مرجع دانستنیهای

شیمی‌

data:image/jpeg;base64,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

 

شیمی پایه

۱الف) نیروهای بین‌ملکولی عامل اصلی بروز خواص فیزیکی مانند سختی و نرمی، دانسیته، نقاط ذوب و جوش و ... می‌باشند.
امروزه نیروهای بین‌ملکولی را به صورت عام نیروهای واندر والس و نیروهای بین ملکولهای غیرقطبی را نیروهای لاندن می‌نامند.
انواع نیروهای بین‌ملکولی:
1) نیروهای دوقطبی- دوقطبی بین ملکولهای قطبی وجود دارند. این گونه ملکولها دارای دو قطبیهای همیشگی هستند به طوری که قطب مثبت یک ملکول تا حد امکان به قطب منفی ملکول کناری نزدیک می‌شود که در این شرایط بین ملکولهای مجاور یک نیروی جاذبه الکتروستاتیکی به نام نیروی دوقطبی به وجود می‌آید.
با توجه به الکترونگاتیوی اتم‌ها در یک ملکول دو اتمی می‌توان میزان قطبیت ملکول و جهت‌گیری قطبهای مثبت و منفی را پیش‌بینی کرد، اما پیش‌بینی قطبیت ملکولهای چنداتمی باید مبنی بر شناخت شکل هندسی ملکول و آرایش جفت‌الکترونهای آزاد باشد.
2) نیروهای لاندن (پراکندگی)
ملکولهای غیرقطبی، دوقطبی همیشگی ندارند ولی با وجود این، همه مواد غیر قطبی را می‌توان مایع کرد. از این‌رو، افزون بر نیروی دوقطبی، باید نوع دیگری از نیروی بین‌ملکولی وجود داشته باشد. تصور می‌شود بر اثر بر هم‌کنشهای ملکولهای مجاور، ابر الکترونی یک ملکول به نحوی تغییر شکل می‌دهد که بخشی از ملکول به مقدار بسیار کم منفی‌تر از بخشهای دیگر می‌شود و اندکی بعد، به علت حرکت الکترونها جهت دوقطبی موقت تغییر می‌کند. اثر این دوقطبی‌های موقت یکدیگر را حذف می‌کنند، طوری که ملکول غیرقطبی فاقد دوقطبی همیشگی می‌شود.

 


ولی دوقطبیهای مواج و موقت یک ملکول، دوقطبیهای مانند خود را در ملکولهای مجاور القا می‌کنند و نیروی جاذبه بین این دو قطبیهای موقت، نیروی لاندن را تشکیل می‌دهد. نیروی لاندن بین ملکولهای قطبی هم وجود دارد، اما تنها نیروی بین‌ملکولی موجود در ملکولهای غیرقطبی است.
قدرت نیروهای لاندن به قطبش‌پذیری ملکولها و قطبش‌پذیری در درجه اول به اندازه ملکول بستگی دارد. با افزایش اندازه و وزن ملکول بر قدرت نیروهای لاندن افزوده می‌شود. از میان دو ملکولی که دارای وزن ملکولی یکسان ولی شکل و اندازه متفاوتی هستند، الکترونهای ملکول کوچکتر آزادی کمتری دارند و دوقطبی موقت به آسانی در آن ایجاد نمی‌شود. بنا بر این نیروی بین‌ملکولی آن ضعیفتر از نیروی بین‌ملکولی ملکول بزرگتر است که الکترونهایش آزادی بیشتری دارند.

۲الف) گاز مرداب در باتلاقها و مردابها تولید مى‌شود و به آن بیوگاز نیز می‌گویند. این گاز بر اثر واکنشهای میکروارگانیسمهای بی‌هوازی در محیطی که مواد آلی در آن وجود دارد تولید می‌شود. بیوگاز مخلوطى از سه گاز متان، دى اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. ترکیب عمده و سوختنی بیوگاز، متان است که تا ۷۰ درصد آن را شامل مى‌شود و به تنهایی بى‌رنگ و بى‌بو است. دو ترکیب دیگر بویژه سولفید هیدروژن که سهم آن ناچیز است، سمى است. از مزیتهاى مهم متان در برابر دیگر سوختها این است که هنگام سوختن، گاز سمى و خطرناک منوکسید کربن تولید نمى‌کند و مى‌توان از آن به منزله سوخت ایمن و سالم در خانه استفاده کرد.

۳الف) مواد در حالت گازی فقط رسانای گرما هستند و رسانای برق نیستند. تنها گازی که می‌تواند رسانای برق باشد، پلاسماست که مخلوطی از کاتیون و الکترون است و آن را به عنوان حالت چهارم ماده می‌شناسند.

۴الف) اتمهای یک عنصر که عدد اتمی یکسان اما عدد جرمی متفاوت دارند را ایزوتوپ می‌نامند. اختلاف در عدد جرمی نیز از اختلاف در شمار نوترونها ناشی می‌شود. چون شمار الکترونها و پروتونهای یک عنصر تعیین‌کننده خواص شیمیایی آن عنصر است، ایزوتوپها خواص شیمیایی یکسان دارند. برای مثال اختلاف آهن و منگنز و اینکه اتم آهن، آهن است و ویژگیهای منگنز را ندارد، فقط به دلیل اختلاف در شمار الکترونها و پروتونهای آنهاست.
بنا بر این، دو ایزوتوپ به دلیل داشتن الکترونهای برابر، رفتار یکسانی در واکنشهای شیمیایی دارند و اگر یکی با اتم دیگر واکنش دهد، اتم دیگر هم مانند اولی رفتار می‌کند. اما در ویژگیهای فیزیکی کمی متفاوتند، چون نوترون دارای جرم بیشتری نسبت به الکترون است و به همین دلیل گفته می‌شود آن دسته از ویژگیهای فیزیکی ایزوتوپها که به جرم وابسته است با هم فرق دارد اما آن دسته از ویژگیهای فیزیکی که به جرم وابسته نیست مانند رنگ و بو مانند ویژگیهای شیمیایی یکسان می‌باشند.


۵الف) نکات آزمون کارشناسی ارشد:
1) طبق تئوری پیوند، پیوند لیگاند با فلز داتیو است، بنا بر این هر چه اختلاف الکترونگاتیوی بین لیگاند و فلز کمتر باشد، پایداری کمپلکس بیشتر است. از این رو، پایداری کمپلکسهای زیر به این ترتیب است:

R-Li (∆x=1.5) < R-MgX (1.3) < (R)2Cd (1) < R-ZnX (0.8) < Li[Cu(R)2] (0.7)

به عبارت دیگر، هر چه الکترونگاتیوی اتمی که به فلز مرکزی پیوند داده است، بیشتر باشد پایداری کمپلکس کمتر است. چون الکترونگاتیوی O از N و از S بیشتر است، بنا بر این پایداری کمپلکسهای زیر به این ترتیب است:

M-NO2 > M-ONO
M-SCN > M-NCS

2) در واکنش دی‌ان‌دوست با دی‌ان مزدوج، عوامل الکترون‌دهنده روی دی‌ان مزدوج و الکترون‌کشنده روی دی‌ان‌دوست، سرعت واکنش را افزایش می‌دهند.
3) در IR هر چه پیوند قویتر باشد، ثابت نیروی بیشتری دارد و بسامد بالاتری جذب می‌کند. ولی به سادگی نمی‌توان گفت یک پیوند هر چه بسامد بالاتری جذب کند، ثابت نیروی بیشتری دارد و قویتر است.
4) در NMR اختلاف بسامد نسبت به TMS: Si(CH3)4 اندازه‌گیری می‌شود. اثر پوشش الکترونی به جابه‌جایی شیمیایی می‌انجامد و هر چه اثر پوششی بیشتر باشد، هسته اتم بسامد پایینتری در میدان بالا جذب می‌کند. شدت نوار جذبی NMR با افزایش اثر مغناطیسی هسته‌های مجاور، کاهش می‌یابد. پهنای نوار جذبی در NMR به تعداد پروتونهایی که آن نوار را ایجاد کرده‌اند، بستگی دارد. 
5) علل انحراف از قانون Beer (علل غیرخطی بودن رابطه A و C)
الف) انحرافهای شناخته‌نشده ناشی از زیاد بودن C که به کاهش ضریب جذب و شدت جذب می‌انجامند.
ب) انحرافهای شناخته‌شده شامل ب1) محدودیتهای دستگاهی مانند تکفام نبودن تابش و وجود تابشهای هرز و ب2) تجزیه شدن و دیمر شدن ملکولهای نمونه.
6) علل غیرخطی بودن رابطه F و C
الف) خودجذبی: جذب تابش نشری توسط اتمهای دیگر هنگامی که در اتمساز اختلاف دمایی زیاد باشد.
ب) خودخاموشی: انتقال درونی پیش از نشر
7) در تیتراسیون اسیدهای دوعاملی، اگر نسبت K1 به K2 بیشتر از 1000 باشد، دو نقطه پایانی دیده می‌شود. به یاد داشته باشید، ثابت تفکیک کمتر از 12-10 قابل اندازه‌گیری نیست.
8) در تعادل HA = H+ + A- هر چه توانایی آنیون در نگه داشتن بار منفی بیشتر باشد، پایدارتر است و اسید HA قویتر. توانایی آنیون در نگه داشتن بار منفی به الکترونگاتیوی آن بستگی دارد. بنا بر این هر چه الکترونگاتیوی آنیون بیشتر باشد، اسید HA قویتر است. (باز قوی نباید الکترونگاتیوی زیادی داشته باشد.)
9) اتمهای سبک (کوچک) سخت و اتمهای سنگین (بزرگ) نرم‌اند.
10) دو ترکیب با تعداد الکترونهای پیوندی و زوج الکترونهای ناپیوندی یکسان در اطراف اتم مرکزی، می‌توانند ساختار یکسان داشته باشند. (یکسان بودن هیبریداسیون اتم مرکزی کافی نیست.)
11) رابطه ترمهای طیفی و یک آرایش الکترونی این است که تعداد ریزحالتهای هر دو یکسان می‌‌باشد:
برای ترم طیفی:

 (2L+1)(2S+1)

برای آرایش الکترونی:

 (2z)!/q!(2z-q)!

12) یک ترکیب یونی اگر نقص کاتیونی داشته باشد، نیم‌رسانای + و اگر نقص آنیونی داشته باشد، نیم‌رسانای – است.
13) در یک شبکه یونی، هر چه فاصله کاتیون و آنیون کمتر باشد، انرژی شبکه (انرژی آزادشده هنگام تشکیل شبکه) بیشتر است.
14) در نقطه بحرانی، دما بسیار بالاست و امکان تبدیل بخار به مایع وجود ندارد. (ضریب تراکم‌پذیری بی‌نهایت است.) به عبارت دیگر، در نقطه بحرانی دانسیته دو فاز مایع و بخار برابر است.

۶الف) ستاره‌هایی که از خورشید گرمتر یا سردتر هستند به رنگ‌های دیگر (به ترتیب آبی‌تر و قرمزتر) دیده خواهند شد. پس هر چه دما بالاتر رود، بر خلاف تصور عامیانه طول موج به سمت رنگ آبی میل خواهد کرد.

٧الف) آشنایی با لوزی شناسایی خطر
چون به خاطر سپردن خطرهای مواد شیمیایی گوناگون و چگونگی مقابله با آنها برای هر کسی امکان‌پذیر نیست، برای سهولت در آگاهی‌بخشی درباره خطرهای هر ماده شیمیایی از یک لوزی چهارخانه استفاده می‌شود تا هر کاربری با توجه به آشنایی قبلی از این لوزی از خطرهای آن ماده شیمیایی آگاه گردد.
لوزی خطر دارای چهار خانه است:
خانه قرمز: خانه بالایی مربوط به اشتعال‌پذیری جسم می‌‌باشد.      
خانه زرد: خانه‌ سمت راست واکنش‌پذیری (پایداری و انحلال در آب) را نشان می‌دهد.                                                  
خانه آبی: خانه سمت چپ لوزی خطرهای بهداشتی را نشان می‌دهد.
خانه سفید: خانه پایینی که نشان‌دهنده خطرهای خاص می‌باشد.
هر یک از موارد فوق (اشتعال‌پذیری، واکنش‌پذیری و خطرهای بهداشتی) به پنج درجه تقسیم می‌شوند: از درجه صفر تا درجه 4. به طوری که درجه صفر نشان‌دهنده بی‌خطری و درجه 4 نشان‌دهنده خطر بسیار شدید می‌باشد. این درجه‌بندی برای خطرهای خاص وجود ندارد.
اشتعال‌پذیری
درجه 4: گازها و مایعات بسیار فرار به شدت اشتعال‌پذیر و موادی که در حالت گرد و غبار در هوا مخلوط انفجاری تشکیل می‌دهند. مانند سولفید هیدروژن، استالدهید و اسید پیکریک.

درجه 3: مایعاتی که تقریبا در دمای معولی مشتعل می‌شوند. مانند هیدروکسیل آمین، فسفر سفید و استایرن.
درجه 2: مایعاتی که برای مشتعل شدن باید مقداری گرم بشوند و جامداتی که بخارهای اشتعال‌پذیر تولید می‌نمایند. مانند اسید استیک، نفتالن و فرمالدهید.
درجه 1: موادی که پیش از اشتعال باید حرارت ببینند. مانند گلیسیرین.
درجه صفر: موادی که مشتعل نمی‌شوند. مانند: اسید نیتریک، پراکسید سدیم و اسید سولفوریک.
خطر بهداشتی
درجه 4: موادی که مقدار کمی از بخارات آنها می‌تواند سبب مرگ شود. مانند هیدروژن سیانید HCN 

درجه 3: موادی که خطرات فوق‌العاده برای سلامتی دارند. مانند سولفید هیدروژن H2S  هیدروکسید سدیم NaOH و فسفر سفید.
درجه 2: موادی که برای سلامتی خطرناک هستند. مانند اکسید اتیلن C2H4O و نفتالین C10H8
درجه 1: موادی که خطرات کمی برای سلامتی دارند. مانند کلسیم.

درجه صفر: موادی که در شرایط حریق نیز خطری برای سلامتی ندارند. مانند برنز و فسفر قرمز.
واکنش‌پذیری
درجه 4: موادی که در دما و فشار معمولی قادر به تجزیه یا واکنش انفجاری هستند. مانند اسید پیکریک و تری نیترو تولوئن.

درجه 3: موادی که قادر به تجزیه یا واکنش انفجاری بوده ولی به چاشنی یا دمای کافی نیاز دارند. مانند فلوئور.
درجه 2: موادی که در حالت عادی ناپایدارند و دستخوش تغییر شیمیایی می‌شوند. ولی منفجر نمی‌شوند.
درجه 1: موادی که در حالت عادی پایدارند ولی در دما و فشار بالا ممکن است ناپایدار شوند و در واکنش با آب انرژی آزاد نمایند. مانند روی.
درجه صفر: موادی که در حالت عادی (حتا در شعله) پایدار هستند و با آب واکنش نمی‌دهند. مانند زغال چوب.
خطرهای خاص
خطرهای خاص شامل خطر و اکنش با آب، پلی‌مریزاسیون و یا خطر مواد رادیواکتیو می‌باشند.

اگر منظور، خطر استفاده از آب جهت نشاندن آتش باشد مثل خاموش کردن حریق سدیم با آب، در خانه پایین یک W که خطی از مرکز آن گذشته است، درج می‌شود و اگر جسم در شرایطی پلی‌مریزه شود، کلمه پلی‌مریزه در این خانه درج می‌گردد.

 

دانستنیهای شیمی‌تجزیه

 

الف) واکنش فلزها و از جمله آهن با سولفوریک اسید رقیق و غلیظ متفاوت است. آهن با سولفوریک اسید رقیق گاز هیدروژن تولید می‌کند در حالی که در واکنش با سولفوریک اسید غلیظ گاز SO2 تولید می‌کند:

واکنش آهن با اسید رقیق:

2 Fe + H2SO4 --> H2 + Fe2SO4

واکنش آهن با اسید غلیظ:

 Fe + H2SO4 + 2 H+ --> Fe2+ + SO2 + 2 H2O

 

 

 

۲الف) هر نمکی می‌تواند اسید هم خانواده خود را جذب نماید. برای نمونه سولفاتها می‌توانند سولفوریک اسید را جذب کنند، کلریدها هیدرو کلریک اسید را و...

 

٣الف) اسپکتروسکوپی فرابنفش-مرئی:
به طور کلی هر روش یا دستگاهی که به بررسی برهم‌کنش نور با ماده بپردازد به روشهای اسپکتروسکوپی یا طیف سنجی مربوط می‌شود. روشهای اسپکتروفوتومتری بسیار گسترده‌اند و در هر روش به بررسی برهم‌کنش یک بخش از نور یا امواج الکترومغناطیس با ماده پرداخته می‌شود. برای اندازه‌گیری کمی با اسپکتروفوتومتری، در ابتدا باید یک منحنی کالیبراسیون رسم گردد. برای مثال چنانچه بخواهیم از اسپکتروسکوپی UV-Vis برای اندازه‌گیری غلظت یک یون مانندیون آهن III استفاده کنیم، باید در ابتدا چند محلول معلوم از این یون تهیه شود و منحنی غلظت بر حسب میزان جذب برای این یون رسم گردد. این منحنی کالیبراسیون نام دارد. سپس با اندازه‌گیری میزان جذب نمونه مجهول و بر اساس منحنی کالیبراسیون می‌توان به غلظت نمونه مجهول پی برد.

یک دستگاه اسپکتروفتومتر فرابنفش–مرئی شامل یک منبع نوری، یک تکفام‌ساز و یک آشکارساز است.
١) منبع نوری بیشتر یک لامپ دوتریم است که در ناحیه فرابنفش طیف الکترومغناطیسی تابش می‌کند. لامپ تنگستن، برای طولهای موجهای ناحیه مرئی از طیف الکترومغناطیسی به کار می‌رود.
٢) تکفام‌ساز یک شبکه پراش است و نقش آن، پخش کردن پرتو نوری به طول موجهای تشکیل‌شده از آن است. مجموعه‌ای از روزنه‌ها، طول موج مورد نظر را بر روی سلول نمونه متمرکز می‌سازند.
٣) آشکارساز: نوری که از درون سلول نمونه می‌گذرد، به آشکارساز می‌رسد و در آن جا شدت نور عبوری (I) ثبت می‌شود. آشکارساز، بیشتر یک لوله تکثیرکننده فوتون است، ولی در دستگاههای جدید از فتودیودها نیز استفاده می‌شود. در یک دستگاه دو پرتوی، نور ساطع‌شده از منبع نوری به دو پرتو تقسیم می‌شود: پرتو نمونه و پرتو شاهد. وقتی نمونه‌ای در مقابل پرتو شاهد نباشد، نور آشکار شده معادل شدت نور ورودی به نمونه است.(I0)
سلول نمونه باید از ماده‌ای ساخته شده باشد که نسبت به تابش الکترومغناطیس به کار رفته، شفاف باشد. سلولهای به کار رفته برای ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیس، از جنس شیشه یا پلاستیک هستند. اما برای طیف‌گیری در ناحیه فرابنفش نمی‌توان از شیشه یا پلاستیک استفاده کرد، زیرا نور فرابنفش را جذب می‌کنند. در عوض، از سلولهایی از جنس کوارتز باید استفاده شود که تابش این ناحیه را جذب نمی‌کنند.

محدودیت دستگاه شرح داده شده:
دستگاهی که شرح آن رفت، فقط برای کار در یک طول موج مناسب است؛ اگر طیف جامعی مورد نظر باشد، به یک سیستم مکانیکی جهت چرخش تکفام‌ساز و پویش تمامی طول موجها نیاز خواهد بود. این نوع سیستم آهسته کار می‌کند و بنا بر این، زمان قابل توجهی برای ثبت یک طیف مورد نیاز است.

اسپکتروفتومترهای جدید
تغییر جدید در راستای بهبود کیفیت اسپکتروفتومترهای قدیمی، ساخت اسپکتروفتومترهای ردیف دیودی است. یک ردیف دیود، شامل مجموعه‌ای از آشکارسازهای فوتودیود است که در کنار یکدیگر بر روی یک بلور سیلیسیم قرار گرفته‌اند. هر دیود، برای ثبت نوار باریکی از طیف طراحی شده است. این دیودها به گونه‌ای به یکدیگر مربوط شده‌اند که سراسر طیف در یک زمان ثبت می‌شود.
این نوع آشکارساز هیچ قسمت متحرکی ندارد و می‌تواند طیفها را به‌ سرعت ثبت کند. افزون بر این، خروجی آن به یک رایانه داده می‌شود که می‌تواند به پردازش داده‌ها بپردازد. ولی از آنجایی که شمار فتودیودها محدودند، بنا بر این قدرت تفکیک اندکی کاهش می‌یابد.

