برای کمک به تولید مقدار مواد غذایی کلان ، کشاورزی ما باید به روش علمی جدید انجام گیرد و در این صورت به انواع مواد شیمیایی کشاورزی ، از جمله کودهای گوناگون ، انواع داروی بیماری‌های حیوانی و گیاهی ، مواد آفت کش ، مواد مکمل غذایی و بسیاری دیگر از این قبیل نیازمندیم که باید آنها را به طریق صنعتی تهیه کنیم. بدیهی است که تهیه غذای کافی برای جمعیت در حال انفجار روی زمین ، فقط با درک شیمیایی تولید مواد غذایی و بکار بستن همه جانبه فنون جدید تولید مواد غذایی میسر می‌شود.

گیاهان ، منبع اصلی مواد غذایی ما هستند. ما گیاهان یا گوشت جانوران گیاهخوار را می‌خوریم. رشد گیاهان مستلزم دمای مناسب ، مواد مغذی ، هوا ، آب ، و گرفتار نشدن به انواع بیماری ناشی از آفات مضر علف‌های هرز است. برای گیاهان ، مواد مغذی مناسب و موادی برای رهانیدن آنها از ابتلا به بیماریهای گوناگون فراهم می‌آورد.

تاریخچه

بعضی از تمدن‌های باستانی به تجربیات مفیدی در کارهای کشاورزی دست یافته‌اند که بطور مستقیم در تاریخ ثبت نشده است. در عصر رومیان ، "کاتوی کبیر" اشاراتی دارد به انتخاب تخم ، تهیه کود سبز با گیاهان تیره نخود ، آزمایش خاصیت اسیدی خاک ، استفاده از خاکهای آهکی ، ارزش یونجه و شبدر ، ترکیب نگهداری و استفاده از کود حیوانی ، ترتیب چرای حیوانات ، اهمیت چارپایان در عملیات کشاورزی و مانند آنها. این گونه پیشرفت ما که مبنای تجربه عملی داشته، گاه به گاه در جریان تاریخ ، بدست آمده و از میان رفته است.

"آرتوریانگ" ، در قرن هیجدهم در انگلیس ، علم جدید کشاورزی را بنیان نهاد. او به عنوان نخستین پژوهشگر مشهور کشاورزی گسترده ، سیستمی برای اشاعه اطلاعات کشاورزی به راه انداخت که امروزه گسترشی جهان‌مشمول یافته است. در سال 1840 "یوستوس فون لیبیگ" ، کتاب خود را به عنوان کاربردهای شیمی آلی در کشاورزی و فیزیولوژی منتشر کرد. لیبیگ را به خاطر کارهایی را که انجام داده بود، پدر علم جدید خاک شناسی نامیده‌اند.

انقلاب صنعتی ، ابزار و توان بهتری فراهم آورد که کارهای فیریکی-کشاورزی را نسبتا آسان کرد. اما ، حتی امروزه با بهترین تخمین ، دو سوم کشاورزی جهان عقب مانده است.

رشد گیاهان

خاکهای طبیعی منبع مواد مغذی برای گیاهان است. خاک سطحی شامل بیشترین مقدار ماده زنده و هوموس ، حاصل از موجودات مرده است. خاک ‌زیرین شامل مواد معدنی و مواد آلی است. اکسایش جزئی مواد آلی در فضای بسته زیر خاک و مصرف اکسیژن آن ، باعث تولید دی‌اکسید کربن می‌شود. افزایش این گاز در خاک ، باعث اسیدی شدن آبهای جاری در زیر زمین می‌شود.

علت عمده جذب و جذب سطحی آب در خاک ، وفور اکسیژن در ساختمان شیمیایی غالب مواد خاکی است که چند نمونه آنها سیلیکات‌ها (SiO₃^-2) ، فسفات‌ها (PO₄^-3) و کربنات‌ها (CO₃^-2) هستند. خاکهای که تراوایی خوبی دارند، آب را در جریان طبیعی از تمام منافذ کوچک خود می‌گذارنند.

جاری شدن آب از میان خاک ، امری ضروری است، زیرا برای کشت و تهیه یک کیلو گرم ماده غذایی ، صدها لیتر آب لازم است. خاکها ، نه تنها به علت اکسید شده مواد آلی ، بلکه به علت آب شویی گزینشی توسط جریان آب در زمین ، نیز اسیدی می‌شوند.

تاثیر عناصر موجود در خاک در رشد گیاهان

نمک‌های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی ، بیشتر از نمکهای فلزات گروه (III) و فلزات وابسته در آب محلولند. گیاهانی که در خاک پُرسلنیم می‌رویند، مقداری از عنصر را جذب می‌کنند و برای انسان مضر و سمی هستند. اگر هموس که منبع مواد مغذی برای گیاه است تجریه نشود، خاک ارزش حاصلخیزی ندارد و به آنها کودهای فسفات و پتاس می افزایند. ترکیبات شیمیایی خاکها ، منعکس کننده ترکیب پوسته زمین ، ترکیب سنگهای مادر و فعالیتهای فیزیکی و شیمیایی است که در حین تشکیل خاک و پس از آن ، صورت می‌گیرد.

سلیسیم در مقایسه با اکسیژن ، عنصر محوری خاک است. خاک سیاه ، ماده آلی فراوان دارد. خاک قرمز ، احتمالا آهن زیاد دارد و خاک سفید ، شدیدا آب‌شویی شده‌است و کیفیت مناسبی ندارد. مواد مغذی اولیه خاک نیتروژن ، فسفر و پتاسیم است. غالب گیاهان در خاکهای غنی از نیترات رشد می‌کنند. منبع عمده ذخیره نیتروژن در خاک ، موجودات مرده و فضولات حیوانی است.

فسفر نیز مانند نیتروژن باید به صورت یک ماده معدنی یا غیر آلی در آید تا مورد استفاده گیاه قرار گیرد. یون پتاسیم یک عنصر کلیدی در کنترل آنزیمی تبادل قندها ، نشاسته‌ها و سلولز است. کلسیم و منیزیم به صورت یونهای (Ca⁺²) و (Mg⁺²) ، مواد مغذی ثانویه برای گیاه هستند. آهن ، یک جز اصلی کاتالیزوری است که در تشکیل کلروفیل یا سبزینه گیاه دخالت دارد.

کودهای طبیعی مکمل خاک‌

کود شیمیایی علاوه بر داشتن یون مطلوب ، آن یون را به صورتی در خاک جای می‌دهد که گیاه بتواند آن را به طور مستقیم جذب کند. کودهای نیترات جامد از آمونیاک تهیه می‌شود. اوره یکی از مهمترین مواد شیمیایی جهان بشمار می‌آید. زیرا هم به عنوان کود و هم به عنوان ماده مکمل غذایی چارپایان مصرف می‌شود. سنگ فسفات و پتاس ، دو ماده معدنی مهمی هستند که می‌توان آنها را از معدن استخراج کرد، سایید و به صورت گرد ، آنها را مستقیما به خاکهای فاقد این مواد افزود.

کودهای فسفات به صورت سوپر فسفات که انحلال پذیری بیشتری دارد، استفاده می‌شود.

ایجاد رشد برتر در گیاهان

علاوه بر کودهایی که به فرایندهای طبیعی رشد زیست شیمیایی گیاهان یاری می‌دهند، موادی به نام افزاینده رشد گیاهان ، موجب نوعی رشد متعارفی یا غیر طبیعی می‌شوند. اتیلن یا استیلن ، شکوفایی و گل دهی آناناس را زیاد می‌کنند. اکسین‌ها موجب دراز شدن سلول‌های نهال می‌شوند. شاید مهم‌ترین تنظیم کنندهای رشد گیاه ، گروهی از مواد باشند که به نام گیب برلین‌ها معروفند.

حفاظت گیاهان برای تولید مواد غذایی بیشتر

هرساله ، یک سوم محصولات غذایی جهان بر اثر آفات (بیماریهای ناشی از ویروسها ، باکتریها ، قارچها ، جلبکها ، علفهای هرز و کرم حشرات گیاه خوار) از میان می‌رود. آفت کش‌ها دفاع شیمیایی برای کنترل آفت بشمار می‌روند. دو نوع آفت کش داریم که عبارتند از:

حشره کش‌ها و آفت کش‌ها

مصرف حشره کش‌هایی مانند (DDT) موجب شده است که به دیگر اشکال حیوانی ، مانند ماهی‌ها و پرندگان ، آسیب جدی برسد. بسیاری از حشره کش‌ها ، برای انسان ، بسیار سمی‌تر از (ِDDT) است. از این جمله مواد غیر آلی ، ترکیبات آرسینک دار و انواع بسیاری از مشتقات فسفر که ما آنها را در محیط زندگی خود و در منابع آب وارد می‌کنیم. از طرف دیگر اگر استفاده از آنها را کنار بگذاریم باید با انواع بیماری‌ها مواجه باشیم.

علف کش‌ها

علف کشها ، گیاهان را می‌کشند. این مواد ممکن است گزینشی باشند و فقط گروه خاصی از گیاهان را از بین ببرند، یا ممکن است غیر گزینشی باشند و زمین را از هر گونه حیات گیاهی پاک کنند.

+ نوشته شده توسط خودم در و ساعت | 2 نظر

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه بیست و چهارم آبان 1387 ] [ 7:29 ] [ بهشتی ]

آزمایش

مواد مورد نیاز : چهار گرم پودر نیترات آمونیوم ، یک گرم پودر کلرو آمونیوم ؛ گرد روی

دستور کار :

مواد شیمیایی مذکور را جدا از هم ساییده و خوب نرم نمایید سپس نیترات آمونیوم و کلرو آمونیوم را با هم مخلوط کرده به صورت یک توده کوچکی بر روی صفحه نسوزی بریزید و بر روی آن گرد روی بپاشید . توسط قطره چکان چند قطره آب روی توده مذکور بریزید ، نتیجه ایجاد یک شعله ی آبی همراه با دود است .

تفسیر:

اثر کاتالیکی آب بر روی مخلوطی از مواد اکسید کننده و احیا کننده نشان داده شده است.

نظر به اینکه دود و بوی حاصله از این فعل و انفعالات زیاد است توصیه میگردد که چنین آزمایشی صرفا در سالنهای بزرگ و یا اتاقهای مجهز به تهویه صورت بگیرد ضمن آنکه حرارت ایجاد شده هم بالا میباشد که اقدامات احتیاطی را نیز نباید از دور از نظر داشت.

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه بیست و چهارم آبان 1387 ] [ 7:24 ] [ بهشتی ]

ادامه مطلب باردارکردن ابرها

ادامه مطلب باردارکردن ابرها

طبق نظریه دیگر بارها دراثربرخوردهای بین تگرگدانه های در حال سقوط ویونها ایجاد می شود. این یونها درهوا موجودند ویونهای مثبت ومنفی بامیانگین تراکم برابری دارند.اگرتگرگدانه به یک یون منفی نزدیک شود احتمالا آن را جذب می کند ومی گیردواگربه یون مثبت نزدیک شود احتمالا آنرا پس می زند.بدین ترتیب نتیجه خالص این گونه برخوردها آن است که تگرگدانه دوباره میل به کسب بارمنفی دارد.پس تگرگدانه های در حال سقوی این بارمنفی رابه ته ابر حمل می کند وحرکات بالاسوبارمثبت رابه سر ابر می برند. ساختکارحدسی دیگربه تمامی متکی برکشش های بالاسووپایین سواست که باعث می شوند پس ازآ که مقداراولیه اندکی باردر اثرعوامل دیگری در ابرپدید آمد باربه تدریج انباشته شود.

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه بیست و چهارم آبان 1387 ] [ 7:9 ] [ بهشتی ]

آرسنیک

آرسنیک آرسنیک ،

عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با علامت As مشخص است و دارای عدد اتمی ۳۳ می‌باشد.

اطلاعات اولیه
آرسنیک ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با علامت As مشخص است و دارای عدد اتمی ۳۳ می‌باشد. آرسنیک ، شبه فلز سمی معروفی است که به سه شکل زرد ِ سیاه و خاکستری یافت می‌شود. آرسنیک و ترکیبات آن ، بعنوان آفت‌کش مورد استفاده قرار می‌گیرند: علف کش ، حشره کش و آلیاﮊهای مختلف.

خصوصیات قابل توجه
آرسنیک از نظر شیمیایی شبیه فسفر است، تا حدی که در واکنشهای بیوشیمیایی می‌تواند جایگزین آن شود. لذا سمی می‌باشد. وقتی به آن حرارت داده شود، بصورت اکسید آرسنیک در می‌آید (اکسیده می‌شود) که بوی آن مانند سیر است. آرسنیک و ترکیبات آن همچنین می‌توانند بر اثر حرارت به گاز تبدیل شوند. این عنصر به دو صورت جامد وجود دارد: زرد و خاکستری فلز مانند.

