مهندسی صنایع شیمیایی

دسته

بدون موضوع (7)

آرشیو

ازتاریخ 1387/11/01 تا تاریخ 1387/11/30

آمار وبلاگ

تعداد بازدید : 48942

تعداد نوشته ها : 7

تعداد نظرات : 0

Rss

طراح قالب

تبلاگ (وبلاگ تبیان)

کاتاليست ها (کاتالیزور)

اساسآ کاتالیزور به عنوان یک ترکیب شیمیایی در نظر گرفته می شود که قادر به اعمال اثر تسریع کنندگی و اثر جهت دهندگی بر پیشرفت واکنشی باشد که از نظر ترمودینامیکی امکان پذیر است. هنگامی که کاتالیزور به صورت محلول در محیط واکنشی است "کاتالیزور همگن" و وقتی که کاتالیزور فازی مجزا از فاز واکنش تشکیل میدهد "کاتالیزور ناهمگن" نامیده می شود.
در اکثر موارد کاتالیزور ناهمگن، کاتالیزور جامدی است که از تماس با آن واکنش گرهای گازی یا مایع، متحول می شوند و در نتیجه خیلی اوقات عبارت "کاتالیست" برای نامیدن کاتالیزور ناهمگن به کار می رود .

بطور کلی کاتالیستها به سه دسته تقسیم می شوند:
1- کاتالیستهای فلزی، از قبیل Fe، Co، Ni، Rh، Pt و غیره.
2- کاتالیستهای عایق، از قبیل سیلیکا، آلومینا، زئولیتها و آلومینای فعال شده. (این نوع کاتالیستها نسبت به آمونیاک و بازهای الی حساس هستند.)
3- کاتالیستهای نیمه هادی، از قبیل اکسیدهای فلزی و سولفیدها.

غیرفعال شدن کاتالیستها
کاتالیستها تحت سه پدیده غیر فعال می شوند که عبارتند از :
1- Fouling
2- Sintering
3- Poisoning

Fouling : یک پدیده فیزیکی است که در ان Active Site و یا تمام سطح نگه دارنده کاتالیست، توسط کک یا رسوبهای غیرالی پوشیده می شود. دز این حالت احیا و یا بازیابی کاتالیست با روشهای نسبتآ ساده انجام می شود.

ُSintering : یک فرآیند حرارتی است که در نتیجه آن سطح کاتالیست شکل اصلی خود را از دیدگاه میکروسکوپی از دست می دهد. پدیده Sintering معمولآ در درجه حرارتهای بالای C 650- 500 به سرعت رخ میدهد، ولی در درجه حرارتهای پایین نیز در مدت طولانی مشاهده می شود.

Poisoning : مسموم شدن یا ترکیب شیمیایی سطح کاتالیست با ترکیب ناخواسته است که در نتیجه وجود ناخالصیها در ترکیب شونده ها رخ میدهد. به دلیل واکنش شیمیایی ناخالصیهای ترکیب شونده ها با سطح کاتالیست، فعالیت آن به صورت عمده کاهش می یابد.

واکنشهای کاتالیزوری جامد
این واکنشها دوفازی هستند که کاتالیست فاز جامد، و ترکیب شونده ها و محصولات، فاز سیال می باشند. اصولآ واکنشهای کاتالیزوری شامل شکسته شدن یا سنتز مولکولها است و معمولآ این واکنشها انرژی اکتیواسیون بالایی دارند و در نتیجه بدون وجود یک ماده تسریع کننده، انجام واکنش ممکن نیست. مانند تولید امونیاک. (بعضی کاتالیستها سرعت واکنش را کند می کنند یعنی Inhibitors)

یکی از مهمترین خواصی که باید کاتالیستها داشته باشند، مسئله انتخاب پذیری (Selecting) آنهاست. یعنی کاتالیستها بین صدها واکنش که ممکن است صورت گیرد، فعل وانفعالی که ما می خواهیم را تسریع کند و معمولآ واکنشها و کاتالیستهای حیاتی، صددرصد چنین وضعیتی را دارند، مثل آنزیمها.
در بعضی موارد انتخاب کاتالیزور مبنای علمی دارد. اگر واکنش هیدروژناسیون باشد از Pt استفاده می شود، اگر اکسید کنندگی باشد از مولیبدن، اهن، نقره و... استفاده می شود و در خیلی از موارد انتخاب کاتالیزور به صورت حدس و خطاست.

کاتالسیتهای جامد از مراکز فعالی (Active Site) تشکیل شده اند که این مراکز هم روی سطح خارجی هستند و اگر متخلخل باشند، در داخل تخلخل هم هست. وقتی مولکولها به نقاط فعال نزدیک می شوند، طبق یک تئوری مولکولی جذب سطحی مراکز فعال می شود و به صورت یک ماده واسطه درمی اید. در تئوری دیگر، مولکولها تحت تأثیر نقاط فعال قرار می گیرند ولی جذب نمی شوند (تحت تأثیر نیروها هستند) و تحرکشان کم می شود و انرژیشان تغییر می کند و به صورت یک ماده واسطه در می آیند. در تئوری دیگر، ماده جذب مراکز فعال می شود، تبدیل به ماده واسطه شده و به صورت یک ریشه آزاد وارد فاز سیال شده و واکنش انجام می گیرد. در تئوری اول و دوم فعل و انفعال در حوالی نقاط فعال صورت می گیرد و در تئوری سوم واکنش در توده سیال صورت می پذیرد.

اگر کاتالیزور ارزان باشد، در انها تخلخل ایجاد می کنیم (مدل فشار، اکسترود، یا رسوب دادن) و اگر ماده گرانبها باشد مثل Pt، از یک پایه برای کاتالیست استفاده می کنیم، مثل سیلیکاتها یا مواد سرامیکی.(این مواد را به صورت متخلخل تهیه کرده و بعد کاتالیزور گرانبها را روی این پایه رسوب می دهیم. مثل ابکاری به صورت یک لایه نازک)
علت اینکه تئوری (Active Site) وارد شده، این است که اگر ماده ای به صورت کاتالیست داشته باشیم، مثلآ (%70 Fe2O3) و (%30 MgO)، چنانچه در تهیه این مواد رعایت دستورالعمل را نکنیم، کاتالیست همین ماده را دارد، ولی خاصیت کاتالیستی ندارد. اگر کاتالیست تهیه شده کاملآ خاصیت لازم را داشته باشد و بخواهیم گرم و سریعآ سرد کنیم، بیشتر نقاط فعال از بین می روند ولی جنس ماده همان است. پس نقاط فعال یک خصوصیت فیزیکی هستند که می توانند به وجود ایند یا از بین بروند.