البته استفاده از روش طیف سنجی UV - vis هنگامی مفید است که نمونه رنگی باشد.

۴الف) آذرسنج (Optical Pyrometer)
این نوع دماسنج که دماسنج غیر تماسی هم نامیده می‌شود، بر پایه رنگ نور نشرشده از جسم کار می‌کند. دامنه کاربرد این دماسنج در دماهای بالای سرخ است و برای آهن تقریبا بالای 500 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
طرز کار:
نور ایجاد شده توسط جسم، از درون یک سیستم نوری (با بزرگ‌نمایی معین) که درون آن یک لامپ گداخته کوچک جای داده شده است، گذرانده می‌شود. (بدین ترتیب اگر کسی از درون چشمی به درون این سیستم نگاه کند، نور بسیار باریکی را خواهد دید.) در برخورد این نور با رشته لامپ، جریانی از رشته می‌گذرد که میزان دمای جسم را نشان می‌دهد. این جریان توسط پتانسیومتری که بین منبع تغذیه (یک باتری) و لامپ است، کنترل می‌شود. نمایش‌گر دما هم یک ammeter است که دامنه آن از 500 درجه تا 1600 درجه سانتی‌گراد متغیر می‌باشد.
آذرسنج تابشی
اصول کارکرد آذرسنج تابشی بر پایه یک منبع تابشی استاندارد به نام جسم سیاه یا تابشگر کامل می‌باشد. تابشگر کامل، جسمی فرضی است که همه پرتوهای تابیده به خود را جذب می‌کند. در دمای یکسان، چنین جسمی سریعتر از هر جسم دیگر از خود انرژی می‌تابد. قانون استفان-بولتزمن که مبنای مقیاس دمای آذرسنج‌های تابشی است، نشان می‌دهد که شدت تابش یک تابشگر کامل به توان چهارم دمای مطلق آن بستگی دارد.
آذرسنج نوری
آذرسنج تابشی به همه طول موجهای تابش پاسخ می‌دهد. با این که اصول کارکرد آذرسنج نوری با آذرسنج تابشی یکسان است، اما آذرسنج نوری با یک طول‌موج یا نوار باریکی از طول‌موج طیف مرئی کار می‌کند. آذرسنج نوری، دما را از طریق مقایسه درخشندگی نور نشر‌شده توسط منبع با نور نشرشده از یک منبع استاندارد، اندازه می‌گیرد. برای سهولت مقایسه رنگها، یک فیلتر قرمز که تنها طول موج پرتو قرمز را عبور می‌دهد به کار می‌رود.
متداول‌ترین آذرسنج نوری که در صنعت به کار می‌رود، نوع رشته پنهان‌شونده است. این آذرسنج شامل یک تلسکوپ و یک جعبه کنترل می‌باشد. تلسکوپ شامل یک فیلتر شیشه‌ای قرمز که جلوی چشمی نصب شده و یک لامپ با رشته درجه‌بندی‌شده است که عدسی‌های شیئی، تصویری از جسم را بر آن متمرکز می‌کنند. این دستگاه دارای یک کلید برای بستن مدار الکتریکی لامپ و یک پرده جاذب برای تغییر گستره اندازه‌گیری دما می‌باشد.
حد بالایی دما تا اندازه‌ای به خطر خراب شدن رشته و میزان خیره‌کنندگی ناشی از درخشش در دماهای بالا بستگی دارد. گستره دما ممکن است با به کارگیری پرده جاذب بین عدسی شیئی و شبکه رشته افزایش یابد. با به کارگیری پرده‌های جاذب گوناگون، حد بالایی آذرسنج نوری را می‌توان تا ˚C 10000 یا بیشتر افزایش داد.
برخی مزایای آذرسنجهای نوری و تابشی عبارتند از:
1. اندازه‌گیری دماهای بالا.
2. اندازه‌گیری دمای اجسام دور از دسترس.
3. اندازه‌گیری دمای اجسام کوچک یا متحرک.
4. هیچ یک از قسمتهای دستگاه در اثر گرما خراب نمی‌شوند.
محدودیتهای آنها عبارتند از:
چون سازگاری نورسنجی به قضاوت فردی بستگی دارد، خطاهایی روی می‌دهند.
در هوای آلوده و پر از دود و گاز اشتباهاتی پدید می‌آیند.
بسته به میزان انحراف از شرایط تابشگر کامل خطا ایجاد می‌شود.

 

دانستنیهای شیمی‌معدنی

الف) در باره سختی جامدهای یونی می توان سه قاعده زیر موسوم به قاعده Fajans را بیان کرد:

1) در جامدهای یونی با ساختار بلوری یکسان و بار برابر، هر چه فاصله بین یونها کمتر باشد، بر میزان سختی بلور افزوده می‌شود.

2) در جامدهای یونی که ساختار یکسان و فاصله بین‌یونی نزدیک دارند، با افزایش بار آنیون و کاتیون، سختی بلور افزایش می‌یابد.

3) چنانچه یونها در یک جامد یونی دارای آرایش گاز بی‌اثر باشند، نسبت به جامدهای یونی دیگر که در آنها یونها آرایش گاز بی‌اثر ندارند، (در صورتی که بار، فاصله بین‌یونی و ساختار بلور یکسان باشند.) سختی بلور بیشتر است.

 

 

۲الف) سیتریک اسید، سدیم کربنات، جوش شیرین (سدیم بی‌کربنات)، سولفوریک اسید، دی اکسید کربن، هیدروژن پراکسید، آمونیوم پرکلرات، پتاسیم یدید، الکلها و... به عنوان سوخت شیمیایی خودروهای کوچک استفاده می‌شوند.

چند واکنش از این دست عبارتند از:

2HOOH --> 2 H2O + O2   enzyme: catalyses

H2CO3 --> CO2 + H2O   enzyme: carbonic anhydride

 

در واکنشهای بالا که با استفاده از آنزیم انجام‌پذیرند، از انرژی به دست آمده از شکستن پیوند استفاده می‌شود.

 

سوختن اتانول:

 

C2H5OH + 3 O2 --> 2 CO2 + 3 H2O

تجزیه اسید استیک:

CH3CO2H --> CO2 + CH4

یا تجزیه جوش شیرین:

2NaHCO3 --> Na2CO3 + CO2 + H2O

 

دو واکنش اخیر برای شروع به گرما نیاز دارند اما پس از شروع واکنش، گرماده هستند.

 

 

۳الف) کلرید آهنIII یا FeCl3، ماده‌ای به شدت سمی، خورنده و اسیدی با رنگ متغیر است که رنگ آن به زاویه دید بستگی دارد و از سبز تیره تا بنفش تغییر می‌کند. انحلال آن در آب گرمازاست و در اثر انحلال، محلول قهوه‌ای رنگ و اسیدی می‌دهد. در اثر گرما، به کلرید آهنII و گاز سمی کلر تجزیه می‌شود:

 

FeCl3 + Q --> FeCl2 + 1/2 Cl2

 

با ترکیب FeCl3، جوش شیرین و آب در یک بطری می‌توان گازی فوق‌العاده‌ای تولید کرد که سبب می‌شود بطری نوشابه را مانند موشک پرتاب کند.

یادآوری می‌شود هر ماده منفجره به دو جزء ماده سوختنی و اکسنده نیاز دارد. برای مثال پتاسیم نیترات به شدت اکسنده است ولی به تنهایی منفجر نمی‌شود. اما ترکیب چهار به شش شکر (به عنوان ماده سوختنی) و پتاسیم نیترات به یک بمب دودزا منتهی می‌شود.

 

 

۴الف) فسفید فلزهایی مانند آلومینیوم، روی، کلسیم و منیزیم به عنوان یک گونه از سمهای دفع آفات، حشرات و جونده‌ها از دیرباز در بسیاری از کشورهای دنیا به کار می‌رفته‌اند که قیمت ارزان، کاربرد آسان و کارآیی بالا موجب مصرف گسترده آنها در کشاورزی شده است.

در ایران "فسفید آلومینیم" با نام قرص برنج به ویژه در شمال کشور برای نگهداری برنج در انبارها و جلوگیری از تخریب آن توسط حشر‌ه‌ها از سالیان گذشته استفاده می‌شده است.

قرصهای برنج در تماس با رطوبت موجود در برنج و غلات دیگر، گاز سمی فسفین آزاد می‌کنند که این گاز موجب نابودی آفات و حشر‌ه‌ها و ماندگاری محصول در انبار می‌شود. به علت فراریت و نیمه عمر کوتاه گاز فسفین در محیط، مصرف برنج و دیگر فراورده‌های کشاورزی نگهداری‌شده توسط این ماده، پیامدهای سوء در انسان ندارد.

البته فسفید آلومینیوم جزو سمهای کشنده برای انسان است و مقدار کشنده آن برای انسان بالغ با میانگین وزن 70 ک‌گ حدود 500 میلی‌گرم برآورد شده، این در حالی است که هر قرص برنج حاوی یک گرم فسفید آلومینیوم است. فسفید آلومینیوم در معده در اثر واکنش با آب و اسید معده گاز سمی فسفین آزاد می‌کند و نشانه‌های مسمومیت شامل طیف وسیعی از آشفتگیهای گوارشی، قلبی عروقی، کلیوی، کبدی، عصبی و تنفسی است که می‌توان استفراغ ، درد ناحیه شکم، سرگیجه، کاهش هوشیاری، کاهش فشار خون، بی‌نظمی تپش قلب، زردی، تشنج و بیهوشی را نام برد.

 

توضیح بیشتر درباره سم‌پاشی: دوره کارنس به زبان ساده عبارت است از مدت زمانی که پس از سم‌پاشی باید طی شود تا فراورده کشاورزی را بتوان مصرف کرد. مسلما پس از سم‌پاشی نه تنها بافتهای بیرونی گیاه و میوه‌ها به سم آغشته می‌گردند بلکه پاره‌ای از سمها از طریق روزنه‌های گیاه یا آوندهای چوبی و آبکش به بافتهای درونی نفوذ و به همه نقاط گیاه سرایت می‌کنند که مصرف چنین فراورده‌ای برای بدن زیان‌آور است.

 

 

۵الف) پتاسیم نیترات KNO3 یک ترکیب یونی به رنگ سفید و در آب محلول است. پتاسیم نیترات کاربردهای فراوان دارد که از جمله برای ساختن باروت و نیز در ترکیب خمیر دندان به کار می‌رود. واکنش انفجار باروت سیاه را می‌توان به این صورت نوشت:

 

4KNO3 + S + 4 C -> 2 N2 (g) + 2 K2O + 4 CO2 (g) + SO2 (g)

برخی واکنش انفجار باروت را در فضای محدود به صورت زیر نوشته‌اند:

2KNO3 + S + 3 C -> N2 + 3 CO2 + K2S

هنگام انفجار دودی خارج می‌شود که مربوط به ایجاد پتاسیم سولفید است.

اگر در هوای آزاد باروت را بسوزانیم معادله واکنش چنین است:

4KNO3 + 3 S + 2 C -> 2 N2 + 2 K2CO3 + 3 SO2

 

در عمل برای ساخت باروت سیاه 75 درصد پتاسیم نیترات، 14 درصد زغال چوب و 11 درصد گوگرد به کار می‌رود. پتاسیم نیترات (شوره) همان ماده سفید رنگی است که به طور طبیعی در کنار دیوارهای مرطوب ایجاد می‌شود.

پتاسیم نیترات همچنین به عنوان یک ماده اکسنده نیز کاربرد دارد.

 

 

۶الف) چرا با این که ظرفیت کربن 4 و کلسیم 2 است، فرمول کلسیم کاربید به صورت CaC2 نوشته می‌شود؟

پاسخ: ظرفیت 4 اتم کربن در پیوندهای اتمی دیده می‌شود، درحالی که در این جا یک پیوند یونی وجود دارد.

در دمای معمولی، کلسیم و کربن با هم واکنش نمی‌دهند. در اثر افزایش دما تا حدود 2000 درجه سانتی‌گراد و در اثر واکنش آهک و کک، کلسیم کاربید به دست می‌آید. در این ترکیب یونی، C+4 وجود ندارد بلکه آنیون C2 با دو بار منفی وجود دارد، یعنی دو اتم کربن که با پیوند سه گانه به هم پیوند شده‌اند و بار کلی آن 2- می‌باشد. سپس این آنیون دو اتمی با دو بار منفی می‌تواند با یک کاتیون کلسیم واکنش بدهد و ترکیب CaC2 به دست آید:

CaO + 3 C --> CaC2 + CO

به طور کلی از واکنش مستقیم کربن با فلزها یا اکسید فلزها در دمای بالا ترکیباتی به دست می‌آیند که کاربید نامیده می‌شوند. کاربیدها دارای یون C=2 هستند.


7الف) اجزای اصلی تشکیل‌دهنده شیشه
با نگاه به جدول عناصر، کمتر عنصری را می‌توان یافت که از آن شیشه به دست نیاید. ولی سه ماده کربنات دو سود، سنگ آهک و سیلیس مواد اصلی تشکیل‌دهنده شیشه می‌باشند. مواد شیشه‌ساز مورد تایید موسسه استاندارد عبارتند از سیلیس، دی اکسید بور، پنتا اکسید فسفر که از هـر یک به تنهایی می‌توان شیشه تهیه کرد.
گداز آورها:
کربنات سدیم، کربنات پتاسیم و خرده‌شـیشـه، سـیلـیکات سدیم و سـلـیـس گدازآور می‌باشند، در آب حل می‌شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می‌کنند به هـمین عـلـت است که بیشتر شیشه‌های مصرف‌شده در گـلخانه پس از چند سال کدر می‌شوند و نور از آنها به خوبی عـبور نمی‌کند.
تثبیت‌کننده‌ها:
برای آن که مقاومت شـیشـه را در برابر آب و هـوا ثابت کنند باید اکسـیدهای باریم، سرب، کـلسیم، مـنـیزیم و روی به مـخـلـوط شیشه افزوده شود که به آنها ثابت‌کـننده می‌گـویند.
تصفـیه‌کننده‌ها:
تصفیه‌کننده‌ها موجب کاستن حباب هوا در شیشه می‌شوند و بر دو نوعند:
الف) فـیزیکی: سولفات سدیم، کلرات سدیم با ایجاد حباب‌های بزرگ، حباب‌های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می‌کنند.
ب) شیمیایی: املاح آرسنیک و آنتیموان ترکیباتی ایجاد می‌کنند که حبا‌ب‌های کوچک درون شیشه را از بین می‌برند.
تا این جا به موادی اشاره شد که نبودشان در مواد اولیه از مرغـوبیت کالا می‌کاهد. حال به چند ماده دیگر که به نوعـی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره می‌شود.
افزودنی‌ها
1) استفاده از بوراکس به جای اکسید و کربنات سدیم ( گدارآور ) که در اثر گرما به سدیم اکسید و بورم اکسید تجزیه می‌شود و در واقع به جای هر دو ماده عمل می‌کند.
2) استفاده از نیترات سدیم برای از بین بردن رنگ سبز شیشه (ناشی از اکسید آهن که همراه مواد دیگر وارد کوره می‌شود.)
3) استفاده از اکسید منگنز که باعـث مقاومت بیشتر در برابر عـوامل جوی و شفافتر شدن شیشه می‌شود.
4) استفاده از اکسید سرب به جای کلسیم اکسید برای ساختن شیشه‌های مرغـوب بلور که سبب درخشندگی شیشه می‌شوند.
5) اکسـید نقـره برای ساختن بلور مرغـوب.
6) فلدسپار که مقاومت شیشه را در برابر مواد شیمیایی افزایش می‌دهد.
7) برای این که شیشه در برابر اسید فلوئوریدریک هم مقاوم باشد، ترکیباتی از فـسـفـات به آن می افزایند.
8) خرده‌شیشه که به ذوب مواد سرعت بیشتری می دهد.
9) اکسید فلزات برای تهیه شیشه‌های رنگی.
10) اکسید سزیم برای جذب پرتو فروسرخ استفاده می‌شود.

انواع شیشه و کاربرد آن‌ها
شیشه رنگی
به دو طریق می‌توان شیشه رنگی به دست آورد"
1. با افـزودن و کم کردن برخی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگ‌ قرمز می‌دهند و رنگ آبی پر رنگ به وسیله اکسید کبالت به دست می‌آید. رنگ زرد نیز با افزودن اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می‌شود.
2. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فـرو می‌کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه‌های رنگی در ویترین مغازه‌ها، نمایشگاه‌ها، آزمایشگاه‌ها و ساختمان‌های صنعتی به کار می‌روند.

شیشه ضد آتش (پیرکس)
همراه مواد اولیه این شیشه‌ها که مقاومت زیادی در برابر گرما دارند، مقدار زیادی اکـسـید بوریک (بوراکس) به کار می‌رود و سـیلـیس آن‌ها از انواع شیـشـه‌های معمولی بیشتر است. از آن‌ها معمولا به عنوان ظرف‌های آزمایشگاهی و آشپزخانه و یا در جلوی بخاری‌های دیواری و اجاق‌ها استفاده می‌نمایند.
ویژگی نشکن در شیشه‌های پیرکس با نوعی عملیات گرمایی تنش‌زدایی ایجاد می‌شود. برای این کار، شیشه تا دمای 620 تا 630 درجه گرم می‌شود و به حالت خمیرگونه در می‌آید و در فشار خاصی ناگهان سرد می‌شود.‌

شیشه مسطح
این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی میان شیشه می‌سازند و بیشـتر برای درهای ورودی، کارگاه‌ها، موتورخانه‌ها، آسانبرها و هـر جایی که خطر شکـسـتن و فرو ریختن شیشه وجود دارد‌، استفاده می‌نمایند.

شیشه دو جداره
شیشه دو جداره از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند، ساخته شده است. فضای بین آن‌ها با مواد خشک‌کننده‌ای مانند سیلـیکاژل پر یا بین دو لایه خلا ایجاد می‌شود. این نوع شیشه که عایق گرما، سرما و صداست در بسیاری از ساختمان‌ها مانند فرودگاه‌ها، هتل‌ها و بیمارستان‌ها به کار می‌رود.

شیشه سکوریت (securit)
برای تولید شیشه سکوریت، شیشه تا دمای حدود 700 درجه سانتی‌گراد گرم و به طور ناگهانی و در شرایط خاص سـرد می‌شود. این کار مقاومت شیشه را در برابر ضربه و نیز شوک‌های گرمایی حدود 3 تا 5 برابر افزایش می‌دهد. این شیشه‌ها در صورت شکستن، به ذرات ریز و مکعبی تقسیم می‌شوند که آسیب نمی‌رسانند. از این نوع شـیشـه در ویترین فروشگاه‌ها، درهای شـیشـه‌ای و پنجره‌های جانبی خودروها استفاده می‌شود.

شیشه نشکن
این نوع شیشه‌ها شامل دو یا چند لایه شیشه‌اند که به وسیله ورقه‌هایی از نایلون شفاف تحت فشار و گرما به هم می‌چسبند. همچنین برخی از انواع شیشه‌های طلق‌دار به عنوان عایق صوتی، جاذب گرما، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی به کار برده می‌شوند. وقتی این شیشه‌ها می‌شکنند، خاصیت کشسانی نایلون، از پخش و پراکندگی ذرات شیشه جلوگیری می‌کند. این نوع شیشه‌ها در خودروها و ویترین مغازه‌هایی که اشیای گران‌قیمت می‌فروشند به کار می‌روند. ممکن است شیشه نشکن از جنس شیشه سکوریت ساخته شود.