کاربردها

در قرن بیستم ، آرسنِت سرب بعنوان یک آفت کش برای درختان میوه به‌خوبی مورد استفاده قرار گرفت، ( استفاده از آن در افرادِکه به این کار اشتغال داشتند، ایجاد آسیبهای عصب شناسی کرد ) و آرسنیت مس در قرن نوزدهم بعنوان عامل رنگ کننده در شیرینی‌‌ها بکار رفت.
در سموم کشاورزی و حشره کشهای مختلف استفاده می‌شود.
آرسنید گالیم یک نیمه رسانای مهمی است که در IC ها بکار می‌رود. مدارهایی که از این ترکیب ساخته شده‌اند، نسبت به نوع سیلیکونی بسیار سریعتر هستند ( البته گرانتر هم می‌باشند ). آرسنید گالیم بر خلاف سیلیکون آن band gap مستقیم است. پس می‌تواند در دیودهای لیزری و LED ها برای تبدیل مستقیم الکتریسیته به نور بکار رود.
تری‌اکسید آرسنیک در خون شناسی برای درمان بیماران سرطان خون حاد که در برابر ATRA درمانی مقاومت نشان می‌دهند، بکار می‌رود.
در برنز پوش کردن و ساخت مواد آتش بازی و ترقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچه
آرسنیک ( واﮊه یونانی arsenikon به معنی اریپمنت زرد ) در دوران بسیار کهن شناخته شده است . از این عنصر به کرات برای قتل استفاده شده است. علایم مسمومیت با این عنصر تا قبل از آزمایش مارش تا حدی نا مشخص بود. “آلبرتوس مگنوس” را اولین کسی می دانند که در سال ۱۲۵۰ این عنصر را جدا کرد . “جوان شرودر” در سال ۱۶۴۹ دو روش برای تهیه آرسنیک منتشر کرد.

پیدایش
آرسوپیزیت ( سنگ آرسنیک) که میس پیکل Mispickel هم نامیده می‌شود، سولفوری است که بر اثر حرارت ، بیشترِن مقدار آرسنیک از سولفید آهن آن جدا می‌شود. مهمترین ترکیبات آرسنیک عبارت است از: آرسنیک سفید ، سولفید آن ، گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب.
از گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب بعنوان سموم و حشره کشها در کشاورزی استفاده می‌شود .این عنصر گاها” بصورت خالص یافت می‌شود، ولی معمولا” بصورت ترکیب با نقره ، کبالت ، نیکل ، آهن ، آنتیموان یا سولفور وجود دارد.

هشدارها
آرسنیک و بسیاری از ترکیبات آن سمی هستند. آرسنیک با مختل کردن وسیع سیستم گوارشی و ایجاد شوک ، منجر به مرگ می‌شود.

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ پنجشنبه بیست و سوم آبان 1387 ] [ 22:59 ] [ بهشتی ]

تعیین مقدار اکسیژن محلول در آب

تعيين مقدار اكسيژن محلول (DO)

تمام موجودات زنده براي انجام متابوليسم و تهيه انرژي جهت رشد و توليد مثل نياز به اكسيژن به فرمهاي مختلف دارند... مقدمه: تمام موجودات زنده براي انجام متابوليسم و تهيه انرژي جهت رشد و توليد مثل نياز به اكسيژن به فرمهاي مختلف دارند. واكنشهاي هوازي داراي اهميت خاصي بوده زيرا به اكسيژن آزاد نياز دارند. تمام گازخاي موجود در هوا به مقدارهاي مختلف در آب محلولند. نيتروژن و اكسيژن بعلت حلاليت كم در آب مورد توجه مي‌باشند. زيرا با آب فعل و انفعال شيميائي انجام نداده و حلاليت آنها مستقيماً به فشار جزئي آنها بستگي دارد. حلاليت اكسيژن دردرجه حرارتهاي مختلف آب متفاوت است. مقدار حلاليت اكسيژن اتمفسر در آب نسبتاً خالص از 6/14 ميليگرم در ليتر در صفر درجه سانتيگراد تا 7 ميليگرم در ليتر در 35 درجه سانتيگراد تحت فشار 1 اتمسفر متفاوت است. اكسيژن به مقدار كم در آب محلول بوده و حلاليت آن با فشار اتمسفر و درجه حرارت متغير است. كمبود حلاليت اكسيژن در آب يكي از فاكتورهاي اصلي است كه ظرفيت تصفيه طبيعي آب را كاهش مي‌دهد. لذا تصفيه فاضلابها قبل از ورود به رودخانه‌ها ضروري مي‌گردد. اكسيژن محلول رودخانه‌ها نيز مي‌توان آلودگي آنها را كنترل نمود. اكسيژن فاكتور مهمي در ايجاد خورندگي آهن و فولاد بخصوص در سيستمهاي توزيع آب و بويلرها مي‌باشد. لذا تعيين مقدار اكسيژن محلول براي كنترل خورندگي آب به كار مي‌رود. اساس روش اندازه‌گيري: معمولي‌ترين روش تعيين اكسيژن محلول بر اساس آزاد كردن يد توسط اكسيژن محلول مي‌باشد. يد آزاد شده عموماً توسط يك محلول احياءكننده مانند تيوسولفات سديم اندازه‌گيري مي‌شود. چسب نشاسته خاتمه عمل را نشان مي‌دهد. نشاسته يد آزاد شده را جذب نموده و رنگ آبي ايجاد مي‌كند و هنگاميكه تمامي يد احياء گرديد محلول بيرنگ مي‌شود. روش و نيكلر يا يد و متري روش استانداردي براي تعيين اكسيژن محلول مي‌باشد. اين روش بر اساس اكسيداسيون Mn2+ به ظرفيت بالاتر (Mn4+) در محيط قليائي توسط اكسيژن مي‌باشد. منگنز با ظرفيت چهار يون يد را در محيط اسيدي به يد آزاد اكسيده مي‌كند و مقدار يد آزاد شده كه برابر با اكسيژن محلول مي‌باشد توسط تيتزاسيون با تيوسولفات استاندارد اندازه‌‌گيري مي‌شود. در اين روش وجود بعضي از مواد مانند نيتويتها و آهن سه ظرفيتي قابليت اكسيدكنندگي I- را به I2 دارند. و نتيجه آزمايش را زياد نشان مي‌دهد. و بر عكس مواد احياء كننده مانند S2-, So32-, Fe2+ يد را احياء كرده و به I- تبديل مي‌كنند و نتيجه آزمايش را كمتر از حد واقعي نشان مي‌دهد. بنابراين روش تصحيح نشده چنانكه اكسيژن در محيط وجود نداشته باشد با افزايش سولفات منگنز و معرف يدور قليائي (NaOH, KI) رسوب سفيد رنگ 2Mn(OH) تشكيل مي‌گردد. Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2 رسوب سفيد رنگ اگر در محيط اكسيژن موجود باشد مقداري از Mn2+ به ظرفيت بالاتر اكسيده شده و رسوب قهوه‌اي رنگ Mno2 ظاهر مي‌گردد. Mn(OH)2 + ½ O2 Mno2 + H2O رسوب قهوه‌اي رنگ اكسيداسيون Mn2+ به Mno2 به آهستگي انجام مي‌گيرد بدين منظور محلول تكان داده مي‌شود تا تمام اكسيژن محلول به صورت تركيب درآيد. حركت دادن محلول براي مدت حداقل 20 ثانيه لازم است در صورتيكه آب مورد آزمايش شور باشد. زمان تماس بايستي به مراتب طولاني‌تر باشد. پس از حركت دادن، نمونه را براي تركيب كامل اكسيژن در جائي ساكن گذاشته و پس از مدتي به آن اسيد سولفوريك اضافه مي‌كنند. در محيط اسيدي Mno2 يون I- را اكسيد كرده و يد آزاد مي‌كند. براي انجام واكنش بطور كامل بايستي درب بطري را بست و براي حداقل 10 ثانيه آن را حركت داد تا يد به طور يكسان در تمام محلول پخش گردد. يد حاصله را با تيوسولفات سديم استاندارد تيتر مي‌كنند. Mno2 + 2 I- + 4H+ Mn2+ + I2 + 2H2O I2 + 2 Na2S2o3 Na2S4O6 + 2 NaI همانطور كه اشاره شد يون نيتريت يكي از مواد مزاحم در تعيين اكسيژن محلول مب‌باشد. يون نيتريت Mn2+ را اكسيده نمي‌كند ولي ‌I- را در محيط اسيدي به I2 اكسيد مي‌نمايد. لذا اگر نيتريت در محيط وجود داشته باشد تشخيص نقطه پاياني مشكل خواهد بود. زيرا به محض اينكه رنگ آبي معرف نشاسته و يد محو مي‌گردد نيتريتها مقداري از I- را به I2 اكسيد كرده و رنگ آبي دوباره ظاهر مي‌گردد. براي حذف دخالت نيتريتها از آز يد سديم (Nan3) استفاده مي‌شود. NaN3 + 9H+ 3NH3 + Na+ + NH3 + NO2- + H+ N2 + N2O + H2O HN3 + NO2- + H+ N2 + N2O + H2O بدين طريق دخالت نيتريتها مي‌گردد. معرفهاي لازم: محلول سولفات منگنز: مقدار 480 گرمMnSO4.4H20 يا 400 گرم MnSO4. 2H2O و يا 364 گرم MnSO4.H2O را در آب مقطر حل كرده و حجم آن را به يك ليتر برسانيد. معرف يدور و آز يد قليائي: مقدار 500 گرم از NaOH را با 150 گرم يدور پتاسيم در آب مقطر حل كرده و حجم آن را به يك ليتر برسانيد. به آن مقدار 10 گرم آز يد سديم كه در 40 سي سي آب مقطر حل شده اضافه كنيد. - اسيد سولفوريك غليظ - نشاسته: 2 گرم نشاسته و 2/0 گرم اسيد ساليسيليك را در 100 سي سي آب مقطر گرم حل كنيد. - سديم تيوسولفات استاندارد M 025/0: 205/6 گرم از Na2S2O3. 5H2O را در آب مقطر جوشيده سرد شده حل كرده به آن 4/0 گرم سود افزوده و در بالن ژوژه يك ليتري به حجم برسانيد. اين محلول را در مقابل محلول استاندارد 025/0 نرمال بيكرمات پتاسيم و يا بي يدات پتاسيم استاندارد كنيد. روش كار: به نمونه مورد آزمايش كه در بطريهاي 250 سي‌سي يا 300 سي‌ سي جمع‌آوري شده مقدار 1 سي سي محلول سولفات منگنز و 1 سي سي معرف يدور و آزيد قليائي اضافه كنيد. سپس درب بطري را با دقت بسته چندين بار آن را تكان داده تا رسوب هيدروكسيد منگنز ظاهر گردد. بعد از ته‌نشين شدن رسوب مقدار 1 سي سي اسيد سولفوريك غليظ به آن افزوده و آن را مخلوط كنيد تا رسوب بطور كامل حل شود، 200 سي سي از محلول فوق را در يك ارلن ريخته و با تيوسولفات N 025/0 تا رنگ زرد كم رنگ تيتر كنيد. سپس چند قطره چسب نشاسته به آن افزوده و تيتراسيون را تا بي رنگ شدن محلول ادامه دهيد. حجم تيوسولفات مصرفي را يادداشت كنيد. با استفاده از معادله‌هاي واكنش مقدار اكسيژن محلول نمونه را بر حسب ميليگرم در ليتر محاسبه كنيد

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ پنجشنبه بیست و سوم آبان 1387 ] [ 22:52 ] [ بهشتی ]

عطرها

به طور كلي در تعريف عطر ميتوان گفت كه عطر مجموعه اي از مواد خوشبو كننده بعلاوه يك حلال مناسب است اجزاي اصلي يك عطر را 1- حلال يا حامل 2- مواد تثبيت كننده 3- عناصر خوشبو تشكيل ميدهند .

حاملها يا حلال :از حلالهاي جديد و پركار امروزي براي نگهداري مواد معطر مخلوط اتيل الكل بسيار خالص به همراه مقدار كم يا زياد آب است . ميزان آب بر طبق انحلال پذيري روغنهاي مورد استفاده تعيين ميشود . حلال مذكور بدليل فراريت بالايي كه دارد پخش بويي را كه حمل ميكند آسان ميسازد و ضمن آنكه تاثير سوئي هم بر پوست و همچنين واكنش خاصي با مواد حل شونده ندارد . اما قبل از هر چيز بايد بوي الكل از بين برود كه براي اينكار از مواد برطرف كننده بو يا پيش تثبيت كننده استفاده ميشود از موادي كه چنين كاري را انجام ميدهند ميتوان به صمغ بنزويين و يا ديگر تثبيت كننده هاي رزيني اشاره كرد كه اين مواد به الكل اضافه ميشوند و بعد از مدت يك يا دو هفته الكل تقريبا بي بو بدست مي آيد ، بوي خام طبيعي آن با رزين خنثي ميشود .