مشخصات اصلی کاتالیستها
1- در طی واکنش، کاتالیست بدون تغییر باقی می ماند وتنها سرعت واکنش را افزایش می دهد.
2- هنگامی که سازوکارهای متعددی برای انجام واکنش موجود باشند، کاتالیست بایستی خاصیت انتخاب پذیری داشته باشد. در اصل بایستی کاتالیست نسبت تولید ماده مطلوب را نسبت به ماده ناخواسته افزایش دهد.
3- سرعت واکنش متناسب با غلظت کاتالیست است و برای واکنشهای گاز-جامد، سطح کاتالیست وسطوح فعال بسیار مهم است.
4- در یک واکنش برگشت پذیر کاتالیست به همان نسبت که سرعت واکنش رفت را افزایش می دهد، بر سرعت واکنش برگشت هم مؤثر است. بنابراین ترکیبی درصد تعادلی سیستم چه در حضور کاتالیست و چه بدون آن یکسان است.
5- در واکنشهای اتوکاتالیستی مقدار کمی از محصول بایستی در ابتدا وجود داشته باشد.

(0) نظر

دسته ها :

سه شنبه پانزدهم 11 1387

اتيلن كليگول ، مهمترين سيال در مايعات خنك كننده

در گذشته از آب به دلیل قیمت ارزان و خاصیت انتقال حرارتی آن به عنوان مایع
    خنک کننده در بخش های داخلی موتور استفاده می شد. اما با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی مشخص شد کاربرد آب به تنهایی به عنوان خنک کننده دارای معایب مختلف است که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
    - پایین بودن نقطه جوش آب یکی از
    ویژگی های منفی آن است. با پیشرفت صنایع خودرو سازی و تولید حرارت بیشتر در موتورهای جدید، آب در سیستم خنک کننده بخار شده و موجب اختلال در این سیستم می شود.
    - بالا بودن نقطه انجماد آب و افزایش حجم حدود9 درصدی آن (برخلاف سایر ترکیبات شیمیایی که در اثر انجماد کاهش حجم می یابند) موجب تخریب رادیاتور و حتی بخشی از موتور خواهد شد.
    - خوردگی و زنگ زدگی فلزات مصرفی در سیستم خنک کننده توسط آب بسیار شدید است.
    تا سال1920 میلادی متانول بدست آمده از تقطیر چوب، بیشترین کاربرد را در ساخت ضد یخ داشت. الکل اتیلیک، گلیسیرین، کلرور کلسیم و همچنین آب نمک مایعاتی بودند که به عنوان خنک کننده به کار می رفتند. آب شکر و مخلوط آب عسل نیز به مقدار محدود به عنوان مایع
    خنک کننده کاربرد داشتند. همچنین نفت و روغن های نفتی که با آب مخلوط نمی شوند نیز به عنوان مایع خنک کننده کاربردهای محدودی داشتند.
    در طول سال های1920 تا1930 میلادی و با توسعه صنعت خودروسازی، مصرف مایعات خنک کننده موتور نیز افزایش چشمگیری پیدا کرد. در این سالها الکل اتیلیک به دلیل قیمت ارزان و تولید مناسب به عنوان بهترین مایع خنک کننده موتور به کار گرفته شد و به تدریج استفاده از ترکیبات یاد شده هر یک به دلایلی منسوخ شد. در این میان کاربرد ضد یخ پایه الکلی، به دلیل پایین بودن نقطه جوش مخلوط آب و الکل، تبخیر سریع الکل و احتمال آتش گرفتن آن و همچنین سمّی بودنِ متانول که موجب صدمه به سرنشینان می شد، نامناسب تشخیص داده شد. مصرف گلیسیرین نیز تابع بازار تولید و مصرف بود. مصرف کلسیم کلرید و آب نمک نیز که در بعضی نواحی به عنوان مایع ضدیخ به کار
    می رفت، به دلیل خاصیت شدید خورندگی، به میزان قابل توجهی محدود شد. همچنین استفاده از محلول شکر و یا عسل در آب به دلیل نیاز به محلول های غلیظی از این مواد برای نزول نقطه انجماد منسوخ شد.
    در این سالها روغن های نفتی که به علت نقطه انجماد پایین و عدم خوردگی مورد توجه قرار گرفته بودند، به دلایلی از جمله نیاز به حجم بیشتری از سیال (به علت عدم اختلاط با آب)، گران بودن، اثر نامطلوب بر لوله های لاستیکی و خطر آتشگیری، دیگر مورد استفاده قرار نگرفت. همچنین بکارگیری مایعاتی از قبیل روغن های معدنی و نفتی به دلیل پایین بودن قابلیت انتقال حرارتی و افزایش گرانروی آنها در فصل زمستان (که موجب کاهش تبادل حرارتی
    می شود) متوقف شد. علاوه بر دلایل یاد شده هنگام استفاده از این ترکیبات، اگر درجه نشان دهنده دما در خودرو خراب می شد، بالا رفتن حرارت مایع خنک کننده معلوم نمی شد و بدین ترتیب این ترکیبات در حرارت های بالا موجب ذوب لحیم های موجود در رادیاتور و سوختن موتور می شد.
    در برخی موارد از متوکسی و پروپانول که یک گلیکول اتر است به عنوان ضدیخ استفاده
    می شد، که مزیت آن سازگاری با روغن موتور و مخلوط شدن با آن (در صورت ایجاد نشت) بود. ولی به دلیل پایین بودن نقطه اشتعال، نقطه جوش و قیمت بالا کاربرد آن منسوخ شد.
    در سال1925 میلادی برای اولین بار مصرف اتیلن گلیکول به عنوان خنک کننده موتور رواج پیدا کرد. در ابتدا مصرف این ماده کم بود ولی به تدریج با آگاهی بیشتر نسبت به مزایای محصول تولیدی، مصرف آن افزایش یافت و در حال حاضر بیشترین مصرف اتیلن گلیکول به منظور تولید سیال خنک کننده موتور است.
    با افزایش مصرف اتیلن گلیکول و کاربردهای مناسب آن برای سیال خنک کننده موتور، به تدریج مصرف متانول، الکل اتیلیک و سایر مواد شیمیایی برای تولید ضد یخ کاهش یافت مصرف این مواد در فرمولاسیون مایعات خنک کننده موتور در سال1950 به کلی منسوخ شد به گونه ای که تولید و مصرف اتیلن گلیکول از49 میلیون لیتر به71 میلیون لیتر در سال رسید.
    در جدول1 به مقایسه خواص فیزیکی گلیکول ها با سایر ترکیبات مصرفی به عنوان ضد یخ اشاره شده است.
    محلول44 تا70 درصد اتیلن گلیکول در آب، سیستم رادیاتور را در بالاترین ظرفیت طراحی شده نگه می دارد و به این ترتیب با استفاده از این محلول مطمئن می شویم که موتور به دلیل جوش آوردن صدمه نخواهد دید. علاوه بر این، اختلاط نسبت معینی از اتیلن گلیکول با آب، عمل خنک کردن را در دامنه وسیعی از دما انجام می دهد و نقطه انجماد آب را به میزان کافی پایین می برد.
    یکی دیگر از مزایای به کارگیری اتیلن و پروپیلن گلیکول به عنوان سیال پایه در فرمولاسیون ضد یخ، پایین بودن میزان آثار مخرب زیست محیطی این ترکیبات است. اتیلن و پروپیلن گلیکول می توانند پس از مصرف وارد محیط آبی شوند. هر دو محلول قابلیت حلالیت بالا داشته و میزان آثار زیان بار این دو ماده برای ماهی ها، حیات وحش، حیات گیاهی و میکروارگانسیم ها پایین است. تجزیه بیوشیمیایی این دو ماده سریع و کامل انجام می شود.