شیشه بازتابنده (reflex)
در این نوع شیشه‌ها، یک سطح شیشه با یک پوشش بازتابنده نور و گرما و از جنس فلز یا اکسید فلزی پوشانده می‌شود. این نوع شیشه‌ها، نور خورشید را باز می‌تابانند و سبب کاهش دما و درخشندگی نور می‌شوند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه بازتابنده نگاه کنیم تصاویر بیرون را مانند آینه باز می‌تاباند و اگر از درون نگاه کنیم شیشه شفاف خواهد بود. این پدیده شب‌ها برعکس است؛ یعنی شیشه از بیرون شفاف و از درون مانند آینه است. این شیشه با بازتابش نور خورشید، گرمای ناشی از تابش خورشید را کاهش می‌دهد و در نتیجه سبب صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت، راه‌اندازی و نگهداری دستگاههای تهویه و تبدیل می‌شود.

 

٨الف) برای تمیز کردن آلومینیومی که رنگ آن کدر شده است، چون روی آن یک لایه از اکسید آلومینیوم وجود دارد، می‌توان آن را در محلول سود و سپس برای از بین بردن دوده، در محلول اسید نیتریک غوطه‌ور کرد.
در اثر اکنش سود با اکسید آلومینیوم (Al2O3) خواهیم داشت:

Al2O3 + 6 NaOH --> 2 Al(OH)3 + 3 Na2O

اما Al(OH)3 وارد این واکنش می‌شود:

Al(OH)3 + NaOH --> NaAlO2 + 2 H2O

بنا بر این، واکنش نهایی به صورت زیر نوشته می‌شود:

Al2O3 + 2 NaOH --> 2 Na[Al(O2)] + H2O

واکنش بین نیتریک اسید و کربن (دوده) نیز به صورت زیر است:

C + 4 HNO3 = CO2 + 4 NO2 + 2 H2O

توضیح بیشتر: آلومینیم اکسید یک ترکیب آمفوتر است، یعنی در برابر اسیدها، نقش باز و در برابر بازها، نقش اسید را ایفا می‌کند. واکنش این ماده در محیط‌های اسیدی قوی یا قلیایی قوی به صورت زیر می‌باشد:

Al2O3 + 6 HCl --> 2 AlCl3 + H2O

همچنین در محیط قلیایی قوی:

Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O --> Na[Al(OH)4]

در pHهای میانی ترکیب‌های دیگری نیز به دست می‌آیند. برای مثال وقتی pH بالا در سدیم هیدروکسید کاهش یابد، به جای ترکیب Al(OH)4 با یک بار منفی، ترکیبهای Al(OH)3 و Al(OH)+2 به دست می‌آیند؛ با ادامه کاهش pH، Al(OH)+2 تولید می‌شود تا این که در اسیدی قوی ترکیب Al+3 را داریم که در حضور هیدرو کلریک اسید به صورت AlCl3 در می‌آید.

٩الف) پنبه نسوز (‌آزبست) از استخراج تخته سنگ‌های لیفی به دست می‌آید. طول الیاف آزبست از 25 میلی‌متر بیشتر نمی‌شود. رنگ آن بین سفید و خاکستری متغیر می‌باشد. پنبه نسوز عایق گرما و جریان برق است و مواد شیمیایی نیز بر روی آن اثری ندارند. بدین جهت برای عایق‌بندی و همچنین تهیه لباس آتش‌نشانان به کار می‌رود. در معبدهای قدیمی فتیله مشعلها را از پنبه نسوز می‌ساختند و رومیان خاکستر مرده‌هایی را که می‌سوزاندند، در لفافی از پنبه نسوز می‌پیچیدند و از آن نگهداری می‌کردند.
پنبه نسوز بیشتر از موادی مانند سیلیکات‌های آهک و اکسید منیزیم تشکیل شده است و در آن آهن هم یافت می‌شود. پنبه نسوز شبیه پشم و پنبه معمولی است، با این تفاوت که در برابر آتش مقاومت می‌کند. در حالی که پشم و پنبه این خاصیت را ندارند. همچنین پنبه نسوز را می‌ریسند و به صورت نخ در می‌آورند و با آن پارچه می‌سازند. کارگرانی که در کارخانه‌ها با خطر آتش‌سوزی روبرو هستند کلاهخود، دست‌کش، لباس و چکمه‌هایی از جنس پنبه نسوز دارند. پنبه نسوز تا دمای  1100 تا 1600 درجه سانتی‌گراد را تحمل می‌کند و برخی از انواع آنها حتا تا 2800 درجه نیز مقاومت می‌کنند.
پنبه نسوز در رگه‌های برخی صخره‌ها یافت می‌شود و برای استخراج یک تن از آن باید در 50 صخره حفاری و کاوش کنند. در کشور کانادا حدود 75 درصد از پنبه نسوز خام جهان تولید می‌شود.
البته به یاد داشته باشید، آزبست سرطان‌زاست.

١٠الف) در انرژی شبکه، بار یون نقش مهمتری از اندازه یون دارد زیرا با افزایش بار یون، جاذبه الکتروستاتیک بین یونها افزایش می‌یابد. همچنین بار کاتیون و بار آنیون به یک اندازه نقش دارند، زیرا میزان بار یون یا همان قدر مطلق بار مهم است و منفی یا مثبت بودن آن تفاوتی ندارد.
از این رو، برای تعیین انرژی شبکه هر چه بار یونها بیشتر باشد (چگالی بار بیشتری داشته باشند.) انرژی شبکه بیشتر می‌شود. اگر بار یونها برابر باشد، هرچه شعاع یونها کوچکتر باشد چگالی بار آنها بیشتر است و بنا بر این انرژی شبکه بیشتر می‌شود.

١١الف) به طور کلی زاجها، نمکهای دوگانه سولفات هستند. (نمک دوگانه نمکی است که در آن یک بنیان آنیونی با دو نوع کاتیون در بلور شرکت می‌کند.) فرمول عمومی آنها

M[Al(SO4)2].12H2O ‌

می‌باشد که در آن M یک کاتیون تک اتمی و تک بار غیر از +Li است. (چون یون +Li کوچک است و سبب ناپایداری کملکس می‌شود.) برای مثال زاج پتاسیم، KAl(SO4)2.12H2O با جرم مولکولی 474 گرم بر مول می‌باشد.
زاجها را برای انداختن ترشی و شور، تصفیه آب و پساب، سیمان ضد آب، کاغذ سازی و به عنوان کف‌ساز در کفهای آتش‌نشانی به کار می‌برند.
زاجهای رنگی، نامهایی‌اند که به برخی از نمکهای سولفات فلزها (به علت رنگ آنها) نسبت می‌دهند. برای مثال، مس II سولفات (CuSO4,5H2O) را زاج آبی، منیزیم سولفات (MgSO4.7H2O) را زاج سرخ یا نمک اپسوم و نیز آهن II سولفات (FeSO4.7H2O) را زاج سبز می‌نامند.
روش تهیه اسید سولفوریک از زاج سبز:
نخست زاج سبز FeSO4.7H2O را گرما می‌دهند تا همه آب تبلور آن تبخیر شود و FeSO4 به دست آید. با گرمادهی بیشتر، FeSO4 به Fe2O3 و اکسیدهای گوگرد تجزیه می‌شود که با ادامه  گرمادهی، تری اکسید گوگرد به اکسیژن و دی اکسید گوگرد تبدیل می‌شود.

FeSO4.7H2O --> FeSO4.H2O --> FeSO4
2FeSO4 --> Fe2O3 + SO2 + SO3
SO3 --> 2SO2 + O2

البته اگر زاج سبز را گرم کنیم تا سولفات آهن II بی‌آب به دست آید، چون این ماده به آسانی در آب حل می‌شود، می‌توان آن را در آب حل نمود و اسید سولفوریک به دست آورد:

FeSO4 + H2O --> H2SO4 + FeO

کات کبود (سولفات مس II) یا زاج آبی دارای فرمول CuSO4,5H2O می‌باشد که از واکنش سولفوریک اسید با اکسید مس طی عمل تبلور تهیه می‌شود و کاربرد آن در کشاورزی برای آفات‌زدایی، تصفیه آب و ماده نگه‌دارنده چوب می‌باشد. کات کبود نیز به دلیل خواص مولکولی خود از رشد جلبکها جلوگیری می‌کند و به همین دلیل هنگام ذخیره آب تصفیه‌شده به آب می‌افزایند. کات کبود همچنین در دباغی پوست و نیز در رنگ‌سازی و ساخت ابریشم به کار می‌رود. حلالیت این ماده در آب برابر 6/31 گرم در 100 سی سی آب در دمای صفر درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
توضیح بیشتر: آب در زاج و بسیاری از نمکهای متبلور وجود دارد. آب می‌تواند تنها در بیرون از مولکول، آن را آب‌پوشی نماید و یا می‌تواند درون ترکیب وارد شود و با آن پیوند بدهد که در این حالت آب تبلور نامیده می‌شود؛ به عبارت دیگر، آب تبلور آبی است که به همراه بلور برخی جامدهای یونی است.
هنگامی که یک جامد یونی از محلول آبی متبلور می‌شود، ممکن است شماری از مولکولهای آب در شبکه بلور به دام بیفتند و با بلور پیوندهای ضعیف واندروالس بدهند. برای مثال، باریم کلرید در آب محلول است و می‌توان به وسیله‌ تبخیر محلول و اشباع کردن آن، مقداری بلور BaCl2 به دست آورد. در این حالت، به جای BaCl2 خالص، نمک متبلور آن را داریم که فرمول آن  BaCl2,2H2O می‌باشد. به این گونه بلورهای نمکی که با مولکولهای آب همراه هستند، هیدراته و به آبی که در شبکه بلوری این نمکها وارد شده است، آب تبلور گفته می‌شود. مثال دیگر از این دست، سولفات مس آب‌دار است که دارای 5 مولکول آب تبلور می‌باشد: CuSO4,5H2O
هیدراتها بر اثر گرم شدن آب تبلور خود را به صورت بخار آب از دست می‌دهند.

BaCl2,2H2O (s) + Q --> BaCl2 (s) + 2 H2O (g)

از بین رفتن آب تبلور یک نمک آب‌دار را شکوفا شدن می‌نامند.
به طور معمول، هیدراتها بلورهای بزرگ و شفاف تشکیل می‌دهند. رنگ برخی از نمکهای آب‌دار با رنگ نمک بی‌آب آنها متفاوت است، از این رو، از این نمکها به عنوان شناساگر رطوبت استفاده می‌کنند. برای مثال:
قرمز رنگ CoCl2.2H2O
صورتی رنگ CoCl2.5H2O
بنفش رنگ CoCl2.4H2O
آبی رنگ CoCl2

١٢الف) کف چه اشکالی دارد؟
کف پراکندگی پایدار توده‌ای از حبابهای تشکیل‌شده از گازها (بیشتر هوا) در یک مایع می‌باشد. به ندرت مشاهده گردیده که یک محصول خالص دارای کف باشد. غیر از مخلوط هیدروکربن‌ها که علت تولید کف ایزومرها می‌باشند، اساساً تشکیل کف به عامل فعال سطحی (surfactant) بستگی دارد.
کف ناپایدار است و در یک محلول بدون اعمال هیچ گونه نیروی بیرونی کف‌های تولیدی متلاشی و به مایع تبدیل خواهند شد. جذب یک عامل افزاینده کشش سطحی، از این تخریب جلوگیری می‌کند. می‌توان گفت تقریباً در هر مایعی با توجه به انتخاب درست یک فعال سطحی یا گاز تزریقی کف متفاوتی خواهیم داشت. در مایعات ویسکوزتر، کف پایداری بیشتری دارد.
تئوری ضد کف
عملکرد ضد کف‌ها به دو صورت است: به صورت کاهش کشش سطحی و تخریب عوامل تثبیت‌کننده سطوح بیرونی حباب‌ها و یا ترکاندن حباب‌ها به صورت موضعی. تخریب عوامل تثبیت‌کننده، به نوع کف و میزان کشش سطحی مایع بستگی دارد. کم بودن کشش سطحی ضدکف نسبت به کف تولیدی دارای اهمیت می‌باشد.
اثر پراکندگی ضدکف هنگامی خود را بروز می‌دهد که به مواد فعال سطحی این اجازه را بدهد که بیشتر به سمت قسمتهای دارای کف هدایت شوند. در نمونه‌های دارای امولسیون، پودرهای پرکننده‌ای مانند سیلیکا و منگنز به کار می‌روند؛ این پرکننده‌ها به عنوان یک عامل فعال‌کننده سطحی، به پراکندگی حباب‌ها و ترکاندن حبابهای کف کمک می‌کنند.
انواع ضد کف
ضد کف‌ها دو نوعند: 1) پایه سیلیکونی 2) پایه معدنی
ضد کف پایه معدنی بیشتر در رنگ،‌ جوهر و صنایع پوشش‌دهنده به کار می‌رود. به علت کاهش کشش سطحی سیلیکون در سطوح معیوب، از این نوع ضدکف نباید استفاده کرد.
ضد کف‌های سیلیکونی برای نمونه‌های روغنی:
بهترین نمونه، ترکیبات سیلیکونی CAF1000C است که شامل ادتیوهایی با بازده خیلی بالا در سیالات می‌باشد. هنگام استفاده از یک سیال،‌ سرعت و مدت زمان ترکیدن حباب‌ها،‌ عامل مهم برای انتخاب ضدکف می‌باشد. کف سیالات با ویسکوزیته پایین، سریع‌تر می‌ترکد و ضدکف سیالات با ویسکوزیته بالاتر در زمان طولانی‌تر خاصیت خود را نشان می‌دهد که در این مورد CF12.5K مناسب می‌باشد.
ضدکف‌های سیلیکونی برای نمونه‌های آبی:
ضدکف‌های سیلیکونی معمولاً‌ در دو نوعِ خوراکی و صنعتی دسته‌بندی می‌گردند و در امولسیون‌های 10،‌ 20 و 30 درصدی موجود می‌باشند.
ضدکف‌های صنعتی
ضدکف‌های صنعتی به دو صورت عمل می‌کنند:
1- در هنگام افزودن به نمونه،‌ حباب‌ها را به سرعت ترکانده و حذف می‌کنند.
2- در درازمدت،‌ حضورشان مانع تشکیل دوباره کف می‌گردند.
نمونه‌های CAF100,200,300 هر دو خاصیت یادشده را دارند. نمونه‌های دیگر مانند CAF505 که قیمت کمتری دارند، برای پساب‌های صنعتی به کار می‌روند. اگر ضدکف غیر سیلیکونی مورد نیاز باشد نمونه‌های CNS672,775,890 سفارش می‌گردد. برای نمونه‌های خشک مانند پودرهای شوینده، نوع CAF1100 را می‌توان قبل از مخلوط کردن اضافه نمود.
ضدکف‌های خوراکی
ضدکف‌های سیلیکونی پایه خوراکی Flexichem توسط مصوبه افزودنی‌های مجاز خوراکی فرموله گردیده‌اند.
وسایل به کار گرفته‌شده جهت استفاده از ضدکف قبل از کاربرد استریل می‌گردند. همه وسایلِ در تماس با ضدکف بایستی جهت اطمینان و تأیید استانداردهای سلامتی و عدم وجود ذرات ریزی مانند باکتری‌ها تست گردند.
همه ضد‌کف‌های خوراکی CFA110,210,310,100C بدین روش تهیه شده‌اند.

١٣الف) روش شناسایی طلای تقلبی: طلا تنها با تیزاب سلطانی واکنش می‌دهد یعنی مخلوطی از نیتریک اسید و هیدروکلریک اسید با نسبت سه به یک. به همین خاطر چنانچه فلزی با نیتریک اسید یا سولفوریک اسید گرم و غلیظ واکنش داد، طلا نیست و چنانچه با یکی از این دو اسید واکنش نداد، طلا می‌باشد.
اما طلافروشان از روشهای ساده‌ و به کمک تجربه یا خراشاندن طلا و دیدن رنگ آن استفاده می‌کنند.

١۴الف) اگر اختلاف الکترونگاتیوی بین دو عنصر
کمتر از 4/0 باشد، پیوند کوالانسی غیرقطبی است: H2
کمتر از 7/1 باشد، پیوند کوالانسی قطبی است: NaCl
کمتر از 9/1 باشد، پیوند یونی است: HCl

15الف) تیتراسیون اکسایش کاهش
در تیتراسیون‌های معمولی مانند تیتراسیون‌های خثی شدن، یک اسید با غلظت نامعین، به وسیله بازی با غلظت معین تیتر می‌شود. نقطه هم‌ارزی، نقطه‌ای است که در آن تعداد یون‌های +H با تعداد یون‌های – OH هم‌ارز یا برابر می‌شود. یک شناساگر به محلول اضافه می‌شود که در pH خنثی تغییر رنگ می‌دهد. در این زمان، افزودن باز قطع می‌شود و از روی مقدار حجم مصرفی باز، غلظت اسید با حجم معین را می‌توان محاسبه نمود.
تیتراسیون‌های اکسایش کاهش بر  پایه انتقال الکترون بنا شده‌اند. در تیتراسیون‌های اکسایش‌کاهش، یک جسم کاهنده را می‌توان توسط محلول استاندارد یک جسم اکسنده تیتر نمود. عکس این عمل نیز صادق است، یعنی یک جسم اکسنده را می‌توان توسط محلول استاندارد یک جسم کاهنده تیتر نمود. بنابراین فرمول کلی این تیتراسیون‌ها عبارت است از:

aOX2 + bRed1 ---> aRed2 + bOX1

a و b ضرایب اجسام اکسنده و کاهنده است. در یک واکنش اکسایش‌کاهش، هر چه تفاوت پتانسیل استاندارد E zero برای نیم‌واکنش‌های اکسایش و کاهش بیشتر باشد، واکنش کاملتر است و این واکنش‌ها در تیتراسیون‌ها اهمیت بیشتری دارند.
اکسنده‌های مهم که از محلول استاندارد آن‌ها بیشتر استفاده می‌شود، عبارتند از: ید، پتاسیم پرمنگنات، سریک سولفات، پتاسیم بیکرومات و پتاسیم یدات.کاهنده‌های مهم عبارتند از: سدیم تیو سولفات که از محلول استاندارد آن در یدومتری استفاده می‌شود، و نیز محلول استاندارد انیدرید آرسینو 2O3As.
بعضی از واکنش‌های اکسایش‌کاهش را بر حسب نام استاندارد به کار برده شده نامگذاری کرده‌اند مانند:
1-  منگانومتری به تیتراسیون‌های اکسایش‌کاهش که از پرمنگنات پتاسیم به عنوان اکسنده استفاده می‌شود، گفته می‌شود.
2- ید سنجی یا یدومتری: به طور کلی به واکنش‌هایی که در آن ید اکسید می‌گردد، یعنی ید از محلول یدیدها آزاد می‌گردد یدومتری گویند. روش‌های زیادی بر اساس خواص کاهندگی یون یدید استوارند. ید که محصول واکنش است، معمولاً با محلول استاندارد تیوسولفات در حضور شناساگر چسب نشاسته تیتر می‌شود.
3- کروماتومتری: در این روش یک جسم کاهنده توسط محلول استاندارد پتاسیم بیکرومات اکسید شده و تعیین مقدار می‌گردد.
4- بروماتومتری: مستلزم اکسیداسیون با پتاسیم برومات توسط یونهای 4Ce+ می‌باشد.
بیشتر شناساگرهای مورد استفاده در تیتراسیون‌های اکسایش‌کاهش خود عوامل اکسنده یا کاهنده‌اند که به جای حساس بودن به تغییر غلظت، نسبت به تغییر پتانسیل سیستم پاسخ می‌دهند.