تثبيت كننده ها : به طور كلي در يك محلول حاوي مواد معطر و فرار ، جزئي كه فراريت بالاتري دارد اول تبخير ميشود ، و از آنجايي كه مجموعه مواد مختلف ايجاد بوي معطر ميكنند بايد بر اين اشكال غلبه كرد براي همين از يك تثبيت كننده استفاده ميكنند ، ماده ايكه فراريت پايين تر از روغنهاي عطري دارند و سرعت تبخير اجزاي تشكيل دهنده و معطر را كند و يكسان ميكنند .

از انواع تثبيت كننده ها ميتوان به 1- ترشحات حيواني نظير مشك و عنبر و ... 2- محصولات رزيني كه بر اثر آسيب ديدگي و يا بطور طبيعي از گياهان خاصي ترشح ميشوند مانند:بنزويين و صمغ يا ترپنها 3-روغنهاي اسانسي كه هم بوي خوش و هم نقطه جوش بالاتر از حد متعارف {285-290درجه سلسيوس}دارند مانند مرموك و صندل و ....4-مواد تثبيت كننده سنتزي : برخي از استرهاي نسبتا بي بو با نقطه جوش بالا مانند گيسريل دي استات نقطه جوش 259درجه سلسيوس و اتيل فتالات با نقطه جوش 295 درجه بنزيل بنزوات با نقطه جوش 323 درجه سلسيوس و همچنين مواد كه بوي خاصي دارند و پس از اضافه شدن به مجموعه مواد معطر بوي خود را منتقل ميكنند مانند : آميل بنزوات ، استوفنون، استرهاي الكلي سيناميك ، استر هاي اسيدي سيناميك و....

مواد خوشبوي موجود در عطر : به طور كلي مواد خوشبوي موجود در عطرها به موارد زير تقسيم ميشوند : 1- روغن اسانسي 2- مواد مستقل 3- مواد شيميايي سنتزي يا نيم سنتزي

روغنهاي اسانسي :در حقيقت از نوع روغنهاي خوشبوي فرار با منشاء گياهي هستند . البته بايد ميان روغنهاي بدست آمده از عطرگيري با روغنهاي جاذب يا استخراج توسط حلال و روغنهاي اسانسي بازيابي شده توسط تقطير تفاوت قائل شد . در روغنهاي حاصل از تقطير ممكن است اجزاي سازنده غير فرار و اجزايي كه بدليل تقطير از بين رفته اند را نداشته باشد ، به طور كلي ميشود گفت در عمل تقطير ما قسمتي از مواد مورد نياز مان را از دست ميدهيم بعنوان مثال : گل محمدي كه فنيل الكل در بخش آبي محصول تقطير از بين ميرود و يا عصاره بهار نارنج كه روغن تقطير شده بخش بسيار كوچكي از متيل آنترانيلات است در حالي كه روغن استخراج شده ممكن است حدود يك ششم اين جزء سازنده را داشته باشد . روغنهاي اسانسي در اصل در آب نامحلول و در حلالهاي آبي محلول هستند ، همانطور كه در مورد گلاب و عصاره بهار نارنج ديده ميشود مقدار كافي روغن ممكن است در آب حل شود و بوي تندي به محلول بدهند . اين روغنهاي به قدر كافي فرار هستند كه در بيشتر مواد هنگام تقطير تغيير نميكنند و همچنين با بخار آب فرار هستند و رنگشان از بي رنگ تا زرد يا قهوه اي است يك روغن اسانسي معمولا مخلوطي از تركيبات است . تركيباتي را كه در روغنهاي اسانسي بوجود ميآيند ميتوان بصورت زير دسته بندي كرد :

استرها : عمدتا بنزوييك ؛استيك ؛ سالسيليك ؛ و سيناميك اسيدها . الكلها : منتول و بورنئول و.. . آلدهيدها : بنزآلدهيد ؛ سينامالدهيد ؛ سيترال ، اسيدها : بنزوييك ؛ سيناميك ؛ ايزووالريك در حالت آزاد . فنولها: تيمول ؛ اوژنول ، كارواكرول . كتونها : كارون ؛ منتون؛ ايرون ؛كامفور و...لاكتونها: كومارين و.. ترپنها : كامفئين ؛ پينن ؛ ليمونن؛ سدرين ؛ فلاندرين وهيدروكربنها : سيمين ؛ استيرن ؛ فنيل اتيلن

در گياهان زنده روغنهاي اسانسي احتمالا در متابوليسم يا حفاظت در برابر دشمن دخالت دارند ، هر بخش از گياهان يا تمام بخشها ممكن است حاوي روغن باشند ، روغنهاي اسانسي در غنچه ها ؛ گلها ؛ برگها ؛ پوست ؛ ساقه ؛ ميوه ؛ تخمها ؛ چوب ؛ريشه ها و ساقه هاي زير زميني و در برخي از درختان در ترشح صمغ روغني يافت ميشود . روغنهاي فرار را ميتوان از گياهان با روشهاي گوناگوني بدست آورد كه عبارتند از : فشردن ؛ تقطير ؛ استخراج با حلالهاي فرار ؛ روغن هاي جاذب و خيساندن ، لازم به ذكر است كه استخراج با حلالهاي فرار يك روش جديد است كه ميتواند جايگزين روشهاي ديگر شود اما از تقطير گرانتر است ، بيشتر روغنها معمولا بوسيله تقطير با بخار آب بدست مي آيند . اما در برخي از روغنها دما اثر معكوسي دارد مثل روغن مركبات كه با فشردن پوست آنها روي اسفنج بدست ميآيند، روغني كه به اسفنج منتقل ميشود در مراحل بعدي با فشردن اسفنج جمع مي گردد . در برخي ازگلها بوسيله تقطير روغني بدست نمي آيد يا روغن آنها در اثر تقطير تخريب ميشود براي همين از روشهاي ديگري استفاده ميشود . از بين روشها ي ذكر شده به توضيح مختصر تقطير با بخار آب مي پردازيم .

تقطير با بخار آب: گلها و گياهان داراي برگ باريك داخل دستگاه تقطير ريخته ميشوند ، برگها وريشه هاي آبدار و ساقه هاي كوچكتر بايد به ذرات كوچكي تبديل شوند ؛ مواد خشك پودر ميشوند ؛ چوبها و ريشه هاي سفت به قطعات كوچكي خرد ميشوند ؛ انگور در حالت طبيعي به دستگاه خورانده ميشود چون گرماي تقطير به سرعت فشار كافي براي شكافتن پوسته بيروني آنها فراهم ميكند ، تقطير معمولا در فشار جو انجام ميشود مگر اينكه اجزاي روغن هيدروليز شوند در آن صورت بهتر است كه در خلا انجام شود ، در بيشتر موارد تقطير به روش سنتي انجام ميشود ، مانند گلاب گيري كه البته كارايي اين روشها پايين است و روغن با مواد ديگري همانند آكرولئين ؛ تري متيل آمين و مواد كرزوت آلوده ميشود . روش هم بدين صورت است كه از بشكه هاي روغن يا ديگهاي مسي مجهز به لوله هاي چگالنده هستند كه از ميان حمام آبي ميگذرند . مواد و آب به درون دستگاه تقطير ريخته ميشود و يك آتش مستقيم از موادي كه از تقطير پيش برجا مانده در زير دستگاه روشن ميشود .بدين ترتيب با عمل تقطير روغن گيري انجام ميشود

مطالب تكميلي:

اول از همه بايد بدونين كه همه عطرا يه مخلوطي از مواد طبيعي (عصاره گياهان) و مواد مصنوعي (براي تقويت بو و افزايش مدت تاثير اون) هستن. الكل به عنوان مايع اصلي تشكيل‌دهنده هر عطر هست و نسبت مخلوط شدنش با اسانسهاي معطر، باعث نامگذاري محصول نهايي ميشه. دليل استفاده از الكل اينه كه الكل با خاصيت تصعيد شدن و انتشار به اطراف بدنتون باعث ميشه ديگران تا فاصله چند متري بفهمن كه شما عطر زدين.

اگه تو يه عطري ميزان مواد معطر بين 20 تا 40 درصد باشه (و باقيش الكل و يه كم آب باشه) به اون عطر ميگن perfume كه اين نوع عطر از همه انواع ديگه خالصتره و دوام بيشتري داره و در نتيجه گرونتر هم هست. اودوپرفيوم ( eau de perfume) حاوي 15 تا 22 درصد مواد معطره هست و متداولترين نوع عطر هم همينه كه هم ميزان دوام و پايداري رايحه اون زياده و هم اينكه قيمتش نسبت به قبليه كمتره.
اودوتوالت (eau de toilette) به عطري ميگن كه درصد مواد معطره اون بين 8 تا 15درصد باشه. اين عطرا معمولا يه بوي ملايم و كم دوام دارن و بيشتر مناسب اسپري بدن هستن كه بدرد پريدن خواب از سر و استفاده در محيط كار ميخورن.

ادوكلن (eau de cologne) هم در اصل همون اودوتوالته كه البته اشاره‌اش به يه رايحه خاص هست كه توسط ناپلئون بكار برده ميشد منتها الان ديگه يه اصطلاح عام شده. بعضيا بهش ميگن eau fraiche. از همه انواع ديگه ارزونتره و درصد مواد معطرش هم كمتره (حدود 4 درصد).
بقيه لوازم معطر رو ميشه در رده‌هاي بعدي قرار داد. مثلا افترشيو، دئودورانت، ژل حموم، لوسيون بدن و غيره.
ميزان دوام عطر رو بدن هر فرد علاوه بر نوع عطر به خصوصيات پوست اون شخص هم بستگي داره. كلا كسايي كه پوستشون روشن و خشكه بوي عطر رو كمتر نگه ميدارن تا كسايي كه پوست چرب دارن. چون پوست چرب رطوبتي داره كه مواد معطر رو در خودش نگه ميداره. يه پارامتر ديگه‌‌اي هم كه هست ph يا اسيديته پوست هر كسه كه اونم روي دوام بوي عطر تاثير داره.

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ چهارشنبه بیست و دوم آبان 1387 ] [ 5:45 ] [ بهشتی ]

شیمی وموادمنفجره

شیمی ومواد منفجره ب

توجه کنيد! اين اطلاعات در مورد مسائلي است که اکثراً غير قانوني و خطرناک هستند. مطالعه بسياري از اين مطالب براي افراد زير 21 سال توصيه نميشوند و بعضي از آنها حاوي اطلاعاتي است که عمل به آنها ميتواند منجر به مرگ يا نقص عضو دائم شود. مسئوليت هر گونه اتفاقي حاصل از مطالعه, اجرا يا انتقال اين اطلاعات به ديگران فقط بر عهده شخص خواننده است. توصيه می شود که روشهای ساختی که ارايه شده را جز در آزمايشگاه و با لحاظ کردن نکات ايمنی به کار نبريد.

اصول اوليه انفجار

مواد منفجره, به زبان ساده, موادي هستند که در صورت آغاز فرايند انفجار, با سرعت بالايي واکنش ميدهند و حجم زيادي گاز توليد ميکنند. بطور کلي, تعريف انفجار, يعني آزاد شدن مقدار زيادي گاز با سرعت و فشار بالا. اين آزاد شدن گاز به نوبه خود ميتواند باعث پرتاب شدن قطعات و اشياء اطراف و تبديل شدن آنها به ترکش شود. مواد منفجره انواع زيادي دارند (شيميايي, اتمي, پلاسما...). مواد منفجره شيميايي از دو جز اکسيد کننده, و سوخت تشکيل شده اند. هر ماده سوختي, در حرارت مناسب و در مجاورت اکسيژن آتش ميگيرد و شروع به سوختن ميکند. اما به دليل اينکه در هوا, اکسيژن به صورت خالص وجود ندارد, سوختن اين مواد به تدريج صورت ميگيرد. در مواد منفجره, در کنار سوخت, ماده اکسيد کننده اضافه ميشود. ماده اکسيد کننده, مثل پرمنگنات پتاسيم, در هنگام واکنش مقدار زيادي اکسيژن آزاد ميکند و اين اکسيژن با سوخت ترکيب شده و باعث واکنش ناگهاني کل سوخت ميشود و انفجار به وجود مي آيد. به ياد داشته باشيد که مواد منفجره براي واکنش نيازي به هوا ندارند و اکسيژن مورد نياز خود را از درون خود تامين ميکنند.

دو نوع ماده منفجره شيميايي وجود دارد : High Explosive يا مواد درجه بالا و Low Explosive يا مواد درجه پائين. مواد درجه بالا در صورت انفجار با سرعت زيادي تبديل به گاز ميشوند و شدت انفجار آنها بسيار زياد است. اما برعکس, مواد درجه پائين نسبتاً کند واکنش ميدهند. مثالهاي خوب ماده درجه بالا C-4 و ماده درجه پائين باروت است. مواد منفجره همچنين از نظر ميزان حساسيت با يکديگر تفاوت دارند. بعضي از اين مواد بقدري حساسند که حتي نشستن يک پشه روي آنها باعث انفجارشان ميشوند و در عوض بعضي از آنها تا 3000 درجه دما را تحمل ميکنند و منفجر نميشوند. مواد منفجره حساس را با احتياط زياد و در مقادير بسيار کم جابجا ميکنند و به همين دليل از آنها براي درست کردن چاشني استفاده ميکنند. چاشني (Detonator) وسيله اي است که به وسيله حرارت, ضربه يا شوکهاي الکتريکي منفجر ميشود و به نوبه خود باعث انفجار منفجره با حساسيت کمتر ميشود.