    منابع:
    1- Automative Principles & Services، by F.Thiessen 2002
    2- Inhibitors-Corrosion، by I..Lrozenfeld، McGraw-Hill.1994

    1- کارشناس مسئول آزمایشگاه مواد آلی (مدیریت صنایع شیمیایی)

(0) نظر

دسته ها :

سه شنبه پانزدهم 11 1387

فشار اسمزی

اگر دو ظرف که یکی حاوی آب خالص و دیگری یک محلول آبی قند باشد، در یک محفظه قرار داده شوند، با گذشت زمان ، سطح مایع در بشر شامل محلول بالا می‌رود، در حالیکه سطح آب خالص پایین می‌آید. در نتیجه ، در اثر تبخیر و میعان ، همه آب به محلول منتقل می‌شود. این اثر ناشی از اختلاف فشار بخار آب در دو بشر است که آب خود به خود از ناحیه‌ای که فشار بخارش بالاست، به نقطه‌ای که فشار بخارش پایین است، منتقل می‌شود. هوای داخل محفظه نسبت به مولکولهای آب تراوا می‌باشد.
غشاهایی وجود دارد که نسبت به مولکولهای حلال (مثل آب) تراوا هستند. اما مانع عبور مولکولهای ماده حل شده می‌شوند. فرآیندی را که طی آن ، فقط حلال از غشای تراوا نفوذ می‌کند، اسمز معکوس می‌نامند. با اعمال فشار بر محلول ، می‌توان مانع عبور مولکولهای آب از درون غشا به محلول مزبور شد. مقدار فشار برونی که بتواند مانع عمل اسمزی شود، به نام فشار اسمزی محلول معروف است. فشار اسمزی یک محلول رقیق ، یکی از خواص کولیگاتیو می‌باشد، زیرا با غلظت ماده حل شده نسبت مستقیم دارد و مستقل از ماهیت ماده حل شده است. فشار اسمزی از رابطه زیر حساب می‌شود:
π = MRT
در این معادله ، π فشار اسمزی بر حسب اتمسفر ، M مولاریته ، R ثابت جهانی گازها (0.0821Lit.atm/mol˚K) و T دما بر حسب کلوین می‌باشد. چون M = n/V که در آن n تعداد مولها و V حجم هستند، بنابراین πV = nRT .

(0) نظر

دسته ها :

سه شنبه پانزدهم 11 1387

رابطه بین نقطه جوش و انجماد محلولها

برخی از خواص محلولها به جای ماهیت محلول ، به غلظت ذرات ماده حل شده بستگی دارد. این خواص را خواص کولیگاتیو می‌نامند. برای محلولهایی که شامل ماده حل شده غیر فرار هستند، این خواص عبارتند از: کاهش فشار بخار ، نزول نقطه انجماد ، صعود نقطه جوش و فشار اسمزی.

