پارسیسم

چگالترین ماده

دانشمندان اعلام كردند كه توانسته‌اند چگال‌ترين شكل ماده را در جهان شناسايي كنند.

اين ماده عجيب فوق‌العاده داغ كه توسط برخورددهنده هادروني بزرگ (LHC) سرن كشف شده و به پلاسماي كوارك-گلوئون موسوم است احتمالا مادر تمام مواد شناخته‌شده است.

 

اين شكل ماده از تراكمي به اندازه ستاره نوتروني و حرارتي 100 هزار برابر خورشيد برخوردار است. پلاسماي كوارك-گلوئون ممكن است در حقيقت چيزي باشد كه جهان در مراحل اوليه خود از آن به وجود آمده باشد.

 

پلاسماي كوارك-گلوئون از ذرات عجيب كوارك و گلوئون ساخته شده‌است. كوارك‌ها اجزاي اصلي و اوليه سازنده هسته پروتون‌هاي باردار مثبت و نوترون‌هاي خنثي هستند.

 

گلئون‌ها ذرات اوليه‌اي هستند كه به عنوان ذرات تبادلي نيروي هسته‌اي قوي بين كواركها استفاده شده و آنها را به هم متصل مي‌كنند.

 

اكتشاف پلاسماي كوارك-گلئون ممكن است دستاوردي بزرگ در مسير نزديك‌شدن دانشمندان برخوردهنده هادروني به اهدافشان در بررسي جهان اطراف، اتفاقات پس از مهبانگ، وجود ضدماده، چرايي جرم ماده و ساختار جهان بوده و انسان را گامي به فهم عميق از جهان اطرافش نزديكتر كند.



موضوع مطلب : تازه های شیمی
نوشته شده در سه شنبه هفدهم خرداد 1390 توسط سیما نجفی | لينک ثابت |
جسم شب‌تاب

جسم شب‌تاب

در جنگ جهانی اخیر ، برای اینکه هواپیماهای دشمن ، شهرها و محلات را از بالا تشخیص ندهند، تمام شهرها را تاریک کرده بودند، بطوریکه نه فقط چراغ خیابانها روشن نبود، بلکه از هیچ در و پنجره‌‌ای هم روشنائی بخارج نمی‌افتاد. در یک چنین ظلمتی خطر تصادف و برخورد اشخاص بیکدیگر زیاد بود. در این مواقع تاریکی و ظلمت بود که اهمیت اجسام شب‌تاب معلوم گردید. مردم برای جلوگیری از تصادف به سینه خود دکمه‌هائی از اجسام شب‌تاب می‌دوختند و بعرض نیم متر ، دیوار پناهگاهها را رنگ شب‌تاب می‌مالیدند تا پس از خاموش شدن چراغ ، تاریکی مطلق حکمفرما نگردد.

انواع اجسام شب‌تاب را بر اساس ساختار و کاربردشان زیر بحث می‌کنیم
.

اجسام شب‌تاب لنارد فسفری

ساختار

اجسام شب‌تاب لنارد از سولفورهای کلسیم و باریم و استرانسیم و روی تشکیل شده‌اند که دارای مقداری بی‌نهایت جزئی فلزات سنگین مانند بیسموت و مس و یا منگنز هم می‌باشند.

از آنجائیکه سولفور فلزات قلیایی خاکی بر اثر رطوبت تخریب می‌شوند، با قشری از
لاک مثل زاپن لاک یا دامارلاک آنها را حفظ می‌کنند.

اجسام شب‌تاب بایستی نخست
نور ببینند و آنگاه تا مدت محدودی از خود اشعه صادر می‌نمایند. رنگ شب‌تاب زرد بر اساس سولفور روی و رنگ شب‌تاب آبی بر اساس سولفور کلسیم و استرنسیم است.

