبارت ديگر نيروي رانش باعث ميشود تا هواپيما به طرف جلو حركت كرده و جريان لازم را ايجاد كند. جريان ايجاد شده توليد نيروي برا اين كار را خواهد كرد. در هواپيما نيروي رانش بوسيله موتور فراهم ميشود.
نيروي پسا (DRAG)
- طبق قانون نيوتن هر عملي يك عكسالعمل در جهت مخالف خواهد داشت به دليل اينكه نيروي رانش باعث جلو رفتن هواپيما ميشود. افزايش اين نيرو باعث افزايش نيروي پسا خواهد شد. وجود نيروي پسا يك امر اجتناب ناپذير است ولي كارشناسان ، طراحان و سازندگان هواپيما سعي ميكنند در حين پرواز از مقدار نيروي پسا كاسته شود.
- شكل هواپيما ، هر قدر بالها نازكتر يا محل اتصال اجزا خارجي با بدنه زاويههايي تند نداشته باشد، بخشي از نيروي پسا كاهش مييابد. بستگي به شكل خاص اجزايي كه در توليد نيروي برا نقش دارند. مانند بالها ، و بخشي از بدنه . براي اينكه هواپيما بتواند سرعتهاي كم به اندازه كافي نيروي برا و در سرعتهاي زياد از توليد نيروي پسا كاسته شود بالهاي آن را به گونهاي مناسب طراحي ميكنند.
- پس متوجه ميشويم كه با افزايش نيروي رانش بر سرعت هواپيما افزوده ميشود. با افزوده شدن سرعت هواپيما ، جريان هوا نيز افزايش يافته و نيروي برا افزايش مييابد تا بر وزن هواپيما غلبه كند. با افزايش نيروي برا و رانش بر ميدان نيروي پسا نيز افزوده خواهد شد. اما زماني كه هواپيما در مسير پرواز قرار ميگيرد كليه نيروها به حالت تعادل در آمده و هواپيما با سرعت ثابتي به پرواز خود ادامه ميدهد.
منبع : دانشنامه رشد

نوشته شده در چهارشنبه 09 آذر 1390
نوشته شده در چهارشنبه 09 آذر 1390
نوشته شده در شنبه 05 آذر 1390
نوشته شده در پنجشنبه 03 آذر 1390
نوشته شده در چهارشنبه 02 آذر 1390
نوشته شده در سهشنبه 01 آذر 1390
نوشته شده در سهشنبه 01 آذر 1390
ورود کاربران
خوش آمدید! لطفا وارد حساب خود شوید