X
تبلیغات
صنایع شیمیایی

صنایع شیمیایی

آزمایش سنیتیک تئوری یک واکنش درجه یک

تئوری:

 

در حالت کلی سینتیک شیمیایی را می‌توان علم مطالعه سیستمهای ناظر بر تجزیه شیمیایی و یا تغییر حالت مولکولها دانست. به عبارت دیگر سینتیک را می‌توان علم مکمل ترمودینامیک دانسته و سیستمهایی را که توزیع انرژی آنها با زمان تغییر می‌نماید مطالعه کرد. نظریه‌هایی که اثرات متقابل شیمیایی را توجیه می‌کنند بطور گسترده‌ای بر اساس نتایج تجربی پایه گذاری شده‌اند که با روشهای ترمودینامیکی و سینتیکی به دست می‌آیند.           

                  

نگاه اجمالی

با یک نگرش سطحی می‌توان مشاهده نمود که برخی از واکنشهای شیمیایی آنی بوده و تعدادی کند یا بی‌نهایت کند هستند. همچنین شدت بعضی از واکنشها در آغاز زیاد است، رفته رفته آهسته می‌گردند، برعکس برخی از واکنشها به کندی شروع شده و سپس شتاب می‌گیرند، سینتیک عامل زمان را در واکنشهای شیمیایی مطرح و مورد بحث قرار می‌دهد.

 

 

تاریخچه

از نظر تاریخی مطالعه سرعت واکنشها یکی از قدیمی‌ترین موضوعات شیمی فیزیک بوده است. و نزل در سال 1777 سرعت انحلال فلزات در اسیدها را مطالعه کرد. ویلهمی در سال 1850 هیدرولیز بوسیله اسیدها را مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که سرعت واکنش هیدرولیز ساکاروز متناسب با غلظت ساکاروز تجزیه نشده است.

 

ویلهمی را می‌توان پایه گذار سینتیک نامید. درسال 1862 برتلو و سن ژیل نیز نتایج مشابهی روی هیدرولیز استرها در محیط اسیدی داشتند، سرانجام درسال 1863 گولدبرگ و واگ نتایج فوق را تعمیم داده و به صورت قانون اثر غلظت‌ها بیان کردند.

 

 

مطالعات اولیه سینتیک

اولین مطالعات در سینتیک شیمیایی مربوط به اندازه گیری سرعت واکنشها بوده و برای رسیدن به هدف اصلی با توجیه این سرعتها به شناخت مکانیسم کامل واکنش مورد مطالعه پی می‌بریم. البته از آنجا که سرعت اندازه گیری شده یک حالت آماری متوسط مولکولهای شرکت کننده در واکنش می‌باشد، سینتیک شیمیایی اطلاعی از حالت انرژیتیکی یا وضع فضایی مولکولها را بطور جداگانه ارائه نمی‌دهد ولی با این وصف مطالعه جنبشی واکنشهای شیمیایی در تفکیک مکانیسمهای پیچیده به مراحل ساده ، دارای توانایی و قدرت قابل توجهی می‌باشد.

 

مکانیسم کلی واکنشهای پیچیده‌ای که واکنشگرها تغییرات مرحله‌ای انجام می‌دهند، تنها با مطالعه سینتیکی سرعت یعنی فرایند حاکم بر واکنش از طریق مطالعه سینتیکی قابل تشریح می‌باشد.

 

استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی

ترمودینامیک شیمیایی هم مانند سینتیک شیمیایی شاخه مهمی از شیمی فیزیک است. در ترمودینامیک عامل زمان ، در کار نیست و در آن از تعادل و حالت ابتدایی و انتهایی سیستم بحث می‌شود. بی آنکه از سرعت رسیدن به تعادل سخن گفته شود. در بیشتر موارد عملی اکثر اطلاعات مورد نیاز با استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی بدست می‌آید.

زمانی که واکنش گرمازا باشد طبق اصل لوشاتلیه تهیه آمونیاک در فشار بالا و دمای پایین امکانپذیر است. ولی عملا در دمای  سرعت واکنش به اندازه‌ای کند است که به عنوان یک فرایند صنعتی مقرون به صرفه نمی‌باشد. لذا اگر چه در فرایند‌ هابر با استفاده از فشارهای زیاد تعادل در جهت تولید آمونیاک پیشرفت می‌کند، عملا در حضور کاتالیزور و دمای  (عوامل ترمودینامیکی) سرعت رسیدن به تعادل به مراتب افزایش می‌یابد. در نتیجه برای مشخص نمودن شرایط انجام این واکنش از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی استفاده می‌شود.

