خوردگی فلزات

خوردگی ، ( Corrosion ) ، اثر تخریبی محیط برفلزات و الیاژها می‌‌باشد. خوردگی ، پدیده‌ای خودبه‌خودی است و همه مردم در زندگی روزمره خود ، از بدو پیدایش فلزات با آن روبرو هستند. در اثر پدیده خودبه‌خودی ، فلز از درجه اکسیداسیون صفر تبدیل به گونه‌ای با درجه ‌اکسیداسیون بالا می‌‌شود.

M ------> M⁺ⁿ + ne

در واقع واکنش اصلی در انهدام فلزات ، عبارت از اکسیداسیون فلز است.

تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی

فلزات در اثر اصطکاک ، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می‌‌شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.

فرایند خودبه‌خودی و فرایند غیرخودبه‌خودی

خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می‌‌رود که به حالت پایدار برسد. البته M⁺ⁿ می‌‌تواند به حالتهای مختلف گونه‌های فلزی با اجزای مختلف ظاهر شود. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می‌‌زند که یک نوع خوردگی و پدیده‌ای خودبه‌خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می‌‌توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند. پس در اثر خوردگی فلزات در یک محیط که پدیده‌ای خودبه‌خودی است، اشکال مختلف آن ظاهر می‌‌شود.

بندرت می‌‌توان فلز را بصورت فلزی و عنصری در محیط پیدا کرد و اغلب بصورت ترکیب در کانیهاو بصورت کلریدها و سولفیدها و غیره یافت می‌‌شوند و ما آنها را بازیابی می‌‌کنیم. به عبارت دیگر ، با استفاده ‌از روشهای مختلف ، فلزات را از آن ترکیبات خارج می‌‌کنند. یکی از این روشها ، روش احیای فلزات است. بعنوان مثال ، برای بازیابی مس از ترکیبات آن ، فلز را بصورت سولفات مس از ترکیبات آن خارج می‌‌کنیم یا اینکه آلومینیوم موجود در طبیعت را با روشهای شیمیایی تبدیل به ‌اکسید آلومینیوم می‌‌کنند و سپس با روشهای الکترولیز می‌‌توانند آن را احیا کنند.

برای تمام این روشها ، نیاز به صرف انرژی است که یک روش و فرایند غیرخودبه‌خودی است و یک فرایند غیرخودبه‌خودی هزینه و مواد ویژه‌ای نیاز دارد. از طرف دیگر ، هر فرایند غیر خودبه‌خودی درصدد است که به حالت اولیه خود بازگردد، چرا که بازگشت به حالت اولیه یک مسیر خودبه‌خودی است. پس فلزات استخراج شده میل دارند به ذات اصلی خود باز گردند

جنبه‌های اقتصادی فرایند خوردگی

برآوردی که در مورد ضررهای خوردگی انجام گرفته، نشان می‌‌دهد سالانه هزینه تحمیل شده از سوی خوردگی ، بالغ بر 5 میلیارد دلار است. بیشترین ضررهای خوردگی ، هزینه‌هایی است که برای جلوگیری از خوردگی تحمیل می‌‌شود.

پوششهای رنگها و جلاها

ساده‌ترین راه مبارزه با خوردگی ، اعمال یک لایه رنگ است. با استفاده ‌از رنگها بصورت آستر و رویه ، می‌‌توان ارتباط فلزات را با محیط تا اندازه‌ای قطع کرد و در نتیجه موجب محافظت تاسیسات فلزی شد. به روشهای ساده‌ای می‌‌توان رنگها را بروی فلزات ثابت کرد که می‌‌توان روش پاششی را نام برد. به کمک روشهای رنگ‌دهی ، می‌‌توان ضخامت معینی از رنگها را روی تاسیسات فلزی قرار داد.

آخرین پدیده در صنایع رنگسازی ساخت رنگهای الکتروستاتیک است که به میدان الکتریکی پاسخ می‌‌دهند و به ‌این ترتیب می‌توان از پراکندگی و تلف شدن رنگ جلوگیری کرد.

پوششهای فسفاتی و کروماتی

این پوششها که پوششهای تبدیلی نامیده می‌‌شوند، پوششهایی هستند که ‌از خود فلز ایجاد می‌‌شوند. فسفاتها و کروماتها نامحلول‌اند. با استفاده ‌از محلولهای معینی مثل اسید سولفوریک با مقدار معینی از نمکهای فسفات ، قسمت سطحی قطعات فلزی را تبدیل به فسفات یا کرومات آن فلز می‌‌کنند و در نتیجه ، به سطح قطعه فلز چسبیده و بعنوان پوششهای محافظ در محیط‌های خنثی می‌‌توانند کارایی داشته باشند.

این پوششها بیشتر به ‌این دلیل فراهم می‌‌شوند که ‌از روی آنها بتوان پوششهای رنگ را بر روی قطعات فلزی بکار برد. پس پوششهای فسفاتی ، کروماتی ، بعنوان آستر نیز در قطعات صنعتی می‌‌توانند عمل کنند؛ چرا که وجود این پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم‌تر می‌‌سازد. رنگ کم و بیش دارای تحلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمی‌‌تواند از خوردگی جلوگیری کند.

پوششهای اکسید فلزات

اکسید برخی فلزات بر روی خود فلزات ، از خوردگی جلوگیری می‌‌کند. بعنوان مثال ، می‌‌توان تحت عوامل کنترل شده ، لایه‌ای از اکسید آلومینیوم بر روی آلومینیوم نشاند. اکسید آلومینیوم رنگ خوبی دارد و اکسید آن به سطح فلز می‌‌چسبد و باعث می‌‌شود که ‌اتمسفر به‌ آن اثر نکرده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی داشته باشد. همچنین اکسید آلومینیوم رنگ‌پذیر است و می‌‌توان با الکترولیز و غوطه‌وری ، آن را رنگ کرد. اکسید آلومینیوم دارای تخلخل و حفره‌های شش وجهی است که با الکترولیز ، رنگ در این حفره‌ها قرار می‌‌گیرد

همچنین با پدیده ‌الکترولیز ،آهن را به اکسید آهن سیاه رنگ (البته بصورت کنترل شده) تبدیل می‌‌کنند که مقاوم در برابر خوردگی است که به آن "سیاه‌کاری آهن یا فولاد" می‌‌گویند که در قطعات یدکی ماشین دیده می‌‌شود.

پوششهای گالوانیزه

گالوانیزه کردن (Galvanizing) ، پوشش دادن آهن و فولاد با روی است. گالوانیزه ، بطرق مختلف انجام می‌‌گیرد که یکی از این طرق ، آبکاری با برق است. در آبکاری با برق ، قطعه‌ای که می‌‌خواهیم گالوانیزه کنیم،کاتد الکترولیز را تشکیل می‌‌دهد و فلز روی در آند قرار می‌‌گیرد. یکی دیگر از روشهای گالوانیزه ، استفاده ‌از فلز مذاب یا روی مذاب است. روی دارای نقطه ذوب پایینی است.

در گالوانیزه با روی مذاب آن را بصورت مذاب در حمام مورد استفاده قرار می‌‌دهند و با استفاده ‌از غوطه‌ور سازی فلز در روی مذاب ، لایه‌ای از روی در سطح فلز تشکیل می‌‌شود که به ‌این پدیده ، غوطه‌وری داغ (

پوششهای قلع

قلع از فلزاتی است که ذاتا براحتی اکسید می‌‌شود و از طریق ایجاد اکسید در مقابل اتمسفر مقاوم می‌‌شود و در محیطهای بسیار خورنده مثل اسیدها و نمکها و ... بخوبی پایداری می‌‌کند. به همین دلیل در موارد حساس که خوردگی قابل کنترل نیست، از قطعات قلع یا پوششهای قلع استفاده می‌‌شود. مصرف زیاد این نوع پوششها ، در صنعت کنسروسازی می‌‌باشد که بر روی ظروف آهنی این پوششها را قرار می‌‌دهند.

پوششهای کادمیم

این پوششها بر روی فولاد از طریق آبگیری انجام می‌‌گیرد. معمولا پیچ و مهره‌های فولادی با این فلز ، روکش داده می‌‌شوند.

فولاد زنگ‌نزن

این نوع فولاد ، جزو فلزات بسیار مقاوم در برابر خوردگی است و در صنایع شیر آلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فولاد ، آلیاژ فولاد با کروم می‌‌باشد و گاهی نیکل نیز به ‌این آلیاژ اضافه می‌‌شود.  