يک بمب به صورت کلاسيک از اجزاي زير تشکيل ميشود : چاشني, ماده انفجاري ثانويه و پوشش. چاشني به وسيله مکانيسم دلخواه از قبيل فتيله, تايمر الکتريکي يا ساعتي منفجر ميشود و خود باعث انفجار ماده اصلي ميشود. اگر ماده منفجره بدون پوشش استفاده شود, شدت انفجار و تخريب آن زياد نخواهد بود و محوطه کوچکي را تخريب ميکند, به همين دليل بمبها را بايد درون پوششهاي فلزي مثل لوله هاي فلزي با قطرهاي مختلف قرار داد. ماده منفجره مقدار زيادي گاز آزاد ميکند و چون اين گاز راه فراري ندارد موجب تکه تکه شدن پوشش فلزي ميشود و قطعات ترکش با سرعت بالايي به اطراف پرتاب ميشوند و آسيب زيادي به اطراف ميزنند.

|+| نوشته شده در ساعت توسط فرهاد | 2 نظر

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ چهارشنبه بیست و دوم آبان 1387 ] [ 5:43 ] [ بهشتی ]

ادامه مطلب باردارکردن ابرها

ساختکارهای حدسی شامل صورتی از برقرارشدن در اثر مالش برخورد انجمادذوب یاالکتریسته گرمایی هستند . برای نمونه طبق یکی از نظریه ها بارها در اثر برخورد بین تگرگ دانه های در حال سقوط وقطرات آب پدید می آیند. میدان الکتریکی عمودی پایین سوی جوی تگرگ دانه هاراقطبی می کند .انتهای آنها بار مثبت وسرهایشان بارمنفی القا می شود. وقتی چنین تگرگ دانه درحال سقوطی به قطره ای آب می خورد وآنر ا کنار می زند قطره احتمالا طی برخورد چند بار مثبت از تگرگ دانه خواهد گرفت.

ادامه دارد.

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ سه شنبه بیست و یکم آبان 1387 ] [ 19:21 ] [ بهشتی ]

سلنیوم

سِلِنیوم یک ماده معدنی کمیاب است که در خاک و غذا یافت می‌شود. این ماده یک ضد اکساینده قوی است بنابراین از واکنش‌های شیمیایی زیان‌آور که در یاخته‌های بدن اتفاق می‌افتد، جلوگیری می‌کند. یاخته‌های حمایت شده بهتر قادرند در مقابل بیماریهایی نظیر بیماری قلبی، سرطان و اختلالات وابسته به سن از خود مقاومت نشان دهند.

بیشتر ما سلنیوم کافی از رژیم غذایی دریافت نمی‌کنیم. وقتی که سطح سلنیوم بدن پایین باشد بیشتر در معرض خطر بیماریهای مختلف هستیم زیرا سیستم ایمنی بدن تنبل می‌شود و مواد سمی در خون ساخته می‌شود.

اگر شما نیاز به اضافه کردن سلنیوم در رژیم غذایی خود دارید، پزشک معالج ترجیح می‌دهد که مکمل سلنیوم را به صورت ترکیب با ویتامین «ای» مصرف کنید. پژوهش نشان داده‌است که مصرف سلنیوم به همراه ویتامین «ای» سلامت عمومی بدن را تقویت می‌کند و در درمان یا پیشگیری بسیاری از بیماریها مؤثر است.

کاربردها:
سلنیوم در درمان بیماری «کشان» (Keshan) مؤثر است. این بیماری یک اختلال قلبی جدی است که در زنان و بچه‌های چینی در محل‌هایی که زمین‌های کشاورزی فاقد مواد معدنی است، دیده می‌شود. علاوه بر این سلنیوم در درمان بیماریهای شایع دیگر مؤثر و مفید است. این بیماریها شامل موارد زیر است:
سرطان. سلنیوم خطر سرطان پستان، روده بزرگ، کبد، پوست و شش را کاهش می‌دهد. سلنیوم از طریق کمک به ایجاد سلامتی و مبارزه از طریق سلولهای سفید خون، از رشد یاخته‌های سرطانی جلوگیری می‌کند.
بیماری قلبی. پژوهشها نشان می‌دهد که سلنیوم از طریق کاهش سطح کلسترول بد بدن (LDL)، از جمله و سکته قلبی جلوگیری می‌کند. سلنیوم همچنین شریان‌ها را از رسوب خطرناک چربی که مسئله مهمی بعد از یک حمله قلبی است، حفظ می‌کند.
سیستم ایمنی ضعیف شده. سلنیوم در ساختن سلولهای سفید به بدن کمک می‌کند و از این طریق سیستم ایمنی را بر علیه بیماری و عفونت فعال و بیدار نگه می‌دارد.
سلنیوم در موارد زیر مفید و مؤثر است:

تقویت تولید مثل، از طریق افزایش باروری مرد و همچنین رشد جنین.
به عملکرد طبیعی کبد، تیرویید و پانکراس کمک می‌کند.
از پیری زودرس، تشکیل آب مروارید و در حد امکان از سندرم مرگ ناگهانی شیرخوار جلوگیری می‌کند.
لوپوس، روماتیسم مفصلی و سیروز الکلی کبد را درمان می‌کند.
درمان بیشتر اختلالات پوستی نظیر: فقدان خاصیت ارتجاعی پوست، آکنه، اگزما و پسوریازیس.

منابع غذایی :
بیشتر سلنیوم مورد نیاز شما از رژیم غذایی تأمین می‌شود. مخمر آبجو و سبوس گندم. کبد، کره، ماهی و ماهی صدف، سیر، غلات، تخم آفتابگردان و آجیل منابع خوبی از سلنیوم هستند. همچنین سلنیوم در یونجه، ریشه باباآدم، دانه رازیانه، جینسنگ، برگ تمشک و بومادران یافت می‌شود.
وقتی غذاها به صورت فرآورده غذایی درآیند سلنیوم آنها از بین می‌رود. شما باید سعی کنید انواع مختلفی از غذاها را به صورت اولیه طبیعی و نه فرآورده‌های بخورید. این بدان معنی است که از غذاهای کنسرو شده، فریز شده و آماده پرهیز کنید.

اشکال دیگر:
پزشک به شما توصیه می‌کند که آیا نیاز به اضافه کردن سلنیوم به رژیم غذایی دارید یا خیر. شما می‌توانید سلنیوم را به صورت مکمل‌های مواد معدنی- ویتامین‌ها استفاده کنید که یک فرمول مغذی ضد اکساینده است و یا اینکه مکمل‌ها را به طور جداگانه مصرف کنید. سلنیوم همچنین در مخمرهای غذایی نیز در دسترس است.

نحوه مصرف :
برای تأثیر مفید و واقعی، بهتر است روزانه ۵۰ تا ۲۰۰ میکروگرم سلنیوم مصرف کنید. مردان روزانه به حداقل ۷۰ میکروگرم سلنیوم و زنان ۵۵ میکروگرم سلنیومنیاز دارند. خانم‌های حامله و مادران شیرده ۶۵ تا ۷۵ میکروگرم روزانه سلنیوم نیاز دارند. تحقیقات نشان می‌دهد که بییشتر برای مقابله با بیماریها و افزایش سلامتی به بیش از ۱۰۰ میکروگرم مکمل سلنیوم در روز نیاز داریم.

مانند مصرف هر دارو یا مکملی قبل از مصرف مکمل‌های سلنیوم در بچه‌ها با پزشک مشورت کنید.

برای اثر بهتر سلنیوم را با ویتامین «ای» مصرف کنید. از پزشک بخواهید که مقدار مناسب را برای شما تجویز کند (۱ میلی گرم سلنیوم روزانه همراه با ۲۰۰ واحد از ویتامین «ای» مصرف شود).

به همراه سلنیوم، از ویتامین «سی» استفاده نکنید زیرا باعث کاهش اثر سلنیوم و سمیت بیشتر می‌شود.

موارد احتیاط :
سلنیوم معمولاً باعث مسمومیت نمی‌شود. با اینحال مصرف مقدار زیاد آن (بیش از ۱۰۰۰ میکروگرم از آن در یک روز) به مدت زیاد باعث خستگی، ورم مفاصل، ریزش مو، افتادن ناخن، تنفس مشکل، بوی بدن، اختلالات گوارشی یا تحریک پذیری می‌شود. بررسی‌ها همچنین نشان می‌دهد که مصرف زیاد سلنیوم در بچه‌ها با اختلالات رفتاری همراه است.

تداخل های احتمالی :
ویتامین ای به عنوان یک ضد اکساینده اثر سلنیوم را افزایش می‌دهد. وقتی این دو ماده با هم مصرف می‌شوند سلولها به بهترین وجه پشتیبانی می‌شوند.

وقتی ویتامین سی به همراه سلنیوم مصرف می‌شود بدن زمان بیشتری برای جذب و استفاده از سلنیوم نیاز دارد. برای جلوگیری از این پیشامد، ویتامین‌ها و مکمل‌های معدنی را در ۲ زمان متفاوت از روز مصرف کنید. به خاطر داشته باشید که مکمل‌ها زمانی که همرا با غذا مصرف شوند بهترین جذب را دارند. در صورتی که شیمی درمانی میشوید به مقدار بیشتری سلنیوم نیاز دارید.
برگرفته از پایگاه الکترونیکی خدمات پزشکی ایران

کپی رایت و منابع

تعداد بازدید : 2822

تاریخ ارسال مقاله : دوشنبه ۶ فروردین ۱۳۸۶

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ یکشنبه نوزدهم آبان 1387 ] [ 22:11 ] [ بهشتی ]

شمی کاغذ

شیمی کاغذ دید کلی
برخلاف این تصور که تولید کاغذ اساسا یک فرآیند مکانیکی است، در این فرآیند ، پدیده‌های شیمیایی نقش برجسته‌ای دارند. از تبدیل چوب به خمیر کاغذ گرفته تا تشکیل کاغذ ، اصول شیمیایی دخالت آشکاری دارند. لیگنین زدایی از یک منبع گیاهی مناسب ، معمولا چوب ، یک فرآیند شیمیایی ناهمگن است که در دما و فشار زیاد انجام می‌شود.

دامنه شیمی کاغذ ، وسیع و جالب است شامل مباحثی از قبیل شیمی کربوهیدراتها ، رنگدانه‌های معدنی ، رزینهای آلی طبیعی و سنتزی و افزودنیهای پلیمری متعدد می‌باشد. در فرآیند تشکیل نیز تا حد زیادی شیمی کلوئید و شیمی سطح دخالت دارد. نقش پلیمر ، شیمی محیط زیست و شیمی تجزیه را نیز نباید فراموش کرد.

ترکیب شیمیایی کاغذ
از آنجا که کاغذ از الیافی ساخته می‌شود که قبلا تحت تاثیر تیمارهای فیزیکی و شیمیایی قرار گرفته‌اند، سلولهای گیاهی حاصل از ترکیب شیمیایی ثابتی نسبت به ساختار منابع گیاهی اولیه برخوردار نیستند. سلولهای گیاهی عمدتا از پلیمرهای کربوهیدراتی آغشته شده به مقادیر مختلف لیگنین (یک ترکیب پلیمری آروماتیک که میزان آن با افزایش سن گیاه افزایش می‌یابد و در حین فرآیند لیگنینی شدن تولید می‌گردد) تشکیل شده‌اند. بخش کربو هیدراتی سلول بطور عمده از پلی ساکارید سلولز تشکیل شده است. بخشی از این ترکیبات شامل پلی ساکاریدهای غیر ساختمانی با وزن مولکولی کم به نام همی سلولز هستند، که نقش بسیار مهمی در خصوصیات خمیر و کاغذ دارند.

به نظر می‌رسید که با توجه به نام همی سلولزها ، این ترکیبات با سلولز ارتباط داشته باشند و به روش مشابهی با سلولز بیوسنتز شده باشند. اما در حال حاضر بخوبی مشخص شده است که این پلی ساکاریدها به روش متفاوتی بیوسنتز شده باشند. اما در حال حاضر به خوبی مشخص شده است که این پلی ساکاریدها به روش متفاوتی بیوسنتز می‌شوند و نقش ویژه‌ای در دیواره سلول گیاهان ایفا می‌کنند. علاوه بر این ترکیبات مهم ، مقادیر کمی از مواد آلی قابل استخراج و مقادر بسیار کمی از مواد معدنی نیز در دیواره سلولی الیاف وجود دارد.