نگاه کلی
همه ما با خواص کولیگاتیو محلولها در زندگی روزمره سرو کار داریم، بدون این که اصطلاح علمی آن را بدانیم و یا علت وقوع چنین پدیده‌‌‌‌‌‌هایی را بتوانیم توضیح دهیم. به‌عنوان مثال ، در تهیه مربا و شربت به صورت علمی تجربه کرده‌ایم که محلول آب و شکر دیرتر از آب خالص می‌جوشد یا محلول آب و نمک و آب و شکر در دماهای پایینتر از دمایی که آب خالص یخ می‌بندد، منجمد می‌شوند. وقتی در رادیاتور ماشین برای جلوگیری از انجماد آب ، ضد یخ اضافه می‌کنیم، از پدیده نزول نقطه انجماد استفاده کرده‌ایم.
پدیده اسمز در بسیاری از فرآیندهای زیستی نقش اساسی دارد. مواد غذایی و زائد با عمل اسمز از میان دیواره سلولهای بافتهای حیوانی عبور داده می‌شوند. سلولهای خونی در محلولهای غلیظ ، آب از دست داده‌ ، چروکیده می‌شوند. به همین دلیل ، باید محلولهای غذایی تزریقی به داخل سیاهرگ ، باید دقیقا طوری تنظیم شود که فشار اسمزی خون (در حدود 7.7 اتمسفر) برابر باشد.
دیواره سلولهای گیاهی و جانوری به‌عنوان غشاهای نیمه‌تراوا عمل می‌کنند و در محلولهای قندی و نمکی ، آب از دست داده ، چروکیده می‌شوند. در زیر برخی از خواص کولیگاتیو را بررسی می‌کنیم.
کاهش فشار بخار
فشار بخار تعادل حلال بالای یک محلول کمتر از حلال خالص است. به تجربه دیده شده است که محلولهای آبی غلیظی مانند آب قند ، آهسته‌تر از آب خالص تبخیر می‌شوند و این نشان‌دهنده کاهش فشار بخار آب بر اثر وجود ماده حل شده است. اگر غلظت ماده حل شده به حد کافی زیاد باشد، بخار موجود در اتمسفر ، مایع شده ، بعد از ورود به محلول ، آن را رقیق خواهد کرد. بررسی میزان کاهش فشار بخار نشان می‌دهد که این کاهش ، یک خاصیت کولیگاتیو حقیقی است و مستقیما به غلظت ماده حل شده بستگی دارد و مستقل از ماهیت مولکولهای حل شده است.
رابطه بین فشار بخار حلال و غلظت را می‌توان به این صورت بیان کرد:
P˚1 - P1 = X2 P˚1
کمیت P˚1 - P1 ، اختلاف بین فشار بخار حلال در مایع خالص و در محلول است و همان ، کاهش فشار بخار خواهد بود. بنابراین:
VPL =X˚2P1 (کاهش فشار بخار)
در این معادلات P1 فشار بخار حلال روی محلول ، X1 کسر مولی حلال در محلول و P˚1 فشار بخار حلال خالص در همان دما ، X2 جزء مولی ماده حل شده.

جوش
صعود نقطه جوش
محلولی از ماده حل شده غیر فرار همواره در دمای بالاتر از نقطه جوش حلال می‌جوشد. در محلولهایی که رقیق هستند، صعود نقطه جوش مستقیما به غلظت ماده حل شده بستگی دارد. صعود نقطه جوش محلولهایی را که مواد حل شده آنها غیر فرار هستند، می‌توان بر حسب کاهش فشار بخار توجیه کرد. چون محلول مذبور در هر دمایی فشار بخاری کمتر از فشار بخار حلال خالص دارد، محلول مذبور باید برای جوش آمدن به دمای بالاتری برسد، یعنی رسیدن به این دما قبل از این که فشار بخار محلول برابر با فشار بیرون باشد، صورت گیرد. صعود نقطه جوش در یک محلول را از رابطه زیر بدست می‌آورند:

Tb = Kb X m∆

در این معادله Tb∆ صعود نقطه جوش بر حسب درجه سیلسیوس ، m مولالیته و Kb ثابت مربوط به حلال مورد نظر است. Kb برای آب 0.52 درجه می‌باشد. یعنی نقطه جوش یک مولال آبی ماده حل شده غیر فرار (قند و اوره ...) 0.52 بیشتر از نقطه جوش آب است.
نزول نقطه انجماد
محلولهای شامل مقدار کمی از ماده حل شده در دماهای پایینتر از حلال خالص منجمد یا ذوب می‌شوند. شیمیدانها از این روش برای بررسی خلوص جامداتی که در آزمایشگاه تهیه کرده‌اند، استفاده می‌کنند. با مقایسه نقطه ذوب نمونه تهیه شده با نمونه خالص ، میزان ناخالصی موجود در نمونه را حدس می‌زنند.
نزول نقطه انجماد هم مانند صعود نقطه جوش ، نتیجه مستقیم کاهش فشار بخار حلال بر اثر حضور ماده حل شده است. نقطه انجماد یک محلول دمایی است که در این دما فشار بخار حلال موجود در محلول مانند فشار بخار حلال جامد خالص است. این موضوع نشان می‌دهد که هنگام انجماد محلول ، حلال خالص (مثل یخ) جدا خواهد شد و در عمل هم این اتفاق می‌افتد. نزول نقطه انجماد هم متناسب با غلظت ماده حل شده است و از این رابطه بدست می‌آید:

Tf = Kf X m∆
در این معادله Tf∆ صعود نقطه جوش بر حسب درجه سیلسیوس ، m غلظت مولال و Kf ثابت مربوط به حلال مورد نظر است.

(0) نظر

دسته ها :

سه شنبه پانزدهم 11 1387

آمونياک

آمونیاک

● اطلاعات کلی

آمونیاک ، مهمترین ترکیب هیدروژنه ازت بوده ، در طبیعت از تجزیه مواد آلی ازت دار حاصل می‌گردد. این ماده ، گازیست بی‌رنگ با مزه فوق‌العاده تند و زننده که اشک‌آور و خفه‌کننده نیز می‌باشد. گاز آمونیاک از هوا سبک‌تر بوده ، به‌سهولت به مایع تبدیل می‌شود. آمونیاک در آب بسیار محلول است و در منهای ۷۷,۷ درجه سانتی‌گراد منجمد و در منهای ۳۳,۵ درجه سانتی‌گراد به جوش می‌آید.
وزن مخصوص محلول اشباع آمونیاک ۰,۸۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

● موارد استفاده

در کارخانجات یخ سازی ، در ساخت کودهایی از قبیل نیترات ، سولفات و فسفات آمونیوم ، تهیه اسید نیتریک ، دارو و مواد منفجره بکار می‌رود.

آمونیاک تجارتی
محلول آمونیاکی که معمولا در تجارت ، خرید و فروش می‌شود، ۲۰ تا ۲۲ درجه سوم (۲۰.۷ درصد و تکاتف نسبی آن d=۰,۹۲) و یا ۲۸ تا ۲۹ درجه (۳۲.۷ درصد آمونیاک) می‌باشد.