کاربرد

این اجسام شب‌تاب را در تهیه دکمه‌های شب‌تاب و صفحات شب‌تاب و پشت جلدهای شب‌تاب و عکسهای شب‌تاب و نقشه آسمان بکار می‌برند و نیز روی دستگاههای حشره‌گیر می‌مالند. همچنین لباسهای شب‌تاب و توپ‌های تنیس شب‌تاب و دستگاههای نجات شب‌تاب و قفلهای شب‌تاب و کلید برق و عقربه و شماره‌های ساعت و قطب نمای شب‌تاب و صفحاتی را که اشعه ایکس روی آنها می‌افتد و نمایان می‌گردند، با کمک این اجسام شب تاب درست می‌کنند.

اجسام شب‌تاب در تهیه صفحه درخشان
میکروسکوپ الکترونی هم بکار می‌روند و امروزه بیشتر سولفور روی و سیلیکات روی را در تهیه صفحه درخشان اشعه ایکس استعمال می‌نمایند.

اجسام شب‌تاب رادیواکتیو

ساختار

این اجسام ، مخلوطهایی به نسبتهای مشخصی از اجسام شب‌تابی که برنگ زرد مایل به سبز می‌درخشند و مواد رادیواکتیو مانند رادیوم ، توریم و مزوتوریم و غیره می‌باشند.

اشعه آلفائی که روی شبکه بلوری سلفور روی فرود می‌آید، تولید جرقه‌های زیاد کوچکی می‌کند که با ذره بین یا در زیر میکروسکوپ می‌توان مشاهده نمود و این اشعه را رادیوم صادر می‌نماید. عمر این اجسام شب‌تاب بشرطی که قبلا هیچ نوری نبینند، بیش از ده سال است.


 

کاربرد

اجسام رادیواکتیو را بروشهای مخصوص در داخل بلورهای سولفور روی بخار می‌کنند. سپس این اجسام شب‌تاب رادیواکتیو را روی عقربه و شماره‌های ساعتها همچنین قطب‌نمای کشتیها می‌مالند تا شب‌تاب گردند.

اجسام شب تاب دارای فلوئورسانس

ساختار

این اجسام ، اغلب آلی هستند و خودشان هم نمی‌درخشند، بلکه نور ماورای بنفش موج کوتاه لامپهای مخوص را به نور موج بلند قابل رویت تبدیل می‌کنند. این دسته اجسام «« لوموگن ال آبی Lumogen.L.Blau »» و «« لوموگن ال زرد جلادار Lumogen.L.Brillantgelb »» و غیره می‌باشند. معمولا نور را بوسیله لامپهای بخار جیوه‌ای از فاصله ده تا بیست متر به این اجسام دارای فلوئور سانس می‌تابانند، ولی بر اثر نور افکنها هم می‌درخشند.

کاربرد

لوموگن ال ( Lumogen.L ) ، یک رنگ آلی زرد است که بر اثر تابش نور ماورای بنفش می‌درخشد و بعلت ارزانی و ثبات به مقدار زیاد به اسم شبرنگ برای مشخص کردن پله‌ها و ستونها و چهار راههای عبور وسائل نقلیه و غیره مصرف می‌گردد.
منبع:دانشنامه


موضوع مطلب : گوناگون از شیمی
نوشته شده در شنبه بیست و چهارم بهمن 1388 توسط سیما نجفی | لينک ثابت |
نقطه سه گانه آب
نقطه سه گانه آب نقطه ثابتی است که در آن یخ ، آب و بخار آب با هم در حال تعادل قرار دارند. این حالت فقط در فشار معینی حاصل می‌شود و یگانه است. فشار بخار آب در نقطه سه گانه 4.58 میلیمتر جیوه است. دما در این نقطه استاندارد ، به دلخواه مساوی با 273.16 درجه کلوین اختیار می‌شود.

مقدمه

برای ساختن وسیله‌ای برای اندازه گیری دما ، هر نوع انتخاب ماده و خاصیت دماسنجی ، همراه با رابطه مفروض بین خاصیت و دما، منجر به یک مقیاس دمایی خاص می‌شود که اندازه گیری‌های آن الزاما با اندازه گیری‌های حاصل از هر مقیاس دمایی دیگری که به صورت مستقل تعریف شده است، توافق نخواهد داشت. برای جلوگیری از این آشفتگی یک مقیاس جهانی برای درجه بندی ارائه می‌شود. در این مقیاس برای درجه بندی دماسنجی ، یک نقطه ثابت استانداردی نیاز است که در آن تمام دماسنجها دمای یکسانی را برای آن نقطه نشان دهند. به این ترتیب یک هماهنگی میان ابزارهای اندازه گیری دما حاصل می‌شود. این نقطه ثابت همان نقطه سه گانه آب است.