سلولز (%) همی سلولزها (%) لیگنین(%) مواد عصاره‌ای و اندک (%)
سوزنی برگان 40 تا 45 20 25 تا 35 10>
پهن برگان 40 تا 45 15 تا 35 17 تا 25 10>

ترکیب کلی استخراج الیاف گیاهی از نظر درصد کربن ، هیدروژن و اکسیژن بسته به درجه لیگنین شدن متغیر است. میزان این عناصر برای چوب حدود 50% کربن ، 6% هیدروژن و 44% اکسیژن است. از آنجایی که ترکیب عنصری کربوهیدراتها کم و بیش به صورت CH2O)n) است، میزان کربن موجود تقریبا حدود 40% است. لیگنین یک ترکیب آروماتیک با فرمول تقریبی C10H11O4 می‌باشد. بنابراین ، میزان کربن آن بطور متوسط حدود 65 - 60% است.

سلولز
سلولز مهمترین ترکیب ساختاری دیواره‌های سلول است و بعد از حذف لیگنین و انواع دیگر مواد استخراجی نیز مهمترین ترکیب ساختاری کاغذ محسوب می‌شود. از نظر شیمیایی ، سلولز یک پلیمر دارای ساختمان میکرو فیبریلی شبه بلوری متشکل از واحدهای D-β گلوکوپیرانوزی با اتصالات (4 <---- 1) گلیکوزیدی است. همچون بسیاری از پلی ساکاریدها ، سلولز پلیمری بسپاشیده با وزن مولکولی زیاد است. بسته به نوع منبع سلولزی، درجه پلیمریزاسیون سلولز از 10000 تا 15000 متفاوت است.

سلولز 100% بلوری شناخته نشده است، اما ساختمان سلولز دارای یک بخش بلوری و یک بخش غیر بلوری یا بی‌شکل است. درجه بلورینگی بستگی به منشاء سلولز دارد. سلولز پنبه و انواع جلبکها مانند والونیا درجه بلورینگی بسیار بالایی است. در حالیکه سلولز چوب درجه بلورینگی پایینی دارد. سلولز بوسیله باکتریها نیز تولید می‌گردد که البته به عنوان منابع سلولزی برای کاغذ کاربردی ندارند.

همی سلولزها
همی سلولزها گروهی از پلی ساکاریدهای غیر ساختاری با وزن مولکولی کم و اغلب ناهمگن هستند که ارتباطی با سلولز نداشته و از راه بیوسنتز متفاوتی تولید می‌شوند. نام همی سلولزها نشان دهنده ارتباط یا نزدیکی آنها با سلولز نیست. نقش همی سلولزها در دیوراه سلول بخوبی شناخته شده نیست، اما وزن مولکولی خیلی کم آنها نمی‌تواند همی سلولزها را به عنوان یک پلیمر ساختاری مطرح کند (درجه پلیمریزاسیون آنها بین 150 - 200 است).

تحقیقات نظری در این زمینه نشان می‌دهد که همی سلولزها ممکن است نقشی در انتقال آب داشته باشند. همی سلولزها معمولا از واحدهای مونومری هگزوزی مثل D- گلوکوپیرانوز ، D- مانوپیرانوز و D- گالاکتوپیرانوز و واحدهای پنتوزی مثل D- زایلو پیرانوز و –L آرابینوفورانوز تشکیل شده‌اند. بخش قابل توجهی از همی سلولزها حتی بعد از لیگنین زدایی شیمیایی ، در خمیر کاغذ باقی می‌مانند. مهمترین همی سلولز موجود در سوزنی برگان گالاکتو گلوکومانان است که حدود 20% از وزن خشک چوب را تشکیل می‌دهد.

لیگنین
لیگنین ، پلیمری آروماتیک با ساختاری بسیار پیچیده است. تقریبا کلیه خصویات لیگنین در کاربردهای کاغذ سازی نقش منفی دارند و کاغذهای با کیفیت خوب از الیافی ساخته می‌شود که تقریبا عاری از لیگنین هستند. لیگنین سبب شکننده شدن کاغذ می‌شود و به دلیل اکسایش نوری و تشکیل گروههای رنگی سبب افزایش زردی و تیرگی کاغذ می‌شود. کاغذ روزنامه مثال خوبی در این زمینه است و بطور کلی کلیه خمیرهای مکانیکی که در آنها مقدار زیادی لیگنین وجود دارد، چنین اثرهایی را نشان می‌دهد.

رزینها و مواد استخراجی
چوب حاوی مقدار کمی (کمتر از 5%) از ترکیباتی است که توسط حلالهای آلی مثل اتانول یا دی کلرومتان قابل استخراج هستند. میزان این ترکیبات در پهن برگان و سوزنی برگان و در بین گونه‌های مختلف چوبی متفاوت است. اگر چه این ترکیبات ممکن است در حین فرآیندهای شیمیایی تهیه خمیر کاغذ حذف شوند، اما همیشه مقداری از آنها در کاغذ باقی می‌ماند. ترکیب شیمیایی این مواد بسیار متغیر است و شامل آلکانها ، آلکنها ، اسیدهای چرب (اشباع یا غیز اشباع) ، استرهای گلیسرول ، مومها ، اسیدهای رزینی ، ترپنها و ترکیبات فنولی هستند.

میزان باقیمانده این ترکیبات این ترکیبات در خمیر و کاغذ بستگی به فرآیند تهیه خمیر مورد استفاده دارد. در مجموع ، ترکیبات اسیدی مثل اسیدهای چرب و رزینی در محیط قلیایی براحتی از طریق تبدیل شدن به نمکهای محلول حل می‌گردند، اما در خمیر سازی اسیدی ، این ترکیبات براحتی قابل حل و خارج سازی نیستند. چندین محصول فرعی مفید در عملیات خمیر سازی از مواد استخراجی قابل استحصال است که مهمترین آنها شامل تربانتین و روغن تال است. تربانتین مخلوطی از هیدروکربنهای دو حلقه‌ای با فرمول C10H16 است که ترکیبات عمده آن α و β- پنن است.

این ترکیبها به صورت محصولات فرعی فرار با بازده 5-4 لیتر به ازای هر تن چوب (کاج) قابل استحصال بوده و به عنوان حلال مور استفاده اند. روغن تال عمدتا از اسیدهای رزینی به همراه حدود 10% ترکیبات خنثی تشکیل شده است. این اسیدها از نظر ساختمانی ایزومرهای اسید آبیتیک هستند و به عنوان مواد افزودنی شیمیایی و مواد آهارزنی در تهیه کاغذ مصرف می‌شوند.

__________________
وبلاگ من
بر آسمان شهر شيمي پرواز كنيد.
FLY IN CHEMISTRY CITY`S AIR

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ شنبه هجدهم آبان 1387 ] [ 20:0 ] [ بهشتی ]

هیدروژن

آیا هیدروژن سوخت ایده‌آل ماشین‌هاست؟

افراد بسیاری از ساخت ماشین‌های دارای سلول‌های سوختی هیدروژنی که محیط زیست را آلوده نمی‌کنند، حمایت می‌کنند.

همه آنها توان بالقوه این سلول‌های سوخت هیدروژنی را که تنها حاصل احتراق در آنها اندکی آب است، می‌ستایند.

اما در این میان مشکلی وجود دارد. گرچه هیدروژن در واقع فراوان‌ترین عنصر در جهان است، نمی‌توان به سادگی از آن به عنوان سوخت استفاده کرد، زیرا هیدروژن محکم به سایر عناصر به صورت مولکول‌های ترکیبی چسبیده است.

ادامه مطلب

+ نوشته شده توسط علیرضا پیشنماز احمدی در دوشنبه شانزدهم اردیبهشت 1387 و ساعت 20:40 | یک

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه هفدهم آبان 1387 ] [ 20:6 ] [ بهشتی ]

باردارشدن ابرها

پیدایش بارالکتریکی

توزیع باریک سلول رسیده رعدوبرق معمولاچنان است که در بخش های بالایی یاخته بارمثبت ودر بخش های پایینی بارمنفی است . به علاوه در همانته یاخته اغلب باراضافی مثبت اندکی وجوددارد. اینکه این بارها دقیقاچگونه پدید می آیندتااندازه ای یک راز است .نظریه های متعددی هست که ساختکارهای متفاوتی رامطرح می کند .بیشتر این نظریه هاجدایی باررابه تفاوت اندازه حاملان باردر ابرنسبت می دهند . فرض می شود حاملان بارمثبت از حاملان بار منفی کوچکتر وسبکترند.پس حرکات روبه بالادر ابر حاملان مثبت رابه بالامی راند اما حاملان منفی یاثابت می مانند یاپایین تر می روند.بدین ترتیب بخش بالایی ابربارمثبت وبخش پایینی بارمنفی بدست می آورند. حاملان بارممکن است قطرات باران تگرگ بلورهای یخ یایونهاباشند :نظریه های مختلف سناریوهایی متفاوتی برای این که چگونه برخی یاهمه ی اینذرات باردار می شوند پیشنهاد می کنند

ادامه مطلب رادر فرصت بعدی ارسال می کنم .

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه هفدهم آبان 1387 ] [ 19:51 ] [ بهشتی ]

الکل

الکلها

متانول به صورت محدود به عنوان سوخت در موتورهایی با سیستم احتراق داخلی استفاده می‌شود. متانول تولید شده از چوب و سایر ترکیبات آلی را متانول آلی یا بیو الکل می‌نامند که یک منبع تجدید شدنی برای سوخت است و می‌تواند جایگزین مشتقات نفت خام شود. با این همه ، از بیو الکل 100 درصد نمی‌توان در ماشینهای دیزلی بدون ایجاد تغییر در موتور ماشین استفاده کرد. متانول به عنوان حلال ، ضدیخ و در تهیه سایر ترکیبات شیمیایی استفاده می‌شود.
40 درصد از متانول تولیدی برای تهیه فرمالدئید استفاده می‌شود که آن هم در تهیه پلاستیک ، تخته سه لایی ، رنگ و مواد منفجره استفاده می‌شود. برای تغییر ماهیت اتانول صنعتی و جلوگیری از کاربرد آن به عنوان نوشیدنی ، مقداری متانول به آن اضافه می‌کنند. دی متیل اتر از مشتقات متانول است که به جای CFC ها در افشانه‌های آتروسل به عنوان پیشرانه استفاده می‌شود.

*پلی ونیل الکل به عنوان یک از مواد مواد آمبولیزه به طور pva یا polyvinyl alcoholبه طور وسیع مورد استفاذه قرار می گیرد.

*از الكل، به عنوان پرمصرف‏ترين ماده شيميايى در فرايند ساخت وسنتز، جدا سازى و توليد مى‏توان نام برد.

در صنعت، الكل را جهت تهيه لاك، ورنى و رنگ‏هاى انيلين ودواجات به كار مى‏گيرند. الكل در آزمايشگاه‏ها به عنوان سوخت‏كاربرد دارد. ولى استفاده از آن به اين منظور، به صرفه نيست.

*الكلى كه در صنعت‏به كار گرفته مى‏شود، از لحاظ ماهيت، هيچ‏تفاوتى با الكل طبى ندارد و هر دو همان الكل اتيليك يا اتانول‏مى‏باشند. منتها به دلايلى نظير گرفتن ماليات از نوشابه‏هاى الكلى و ياجلوگيرى از سوءاستفاده از آن‏ها، كارخانجات توليد كننده الكل، موادسمى، بد بوكننده (هم چون متانول يا عرق چوب) و مواد رنگين‏كننده (هم چون پريدين) به آن مى‏افزايند.⁽²⁰⁾.

*الكل بهترين حلال آلى است و لذا در آزمايشگاه‏ها و صنايع داروسازى كاربرد بسيار زيادى دارد. در مواردى نيز الكل جهت محافظت‏از رشد ميكروبى در فرآورده‏هاى دارويى، ساخت روكش قرص‏ها، وضدعفونى كننده وست‏به كار مى‏رود.⁽²¹⁾.

*در پزشكى نيز الكل جهت ضدعفونى كردن ابزارهاى طبى و غيره‏به كار گرفته مى‏شود. به علاوه قطعات تشريحى را به خوبى مى‏توان‏در الكل از گنديدن و عفونت محافظت نمود. هم چنين الكل درساختن ادكلن‏ها و لوازم آرايشى نيز كاربرد فراوان دارد.

چنان که خواهیم دید الکل در زمان ما کاربرد فراوانى در صنایع‏گوناگون پیدا کرده است; فى المثل استفاده از الکل براى ساخت‏داروها به اندازه‏اى است که برخى آن را کلید داروسازى دانسته‏اند.هم چنین الکل در صنایع تبدیلى، آرایشى و امور پزشکى و درآزمایشگاه‏ها به منظور نگهدارى قطعات بدن انسان یا حیوان مورداستفاده قرار مى‏گیرد.

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه هفدهم آبان 1387 ] [ 8:20 ] [ بهشتی ]

آب

اهمیت آب

آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران ، رودخانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا شده است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیره بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.
img/daneshnameh_up/5/55/values_fall.jpg

ماده ای شگفت انگیز

فرمول شیمیایی آب

آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب بوجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می‌باشد.

معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر است:

هر مولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و یک ناحیه منفی است که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده‌اند. شیمیدان‌ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده‌اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن بصورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.

اشکال متغیر

آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌شود. تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می‌باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند.

از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاً بصورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ،برف، مه و شبنم می‌باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می‌آید.

آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌کنند؛ رودخانه‌ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می‌کند.

به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می‌آیند.

آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها ، خود ، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

اهمیت آب در زندگی

آب خواص مهمی دارد که در زندگی ما بسیار با ارزشند. از جمله:

حلال بسیار خوبی است.
چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می‌زند یا حرارت می‌بیند، چگالی آن کاهش می‌یابد.
گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می‌باشد. گرمای اضافی بدن با تبخیر تنها مقدار کمی از آب بدن از طریق منافذ پوست تعریق کاسته می‌شود.
نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده‌ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می‌شوید که سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می‌رود؛ اما پاره نمی‌شود.
آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را براحتی در خود حل می‌کند. بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می‌شوند. البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی‌شوند، مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن‌دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلول را بدقت تحت کنترل دارد.
یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی یخ می‌باشد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می‌شود، انبساط می‌یابد، بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می‌کند.

بنابراین، حجمی از یخ که هم‌حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. به این علت می‌گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می‌شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است.

این ویژگی آب سبب می‌شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه‌ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می‌شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می‌نماید. در این شرایط ، ماهی ها و دیگر آبزیان می‌توانند در مناطق گرم‌تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.
دیگر ویژگی غیر عادی آب، ظرفیت گرمایی بالای آن می‌باشد. ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می‌دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایش یابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است.

آب در زندگی روزانه

وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشتر فرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می‌دهد. برای عملکرد درست، بدن ، روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب به مقدار فعالیت بدن ، دمای هوا ، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریق ادرار ، مدفوع ، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفع می‌شود.

بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی های دیگر ( مثل باکتری یا دیگر عوامل بیماری‌زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می‌کند. امروزه ، با توجه به رشد روز افزون جمعیت ، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است.
راه حل های تحت بررسی، تولید بیشتر آب ، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می‌باشد.

مصرف آشکار و نهان آب

تحقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می‌دهد که میانگین مصرف روزانه آب برای هر نفر ، حدود 300 لیتر است. در حالی که مصرف نهان آب برای هر نفر ، حدود 6000 لیتر و از قرار زیر می‌باشد:

آبیاری کشتزارها و تهیه و تولید مواد غذایی: 2600 لیتر
تأمین انرژی: 2400 لیتر
صنایع و معادن: 700 لیتر
امور بازرگانی و خدمات: 34 لیتر

منبع کمیاب

در بسیاری از کشورها ، آب نوعی منبع استراتژیک محسوب می‌شود. بسیاری از جنگ‌ها از جمله جنگ 6 روزه در خاور میانه، بر سر به دست آوردن منابع آبی بیشتر صورت گرفت. البته کارشناسان، مشکلات بیشتری را هم پیش بینی می‌کنند که بدلیل رشد جمعیت، آلودگی آب ها و گرم شدن زمین حادث می‌شود.

آب آشامیدنی

آب‌های آشامیدنی را از چشمه ها ، قنات ها و یا چاه ها استخراج می‌کنند. بنابراین ، برای تولید بیشتر آب ، می‌توان چاه‌های بیشتری ساخت. باران و دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب نیستند. این گونه آب‌ها را باید تصفیه نمود. روش های معروف تصفیه آب ، تقطیر و جوشاندن می‌باشند.

آب ، فرهنگ و مذهب

در بیشتر ادیان از جمله اسلام، مسیحیت و یهودیت، آب ماده پاک‌کننده محسوب می‌شود. برای مثال، در مسیحیت غسل تعمید را در کلیسا با آب انجام می‌دهند.

در بسیاری ادیان همچون اسلام نوعی مراسم عبادی وجود دارد که در آن ، مرده را با آب پاک شستشو می‌دهند (غسل). در دین اسلام هم تنها پس از وضو گرفتن (شستن بخش‌هایی از بدن با آب پاک) می توان فریضه نماز را بجا آورد.

در مذهب شینتو (مذهب ژاپنی) در تمام مراسم عبادی از آب برای پاکیزه ساختن بدن فرد یا مکان خاصی استفاده می‌شود.

شناخت محیط رشد:آب

اهمیت آب در تولید محصولات گیاهی غیر قابل انکار است. میزان آب موجود در هر منطقه معرف آن است که از نظر اقتصادی چه گیاهی را می توان کاشت و چه گیاهی را نمی توان. بسیاری از اعمال حیاتی گیاه توسط آب کنترل می شود. آب از مواد اصلی تشکیل دهنده یاخته زنده می باشد و میزان آن در بافت های مختلف متفاوت بوده از 2% در بعضی بذور خشک تا 40% در بافت های چوبی در حال خواب و 95% در میوه های آبدار (مانند هندوانه) دیده می شود. آب هم حلال است و هم وسیله ای برای انتقال مواد در داخل گیاه کمبود آب در گیاه باعث توقف رشد، و ادامه این کمبود منجر به اختلالات برگشت ناپذیر می گردد و گاهی هم موجب مرگ گیاه می شود. این عمل در نواحی گرم و خشک و گیاهانی که بر اساس ویژگی گونه ای دارای تبخیر شدید می باشند‏، به سرعت اتفاق می افتد میزان مصرف آب در گیاهان مختلف متفاوت است برای مثال برای تولید هر گرم ماده خشک در سوزنی برگها 50 گرم آب و در سبزهای برگی 2500 گرم آب مصرف می شود بطورکلی، برای بیشتر گیاهان‏، این مقدار بین 300 تا 1000 گرم می باشد. وقتی گیاه در حال رشد است پیوسته آب از زمین جذب کرده و از برگ ها آن را تبخیر می کند. میزان تبخیر آب از سطح برگ بستگی به دما‏ جریان هوا و عوامل دیگری مانند تعداد و چگونگی روزنه ها‏، رطوبت نسبی هوا و غیره دارد. خورشید ، انرژی لازم را برای تبخیر آب از سطح برگ تامین می کند. اگر بین جذب آب و تبخیر تعادل برقرار باشد تمام فرآیندهای گیاهی بطور طبیعی پیش می رود و گرنه یکی از دو حالت زیر پیش می آید :
الف : اگر مقدار جذب بیشتر از مقدار دفع باشد : این حالت ممکن است در اثر کم بودن شاخساره نسبت به ریشه، پیرایش (هرس) بی قاعده، حمله آفات و امراض و یا بالا بودن رطوبت نسبی هوا اتفاق بیفتد در این حالت فشار آب درون یاخته ها یا آوندها بالا می رود. علایم عمومی این حالت، درازی و باریکی و نرمی ساقه گیاه و خوابیدگی آن روی زمین و ترک خوردن میوه (به علت به هم خوردن رابطه سطح و حجم) است.
ب : مقدار دفع بیشتر از جذب باشد : این حالت ممکن است در اثر خشک بودن خاک، کمبود ریشه نسبت به شاخساره، یا در اثر جابجا کردن گیاه پیش بیاید. این حالت باعث تیرگی رنگ برگها و در صورت ادامه باعث پژمردگی آنها و خشک شدن گیاه می شود. کم آبی مزمن در بعضی از انواع هندوانه و گوجه فرنگی باعث پوسیدگی گلگاه می شود.

مباحث مرتبط با عنوان

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه هفدهم آبان 1387 ] [ 8:18 ] [ بهشتی ]

کیفیت آب سخت

آب سخت

سنجش کیفیت آب سختی آب

نمی دانم شماتا چه میزان با کیفیت آب آشامیدنی آشنائی دارید. اما بهتر است بدانید تعداذی از بیماریها از جمله بیماریهای کلیوی، حصبه و واگیر دار از طریق آب غیر بهداشتی انتقال می یابد.
متخصصین صنعت آب مقادیر مطلوب آب را چنین گزارش نموده اند:
1- کدورت (5 واحد)
2- طعم و بو (2 واحد)
3- TDS -Total Dissolved Solid- در دمای 180 درجه سانتی گراد ( 100)
4- سختی کل (150)
5- کلسیم ( 75)
6- منیزِیوم (50)
7- کلرور (200)
8- سولفات (200)
9- آهن (0.3)
10- آمونیاک (0.0002)
11- فسفات (0.1)
12- نیترات و نیتریت (0)
13- منگنز ( 0.05)
14- پاک کننده ها ( 0.1)

نوشته شده توسط محمد صادق کریمی در چهارشنبه ششم شهریور 1387 ساعت 18:57 | لینک ثابت | نظر بدهید

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه هفدهم آبان 1387 ] [ 8:8 ] [ بهشتی ]

رنگرزی

رنگرزی

مواد رنگرزاي مصرفي در نساجي به دو گروه اصلي و هر گروه به چند شاخه فرعي تقسيم شده است .

الف – مواد رنگزاي گروه اول – تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب محلول هستند به جز مواد رنگرزي ديسپرس كه خيلي جزيي محلول مي باشند و شامل مواد رنگرزي اسيدي ، مستقيم، بازي و ديسپرس هستند.

ب- مواد رنگرزي گروه دوم – تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب نامحلول هستند كه به گروههاي فرعي ديگري تقسيم مي شوند:

1)مواد رنگرزي در نهايت به صورت ذرات بزرگ نامحلول در آب بر روي الياف ايجاد مي شوند و شامل مواد رنگرزي گوگردي ، خمي و آزوئيك است .

2 )با الياف پيوند كوالانسي تشكيل مي دهند و شامل مواد رنگرزي راكتيو مي باشد .

3 ) مواد رنگرزيي كه با دندانه هاي فلزي روي الياف به كار مي روند و شامل مواد رنگرزي كرومي ، يا متاكروم هستند .

4 ) ذرات غير قابل حل در داخل ليف محاط مي شوند و به خاطر اندازه و بي اثر بودنشان فرآيند برگشت ناپذير است .

- درخشان كننده هاي فلورسنتي

1 – رنگ هاي اسيدي

مهمترين مصرف اين رنگ ها در رنگرزي پشم بوده ولي گاهي براي رنگرزي ابريشم ، پلي آميدها ، آكريليك و الياف پروتئيني ديگر نيز به كار مي روند . معمولاً محيط حمام رنگرزي اين اسيدي و شامل اسيد سولفوريك ، فرميك و استيك مي باشد ولي گاهي بعضي از آنها در محيط هاي خنثي و كمي قليايي نيز به كا برده مي شوند . از نظر شيميايي رنگهاي اسيدي شامل رنگ هاي آزو ، آنتراكينوني ، تري فنيل متان ، آزين ، گزنتين ، كينون ، ايمين ، نيترو و نيتروزو مي باشند . مقاومت اين نوع رنگ ها بسيار متغير است و به ساختمان شيميايي آنها بستگي دارد . اين رنگ ها بر روي انواع مختلف پشم ، نخ ، نمد ، آستري و گاهي ابريشم ، پلي آميدها ، الياف آكريليك و الياف پروتئيني رنگهاي روشن ايجاد مي نمايند .

2 – رنگ هاي بازي

اين رنگ ها كه از نظر شيميايي به رنگ هاي كاتيوني معروف هستند ، به صورت نمك بوده و سيستم كروموفريك آن در قسمت كاتيون مي باشد . اين رنگ ها از اولين رنگ هاي سنيتيك بوده ولي امروزه به مقدار خيلي زياد تهيه مي شوند . رنگ هاي بازي از شفافيت به خصوصي بر خوردار هستند و رنگ هاي قرمز ، بنفش ، آبي و سبز را توليد مي كنند . در مقابل نور مقاومت خوبي از خود نشان نمي دهند ولي در عوض اغلب الياف را توسط آنها مي توان رنگ نمود . رنگ هاي تري فنيل متان و دي فنيل متان از عمده ترين رنگ هاي كاتيوني مي باشند . سيستم كروموفوري آن شامل كربن مركزي بوده كه سه حلقه آروماتيك به آن متصل است . رنگ و خواص تركيب بستگي به نوع و تعداد آكسوكرومهايي از قبيلNR2 - OH – ( آريل آلكيل ، آريل يا آلكيل = R ) و غيره در سه محل پارا خواهد داشت . نمونه هايي از اين رنگ ها سبز مالاكيت ، بنفش كريستال و آبي ميكرل هيدرول مي باشد . اين رنگ ها براي رنگرزي پشم ، ابريشم ، پنبه دندانه دار شده با تانن و الياف آكريليك به كار مي روند .

3 – رنگ هاي مستقيم

از آنجايي كه اين رنگ ها بدون دندانه به كار برده مي شوند ، لذا به رنگ هاي مستقيم معروف هستند . اين دسته رنگ هاي آنيوني بوده كه در محيط آبكي شامل الكتروليت براي رنگرزي الياف سلولزي مصرف مي شوند . در ضمن بعضي از اين رنگ ها توسط واكنشهاي آزوتاسيون مستقيماً بر روي الياف ظاهر مي گردند .

