وب شیمی - مطالب بهمن 1387

پیغام مدیر

ضمن عرض سلام و خوش آمد گویی به شما بازدیدكننده عزیز، با توجه به اینکه نظرات و پیشنهادات شما در بهبود پایگاه نقش مؤثری ایفا میکند لذا خواهشمند است ما را از نظرات ارزنده خود محروم نفرمایید. نظرات شما پس از بررسی و بازبینی جهت نمایش در سایت قرار داده می شود.
با تشكر : قاسم حیدری

سایتهای برتر شیمی

لینكهای برگزیده

علی گراف (طراح قالب)
دانلودستان (-)
پاسخ تبیان (-)
یاس آرزوها (-)
منتظران مهدی (-)
آرشیو لینكدونی

دریافت برنامه IDM

به منظور دانلود بهتر و سریعتر فایل ها میتوانید از این برنامه استفده كنید:

دریافت برنامه Win Rar

فایلهایی كه از این سایت دریافت می كنید فشرده شده اند. برای خارج كردن آنها از حالت zip به این برنامه نیاز دارید:

دریافت برنامه Adobe Reader

برای مشاهده فایلهای pdf بر روی سیستمهای خود به این برنامه دارید:

دریافت انیمیشن های شیمی با فرمت EXE

دریافت انیمیشن های شیمی با فرمت exe

همانطور كه میدانید برای اجرای فایلهای exe بر روی سیستمهای خود، به نرم افزار خاصی نیاز ندارید.

جهت دریافت انیمیشن مورد نظر، روی عنوان آن كلیك كرده و بعد از باز شدن پنجره، گزینه Save را بزنید.

اسید قوی و ضعیف در آب

اسید و باز

الكترولیز

انتقال گرما بین آب و فلز

انتقال گرما بین دو فلز

انحلال از دیدگاه مولكولی

جهت یابی و برخورد ذرات

رسانایی الكتریكی محلولها

طیف نشری خطی هیدروژن2

فشار بخار

قانون بویل

قانون شارل

قواعد آفبا برای سطوح انرژی

پیشنهادات، انتقادات و همچنین درخواستهای خود را در بخش نظرات اعلام كنید.

نوشته شده توسط قاسم حیدری در 1387/11/26 و ساعت 04:59 [+] | نظرات ()

اسید نیتریك

اسید نیتریک خالص (HNO₃) در 41.6- درجه سانتیگراد ذوب شده، تولید مایع بی‌رنگی می‌کند، اما نسبت به درجه حرارت و درجه تابش نور بر آن، گستره رنگ آن از زرد تا قرمز متمایل به قهوه‌ای متغیر است. این تغییرات نتیجه تجزیه آن طبق واکنش زیر است:

2HNO3 -----> 2NO2 + H2 + 1/2 O2

به این علت ظرفهای محتوی آن، همیشه تحت فشار کنترل شده می‌باشد. اسید نیتریک با آب قابل احتراق است و محلول آن آزئوتروپی را تشکیل می‌دهد که نقطه جوش آن برابر با 121.9 درجه سانتیگراد است که شامل 68.7% وزنی HNO₃ می‌باشد.

روشهای تهیه اسید نیتریک

امروزه در تولید صنعتی اسید نیتریک، آمونیاک بعنوان ماده اولیه استفاده می‌شود. از نظر تاریخی، اسید نیتریک اولین بار از اثر اسید سولفوریک روی نیترات سدیم (شوره شیلی) بدست آمد. واکنش در کوره‌هایی با دمای 150 تا 170 درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد. اسید بدست آمده، دارای غلظت 95 تا 97 درصد است.

روش بریک لند ( Brikeland )

در این روش می‌توان اسید نیتریک را از اکسید نیتریک مطابق واکنش زیر بدست آورد:

N2 + O2 -----> 2NO + 43Kcal

تبدیل NO به HNO₃ با اکسیداسیون و هیدراتاسیون انجام می‌گیرد. در این فرایند بخاطر کم بودن غلظت NO ، علاوه بر هزینه انرژی الکتریکی، مقداری گاز نیز باید در جریان باشد. ضمنا دمای بالا نیز باعث واکنش عکس و تجزیه NO می‌شود.