16الف) آب، شرط وجود زندگی می‌باشد و بیشتر واکنش‌های شیمیایی در محیط آبی روی می‌دهند. آب به علت برخی ویژگی‌ها از تغییرات ناگهانی دمای طبیعت جلوگیری می‌کند. آب، پس از مصارف گوناگون (خانگی، کشاورزی، صنعتی و…) به پساب تبدیل می‌شود. برای جلوگیری از آلودگی آب و محیط زیست توسط این پساب‌ها باید راهکارهایی برای تصفیه و استفاده دوباره از آنها به کار برد.
پساب‌های صنعتی
پساب‌های صنعتی از صنایع گوناگون پدید می‌آیند و بسته به نوع صنایع، ترکیب شیمیایی دیگر گون دارند و وقتی وارد دریاها می‌شوند، آب را آلوده می‌کنند و آبزیان را می‌میرانند.
مواد شیمیایی موجود در پساب‌های صنعتی
بسته به نوع کارخانه‌ها و فراورده‌های آن‌ها، ترکیب‌های شیمیایی و درصد آن‌ها در پساب‌های صنعتی متفاوت است. اما از مهمترین آن‌ها می‌توان آرسنیک، سرب، کادمیم و جیوه را نام برد. این مواد از طریق پساب کارخانجات کاغذسازی، پلاستیک‌سازی، مواد دفع آفات گیاهی و استخراج معادن وارد آب‌های جاری و محیط زیست می‌شوند.
از مهمترین فجایع آلودگی با جیوه به فاجعه آلودگی آب رودخانه میناماتا در ژاپن با ترکیبات ارگانومرکوریک که به‌ عنوان کاتالیزور در کارخانه پلاستیک‌سازی استفاده می‌شود، می‌توان اشاره کرد که در آن مردم اطراف رودخانه به بیماری ناشناخته‌ای دچار شدند که ناشی از وجود جیوه فراوان در بدن آنها بود و هزاران نوزاد ناقص‌ و مرگ شمار زیادی از مردم، پیامد آلودگی آب با پساب این کارخانه بود.
پساب‌های کشاورزی
در این پساب‌ها، سم‌های کشاورزی مانند هیدروکربن‌های هالوژن‌دار، DDT، آلودین، ترکیب‌های فسفردار مانند پاراتیون وجود دارد. ترکیبات هالوژن‌دار بسیار خطرناکند و هنگامی که همراه با آب کشاورزی در لایه‌های زمین نفوذ نمایند یا به بیرون از محیط کشاورزی هدایت شوند، پساب‌های کشاورزی بسیار خطرناک تولید می‌کنند.
پساب‌های شهری
این پساب‌ها از مصرف خانگی آب حاصل می‌شوند. در این پساب‌ها انواع موجودات ریز، میکروب‌ها و ویروس‌ها و چند نوع مواد شیمیایی معین وجود دارد که بیشترین آن آمونیاک و نیز مقداری اوره می‌باشد. این پساب‌ها باید از مسیرهای سربسته به محل تصفیه هدایت گردند. برای خنثا سازی محیط قلیایی این پسابها که برای رشد و نمو میکروب‌ها محیط مناسبی است، از کلر استفاده می‌شود.
انواع آلاینده‌های موجود در پساب‌های شهری
آلاینده‌های زیستی: از دفع پساب‌های بیمارستانی و مراکز بهداشتی شهری ناشی می‌شود.
آلاینده‌های شیمیایی: آلاینده‌های شیمیایی پساب‌های خانگی بیشتر ناشی از مصرف شوینده‌هاست که روز به روز مصرف آنها بیشتر می‌شود. این آلاینده‌ها به‌علت وجود عامل حلقوی در ساختمان ملکول شوینده (ABS)، غیر قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیه‌خانه‌ها هستند.
فرمول عمومی: LABS): linear Alkyl Benzo Sulfuric acid = RŔ/ (C6H5) SO3H)
امروزه در کشورهای ژاپن و آمریکا، شوینده حلقوی را به خطی تبدیل نموده‌اند که قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیه‌خانه‌هاست. ولی در بیشتر کشورها به ‌علت ارزان بودن (LABS) هنوز هم این ماده در شوینده‌ها به کار می‌رود.
سایر آلاینده‌ها: مواد جامد و رسوبات، مواد رادیواکتیو، مواد نفتی و آلاینده‌های گرمایی مانند نیروگاه‌ها.
پساب‌های غیر انسانی
باید دانست که در طبیعت تنها انسان نیست که با تولید پساب آب‌ها را آلوده می‌کند. بلکه فعالیت جانوران نیز در این آلوده‌سازی نقش دارد. اگر میزان آلودگی انسان را معادل یک BOD فرض کنیم، جانوران دیگر مانند اسب، گاو، گوسفند، خوک و مرغ خانگی به ترتیب 11.3، 16.4، 2.5، 1.9 و 0.91 خواهند بود.

آلودگی آب در جهان
حدود 69 % آب مصرفی جهان، صرف کشاورزی و آبیاری می‌شود. 23 % به مصرف صنایع می‌رسد و مصارف خانگی تنها حدود 8 % را شامل می‌شوند. در کشورهای پیشرفته، کشاورزی و صنایع بیشترین مصرف آب و بالاترین نقش را در آلودگی آبها دارند.
برای گرد آوری اطلاعات کیفی آب بیش از 50 پارامتر تعریف شده‌ است که مهمترین آن‌ها عبارتند از:
Do (اکسیژن محلول)، BoD (اکسیژن مورد نیاز واکنش‌های بیوشیمیایی)، CoD (اکسیژن مورد نیاز واکنش‌های شیمیایی)، میزان کلروفرم‌ها و نیترات‌ها و فلزهای سنگین می‌باشد.

درجه‌بندی پساب‌ها
پساب‌ها بر پایه مقدار BOD درجه‌بندی می‌شوند. پساب‌هایی که BOD آنها به ترتیب در حدود 210، 350 و 600 میلی‌گرم در لیتر است، پساب‌های ضعیف، متوسط و قوی هستند. برای جلوگیری از آلودگی آب‌ها در بیشتر نقاط جهان ، هیچ پسابی حتا پس از تصفیه در صورتی که BOD آن بیش از 20 میلی‌گرم در لیتر باشد، مجاز به ورود به جریان‌های سطحی و یا زیر زمینی نیست.

تخلیه بی‌رویه پساب‌های صنعتی در آب‌های سطحی
تخلیه بی‌رویه و پساب‌های صنعتی (و همین طور غیر صنعتی و کشاورزی) در آب‌های سطحی، موجب مرگ و میر جانوران آبزی می‌گردد. جالب توجه است که تلاشی اجساد همین جانوران خود مزید بر آلودگی هر چه بیشتر می‌گردد. از دیگر اثرات مهم این فاجعه تبدیل فعالیت باکتری‌های آب از حالت هوازی (Aerobic) یعنی همراه با مصرف اکسیژن به حالت بی‌هوازی (Anaerobic) و بدون نیاز به اکسیژن می‌باشد. فعالیت باکتری‌های بی‌هوازی، با پیدایش بوی نامطبوع و زننده‌ای همراه است و بیشتر محصولات به دست آمده از فعالیت باکتری‌های بی‌هوازی برای زندگی جانداران دیگر زیان‌آور است.

تصفیه آب و پساب‌ها
آب و پساب‌ها برای استفاده و برای برگشت به محیط یا استفاده دوباره نیاز به تصفیه دارند. روش‌های گوناگونی برای تصفیه آب‌ها و پساب‌ها وجود دارد که بسته به مصارف آب و نوع آلودگی از این روش‌ها استفاده می‌شود. عمده‌ترین‌ روش‌های تصفیه آب عبارتند از:
تصفیه مکانیکی آب
تصفیه شیمیایی آب
تصفیه آب به روش اسمز معکوس
تصفیه بیوشیمیایی آب
فیلتراسیون آب

پتانسیل اکسیداسیون
پتانسیل اکسیداسیون، یکی از معیارهای مهم برای اندازه‌گیری آلودگی آب‌هاست. اکسیژن محلول در آب، عامل اساسی زندگی و رشد جانوران و گیاهان است. زندگی این موجودات به حداقل اکسیژن محلول در آب بستگی دارد. ماهی بیش از سایر جانداران و بی‌مهره‌گان در درجه دوم و باکتری‌ها کمتر از تمام موجودات آبزی به اکسیژن محلول در آب نیاز دارند. در یک آب معمولی که ماهی در آن پرورش می‌یابد، اکسیژن محلول نباید از 5 میلی‌گرم در لیتر کمتر باشد و این مقدار در آب‌های سرد به 6 میلی‌گرم در لیتر افزایش می‌یابد.
اگر مقدار اکسیژن محلول در آب از کمینه مجاز برای زندگی جانداران آبزی کمتر باشد، آب آلوده تلقی می‌گردد. وجود مواد آلی در آب، موجب مصرف و کاهش مقدار اکسیژن محلول می‌گردد. بیشتر ترکیبات آلی موجود در آب دارای کربن هستند و در واکنش مهمی که در محیط آبی به کمک باکتری‌های خاصی انجام می‌پذیرد به ترتیب زیر است، به ازای 12 گرم کربن، 32 گرم اکسیژن مصرف می‌شود. اگر فرض کنیم که مقداری روغن که حاوی 12 گرم کربن است، در آب ریخته شود، با در نظر گرفتن حداکثر مقدار اکسیژن محلول در آب در شرایط معمولی (میلی‌گرم در لیتر) این مقدار روغن، آبی در حدود 3555 لیتر را فاقد اکسیژن و کاملا آلوده می‌نماید.

اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون پساب
اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون پساب معیار مناسبی برای آگاهی از حدود مقدار مواد آلاینده موجود در آن است. دو روش تعیین میزان آلودگی که بر اساس یاده شده در بالا متکی هستند، تحت عناوین COD و BOD شناخته شده‌اند.
(BOD (Biochemical Oxygen Demand:
BOD عبارت است از میزان اکسیژن مور نیاز میکرو ارگانیسم‌ها در اکسیداسیون بیوشیمیایی مواد آلی موجود در آب. در حقیقت BOD تعیین‌کننده مقدار اکسیژن مورد نیاز برای ثبوت بیولوژیکی مواد آلی نمونه مورد نظر خواهد بود. اگر BOD آبی در حدود 1 میلی‌گرم در لیتر باشد، آب خوب و اگر به حدود 3 برسد مشکوک و بیشتر از 5، آلوده است.
(COD (Chemical Oxygen Demand:
COD عبارت است از میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد قابل اکسیداسیون موجود در آن. مقدار COD معمولا با استفاده از یک اکسنده قوی در محیط اسیدی قابل اندازه‌گیری است.
تعیین BOD با وجود ارزش فراوان، دو ضعف اساسی دارد؛ یک: طولانی بودن مدت آزمایش و دو: امکان مسموم شدن میکرو ارگانیسم‌ها در تماس با مواد آلوده در این مدت طولانی. از این رو، COD ارزش فراوانی دارد.

 

 

دانستنیهای شیمی‌فیزیک

 

الف) خواص کولیگاتیو (کاهش فشار بخار، افزایش دمای جوش، کاهش نقطه ذوب و ایجاد فشار اسمزی) به شمار ذرات ناخالصی بستگی دارند؛ برای مثال یک مول نمک سدیم کلرید چون به صورت یونی در آب حل می‌شود، به دو مول یونهای سدیم و کلرید تبدیل می‌شود، اما یک مول شکر به صورت ملکولی حل می‌شود و در آب همان یک مول ذره را دارد. بنا بر این در افزایش نقطه جوش یا کاهش نقطه ذوب، افزایش یک مول نمک سدیم کلرید، معادل افزایش دو مول شکر عمل خواهد کرد.

افزون بر این، جسم حل‌شونده غیر فرار یا جسمی که با ملکولهای آب پیوند می‌دهد، در برخی خواص با شدت افزایش بیشتری همراه است.

 

دانستنیهای شیمی‌کاربردی

 

الف) خشک کردن یکی از قدیمی‌ترین روشهایی است که بشر برای نگهداری مواد غذایی به کار برده است. از آنجایی که همه میکروارگانیسمها برای فعالیت خود به رطوبت نسبی مشخصی نیاز دارند. در روش خشک کردن با خارج کردن آب از فرآورده، محیط برای رشد و تکثیر میکروارگانیسمها نامساعد می‌شود و طول عمر ماندگاری (Shelf life) آن افزایش می‌یابد.
آب آزاد یا آب غیر ترکیبی، می‌تواند در واکنشها شرکت کند و روی بسیاری از عوامل کیفی مانند ماندگاری مواد مغذی فراورده و افزایش تاریخ انقضای آن اثرگذار است.

خشک‌کن‌های الکترونیک (R.F dryer)
خشک‌کن‌های الکترونیک بدون استفاده از سوختهای فسیلی مانند گازویل، نفت و گاز سبب گرم شدن و در نتیجه خشک شدن، پختن،‌ ذوب یا بخار اجسام می‌گردند. در این نوع از خشک‌کن‌ها با مصرف برق کم تابشهای رادیویی با طول موج و توان خاص متناسب با نیاز‌ هر جسم در زمان کوتاهی تولید می‌شوند و با تبخیر ملکولهای آب یا هر جسم دیگر عملیات خشک کردن انجام می‌شود.
در این روش، سرعت خشک کردن 50 برابر سریعتر از روشهای دیگر است، تونل یا اتاقکهای بزرگ خط تولید حذف می‌گردند و مصرف برق نیز تا چندین برابر کاهش می‌یابد؛ هیچ گونه مشکل زیست محیطی ندارند و در بیشتر موارد انواع قارچها و باکتریهای غیرمفید را نابود می‌نماید.
مزایای خشک‌کن‌های الکترونیک
1)حرارت دلخواه: در خشک‌کن‌های الکترونیک میزان دما با مدت زمان تابش، توان تابشهای رادیویی، طول موج، زاویه تابش و فاصله تابش تنظیم می‌گردد که این کار با رایانه و خودکار انجام می‌‌شود. کافی است روی رایانه دما و رطوبت دلخواه را تنظیم کنید، بقیه امور به صورت خودکار اجرا خواهند شد.
2 )فضای مورد نیاز: خشک‌کن‌های الکترونیک حدود 5 برابر کمتر از دستگاههای متداول فضا نیاز دارند.
3) افزایش بازدهی: به دلایل زیر بازدهی خشک‌کن‌های الکترونیک 40 درصد از دستگاههای معمولی بیشتر است: 1. نیاز نداشتن به سوختهای فسیلی، 2. مصرف کمتر برق، 3. سرعت بالا، 4. کاهش فضای مورد نیاز برای تولید، 5. خودکار بودن دستگاه و کاهش شمار نیروها، 6. تعمیر و نگهداری کمتر و 7. بهداشت و سلامت فرآورده‌ها.

 

٢الف) نیتروز اکسید (N2O_nitrousoxide) چگونه کار می‌کند؟

البته این سامانه به ندرت در ایران دیده شده است و بیشتر کسانی که در این باره پرسیده‌اند آن را در فیلمها و بازیهای رایانه‌ای دیده‌اند و نامهایی مانند قدرت، نیترو و توربو بر آن نهاده‌اند.
در بیشتر موتورهای احتراقی، مخلوطی از سوخت و هوا با نسبت 1 به 12 درون موتور کشیده می‌شود و پس از متراکم شدن، با جرقه شمع می‌سوزد و گرمای بالایی تولید می‌کند. اگر بتوان با ترفندی، اکسیژن بیشتری به درون سیلندر وارد کرد و به همراه آن سوخت بیشتر، قدرت بیشتری تولید خواهد شد. 
نیتروز اکسید در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد به دو گاز اکسیژن و نیتروژن تجزیه می‌شود و مقدار زیادی اکسیژن آزاد می‌کند، در این حالت با افزایش مقدار سوخت، قدرت موتور و شتاب خودرو بیشتر می‌شود.
از سوی دیگر، با تبخیر نیتروز اکسید، هوای ورودی به سیلندر خنک می‌شود و بنا بر این چگالی و حجم آن کاهش می‌یابد؛ با کم شدن چگالی، خود به خود جرم بیشتری از هوا درون سیلندر وارد می‌شود و با افزایش مقدار سوخت، می‌توان قدرت موتور را بیشتر نمود.
شاید از خود بپرسید چرا از این سامانه در همه خودروها استفاده نمی‌شود؟ در پاسخ باید گفت یک موتور ۵ لیتری که با ۴۰۰۰ دور در دقیقه کار می‌کند، در هر دقیقه ۱۰ هزار لیتر هوا مصرف می‌کند (به ازای مصرف ۰‎/۲ لیتر بنزین) که این حجم خیلی بالایی است و از سوی دیگر، نمی‌توان مقدار زیادی نیتروز اکسید را در خودرو ذخیره کرد.
شایان یادآوری است که نیتروز اکسید نیز مانند بقیه گازها حتا اگر در حالت مایع باشد، حجم زیادی می‌گیرد. ولی به هر حال، این گاز را در حالت مایع در یک مخزن ذخیره می‌کنند که مقدار کمی است و فقط تا چند دقیقه می‌توان از آن بهره برد. این مقدار اندک در هنگام لزوم برای رسیدن به شتاب بالا، توسط کلیدی که روی فرمان است، مصرف می‌شود.

٣الف) کسیه هوا
در دهه 80 (1980) اولین کیسه هوا برای خودورها ساخته شد، اما پس از سال 1998 همه خودروهای تازه، ملزم به داشتن کیسه‌های هوا در سمت راننده و مسافر شدند. آمارها نشان می‌دهند، استفاده از کیسه هوا خطر مرگ در تصادفات رو در رو را 30 درصد کاهش می‌دهد.
همان طور که می‌دانید تا هنگامی که هیچ نیرویی به جسم در حال حرکت وارد نشود، جسم با همان سرعت اولیه و در همان راستا به حرکت خود ادامه می‌دهد. بنا بر این، حتا اگر خودرو بایستد، سرنشینان آن به حرکت خود ادامه خواهند داد. متوقف کردن یک جسم، به وارد کردن نیرو در یک مدت زمان معین نیاز دارد؛ از این رو، در هنگام تصادف، برای توقف سرنشینان خودرو  به نیرو نیاز داریم، چون تکانه خودرو تغییر کرده ولی تکانه سرنشینان تغییر نکرده است و از سوی دیگر، برای این کار زمان چندانی هم نداریم.
هدف از به کار گیری وسایل نگهدارنده درون خودرو، کمک به توقف سرنشینان با کمترین آسیب می‌باشد. استفاده از کیسه هوا هم برای به صفر رساندن سرعت سرنشینان با کمترین آسیب یا بدون آسیب است. کیسه هوا باید بین راننده و فرمان خودرو قرار گیرد و در کسری از ثانیه عمل کند.
هر کیسه هوا از 3 بخش مهم ساخته شده است:
1) خود کیسه هوا که از پارچه نایلونی سبک ساخته شده و در بین فرمان یا داش‌بورد جاسازی شده است. کیسه هوا را به تازگی در صندلی و درها نیز جاسازی کرده‌اند.
2) حس‌گر (سنسور) که به کیسه فرمان می‌دهد تا از گاز پر شده و باد شود. باد شدن، هنگامی رخ می‌دهد که نیرویی برابر با نیروی برخورد به دیوار آجری با سرعت 16 تا 24 کیلومتر بر ساعت وارد شود. در اثر برخورد، جزئی از این سامانه جا به جا می‌شود و به حس‌گر فرمان می‌دهد که تصادف رخ داده است.
3) سامانه باد کننده، با ترکیب تری نیترید سدیم  و نیترات پتاسیم، گاز نیتروژن تولید می‌کند. جریان گاز نیتروژن گرم، کیسه را باد می‌کند. به عبارت دیگر، در کیسه هوا سوخت جامدی که سریع می‌سوزد، مشتعل و مقادیر زیادی گاز برای باد کردن کیسه ایجاد می‌کند. کیسه، با سرعتی در حدود 322 Km/h سریعتر از چشم به هم زدن از جای خود بیرون می‌آید؛ پس از یک ثانیه، گاز از سوراخهای ریز کیسه خارج می‌شود تا شما بتوانید دوباره حرکت کنید.
پودری که هنگام باز شدن کیسه در هوا پخش می‌شود، پودر تالک می‌باشد که سازندگان کیسه هوا برای نرم و انعطاف‌پذیر نگه داشتن کیسه‌ها در زمانی که استفاده نمی‌شوند، از آن استفاده می‌کنند.

 

4الف) درباره چند ماده شیمیایی
وسایل آتش‌بازی از مخلوط کردن نیترات پتاسیم، گوگرد، زغال سنگ و نمکهای برخی فلزها تهیه می‌شوند. برای آن که وسایل آتش‌بازی را به رنگهای گوناگونی درآورند به آنها نمکهای فلزاتی چون باریم، منیزیم، سدیم و استرانسیم می‌افزایند. برای این کار، این مواد را با کلرات پتاسیم مخلوط می‌کنند. نمکهای باریم رنگ سبز و سولفات استرانسیم رنگ آبی آسمانی ایجاد می‌کنند. کربنات استرانسیم رنگ زرد، استرانسیم رنگ قرمز، نمکهای سدیم رنگ زرد و نمکهای مس رنگ آبی پدید می آورند. پودر آلومینیم نیز سبب ایجاد باران نقره‌ای می‌شود.