روشهای اندازه گیری دما

برای سنجش دما دو روش وجود دارد. در روش اول دو دمای از پیش تعین شده در نظر می‌گیریم و دمای مجهول را با احتساب مقادیر دماهای معلوم بدست می‌آوریم. به عنوان مثال دمای نقطه ذوب یخ را صفر درجه و دمای نقطه جوش متعارف آب را 100درجه سانتیگراد انتخاب می‌کنند و فاصله بین این دو نقطه را روی دماسنج به صد قسمت مساوی تقسیم کرده و هر کدام را یک درجه سانتی‌گراد می‌نامند. این نوع مدرج کردن دماسنجها را روش صد تقسیمی می‌گویند که اصول دماسنجی معمولی را تشکیل می‌دهد.

روش دوم که از سال 1954به بعد معمول شد و امروزه نیز از آن استفاده می‌شود، روش جدیدی است. در این روش پیشنهاد می‌شود که انتخاب فقط یک دمای از پیش تعریف شده تحت عنوان دمای استاندارد کافی است. این دمای منحصر به فرد که در همه جا قابل دسترسی است و البته مستقل از شرایط اقلیمی می‌باشد، دمای نقطه سه گانه آب است.

تعیین دمای نقطه سه گانه آب

اولین بار وسیله‌ای که برای تعیین نقطه سه گانه آب بکار رفت، ظرف شیشه‌ای U شکلی بود که در این ظرف ابتدا آبی با درجه خلوص بالا قرار داده می‌شود. سپس برای این که بخار به میزان معین در داخل ظرف تشکیل شود، آن را به یک پمپ تخلیه متصل می‌کنند. البته در غیاب پمپ نیز همیشه از طریق تبخیر سطحی ، مقداری بخار در بالای آب وجود دارد. منتها بخار غیر اشباع بوده و دارای فشار مورد نظر نمی‌باشد. وقتی هوای داخل لوله تخلیه شود، عمل تبخیر تسریع می‌شود و در مدت اندکی به میزان زیاد بخار در ظرف بوجود می‌آید.

این عمل تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که فشار بخار موجود در بالای آب به 612 پاسکال برسد. پس از وصول این حالت عمل تخلیه قطع می‌شود. برای این که حالت سوم یعنی یخ در ظرف بسته فوق حاصل شود، قطعات یخی در شکم ظرف تعبیه می‌کنند. پس اگر به سیستم فرصت بدهیم، بتدریج لایه نازکی از یخ در جدار داخل آن تشکیل می‌شود. پس از آن که به میزان قابل ملاحظه‌ا‌‌ی ، یخ در داخل ظرف تشکیل شد، قطعه یخ‌های بیرونی را کنار می‌گذاریم. تا زمانی که در داخل این ظرف یخ ، آب و بخار آب وجود دارد و اندازه هیچ کدام فزونی نمی‌یابد، دمای داخل ظرف طبق تعریف دمای نقطه سه گانه است.



موضوع مطلب : شیمی فیزیک
نوشته شده در سه شنبه سیزدهم بهمن 1388 توسط سیما نجفی | لينک ثابت |
ترمو شیمی
دید کلی
انجام یک واکنش شیمیایی با تغییر انرژی همراه می‌باشد. واکنشی که هنگام سوختن گاز طبیعی و هوا صورت می‌گیرد، گرمای لازم برای پختن غذا روی اجاق گاز یا جوشیدن آب را فراهم می‌کند. در مقابل تشکیل گلوکز در فرایند فتوسنتز نیاز به جذب انرژی نورانی خورشید دارد. اکثر واکنشهای شیمیایی گرما تولید می‌کنند. در واکنشهای گرماده ، گرما از مخلوط واکنش به محیط اطراف جریان می‌یابد و اثر این جریان ، افزایش دمای محیط می‌باشد.