سنتز اسید نیتریک از آمونیاک

امروزه اسید نیتریک بطور صنعتی از آمونیاک تهیه می‌شود. برای این کار لازم است که ماده اولیه را با هوا به اکسید نیتروژن تبدیل کرد:

4NH3 + 5O2 -----> 4NO + 6H2 + 216,24Kcal

نوشته شده توسط قاسم حیدری در 1387/11/15 و ساعت 22:09 [+] | نظرات ()

اسید فسفریك

فسفریک اسید از جمله پرمصرف ترین مواد شیمیایی در صنعت است. به عنوان ماده افزودنی در نوشابه های گازدار کاربرد دارد و در تولید کودهای شیمیایی، پاک کننده های صابونی و غیر صابونی، تصفیه آب، خوراک دام و دارو سازی، مکمل های غذای دام و طیور(دی و منو کلسیم فسفات)، مواد فسفاته شوینده ها، تصفیه پسابها، تولید کودهای فسفاته(مهمترین)، ضد حریق کردن برخی سطوح و عوامل بازدارنده اشتعال، و نیز جهت تمیز کردن و جرم گیری سطوح فلزی به کار می رود. فسفریک اسید خوراکی را از افزودن آب به P₄O₁₀ می سازند. اسید فسفریک اسید ضعیفی است و در شرایط عادی و مدت زمان کوتاه آنقدر نمیتواند خطرساز باشد .

کاربرد در صنایع غذایی

از اسید فسفریک در تولید غذاهای اسیدی و نوشابه های گازدار مانند انواع کولاها استفاده می‌شود. بکارگیری این ماده سبب دادن طعم تندی به غذا شده، و از آنجا که ماده شیمیایی با تولید انبوه است، با قیمتی ارزان و حجمی فراوان در دسترس میباشد. همانطور که ذکر شد، قیمت پایین و حجم زیاد تولید این ماده، آنرا در مقایسه با طعم دهنده های طبیعی نظیر زنجبیل برای دادن طعم تندی، یا اسید سیتریک که از لیمو (lemon) و عصاره لیموترش (lime) که برای دادن طعم ترشی بکار میرود، در رتبه بالاتری قرار داده است.

کاربرد در مواد پاک کننده

در تولید پاك كننده ها اسید فسفریك برای نرم كردن آب بكار می رود. آب نرم بدون یونهای كلسیم (II) و منیزیم (II) كه آب سخت را تشكیل می دهند، اگر از بین نروند تشكیل آب سخت را می دهند كه این یونها با صابون تشكیل رسوبات غیر قابل حل می دهند كه سبب لكه بروی لباس ها در هنگام شستشو می شوند. نمكهای فسفات از اسید فسفریك بطور وسیع در پاك كننده ها بعنوان(builder) بكار می رود. بیشتر گستره تركیبات فسفر در مخلوط پاك كنندهای جامد است كه سدیم تری پلی فسفات یكی از آنهاست. Na₅P₃O₁₀ ، بعنوان نرم كننده آب، سدیم تری پلی فسفات با كلسیم (II) و منیزیم (II) یوند برقرار می كند و تشكیل اجزاء محلول را می دهد كه كمپلكس یا كلیت است. این كمپلكس ها از واكنش كلسیم (II) و منیزیم (II) با صابون ممانعت بعمل می آورند تا رسوب ایجاد نشود.

کاربرد در زدودن زنگ آهن

از اسید فسفریک میتوان مستقیماً برای زدودن زنگ آهن از ابزارهای آهنی یا فولادی و تبدیل آهن به فسفاتهای محلول در آب استفاده نمود. پس از زدودن زنگ آهن فسفات آهن تولید شده تبدیل به ترکیب فسفات آهن سیاه شده که خود به عنوان عامل جلوگیری از خوردگی میتواند مورد استفاده قرار گیرد. اسید فسفریک به عنوان کاتالیت در صنایع پتروشیمی کاربرد دارد.

کاربرد در پزشکی

از اسید فسفریک در دندانپزشکی و اورتودنسی به‌عنوان عامل قلم زنی (Etching) جهت تمیز کردن و زبر کردن سطح دندان خصوصاً در جاهایی که از اسباب و وسایل دندانپزشکی استفاده شده، بکار میرود. همچنین از اسید فسفریک به‌عنوان کاتالیست در ساخت آسپیرین بخاطر داشتن یون هیدروژن فراوان و آلایندگی کمتر در مقایسه با اسید کلریدریک و سولفوریک استفاده می‌شود.

کاربرد در کشاورزی

بیشتر اسید فسفریك در تولید كود بكار می رود. فسفر یكی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان محسوب می شود. فسفاتهای آلی تركیباتی هستند كه انرژی لازم برای بیشتر واكنشهایی كه در سلولهای زنده اتفاق می افتند را مهیا می كنند. بنابراین خاكهای غنی با كودهای فسفاتی رشد گیاهان را بالا می برند. افزایش غلظت فسفات در سطح آبها همچنین رشد گیاهان آبزی را بالا می برد. اضافات كودهای شیمیایی می توانند باعث تحریك رشد گیاهان در آبهای دریاچه ها و آبهای جاری بشوند. آب فاضلاب ها كه شامل فسفات است می تواند تاثیر یكسانی داشته باشد. دریاچه ها كه از مواد مغذی غنی هستند از افزایش سرعت Eutrophication (انباشتگی خوراك آبی) تلف می شوند. وقتی گیاهان آبزی با این شرایط مغزی بودن محیط رشد می كنند پس از مدتی خواهند مرد. حال این گیاهان مرده برای تجزیه اكسیژن حل شده در آب را مصرف می كنند. این مصرف سطح اكسیژن حل شده را كاهش می دهد تا نقطه ای كه برای حمایت حیوانات آبزی كافی نیست. برای كاهش تهدید Eutrophication دریاچه بسیاری از مناطق دارند فسفات ها را از پاك كننده ها حذف می كنند. در بعضی از موارد فسفاتها جای خودشان را با كربناتها عوض می كنند. به عبارت دیگر پاك كنندهای جدید به گونه ای تهیه می شوند كه با كلسیم (II) و منیزیم (II) یونهای سخت آب واكنش ندهند.