با تشکر از جناب آقای داعی- مرجع 

Hot dip galvanizing) می‌گویند. لوله‌های گالوانیزه در ساخت قطعات مختلف ، در لوله کشی منازل و آبرسانی و ... مورد استفاده قرار می‌‌گیرند.  در جامعه منابع فلزات محدود است و مسیر برگشت طوری نیست که دوباره آنها را بازگرداند. وقتی فلزی را در اسید حل می‌‌کنیم و یا در و پنجره دچار خوردگی می‌‌شوند، دیگر قابل بازیابی نیستند. پس خوردگی یک پدیده مضر و ضربه زننده به ‌اقتصاد است.  

نفت کوره

نفت کوره ، یک فراورده جانبی
بیشتر نفت کوره‌های باقیمانده مصرفی در ایالات متحده آمریکا ، از خارج وارد می‌شود. این سوخت به قیمت بسیار ارزانی فروخته می‌شود (قبلا حدود 70 درصد قیمت نفت خامی که از آن تولید شده است) و بعنوان یک فراورده جانبی تلقی می‌گردد.

مشخصه‌های بحرانی نفت کوره
مشخصه‌های بحرانی نفت کوره عبارتند از گرانروی و مقدار گوگرد. در سالهای آینده ، با توجه به لزوم جلوگیری از آلودگی هوا ، مقدار بیشینه گوگرد ، بی شک ، کاهش خواهد یافت. در برخی نقاط ، فقط نفت کوره‌های کم‌گوگرد می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند و این گرایش ، رو به توسعه است.

نفت کوره سنگین
نفت کوره‌های سنگین که حاوی گوگرد بسیار کمی باشند، خواهان بیشتری دارند و به قیمتهای نزدیک قیمتهای نفتهای خام اولیه فروخته می‌شوند.

نفت‌های گرمایشی
هر چند مصرف فراورده‌های نفتی برای گرمایش فضا از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، ولی این مصرف بر حسب محل و شرایط جوی تغییر زیادی می‌کند. در سالهای اخیر نیاز به نفتهای گرمایشی نسبتا کاهش یافته است، زیرا بر مصرف LPG (گاز نفتی مایع که برای گرمایش خانگی و پخت و پز بمصرف می‌رسد) افزوده شده است.

مهمترین نفت‌های کوره تقطیری
مهمترین نفت‌های کوره تقطیری ، نفت کوره شماره 1 و نفت کوره شماره 2 می‌باشند.

• نفت کوره شماره 1: این نفت کوره ، بسیار شبیه نفت سفید ، ولی معمولا دارای نقطه ریزش و نقطه نهایی بالاتری است. مشخصه‌های حدی آن عبارتند از تقطیر ، نقطه ریزش ، نقطه اشتعال و مقدار گوگرد. نقطه ریزش ، پایین‌ترین دمایی است که در آن ، یک روغن نفتی جاری می‌شود یا ریزش می‌کند. نقطه پایانی یا نهایی ، دمای حد بالا در تقطیر است.

• نفت کوره شماره 2: نفت کوره شماره 2 ، بسیار شبیه سوخت دیزلی شماره 2است. ذخایر گراکینگ شده نفت ، نفت سفید. سوخت دیزلی و نفتهای سبک چرخه کراکینگ بدست می‌آید که مشخصه‌های حدی آن ، عبارتند از مقدار گوگرد ، نقطه ریزش، تقطیر و نقطه اشتعال.

» منبع: petroleumtimes

کمپلکس ضد سرطان جدید

کمپلکس ضد سرطان جدید

یک تیم تحقیقاتی از چند دانشگاه معتبر آمریکا ، تحت سرپرستی ادوارد وانگ و گری وایسمن از دانشگاه نیو هامفشایر مولکولی را طراحی کرده اند که می تواند با اتصال به ایزوتوپ مس 64 نقش یک داروی جدید  ضد سرطان را ایفاء کند. این مولکول جالب از یک حلقه ماکروسیکلی شامل 4 اتم نیتروژن و دو بازوی کربوکسیلاتی تشکیل شده است. بر اساس بررسی های این تیم تحقیقاتی مشخص شد که طول این بازوهای کربوکسیلاتی نقش مهمی را در ایجاد پایداری در کمپلکس یاد شده دارند. نتایج این تحقیق نشان داد که طول زنجیره هیدروکربنی تشکیل دهنده بازوهای کربوکسیلاتی لیگاند هر چه بیشتر باشد، شرایط کاهش مس (2) به مس(1) بهتر و درنتیجه فرایند شکستن کمپلکس یا Demetalation از نظر سینتیکی بهتر انجام می شود و کمپلکس ناپایدارتر می شود. بنابراین بازوهای کربوکسیلاتی کوتاهتر از طریق اتصال قوی تر موجب پایداری بیشتر و عملکرد بهتر این ترکیب می شوند . برای اطلاعات بیشتر می توانید به منابع ذکر شده مراجعه کنید:www.rsc.org/Publishing/ChemScience/Volume/2007/06/short_arms.asp

The long and short of it: the influence of N-carboxyethyl versusN-carboxymethyl pendant arms on in vitro and in vivo behavior of copper complexes of cross-bridged tetraamine macrocycles
Katie J. Heroux, Katrina S. Woodin, David J. Tranchemontagne, Peter C. B. Widger, Evan Southwick, Edward H. Wong, Gary R. Weisman, Sterling A. Tomellini, Thaddeus J. Wadas, Carolyn J. Anderson, Scott Kassel, James A. Golen and Arnold L. Rheingold, Dalton Trans.,

کتاب ارگونومی برای کودکان

 Ergonomics for children...
            Designing products & places for toddlers to teens 

لطفا به این لینک مراجعه فرمایید 

مبدل های حرارتی (Heat Exchangers)

مبدل های حرارتی دستگاه هایی هستند که به کمک آنها می توان در اثر تماس غیر مستقیم دو سیال، سیالی را گرم یا سرد نمود.

کاربرد اصول انتقال حرارت در طراحی تجهیزات برای مقاصد خاص مهندسی اهمیت بسیار زیادی و هدف از به کارگیری اصول انتقال حرارت در طراحی، تلاش برای رسیدن به هدف توسعه تولید برای سوددهی اقتصادی است. در حقیقت دانستن نوع مبدل براساس سیال هایی که از آن عبور می کنند نقش مهمی در طراحی و محاسبات اقتصادی مبدل های حرارتی به دنبال خواهد داشت.

«دسته بندی مبدل های حرارتی»

1) بر مبنای پیوستگی یا تناوب جریان:

جریان سیال داخل مجاری مبدل های حرارتی پیوسته یا متناوب است. در مبدل های حرارتی با جریان پیوسته مجاری سیال گرم و سرد از هم تفکیک شده اند، به طوری که سیال گرم در مجاری مخصوص خود و سیال سرد نیز در مجاری مربوط به خود جریان دارند. دو مجرای جریان توسط یک جداره لوله یا یک ورق از هم جدا شده اند.

2) بر مبنای پدیده انتقال:

تبادل انرژی بین دو سیال به صورت تماس مستقیم یا غیرمستقیم صورت می گیرد:

در نوع مستقیم، حرارت بین دو سیال که با هم تماس مستقیم دارند مبادله می شود. معمولا یکی از این دو سیال  گاز و دیگری مایع است که با فشار بخار خیلی پایین و پس از تبادل حرارت به سادگی قابل تفکیک هستند.

در نوع غیرمستقیم، حرارت ابتدا به یک سطح جامد نفوذ ناپذیر منتقل می شود و سپس از آن به سیال سرد انتقال می یابد.

3) بر مبنای ساختمان مبدل:

در بسیاری مواقع مبدل های حرارتی بر مبنای ساختمان تقسیم بندی می شوند. مبدل های حرارتی از نظر ساختمان به چهار دسته تقسیم بندی می شوند که عبارت اند از :

1) مبدل های حرارتی لوله ای (Pipe Heat Exchanger)

2) مبدل های حرارتی صفحه ای (Plate Heat Exchanger)

3) مبدل های حرارتی پره ای (Fin Heat Exchanger)

4) بازیاب حرارتی (Heat Recovers)

4) بر مبنای نوع جریان :

که شامل موارد زیر می شود :

1) جریان همسو (Co-Current)

2) جریان ناهمسو (Counter Current)

3) جریان متقاطع (Cross Current)

«مبدل های حرارتی لوله ای»

در این مبدل ها اساس انتقال حرارت از نوع غیر مستقیم می باشد و مکانیزم انتقال حرارت جابه جایی می باشد. این مبدل ها به دو دسته عمده تقسیم بندی می شوند:

1) دو لوله ای (Two Pipes) ، 2) پوسته و لوله (Shell & Tube)

- مبدل های حرارتی دو لوله ای:

ساده ترین نوع مبدل های حرارتی دو لوله ای هستند که یک سیال از درون لوله داخلی می گذرد و سیال دیگر در فضای بین دو لوله جریان دارد.