● روشهای تهیه آمونیاک

آمونیاک را می‌توان اصولا از سه منبع زیر تهیه کرد:

تقطیر زغال سنگ که از آبهای آمونیاکی آن ، ابتدا آمونیاک و سپس سولفات آمونیاک تهیه می‌کنند.
سنتز مستقیم
تهیه سینامالدئید و سیانوزها

● تقطیر زغال سنگ برای تهیه آمونیاک
منظور از تقطیر زغال سنگ استفاده از گازهای سوختنی و یا کک برای صنایع فلزسازی است که بحث مفصلی را تشکیل می‌دهد و مربوط به این برنامه نیست. لیکن در این جا آن قسمت از عملیات تقطیر که مربوطه به تهیه آمونیاک و سولفات آن است، از نظر تکمیل این مبحث بررسی می‌شود.
زغال سنگ ، دارای ۱ تا ۱,۵ درصد نیتروژن آلی است و در موقعی‌که آب را تقطیر کنیم، قسمتی از این نیتروژن ، بصورت آزاد و قسمت دیگری به حالت آمونیاک و ترکیبات آمونیاکی فرار و غیر فرار از دستگاههای تقطیر خارج می‌شود و در خنک کننده هایی که به همین منظور بعد از قرنهای تقطیر قرار داده‌اند، مخلوط با قطرانهای زغال سنگی جمع آوری می‌گردد.

● نمکهای آمونیاکی
نمکهای آمونیاکی که از تقطیر زغال سنگ بدست می‌آیند، بر دو نوعند: نمکهای فرار مانند کربنات آمونیوم CO۳(NH۴)۲ و سولفیدرات SHNH۴ و S(NH۴)۲ که به‌آسانی بوسیله بخار آب برده می‌شوند، نمکهای ثابت و غیر
فرار مانند کلرید آمونیوم NH۴Cl و هیپوسولفیت S۲O۳(NH۴)۲ و غیره که بوسیله باز غیر فراری مانند آهک تجزیه می‌گردند.

ضمنا باید متذکر شد، آمونیاکی که از تقطیر یک تن زغال سنگ حاصل می‌شود، طبعا با مقدار ازت موجود در زغال متغیر است و این مقدار بین ۱,۴ کیلوگرم تا ۴,۶ کیلوگرم نوسان دارد و به‌ندرت در بعضی از انواع زغال سنگها این مقدار به ۷,۲ کیلوگرم می‌رسد.
معمولا هرگاه عمل تقطیر زغال سنگ را در مجاورت ۲,۵ درصد آهک انجام دهند، بهره آمونیاک تا ۲۰ درصد افزایش نشان می‌دهد و به هر صورت ، آمونیاک و کلیه ترکیبات آمونیاکی را که در بالا نام بردیم، می‌توان در دستگاههای خنک کننده از قطرانهایی که همراه آنها می‌باشند، جدا کرد و اصطلاح صنعتی این قبیل محلولهای آمونیاکی را آبهای آمونیاکی می‌نامند که آنها را ابتدا در ستونی تقطیری وارد می‌کنند. سپس تحت تاثیر شیر آهک قرار می‌دهند و در آنجا آمونیاک و املاح فرار آنها بوسیله بخار آب برده می‌شوند، در حالیکه املاح غیر فرار تحت تاثیر شیر آهک ، تجزیه و به آمونیاک تبدیل می‌گردند.

● خطرات آتش سوزی و انفجار
آمونیاک ، گازیست قابل اشتعال و حدود اشتعالش ۱۶ تا ۲۵ درصد حجمی گاز آمونیاک در هوا می‌باشد. حضور مواد نفتی و دیگر مواد قابل اشتعال ، خطر حریق را افزایش می‌دهند. محلول غلیظ اکسید نقره از محلول آمونیاک حل شده و تولید فولمینات نقره به فرمول CNOAg می‌نماید که ماده ای شدیداً قابل انفجار است. همچنین گاز آمونیاک در اثر حرارت از ۴۰۰ درجه به بالا تجزیه شده ، تولید هیدروژن می‌نماید.

● خطرات بهداشتی
سبب تحریکات سیستم تنفسی ، ‌پوست و چشم شده و با آسیب رساندن به ریه‌ها در اثر مواجهه با حجم زیاد این گاز می‌تواند سبب مرگ شود. در صورت تماس با آمونیاک مایع ، سوختگی شدید در محل تماس ایجاد می‌گردد. آستانه مجاز مواجهه با آن ، ppm ۵۰ است و جهت کمکهای اولیه ، قسمتهای آلوده سطح بدن را با آب و صابون شسته و چشمها را نیز با آب فراوانی شستشو داد و به پزشک مراجعه نمود.

● طریقه اطفاء حریق
در صورتی‌که سیلندر گاز آمونیاک مشتعل شد، نباید شعله آن را خاموش نمود، مگر اینکه قبلاً بتوان جریان گاز را قطع کرد. در حین عملیات اطفاء ، باید سیلندرهای حاوی گاز آمونیاک را با آب خنک نمود. از پودر شیمیایی خشک یا گاز کربنیک یا آب به‌صورت اسپری جهت اطفاء می‌توان استفاده نمود. به هنگام عملیات باید از لباس کاملاً ایمن و سیستم حفاظتی دستگاه تنفس استفاده کرد.

● طریقه نگهداری و حمل ونقل
آمونیاک باید در سیلندرهای استیل نگهداری و توسط تانکرهای مخصوص آن حمل گردد. باید سعی نمود از رسیدن تنشهای فیزیکی و حرارت زیاد به ظروف محتوی آمونیاک جلوگیری شود. انبار و محل نگهداری آن باید مقاوم در برابر حریق بوده و دارای سیستم اعلام و اطفاء اتوماتیک باشد. آمونیاک باید جدا از موادی چون گازهای اکسید کننده ، کلر ، برم ، ید و اسیدها نگهداری شود.

(0) نظر

دسته ها :

سه شنبه پانزدهم 11 1387

واژگان شیمی فیزیک

واژگان شیمی فیزیک
enthalpy of formation: آنتالپی تشکیل برای یک ماده مرکب معین ، تغییر آنتالپی واکنشی که در آن ، یک مول ماده مرکب از پایدارترین شکلهای عناصر آن تشکیل می شود، آنتالپی تشکیل می‌نامند.