روشهای تولید اسید فسفریک در صنعت

روش تر(Wet process):

در اثر اضافه کردن اسید سولفوریک روی فسفات کلسیم بدست می آید. طبق واکنش زیر:

در این روش کانیهای فسفات را با اسید سولفوریک ترکیب می کنند، علاوه بر تولید اسید فسفریک و برخی فسفاتها که ترکیبات اصلی هستند، سایر ترکیبات (CACO3CAF2)هم تولید می‌شوند، از طرف دیگر واکنشهایی که در آن با از بین رفتن اسید سولفوریک، ترکیباتی تولید می‌شود که از نظر تجاری کم اهمیت هستند (واکنشهای پارازیتی)، یونهای مزاحمی تولید شده و باعث آلودگی مخلوط ها می‌شوند.

روش حرارتی خشک(Thermal process):

این روش شامل احتراق فسفر و هیدراسیون P4O10 می‌باشد. مخلوط فسفر مایع و هوا به محفظه احتراق که شبیه برج است تزریق شده و با انجام واکنش اکسیداسیون فسفر، تولید می‌شود. جنس محفظه احتراق نوعی فولاد مخصوص است که با H₃PO⁴ غیرفعال شده است P₄O₁₀ به دست آمده را در برج بعدی هیدراته می‌کنند و بخارات باقیمانده P₄O₁₀ را ، واحد شستشو به اسید فسفریک رقیق تبدیل کرده و به عنوان افشان در پایین آوردن دمای برج اول استفاده می‌شود.

روشهای تولید در ایران

در ایران از اثر اسید سولفوریك بر كانیهای آپاتیتی اسید فسفریک تولید می شود. از آنجا که فسفر و آرسنیک در یک گروه(گروه 5) جدول شیمیایی (تناوبی) قرار دارند و در طبیعت نیز به احتمال زیاد در كانیهای مختلف با هم وجود دارند و فقط در درصد خلوص انها اختلاف می باشد. چنانكه میدانید آرسنیك از عناصر سمی و كشنده به شمار می آید و وجود آن در كانیهای آپاتیتی كه اسید فسفریك از آنها تهیه میشود و غالبا در صنایع خوراك دام و بهداشتی مصرف میگردد خطری مهم محسوب میگردد. البته روشهای تولید اسید فسفریك مثل احتراق فسفر خالص این مشكل را حل نموده اما قیمت تمام شده بسیار بالاتر از بهره گیری از كانی های آپاتیتی است. فلوئور یكی دیگر از موادی است كه سمیت دارند و جزء لاینفك كانی های آپاتیتی است.

نوشته شده توسط قاسم حیدری در 1387/11/15 و ساعت 21:25 [+] | نظرات ()

اسید سولفوریک

اسید سولفوریک اسید معدنی بسیار قوی می‌باشد. این اسید با هر درصدی در آب حل می‌شود. اسید سولفوریک در گذشته به نام جوهر گوگرد معروف بوده است. وقتی غلظت بالایی از گازی به اسید سولفوریک اضافه می‌شود، الئوم یا اسید سولفوریک دود کننده به فرمول ایجاد می‌شود. واکنش اسید سولفوریک با آب بسیار گرمازا می‌باشد. اضافه کردن آب به اسید سولفوریک غلیظ خطرناک است. زیرا در اثر حرارت حاصل از واکنش اسید و آب، آب داغ ممکن است به اطراف پراکنده شود.

بنابراین آن را با آرامی به آب اضافه می‌کنند. این مساله بدلیل پایین بودن دانسیته آب نسبت به اسید سولفوریک می‌باشد که آب میل دارد روی اسید قرار گیرد. میل ترکیبی اسید سولفوریک با آب بقدری بالاست که می‌تواند مولکول‌های هیدروژن و اکسیژن را از بقیه ترکیبات بصورت آب جدا کند. به عنوان مثال مخلوط کردن گلوکز و اسید سولفوریک، عنصر کربن و آب ایجاد می‌کند.