مبدل های حرارتی دو لوله ای زمانی کاربرد دارند که سطح تبادل کمی مورد لزوم باشد و در سرمایش و گرمایش هوا یا گازها کاربرد دارند.

 

- مبدل های حرارتی پوسته و لوله :

نوعی از مبدل های حرارتی که در صنایع فرآیندهای شیمیایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد از نوع پوسته-لوله می باشد.

یک سیال در لوله ها جریان می یابد در حالی که سیال دیگر درون پوسته و از روی لوله ها عبور می کند. جهت اطمینان از این که سیال درون پوسته از روی لوله ها می گذرد و در نتیجه انتقال حرارت بیشتری صورت می گیرد، موانعی در داخل پوسته قرار داده می شود.

« مبدل های حرارتی صفحه ای»

این مبدل ها از صفحات نازک که کانال های جریان را تشکیل می دهد ساخته شده اند. جریان های سیال توسط صفحات مسطح که یا به صورت صاف یا موج دارند از هم جدا می شود. این مبدل ها برای انتقال گرما بین گاز، مایع یا جریانهای دو فاز استفاده می شوند. این مبدل ها به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

1) صفحه های واشردار (Gasket Plate) ،  2) صفحه های حلزونی (Spiral Plate)

3) لاملا (Lamella)

- مبدل های صفحه ای واشردار :

این مبدل ها شامل تعدادی از صفحات نازک با سطح چین دار یا موج دار می باشد که سیال های گرم و سرد را از هم جدا می سازد. صفحات دارای قطعاتی در گوشه ها هستند که به نحوی آرایش داده شده اند که دو ماده ای که بایستی گرما بین آنها مبادله شود، یکی در میان در فضای بین صفحات جریان می یابند.

- مبدل های صفحه ای حلزونی :

مبدل های صفحه ای حلزونی با پیچاندن دو صفحه بلند موازی به شکل یک حلزونی با استفاده از یک میله اصلی و جوش دادن به لبه های صفحات مجاور به صورتی که یک کانال را تشکیل دهند، شکل داده می شوند.

- مبدل های لاملا :

مبدل های گرمایی لاملا شامل مجموعه کانال های ساخته شده از صفحات فلزی نازک است که به طور موازی جوشکاری شده اند و یا به شکل لاملا (لوله های تخت یا کانال های مستطیلی) می باشند که به صورت طولی در یک پوسته قرار گرفته اند.

« مبدل های حرارتی پره ای»

نوع مبدل های پره دار عمدتا برای کاربردهای گاز- گاز استفاده می شود. در اکثر کاربرد ها کاهش جرم و حجم مبدل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به دلیل دست یافتن به این کاهش حجم و وزن، مبدل های فشرده گرما همچنین به صورت وسیع در تبرید با دمای خیلی کم، بازیابی انرژی، صنایع فرآیندی، تبرید و سیستم های تهویه مطبوع استفاده می گردند. مبدل های صفحه ای پره دار برای استفاده در توربین گازی، نیروگاه های هسته ای و مهندسی پیشرانه و تبرید و گرمایش و تهویه سیستم های بازیابی گرمای اضافه و صنایع شیمیایی و سرمایش کاربرد دارند. این مبدل ها به چهار دسته زیر تقسیم می شوند :

1) پره ساده (Plain Fin) ، 2) پره ساده سوراخ دار (Plain Perforated Fin)

3) پره دندانه ای یا کنگره ای (Serrated Fin) ، 4) پره های جناغی یا موجی شکل (Herring Bake Fin)

«مبدل های حرارتی براساس جریان»

- جریان همسو (هم جهت) :

در این نوع مبدل ها سیال سرد و گرم هر دو در یک جهت حرکت می کنند و در حین عبور از مبدل تبادل حرارتی انجام می دهند.

- جریان ناهمسو (مخالف جهت) :

در این نوع مبدل سیال سرد در یک جهت و سیال گرم در جهت عکس آن وارد مبدل می شود و بدین ترتیب تبادل حرارتی صورت می پذیرد. در شرایط یکسان برای یک مبدل با جریان ناهمسو میزان انتقال حرارت بیشتر خواهد بود.

- جریان متقاطع :

چنانچه یک سیال در لوله و سیال دیگر به صورت عمود بر لوله ها جریان داشته باشد، نوع جریان متقاطع خواهد بود. مبدل های حرارتی با جریان متقاطع در گرمایش و سرمایش هوا یا گازها کاربرد وسیعی دارند.

منبع : http://miadsoft.blogfa.com

طیف نشری خطی اتمها

بررسی جذب ونشر انرژی تابشی توسط اتم ها اطلاعات زیادی در مورد ساختمان

اتمی به ما میدهد .برای مطالعه این مبحث  شناخت ماهیت انرژی تابشی نیز

 تعریف مفاهیمی مانند  جذب ،نشر ،طیف خطی وپیوسته  ضروری به نظر

می رسد ........

برروی ادامه مطلب کلیک کنید

مایع سازی هیدروژن

امروزه هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی مناسب مطرح می باشد.با توسعه ابعاد مطالعات نظری و اجرایی در برنامه ریزی انرژی کشور در چارچوب بهره برداری از حامل های انرژی و درآمدهای آن و استفاده از آنها به طور مطلوبتر،ایمنتر و بویژه در مسافتهای زیاد،ارائه طراحی سیستم کرایوژنیک برای مایع سازی هیدروژن ضروری است.یکی از بهترین فرآیندها برای مایع سازی هیدروژن،فرآیند لیند-هامپسون با پیش سردکن است که طراحی آن با انتخاب بهترین نوع تجهیزات ارائه گردیده است.در این پروژه،اجزای اصلی چرخه مایع سازی که عبارتند از: کمپرسور، مبدل حرارتی، واحد خالص سازی و خشک کردن، راکتور کاتالیستی تبدیل هیدروژن اورتو به پارا،شیر انبساطی و مخزن ذخیره سازی به طور جداگانه طراحی شده اند.

در این طراحی از کمپرسور رفت و برگشتی با نسبت تراکم 40:1 و توان 28 کیلو وات برای فشرده کردن گاز هیدروژن استفاده شده است.عمده ناخالصی های گاز هیدروژن،بخار آب و اکسیژن می باشد که غلظت آنها حدود 0.001 درصد حجمی است.برای جلوگیری از خطرات احتمالی ناخالصی ها در چرخه،آنها توسط 631 kg/m2 سیلیکاژل در بستری به طول 0.9 متر،حذف می شوند.در این چرخه سه مبدل حرارتی صفحه ای پره دار با سطوح 10.17، 0.3072 و 10.865 متر مربع بکار رفته که گاز هیدروژن با شدت جریان کنترل شده 0.53 کیلو گرم در ساعت را تا دمای وارونگی آن سرد می نمایند.تعداد پره های بکار رفته در این مبدلها 12.5 پره در هر0.02 متر میباشند.در این طراحی از دو شیر انبساطی از جنس فولاد کربنی به قطر 5.047*0.001 متر و نسبت طول به قطر یک استفاده شده تا جریان گاز هیدروژن را با شدت 22.14 متر مکعب در ثانیه تخلیه کنند و در اثر افت ناگهانی فشار دما کاهش یافته و باعث تولید هیدروژن مایع شوند.در این شیرها مقداری از گاز،مایع می شود.برای ذخیره هیدروژن مایع از مخزن ذخیره سازی دو جداره به شکل استوانه استفاده میگردد که مخزن درونی فولاد ضر زنگ به ضخامت 0.92 میلیمتر و مخزن بیرونی،فولاد کربنی به ضخامت 0.9 میلیمتر می باشند.ضمنا از آن جا که در این فرآیند درصد بالای پارا هیدروژن مد نظر می باشد،لذا از راکتورهای کاتالیستی همدما، غوطه ور در حمام نیتروزن مایع،به حجمهای 110، 772و 4800 سانتیمتر مکعب یا کاتالیزور ژل اکسید آهن(3) استفاده شده است.طراحی چنین راکتورهایی شبیه راکتور لوله ای با جریان قالبی می باشند.لازم به ذکر است که مخازن نیتروژن مایع به عنوان پیش سردکن با حجم 8/1 متر مکعب به ابعاد راکتور تبدیل هیدروژن اورتو به پارا، با دیواره عایق از جنس اپوکسی و فایبرگلاس ساخته می شوند.ضمنا در این پروژه،سیستم در حالت بهینه برای ظرفیت 300 لیتر در ساعت طراحی شده است.