▪ Hess,lawقانون هس یا قانون جمعبندی ثابت گرما تغییر آنتالپی واکنش شیمیایی ، ثابت است، خواه واکنش در یک مرحله ، خواه در دو مرحله انجام گیرد.
▪ قانون نسبتهای معین یک ماده مرکب خالص ، عناصر یکسان با نسبتهای جرمی یکسان دارد. law of definite propotions
▪ قانون پایستاری جرم در جریان واکنش شیمیایی ، تغییر قابل توجهی نمی‌کند. Law of conservation of mass
▪ انرژی ظرفیت انجام دادن کار Energy
▪ دما درجه داغی یا سردی ، خاصیتی که جهت جریان یافتن خود به خود گرما را معین می‌کند. temperature
▪ ظرفیت گرمایی مقدار گرمای لازمی است که دمای جرم معینی را یک درجه سانتی‌گراد بالا می‌برد. Heat capocity
▪ گرما شکلی از انرژی است که به‌طور خودبخود از جسمی با دمای زیادتر به جسمی با دمای کمتر جریان می‌یابد. Heat
▪ گرماسنج دستگاهی که برای اندازه گیری گرمای انتقال یافته در واکنشهای شیمیایی و تغییرات فیزیکی بکار می‌رود. Calorimeter
▪ گرماشیمی مطالعه تغییرات انرژی که همراه با تغییرات شیمایی و فیزیکی است. thermochemistry
▪ گرمای ویژه مقدار گرمای لازمی که دمای ۱gr ماده خالص را یک درجه سانتی‌گراد بالا می‌برد. specific heat
▪ مقیاس دمای سلسیوس یک مقیاس دمایی براساس تخصیص صفر درجه سانتی‌گراد به نقطه انجماد عادی آب و ْ۱۰۰ سانتی‌گراد به نقطه جوش عادی آب است. Celsius temperature scale
▪ مقیاس دمای فارنهایت نوعی مقیاس دمایی است که در آن ، نقطه انجماد عادی آب ، ْ۳۲فارنهایت و نقطه جوش عادی آب ْ۲۱۲فارنهایت است Fahrenheit temperature scale
▪ مقیاس دمای کلوین یک مقیاس دمایی براساس تخصیص ۲۷۳k به نقطه انجماد عادی آب و ۳۷۳k به نقطه جوش عادی آب Kelvin tempratire scale
▪ اصل عدم قطعیت تعیین همزمان موقعیت دقیق و حرکت یا تکانه (جرم در سرعت mv) دقیق یک الکترون ، ناممکن است. uncertainty principle
ت▪ ابش الکترومغناطیسی انرژی تابشی که با سرعت خاصی (سرعت نور ، c) حرکت می‌کند و می‌توان آن را به‌صورت موجی یا کوانتومی توصیف کرد. Electromagnetic radiation
▪ عدد کوانتومی اصلی عدد کوانتومی که پوسته انرژی الکترون مربوط را نشان می‌دهد. مقادیر n اعداد صحیح مثبت …و۳و۲و۱ است. main quantum number
▪ عدد کوانتومی فرعی عدد کوانتومی که نوع پوسته فرعی و شکل اوربیتال الکترونهای مربوط را تعیین می‌کند. Sub sidiary
▪ عدد کوانتومی مغناطیسی عدد کوانتومی که جهت گیری اوربیتال الکترونی را تعیین می‌کند. magnetic quantum number
▪ فوتون یک کوانتوم انرژی تابشی photon
کوانتوم مقدار کوچک و معین انرژی تابشی. نظریه پلانک براین اساس است که انرژی تابش ، در این مقادیر جذب یا نشر می شود. انرژی یک کوانتوم ، E ، مستقیما با فرکانس تابش ، v ، متناسب است و ثابت تناسب ، h ، ثابت پلانک است. quantum
▪ آنتالپی تصعید تغییر آنتالپی مربوط به فرآیندی که در آن ، یک جامد مستقیما به گاز تبدیل می‌شود. Enthalpy of sublimation
▪ چرخه بورن هابر روش تحلیلی برای تغییرات آنتالپی یک فرآیند. H∆ کل فرآیند را با جمع جبری مقادیر H∆ مجموعه مراحلی که به همان نوع تغییر می‌انجامد، برابر می‌گیرند. Born-Haber cycle
▪ اتمسفر واحد فشار که به صورت ۱۰۱۳۲۵Pa بیان می‌شود. atmosphere
▪ اصل آووگادرو حجمهای مساوی از تمام گازها ، در دما و فشار یکسان ، دارای عده مولکولهای مساوی‌اند. Avogadro,s principle
▪ پاسکال واحد فشار در دستگاه SI و آن برابر با نیرویی است که یک نیوتن (یا ۱kg.m.s۲) بر سطح یک متر مربع وارد می‌کند. Pascal
▪ تور واحد فشار که هم‌ارز با فشاری است که ستونی از جیوه را در ارتفاع ۱mm نگه می‌دارد. یک تور برابر ۷۶۰.۱ اتمسفر است. torr
▪ توزیع ماکسول- بولتسمان نحوه توزیع انرژی جنبشی یا سرعت مولکولی بین مولکولهای یک گاز Maxwell- Bultzman
▪ ثابت گازهای ایده‌آل ضریب تناسب در معادله حالت یک گار ایده‌آل و یکی از مقادیر ۰.۰۸۲۰۵۶L.atm/K.md است. Ideal gas constant
▪ جذر میانگین مجذور سرعت جذر میانگین مجذور سرعتهای مولکولی root-mean-square speed
▪ حجم مولی استاندارد حجم یک مول از گاز در دما و فشار استاندار که ۲۲.۴۱۴L است. standard molecular volume
▪ دمای بحرانی دمایی است که بالاتر از آن ، هرچند هم که فشار زیاد شود، مایع شدن گاز ناهمگن است. Critical temprature
▪ ضریب تراکم پذیری PV/RT که در آن ، P فشار گاز ، V حجم گاز ، R ثابت گازهای ایده آل و T دمای مطلق است. ضریب تراکم پذیری برای یک مول از گاز ایده‌آل همواره برابر واحد است. Conversion factor
▪ فشار نیرویی است که بر واحد سطح وارد می‌شود. Pressure
▪ فشار بحرانی فشار لازم برای مایع شدن یک گاز در دمای بحرانی آن Critical pressure
▪ فشار جزیی فشاری که یک جزء از یک مخلوط گازی اگر به تنهایی در حجم مورد نظر می‌بود، اعمال می‌کرد. Partial pressure
▪ قانون آمونتون فشار یک گاز ، در حجم ثابت ، به‌طور مستقیم با دما تغییر می‌کند. Amonton,s Law
▪ قانون بویل حجم یک گاز در دمای ثابت به نسبت عکس فشار تغییر می‌کند. Boyle ,s law
▪ قانون ترکیب حجمی گیلوساک حجم گازهای مصرف شده یا تولید شده در یک واکنش شیمیایی ، اگر در دما و فشار ثابت اندازه گیری شده باشند، با نسبتهای اعداد صحیح کوچک بیان می‌شود. Gay-Lussac,s low of combining