4 – رنگ هاي ديسپرس

اين رنگ ها كه از نوع شيميايي آزو ، آنتراكينوني و نيترو مي باشند ، اغلب داراي گروه هاي آمينو يا آمينوي استخلاف شده هستند . ولي گروه هاي قابل حل نظير اسيد سولفونيك ندارند و در محيط هاي آبكي همراه با مواد ديسپرس كننده به كار مي روند . موارد استعمال اصلي اين رنگ ها در رنگرزي استات سلولز ، نايلئن ، پلي استر ، الياف آكريليك ، پشم و الياف پلي آميدي است .

5 – رنگ هاي گوگردي

اين رنگ ها كه عمدتاً براي رنگرزي الياف سلولزي به كار مي روند داراي ثبات متوسط در مقابل اكثر عوامل خارجي هستند . نمونه هاي سياه ، سبز ، آبي و قهوه ايي اين رنگ ها ثبات خوبي در مقابل نور از خود نشان مي دهند . آنها رنگ هاي غير قابل حل در آب هستند كه شامل گوگرد در سيستم كروموفري و هم جزء زنجير پلي سولفيد مي باشند . اين رنگ ها معمولاً در حمام سولفيد سديم به كار رفته و مي توانند به فرم قابل حل در آب احياء گردند و توسط هوا ، اكسيداسيون دوباره رنگ دوباره بر روي الياف انجام مي پذيرد .

6 – رنگ هاي خمي

اين رنگ ها كه گروه بزرگي را تشكيل مي دهند عمدتاً از انواع شيميايي آنتراكينوني ، نيلي گوگردي مي باشند . اين رنگ ها نامحلول بوده و به كمك سود كوستيك و سديم هيدروسولفيت احياء مي شوند و به صورت لوكوي محلول در مي آيند . اين لوكو جذب ليف شده توسط اكسيداسيون ( در بعضي موارد به كمك اكسيزن هوا و در بعضي موارد توسط بيكرومات پتاسيم ) مجدداً به شكل نامحلول در داخل ليف در مي آيد . اين رنگ ها در درجه اول براي رنگرزي پنبه و در درجه دوم براي پشم ، ابريشم و استات سلولز مورد استفاده قرار مي گيرند .

7 – رنگ هاي آزوئيك

اين رنگ ها ، رنگ هاي آزوي غير قابل حل مي باشند كه بر روي الياف تشكيل مي گردند و اغلب از تركيبات نفتل ها و مشتقاتشان با نمك هاي دي آزونيم حاصل مي شوند .ثبات اين نوع رنگ ها در روي الياف سلولزي نظير پنبه در مقابل نور و شستشو بسيار ساده است .

8 – رنگ هاي راكتيو

اين رنگ ها در سالهاي اخير كشف شده است و از مشخصات آنها وجود يك اتم و يا مجموعي از اتم هاي مستعد فعل و انفعالات مانند NH₂ OH CL مي باشد كه با عامل هيدروكسيل سلولز و يا عامل آمين و آميد پشم و بالاخره با الياف سنتتيك مشابه واكنش مي دهد . مواد رنگرزي راكتيو هم اكنون از اهميت قابل توجهي براي رنگرزي الياف سلولزي ، به تنهايي و يا در مخلوط با ديگر الياف برخوردارند. آنها همچنين براي رنگرزي الياف پشمي و ابريشمي نيز به كار مي روند . گروه كوچكي از مواد رنگرزي ديسپرس راكتيو به نام پرسينيل قابل استفاده براي رنگرزي نايلونها هستند .

9 – رنگ هاي دندانه ايي ( رنگ هاي كروم دار يا متا كروم )

اين رنگ ها شامل انواع شيميايي آزو و آنتراكينوني مي باشند . بعضي از رنگ هاي اسيدي نيز با فلزات كمپلكس و بر روي الياف لاك توليد مي نمايند ( به عنوان مثال با كروم ) كه داراي مقاومتي بهتر از رنگ اسيدي در مقابل آب و رطوبت مي باشد . رنگ هاي كمپلكس فلزي همان لاكهاي كروم دار است كه از كمپلكس فلزي رنگ هاي دي هيدروكسي تهيه شده و براي رنگرزي پشم و الياف پلي آميدي به كار مي روند . رنگ هاي كمپلكس فلزي بر حسب كاربدشان در حمام هاي مختلف رنگرزي به دو دسته تقسيم مي شوند :

الف ) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط اسيدي ( رنگ هاي آزو با فلز كروم به نسبت 1:1)

ب ) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط خنثي ( رنگ هاي آزو با فلزات كروم يا كبالت به نسبت 2:1 )

10 – پيگمنت ها

اساس كاربرد پيگمنت ها براي رنگ كردن الياف نساجي كاملاً با طبقات مواد رنگرزي ذكر شده كه در آنها نفوذ مولكول ماده رنگرزي به داخل ليف يك مرحله اساسي فرآيند رنگرزي مي باشد ، متفاوت است . پيگمنت ها چون از نظر فيزيكي داراي ذرات درشت غير محلول در آب مي باشند ، بنابراين آنها را نمي توان در هر مرحله اي از فرآيند نساجي به داخل ليف وارد كرد . به هر حال پيگمنت ها را مي توان در طي توليد الياف با مواد تشكيل دهنده الياف كه به صورت پليمر مي باشد ، قبل از عمل ريسندگي كه منجر به تشكيل فيلامنت ها مي گردد مخلوط نمود . چنين فرآيندي را رنگ كردن توده پليمري مي نامند . كالاي رنگ شده ثبات شستشويي بالايي دارد . اين روش به رنگ كردن الياف مصنوعي محدود شده است .

11 – درخشان كننده هاي فلورسنتي

اين مواد تركيبات بي رنگي هستند كه تشعشعات ماوراء بنفش را جذب نموده و تبديل به تشعشعات نور مريي كه معمولاً بين طيف آبي تا بنفش مي باشند مي نمايند . هنگاميكه اين مواد را براي سفيد كردن كالاهاي نساجي به كار مي برند ، به خاطر نور آبي منتشر شده از سطح كالاي نساجي اثر زردي كالا را خنثي مي كنند . به طوريكه مقدار كلي نور منتشر شده را افزايش داده و كالا سفيدتر و درخشان تر به نظر مي رسد . درخشان كننده هاي فلورسنتي به معرفهاي آبي كننده قديمي مثل اولترامارين متيل بنفش برتري دارند . اين مواد به مقدار زياد در تهيه صابون و پودر هاي رختشويي مصرف مي شوند . به منظور رنگرزي در درجه اول براي پنبه و در درجه دوم براي پشم و نايلون به كار مي روند .

+ نوشته شده توسط سید محمد موسوی در پنجشنبه دوم اسفند 1386 و ساعت 15:22 | 12 نظر

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه هفدهم آبان 1387 ] [ 8:4 ] [ بهشتی ]

میعان

ميعان وقتي رخ مي دهد كه دماي بخار به كمتر از دماي اشباع برسد. در دستگاههاي صنعتي ، اين پديده معمولاٌ در اثر تماس بخار با يك سطح سرد به وجود مي آيد . انرژي نهان آزاد شده ، به سطح منتقل گرديده و مايع تشكيل مي شود . ميعان را مي توان به انواع زير دسته بندي نمود :

▪ ميعان همگن : كه در آن بخار به صورت قطرات معلق در فاز گاز تشكيل شده و مه را به وجود مي آورد.

▪ ميعان تماس مستقيم : كه در اثر تماس بخار با يك مايع سرد به وجود مي آيد . در اغلب موارد مايع به صورت لايه اي تمام سطح را مي پوشاند كه در اثر نيروي جاذبه به طور پيوسته به سمت پايين جريان مي يابد.

▪ ميعان لايه اي : معمولاٌ روي سطوح تميز و عاري از آلودگي به وجود مي آيد .

▪ ميعان قطره اي: اگر سطح با ماده اي پوشانده شود كه آن را مرطوب نگه دارد، امكان روي دادن ميعان قطره اي وجود دارد. قطرات ، روي شيارها و حفره هاي روي سطح ايجاد شده ، رشد كرده و به همديگر مي پيوندند . غالباٌ بيش از 90% سطح با قطرات پوشيده شده كه اندازه قطر آنها از چند ميكرومتر تا اندازه قابل رؤيت با چشم غير مسلح تغيير مي كند. در اثر جاذبه ، قطرات روي سطح جريان مي يابند. مايع به وجود آمده روي سطح ، اعم از اينكه به صورت لايه يا قطره باشد ، مقاومتي در مقابل انتقال حرارت از بخار به سطح ايجاد مي كند . از آنجا كه با افزايش ضخامت لايه ي مايع ، اين مقاومت زياد مي شود ، در مواردي كه ميعان لايه اي رخ مي دهد ، بهتر است از سطوح قائم كوتاه يا استوانه افقي استفاده شود. به همين دليل اكثر كندانسورها از لوله هاي افقي تشكيل شده اند كه مايع خنك در داخل لوله و بخاري كه بايستي مايع شود در بيرون لوله جريان دارند . از لحاظ نرخ ميعان و نرخ انتقال حرارت ، ميعان قطره اي به لايه اي ترجيح داده مي شود. در ميعان قطره اي بيشتر انتقال حرارت از قطرات با قطر كوچكتر از 100 ميكرون صورت مي گيرد و نرخ انتقال حرارت بيش از 10 برابر ميعان لايه اي است . به همين دليل پوشاندن سطح با مواردي كه باعث تر ماندن آن و در نتيجه افزايش ميعان قطره اي مي شود در عمل متداول است . تركيب آلي سيليكون ، تفلون و نوعي از مومها و اسيدهاي چرب از مواردي هستند كه براي اين منظور به كار گرفته مي شوند. به مرور زمان در اثر اكسيد شدن ، تشكيل رسوب و كنده شدن آنها ، كم مي شود و سرانجام ميعان لايه اي حاكم مي شود. هر چند كه رسيدن به ميعان قطره اي در طراحي هاي صنعتي مطلوب است ولي معمولاٌ حفظ شرايط اين نوع ميعان مشكل است . به اين دليل و همچنين به دليل آنكه ضريب جا به جايي در ميعان لايه اي كوچكتر از قطره اي است ، محاسبات طراحي كندانسور اغلب مبتني بر فرض ميعان لايه اي انجام مي شود.

+ نوشته شده توسط سید محمد موسوی در سه شنبه شانزدهم مهر 1387 و ساعت 1:8 | 4 نظر

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ جمعه هفدهم آبان 1387 ] [ 7:58 ] [ بهشتی ]

محلولهای مغناطیسی

محلولهای مغناطیسی نانو

محلول‌های مغناطیسی یکی از شاخه‌های فناوری نانو است که کمتر از دیگر شاخه‌های نانو به آن پرداخته شده‌است، ولی به تازگی کاربردهای جدیدی برای آن یافت شده است.
محلول‌های مغناطیسی (Ferro fluid) از ذرات بسیار ریز کلوییدی ( درحدود۱۰۰ - ۱۰ نانومتر ( m ۹- ۱۰) ) از جنس فلزاتی که خاصیت مغناطیسی دارند(مانند آهن و کبالت) به حالت سوسپانسیون در مایعی ، ساخته میشوند . پخش‌ کردن ذرات در مایع را می توان به کمک یک واکنش شیمیایی انجام ‌داد. ذرات پخش شده در مایع به علت ریز بودن به صورت کلوئیدی هستند ولی پس از گذشت مدت زمان نسبتاً کوتاهی به هم پیوسته و ذرات بزرگتری را تشکیل می‌دهند ، که در ا ین صورت حالت کلوییدی آن از بین رفته ، ذرات در محلول ته ‌نشین شده و خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند .
هر قدر که ذرات ریزتر باشند ، محلول خاصیت مغناطیسی بهتری از خود نشان می‌دهد. به این علت است که در هنگام تولید ، موادی با نام ” سورفاکتانت ” به محلول اضافه می‌شود که روی دیواره‌های آن را می پوشاند و مانع از به هم پیوستن و بزرگ شدن ذرات می‌شود و ذرات با گذشت زمان خاصیت خود را از دست نمی‌دهند.