ارنست رادر فورد(1871-1937)

ارنست رادر فورد(1871-1937)

ارنست رادر فورد در تاریخ سی‌ام ماه اوت سال 1871در حومه بارت راین شهر نلسون ، واقع در ساحل شمالی جزیره جنوبی نیوزلندبه دنیا آمد. او چهارمین فرزند از دوازده فرزند جیمز و "مارتا رادرفورد" ، نیوزیلندی‌های نسل اول بود که از کودکی از اسکاتلند به نیوزلند آورده شده بودند. خانواده رادرفورد در یک خانواده پُر جمعیت دوازده بچه‌ای بود .

علاقه‌مندی رادرفورد" به علوم در مرحله بزودی بروز کرد. او ده ساله بود که کتاب پرطرفداری به نام خواندنی‌های اولیه در فیزیک تالیف معلمی به نام "بالفور استوارت" بدست آورد. کتاب استوارت ، مشابه کتابهای خود آموز فیزیک امروزی بود که در آنها ، نحوه به نمایش درآوردن اصول پایه فیزیک یا استفاده از اشیای ساده موجود در خانه مانند سکه ، شمع ، سنگ وزنه و وسایل آشپزخانه به خواننده یاد داده می‌شود. رادرفورد جوان ، سخت شیفته آن کتاب شده بود. 
او مثل بیشتر دانشمندان از بچگی به علم علاقه مند شد

او اولین بورس تحصیلی خود را در حالی که تنها ۱۶ سال داشت دریافت کرد

او رشته های تحصیلی خود را ریاضی و فیزیک انتخاب کرد که در هر دو موفق بود

رادرفورد در سال 1937 ، در اثر یک فتق محتقن(گونه‌ای تورم ناشی از انسداد اعضای درونی) در گذشت. او در آن هنگام ، 66 ساله و هنوز سرزنده و قوی بود

اکتشفات

یکی از مشهورترین اکتشافات وی مدل اتمی او بود که به مدل هسته دار معروف است

مدل اتمی او این گونه بود

اتم از هسته و الکترون تشکیل شده 

اتم دارای بار خثنی است  

الکترون ها دور هسته می چرخند

۲ سال بعد (۱۹۱۳)شخصی به نام نیلس بور مدل اتمی داد که نسبت به مدل رادرفورد کاملتر بود.

رادرفورد اولین کسی بود که به وجود هسته اتم پی برد اینگونه که او با تاباندن ذرات بتا به اتم عنصر طلا دریافت که بعضی از ذرات بازتاب میشوند بنابرین او به ذره ای به نام پروتون پی برد

او نیز دو ذره آلفا و بتا را کشف کرد  

در سال 1904 ، نخستین کتاب خود به نام فعالیت تشعشعی را که امروزه از کتب کلاسیک نوشته شده در آن زمینه شناخته می‌شود، منتشر کرد

او در سال ۱۹۰۷ به دلیل کارهایی که در زمینه فعالیت تشعشعی عناصر کرده بود، جایزه نوبل شیمی دریافت کرد 

سهم رادرفورد در شکل گیری درک کنونی ما از ماهیت ماده از هر کس دیگری بیشتر است. او آشکارا ، از بزرگترین فیزیکدانان است و تا آن زمان ، آزمایشگری به بزرگی او نیامده بود. دهها انجمن علمی و دانشگاه به او عضویت و درجات دانشگاهی افتخاری دادند. او را پدر انرژی هسته‌ای نامیده‌اند. 

مرجع

باران اسیدی

یکی از مشکلات جدی محیط زیست که امروزه بشر در اکثر نقاط جهان با آن درگیر است، باران اسیدی می‌باشد. باران اسیدی به پدیده‌هایی مانند مه اسیدی و برف اسیدی که با نزول مقادیر قابل توجهی اسید از آسمان همراه هستند، اطلاق می‌شود.

باران هنگامی اسیدی است که میزان PH آب آن کمتر از ۵،۶ باشد. این مقدار PH بیانگر تعادل شیمیایی بوجود آمده میان دی‌اکسید کربن و حالت محلول آن یعنی بی‌کربنات در آب خالص است.
باران اسیدی دارای نتایج زیانبار اکولوژیکی می‌باشد و وجود اسید در هوا نیز بر روی سلامتی انسان اثر مستقیم دارد. همچنین بر روی پوشش گیاهی تأثیرات نامطلوبی می‌گذارد.

در چند دهه اخیر میزان اسیدیته آب باران ، در بسیاری از نقاط کره زمین افزایش یافته و به همین خاطر اصطلاح باران اسیدی رایج شده است. برای شناخت این پدیده سوالات زیادی مطرح گردیده است که به عنوان مثال می‌توان به این موارد اشاره کرد: چه عناصری باعث تغییر طبیعی باران می‌شوند؟ منشا این عناصر چیست؟ این پدیده در کجا رخ می‌دهد؟

معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دی‌اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و PH باران طبیعی آلوده نشده حدود ۵.۶ می‌باشد. پس نزولاتی که به مقدار قابل ملاحظه‌ای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند وPH آنها کمتر از ۵ باشد، باران اسیدی تلقی می‌شوند.
 

● تاریخچه پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه ۱۸۰۰ در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه ۱۹۶۰ به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال ۱۸۷۳ واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آلی و سوخت می‌باشد. این محقق متوجه اسید سولفوریک در باران شد و عنوان نمود که این امر ، برای گیاهان و اشیا واقع در سطح زمین خطرناک است.
« موتا » و « میلو » در سال ۱۹۸۷ عنوان داشتند که دی‌اکسید کربن با اسید سولفوریک و اسید نیتریک عوامل اصلی تعیین کننده میزان اسیدی بودن آب باران هستند، چرا که در یک فاز آبی به صورت یونهای نیترات و سولفات در می‌آیند و چنین یونهایی به آب باران خاصیت اسیدی می‌بخشند.
 

● عوامل موثر در اسیدیته باران آب باران هیچگاه ، کاملا خالص نبوده و با پیشرفت صنعت بر ناخالصیهای آن افزوده شده است. ناخالصی طبیعی باران بطور عمده ناشی از نمکهای دریایی است و گازها و دودهای ناشی از فعالیت انسان در فرآیند ابرها دخالت می‌کنند.
آتش سوزی جنگلها نیز ، از جمله عواملی است که در میزان اسیدیته آب باران نقش دارد. فرآیندهای بیولوژیکی ، آتشفشانی و فعالیتهای انسان ، مواد آلوده کننده جو را در مقیاس محلی ، منطقه‌ای و جهانی در فضا منتشر می‌کنند. به عنوان مثال ، در صورت وجود جریانات باد در نواحی صنعتی ، مواد خارج شده از دودکشهای کارخانه‌ها در سطح وسیعی در فضا پراکنده می‌شوند.
 

▪ اسیدهای موجود در باران اسیدی اسیدهای عمده در باران اسیدی ، اسید سولفوریک و اسید نیتریک می‌باشد. بطور کلی این اسیدها به هنگام حمل توده هوایی که آلاینده‌های نوع اول مثل و را دربر دارند، بوجود می‌آیند. از این رو معمولا محل نزول باران اسیدی دورتر از منبع آلاینده‌ها می‌باشد. باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دوربرد آلاینده‌های هوا توسط باد حد و مرز جغرافیایی نمی‌شناسد.
 

▪ منابع تولید دی‌اکسید گوگرد بطور کلی در مقیاس جهانی بیشتربوسیله آتشفشانها و توسط اکسایش گازهای گوگرد حاصل از تجزیه گیاهان تولید می‌شود. این دی‌اکسید گوگرد طبیعی معمولا در قسمتهای بالای جو انتشار می‌یابد. بنابراین غلظت آن در هوای پاکیزه ناچیز می‌باشد. منبع عمده تولید ناشی از فعالیتهای انسانی احتراق زغالسنگ می‌باشد.

دی‌اکسید گوگرد بوسیله صنعت نفت به هنگام پالایش نفت یا تصفیه گاز طبیعی مستقیما یا به صورت در هوا انتشار می‌یابد. بیشتر کانیهای با ارزش در طبیعت به صورت سولفید یافت می‌شود. بنابراین هنگام استخراج و تبدیل آنها به فلز آزاد مقداریدر هوا آزاد می‌شود و در اثر ترکیب با ذرات ریز بخار آب به تبدیل می‌گردد و در اثر کاهش دما در قسمتهای بالای جو به صورت باران اسیدی به زمین برمی‌گردد.

● منابع تولید اکسیدهای نیتروژن در هوای غیر آلوده به مقدار کم در اثر ترکیب اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا هنگام رعد و برق ، وجود دارد و همچنین مقداری هم از رها شدن اکسیدهای نیتروژن از منابع زیستی حاصل می‌شود، اما که به عنوان آلاینده جوی محسوب می‌شود، از نیروگاهها و دود اگزوز خودروها ناشی می‌شود.
 