 

 

تفاوتهای سینتیک و ترمودینامیک

علم ترمودینامیک بیشتر مبتنی بر تغییر انرژی و آنتروپی است که معمولا همراه با تغییر در سیستم می‌باشد و با استفاده از انرژی آزاد یک واکنش و همچنین ثابت تعادل آن امکان انجام یا عدم انجام یک واکنش شیمیایی را پیش‌بینی می‌کند. اما نتایج ترمودینامیکی به هیچ وجه نمی‌تواند سرعت تغییرات شیمیایی و یا مکانیسم تبدیل واکنش دهنده‌ها اطلاعاتی به ما بدهد. به عنوان مثال اکسیژن و نیتروژن موجود در جو زمین می‌توانند با آب اقیانوسها وارد واکنش شده و اسید نیتریک رقیق تولید کنند.

 

بر اساس اطلاعات ترمودینامیکی  ، این واکنش به صورت خودبه‌خودی می‌تواند انجام شود. اما طبق اطلاعات سینتیکی خوشبختانه سرعت آن خیلی کم می‌باشد. تفاوت مهم دیگر بین سینتیک و ترمودینامیک این است که طبق اصول اساسی ترمودینامیک مقدار ثابت تعادل برای واکنشها مستقل از مسیری است که واکنش دهنده‌ها را به فراورده تبدیل می‌کند اما در سینتیک مسیر واکنش بسیار اهمیت دارد، زیرا کلیه مراحل و مکانیسم واکنشهای شیمیایی را تشکیل می‌دهد.

 

 

 

 

 

 

شرح آزمایش:

 

150 سی سی آب را همراه با 10 سی سی اسید سولفوریک و 20 سی سی اسید استیک درون یک ارلن ریخته و 20 سی سی محلول ید را به آن اضافه می کنیم .

پس از گذشت 5 دقیقه 40 سی سی از محلول را برداشته و در ارلن دیگر می ریزیم.

ارلن جدید باید محتوی 20 سی سی سدیم استات باشد تا واکنش را متوقف کند . چند قطره چسب نشاسته را به عنوان معرف به محلول اضافه می کنیم و بلا فاصله شروع به تیتراسیون با سدیم تیو سولفات می کنیم.

چسب نشاسته رنگ محلول را به آبی تغییر می دهد.

تیتراسیون را تاجایی که رنگ زرد کم رنگ پدیدار شود ادامه می دهیم .

بعد از گذشت 10 دقیقه دوباره 40 سی سی از محلول مادر را برداشته و مانند قبل تیتر می کنیم . این کار را به ازای هر 5 دقیقه تا تمام شدن محلول مادر ادامه می دهیم.

 

 

+ نوشته شده در  دوشنبه سیزدهم اردیبهشت 1389ساعت 20:7  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  | 

تهیه گاز استیلن در آزمایشگاه

هدف آزمایش

تهیه کوچکترین عضو خانواده آلکین‌ها و بررسی اثر بر شناساگر مخصوص (محلول نیترات نقره آمونیاکی)

تئوری آزمایش

هر گاه ترکیب آلی ، دارای پیوند سه‌گانه کربن به کربن باشد، آلکین نامیده می‌شود. استیلن با فرمول C2H2 ، کوچکترین عضو این خانواده می‌باشد و به همین دلیل ، آلکین‌ها را ترکیبات استیلنی یا استیلن‌های استخلاف‌دار گویند.
آلکین‌ها ، ترکیباتی با قطبیت کمتر می‌باشند که در حلال‌های با قطبیت کمتر مثل تتراکلرید کربن ، بنزن و اترها بخوبی حل می‌شوند، ولی در آب نامحلولند. همانند سایر هیدروکربن‌ها سبکتر از آب هستند.

فرمول عمومی آلکین‌ها CnH2n-2 می‌باشد. در این آزمایش ، می‌خواهیم گاز استیلن را در آزمایشگاه تولید کنیم.

وسایل ومواد مورد نیاز

  • بالن تقطیر 100ml
  • قیف شیردار
  • بطری شستشوی گاز
  • گیره و پایه فلزی
  • کلسیم کربید CaC2
  • سولفات مس II اسیدی شده با اسید سولفوریک
  • محلول نیترات نقره آمونیاکی
  • لوله آزمایش

شرح آزمایش

ابتدا باید توجه داشته باشید که این آزمایش ، نباید در معرض شعله چراغ گاز باشد. یعنی مواد اولیه آزمایش را جهت تولید گاز استیلن حرارت نمی‌دهیم. در داخل بالن تقطیر، قطعات کوچکی از کلسیم کربید ریخته و روی آن ، قیف شیردار دارای آب قرار دهید. لوله خروجی بالن تقطیر را به بطری شستشوی دارای محلول سولفات مس II اسیدی شده با اسید سولفوریک جهت جذب ناخالصی‌های گاز وصل کنید تا گاز ایجاد شده از آن عبور کند و ناخالصی‌های آن گرفته شود.