بنزین یکی از مهمترین مواد موجود در جهان است. خودروها، هواپیماها و وسایل نقلیه دیگر به کمک بنزین حرکت می‌کنند. بنزین از نفت خام تهیه می‌شود. نفت خام مایعی سیاه و چسبناک است که از چاههای نفت استخراج می‌شود. به این ماده طلای سیاه هم می‌گویند.
بقایای بدن گیاهان و جانوران که میلیونها سال پیش در زیر لایه‌هایی از سنگها و رسوبات مدفون شدند، در اثر فشار و گرمای زیاد به تدریج به نفت و گاز تبدیل شدند. در بستر برخی از اقیانوسها و دریاها نیز مخازن بزرگی از نفت وجود دارد.
نفت خام پس از استخراج از چاههای نفتی، پالایش می‌شود. پالایش نفت به فرایندی گفته می‌شود که طی آن مواد گوناگونی از جمله بنزین، نفت سفید، گازویل، قیر، گریس و غیره را از نفت خام تبخیر می‌کنند. سپس، بخارات را در دستگاهی به نام برج تقطیر در دماهای متفاوت به مایع تبدیل می‌کنند به طوری که هر یک از فراورده‌های گوناگونی که از این روش به دست می‌آیند وارد لوله‌ای جداگانه می‌شود. به این عمل تقطیر جزء به جزء می‌گویند.

یخ خشک: یخ معمولی از انجماد آب به دست می‌آید. آب در دمای صفر درجه سانتی‌گراد شروع به یخ بستن می‌کند. ولی نوع دیگری از یخ وجود دارد که به آن یخ خشک می‌گویند. یخ خشک دی اکسید کربن منجمد است. این نوع یخ هنگامی به وجود می‌آید که گاز دی اکسید کربن در فشار بالا تا دمای 80- درجه سانتی‌گراد سرد شود. به این ترتیب دی اکسید کربن از حالت گاز به جامد تبدیل می‌شود. یخ خشک شبیه برف است، ولی می‌توان دانه‌های آن را متراکم کرد و به شکل قطعات کوچک و بزرگ در آورد.
از آن جا که نقطه انجماد یخ خشک بسیار پایین است برای انجماد و سرد سازی مواد غذایی و داروهها به کار می‌رود.
یخ خشک در دمای معمولی بدون این که به مایع تبدیل شود، از حالت جامد به حالت گازی در می‌آید و بخار می‌شود. به همین دلیل از یخ خشک برای تولید مه و بخار در فیلمهای سینمایی و صحنه تاتر استفاده می‌شود.   

پلاستیک از ترکیبات آلی ساده ساخته می‌شود. پلاستیک برای نخستین بار در سال 1862میلادی توسط یک انگلیسی به نام الکساندر پارکز ساخته شد. در آن روزها این ماده را به افتخار پارکر، «پارکزین» نامیدند. پارکزین اولین پلاستیک ساخته شده در جهان است.
ساخت پلاستیک در مقیاس تجاری نخستین بار توسط لئو هنریک بک لند آغاز شد. او این ماده را از فرمالدهید و فنل تهیه کرد. پس از آن روشهای جدیدی برای ساخت پلاستیک ابداع شد و پلاستیک‌سازی به سرعت گسترش یافت.
امروزه بیشتر مواد پلاستیک را از مواد خامی که در صنایع نفت خام تولید می‌شوند، می‌سازند. برخی از انواع پلاستیکها عبارتند از: پلی‌تن، پلی‌استر، پی‌وی‌سی و نایلن.
پلاستیک در زندگی امروزی کاربردهای فراوانی دارد. پلاستیکها در ساخت عدسیها، پنجره هواپیماها، کیف، سطل، لیوان، مسواک، شانه، جعبه رادیو، اسباب‌بازیها، کالاهای ورزشی، پارچه و... به کار می‌روند.


5الف) لک‌های گوناگون را با توجه به حلال، همچنین نوع و جنس پارچه و رنگ آن می‌توان برطرف نمود. البته ماده‌ی لک‌بر ممکن است نقش حلال یا اکسیدان (کلر، آب اکسیژنه) و یا جسم کاهنده (سولفیت‌های هیدروژن‌دار) را داشته باشد. در صورت داشتن نقش حلال، معمولا برای لک‌های با ملکول‌های قطبی از حلال‌های قطبی و در مورد غیرقطبی از حلال‌های غیر قطبی استفاده می‌گردد. حلال‌های گوناگون را در دو دسته‌ی آلی و معدنی رده‌بندی می‌کنند:

الف- حلال‌های آلی شامل:
هیدروکربن‌های سیر شده (بنزین یا گازولین، نفت - غیر قطبی)
هیدروکربن‌های معطر یا آروماتیک (بنزن، تولوئن، گزیلن - غیر قطبی)
هیدروکربن‌های کلردار (تتراکلرید کربن - غیرقطبی)
الکل‌ها (متانول و بوتانول - قطبی)
استون‌ها (استون - قطبی)
استرها (استات اتیل و استات بوتیل - قطبیت ضعیف‌تر از الکل‌ها)
اترها (اتر اتیلیک و اتر گلبکولیک - قطبی ضعیف)

ب- حلال‌های معدنی شامل:
حلال‌های معدنی اکسیژن‌دار (آب و دی‌اکسید گوگرد - قطبی)
حلال‌های معدنی نیتروژن‌دار (آمونیاک - قطبی)

برخی حلال های مناسب و متداول در زندگی روزمره:
نوار چسب: تترا کلرید کربن
خون: محلول نمک، آب و صابون
شربت و شیرینی: آب گرم و صابون، آب ژاول
آدامس: تترا کلرید کربن
چای، قهوه، کاکائو و شکلات: آب جوش، آمونیاک
چربی: تترا کلرید کربن، بنزین سفید
ید: الکل، تیوسولفات سدیم
رنگ روغنی: تینر
عرق بدن: آمونیاک و سرکه، سپس پودر لباس‌شویی
قیر: نفت، بنزین، تترا کلرید کربن
لاک: الکل، استون
لک میوه: آب جوش
لک سبزی: الکل و صابون
لک زنگ آهن: آب لیمو و نمک
لک‌های روی ظروف نقره: نمک خوراکی
لک‌های روی ظروف نیکل: آمونیاک، کلروفرم، اتر، نفت
لک‌های روی ظروف آلومینیوم: سرکه گرم
لک پارافینی: اتو کشی با کاغذ خشک‌کن و سپس تترا کلرید کربن
لکه‌ جوهر و مرکب: شیر محلی که گرم نشده باشد.
لکه‌ چربی فرش: پودر جوش‌شیرین بپاشید و پس از یک روز برس بزنید.


6الف) چرا فولاد ضدزنگ، زنگ نمی‌زند؟
در سال 1913 میلادی، وقتی که یک پژوهشگر انگلیسی درباره چگونگی بهبود کیفیت لوله اسلحه‌های نظامی بررسی می‌کرد، پی برد که افزودن مقداری کروم به فولاد می‌تواند نقش بسیار مهمی در افزایش مقاومت آن داشته باشد. امروزه افزون بر کربن، آهن و کروم، عناصر دیگری مانند نیکل، نیوبیوم و تیتانیوم نیز در فولاد ضدزنگ وجود دارد. این عناصر مقاومت فولاد را در برابر زنگ‌زدگی و هر نوع خوردگی افزایش می‌دهند. اگر در فولادی که در ساخت ابزارهای گوناگون به کار می‌رود، حداقل 12 درصد کروم وجود داشته باشد، این ماده ضدزنگ خواهد بود. کروم موجود در فولاد با اکسیژن موجود در هوا ترکیب می‌شود و یک لایه بسیار نازک و نامرئی از اکسید کروم در سطح فولاد پدید می‌آورد که سطحی غیرفعال و واکنش‌ناپذیر است. چون اندازه اتم‌های کروم و اکسید کروم یکسان است، این اتم‌ها در سطح فولاد در کنار هم قرار می‌گیرند و پوشش پایداری را در سطح ایجاد می‌کنند که پهنای آن تنها به اندازه چند اتم است. اگر در سطح این فلز هر گونه شکاف یا خراشی ایجاد شود و سطح غیرفعال به هر‌ علتی آسیب ببیند، بلافاصله تعدادی ملکول اکسید کروم در محل آسیب‌دیده جایگزین خواهند شد تا از زنگ‌زدگی فولاد جلوگیری شود. برای این که سطح غیرفعال ایجاد شده در سطح فولاد بتواند ویژگی خود را حفظ کند به اکسیژن نیاز دارد و به همین دلیل گفته می‌شود اجسامی که از جنس فولاد ضدزنگ هستند در محیط‌هایی که میزان اکسیژن آن کافی نباشد در برابر خوردگی و فرسایش مقاومت کمتری دارند.
اما جالب است بدانید که اتم‌های آهن بسیار کوچک‌تر از اکسید‌آهن هستند و چون ملکول‌های اکسید آهن به شیوه نامنظمی در کنار اتم‌های آهن قرار می‌گیرند، لایه‌ای از اکسید آهن که در سطح فولاد ایجاد می‌شود، نمی‌تواند همانند لایه اکسیدکروم از زنگ‌زدگی جلوگیری کند.
کلر موجود در آب دریا سطح غیرفعال ایجاد شده در جسمی که از فولاد ضدزنگ ساخته شده است را از بین می‌برد و به همین دلیل پیش از آن که اتم‌های کروم موجود در این سطح بتوانند با استفاده از اکسیژن موجود در محیط ویژگی از دست‌رفته خود را به دست آورند، اتم‌های دیگر در معرض پدیده زنگ‌زدگی قرار خواهند گرفت. اگر بتوان از طریق فرآیند اثرناپذیری اتم‌های آزاد آهن را از سطح فولاد حذف ‌کرد، می‌توان مقاومت این فلز را در برابر خوردگی به میزان قابل توجهی افزایش داد. برای انجام این کار، فولاد را در یک محلول اکسیدان غوطه‌ور می‌سازند تا با حذف لایه آهنی موجود در سطح، از تغییر رنگ سطح فولاد به دلیل قرار گرفتن در مجاورت اکسیژن هوا جلوگیری کنند.

7 الف) شناخت انواع پمپ
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی می‌گیرد و به سیال مایعی که از آن عبور می‌کند، انتقال می‌دهد. در نتیجه، انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می‌یابد.
از پمپ‌ها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جابه‌جایی آن در یک سیستم لوله‌کشی و یا هیدرولیک استفاده می‌نمایند. به عبارت کلی‌تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می‌کنند. پمپ‌ها دارای انواع گوناگونی هستند که هر کدام دارای کاربرد خاصی می‌باشند. مهمترین انواع پمپ‌ها عبارتند از:
1. پمپ‌های سانتریفوﮊ (گریز از مرکز)
2. پمپ‌های رفت و برگشتی
3. پمپ‌های چرخ دنده‌ای

1. پمپ‌های سانتریفوﮊ
در این گونه پمپ‌ها انتقال انرﮊی به سیال به طور پیوسته انجام می‌پذیرد. پمپ‌های سانتریفوﮊ معمولاً نیرو محرکه خود را از یک الکترو موتور دریافت می‌کنند. نیروی محرکه از طریق یک محور به نام شفت (shaft) از موتور به پمپ منتقل می‌شود. شفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ (coupling) به شفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به آسانی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می‌گردد.

پمپ‌های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی‌شکل است و پوسته (casing) نامیده می‌شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور نصب شده‌اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می‌باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می‌شود.
برای این که از محل خروج شفت از پوسته پمپ سیالی خارج نشود و نشتی وجود نداشته باشد از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم درباره این نوع پمپ‌ها، هواگیری پمپ پیش از روشن کردن آن می‌باشد. یعنی پس از راه‌اندازی پمپ و اطمینان از ورود سیال به درون آن، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس‌شده درون پمپ نیز اطمینان حاصل نمود.

2. پمپ‌های رفت و برگشتی
در این نوع پمپ‌ها انتقال انرﮊی به سیال به صورت دوره‌ای می‌باشد. نیروی محرکه این نوع پمپ‌ها نیز توسط موتورهای الکتریکی تامین می‌گردد. در این نوع پمپ‌ها، حرکت چرخشی میل‌لنگ به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر تبدیل می‌شود. با عقب رفتن پیستون، در سیلندر مکش ایجاد و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی، داخل سیلندر می‌گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به بیرون هدایت می‌گردد. شیرهای ورودی و خروجی یک‌طرفه و طوری ساخته شده‌اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع درون سیلندر به قسمت کم‌فشار و برعکس جلوگیری شود.
اگر به جای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می‌گویند و چنانچه پلانجر، دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق پیستون و پلانجر در این است که طول سر پیستون  از مسافتی که پیستون درون سیلندر طی می‌نماید، کوتاه‌تر است در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی‌شده توسط آن در سیلندر می‌باشد. از سوی دیگر، در پمپ‌های پیستونی از حلقه یا رینگی جهت آب‌بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می‌کند، در حالی که در پمپ‌های پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است.
این پمپ‌ها معمولاً کم‌ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می‌توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپ‌ها در جاهایی که به جابه‌جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا نیاز می‌باشد، استفاده می‌کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپ‌ها به صورت غیر یکنواخت می‌باشد.
نکته بسیار مهم درباره این پمپ‌ها آن است که هرگز نباید آن‌ها را در حالی که شیر خروجی پمپ (discharge) بسته است روشن نمود.

3. پمپ‌های چرخ دنده‌ای
این پمپ‌ها نوعی از پمپ‌های گردشی می‌باشند. پمپ‌های چرخ دنده‌ای از دو بخش متمایز تشکیل شده‌اند، یک دیواره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ‌دنده می‌باشد. در پمپ‌های چرخ دنده‌ای مقداری مایع بین دنده‌های چرخ‌دنده پمپ به اصطلاح به تله می‌افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده‌ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می‌شود. این پمپ‌ها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که در آن‌ها فاصله میان اجزای گردنده و دیواره ثابت بسیار کم می‌باشد. کار برد این پمپ‌ها برای جابه‌جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می‌باشد.


نکته مهم درباره این پمپ‌ها آن است که هرگز نباید آن‌ها را در حالی که شیر خروجی پمپ بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی در مسیر خروجی پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می‌رود و یا این که لوله خروجی می‌شکند.

پمپ‌ها را می‌توان بر پایه نحوه عملکردشان به گونه‌ای دیگر نیز دسته‌بندی کرد:
1. پمپ‌های سانتریفوژ (جریان شعاعی)
2. پمپ‌های محوری
3. پمپ‌های نیمه‌سانتریفوژ (یا با جریان مختلط)

1. پمپ سانتریفوژ (شعاعی)
عملکرد این پمپ به این صورت است که در آن سیال موازی محور وارد چرخ پمپ شده و عمود بر آن از چرخ خارج می‌گردد. این پمپ‌ها معمولاً برای ایجاد فشارهای بالا در دبی‌های کم به کار می‌روند. بنابراین بیشتر پمپ‌های سانتریفوژ توانایی خوبی در ایجاد فشارهای بالا دارند.

2. پمپ محوری
سیال موازی محور وارد پمپ می‌گردد و به طور موازی نسبت به محور از چرخ خارج می‌گردد. این پمپ‌ها برای ایجاد فشارها و دبی‌های متوسط به کار می‌روند.

3. پمپ نیمه‌سانتریفوژ (مختلط)
سیال موازی محور وارد چرخ پمپ می‌گردد و به طور مایل نسبت به محور از چرخ خارج می‌گردد. این پمپ‌ها برای ایجاد فشارها و دبی‌های متوسط به کار می‌روند. این پمپ‌ها نسبت به پمپ‌های سانتریفوژ توانایی بیشتری در استفاده و به کارگیری دبی‌های بالا را دارند.

مبانی و کاربرد پمپ‌های گریز از مرکز centrifugal pump
اصول کار این پمپ‌ها بر پایه استفاده از نیروی "گریز از مرکز" است. هر حجمی که در یک مسیر دایره‌ای‌شکل حرکت کند، تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز واقع می‌شود. جهت نیروی مذکور طوری است که همواره تمایل دارد جسم را از محور یا مرکز دوران دور سازد.
پمپ‌های سانتریفیوژ که به بازار عرضه می‌شوند دارای ترکیبات برنزی، تمام برنزی یا دارای ترکیب آهنی می‌باشند. در ساختار نیمه‌برنزی، پروانه خلاف شفت (اگر به کار برده شده باشد) و رینگ‌های سایشی برنزی خواهد بود و پوسته از چدن است.

کاویتاسیون (Cavitation)
این پدیده یکی از حالت‌های خطرناکی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر دمایی به ازای فشار معینی تبخیر می‌شود. هرگاه در حین جریان مایع درون چرخ یک پمپ، فشار مایع در یک نقطه از فشار تبخیر مایع در دمای مربوطه کمتر شود، حباب‌های بخار یا گازی در فاز مایع پدید می‌آیند که به همراه مایع به نقطه‌ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می‌نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حباب‌های بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف می‌شوند و با سرعت زیاد به اطراف و از جمله پره‌ها برخورد می‌نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره‌ها خورده و متخلخل می‌گردد. این پدیده مخرب در پمپ‌ها کاویتاسیون نامیده می‌شود.
کاویتاسیون همواره با صداهای منقطع شروع می‌شود و سپس، در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صداها افزوده می‌گردد. صدای کاویتاسیون شبیه برخورد گلوله به یک سطح فلزی است. همزمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می‌آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید و پیوسته تبدیل می‌گردند و در همین حال نیز بازده پمپ به شدت کاهش می‌یابد

دانستنیهای شیمی‌آلی

 

الف) با استفاده از علم ترمودینامیک می‌توان لباسی ساخت که بدن را به موقع سرد یا گرم نماید. برای این کار از PEG یا پلی اتیلن گلیکول CH2-O]n] که گونه‌ای پلیمر است، می‌توان در ساخت نوعی پوشاک بهره برد که با بالا رفتن و پایین آمدن دمای محیط، دمای بدن انسان را خود به خود در شرایط مطبوع نگاه دارد.
پارچه‌هایی که به PEG آغشته شده‌اند، بسته به دمای بدن می‌توانند گرما جذب یا آزاد نمایند. هم اکنون این مواد برای تولید لباسهای اسکی، زیرپوشهای گرم و جورابهای بلند به کار می‌روند. ویژگیهای غیرعادی این پوشاک ناشی از تغییر ساختار PEG است که با تار و پود پارچه‌ها آمیخته شده است. جرم ملکولی PEG که برای ساخت لباس به کار می‌رود، در حدود 1000 است.
پلیمرهای PEG را می‌توان به صورت فنرهای مارپیچی بلند در نظر گرفت که میزان کشیدگی آنها با تغییر دما، تغییر می‌کند. در دمای اتاق، حلقه‌های مارپیچی پلیمر شل و سست هستند؛ ولی با کاهش دما، تغییر ساختار می‌دهند و شکل فشرده تری به خود می‌گیرند. با بالا رفتن دما، PEG تغییر شکل‌یافته گرما جذب می‌کند و حلقه‌ها باز می‌شوند. چنین تغییر شکلی با آزاد شدن گرما همراه است و به جرم ملکولی PEG بستگی دارد.
پژوهشگران امیدوارند از این خاصیت برای تهیه نوعی پوشاک آغشته به PEG استفاده کنند که به محض تماس با پوست بدن، از آن گرما بگیرد و آن را خنک نماید. زمان تولید پوشاک مجهز به این گونه سامانه تهویه خیلی دور نخواهد بود.

توضیح: مواد هوشمند می‌توانند محیط و شرایط اطراف خود را درک نمایند و به آن واکنش نشان دهند. هم اکنون فلزات و کامپوزیتهای هوشمند در موارد بسیاری کاربرد و جایگاه خود را پیدا کرده‌اند. برای مثال امروزه از فلزی به نام نیتینول (ترکیبی از نیکل و تیتانیوم) در ساخت قاب عینکها استفاده می‌شود که پس از خم شدن، دوباره به شکل اولیه خود بر می‌گردد. یا در آمریکا لباس سربازان به گونه‌ای ساخته می‌شود که در موقعیتهای گوناگون به صورت هوشمند رفتار می‌کنند؛ چنانچه در فضا مواد شیمیایی پخش شود، مانند ماسک عمل می‌کند یا در صورت بیهوشی سرباز به او شوک می‌دهد!