● باران اسیدی در آمریکای جنوبی پیرامون معضل باران اسیدی ، به ویژه در مورد مناطق صنعتی که میزان PH کمتر از ۳ دارند، تاکنون مقالات زیادی منتشر شده است. با وجود این بعضی از محققین معتقدند که برخی از این مقالات مستند نیستند و PH طبیعی باران توسط فعالیتهای مختلف انسانی ، چنان تغییر می‌کند که تعیین یک استاندارد ، غیرممکن می‌باشد. در ارتباط با این مطلب می‌توان مثالهایی از آمریکای جنوبی زد. جایی که میزان PH آب باران ، هم در جنگلهای آمازون و هم در شهرهای سائوپائولو و ریدوژانیرو و باربر ۴،۷ است.

▪ در جنگل آمازون موارد زیر در اسیدی شدن تاثیر اساسی دارند:
۱) د اسیدسولفوریک که خود از اکسید شدن سولفید هیدروژن (از مواد فرار مناطق مردابی) تشکیل می‌شود.
۲) اسید آلی که از سوختن مواد آلی بوجود می‌آید.
عملکرد و آثار بارانهای اسیدی که بطور طبیعی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است، ما را به سوی رخدادهای زیستی فاجعه‌آمیز هدایت می‌کند. با وجود اینکه این پدیده منشا طبیعی دارد، محققان بر این باورند که عملکرد انسان در این رابطه بسیار تاثیر گذار است.
 

● باران قلیائی نکته مهمی که باید به آن اشاره کرد، این است که در بعضی از مواقع ، PH آب باران حتی در جو بسیار آلوده هم در ۵،۶ ثابت باقی می‌ماند. دانشمندان این مسئله را به حضور ترکیبات قلیائی در کنار اسید نسبت می‌دهند.
چنانچه میزان ترکیبات قلیائی شدیدا افزایش یابد، PH باران به بیش از ۷ نیز می‌رسد. در این صورت به جای باران اسیدی ، باران قلیائی خواهیم داشت. ضمنا گروهی از عناصر شیمیایی در جو وجود دارند که حالت اسیدی را طی واکنشهایی خنثی می‌کنند. خاک بیایانها ، منبع طبیعی و با ارزش این عناصر قلیایی است. از جمله منابع غیرطبیعی عناصر قلیایی آلوده کننده جو می‌توان به کارخانه‌های تولید کننده سیمان و فعالیتهای استخراج معادن اشاره نمود.
 

● اثرات بوم شناختی باران اسیدی آلاینده‌های نوع اول هوا مانند و آب باران را چندان اسیدی نمی‌کنند، اما این آلاینده‌ها می‌توانند طی چند ساعت یا چند روز به آلاینده‌های نوع دومی مثل و تبدیل شوند که هر دو در آب بسیار انحلال پذیر و جز اسیدهای قوی می‌باشند. در واقع تمام قدرت اسیدی در باران اسیدی ، به علت وجود این دو اسید است.
میزان تأثیر باران اسیدی بر روی حیات زیست شناختی در یک منطقه به ترکیب خاک و صخره سنگی که در زیر لایه سطحی زمین آن منطقه واقع است، بستگی دارد. مناطقی که در زیر لایه سطحی زمین گرانیت یا کوارتز دارند، بیشتر تحت تاثیر قرار می‌گیرند، زیرا خاک وابسته به آن ، ظرفیت کمی برای خنثی کردن اسید دارد. چنانچه صخره سنگی در زیر لایه سطحی زمین از نوع سنگ آهک یا گچ باشد، اسید بطور موثر خنثی می‌شود، زیرا کربنات کلسیم به صورت باز عمل کرده و با اسید وارد واکنش می‌شود.
 

● تاثیر روی اکوسیستم آبی دریاچه‌های اسیدی شده به علت شسته شدن سنگها بوسیله یون هیدروژن دارای غلظتهای بالای آلومینیوم هستند. قدرت اسیدی بالا و غلظتهای بالای آلومینیوم عامل اصلی کاهش جمعیت ماهیهاست. ترکیب زیست شناختی دریاچه‌های اسیدی شده به شدت دچار تغییر می‌شود و تکثیر ماهیها در آبهای دارای قدرت اسیدی بالا کاهش می‌یابد. وقتی PH خیلی پایین‌تر از ۵ باشد، گونه‌های اندکی زنده مانده و تولید مثل می‌کنند. آب دریاچه‌های اسیدی شده اغلب زلال و شفاف می‌باشد و این به علت از بین رفتن زندگی گیاهی و جانوری این دریاچه‌ها می‌باشد.
 

● تاثیر روی گیاهان و جنگلها تاثیر باران اسیدی بر روی جنگلها و محصولات کشاورزی را به دشواری می‌توان تعیین کرد. ولی با این وجود بررسیهای آزمایشگاهی حاکی از این هستند که گیاهان زراعی رشد یافته در شرایط بارانهای اسیدی رفتار متفاوتی نشان می‌دهند. محصولات برخی افزایش یافته و محصولات گروهی کاهش می‌یابد.
آلودگی هوا اثرات بدی روی درختان دارد. اسیدی شدن خاک ، مواد غذایی موجود در آن را شسته و از بین می‌برد. باران اسیدی که در جنگلها می‌ریزد، ازن و سایر اکسنده‌های هوا ، که درختان جنگلی در معرض آنها قرار دارند، تاثیر نامطلوبی روی درختان و پوشش گیاهی می‌گذارد و این تاثیرات نامطلوب وقتی با خشکسالی ، دمای بالا و بیماری و … همراه باشد، ممکن است باعث خشک شدن درختان شود.

جنگلهای ارتفاعات بالا بیش از همه تحت تاثیر ریزش باران اسیدی هستند. قدرت اسیدی در مه و شبنم بیش از باران است، زیرا در مه و شبنم آبی که موجب رقیق شدن اسید شود، کمتر است. درختان برگ ریز که با باران اسیدی آسیب می‌بینند، به تدریج برگهای خود را از بالا به پائین از دست می‌دهند و اکثر برگهای خشک شده در بهار بعدی تجدید نمی‌شوند.

▪ بعضی از اثرات مهم باران های اسیدی که « فومارو » در سال ۱۹۹۷ نیز به آنها اشاره کرده است، عبارتند از:
ـ مضر برای انسان :
ایجاد تنگی نفس ، برونشیت ، التهاب ریه ، آنفلوآنزا و سرماخوردگی

ـ تخریب جنگلها :
ریختن برگها ، تخریب ریشه توسط باکتریها، کاهش روند رشد ، تقلیل میزان محصول دهی ، کم شدن قدرت حیات.
 

ـ خطرناک برای دریاچه‌ها :
مرگ صدها گونه زیستی
 

ـ تسریع در خوردگی مواد :
خوردگی وسایل نقلیه و بناهای تاریخی

عوامل موثر بر حلالیت اکسیژن در آب

عوامل موثر بر حلالیت اکسیژن در آب

مقدار هر گاز محلول در آب با فشار گاز در بالای آب مربوط است. در سطح دریا ، فشار هوا اتمسفر است. هوا ترکیبی از 78% نیتروژن و 21% اکسیژن است. بیشترین فشار اکسیژن در بالای تودۀ آب فقط 21% اتمسفر است.

اکسیژن به مقدار کمی در آب حل می شود. وقتی که یک محلول مایع در فشار 1 اتمسفر و ئرجۀ حرارت cº25 با هوا اشباع می شود ، مقدار اکسیژن موجود در محلول حدود 32/8 میلی گرم در لیتر است.

اکسیژن فقط به میزان کمی در آب حل می شود.

برای اینکه حیات موجودات در میزان معینی حفظ شود ، باید مقدار اکسیژن محلول در آب زیاد شود . بیشتر ماهیان برای بقای خود حداقل به 6-5 میلی گرم در لیتر اکسیژن نیاز دارنئ. مقدار اکسیژن محلول در آب به دو طریق محدود می شود : 1- از طریق حلالیت فیزیکی ذاتی مقدار اکسیژن محلول در آب ،2- اکثر آب ها نمی توانند به درجۀ اشباع بالا ( فوق اشباع) برسند.

 سه عامل در حلالیت ذاتی اکسیژن در آب تأثیر دارد :

1- درجه حرارت:

با افزایش درجۀ حرارت ، مقدار اکسیژن ( یا هر گاز دیگر ) محلول در آب کاهش می یابد. احتمالاً می دانید که چگونه یک نوشیدنی شیرین داغ گاز خود را نسبت به نوع سرد آن سریعاً از دست می دهد ( به علت حل شدن گاز ). اگر آب را روی اجاق گرم کنید، حباب های هوا قبل از جوشیدن در بالای سطح آب ظاهرشده و گازهای حل شده ناپدید می شوند.