سپس می‌توانید گاز ایجاد شده را به داخل هر ظرفی که خواستید هدایت و آن را جمع آوری کنید و یا به داخل ظروف مختلفی جهت بررسی واکنشهای آن با مواد مختلف هدایت کنید. به عنوان مثال ، لوله خروجی از بطری شستشوی گاز را به داخل لوله آزمایش حاوی محلول نیترات نقره آمونیاکی هدایت کنید. اثر گاز بر آن ، سبب تولید رسوب سفید رنگ استیلید نقره می‌شود که با یک مولکول آب متبلور می‌گردد. (این رسوب را دور بریزید).

نتیجه آزمایش

واکنشی که تحت آن ، گاز استیلن تولید می‌شود، از این قرار است:


CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + CH≡CH

اثر گاز استیلن بر شناساگر مخصوص آن ، یعنی نیترات نقره آمونیاکی به این صورت است:(شناساگر نیترات نقره آمونیاکی را می‌توان به صورت محلول اکسید نقره آمونیاکی یا Ag2O نشان داد)


C2H2 + Ag2O → Ag2C2 + H2O

Ag2C2 ، رسوب سفید رنگ استیلید نقره است.

گاز استیلن در صنعت جوشکاری کاربرد دارد.

سوالات

  1. آیا می‌دانید واکنش سوختن کامل استیلن با اکسیژن خالص را بنویسید؟
  2. واکنش پذیری آلکین‌ها در مقایسه با آلکن‌ها (با توجه به تئوری آزمایش) چگونه است؟

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385ساعت 18:29  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  | 

شناسایی اسید استیک در آزمایشگاه

هدف آزمایش

بررسی واکنش اسید استیک با برخی مواد از جمله بازها

تئوری آزمایش

اسیدهای کربوکسیلی ، ترکیباتی هستند که دارای عاملCOOH- می‌باشند. اسیدهای کربوکسیلی زنجیری ، از دیرباز شناخته شده‌اند و لذا ، نام معمولی دارند. نام آنها ، از ماده یا منبعی که بدست آمده‌اند، گرفته شده است. به عنوان مثال ، CH3COOH ، اسید استیک نامیده می‌شود که از سرکه گرفته می‌شود. نام آیوپاک این ماده ، اسید اتانوئیک است.

اسیدهای کربوکسیلی ، مولکولهای قطبی می‌باشند و می‌توانند مثل الکل ها و آمین‌ها ، پیوند هیدروژنی ایجاد نمایند. گرچه اسیدهای کربوکسیلی ، در مقایسه با اسیدهای معدنی مثل اسید سولفوریک و اسید نیتریک ، بسیار ضعیف می‌باشند، ولی در هر صورت ، در مقایسه با الکل‌ها ، آب، آمونیاک و استیلن‌ها از اسیدیته قوی‌تری برخوردارند.

ساختمان اسیدهای کربوکسیلیک ، به گونه‌ای است که این مواد ، می‌توانند در واکنش های شیمیایی مختلفی شرکت نمایند. در این آزمایش ، با تکیه بر این واکنش‌ها ، می‌خواهیم اسید استیک را در حضور معرف‌های مختلف شناسایی کنیم.

مواد و وسایل مورد نیاز

  • کپسول چینی
  • کاغذ تورنسل
  • اسید استیک غلیظ
  • آب مقطر
  • محلول رقیق سود (NaOH)
  • اتانول

شرح آزمایش

در داخل یک کپسول چینی ، 4ml از اسید استیک غلیظ و 4ml آب مقطر را با هم مخلوط نمایید. قطعه ای از کاغذ تورنسل (کاغذ سرخ) را روی محلول اضافه و سپس قطره قطره از محلول سود رقیق اضافه کنید تا رنگ کاغذ ، آبی گردد. کپسول چینی را با شعله کوتاه حرارت دهید تا آب اضافی ، تبخیر و نمک خشک بدست آید. روی نمک خشک ، چند قطره اتانول (C2H5OH) خالص همراه چند قطره از اسید سولفوریک غلیظ اضافه نمایید.

در صورت وجود اسید استیک ، بوی خوشی مانند میوه به مشام می‌رسد که مربوط به استر تولید شده به نام استات اتیل است.

نتیجه آزمایش

واکنشهایی که در این آزمایش انجام شده‌اند، به قرار زیرند:


CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

CH3COONa + H2SO4 → NaHSO4 + CH3COOH

CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O

هر کدام از واکنش‌های صورت گرفته ، نشان‌دهنده یک نوع از واکنش‌های شیمیایی است که اسید استیک با استفاده از گروه خود یعنی COOH- قابلیت انجام آن را دارد. واکنش استری شده یعنی واکنش آخر ، کاربرد فراوانی در صنعت دارد، از جمله واکنش صابونی شدن.