۲الف) بیشتر پلیمرها رسانای برق نیستند که ناشی از پیوندهای کوالانسی بین اتمها در زنجیرهای ملکولی است.
رزینها برخلاف پلیمرها که بدون بارند دارای ملکولهای بزرگی می‌باشند که دو سر آنها قطبی و دارای بارهای مخالف است، بنا بر این رزینها چسبندگی خوبی دارند.
رزینهای مبادل یون ذرات جامدی هستند که می‌توانند یونهای نامطلوب محلول را با یونهای خود جایگزین کنند. تفاوت رزینهای مبادل یون با الکترولیتها این است که فقط یکی از دو یون رزین، متحرک و قابل جایگزینی است. برای نمونه یک تعویض‌کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی است که کاتیونهایی مانند  +H یا +Na به آن پیوند می‌شوند. به همین صورت یک تعویض‌کننده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیرمتحرکی است که آنیونهایی مانند -Cl یا -OH به آن پیوند می‌باشند. در اثر جا به جایی یونها، کاتیون‌های محلول با کاتیونهای رزین و آنیونهای محلول با آنیونهای رزین تعویض می‌شوند به گونه‌ای که هم محلول و هم رزین خنثی باقی می‌مانند. در اینجا گونه‌ای تعادل جامد(رزین) مایع(محلول) وجود دارد بدون آنکه جامد در محلول حل شود.
یک رزین برای آن که یک تعویض‌کننده یونی مفید باشد باید دارای شرایط زیر باشد:
1) خود دارای یون باشد.
2) در آب نامحلول باشد.
3) فضای کافی در شبکه تعویض یونی داشته باشد به طوری که یونها بتوانند به آسانی در شبکه جامد رزین وارد و یا از آن خارج شوند.
رزینها بر حسب عامل تعویض متصل به پایه پلیمری به چهار دسته تقسیم می‌شوند:
1) رزینهای کاتیونی قوی SAC) Strong acidic Cation)
2) رزینهای کاتیونی ضعیف WAC) Weak acidic Cation)
3) رزینهای آنیونی قوی SBA) Strong basic anion)
4) رزینهای آنیونی ضعیف (WBA) Weak basic anion

رزین‌های قوی در بازه بزرگ PH و رزین‌های ضعیف در بازه کوچک PH مناسبند. به کارگیری رزین‌های ضعیف، سبب صرفه‌جویی در مصرف مواد لازم برای احیا رزین می‌شود. رزین‌های کاتیونی قوی می‌توانند همه کاتیونهای محلول در آب را جذب کنند ولی رزین‌های کاتیونی ضعیف قادر به جذب کاتیونهایی هستند که به قلیاییت آب مربوطند.

نوع قوی:

Ca(HCO3)2 OR MgSO4 + 2 ZSO3H --> Ca2+ + 2 H2CO3 OR Mg2+ + H2SO4

 نوع ضعیف:

 Mg(HCO3)2 OR Ca(HCO3)2 + 2 ZCOOH --> Ca(ZCOO)2 + Mg(ZCOO)2 + 2 H2CO3

مزیت رزین‌های کاتیونی ضعیف در مقایسه با رزینهای کاتیونی قوی بازدهی بالای آنهاست، بنا بر این پساب کمتری در احیا رزین تولید می‌شود. هنگامی که هدف جداسازی همه کاتیونهای آب باشد به کارگیری هم‌زمان رزین کاتیونی قوی و ضعیف اقتصادی‌تر از رزینهای کاتیونی قوی می‌باشد.
رزین‌های آنیونی قوی می‌توانند همه آنیونهای موجود در آب را جذب کنند ولی رزین‌های آنیونی ضعیف قادر به جذب آنیون اسیدهای قوی مانند سولفوریک اسید، هیدرو کلریک اسید و نیتریک اسید می‌باشند. رزین‌های آنیونی ضعیف مقاومتر از رزینهای آنیونی قوی هستند و به همین دلیل در تصفیه آب، رزین‌های آنیونی قوی در پایین‌دست رزینهای آنیونی ضعیف قرار می‌گیرند.

HCl OR H2SiO3 + ZOH --> ZCl OR ZHSiO3 + H2O
HCl OR HNO3 + ZOH --> ZCl OR ZNO3 + H2O

 ۳الف) پاک کننده‌ها
صابون (Soap)
با اینکه همه نمکهای فلزی اسیدهای چرب، صابون هستند، اما تنها نمکهای قلیایی مانند (سدیم و پتاسیم) در آب حل می‌شوند و خاصیت پاک‌کنندگی دارند. نمکهای فلزهای قلیایی خاکی مانند کلسیم و منیزیم در آب حل نمی‌شوند. از این رو صابون‌های معمولی در آب سخت در مجاور یونهای کلسیم و منیزیم رسوب می‌کنند. به این ترتیب صابون خوب کف نمی‌‌کند و خاصیت پاک کنندگی خود را از دست می‌دهد.
نمکهای آلومینیوم اسیدهای چرب نیز در آب نامحلول و در روغنها محلول هستند و از آن در چربیهای نرم‌کننده، رنگ، روغن جلا و ضد آب کردن مواد استفاده می‌شود. نمک اسیدهای فلزهای سنگین مانند کبالت یا مس نیز به عنوان ماده خشک‌کن در رنگهای ساختمانی و جوهر، قارچ کشها و مواد ضد آب استفاده می‌شود.
کیفیت صابون به نوع چربی روغن بستگی دارد و از خالصترین و بی‌بو ترین آنها باید استفاده کرد. مواد افزودنی دیگری هم در فرمولاسیون صابون وارد می‌شوند که عبارتند از: مواد ضداکسیدان مانند تری اتانول آمین اولئات، مواد ضد فساد صابون مانند دی سیانو دی آمیدو سدیم سولفانیلات، روغنهای خوشبو و غیره.
پاک کننده‌های سنتزی (Synthetic detergents)
شوینده‌های سنتزی که امروزه بسیار استفاده می‌شوند، مانند صابون از یک زنجیر هیدرو کربن متصل به نمک یک اسید محلول در آب ساخته شده‌اند. کیفیت پاک‌کننده‌ها به طول زنجیر و نوع هیدروکربن بستگی دارد.
در ساخت این شوینده‌ها از گروههای قطبی مشتق شده از سولفوریک اسید برای جایگزینی کربوکسیلات استفاده می‌گردد که می‌توان آلکیل سولفاتها (ROSO3Na)، آلکان سولفوناتها (RSO3Na) و آلکیل آریل سولفوناتها (R-C6H4-SO3Na) و از مهمترین آنها سدیم لوریل (دودسیل) سولفات (C12H25-OSNa) و سدیم دودسیل بنزن سولفونات (C12H25-C6H4-SO3-Na) را که قدرت پاک‌کنندگی بالایی دارند، نام برد. استرها و آمید اسیدهای چرب نیز که از تورین (H2NCH2CH2SO3H) و ایزاتیونیک اسید (HOCH2CH2SO3H) تهیه می‌شوند، از جمله اولین آنها تلقی می‌شوند.
از سوی دیگر ممکن است با تغییر بار یون فعال در سطح، گروههای قطبی تغییر و اصلاح شوند. یک مثال بسیار معروف از مواد شوینده کاتیونی (invert soaps)، نمک آمونیوم نوع چهارم به فرمول C16H33N(CH3)Br است.
شامپوها از پاک‌کننده‌های سنتزی آنیونی هستند. بیشتر شامپوها دارای فرمول یکسان سدیم لوریل اتر سولفات و تری اتانول آمین لورین سولفات هستند.
اجزای سازنده شامپو
عامل پاک کننده: سبب جدا شدن ذرات چرک و کاهش چربی از سطح مو می‌شود که خود شامل 3 دسته مواد فعال سطحی آنیونی (مانند سدیم لوریل اتر سولفات و تری اتانول آمین سولفات)، آمفوتری (مانند بتاتین کوکو آمیدو پروپیل) و غیر یونی هستند.
عامل تقویت‌کننده کف: مانند بتاتین.
عامل حالت‌دهنده مو: سبب می‌شود مو به آسانی شانه شود و هنگام شانه کردن به هوا بلند نشود.
عامل نگهدارنده: عامل نگهدارنده مو را از مواد ضدعفونی کننده و میکروب کش نگه می‌دارد.
عامل صدفی‌کننده: مانند اتیلن گلیکول که به شامپو حالت و شکل صدفی می‌دهد.
عامل غلیظ‌کننده: مانند نمک طعام.
عوامل رنگی:
حنا: حنا خاصیت ضدمیکروبی دارد و برای رفع بیماری پوستی مناسب است.
بانونی: بانونی خاصیت ضدمیکروبی و ضدقارچی دارد و سبب طلایی جلوه دادن مو می‌شود. همچنین تقویت کننده پوست و مو است.
سدر: سدر برای تقویت مو و دفع شوره سر مناسب است. سدر همچنین ضدعفونی کننده است و مقاومت عفونتهای پوستی را افزایش می‌دهد.
کتیرا: خاصیت تقویتی برای پوست و مو ندارد و برای غلیظ کردن شامپو به آن افزوده می‌شود.

۴الف) نایلونها یا همان پلی‌آمیدها نوعی پلیمر هستند که مقاوت گرمایی ندارند. به کمک فناوری نانو و تهیه نانوکامپوزیت از آنها می‌توان تنها با وارد کردن درصد کمی نانو مواد، مقاومت فیزیکی و گرمایی آنها را افزایش داد. برای بررسی بیشتر در این باره و اطلاع از درجه مقاوت گرمایی، می‌توانید به کتابهای اصول علم مواد مراجعه بفرمایید.

5الف) حامل جوهر خودکار یا روغن کرچک است یا صمغ درخت کاج سفید که رازین نامیده می‌شود و در آب نامحلول است. البته در جوهر، مقدار حلال روغنی بسیار کم است و تنها نقش حامل دارد ولی در رنگ، حلال روغنی حجم زیادی دارد.
ماده رنگی به کار رفته در ساخت جوهرها، از دسته رنگهای آزو می‌باشد. (انواع دیگر این رنگها، برای رنگ کردن لباس و مواد غذایی نیز به کار می‌روند.) برای ساختن یک رنگ آزویک، یک ترکیب آروماتیک شامل یک حلقه بنزنی که یک شاخه NH2 دارد را با نیتریک اسید واکنش می‌دهند. با استفاده از آمینها و فنلهای گوناگون، می‌توان رنگهای بسیار متنوعی از زرد، نارنجی، قرمز، آبی و قهوه‌ای را تهیه نمود.
توضیح: مولکول بیشتر رنگینه‌ها از دو بخش ساخته شده است: بخشی که رنگ را به وجود می‌آورد و بخشی که انحلال‌پذیری و خواص رنگرزی را ایجاد می‌کند. بخش رنگی مولکول یک یا چند حلقه بنزنی شامل گروههای عاملی زیر است:

C=C , C=S , C=O , NO2 , C=NH , N=N

گروههای عاملی که موجب می‌شوند مولکول رنگ به الیاف ماده بچسبد عبارتند از:

COOH , -OH , -NH2

6الف) مواد دودزا در شرایط خاصی مقدار معینی غبار یا دود از خود آزاد می‌کنند بدون این که کمترین نوری از خود بتابانند. از این ویژگی این گونه مواد برای استتار و اختفا استفاده می‌شود؛ همچنین انواع رنگی این مواد برای علامت دادن به کار می‌‌روند.
مواد دودزا، خود به دو دسته تقسم می‌شوند: 1) دودزاهایی که در اثر یک واکنش شیمیایی از خود دود تولید می‌کنند. 2) موادی که با رسیدن به دمای تصعید، دود تولید می‌کنند. بیشتر دودزاهای سیاه و سفید از دسته اولند ولی دودزاهای رنگی به دلیل اینکه امکان تولید آنها در واکنشهای شیمیایی نیست و یا تولید آنها زیان‌آور است، در دسته دوم جای دارند.
در روش دوم اگر گرمای فراهم‌شده بیش از دمای تصعید باشد، ممکن است با تجزیه یا ذوب ماده دودزا، بخشی از آن هدر برود. بنا بر این، تولید گرما باید از طریق مواد دیگری مهار شود. برای مثال پتاسیم کلرات گرامای زیادی تولید می‌کند ولی با افزودن جوش شیرین به آن می‌توان آهنگ تولید گرما را کاهش داد. یادآوری می‌شود که از گرما دادن جوش شیرین، آب، کربن دی اکسید و سدیم کربنات به دست می‌آید:

2NaHCO3 --(heat)--> Na2CO3 + H2O + CO2

برخی از ترکیبهای دودزا:
گرد روی، هگزا کلرو اتان و آلومینیم: دود سفید
پنتا اکسید فسفر و فسفریک اسید: دود سفید
پتاسیم کلرات، نفتالن و زغال: دود سیاه
گرد روی، هگزا کلرو اتان و نفتالن: دود خاکستری
تترا کلرید سیلیکون و بخار آمونیم: دود خاکستری
اورا مین، لاکتوز، پتاسیم کلرات و کریوزیدین: دود زرد
اورا مین، لاکتوز، پتاسیم کلرات و آنتیموان سولفید: دود زرد

٧الف) آسپیرین یا استیل سالیسیلیک اسید در اثر استیل‌دار شدن سالیسیلیک اسید در مجاور سولفوریک اسید به دست می‌آید. معادله واکنش به صورت زیر است:

 
OH-C6H4-COOH + (CH3CO)2O ---> CH3COO-C6H4-COOH + CH3COOH

روش کار به این صورت است که 5 گرم سالیسیلیک اسید خشک و 5/7 گرم استیک انیدرید را در یک فلاسک مخروطی کوچک قرار دهید، 3 قطره سولفوریک اسید غلیظ به آن بیفزایید و فلاسک را تکان دهید تا پر شود. روی حمام بخار آب با دمای حدود 50 تا 60 درجه به مدت 15 دقیقه همراه با هم زدن به وسیله دماسنج گرم کنید. بگذارید مخلوط خنک شود و گاهی آن را به هم بزنید. 75 میلی لیتر آب به آن بیفزایید، خوب به هم بزنید و به کمک قیف بوخنر صاف کنید.
آسپیرین یا استیل سالیسیلیک اسید ناخالص را از مخلوطی به حجمهای مساوی از استیک اسید و آب، دوباره متبلور کنید تا آسپرین خالص بدست آید.
توضیح بیشتر: سالیسیلیک اسید به تنهایی در درمان برخی بیماریهای پوستی مانند زگیل، جوش و آکنه و نیز شوره سر کاربرد دارد. شامپوهای حاوی سالیسیلیک اسید برای درمان سریع سرهای دارای شوره خشک و مقاوم، مناسب و یک ماده ضدشوره قوی است. همچنین برای درمان دردهای عضلانی نیز به کار می رود.

٨الف) با استفاده از جرم ملکولی (MW) می‌توان به شناسایی مواد پرداخت. یکی از روشهای اندازه‌گیری جرم ملکولی، استفاده از پدیده کاهش نقطه ذوب یا افزایش نقطه جوش در اثر افزودن ناخالصی به نمونه است. روش کار به این صورت است که ابتدا نقطه ذوب نمونه ناشناخته اندازه‌گیری می‌شود. سپس، در یک آزمایش دیگر به 500 میلی‌گرم از نمونه، 05/0 گرم از ماده‌ای دیگر مانند کافور افزوده می‌شود و پس از هم زدن آن دو، نقطه ذوب آن اندازه‌گیری می‌شود. جرم ملکولی با این رابطه به دست می‌آید:

MW= (k×m)/(∆t ×M)

k: عدد ثابت
m: وزن ناخالصی (که در این جا 05/0 گرم است.)
t∆: اختلاف نقطه ذوب در حالت خالص و ناخالص
M: وزن حلال: 500 میلی‌گرم

٩الف) مو دو نوع رنگدانه دارد، یکی ملانین قهوه‌ای سیاه و دیگری رنگدانه قرمز آهن‌دار که مقادیر نسبی هر یک، رنگ مو را تعیین می‌کنند. در موی سیاه پر رنگ، ملانین و در موی بور روشن، رنگدانه آهن سهم بیشتری دارد. سیری و روشنی رنگ مو، به اندازه دانه های رنگدانه بستگی دارد.
مو را می‌توان با محلول هیدروژن پراکسید بی‌رنگ کرد. در این عمل، پراکسید هیدروژن رنگدانه‌های مو را اکسید و تخریب می‌کند. این محلول را با آمونیاک در می‌آمیزند تا قدرت اکسندگی آن بیشتر شود. این محلول افزون بر تغییر رنگ مو، مو را شکننده و زبر می‌کند.


١٠الف) به طور کلی عوامل اکسنده و کاهنده فراوانی وجود دارند که انتخاب هر کدام به نوع واکنش بستگی دارد. در شیمی آلی مهمترین واکنشهای کاهش، واکنش هیدروژن‌دار کردن است؛ برای مثال تبدیل آلکن به آلکان. مانند واکنش زیر:

CH2=CH2 + H2 --> CH3-CH3

واکنش بالا تنها در حضور یک کاتالیزگر انجام می‌شود. این کاتالیزگر می‌تواند با مواد واکنش‌دهنده ناهمگن باشد، مانند نیکل، پلاتین، پالادیم، روتیوم و رودیم. یا این که می‌تواند با مواد واکنش‌دهنده همگن و در یک حالت باشد مانند کاتالیزگر ویلکینسون

(ph3P)3RhCl

کاتالیزگر همگن بهتر عمل می‌کند، چون همه مواد در یک فاز هستند و برخوردها آسانتر و سریعتر رخ می‌دهند، اما جداسازی کاتالیزگر در پایان واکنش دشوارتر است.
کاتالیزگرهای هیدروژناسیون در همه واکنشهای کاهش کاربرد ندارند، برای مثال کاهش نیتریلها به کمک آنها ممکن نیست. پس به ناچار باید از انواع دیگر کاهنده‌ها استفاده کرد که از مهمترین اینها می توان به NaBH4 و LiAlH4 اشاره نمود. در این مورد، یون هیدرید -H منتقل می‌شود درحالی که در کاهش با H2، رادیکال هیدروژن .H منتقل می‌شود.
NaBH4 بیشتر برای کاهش ترکیبهای کربونیل‌دار به کار می‌رود؛ NaBH4 ضعیفتر از LiAlH4 است و با آن نمی‌توان استرها را کاهید. در حالی که LiAlH4 استرها را به آسانی می‌کاهد و آنها را به الکل تبدیل می‌کند. (از سوی دیگر آمیدها با NaBH4 کاهیده نمی‌شوند در حالی که LiAlH4 آنها را به آسانی احیا می‌کند.)

 

١١الف) برخی مواد موجود در دود سیگار:
- قیر، بله تعجب نکنید همان ماده‌ای که در اسفالت خیابانها به کار می‌رود، در سیگار موجود است. زردی دندانهای افراد سیگاری از قیر می‌باشد.
- سیانید هیدروژن، این ماده نیز هنگام سیگار کشیدن وارد ریه‌ها می‌شود. ماده‌ای است که در مرگ موش نیز وجود دارد. از جمله مواد شیمیایی کشنده که در جنگ جهانی دوم برای قتل عام مردم ساخته شد.
- بنزن، از مهمترین موادی است که برای ساخت فراورده‌های نفتی مانند گازوئیل به کار می‌رود. بسیار سمی و سرطان‌زاست.
- استن، همان ماده‌ای که برای پاک کردن لاک ناخن به کار می‌رود. بله، این ماده خطرناک نیز در سیگار موجود است!
- فرمالدهید، از خطرناکترین مواد سرطان‌زای شناخته‌شده می‌باشد. این ماده برای نگهداری اجساد یا کشتن باکتریها و قارچها به کار برده می‌شود. همچنین از آن برای ضد عفونی کردن و نیز تولید چسب استفاده می‌شود.
- آمونیاک، همان طور که می‌دانید این گاز برای ضدعفونی کردن یا تمیز کردن به کار می‌رود. بخار آن برای پوست، چشم و دیگر بخشهای بدن بسیار زیان‌آور است. به ویژه ترکیب آمونیاک با نیکوتین بسیار خطرناک می‌باشد.
- مونو اکسید کربن، به جرات می‌توان گفت تقریبا همان چیزی است که از اگزوز خودرو بیرون می‌آید.