اسید سولفوریک قسمت عمده باران اسیدی می‌باشد که از آلاینده‌های جوی مثل حاصل از کارخانه‌ها با آب باران بوجود می‌آید.

اسید سولفوریک

تاریخچه

اسید سولفوریک در قرن نهم توسط شیمیدان ایرانی به نام زکریای رازی کشف شد. او اسید سولفوریک را از طریق تقطیر خشک کانی‌هایی که شامل سولفات آهن که زاج سبز نامیده می‌شود و سولفات مس که کات کبود نامیده می‌شد بدست آورد. حرارت هر یک از این ترکیبات باعث تجزیه آنها و ایجاد اکسید آهن II یا اکسید مس II ، آب و می‌گردد. ترکیب آب و حاصل شده، محلول رقیق اسید سولفوریک ایجاد می‌کند.

این روش با ترجمه متون علمی و کتاب‌های دانشمندان مسلمان ایرانی توسط شیمیدان‌های اروپایی در قرون وسطی مانند آلبرت ماگنوس در اروپا شناخته شد و به این دلیل اسید سولفوریک را شیمیدان‌های قرون وسطی به نام جوهر گوگرد شناختند.

در قرن هفدهم، جان گلوبر، اسید سولفوریک را از سوزاندن سولفورو نیترات پتاسیم در مجاورت بخار آب تهیه کرد. در سال 1746 ، جان روبک اسید سولفوریک را با غلظت 40-35% در ظروف سربی تولید می‌کرد. جوزف گیلوساک با اصلاح روش روبک، اسید سولفوریکی با غلظت 78% بدست آورد.

با این همه صنایع رنگرزی و سایر صنایع شیمیایی خواهان اسید سولفوریک با غلظت بالاتر بودند. در اواسط قرن 18 این امر با روش تقطیر خشک کانی‌ها، شبیه همان روش اولیه رازی ممکن شد. در این روش سولفید آهن در اثر حرارت در هوا تولید سولفات آهن II می‌کند و فراورده حاصل با حرارت اضافی اکسید شده و تولید سولفات آهن III می‌کند که آن هم در اثر حرارت در 480 درجه سانتیگراد تجزیه شده و اکسید آهن و ایجاد می‌کند. عبور دادن به آرامی از میان آب، اسید سولفوریک با غلظت بالا ایجاد می‌کند.

کاربرد اسید سولفوریک

اسید سولفوریک جزء مواد شیمیایی پراستفاده می‌باشد. این ماده در واکنش‌های شیمیایی و فرآیندهای تولید سایر ترکیبات، کابرد فراوانی دارد. عمده‌ترین استفاده آن در کارخانه‌های تولید کود شیمیایی، استخراج فلزات، سنتزهای شیمیایی، تصفیه پساب‌ها و پالایشگاه‌های نفت می‌باشد. اسید سولفوریک در اثر واکنش با اسید نیتریک، یون نیترونیوم تولید می‌کند که در فرآیند نیترو‌دار کردن ترکیبات استفاده می‌شود.

فرآیند نیترودار کردن در صنایع تولید مواد منفجره مانند تولید تری‌نیتروتولوئن (TNT) ، نیترو گلیسیرین و ... استفاده می‌شود. اسید سولفوریک در انباره‌های سربی و باطری‌های سربی به عنوان محلول الکترولیت استفاده می‌شود.

اسید سولفوریک، یک عامل آبگیری بسیار قوی است. در اکثر واکنش‌ها به عنوان عامل هیدراتاسیون استفاده می‌شود و در تولید میوه‌های خشک هم به میزان کم، از اسید سولفوریک برای جذب آب استفاده می‌کنند.

تولید صنعتی اسید سولفوریک به روش تماسی

در سال 1832 یک تاجر انگلیسی، روشی اقتصادی برای تولید و اسید سولفوریک غلیظ ابداع کرد که امروزه به نام فرآیند تماسی معروف است و قسمت اعظم اسید سولفوریک در دنیا به این روش تولید می‌گردد. این فرآیند در سه مرحله صورت می‌گیرد که عبارتند از :

تهیه و خالص سازی :

خالص سازی و هوا برای جلوگیری از مسموم‌شدن کاتالیزور لازم است. گازها پس از شستشو با آب، با اسید سولفوریک خشک می‌شوند.

اکسیداسیون کاتالیکی :

با در دمای بالاتر از 450 درجه سانتیگراد و فشار 2atm و کاتالیزور پنتا اکسید وانادیم، واکنش داده و تولید می‌کند. تولید شده از میان تبادلگر گرمایی عبور داده شده و در اسید سولفوریک غلیظ حل شده و تولید الئوم می‌کند. به دلیل اینکه انحلال در آب بسیار گرمازا بوده و بجای اسید سولفوریک مایع، مه تولید می‌شود، انحلال مستقیم در آب عملی نمی‌باشد.