سوالات

  1. با توجه به ساختمان اسید استیک ، می‌توانید بگویید هر کدام از واکنش‌های فوق در اثر شکسته شدن چه قسمتی از بخش اسیدی این ماده ، انجام گرفته است؟
  2. آیا می‌دانید نقش اسید سولفوریک در واکنش آخر چیست؟

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385ساعت 18:26  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  | 

آزمایش تهیه چسب اوره - فرمالدئید

هدف آزمایش

تهیه رزین (چسب) اوره - فرمالدئید

تصویر

تئوری آزمایش

بسیاری از واکنش‌های پلیمریزاسیون ، کاربردهای بسیار مهم و اساسی در صنعت دارند. یکی از پلیمرهای با کاربرد صنعتی ، چسب و بطور کلی انواع چسب‌هاست. فنوپلاست‌ها و آمینوپلاست‌ها که جزء پلاستیک‌ها بشمار می‌روند، می‌توانند بعنوان چسب بخاری بکار روند. رزین فنل - فرمالدئید (فنوپلاست) که از واکنش فنل با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی و با ماکزیمم PH مساوی با 8,5 در صنعت تهیه می‌شود، می‌تواند بعنوان چسب بکار رود.

باید توجه داشت که برای استفاده از چسب بخاری ، انتهای مولکول باید گروه OH- داشته باشد. هرچه گروههای OH- آزاد (مربوط به گروه متیلول CH2OH- ) بیشتر باشند، قدرت چسبندگی چسب افزایش می‌یابد. اما این چسب ، یعنی چسب فنل- فرمالدئید در بازار یافت نمی‌شود و کاربرد صنعتی زیادی ندارد. علت آن ، بوی بد فنل است.

اما رزین اوره- فرمالدئید که از واکنش فرمالدئید با اوره در محیط اسیدی یا بازی بدست می‌آید، بعنوان چسب بخاری کاربرد صنعتی بسیار وسیعی دارد. در تهیه این چسب نیز هرچه گروههای OH- آزاد بیشتر باشد، چسب قدرت بیشتری خواهد داشت.

وسایل مورد نیاز

  • بالن 3 دهانه حاوی مبرد
  • کپسول چینی
  • اوره
  • فرمالین
  • محلول هیدروکسید سدیم10%
  • اسید استیک یخی

روش آزمایش

داخل بالن 3 دهانه ، 22,5 گرم فرمالین (معادل 0,3 مول فرمالدئید) می‌ریزند، بر روی آن ، 9,0 گرم (0,15 مول) اوره اضافه می‌کنند و بمنظور تنظیم PH مخلوط در 7,5 - 8 ، به مقدار کافی هیدروکسیدسدیم 10% می‌افزایند. دو دهانه بالن را با چوب‌پنبه مسدود می‌کنند و مخلوط را ، 2 ساعت در حمام آبی در دمای 80 درجه سانتی‌گراد قرار می‌دهند. سپس دما را تا 60 درجه سانتی‌گراد پایین می‌آورند. چوب پنبه‌ها را در آورده و به جای یکی از دهانه‌های بالن ، لوله‌ای مویین و دیگری را به سیستم خلا متصل می کنند.

در فشار 120-100 میلی‌متر جیوه و دمای 70-60 درجه سانتی‌گراد ، آب موجود در سیستم را از محیط عمل دور می‌کنند. مخلوط بدست آمده را به کپسول چینی ریخته و بر روی آن 0,3 گرم اسید استیک یخی اضافه نموده و 2 ساعت در دمای 45-40 درجه سانتی‌گراد ، 2 ساعت در دمای 55 - 50 درجه سانتی‌گراد و 2 ساعت در دمای 100 درجه سانتی‌گراد گرم می‌کنند تا چسب بدست آمده تبدیل به رزین گردد.

تصویر

نتیجه آزمایش

مشخص است که چسب اوره - فرمالدئید که تهیه کرده‌اید، کاربرد صنعتی بسیار گسترده‌ای بعنوان چسب بخاری دارد. همچنین این چسب در صنعت نئوپان سازی بعنوان پایه اصلی صنعت (برای بهم چسباندن ذرات و تکه های چوب و ضایعات چوبی) بشمار می‌رود. رزین اوره- فرمالدئید نیز در کارهای تحقیقاتی و آزمایشگاهی کاربرد دارد.

این واکنش پلیمریزاسیون ، یک واکنش چند تراکمی یا پلی کنداسیون است که از واکنش‌های رایج در صنعت و محصول ، یک پلاستيك است و پلیمر حاصل یک پلیمر یک بعدی است.