واکنشهایی که از محیط اطراف گرما جذب می‌کنند (گرماگیر) زیاد معمول نیستند. در این موارد می‌توان به ذوب شدن یخ اشاره کرد که در این واکنشها جهت جریان گرما ، از اطراف به مخلوط واکنش است. وقتی تکه یخی در لیوان آب داغی ذوب می‌شود، دمای آب را پایین می‌آورد.

واکنشهای شیمیایی از لحاظ ترموشیمی

مقدار گرمای تولید شده یا جذب شده ، در یک واکنش شیمیایی یا یک تغییر فاز را می‌توان با اندازه گیری دما در یک فرایند آدیاباتیک اندازه گیری کرد. از آنجا که اندازه‌گیری تغییرات بسیار کوچک دما امکان پذیر است، روش مطالعه ترمودینامیک واکنشهای شیمیایی و تغییرات فاز با اندازه گیری دما بسیار حساس است.

اگر انجام گرفتن واکنشی در یک سیستم ایزوله با افزایش دما همراه باشد، برای باز گردانیدن آن سیستم به دمای آغازین بایستی اجازه دهیم تا گرما به محیط اطراف منتقل گردد. چنین واکنشی را گرمازا می‌نامیم و گرما ( q ) برای آن منفی می‌باشد. اگر انجام گرفتن یک واکنش در سیتمی ایزوله با کاهش دما همراه باشد، باز گرداندن سیستم به دمای آغازین مستلزم وارد شدن گرما به سیستم است. این واکنشها گرماگیر نام دارند و گرما برای آنها مقدار مثبتی است.

رابطه تولید یا جذب گرما با واکنش شیمیایی

بطور کلی تغییر انرژی مشاهده شده در یک واکنش ناشی از اختلاف بین انرژی محصولات و مواد اولیه می‌باشد. اگر انرژی محصولات واکنش بیش از مواد اولیه باشد، برای انجام واکنش باید به سیستم انرژی دهیم. برعکس اگر انرژی محصولات واکنش کمتر از مواد اولیه باشد، مقداری انرژی به صورت گرما در اثر واکنش آزاد خواهدشد. اکثر واکنشهای انجام شده در آزمایشگاههای شیمی در فشار ثابت انجام می‌شوند ( فشار atm). جریان گرمای این واکنشها به محتوای گرمایی یا آنتالپی آنها بستگی دارد.

جریان گرمایی تمام واکنشهایی که مستقیما در فشار ثابت انجام می‌شوند دقیقا با اختلاف بین آنتالپی محصولات و مواد اولیه آنها برابر است.


واکنش H∆ = مواد اولیه H - محصولات Qp = H


که در این رابطه Qp جریان گرمایی واکنش در فشار ثابت و H محتوای گرمایی یا آنتالپی می‌باشد. البته برای درک رابطه بین تولید یا جذب گرما با واکنش شیمیایی ، از قانون اول ترمودینامیک استفاده می‌شود و دانستن نوع تغییر شیمیایی و اندازه آن ضروری می‌باشد.

H∆ در واکنشهای گرماده و گرماگیر

در واکنشهای گرماده آنتالپی همیشه کاهش می‌یابد (0>H∆). یعنی سیستم واکنش با از دست دادن این آنتالپی ، منبعی برای پخش گرما به محیط اطراف فراهم می‌سازد. برعکس یک واکنش گرماگیر با افزایش آنتالپی همراه می‌باشد (یعنی H∆بزرگتر از صفر است). در حقیقت گرمایی که سیستم جذب می‌کند، آنتالپی را بالا می‌برد.