همبستگی معکوس بین حلالیت اکسیژن با درجۀ حرارت آب باعث افزایش آلودگی حرارتی در محیط آب می شود. بسیاری از صنایع در فرآیندهای کار خود از آب به عنوان یک وسیلۀ خنک کننده استفاده می کنند ، که این عمل باعث تولید گرما در آب می شود. نیروگاه های تولید حرارت الکتریکی سهم عمده ای در ایجاد این مشکلات دارند ، به طوری که میلیون ها متر مکعب آب گرم سالیانه توسط صنایع تولید نیرو در رودخانه ها و جویبارها وارد می شود. مناطق شهری نیز در ایجاد آلودگی حرارتی سهیم هستند ، در هنگام بارندگی هرز آب هایی که برسطح زمین پخش می شوند در اثر تابش نور خورشید گرم می شوند. مشابه چنین گرمایشی در رودخانه یا جویبارهای کانال کشی شده نیز اتفاق  می افتد. به خصوص رودخانه ها یا جویبارها ی که سنگفرش شده ،ل سبب انتقال گرما به آب هستند.

درجۀ حرارت زیاد آب باعث کاهش مقدار اکسیژن محلول در آب می شود.

اعداد کوانتمی و اسپین

عبارت دیگر در طول موج خطوط طیفی که از اتمها گسیل می‌‌شود، باید جابجایی در ترازهای انرژی آنها ظاهر شود که مربوط به اسپین الکترون باشد. در طیف سنجی های دقیق، چنین جابجائی‌هایی دیده شده‌ است. این نوع آزمایشها و نیز شواهد تجربی دیگر نشان می‌‌دهند که الکترون ، تکانه زاویه‌ای و گشتاور مغناطیسی دارد که به حرکت آن بر مدار پیرامون هسته مربوط نبوده، بلکه به ذات ذره مربوط است.

ویژگیهای اسپین
تاسپین الکترون را با S نشان می‌‌دهند. مانند تکانه حرکت زاویه‌ای مداری، این کمیت نیز کوانتیده است. بنابراین در میدان مغناطیسی، S هر جهتی را اختیار نمی‌‌کند و فقط مجاز است در جهت هایی قرار گیرد که مولفه آن در امتداد میدان مغناطیسی (اگر میدان مغناطیسی در جهت z فرض شود) ، مضرب 1/2 از ћ باشد. یعنی:




تفاوت بارز مولفه S_z (ناشی از اسپین) با مولفه z انداه حرکت زاویه‌ای مداری ، در این است که اندازه حرکت زاویه‌ای مداری برخلاف S_z مضرب صحیحی از ћ است.


مفهوم مقدار اسپین

برای درک اینکه مکانیک کوانتومی چه چیزی در باره ی اسپین ذره مطرح می کند، باید سرعت دوران اصلی و رابطه ی اسپین را با آن توضیح داد. این یک واحد بنیادی است که اسپین واقعی ذره بر حسب آن اندازه گیری می شود. مکانیک کوانتومی می گوید که چگونه این سرعت را برای هر ذره محاسبه کنیم. برای مطالعه بیشتر در این زمینه جرم اصلی و اسپین را مطالعه کنید.

اسپین الکترون در مکانیک کوانتومی

در مکانیک کوانتومی ‌که تابع موج جانشین مدارهای بوهر می‌‌شود، ارائه تصویری از چرخش الکترون غیر ممکن است. اگر توابع موج الکترون را مانند توده‌های ابری تصور کنیم که پیرامون هسته قرار گرفته‌اند، می‌‌توان تعداد بی‌شماری پیکان بسیار کوچک را در نظر مجسم کرد که در درون توده ابری پراکنده‌اند و همگی در یک راستا ، z+ یا z- امتداد دارند. البته آنچه گفته شد یک تصور خیالی است و امیدی به دیدن ساختار اتمی ‌وجود ندارد. چون ابعاد آن هزاران مرتبه از طول موجهای نور کوچکتر است. همچنین برهمکنش فوتونها با اتم ، ساختاری را که دیدن آن مورد نظر است، بشدت تغییر می‌‌دهد.
در هر حال ، مفهوم اسپین الکترون با آزمایشهای متعدد تجربی مورد تائید قرار گرفته است و در مکانیک کوانتومی ‌برای مشخص کردن عدد کوانتومی ‌جدیدی به نام عدد کوانتومی ‌اسپینی الکترون در نظر گرفته می‌‌شد.
ساختار ریز

شکافت تراز انرژی در اثر گشتاور مغناطیسی اسپین الکترون در نبود میدان خارجی را جفت شدگی اسپین مدار می‌‌نامند. چون اسپین الکترون با میدان مغناطیسی ناشی از اندازه حرکت زاویه‌ای مداری (حرکت الکترون پیرامون هسته) برهمکنش می‌‌کند. در مکانیک کوانتومی ‌با استفاده از حل معادله شرودینگر مقدار این شکافتگی را می‌‌توان تعیین نمود. شکافتگی‌هایی را که از این نوع برهمکنش مغناطیسی در خطوط طیف مربوط به اتمهای مختلف ایجاد می‌‌شوند، در مجموع ساختار ریز می‌‌گویند.




البته شکافتگی‌های به مراتب کوچکتر دیگری نیز وجود دارند که حاصل برهمکنش گشتاور مغناطیسی هسته با تکانه زاویه‌ای مداری و اسپین الکترون هستند و ساختار فوق ریز نام دارد

اعداد کوانتومی

در بررسی ساختار اتم مدلهای مختلفی ارائه شده است. ابتدایی‌ترین این مدلها ، مدل سیاره‌ای رادرفورد است. بعد از مدل سیاره‌ای رادرفورد ، نیلز بوهر مدل جدیدی را ارائه داد (مدل اتمی بوهر). این مدل می‌‌توانست ساختار طیفی اتم هیدروژن را توضیح دهد. در اصل موضوع بوهر که اساس و مبنای مدل بوهر است، فرض بر این است که الکترونها مقیدند در مدارهایی حرکت کنند که در آنها اندازه حرکت الکترون مضرب درستی از ћ است. همچنین در این مدل فرض می‌‌شود که ترازهای انرژی کوانتیده‌اند. بعدها که ساختار طیف مربوط به عناصر مختلف مورد توجه قرار گرفت، انرژی هر الکترون در اتم را با یک سری اعداد که اعداد کوانتومی نامیده می شوند، مشخص کردند.



بنابر نظریه الکترومغناطیس هرگاه ذره ی بارداری شتاب بگیرد، انرژی الکترومغناطیسی تابش می کند. بنابراین الکترونی که در ساختمان اتم دارای شتاب است می بایست در هسته سقوط می کرد. در مدل اتمی بور که ترازهای مجاز انرژی را مطرح کرد، این مشکل برطرف شد.

عدد کوانتومی اصلی ..........ادامه مطلب را مشاهده بفرمایید

تیتراسیون های تشکیل کمپلکس

واکنشگر های تشکیل کمپلکس کاربرد وسیعی در تیتراسیو کاتیون ها دارند .مفید ترین این واکنش گر ها ترکیبات آلی با چندین گروه الکترون دهنده اند  که تشکیل پیوند ها ی کوالانسی چند گانه با یون های فلزی را می دهند

واکنش های تشکیل کمپلکس

اکثر یون های فلزی با زوج الکترون دهنده ها واکنش می دهند تا ترکیبات کئوردینانسیون با یون های کمپلکس تشکیل دهند.یا لیگاند باید حداقل یک زوج الکترون غیر مشترک مفید برای تشکیل پیوند داشته باشد.آب آمونیاک و یون های هالید لیگاند های معدنی متداول هستند.

تعداد پیوئند های کوالانسی را که یک کاتیون تمایل دارد با الکترون دهنده ها تشکیل دهد عدد کئوردینانسیون آن می نامند.مقادیر نوعی برای اعداد کئوردینانسیون  دو چهار و شش است.گونه های تشکیل دهنده ادر نتیجه ی کئوردینانسیون می توانند از نظر الکتریکی مثبت خنثی و منفی باشند.