سوالات

  1. قابلیت انحلال چسب و رزین را در حلال‌های مختلف بررسی کنید.
  2. در مورد پلاستیک‌ها چه می‌دانید؟
  3. در مورد واکنش‌های تراکمی چه می‌دانید؟

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385ساعت 18:19  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  | 

آزمایش تهیه نایلون

هدف آزمایش

تهیه نایلون 6 (پرلون)




تصویر
ساختمان نایلون

تئوری آزمایش

روش‌های تهیه پلی ‌آمیدها با روش‌های تهیه پلی ‌استرها مشابهند. در سال 1936، دانشمند آلمانی "شلاک" موفق به پليمريزاسيون کاپرولاکتام و تولید نایلون 6 شد. این نایلون به نام تجارتی "پرلون" در اروپا وارد بازار شد و پس از جنگ جهانی دوم ، تولید نایلون 6 در اکثر کشورها شروع شد.
پرلون (Perlon) ، پلی آمید مشهوری است که در اشل صنعتی از واکنش خود تراکمی 6- آمینوهگزانوئیک اسید بدست می‌آید.

این ترکیب از طریق نوآرایی "بکمن" سیکلوهگزانون اکسیم و تبدیل به 4- کاپرولاکتام قابل دسترسی است. وزن مخصوص نایلون ، 1.14است و در حدود 215-220 درجه سانتی‌گراد ذوب می‌گردد.

وسایل و مواد مورد نیاز برای تولید در صنعت

  • رآکتور (بزرگ برای اشل صنعتی)
  • کاپرولاکتام
  • دی‌اکسید تیتان
  • اسید استیک
  • سیسم ریسندگی

روش تهیه

در مرحله اول برای تولید صنعتی ، (چون مرحله اول پلیمریزاسیون) ، کاپرولاکتام مذاب همراه کمی دی‌اکسید تیتان و اسید استیک توسط یک فیلتر وارد لوله‌های رآکتور  پليمريزاسيون می‌شود، پلیمری که تولید گردید، پس از خروج از رآکتور بالافاصله وارد سیستم ریسندگی می‌گردد. در مرحله دوم که شامل ریسندگی است، نایلون 6 به حالت مذاب وارد منافذ ریزی شده و از آن به صورت رشته‌های ظریفی خارج می‌گردد.

این رشته‌ها ، 5 برابر طول خود کشیده می‌شوند. سپس با آب بشویید و خشک کنید و به صورت کلاف بپیچید.




تصویر
دست مصنوعی نایلونی

نتیجه آزمایش

الیاف حاصل ، الیاف نایلون 6 است. مهم‌ترین کاربرد نایلون 6 ، در ساخت تایر اتومبیل ، تولید نخ ماهیگیری به قطر 0.1mm تا 1.5mm برای مصارف ماهیگیری ، تهیه طناب به اقطار مختلف تا 10cm برای بستن و یدک کشیدن کشتی‌ها ، ساخت لوله ، تولید جوراب و انواع لباسهای مختلف زنانه و مردانه ، ساخت فرشهای ماشینی ، موکت ، پرده ، رویه مبل و بافت انواع دیگر پارچه است.

سوالات

  1. خواص نایلون 6 را با نایلون 6و6 مقایسه کنید.
  2. با ذوب مقدار کمی نایلون 6، در داخل بوته چینی و توسط چراغ ، رشته نازکی را از مذاب با کمک سیم نازک بیرون کشیده و استحکام و سایر خواص فیزیکی آن را بررسی کنید.
  3. می‌توانید فرمول ساختمانی نایلون 6 را پیدا کنید؟
  4. فکر می‌کنید نایلون 6 در چه حلال‌هایی حل می‌شود؟
+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385ساعت 18:11  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  | 

آزمایش تهیه لاستیک

هدف آزمایش

تهیه لاستیک سنتزی تیوکل (Tiokol)

تصویر

تئوری آزمایش

تیوکل ، لاستیکی سنتزی است که با افزودن گوگرد به انتهای زنجیرهایش ، استحکام و خواص ویژه‌ای به خود می‌گیرد و خصلت ارتجاعی بیشتری پیدا می‌کند.
تیوکل ، پليمري از اتیلن دی‌کلراید است که به آن ، گوگرد اضافه شده و فرمول نهایی بصورت C2H4S4 در آمده است. این ترکیب ، حدود 82% گوگرد است و چون وزن مولکولی بالاست، ساختمانش احتمالا زنجیری است با گروه اتیلن مشخص و دست نخورده.

در تهیه این پلیمرها ، از هیدروکسیدسدیم استفاده می‌شود که با عمل جوشاندن تغلیظ می‌شود. این هیدروکسید غلیظ شده ، نصف گوگرد افزوده شده را جذب می‌کند و ماده‌ای پودری شکل را بوجود می‌آورد. لذا هر چهار گروه اتم گوگرد دو به دو به طریقه متفاوتی از هم متصل شده‌اند. مقدار در صد بالای گوگرد در ترکیب ، ناشی از سولفید سدیم تولیدی در اثر ترکیب هیدروکسید سدیم با گوگرد است.