١٢الف) بد نیست بدانید ترکیب‌درصد اجزای تینـر عبارتند از:
n- بوتیل استات 15 درصد
وینیل استات 15 درصد
n- بوتیل الکل 10 تا 15 درصد
الکل 10 درصد
استن 5 تا 10درصد
بنزن 20 درصد
زایلن 20 درصد

١٣الف) تفاوت صابون جامد با صابون مایع:
در ساختار صابون R-COOX، برای صابون‌های جامد X یون سدیم و در صابون‌های مایع، X پتاسیم و آمونیوم می‌باشد. حالت جامد یا مایع بودن چیزی جز تفاوت در نیروهای بین‌ملکولی نیست. در صابون‌ها هم نیروهای جاذبه واندروالس بین سرهای هیدروکربنی صابون وجود دارد و هم نیروهای یونی بین سرهای یونی.
در صابون‌های جامد، نیروها و پیوندهای یونی بر نیروهای جاذبه واندروالس و در صابون‌های مایع، نیروهای واندروالس بر نیروهای یونی غلبه دارند. چون شعاع یون سدیم از یون پتاسیم یا آمونیوم کوچکتر است، تمرکز بار زیادی روی آن وجود دارد و درنتیجه بین هر یون مثبت سدیم و سرهای قطبی ملکول‌های کناری نیز جاذبه یونی وجود دارد.
البته نوع روغن مورد استفاده در صابون‌ها نیز متفاوت است. هر چه زنجیره هیدروکربنی روغن‌های مورد استفاده، کوتاهتر و یا سیرنشده باشند، صابون حالت مایع خواهد داشت.


14الف) آزمون حلالیت
انحلال‌پذیری عبارت است از تمایل یک ماده برای ایجاد محیط همگن با ماده دیگری که حلال نامیده می‌شود. بررسی میزان و چگونگی حلالیت یک ترکیب در محیط‌های شیمیایی متفاوت، اطلاعاتی درباره گروه‌های عاملی موجود در ترکیب، وزن ملکولی، تفکیک الکترولیتی، دیفوزیون و... می‌دهد. برای شناسایی ترکیبات آلی، آن‌ها را بر حسب حلالیت‌شان در حلال‌های مختلف دسته‌بندی می‌کنند.
در مورد حلالیت یک جسم در آب، هرگاه حداقل 3 گرم از جسم در 100 میلی‌لیتر حلال شود ( معادل 0.1 گرم در 3 سی‌سی) جسم را قابل حل می‌گویند.
تئوری
معمولا ترکیبات قطبی در حلال‌های قطبی و ترکیبات غیر قطبی در حلال‌های غیر قطبی حل می‌شوند.
در ترکیبات مشابه، افزایش نیروی بین‌مولکولی سبب کاهش انحلال‌پذیری می‌گردد.
در ترکیبات مشابه، افزایش وزن ملکولی سبب کاهش انحلال‌پذیری می‌شود.
در ترکیبات مشابه، وجود شاخه جانبی سبب افزایش انحلال‌پذیری می‌گردد.
تعیین گروه حلالیت برای ترکیبات آلی روش مناسبی برای شناسایی آنها می‌باشد. برای تعیین گروه حلالیت می‌توان از نمودار طبقه‌بندی حلالیت استفاده نمود. اصل کلی این نمودار این است که با وجود نامحلول بودن تمام هیدروکربن‌ها در آب، اتصال آن‌ها به گروه‌های عاملی قطبی، دارای اثر مناسبی با ملکول‌های آب می‌باشد و این عمل سبب می شود تا هیدروکرین استخلافی به صورت محلول در آب در آید.

استفاده از انحلال‌پذیری در شناسایی جسم ناشناخته
بررسی میزان انحلال‌پذیری یک ماده آلی تا اندازه‌ای عوامل شیمیایی موجود در آن را مشخص می‌کند. برای مثال، ترکیبات اسیدی معمولا در سود و ترکیبات قلیایی معمولا در هیدرو کلریک اسید 5 درصد حل می‌شوند.
بررسی میزان انحلال‌پذیری اطلاعاتی درباره برخی از ویژگی‌های ترکیب ناشناخته می‌دهد. از حل شدن یک جسم در آب تا اندازه‌ای به قطبی بودن آن پی برده می‌شود. یا در حالی که بنزوئیک اسید (C6H5COOH) در آب حل نمی‌شود اما در صورتی که با سود ترکیب شود، سدیم بنزوات تولید می‌شود که به آسانی در آب محلول است.
همچنین، با بررسی میزان انحلال‌پذیری اطلاعاتی درباره وزن ملکولی جسم ناشناخته می‌توان به دست آورد، در همولوگ‌ها که دارای عامل شیمیایی یکسان باشند، معمولا آن‌هایی که کمتر از 4 اتم کربن دارند، در آب حل می‌شوند و آن‌هایی که بیش از 5 اتم کربن دارند، معمولا در آب نامحلولند.

طبقه‌بندی مواد آلی بر پایه انحلال‌پذیری
آزمون انحلال‌پذیری برای هر جسم ناشناخته‌ای باید انجام شود. این آزمون در تشخیص گروه‌های عاملی اصلی ترکیبات ناشناخته‌ دارای اهمیت است. حلال‌های متداول برای آزمایش حلالیت عبارتند از:

HCl 5%, NaHCO 5% , NaOH 5%, H2SO4, Water, Organic Solvent

ترکیبات آلی با توجه به انحلال‌پذیری‌شان به 7 گروه تقسیم می‌شوند:
گروه 1) ترکیباتی که هم در آب و هم در اتر محلولند.
گروه 2) ترکیبات محلول در آب و نامحلول در اتر.
گروه 3) نامحلول در آب ولی محلول در محلول رقیق سدیم هیدروکسید که به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:
الف) محلول در سدیم هیدروکسید رقیق و محلول در سدیم بیکربنات 5 درصد
ب) محلول در سدیم هیدروکسید رقیق و محلول در هیدروکلریک اسید رقیق
گروه 4) نامحلول در آب ولی محلول در هیدروکلریک اسید رقیق
گروه 5) هیدروکربن‌هایی که شامل کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند ولی در گروه 1 تا 4 جای ندارند و در سولفوریک اسید غلیظ محلولند.
گروه 6) تمام ترکیباتی که ازت یا گوگرد ندارند و در سولفوریک اسید غلیظ نامحلولند.
گروه 7) ترکیباتی که ازت یا گوگرد دارند ولی در گروه 1 تا 4 جای ندارند. تعدادی از ترکیبات این گروه در سولفوریک اسید غلیظ محلولند.

دسته‌بندی ترکیبات را بر پایه انحلال‌پذیری می‌توان به صورت زیر نشان داد. هر یک از گروه‌هایی که با حرف لاتین نشان شده‌اند، به عنوان گروه حلالیت دسته‌ای خاص از ترکیبات شناخته می‌شوند.

SA: کربوکسیلیک اسیدهای تک‌عاملی کمتر از 6 کربن و سولفونیک اسیدهای آروماتیک
SB: آمین‌های تک‌عاملی کمتر از 7 کربن
S1: الکل‌های تک‌عاملی، آلدهیدها، کتون‌ها، اترها، نیتریل‌ها و آمیدهای کمتر از 6 کربن
S2: نمک اسیدهای آلی، هیدروکلراید آمین، آمینو اسیدها، کربوهیدرات‌ها، پلی هیدروکسی‌ها، اسیدهای چندعاملی
A1: اسیدهای آلی قوی، کربوکسیلیک اسیدهای دارای بیش از 6 کربن، فنول‌ها با استخلاف‌های الکترون‌گیرنده ارتو و پارا، بتا دی‌کتون‌ها
A2: اسیدهای آلی ضعیف، فنول‌ها، انول‌ها، ایمین‌ها، ایمیدها، سولفونامیدها، تیوفنول‌های کمتر از 5 کربن، بتا دی کتون‌ها
B: آمین‌های آلیفاتیک بیش از 7 کربن، آنیلین‌ها (فقط یک گروه فنیل)، برخی اکسی اترها
MN: ترکیبات خنثی متفرقه دارای نیتروژن یا گوگرد کمتر از 5 کربن
N1: الکل‌های کمتر از 9 کربن، آلدهیدها، متیل کتون‌ها، کتون‌های حلقوی، استرهای تک‌عاملی بیشتر از 5 کربن، اترهای کمتر از 8 کربن، اپوکسیدها
N2: آلکن‌ها، آلکین‌ها، اترها، برخی ترکیبات آروماتیک دارای عوامل فعال، کتون‌های غیر از گروه بالا
I: هیدروکربن‌های سیرشده، هالو آلکان‌ها، آریل هالیدها، دی آریل اترها، آروماتیک‌های با گروه‌های غیر فعال

بخش عملی
انحلال‌پذیری در آب
یک‌دهم گرم از جسم ناشناخته جامد را پودر کنید و چنانچه نمونه ناشناخته مایع بود، 2 قطره از آن را در لوله آزمایش بریزید و 3 میلی‌لیتر آب مقطر به آن اضافه و با ضربه انگشت آن را مخلوط کنید. پس از مدتی چنانچه اثری از نمونه مایع یا جامد دیده نشد انحلال صورت گرفته است. هنگامی که هوای آزمایشگاه سرد است چند لحظه گرم کردن محلول روی شعله ملایم، مفید است.

انحلال‌پذیری در اتر
مطابق انحلال‌پذیری در آب، با حلال اتر در یک لوله آزمایش خشک، آزمون را انجام دهید. مشاهده خط مرزی بین دو مایع معمولا دشوار است. بنا بر این چنانچه با تکان دادن، محلول کدر شد انحلال صورت نگرفته است. ترکیبات غیریونی و آن‌هایی که یک گروه عاملی دارند، معمولا در اتر حل می‌شوند.

انحلال‌پذیری در سود 5 درصد
به افزایش احتمالی دما توجه کنید. اگر ترکیب ناشناخته نامحلول به نظر می‌رسد، کمی از قشر مایع رویی را به وسیله قطره‌چکان بردارید و به یک لوله کوچک انتقال دهید. محلول هیدروکلریک اسید 5 درصد را قطره‌قطره به آن اضافه کنید تا محلول اسیدی شود. اگر رسوب تشکیل شد، در گروه سوم قرار می‌گیرد. هرگز حرارت به کار نبرید چون ممکن است باعث هیدرولیز شود.

انحلال‌پذیری در سدیم بیکربنات 5 درصد
اگر ترکیب مورد نظر در سود 5 درصد محلول بود، انحلال‌پذیری آن را در بیکربنات 5 درصد امتحان کنید. به خروج گاز دی اکسید کربن توجه کنید. کربوکسیلیک اسیدها، سولفونیک اسیدها و فنل‌های استخلافی در این گروه هستند.

انحلال‌پذیری در هیدرو کلریک اسید 5 درصد
برخی از بازهای آلی مثل نفتیل آمین، کلر هیدرات محلول در آب می‌دهند ولی در زیادی اسید رسوب می‌کنند. اگر محلول بود در گروه چهارم است. اگر به نظر نامحلول است کمی از قسمت بالایی مایع را با قطره‌چکان به لوله دیگری انتقال داده و محلول سود 5 درصد اضافه کنید تا قلیایی شود. تشکیل رسوب، نمونه ناشناخته را در گروه چهارم قرار می‌دهد. (حرارت به کار نبرید.)

انحلال‌پذیری در سولفوریک اسید غلیظ
این آزمون را در لوله آزمایش خشک انجام دهید. آیا تغییر رنگی مشاهده می‌شود؟
به ایجاد زغال، خروج گاز، پلیمریزه شدن و یا ایجاد رسوب توجه کنید.

انحلال‌پذیری در فسفریک اسید 85 درصد
پدیده‌هایی مثل ایجاد رنگ و یا گرم شدن در این مورد وجود ندارد

 

شیمی روغنهای گیاهی

 

اهمیت چربیها

چربیها در همه سلولها و بافتهای بدن یافت می‌شوند و نقش حیاتی در غشای سلولی دارند. افزون بر این، در اطراف برخی اعضا و اندامهای نقش لایه پوششی دارند.

اهمیت چربیها و روغنها در غذای روزانه به چند دلیل است:

1)       غنی‌ترین منبع تولید انرژی در بدن می‌باشند. انرژی به دست‌آمده از یک گرم چربی بیش از دو برابر کربوهیدراتها و پروتئینهاست.

2)       دارای برخی اسیدهای چرب سیرنشده هستند که برای بدن لازمند.

3)       حامل ویتامینهای محلول در چربی هستند. (ویتامینهایA, D, E, K )

4)       سبب خوشمزه شدن غذا و برانگیختن اشتها و احساس سیری پس از خوردن غذا می‌شوند.

 

فراوانی

چربیها در غذاها به صورت مرئی و نامرئی یافت می‌شوند. چربیهای مرئی شامل کره، کره گیاهی(مارگارین)، روغنهای گیاهی (برای آشپزی و سالاد) و روغنهای حیوانی می‌گردند که همه یا بخش بیشتر آنها از چربی ساخته شده است و با چشم دیده می‌شوند. چربیهای نامرئی در بیشتر غذاها مانند شیر، تخم مرغ، گوشت، زیتون، پنیر، سیب‌زمینی، آجیل، شکلات و چیپس (که سفارش می‌کنم نخورید.) وجود دارند و با چشم دیده نمی‌‌شوند.

تفاوت روغن (oil) و چربی (fat) در آن است که روغن در دمای اتاق مایع است و چربی جامد. ولی این دو واژه به جای هم نیز به کار می‌روند.

اسیدهای چرب

چربیها نوعی استر سه‌عاملی به نام تری گلیسیرید هستند که از واکنش الکل سه عاملی گلیسرول با سه ملکول اسید چرب طبق واکنش زیر به دست می‌آیند:

 

مکانیسم واکنش تشکیل استر به صورت زیر است:

 

بخش بیشتر چربیها و روغنهای خوراکی را تری‌گلیسیریدها می‌سازند؛ چربیها دارای اسیدهای چرب سیرشده و سیر نشده هستند. هر چه زنجیر اسیدهای چرب کوتاهتر باشد یا شمار پیوندهای دوگانه بیشتر باشند، نقطه ذوب چربی کمتر است.

اسیدهای چرب سیرشده (Saturated fatty acids)شامل اسیدهای کوتاه‌زنجیر و بلند زنجیر هستند که در مقادیر کم یا زیاد در منابع روغنی یافت می‌شوند.

اسیدهای چرب سیرنشده به دو دسته تقسیم می‌شوند:

1)       اسیدهای چرب سیرنشده با یک پیوند دوگانه (Mono unsaturated fatty acids)که متداولترین آنها اولئیک اسید (Oleic acid: C18:1) است. این اسید بیشتر در روغنهای زیتون، کلزا، بادام زمینی، پالم، کنجد و نیز چربی ذخیره‌ای جانوران یافت می‌‌شود.

2)       اسیدهای چرب سیرنشده با چند پیوند دوگانه (Poly unsaturated fatty acids) که بیشتر شامل لینولئیک اسید (Linoleic acid: C18:2) با دو پیوند دوگانه می‌باشند و به میزان زیادی در روغنهای گلرنگ، آفتابگردان، ذرت، سویا و کنجد وجود دارند. روغنهای کلزا و سویا از منابع سرشار لینولنیک اسید (Linolenic acid: C18:3)  با سه پیوند دوگانه می‌باشند.

اسیدهای چرب لازم اسیدهایی هستند که در بدن ساخته نمی‌شوند و برای پیشگیری از بروز برخی بیماریها مانند ام‌اس، رماتیسم آرترویید و بیماریهای پوستی باید از طریق تغذیه فراهم شوند. لینولئیک اسید (گروه امگا6) و آلفا لینولنیک اسید (گروه امگا3) در این دسته جای دارند. بنا بر این، با مصرف روغنهای گیاهی مایع و کره‌های گیاهی نیاز بدن به اسیدهای چرب لازم تامین می‌شود. افزون بر این، در روغن برخی ماهیها (خال مخالی، قزل آلا، تون، شاه‌ماهی و ماهی آزاد) اسیدهای چرب 3n با شمار بیشتری پیوند دوگانه وجود دارد. مانند Eicosa Pentaenoic Acid با پنج پیوند دوگانه و Docosa Hexaenoic Acid با شش پیوند دوگانه. به همین دلیل مصرف ماهی و روغن ماهی در سالهای اخیر سفارش شده است.

اسیدهای چرب سیرنشده طبیعی که در روغنهای گیاهی یافت می‌شوند بیشتر به فرم سیس (C) می‌باشند در حالی که ایزومری ترانس (T) آنها که در فرایند هیدروژناسیون روغنهای مایع، ناخواسته تولید می‌شود ویژگی اسیدهای چرب لازم را ندارند؛ به عبارت دیگر، آنزیمهای موجود در بدن تفاوت ایزومرهای سیس و ترانس را می‌شناسند و در بدن، اسیدهای چرب ترانس شبیه اسیدهای چرب سیرشده سوخته می‌شوند. بدین ترتیب، در واقع اسیدهای چرب سیرنشده ترانس موجود در روغن جامد را نمی‌توان اسید چرب سیرنشده مفید دانست و پیشنهاد شده است مجموع اسیدهای چرب سیرشده و سیرنشده ترانس را به صورت (S+T) به عنوان اسیدهای چرب سیرشده دانست.

اسیدهای چرب ترانس به طور طبیعی نیز در کره و پیه گاو و گوسفند به میزان 2 تا 7 درصد وجود دارند که از طریق هیدروژناسیون زیستی در نشخوارکنندگان ساخته می‌شوند. در هیدروژناسیون صنعتی میزان این اسیدها ممکن است به بیش از 50 درصد نیز برسد.

کلسترول

کلسترول که در دسته لیپیدهاست در همه سلولها یافت می‌شود و در ساخت غشای سلولی، برخی هورمونها و مواد لازم دیگر به کار می‌رود. کلسترول بدن از دو طریق تامین می‌شود:

1)       خود بدن (بویژه کبد) که حدود 1000میلی‌گرم در روز کلسترول می‌سازد.

2)       برنامه غذایی که می‌تواند تا 600میلی‌گرم کلسترول وارد بدن بکند.

 

غذاهای جانوری بویژه زرده تخم مرغ، گوشتها و لبنیات دارای مقادیر قابل توجهی کلسترول می‌باشند ولی غذاهای گیاهی کلسترول ندارند. به طور معمول، بدن کلسترول مورد نیازش را می‌سازد و به تامین آن از طریق غذاها نیاز نیست و باید دریافتی آ را کاهش داد.

کلسترول افزون بر بافتهای بدن، در خون نیز وجود دارد و لیپوپروتئینها در جا به جایی آن از بافتها به خون و برعکس نقش دارند. لیپوپروتئین با دانسیته کم (LDL) حامل اصلی کلسترول در خون است. LDL را کلسترول بد می‌نامند، زیرا اضافی آن می‌تواند در دیواره سرخرگها رسوب کند و مقدار کم آن از بروز بیماریهای قلبی عروقی جلوگیری می‌کند. کلسترول موجود در غذاها بیشتر روی LDL اثر می‌گذارند.

لیپوپروتئین با دانسیته زیاد (HDL) بیشتر در کبد و روده ساخته می‌شود و به جریان خون وارد می‌شود. HDL را کلسترول خوب می‌نامند زیرا کلسترول را از خون می‌گیرد و میزان بالای آن با کاهش احتمال بیماریهای قلبی عروقی همراه است.

 

نقش و کاربرد

روغنها و چربیها ویژگیهای کاربردی مهمی را دارند، از جمله نقش روان‌کنندگی در سالاد، انتقال سریع و یکنواخت گرما در سرخ کردن غذاها، پخش‌شدگی در کره گیاهی و عمل ور آمدن در فراورده‌های آردی-تنوری. چربیها در مزه، بافت و رنگ غذاها نیز تاثیرگذارند.

چربیها با ویژگیهای گزینشی در انواع فراورده‌های غذایی به کار می‌روند؛ روغنهای گیاهی مایع برای مصارف خانگی (سالاد و پخت و پز) مناسبند و می‌توان از این طریق بخش عمده اسیدهای چرب سیرنشده (بویژه 3n) را فراهم کرد.