روش های تیتر سنجی مبتنی بر تشکیل کمپلکس که گاهی روش های کمپلکس سنجی نامیده می شوند بیش از یک قرن است که به کار رفته اند و توسعه قابل ملاحظه ی واقعی آنها در استفاده عای تجزیه ای از دهه 1940 شروع شد و بر کاربرد دسته ای از ترکیبات کوئور دینانسی خاص به نام کی لیت قرار گرفت.یک کی لیت زمانی حاصل می شود که یک یون فلزی با دو گروه دهنده یا بیشتر از یک لیگاند تک کوئور دینانس می شود تا ناجور حلقه های پنج یا شش عضوی تشکیل دهد.کمپلکس مس با گلیسین که در بند قبل به آن اشاره شد مثالی از این نوع است.در اینجا مس هم با اکسیژن گروه کربوکسیلات وهم با نیتروژن گروه آمین پیوند دارد.

لیگاندی که یک گروه دهنده دارد مانند آمونیاک یک دندانه ای خوانده می شود در حالی که گلیسین که دو گروه مفید برای برای تشکیل پیوند کوالانسی دارد دو دندانه ای است .عوامل کی لیت ساز سه دندانه ای چهار دندانه ای پنج دندانه ای و شش دندانه ای نیز شناخته شده اند .

لیگاند ها ی چند دندانه ای  به ویژه آنهایی که چهار یاشش گروه دهنده دارند دو مزیت نسبت به لیگاند ها ی یک دندانه ای به عنوان تیتر کننده دارند.اولا لیگاند های چند دندانه ای واکنش کاملتری با کاتیون ها  می دهند و د ر نتیجه نقاط پایانی تیز تری به وجود می آورند .ثانیا واکنش آنها با یون های فلزی به ور معمول در یک فرایند یک مرحله ای انجام می شود در حالی که تشکیل کمپلکس با لیگاند های یک دندانه ای معمولا با تشکیل دو یا چند گونه یواسط همراه است. 

با تشکر از سرکار خانم فکوری 

منبع

نمایش جدول تناوبی

لطفا به این آدرس مراجعه فرمایید

یخچال نفتی:

یخچال نفتی: یخچال نفتی بر خلاف یخچال برقی و کولر های گازی که بر اساس فرئون فشرده و کمپرسور کار می کنند دارا ی هیچ قسمت متحرکی نیست و نیروی محرکه خود را مستقیما از شعله آتش نفت می گیرد اساس کار یخچال نفتی بر پایه جذب و دفع آمونیاک در آب می باشد. سازوکار یخچال نفتی به صورت مرحله به مرحله به این شکل می باشد. 1- در دمای معمولی آمونیاک در آب حل می شود ولی اگر به مخلوط آمونیاک و آب گرما بدهیم چون آمونیاک بسیار جوشنده تر از آب می باشد آمونیاک آغاز به جوشیدن نموده و از مخلوط آب و آمونیاک به صورت گاز بخار آمونیاک گرم متصاعد شده و مقذاری بخار اب نیز با خود همراه کرده تبخیر می کند. 2-در سر راه این بخار گرم یک جدا کننده قرار دارد که قطره های آب را از بخار آمونیاک جدا کرده و درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بر می گرداند.( این قسمت را داشته باشید تا بعد زیرا در راه بازگشت این آب جدا شده به مخزن یک اتفاق دیگر هم می افتد. 4-سپس این آمونیاک مایع سرد تر شده ( دارای دمایی بالاتر از دمای محیط) وارد محفظه و لوله های پره دار دیگری می شود که درون یخچال جای دارد و در معرض گاز هیدروژنی که درون این محفظه قرار دارد واقع می شود و به سرعت بخار شده و جهت تبخیر گرمای محیط درون یخچال را جذب می کند.( در نتیجه درون یخچال سرد می شود. 5-سپس مخلوط آمونیاک و هیدروژنی که به صورت مخلوط گازی سردی است وارد جذب کننده می گردد درون جذب کننده مخلوط آمونیاک و هیدروژن با آبی که در مرحله دوم از گاز داغ آمونیاک جدا شده بود تماس داده می شوند.در این جا آمونیاک که درون آب بسیار حل شونده تر از هیدروژن است درون اب حل می شود و هیدروژن جدا شده دوباره به درون محفظه بخارنده ( اواپراتور - که همان محفظه درون یخچال باشد ) باز می گردد. 6- مخلوط آب و آمونیاک دوباره به درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بازگشته و توسط گرمای شعله نفت دوباره بخار شده و مراحل 1 تا 6 به صورت چرخه دوباره تکرار می شود.    دلیل تبخیر آمونیاک در هیدروژن چیست؟ برای پاسخ به این پرسش باید به ترمودینامیک محلول ها نگاهی بیندازیم. می کوشم با یک مثال ساده پاسخ پرسشتان را بدهم.ببینید . آب خالص در 100 درجه می جوشد و در صفر درجه یخ می زند ولی اگر به آب مقداری نمک بیفزاییم دیگر در 100 درجه نمی جوشد بلکه در دمایی بالاتر از 100 درجه می جوشد.اگر به آب مایعی مانند الکل بیفزاییم در صفر درجه یخ نمی زند بلکه در دمایی پایینتر یخ می زند و در دمایی پایین تر از 100 درجه نیز تبخیر می شود . همین جریان در باره آمونیاک و گاز هیدروژن اتفاق می افتد. آمونیاک خالص در دما و فشار اتاق به صورت گاز است ولی آمونیاکی که از کندانسور بیرون می آید دارای دمای بالاتر از اتاق و فشاری به مراتب بیشتر از اتاق می باشد. ( این فشار از طریق بخارهای متصاعد شده از روی چراغ نفتی تامین می شود) پس دقیقا در درلحظه پیش از واردشدن امونیاک به اواپراتور آمونیاک خالص به صورت مایع می باشد. این آمونیاک وقتی درون اواپراتور با هیدروژن در هم حل بشوند نقطه جوش محلول آمونیاک هیدروژن بسیار بسیار پایین تر از نقطه جوش آمونیک خالص می باشد بنابراین آمونیاک با هر دمایی هم که وارد اواپراتور شده باشد محلول آمونیاک و هیدروژن فورا تبخیر می شو د حتی اگر دمای اواپراتور –دمای درون یخچال -خیلی پایین تر از صفر درجه باشد. روشن است این محلول برای تبخیر شدن دمای محیط اطرافش را جذب می کند. آیا می دانستید چرخه یخچال نفتی را چه کسی اختراع کرده است؟. " آلبرت انشتین " به همرا یک دانشمند دیگر بنام Leo Szilard برای دیدن مرجع به این آدرس بروید.

معرفی سایت ترجمه

لطفا به این آدرس مراجعه فرمایید

آشکارسازها در کروماتوگرافی

آشکارساز هدایت گرمایی ( T.C.D) :

اساس این آشکارساز بر روی درجه از دست دادن حرارت از فیلامانها به گاز اطراف خود می باشد و از دست دادن حرارت بستگی به ترکیب گاز دارد. هدایت حرارتی اغلب ترکیبات آلی از گاز حامل بیشتر است. در اثر گرم شدن سیم پیچها شدت جریان عبوری کاهش می یابد.

عوامل موثر در حساسیت آشکارساز :

1- جریان الکتریکی : هر چه جریان بیشتر شود حساسیت زیادتر خواهد شد ولی افزایش بیش از حد باعث سوختن فیلامانها خواهد شد .

2- گاز حامل : هر چه قابلیت هدایت گرمایی گاز حامل بیشتر باشد حساسیت بیشتر خواهد شد به همین جهت گاز هلیم و هیدروژن برای این آشکارساز مناسب می باشد ولی هیدروژن به دلیل قابل انفجار بودن کمتر مورد استفاده قرار می گیرد .

3- درجه حرارت : افزایش شدت جریان باعث افزایش درجه حرارت فیلامانها شده که نتیجه آن افزایش حساسیت آشکارساز می باشد .

 رعایت نکات زیر هنگام کار با T.C.D ضروری است :

1-  قبل از روشن نمودن آشکارساز گاز حامل را در سرویس قرار داده و از خروج گاز از خروجی آشکارساز مطمئن شوید .

2-  هنگام خاموش کردن دستگاه ، ابتدا جریان فیلامانها را قطع کرده اجازه دهید درجه حرارت آشکارساز پایین آید سپس جریان گاز را قطع کنید .

3-  هنگام تعویض ستون ، یا Septum و یا هر تغییر دیگر جریان عبوری از فیلامانها را قطع کنید چون وجود اکسیژن باعث اکسیده شده فیلامانها گشته ، حساسیت آشکارساز را کم خواهد کرد .

4-  تزریق نمونه هایی نظیر اسید کلرید ریک ، الکیل هالیدها وترکیبات خورنده به آشکارساز صدمه خواهد زد .