اسیدی شدن محلول ، H2S و دی‌تیول اتیلن آزاد می‌کند. منشا تشکیل پلیمر ، پیوند دی‌سولفید در آن است:


SH2 + HS - CH2 - CH2 - SH


دو اتم گوگردی که توسط سدیم هیدروکسید جذب شده ، در پلیمر اولیه در محلول جامد نخواهد بود و توسط استن و جوشاندن قابل استخراج نیست. بعلاوه دو اتم گوگرد می‌توانند با دو اتم گوگرد موجود در زنجیر کئوردینه شوند و بدین ترتیب قابل استخراج گردد. از طرفی چون مقادیر کمی از تتراسولفیدسدیم باقی می‌ماند، احتمال تشکیل گروههای نهایی در مرکاپتان نیز می‌رود.

وسایل مورد نیاز

  • بشر
  • بالن
  • دستگاه رفلکس
  • هیدروکسید سدیم
  • پودر گوگرد
  • دی‌کلرو اتان

شرح آزمایش

هیدروکسید سدیم را در آب حل کرده ، می‌جوشانید تا تغلیظ شود. سپس به آن ، گوگرد اضافه کنید تا حدی که بیشتر گوگرد در آن حل گردد. بعد آن را در بالنی اضافه کرده و به آن دی‌کلرو اتان اضافه ‌کنید و مخلوط را رفلکس کنید تا کلوئیدی اسفنجی تهی و تشکیل گردد.

نتیجه آزمایش

یکی از خواص مهم پلی سولفیدها (که لاستیکی که تهیه کرده‌اید جزو آنهاست) ، مقاومت آنها در برابر حلال است. پلیمرها بر اساس خواص متفاوتشان کاربردهای زیادی پیدا می‌کنند. عده ای در تهیه و ساخت چسب‌ها و رزین‌ها و رنگ‌ها کاربرد دارند. عده‌ای دیگر فرم لاستیکی دارند و برای ساخت قطعاتی با حالت ارتجاعی بکار می‌روند.

لاستیک تیوکل در ساخت لوله‌های گاز اتومبیل و مراکز سرویس آنها ، پوشش‌های کابل ، پوشش منسوجات و بالن بسیار کاربرد دارد. از خواص مهم لاستیک تیوکل ، مقاومت فوق‌العاده آنها در برابر حلال و روغن ، پایداری فوق‌العاده در برابر کهنگی ، اوزون و نور آفتاب ونفوذ ناپذیری در برابر گازها و بخارهاست و بر اساس این خواص ، کاربرد وسیعی دارد.

سوالات

  1. فکر می‌کنید در استفاده از لاستیک تیوکل چه محدودیت‌هایی وجود دارد؟
  2. استحکام لاستیکی را که تهیه کرده‌اید، بررسی کنید.
  3. فکر می‌کنید لاستیک حاصله در چه حلال‌هایی قابل حل است؟
+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385ساعت 11:52  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  | 

تهیه صابون و شامپوی دارویی با استفاده از آبهای معدنی

یک پژوهشگر ایرانی با استفاده از آب‌های معدنی موجود در دریاچه‌های شور کشور موفق به ساخت صابون و شامپو و ژل غنی از عناصر معدنی با ویژگی‌های دارویی شد.
مهندس محمد خاکساری ، کارشناس مهندسی شیمی و مخترع این روش ، اظهار داشت: این فرآورده‌های بهداشتی از لحاظ ترکیبات معدنی مشابه املاح موجود در دریاچه شور بحرالمیت هستند که حاوی مقادیر قابل توجهی کلسیم ، منیزیم، پتاسیم ،ید و سایر عناصری است که می‌توانند ضمن تامین نیاز بدن به این عناصر در درمان برخی از بیماری‌ها نیز استفاده شوند.

وی افزود: این ترکیبات به صورت صابون جامد ، شامپو و ژل‌هایی تهیه شده که هر یک از آنها کاربرد درمانی مؤثری دارند به عنوان مثال ، استفاده از صابون جامد باعث بهبود قارچ ، جوش و حساسیت می‌شود. استفاده از ژل ساخته شده نیز باعث بهبود کمردرد و پا درد شده و مصرف شامپو بدن نیز منافذ پوست را باز کرده و املاح مورد نیاز را از طریق پوست وارد بدن می‌کند.

به گفته این محقق ، در دنیا ، تنها دریاچه شور بحرالمیت دارای ترکیبات و املاح مورد نیاز این محصولات می‌باشد که با توجه به عدم دسترسی به املاح این دریاچه تلاش شده است که املاح مورد نیاز از دریاچه‌های شور کشور در ارومیه، قم ، کاشان، شرق تهران و محدوده‌ای از جنوب کشور تهیه شده و ترکیبی مشابه املاح بحرالمیت برای ساخت این محصولات فراهم شود.