روغنها و چربیها در سلامت و بیماری

وجود مقدار کافی روغن و چربی در غذا، برای سلامت بدن لازم است، زیرا موجب تامین انرژی مورد نیاز بدن و نیز اسیدهای چرب لازم (6n و 3n) و ویتامینهای محلول در چربی می‌گردد. میزان دریافت چربی برای افراد گوناگون متفاوت است و در دوران زندگی تغییر می‌کند. دریافت کافی چربی بویژه پیش از بارداری و در طول بارداری و شیردهی مهم است. بررسیها نشان می‌دهند که تغذیه پیش و پس از تولد نوزاد روی ترکیب چربی مغز، یادگیری و بینایی او تاثیر بسزایی می‌گذارد و به طور کلی کیفیت و کمیت چربی خوراکی در رشد کودک اثرگذار است.

افزایش میزان کلسترول LDL و کاهش HDL در خون، عامل اصلی بروز بیمارهای قلبی‌عروقی می‌باشند. طول زنجیر، تعداد و ایزومری اسیدهای چرب اثر مشهودی روی عوامل بالا دارند. اسیدهای چرب سیر شده (12، 14 و 16کربنی) سبب افزایش کلسترول LDL و HDL می‌شوند. استئاریک اسید  (Stearic acid: C18) اثر جزئی دارد. لینولئیک اسید سبب کاهش LDL می‌شود، در حالی که اولئیک اسید بی‌اثر است. اولئیک اسید و لینولئیک اسید HDL را افزایش می‌دهند.

ایزومری ترانس اسیدهای چرب موجود در روغنهای جامد سبب بالا رفتن میزان LDL و پایین آمدن HDL می‌شوند. اسیدهای چرب ماهیها تری‌گلیسیرید سرم را کاهش می‌دهند ولی روی LDL و HDL اثری ندارند.

مقایسه روغنهای گیاهی مایع با روغنهای حیوانی و گیاهی جامد نشان می‌دهد که روغنهای گیاهی مایع با داشتن درصد پایینی از اسید چرب سیرشده (S)، مقادیر کافی از اسیدهای چرب سیرنشده با یک پیوند دوگانه (M) و چند پیوند دوگانه (P) و نداشتن کلسترول و اسید چرب ترانس به شرط این که در خوردن آنها زیاده‌روی نشود، برای تغذیه مناسب‌ترند.

روغن حیوانی، اسید چرب سیرشده و کلسترول دارد، از سوی دیگر در روغن نباتی جامد تولید داخل مجموع اسیدهای چرب سیرشده و ترانس (S+T) بسیار بالاست و مصرف بی‌رویه آنها در درازمدت برای سلامتی زیان‌آور است.

تصفیه روغنهای گیاهی (در آینده، این بخش کاملتر خواهد شد.)

بالاترین میزان تولید روغنهای گیاهی در جهان به ترتیب عبارت است از: سویا، پالم، کلزا، آفتابگردان، پنبه‌دانه، بادام زمینی، نارگیل، زیتون و ذرت. مهمترین صادرکنندگان روغن در دنیا مالزی، آمریکا، آرژانتین، اندونزی، برزیل و کانادا می‌باشند.

تولید روغن حیوانی در ایران بسیار محدود است و آمار دقیقی از میزان تولید آن در دسترس نیست و بیشترین منابع روغنی در ایران دانه‌های روغنی سویا، آفتابگردان و پنبه‌دانه می‌باشند.

روغن خام استخراجی از دانه‌های روغنی یا بافتهای جانوری ناخالصیهایی دارد که در مزه، بو، شفافیت، پایداری و ارزش غذایی آن اثرگذارند. این ناخالصیها در فرایند تصفیه (Refining) از روغن جدا می‌شوند؛ در فرایند تصفیه باید تلاش شود تا از بروز واکنشهای شیمیایی در تری‌گلیسیریدها جلوگیری شود و توکوفرولها (Tocopherols) در روغن باقی بمانند. تصفیه روغن شامل صمغ‌گیری و خنثاسازی (Degumming & Alkali refining)، بی‌رنگ کردن (Bleaching) و بو گیری (Deodorization) است. پس از طی مراحل بالا روغن نباتی مایع تولید می‌شود که پس از افزودن آتنی‌اکسیدان و رنگ بسه‌بندی می‌شود. وجود مقدار کم آنتی‌اکسیدان (100 تا ppm200) از فساد ناشی از اکسیداسون جلوگیری می‌کند و روغن را هنگام نگهداری و مصرف، باکیفیت نگه می‌دارد. رنگ خوراکی که بیشتر بتاکاروتن است برای اینکه روغن رنگ مناسب و ثابتی داشته باشد، افزوده می‌شود. در صورت نیاز به تولید روغن جامد، روغن مایع وارد فرایند هیدروژناسیون می‌شود.

چربیهایی که میزان اسیدهای چرب سیرشده آنها بیشتر است، پایداری بیشتری در برابر عوامل بیرونی مانند اکسیژن، نور، گرما و فلزها دارند. بنا بر این، بخشی از روغنهای مایع را در فرایند هیدروژناسیون به روغن جامد تبدیل می‌کنند. در این فرایند به پیوندهای دوگانه اسیدهای چرب سیرنشده، هیدروژن افزوده می‌شود و افزون بر کاهش میزان اسیدهای چرب سیرنشده با چند پیوند دوگانه، بخشی از ایزومرهای سیس به ترانس تبدیل می‌شوند و از سوی دیگر، ایزومرهای غیرطبیعی ناشی از جابجایی پیوندهای دوگانه در طول زنجیره اسیدهای چرب نیز تشکیل می‌شود.

با کاربردهای روشهای دیگر مانند Inter esterification، جز به جز کردن و اختلاط به جای هیدروژناسیون می‌توان از تشکیل ایزومرهای ترانس جلوگیری کرد.

انواع فراورده‌های روغنی

در تهیه و پخت غذاها مایع یا جامد بودن روغن مهم است. برای مثال در تهیه کیک نمی‌توان روغن سالاد به کار برد؛ ورآمدن کیک به هوای حبس‌شده در چربی بستگی دارد و هوا نمی‌‌تواند درون روغن مایع حبس گردد و بافت ویژه کیک را بسازد. برعکس، در تهیه سالاد روغن جامد به کار نمی‌‌رود. برای سرخ کردن روغن پایدارتری نیاز است تا گرما را بهتر تحمل کند.

از مزیت‌های روغن جامد، سهولت جابجایی و پایداری بیشتر در برابر فساد و در نتیجه ماندگاری بیشتر است. افزون بر این، با هیدروژناسیون ویژگیهای کاربردی لازم در فراورده روغنی ایجاد می‌شود. تشکیل ایزومرهای ترانس و کاهش اسیدهای چرب مورد نیاز بدن از معایب روغن جامد به شمار می‌آیند.

روغنهای مصرفی صنایع غذایی بیشتر شامل روغنهای به کار رفته در فراورده‌های آردی-تنوری (بیسکویت، کیک، نان، کلوچه و شیرینی)، روغنهای سرخ‌کردنی، روغنهای به کار رفته در تهیه سس سالاد، فراورده‌های قنادی (شکلات و تافی)، بستنی و فراورده‌های گوشتی می‌باشد. برای تولید این گونه روغنها، انواع روغنهای گیاهی مایع به کار برده می‌شوند (ساده یا مخلوط) ولی در بیشتر موارد باید تغییراتی در ویژگیهای فیزیکی و ساختار چربی به وجود آورد تا برای کاربری مورد نیاز آماده شود.

در کشورهای پیشرفته با استفاده از بیوفناوری دانه‌های روغنی با ترکیب اسید چرب دلخواه تولید شده است. با این کار می‌توان نیاز به فرآوری روغن را به کمینه رساند و روغنهای مناسب تولید کرد؛ برای مثال روغن کلزا با اروسیک اسید (Erusic acid) کم و روغن آفتابگردان با اولئیک اسید بالا.

برای مصارف خانگی، روغنهای گیاهی مایع برای پخت و پز و سالاد مناسبند ولی برای سرخ کردن باید روغن ویژه سرخ کردن به کار برد.

چند نکته کاربردی برای مصرف‌کنندگان روغن

بسته روغن را در جای خشک، خنک و دور از نور نگهداری کنید.

روغن را همیشه در قوطی دربسته نگهداری کنید.

چنانچه بسته روغن بزرگ باشد، از ظرف کوچکتر برای مصرف و نگهداری موقت آن استفاده کنید.

روغن نباید در هیچ مرحله‌ای بوی و مزه تند داشته باشد.

از روغن مناسب برای کاربرد معین استفاده کنید.

مصرف روغن و چربی را کم کنید.

این تصور که مصرف روغن جامد باصرفه‌تر از روغن مایع است، یک پندار نادرست است.

روغن را با شعله ملایم گرم کنید.

روغن مصرف‌شده را دوباره به بسته اولیه آن برنگردانید.

پس از سرخ کردن غذا، روغن اضافی را از آن خارج کنید.

به جای سرخ کردن از کباب کردن و تنوری کردن استفاده کنید.

روغن گیاهی مایه را جایگزین روغن جامد کنید.

غذاهای فیبردار مانند سبزیها، میوه‌ها، خلات و حبوب را بیشتر مصرف کنید. مصرف زیاد میوه‌ها و سبزیها که از آنتی‌اکسیدانهای گوناگون (مانند توکوفرول‌ها)، کاروتنوییدها (مانند بتاکاروتن) و دیگر اجزای غیر گلیسیریدی سرشارند، خطر ابتلا به بیماریهای قلبی عروقی را کاهش می‌دهند.

 

 

درباره پنبه دانه
پنبه از دو قسمت تارهای سپید رنگ و دانه تشکیل شده است. ویژگی تارهای پنبه این است که قابلیت ریسیده شدن و پس از آن بافت‌پذیری دارند. این ویژگی از همان زمانهای دور سبب بهره‌گیری از این گیاه بوده است. از تارهای پنبه در کارخانه‌های ریسندگی، نخ تهیه میکنند؛ پس از تهیه نخ، انواع پارچه بافته می‌شود.

دانه پنبه از سه بخش تشکیل شده است:
الف) لینتر یا کرکهایی که سطح دانه را می‌پوشانند و 19-2 درصد وزن دانه را در رقمهای گوناگون تشکیل می‌دهد و از آن نخ، کاغذ، پلاستیک، فیلم، نمد، موکت و وسایل بهداشتی ساخته می‌شود.
ب) پوسته که مغز را می‌پوشاند و 45-40 درصد وزن دانه را تشکیل می‌دهد و به رنگ قهوه‌ای تیره تا سیاه است. از پوست دانه خوراک دام، کود، پلاستیک و لاستیک مصنوعی ساخته می‌شود.
ج) مغز پنبه دانه که به رنگ سفید روشن و از روغن و پروتئین تشکیل شده است و 55-50 درصد وزن دانه را تشکیل می‌دهد. از مغز دانه روغن خوراکی، صابون، گلیسیرین و از تفاله آن کود و خوراک دام تهیه می‌شود.
در حال حاضر، در تهیه خوراک طیور استفاده از مکملهای پروتئینی حیوانی از گذشته کمتر است. از جمله مهمترین منابع پروتئینی حیوانی می‌توان از پودر ماهی، پودر گوشت، پودر خون، پودر شیر، پودر گوشت استخوان‌دار، پودر پر، پودر کشک، اب پنیر خشک‌شده، باقی‌مانده کشتارگاههای طیور و مواد محلول ماهی نام برد. امروزه با توجه به مشکلات تهیه مواد غذایی سرشار از پروتئین از منابع حیوانی سعی شده است از مکملهای پروتئینی گیاهی که بیشتر فرآورده‌های فرعی کنجاله دانه‌های روغنی هستند استفاده کنند؛ از جمله مهمترین منابع پروتئینهای گیاهی می‌توان به غلات تقطیر شده خشک، کنجاله سویا، کنجاله پنبه‌دانه، کنجاله بذرک، کنجاله کلزا، کنجاله گلرنگ، کنجاله کنجد، دانه باقلا و... اشاره نمود. پروتئینهای گیاهی منابع فقیرتری هستند.

فرآورده‌های پنیه‌دانه:

1- خوراک پنبه‌دانه cottonseed feed
نوعی خوراک دام و طیور مرکب از کنجاله پنبه‌دانه (پس از استخراج بخش عمده روغن از دانه‌های روغنی، تفاله باقیمانده کنجاله خوانده می‌شود و برای تغذیه دام به کار می‌رود.) و پوست پنبه‌دانه. این خوراک کمتر از 36% پروتئین خام دارد ولی میزان پروتئین خام آن نباید از 22% کمتر باشد.

2- آرد پنبه‌دانه cottonseed flour
نوعی فرآورده غذایی که از پنبه‌دانه پاک شده از الیاف و پوست‌کنده (بدون کرک) به دست می‌آید. پنبه‌دانه به طور نازک غلتک زده می‌شود و برای مدت 5/1 ساعت در 225 درجه فارنهایت پخته می‌شود. با این کار حالت پلاستیکی پیدا می‌کند و خارج کردن روغن از آن آسانتر می‌شود. کنجاله فشرده‌شده سرد می‌شود و آن را پیش از آرد کردن با آسیاب چکشی به مدت 30 روز ذخیره می‌کنند، سپس آرد از یک الک شماره 200 عبور داده می‌شود. این فرآورده رنگ روشن و مزه آجیلی دارد و حاوی 5/57 % پروتئین خام می‌باشد.

3- پوست پنبه‌دانه cottonseed hull
پوسته بیرونی پنبه‌دانه مد نظر است. پس از فرآوری، 28 درصد پنبه‌دانه را پوست دانه تشکیل می‌دهد که برای تغذیه دام به کار می‌رود. قابلیت هضم پروتئین پوسته بسیار ناچیز و مجموع مواد غذایی آن 7/43 درصد است. این خوراک را باخوراکهای غنی از پروتئین مانند کنجاله پنبه‌دانه به دامها می‌دهند.

4- کنجاله پنبه‌دانه cottonseed meal
برای تعیین میزان هر ماده غذایی در جیره دام و طیور باید توجه داشت که ماده غذایی اقتصادی و بهداشتی باشد و تمام نیازهای لازم را فراهم کند. یکی از مواد غذایی مصرفی در پرورش دام و طیور، کنجاله پنبه‌دانه است که پس از کنجاله سویا و ذرت، می‌توان گفت بیشترین اهمیت را دارد و شرایط یادشده را در بر می‌گیرد؛ بدین ترتیب لازم است مواد مغذی و ویژگیهای دیگر آن را شناخت. بیشترین اهمیت کنجاله پنبه‌دانه به پروتئین آن باز می‌گردد اما به همراه پروتئین مواد دیگری نیز وجود دارند.

گوسیپول (Gossypol)
برخی از غلات و منابع پروتئین گیاهی دارای سموم طبیعی هستند؛ گوسیپول یکی از عناصر بازدارنده و در حقیقت به عنوان ماده سمی برای جانوران تک‌معده‌ای می‌باشد که در رنگدانه‌های برخی از گیاهان از جمله مغز پنبه‌دانه وجود دارد. در جانوران تک‌معده‌ای مانند مرغ، گوسیپول آزاد سبب مسمومیت، کم‌اشتهایی و کاهش وزن می‌شود.
گوسیپول در ریشه گیاه پنبه تولید و سپس به دانه منتقل می‌شود. گونه‌ای از این گیاه وجود دارد (GLANDIESS) که با این که گوسیپول در ریشه آن ساخته می‌شود، ولی به دانه منتقل نمی‌شود.
دست کم 15 گونه از این رنگدانه در روغن استخراج‌شده یا در کنجاله پنبه‌دانه شناسایی شده‌اند، ولی مهمترین آنها برای اولین بار توسط دانشمندی انگلیسی به نام لانگمور در سال 1886م از بقایای تصفیه قلیایی روغن پنبه‌دانه جدا گردید و در سال 1898م مارچلیوسکی آن را به حالت جامد خالص و زرد رنگ تهیه نمود و بدین نام خوانده شد. گوسیپول موجود در کنجاله پنبه‌دانه میزان مصرف آن را در جیره طیور و خوک محدود می‌کند.
گوسیپول یک آلدهید پلی‌فنولیک (polyphenolic)، آنتی‌اکسیدان و پلیمرکننده است؛ دارای فعالیت بالاست، خاصیت اسیدی دارد، مانند ترکیبهای فنلی و آلدهیدی رفتار می‌کند، در قلیای رقیق حل می‌شود و نمک می‌دهد. گوسیپول به دلیل ویژگی پلی‌مورفیسم دارای دامنه نقطه ذوب است و ایزومری نوری دارد؛ در میان هشت رنگدانه موجود در غدد رنگدانه‌ای پنبه‌دانه، مهمترین رنگدانه است.
گوسیپول می‌تواند به شکل آزاد و فعال در رنگدانه‌ها و یا به شکل پیوندی در ترکیب با پروتئین یا مواد دیگر باشد. گوسیپول آزاد با گروه اپسیلون آمین آزاد لیزین و شاید آرژنین و سیستئین واکنش می‌دهد و ضمن غیر طبیعی کردن پروتئین، ارزش تغذیه‌ای پروتئین و همچنین میزان پروتئین کنجاله را کاهش می‌دهد. افزون بر این، کنجاله پنبه‌دانه حاوی ترکیبات سیکلو پرو پیونید است که در صورت زیاد بودن در جیره مرغهای تخم‌گذار موجب کم رنگ شدن زرده تخم‌مرغ می‌شود. بنا بر این، اگر گوسیپول کنجاله پنبه‌دانه گرفته شود، از آن می‌توان بدون مشکل در جیره طیور نیز استفاده کرد، ولی از کنجاله معمولی پنبه‌دانه نمی‌توان بیش از 15% کل جیره استفاده نمود. (در بیشتر کنجاله‌ها، مقدار گوسیپول کل حدود 1 درصد است که تنها 1/0 درصد آن به صورت آزاد می‌باشد.)

Molecular Weight: 518.6
Melting Point: 177-182°C (decomp)
CAS Number: 303-45-7

استفاده از کنجاله پنبه‌دانه در جیره مرغهای تخم‌گذار از دیرباز یک مشکل بوده است. گزارشهای اولیه در باره لکه‌دار شدن تخم‌مرغ مرغهای تخم‌گذار که از کنجاله پنبه‌دانه تغذیه نموده‌اند به سالهای 1819 بر می‌گردد. در دهه 1930 گوسیپول به عنوان عامل تغییر رنگ زرده در مرغهای تغذیه‌شده با کنجاله پنبه‌دانه شناخته شد. به زودی روشن شد که در تغذیه مرغهای تخم‌گذار با کنجاله پنبه‌دانه دو مشکل وجود دارد:
1) سفیده تخمهای ذخیره شده به صورتی می‌شوند و این حالت غیر طبیعی، به نام سفیده صورتی‌رنگ شناخته شده است. مشکل دیگر که ممکن است به طور همزمان رخ دهد، رنگ قهوه‌ای یا زیتونی زرده است.
2) مشکل دوم از تداخل گوسیپول با آهن موجود در زرده تخم‌مرغ پدید می‌آید.

بیشتر پرندگان می‌توانند مقدار بالای گوسیپول را بدون هیچ گونه تاثیری بر عملکردشان تحمل نمایند ولی حتا مقدار بسیار کم آن موجب تغییر رنگ زرده و سفیده در پرندگان تخم‌گذار می‌شود. تغییر رنگ زرده به سبز، قهوه‌ای و سیاه به میزان گوسیپپول جیره و مدت انبارش تخم بستگی دارد. افزایش مدت انبارش به ویژه در هوای خنک 5 درجه سانتی‌گراد که سبب تغییر سریع  PHزرده می‌شود، بر تیرگی زرده می‌افزاید.
با توجه به اینکه گوسیپول با آهن کمپلکس می‌دهد، از این واکنش می‌توان در غیر سمی کردن کنجاله استفاده کرد. فراهم نمودن نسبت 1 به 1 گوسیپول آزاد و آهن می‌تواند سبب افزایش مقدار مصرف کنجاله در جیره‌های گوشتی و همچنین مرغهای تخم‌گذار شود. از آنجایی که بیشتر نمونه‌های کنجاله پنبه‌دانه دارای 1/0 درصد گوسیپول آزاد هستند با افزودن 5/0 کیلو گرم سولفات آهن در هر تن خوراک می‌توان مسمومیت ناشی از آن را برطرف نمود. با افزودن آهن، جوجه‌های گوشتی و مرغهای تخم‌گذار بدون هیچ گونه تاثیر منفی می‌توانند به ترتیب تا 300 وppm  30 گوسیپول آزاد در جیره را تحمل نمایند.