آشکارساز یونیزاسیون شعله ای :  ( F.I.D)

اساس این آشکارساز برروی قابلیت هدایت الکتریکی گاز که بستگی به ذرات باردار دارد قرار دارد . گاز خروجی از ستون همراه با نمونه بین دو الکترود وارد شده ، یونیزه می شوند .

اکثر ترکیبات آلی هنگامی که در دمای شعله هیدروژن-هوا، گرماکافت میشوند، واسطه های یونی تولید میکنند که مکانیسمی را در اختیار میگذارند که توسط آن الکتریسیته میتواند از درون شعله عبور کند.

عمل یونیزاسیون در شعله بدرستی روشن نیست و ممکن است یکی از حالتهای زیر اتفاق بیافتد .

1-  تشکیل یون H3O + و اگزوترمیک بودن فعل و انفعال باعث عمل یونیزاسیون می شود.

2-  یونیزاسیون توسط شعله ایجاد شده در آشکارساز .

3-  تشکیل رادیکال آزاد که اگزوترمیک می باشد باعث عمل یونیزاسیون  می شود . به هر حال در اثر یونیزاسیون یک میکرو جریان به وجود آمده که پس از تقویت توسط یک الکترومتر به صورت یک سیگنال به ثبات فرستاده می شود .

فاصله بین دو الکترود مانند یک مقاومت متغیر عمل کرده و مقدار مقاومت از روی تعداد ذرات باردار معین می شود . شعله ایجاد شده در این آشکارساز حاصل مخلوط  هوا و  هیدروژن می باشد . ناخالصی های موجود در گاز حامل و bleeding ستون همیشه یک جریان ثابتی از ذرات باردار بین دو الکترود ایجاد می نماید که به جریان زمینه موسوم می باشد که معمولا برای حذف این جریان از Bucking  Votlage  استفاده می شود تا خط مبدا بدون پارازیت باشد . برای استفاده از این آشکارساز در ماکزیمم حساسیت ، نیاز به بهینه کرده سرعت جریان گازهای هوا و هیدروژن می باشد که معمولا   هیدروژن و  هوا می باشد و دامنه خطی آشکارساز 107   می باشد .

آلوده شدن FID و تمیز کردن آن :

آلودگی در این آشکارساز به سه دسته تقسیم می شوند ؛

1-  آلوده شدن توسط فاز مایع

2-  آلوده شدن در اثر استفاده از حلالهایی نظیر بنزن و تولوئن

3-  آلوده شدن توسط آب

  فازهای مایع سیلیکونی به دلیل تشکیل SiO2 در شعله باعث آلوده شدن این آشکارساز شده و وجود ذرات SiO2 در قسمتهای Jet  ,  Collector Ion سبب نوساناتی در خط مبدا خواهد شد در چنین مواردی باید دتکتور را باز کرده قسمت های آلوده شده را با حلال مناسب و یا سمباده نرم تمیز نمود .

  استفاده از حلالهایی نظیر بنزن و تولوئن در شعله ایجاد دوده نموده و آلوده شدن قسمتهای مختلف سبب نوساناتی در خط مبدا خواهد شد که باید آشکارساز تمیز گردد .

  در صورت پایین بودن درجه حرارت آشکارساز آب تشکیل شده در شعله آنرا آلوده کرده که برای رفع آن کافی است درجه حرارت آشکارساز بالاتر از 120°c انتخاب شود .

 منبع

مکانیسم برانگیختگی در لیزرهای رنگی

مکانیسم برانگیختگی در لیزرهای رنگی

یکی دیگر از سیستمهای توسعه یافته لیزری که برای انتخاب طول موج پیوسته مورد استفاده قرار می گیرد لیزر رنگی است . لیزرهای رنگی ساده ترین  و متداولترین منابع در نواحی مرئی و فرابنفش طیف الکترومغناطیس می باشند . مواد آلی مورد استفاده در این لیزرها آن سری از مواد هستند که قادر به جذب نور در نواحی فرابنفش نزدیک ، مرئی و فرو سرخ نزدیک می باشند . حالت فیزیکی این مواد می تواند هر کدام از حالات سه گانه جامد ، مایع و یا گاز باشد . پایین ترین تراز انرژی مولکول رنگی یک تراز یکتایی است که خود شامل چند ریز تراز انرژی  ، ارتعاشی و چرخشی می باشد . فاصله ترازهای ارتعاشی 1400 تا cm^-1 1700می باشد و فاصله ترازهای چرخشی کمتر از  این مقادیر است ، به طوری که می توان ادعا کرد که ترازهای چرخشی تقریبا پیوسته بوده و هر تراز انرژی الکترونی مجموعه ای از ترازهای انرژی پیوسته خواهد بود . جهشهای الکترونی بین این ترازها باعث ایجاد نوارهای جذبی و یا نشری پهن می گردد . 

مولکول رنگی با جذب نور از ترازهای انرژی پایین به ترازهای ارتعاشی ( یا چرخشی ) بالاتر ، برانگیخته می شود. در زمان بسیار کوتاهی به اندازه 11-10 ثانیه توزیع مجدد تابش بین زیر ترازها اتفاق می افتد . این جهشها به صورت گرمایی انجام می گیرند .

برای اغلب مولکولها جهش های بدون تابش به پایین ترین تراز ارتعاشی انجام می گیرد. برانگیخته شدن از ترازی به تراز دیگر نیز امکان پذیر است که متعاقب آن برای اغلب مولکولهای رنگی جهش بدون تابش  در زمانی حدود ^10- 10 الی ^11-10 ثانیه اتفاق می افتد . سایر جهشها از قبیل جهش بدون تابش نیز امکان پذیر هستند . طول عمر  مربوط به حالت سه تایی بیشتر از طول عمر فلورسانس بوده و این به خاطر غیر مجاز بودن انتقال   است . از آنجا که جهش مجاز است. این انتقال ممکن است توسط جذب نور نشر شده از انتقال صورت پذیرد و لذا این فرآیند مزاحم عمل لیزر خواهد بود . برای حذف این مزاحمت از یک فرونشاننده استفاده می شود . بدین منظور تعدادی مواد دیگر به ماده رنگی افزوده می شود . اکسیژن و اغلب دی ان ها ، مثل پی پریلین ، سیکلواکتادی ان ، 1 و 3 سیکلواکتادی ان مثال هایی از این گونه مواد می باشند . به این ترتیب عمل لیزر اتفاق خواهد افتاد. مواد آلی که در لیزرهای رنگی مورد استفاده قرار می گیرند اغلب از خانواده اکسازول ، زانتن ، پلی متین ، آکریدین ، آنتراسین و کومارین می باشند .  

 مرجع

نقش PH در کیفیت آب

اسیدها و بازها به راستی چیستند؟

بر اساس تعریف برونستد – لوری در مورد اسید و باز ، اسید به عنوان دهندۀ پروتون ( ) عمل می کند . در واکنش زیر (HCL) اسیدی است که به آب پروتون می دهد.

اسید:                                                         

باز ، ماده ای است که به عنوان گیرندۀ پروتون عمل می کند. در واکنش زیر آمونیاک مایع ، نقش بازی را دارد که یک پروتون از آب می گیرد. شایان ذکر است که آب هم به عنوان اسید و هم به عنوان باز عمل می کند (خاصیت آمفوتری دارد.)

باز:                                                      

در یک محلول اسیدی تعداد یون های هیدرونیوم ( ) از تعداد یون های هیدروکسید (OH) بیشتر است. مواد اسیدی که معمولاً در زندگی روزمره با آنها سر و کار داریم موادی نظیر سرکه (اسید استیک)، جوهر لیمو ( که در لیمو ترش ، پرتغال ، گریپ فورت و غیره وجود دارد) ، اسید موریاتیک(اسید هیدروکلریک ،HCL) و اسید باتری ( اسید سولفوریک ، ) هستند.

 بازهای خانگی معمولی شامل بی کربنات سدیم ( ) کربنات سدیم ( ) ، هیدروکسید آمونیوم (NaOH) و آمونیاک( ) هستند. آب خالص دارای مقادیربسیار کمی از یون های هیدرونیوم و هیدروکسید است ( غلظت این یون ها در دمای°C25  حدود   مول برلیتر است) که از تجزیۀ مولکولهای آب ناشی می شود. شایان ذکر است که غلظت های این دو یون در آب خالص کاملاً برابر است ، بنابراین به عنوان مایع خنثی طبقه بندی می شود.

آب خالص نه خاصیت اسیدی دارد نه خاصیت بازی ، چون در آن غلظت های دو یون با هم برابر است.   

مرجع

طرز کار دستگاههای مختلف

جهت آشنایی با طرز کار دستگاههای مختلف می توان به این آدرس مراجعه نمود.

یونیزاسیون آب

لطفا به این لینک مراجعه فرمایید