خاکساری با اشاره به این آزمایش‌های انجام شده کیفیت و اثربخشی محصولات تولیدی را تایید کرده است، خاطرنشان کرد: متاسفانه به دلیل عواملی نظیر پخت غیر صحیح غذا ، بسیاری از مواد معدنی مورد نیاز از جمله کلسیم و منیزیم به بدن مصرف‌کنندگان نمی‌رسد که برای جبران آن می‌توان از روش‌های یون درمانی نظیر استفاده از فرآورده‌های دارویی بهداشتی که از طریق پوست عناصر مورد نیاز بدن را تامین می‌کنند استفاده کرد. با این حال این شیوه درمانی هنوز در کشور ما چندان مورد توجه قرار نگرفته که امیدواریم با تولید و عرضه انبوه صابون، شامپو و فرآورده‌های مشابه در این طرح بتوانیم زمینه استفاده از این تکنیک در کشور فراهم شود.

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385ساعت 11:46  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  | 

کوتاه و جالب از علم شیمی

آیا می دانید که:
  • لامپ فلاش عکاسی محتوی مفتول منیزیم در فضای اکسیژن خالص است. عبور جریان الکتریکی از مفتول منیزیم آن را گرم کرده و انرژی فعال سازی واکنش را تامین می کند. در نتیجه منیزیم اکسید, گرما و نور سریعا تولید می شوند.
  • آیا تا کنون به یک غار رفته اید؟ اگر رفته باشید, قندیلهایی که از سقف غار آویزان هستند و همینطور ساختارهای مخروطی کف غار را دیده اید. این پدیده ها, "استالاگتیت" به معنای "چکنده" و "استالاگمیت" به معنای "چکیده" نامیده می شوند که از کربنات کلسیم, CaCO3 , تشکیل شده اند. این دو از تبخیر قطره های آب حاوی هیدروژن کربنات, Ca(HCO3)2 , به دست می آیند.
  • آب پرتقال هم مانند سرکه خاصیت اسیدی دارد. PH پرتقال بین 3 تا 4 است و این در حالی است که PH سرکه بین 4/2 تا 4/3 است.
  • اصطلاح ماکرو فر که در تداول عامه رایج شده است, غلط است! تلفظ صحیح آن, "مایکرو فر" یا برای این که فارسی را پاس بداریم "اجاق ریز موج" است! به این علت که در این نوع اجاق, از امواج میکرو یا ریز موجهای تابش الکترو مغناطیسی استفاده می شود که طول موجهایی کوتاه تر از امواج رادیویی و تلویزیونی و بلندتر از امواج نور مرئی دارند و گستره آن از 001/0 تا 1/0 متر هستند.
+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385ساعت 11:43  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  | 

الکل صنعتی

تاریخچه

نخستین بار، ابوبکر محمدبن زکریای رازی پزشک و شیمیدان ایرانی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، ماده‌ای بدست آورد که آن را الکحل نام نهاد؛ پس از مدتی ، "دکتر واندیک" آمریکایی واژه الکحل را به الکل (alcohol) تبدیل کرد.




تصویر
ساختمان الکل اتیلیک

مشخصات کلی

امروزه این ماده ، به نام اتیلن الکل (الکل معمولی ، الکل اتیلیک ، روح الخمر ، الکل شراب ، اتانول ، نتیل کربینول ، جوهر شراب ، الکل کشمش ، ئیدروکسیل و...) مشهور است. الکل ، آب‌گونه‌ای است فرار ، بی‌رنگ ، با بوی ویژه و مزه سوزان ، رطوبت گیر و از آب سبکتر است. وزن ویژه یا جرم حجمی آن 0.795 تا 0.8 ، در فشار متعارفی ، نقطه جوش آن 78.53 تا 78.5 درجه سانتی‌گراد و نقطه انجماد آن ، 114درجه سانتی‌گراد است.

از این‌رو ، آن را در دماسنجهایی که برای سنجش سرما بکار می‌رود، استفاده می‌کنند. الکل جامد در 130درجه سانتی‌گراد گداخته می‌شود. قابلیت حل شدن اتیل الکل در آب بسیار زیاد است و به هر نسبت با آب مخلوط می‌شود. از آمیختن آب و الکل ، کمی گرما هم تولید می‌شود، الکل یکی از حلال‌های بسیار خوب است ، ید ، کافور ، عطر ها ، عسل و ... را در خود ناپدید می‌کند.

الکل به غیر از آب ، در اغلب حلال‌های آلی محلول است. الکل خاصیت گندزدایی دارد و آلبومین‌ها را منعقد می‌کند.