▪ قانون شارل حجم یک گاز ، در فشار ثابت ، به‌طور مستقیم با دمای مطلق تغییر می‌کند. charles Law
▪ قانون فشارهای جزیی دالتون فشار کل مخلوطی از گازها برابر مجموع فشارهای جزیی هر یک از گازها است. Dalton,s Law of partial pressure
▪ قانون نفوذ گراهام سرعت نفوذ یک گاز با جذر چگالی یا جذر وزن مولکول آن گاز نسبت معکوس دارد. Graham,s Law of effusion
▪ کسر مولی نسبت تعداد مولهای یک جزء در یک مخلوط به تعداد کل مولها در آن مخلوط mole fraction
▪ مسافت آزاد میانگین فاصله میانگینی است که یک مولکول بین برخوردهای خود با سایر مولکولهای گاز طی می‌کند. mean free path
▪ معادله واندروالس معادله حالت گازها. نوعی از معادله حالت گاز ایده‌آل که نیروهای جاذبه بین مولکولی و حجم اشغال شده توسط مولکولهای گاز را به حساب می‌آورد. Vander wool,s equation
▪ نظریه جنبشی گازها مدلی است در سطح مولکولی که می‌توان آن را برای توضیح قوانین گازها بکار برد و معادله گاز ایده آل را بدست آورد. Kinetic theory of gases
▪ آنتالپی تبخیر انرژی لازم برای تبخیر مقدار معینی مایع (معمولا یک مول یا یک گرم) در دمای معین Enthalpy of vaprization
▪ آنتالپی تبلور تغییر آنتالپی در تبدیل مقدار معینی مایع (معمولا یک مول یا یک گرم) به جامد در دمای معین Enthalpy of crystllization
▪ آنتالپی ذوب انرژی لازم برای ذوب کردن مقدار معینی جامد (معمولا یک مول یا یک گرم) بر جامد در دمای معین Enthalpy of fusion
▪ آنتالپی میعان تغییر آنتالپی در تبدیل مقدار معینی گاز (معمولا یک مول یا یک گرم) در دمای معین Enthalpy of condenstion
▪ تبخیر فرآیند تبدیل مایع به گاز Vaporization
▪ تصعید فرآیند تبدیل مستقیم جامد به گاز بدون عبور از حالت مایع Sublimation
▪ تعادل شرایطی که در آن ، سرعت دو تمایل مخالف برابر می‌شوند. equilibrium
▪ فشار بخار فشار بخار در حالت تعادل با مایع خالص یا جامد خالص در دمای معین vapour pressure
▪ معادله کلازیوس- کلاپیرون معادله ای است که فشار بخار یک مایع در دو دمای مختلف را با یکدیگر و با آنتالپی تبخیر آن مایع مرتبط می‌سازد Clausius- Clapeyron equation
▪ نقطه انجماد دمایی که در آن ، فازهای جامد و مایع با یکدیگر در حال تعادلند. اگر فشار کل ، ۱atm باشد، این مقدار را انجماد عادی می‌نامیم. Solidify point
▪ نقطه جوش نقطه جوش یک مایع ، عبارت از دمایی است که در آن ، فشار بخار مایع با فشار بیرونی برابر می‌شود و نقطه جوش عادی یک مایع ، دمایی است که در آن ، فشار بخار مایع برابر ۱atm است. boiling point
▪ نقطه ذوب مراجعه کنید به نقطه انجماد melting point
▪ نقطه سه گانه دما و فشاری که در آن ، حالات جامد ، مایع و گاز یک ماده در عین حال با یکدیگر در حال تعادل‌اند. triple point
▪ آبپوشی فرایندی است که آن ، مولکولهای آب به سوی ذرات ماده حل شده جذب می‌شوند و آنها را احاطه می‌کنند. Hydration
▪ آزیوتروپ محلولی است که فشار بخار آن ، بالاتر یا پایین‌تر از فشار بخار هر یک از اجرای خالص است. اگر فشار بخار بالاتر باشد، آن محلول ، آزیوتروپ با نقطه جوش مینیمم و اگر پایین‌تر باشد، آزیوتروپ با نقطه جوش ماکزیمم است. Azeotrope
▪ آنتالپی آبپوشی تغییر آنتالپی مربوط به فرآیند آبپوشی یونهای گازی از مقدار معینی (معمولا یک مول) از یک ماده حل شده است. Enthalpy of hydration
▪ آنتالپی انحلال تغییر آنتالپی مربوط به فرآیند انحلال مقدار معینی (معمولا یک مول) از یک حل شونده در یک حلال است. مقدار این آنتالپی به دما و غلظت نهایی محلول بستگی دارد. Enthalpy of solution
▪ اسمز فرآیند عبور مولکولهای حلال از غشای نیم‌تراوایی است که دو محلول را از یکدیگر جدا می‌کند. جهت عبور این مولکولها به سوی محلول غلیظتر است. Osmosis
▪ اصل لوشاتلیه هر سیستم در حالت تعادل نسبت به تغییر شرایط ، عکس‌العمل نشان داده، در جهت مقابله با آن عمل می‌کند. Le,chatelier,s priciple
▪ تقطیر جداسازی اجزای سازنده یک محلول با روش تبخیر و تراکم است. Distillation
▪ خواص غلظتی خواصی از یک محلول است که به غلظت ذرات ، نه به ماهیت این ذرات ، بستگی دارند. این خواص ، عبارتند از کاهش بخار ، نزول نقطه انجماد ، صعود نقطه جوش و فشار اسمزی Colligalive properties
▪ ضریب وانت- هوف عبارت از نسبت مقدار خاصیت غلظتی اندازه گیری شده یک محلول به مقدار محاسبه شده آن خاصیت است، به فرض اینکه ماده حل شده غیر الکترولیت باشد. Van,t Hoff factor
▪ قانون رایول فشار جزیی هر جزء از یک محلول ایده آل در بخار آن محلول برابر با حاصلضرب فشار بخار آن جزء به صورت خالص در کسر مولی آن جزء در محلول است. Rault,s Law
▪ قانون هنری وقتی که یک گاز در یک مایع بدون واکنش شیمیایی حل می‌شود، مقدار گاز حل شده در مقدار معینی از مایع با فشار جزیی آن گاز در بالای محلول نسبت مستقیم دارد. Hanry,s Law
▪ محلول ایده آل محلولی است که از قانون رایول پیروی می‌کند. یک محلول دو جزیی متشکل از B,A وقتی ایده آل است که در آن ، نیروهای بین مولکولی مولکولهای B,A و مولکولهای A,A و مولکولهای B,B اساسا یکسانند. Ideal solution