حالتهای استاندارد در ترموشیمی

برای مشخص کردن حالت مواد واکنش دهنده و فراورده‌ها معمولا واکنشهایی مد نظر هستند که در آنها مواد واکنش دهنده از حالت استاندارد خود به فراورده‌هایی تبدیل می‌شوند که آنها هم در حالت استاندارد هستند. وقتی که اجسام در حالت استاندارد باشند، کمیات ترمودینامیکی را با بالاوند صفر نمایش می‌‌دهند. حالتهای استاندارد در ترمودینامیک شیمیایی به صورت زیر تعریف می شوند.


  • حالت استاندارد یک جسم گازی خالص در دمای معین ، همان گاز ایده آل در فشار bar 1 است.

  • حالت استاندارد یک مایع خالص در دمای معین ، مایع خالص در فشار bar 1 است.

  • حالت استاندارد یک جسم بلوری خالص در دمای معین ، جسم بلوری خالص ، درفشار bar 1 می‌باشد.

  • حالت استاندارد یک ماده محلول ، حالتی فرضی از آن ماده در محلول ایده آل ، مولالیته حالت استاندارد ( 1mol kg-1 ) درفشار bar 1 در هر دما می‌باشد.

قوانین ترموشیمی

  1. "لاووازیه" و "لاپلاس" در سال 1870 نشان دادند که گرمای جذب شده در تجزیه یک جسم باید با گرمای آزاد شده در تشکیل آن در همان شرایط ، یکسان باشد. به این ترتیب اگر واکنشی را به صورت معکوس بنویسیم، علامت H∆__ تغییر خواهد کرد.

  2. در سال 1840 "هس" نشان داد که گرمای کلی یک واکنش شیمیایی در فشار ثابت ، بدون در نظر گرفتن حالتهای واسطه واکنش ، مقداری معین می‌باشد. این نکته ، بازتاب این واقعیت تجربی است که آنتالپی ، یک تابع حالت است و به مسیر طی نشده یا تعداد مراحل در مسیر ارتباطی ندارد و اگر واکنشی ، مجموعی از دو یا چند واکنش دیگر باشد، H∆ کل ، مجموع تغییرات آنتالپی واکنشهای دیگر است (قانون هس).

  3. چون آنتالپی مستقیما با جرم متناسب است، H∆ نیز با مقدار ماده‌ای که ترکیب می‌شود یا در واکنشی تولید می‌شود، متناسب است.

  4. از طریق قانون هس می‌توان جریان گرمای واکنشی را که محاسبه آن مستقیما از یک مرحله مشکل یا غیر ممکن است تعیین نمود.

گرمای تشکیل

از آنجا که آنتالپیهای مطلق ناشناخته‌اند، به جای آنها از آنتالپی نسبت به یک حالت مرجع استفاده می‌شود که این حالت مرجع گرمای تشکیل یا آنتالپی تشکیل می‌باشد. آنتالپی مولی تشکیل یک ترکیب ( Hf ) برابر است با تغییر H∆ آن در هنگام تشکیل یک مول از این ترکیب ، از عناصرش در حالت پایدار در دمای 25 درجه و فشار atm 1.

آنتالپی تشکیل یک عنصر در حالت استاندارد خود ، درهر دمایی صفر است. می‌توان H∆ هر واکنش را با گرمای تشکیل ترکیبات شرکت کننده ارتباط داد. H∆ هر واکنش برابراست با اختلاف مجموع گرماهای تشکیل محصولات و مجموع گرماهای تشکیل مواد اولیه. آنتالپی‌های تشکیل مواد را می‌توان از روشهای زیر بدست آورد.


  1. روش گرما سنجی برای واکنشهای ذوب ، تصعید ، تبخیر ، انتقال و … .

  2. تغییر ثابتهای تعادل در اثر تغییر دما.

  3. اندازه گیری انرژیهای تفکیک با روش طیف‌بینی.

  4. محاسبه از طریق انرژیها و آنتروپی‌های گیبس

در کتابهای مرجع آنتالپی‌های تشکیل برای ترکیبات مختلف در دماهای گوناگون در جدولهای مختلفی در دسترس هستند



موضوع مطلب : شیمی فیزیک
نوشته شده در یکشنبه هجدهم فروردین 1387 توسط سیما نجفی | لينک ثابت |
آخرین نوشته ها
Theme Design By : Parsism