تهیه الکل از راه تخمیر

مخمر

مخمر آبجو ، قارچی است که با جوانه زدن تکثیر می‌کند، اگر این قارچ در مجاور یک ماده قندی تخمیر شود، موادی از خود خارج می‌کند که خاصیت آنزیمی داشته و موجب دگرگونی قند می‌شود. در بین قندها ، گلوکز به فرمول C6H12O6 است که در انگور وجود دارد، تخمیر شده، الکل می‌دهد (تهیه شراب).

تهیه الکل از گلوکز

آنزیمی که عمل تخمیر گلوکز بوسیله آن انجام می گیرد، زیماز یا الکلاز نامیده می‌شود. هر گاه مخمر آبجو را به گلوکز اضافه کنیم، الکل و دی اکسید کربن یا گاز کربونیک بدست می‌آید.


گاز کربونیک + الکل <------- گلوکز

این واکنش در حضور زیماز یا الکاز صورت می‌گیرد.


C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2

تهیه الکل از مواد نشاسته دار

برای تهیه الکل از مواد نشاسته دار مانند برنج ، گندم ، ذرت ، سیب زمینی ، آنزیمی به نام مالتاز ، مالت را به مالتوز تبدیل می‌کند. سپس مالتوز بوسیله هیدرولیز (آبکافت) به گلوکز تبدیل می گردد و گلوکز هم تخمیر حاصل می‌کند، گاز کربونیک و الکل می‌دهد (برای تبدیل مالت به مالتوز ، محیط باید اسیدی باشد.)


گلوکز <------ آب + نشاسته

این واکنش در حضور اسیدسولفوریک 2% صورت می‌گیرد.


محلولهای الکلی که از تخمیر بدست می‌آید، از نظر مقدار الکل تفاوت دارند. در شرابها ، 10% و در آبجو 6% و در عرق بیش از 30% تا 50% است. در تخمیر الکلی لازم است که یکی از از فسفات‌ها در محیط عمل باشد تا تخمیر الکلی به آسانی و بسادگی انجام گیرد. بر حسب موادی که در محیط عمل وجود داشته باشند، مواد گوناگونی بدست می‌آید که سودمندترین آنها تبدیل گلوکز به گلیسرین است. مثلا در مجاورت بی‌سولفیت سدیم یا سولفیت هیدروژن سدیم به فرمول NaHSO3 معادله واکنش تخمیر گلوکز چنین است:


گلیسیرین + استالدئید + دی اکسید کربن <------- گلوکز (قند انگور)



C6H12O6 → CH3CHO + C3H5(OH)3 +CO2

تهیه الکل از شراب

نخستین بار ابوبکر محمدبن زکریا رازی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، الکل را بدست آورد. در فرانسه اغلب الکل را از شراب بدست می‌آورند. علاوه بر این روش ، مقدار زیادی الکل صنعتی و نوشابه الکلی را از راه تخمیر بدست می‌آورند. عمل تخمیر بر روی هگزوزها (قند شش کربن‌دار) انجام می‌گیرد، ولی چون در این قندها ماده اولیه گرانبها است، اغلب از چند قند ها(پلی ساکاریدها) مانند نشاسته ، سلولز و ... به عنوان ماده اولیه بهره می‌گیرند. از دی ساکاریدها مانند ملاس کارخانه‌های قند و... هم به عنوان ماده اولیه می‌توان برای تهیه اتیل الکل بهره گرفت.

تهیه الکل از ساکاروز یا قند معمولی

ساکارز را آنزیمی به نام انورتاز (invertase) یا انورتین (invertine) هیدرولیز (آبکافت) می‌کند و به گلوکز و لولز تبدیل می‌نماید.


لولز + گلوکز <------ آب + ساکاروز

C6H12O6 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

این دو واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.


C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2

این واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.




تصویر
الکل صنعتی

تهیه الکل از راه سنتز

تهیه الکل از اتیلن

نخستین بار برتلو (Berthelot) شیمیدان فرانسوی ، الکل را از اثر آب بر اتیلن به کمک اسید سولفوریک بدست آورد.


سولفات هیدروژن اتیل <------ اسید سولفوریک + اتیلن

C2H4 → C2H5HSO4


الکل + اسیدسولفوریک <----- آب + سولفات هیدروژن اتیل



C2H5HSO4 + H2 → H2SO4 + C2H5OH

تهیه الکل از استیلن

الکل را بیشتر در صنعت از اثر اجبار کردن (هیدروژن افزایی) استالدئید بدست می‌آورند. برای تهیه استالدئید از استیلن بهره می‌گیرند:


استالدئید <----- آب + استیلن

در این واکنش از یون جیوه (II) استفاده شده است.


C2H2 + H2O → CH3CHO

الکل اتیلیک <------ هیدروژن + استالدئید

در این واکنش از نیکل احیا شده استفاده شده است.
+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385ساعت 10:25  توسط مهندس علی اصغر محمد پور (بچه ی حاج محمد)  |