(0) نظر

دسته ها :

سه شنبه پانزدهم 11 1387

آزمایش های عجیب

عوض کردن رنگ صورت اشخاص

آزمایشگر پس از خاموش کردن چراغها ی اتا ق، چراغ مخصوص (چراغ بونزن)

را روشن می کند، که در زیر نور آن صورت اشخاص به رنگ سبز مایل به

بنفش در می آید .

راز این آزمایش چیست ؟

ازمایشگر چند دقیقه قبل از اجرای آزمایش در یکی دو سانتیمتر مکعب الکل

مقداری زعفران را حل کرده و فتیله تازه ی یک چراغ الکلی را در آن خیس

کرده است .

اگر این فتیله در یک چراغ الکلی بدون الکل قرار گیرد ، در مدت کوتاهی که

روشن است رنگ صورت اشخاص را به رنگ سبز مایل به بنفش در می آورد .

استخوان نرم می شود

یک استخوان ران مرغ را ، پس از آنکه گوشت و چربی آنرا کاملا تمیز کردید،

مدت 5 روز در سرکه ی غلیظ نگه دارید . پس از این مدت آنرا از سرکه خارج

کرده بشویید و خشک کنید . این استخوان نرم خواهد شد ، و حالت

پلاستیکی به خود خواهد گرفت زیرا میتوان آنرا به هر طرف که بخواهید خم

کرده بی آنکه بشکند .

دلیل اینست که در مدت فوق مواد معدنی استخوان درسرکه حل شده و

فقط مواد آلی آن باقی می ماند که ( آسیین ) نام دارد که این ماده نرم و

قابل انعطاف است .

- قیافه ها عوض میشود

این ازما یش مخصوص شب و یا اتا ق تاریک است .در نور این چراغ الکلی

وقتی افراد به فیافه همدیگر نگاه می کنند ، همه تعجب زده می شوند .

قیافه ها همه عبوس و ترسناک می شود و افراد به زحمت همدیگر را می شناسند .

اما این چراغ الکلی چگونه است ؟

باید قبل ازآ زما یش نمک طعام و خاک رس را به مقدار مساوی مخلوط کرده

و بعد از کوبید ن از الک ظریف عبور دهیم ، و یک فتیله را بعد از خیس کردن

در الکل یه پودر حاصل خوب آغشته کنیم ، وقتی چراغ الکلی را با این فتیله

روشن کنیم نتیجه همان خواهد شد که گفتیم .

دلیل آن این است که سوختن الکل ، نمک طعام و خاک رس به ترتیب به رنگ

آبی ، زرد و قرمز خواهد بود که در این روشنایی خا ص قیافه اشخاص تغییر

می کند .

- خوردن خرمای مشتعل

نمایشگر از یک بشقاب با چنگال خرما برمی دارد ، و به آن کبریت می زند و

خرمای مشتعل رافوت کرده و آنرا می خورد .

و چند خرما به همین ترتیب پشت سر هم نوش جان می کند ، تا تماشاگران

شکفت زده شوند .

حال چرا خرما شعله ور شده ؟

زیرا درابتدا یه آن الکل اتیلیک مالیده شده است .

و چرا دهانش نمی سوزد ؟

چون چند لحظه خرما مشتعل می ماند ، و پس از فوت کردن گرمای آن جذب

خرما شده ، و نمایشگر احساس گرمای شدید و غیر قابل تحمل نمیکند .

- گلوله ها بالا و پایین می روند

درون یک استوانه مدرج پایه دار مایع خوشرنگی ریخته شده است ، درون

مایع گلوله های سفیدی دیده می شود .

این گلوله ها ثابت نیستند و مرتب بالا و پایین می روند .

اگر شما نیز بخواهید این آزمایش را انجام دهید باید :

تعدادی قطعات سنگ مرمر – مقداری نمک خوراکی – 100 میلی لیتر اسید

هیدرو کلریک – چند گلوله نفتالین – استوانه پایه دار – مقداری رنگ خوراکی

تهیه کرده و قطعات سنگ مرمر را در استوانه قرار دهید ، و اسید را در ظرف

ریخته به آن آب اضافه کنید تا پر شود ، حال محلول را به رنگ خوراکی دلخواه

( قرمز- نارنجی- آبی ... ) درآورید ، و چند گلوله نفتالین را درون آن بیندازید .

گلوله ته نشین خواهد شد ، آنقدر نمک اضافه کنید وهم بزنید تا گلوله ها به

سطح بیایند ، حال هر وقت گلوله ها به سطح بیایند خودبه خود پایین

خواهند رفت !!

علت این است که اسید در سنگ مرمر اثر گذاسته و گاز کربنیک آزاد می

شود ، این گاز به صورت حباب هایی به دور گلوله می چسبد و جرم حجمی

گلوله ها و حباب های چسبیده به آنها کمتر از محلول خواهد شد و به روی

سطح مایع می آیند و وقتی در سطح مایع قرار گرفتند حباب ها به هوا

میروند و دوباره گلوله ها به داخل فرو می روند ، و این کار ادامه پیدا میکند

(0) نظر

دسته ها :

سه شنبه پانزدهم 11 1387