سورفکتانت ها :
کلمه سورفکتانت مخلوطی از “Surface active agent “ می باشد . سورفکتانتها معمولا ترکیباتی آلی هستند که دارای گروههای آبدوست که نقش دم و دنباله را دارد و گروههای آبگریز که نقش سر را دارد می باشند بنابراین معمولا به طور ناچیز در آب و حلالهای آلی حل می شوند.
وجود طبیعت دوگانه سبب ویژگیهای خاصی در این مولکول ها می شود به طوریکه می توانند در آب حل شده و در سطح مشترک آب – هوا یا بین دو سطح از دوفاز مختلف تجمع یافته و سبب کاهش کشش سطحی شوند. به طور نمونه در مورد بالاسورفکتانت ها ، از یکی از دو سرشان به کلویید متصل شده و از سر دیگر به محلول نزدیک اند، بنابراین سرهایی که در محلول قرار دارند همنام بوده و سبب دافعه بین کلوییدها می شود . در نتیجه از تجمع و به هم پیوستن آنها ممانعت نموده و محلول خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کند.
سورفکتانتها نقش مهمی در بسیاری از کاربرد ها عملی و محصولات بازی میکند مثلا : شونده ها - امولسیون کننده ها - جوهر سازی - کف سازی و ….سورفکتانتها معمولا بوسیله گروههای باردار تقسیم بندی می شوند . سورفکتانتهای غیریونی در قسمت سر خود بی بار هستند. اگر بار منفی باشد سورفکتانت آنیونی و اگر مثبت بود سورفکتانت کاتیونی داریم .. گاهی قسمت سر دارای هر دو بار منفی و مثبت است که به آن آمفوتریک گوئیم .

یک Ferro fluid معمولی ، از %۵ جامد مغناطیسی ، %۱۰ سورفاکتانت و % ۸۵ مایع تشکیل شده است. در عصر حاضر نانو تکنولوژی خدمت بسیاری به بشر کرده‌است . در شیمی ، در فیزیک و . . . همچنین در زمینه‌های پزشکی که با ساخت وسایل گوناگون در زمینه‌ی درمان ، انسانها را یاری کرده‌ است . نظریا تی وجود دارد مبنی بر اینکه به کمک این محلول می ‌توان کپسولهایی ساخت و دا روهایی را که برای بخشی از بدن مضر و برای بخشی دیگر مفید است ، به راحتی به محل مورد نظر برسانیم . با این روش که کپسولهایی از این جنس را پراز داروی مورد نظر کنیم و به وسیله‌ی آهنربا به محل مورد نظر برسانیم و در آنجا آنرا تخلیه کنیم .
در چند ساله‌ی اخیر دانشمندان به این عقیده رسیده‌اند که به کمک وارد کردن ا ین محلول به بدن می‌توان سلولهای سرطانی و یا ویروسها ( مثلا ایدز) را از بدن خارج کرد، به صورتی که ا ین ماده آنتی بادی (Anti body) موجود در خون را ( به وسیله بار مثبت آنها ) جذب کرده و آنتی بادی ها هم ویروسها را جذب میکنند که با خارج کردن Ferro fluid به وسیله آهنربا میتوان ویروسها را خارج کرد. ولی متأسفانه هنوز به مرحله‌ی عملی نرسیده‌است.
به غیر از استفاده‌های پزشکی ذکر شده در بالا استفاده‌های صنعتی هم برای این ماده ذکر شده‌است. مثلا در چیپهای مخصوص برای حرکت دا دن یک سیال مشکلاتی وجود دارد چون موتورهایی در آن اندازه‌ی ریز وجود ندارد و اگر هم وجود دارد بسیار پرهزینه است. اما با اضافه کردن مقداری از ا ین محلول به آن سیال می‌توان با نیروی مغناطیسی آن سیال را به حرکت در آورد. مورد دیگر استفاده از این ماده در بلند گو های پر قدرت است .این محلول خاصیت خود را در دماهای بالا ، مثلا در °C ۲۰۰ یا در دماهای پایین ، مثلا در °C ۵۰- و یا در برابر امواج هسته ای حفظ می کند .

ارسال از کاربر: parniyan / منبع:www.nanoclub.ir

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ پنجشنبه شانزدهم آبان 1387 ] [ 20:32 ] [ بهشتی ]

کرم های ضدآفتاب

عملکرد کرم های ضد آفتاب

صنایع آرایشی از اكسیدهای غیرآلی، نظیر اكسید روی و تیتانیم، استفاده می‌كنند، اما استفاده از این اكسیدها به علت خاصیت سفیدكنندگی روی پوست محدود است. سفیدی به طور مستقیم با پخش نور رابطه دارد. به طور كلی با كاهش اندازة ذرات، شاهد افزایش جذب نور ماوراء بنفش توسط ذرات (به علت عبور كمترِ اشعه‌ها از بین ذرات) و كاهش پدیدة سفیدی (به علت كاهش پدیدة پخش نور) هستیم. به‌تازگی روش‌های گوناگون برای تولید نانوذرات، توسعه یافته‌ و بر صنعت کرم‌های ضدآفتاب اثر گذاشته‌اند.
۱. سفیدی
وقتی ماده نوردهی شود، پدیده‌های زیر دیده می‌شوند:

شكل ۱: شِمای نور عبوری و انعكاس‌یافته از یك لایة نازك

۱. عبور نور که منجر به گذشتن آن از ماده بدون هیچ تأثیر متقابلی است؛
۲. نورِ نافذ که منجر به پخش نور می‌شود؛
۳. انعکاس نور از سطح، مانند آنچه در آینه رخ می‌دهد؛
۴. انعکاس نفوذی که منجر به پخش نور از سطح می‌شود.
در شکل ۱ پدیده‌های گفته‌شده نشان داده شده‌اند. اثر سفیدی ناشی از پخش نور به وسیلة ذرات ــ برای مثال در کِرِم‌ها ــ است. بنابراین، برای کاهش سفیدی باید میزان نور پخش‌شده را کم كرد.

۲. پخش نور و اندازة ذرات
شدت نور پخش‌شده به وسیلة یک تک‌ذره، تابعی از اندازة ذره است. همان‌طور كه در شكل ۲ به‌روشنی مشاهده می‌شود، با افزایش اندازة ذرات، نور مرئی به علت برخورد با ذرات پخش می‌شود و با برگشت نور به چشم، ذراتْ سفید دیده می‌شوند. بنابراین، برای کاهش تأثیر سفیدی، کاهش اندازة دانه راهی است بسیار مؤثر.

شكل۲: الف. نانوماده نور را بدون انحراف از خود عبور می‌دهد، به همین خاطر نسبت به نور شفاف است.
ب. مواد با ذرات در ابعاد میكرومتر نور را پراكنده می‌كنند. بنابراین، نسبت به نور مات و نیمه‌شفاف‌اند و سفید دیده می‌شوند.

در شكل ۳ میزان پخش نور بر حسب اندازة دانه به نمایش درآمده و مشخص است كه با افزایش اندازة ذرات، میزان پخش‌شوندگی نور بیشتر می‌شود.

۳. جذب اشعة ماورای بنفش و بهترین اندازة ذره
نور ماورای بنفش (UV) طول موج كمتر از نور مرئی و انرژی بیشتر از نور مرئی دارد. قرار گرفتن در مقابل تابش ماورای بنفش از مهم‌ترین علل آسیب‌های پوستی و سرطان پوست است. به همین خاطر، جذب این اشعه و ممانعت از رسیدن آن به پوست بدن موضوع تحقیق بسیاری از مراكز علمی دنیا برای سالیان طولانی بوده است. جذب UV در مواد غیرآلی نظیر TiO۲ و ZnOناشی از دو اثر است:
الف ـ جذب فاصلة باند؛
ب ـ پخش نور UV

الف ـ جذب فاصلة باندی
اکسید روی و اکسید تیتانیم نیمه‌هادی‌اند و به‌شدت نور UV را جذب و نور مرئی را عبور می‌دهند. سازوكارِ جذب UV در این مواد شامل مصرف انرژی فوتون برای تهییج الکترون از نوار ظرفیت به نوار رسانایی است.

فاصلة باندی یا «گپ انرژی» چیست؟
می¬دانیم که اتم¬ها از ترازهای انرژی تشکیل شده¬اند و این ترازهای انرژیِ حاوی الکترون، در جسم جامد تشکیل نوارهایی را می¬دهند که الکترون‌ها در آنها قرار ¬گرفته‌اند.
اما فضاهایی بین این نوارهای انرژی وجود دارند که هیچ نوار حاوی الکترونی نمی¬تواند در آنها جا بگیرد. این فضاها را «فاصلة باندی» یا «گپ انرژی» می¬گویند. در جامدهای رسانا نوارهای انرژی می¬توانند پر، نیمه‌پر یا خالی از الکترون ــ که در اصطلاح «نوار رسانایی» نامیده می¬شود ــ باشند. همچنین گپ انرژی آنها در مقایسه با نیمه‌هادی¬ها کوچک‌تر است. در نیمه‌هادی¬ها نوارهای انرژی نیمه‌پر وجود ندارند و گپ انرژی آنها کمی بزرگ‌تر از رساناهاست. از همین رو، الکترون‌ها در رسانا¬ها و نیمه‌رساناها می¬توانند با گرفتن مقداری انرژیِ گرمایی ــ برای رساناها کم‌تر، برای نیمه‌رساناها بیش‌تر ــ برانگیختگی گرمایی پیدا كنند و از لایه¬های انرژیِ پُر به لایه¬های انرژیِ خالی بروند. این عمل در نارساناها به علت بزرگ بودن گپ انرژی امکان ندارد.

ZnO و TiO۲ دارای انرژی باند ev۳/۳ تا ev۴/۳ مربوط به طول موج‌های تقریباً ۳۶۵ نانومتر تا ۳۸۰ نانومتر هستند. نورهای زیر این طول موج‌ها انرژی کافی برای تحریك الکترون‌ها دارند. به بیان ساده، الكترون‌های این ذرات انرژی نور UV را جذب می‌كنند و از رسیدن این امواج به پوست مانع می‌شوند. پس ZnO و TiO۲ دارای خاصیت شدید در جذب UV هستند و اگر به اندازة کافی کوچک باشند، شفافیت خوبی در برابر نور مرئی خواهند داشت.

ب ـ اندازة دانة بهینه برای جذب UV

شكل ۴: تأثیر اندازة دانه بر عبور نور

با ریزتر شدن ذرات، علاوه بر اینكه در مسیر نور UV ذرات بیشتری برای جذب فاصلة باند وجود دارند، نور UV بیشتر پخش خواهد شد. بنابراین، عبور این نور كاهش می¬یابد. جذب فاصلة باند به ‌طور کلی تابعی از تعداد اتم‌هایی است که در مسیر نور UV قرار گرفته‌اند. بر اساس تحقیقات تجربی، با کاهش اندازة ذرات، به علت کم شدن فاصلة بین آنها برای عبور نور UV، شاهد عبور كم‌ترِ این اشعه هستیم. این موضوع در شکل شمارة ۴ نشان داده شده است. با توجه به این شكل، در محدودة نور فرابنفش (زیر ۴۰۰ نانومتر) با كاهش اندازة ذرات، عبور نور كمتر خواهد شد. همین پدیده است كه متخصصان را به تولید محصولات ضدآفتاب با خاصیت جذب (SPF) بالاتر رهنمون شده است.

شكل ۵: مقایسة تأثیر متقابل نور در برابر اندازة ذرات مختلف

SPF چیست؟
کرم‌های ضدآفتاب بر اساس میزان توانایی آنها در جذب و دفع اشعة UV درجه‌بندی می‌شوند. این معیار Sun Protection Factor یا SPF نام دارد. درجات SPF، مانند SPF۱۵ یا SPF۲۰ نشان‌گر آن‌اند که مصرف‌کنندة آن قبل از اینکه دچار آفتاب‌سوختگی بشود، تا چه حد می‌تواند زیر نور آفتاب بماند. برای مثال، شما می‌توانید بدون استفاده از کرم ضد آفتاب ده دقیقه زیر نور خورشید باقی بمانید و احساس سوختگی نکنید. هنگامی که از کرم ضد آفتاب استفاده می‌کنید، می‌توانید زمان ۱۰ دقیقه را ضرب در میزان SPF کرم کنید و به مقدار زمان به دست آمده زیر آفتاب بمانید. اگر SPF کرم شما ۱۵ باشد، شما ۱۵۰ دقیقه یا ۲ ساعت و نیم میتوانید در آفتاب بمانید. اگر پس از مدتی مجددا از کرم استفاده کنید، میزان محافظت آن بیشتر میشود اما، در مقدار زمان ایمن آن تاثیری ندارد.

نتایج:
۱- ایجاد پدیده سفیدی در ضد آفتاب ها ناشی از پدیده پخش نوردر محدوده نور مرئی(۴۰۰-۷۰۰ نانومتر) است. با توجه به شكل ۴ این پدیده در ضد آفتاب ها با اندازه ذره درشت، بسیار شدیدتر است.به عبارت دیگر كاهش شفافیت باعث افزایش پدیده سفیدی می شود.در شكل ۵ با ریزتر شدن ذرات شاهد عبور بیشتر نور مرئی و در نتیجه كاهش سفیدی و افزایش شفافیت هستیم.
۲- بر طبق شكل ۵ در محدوده نور UV با توجه به كمتر بودن فاصله بین ذرات در حالت نانومتری شاهد عبور كمتر نور هنگام ریزتر شدن ذرات هستیم.
از کاربر: parniyanمنبع:

موضوعات مرتبط: مطالب علمی شیمی

[ پنجشنبه شانزدهم آبان 1387 ] [ 20:29 ] [ بهشتی ]