آزمایش در الکتروشیمی

 

مرجع

نقطه ذوب

نقطه ذوبنقطه ذوب درجه حرارتی است که در آن درجه حرارت، ماده جامد به مایع تبدیل شود (درجه حرارتی که در آن فشار بخار مایع با جامد برابر گردد). در تمام مدت ذوب درجه حرارت ثابت میماند و در این درجه حرارت دو فاز در حال تعادل هستند. وجود ناخالصی در یک ماده، نقطه ذوب آنرا پایین می آورد و مخلوط دو ماده، دارای نقطه ذوبی پایین تر از هر کدام از دو ماده اولیه است.
دامنه ذوب، دمائی است که ترکیب شروع به مایع شدن میکند تا دمایی که به طور کامل مایع میشود. ترکیب خیلی خالص دامنه ذوب 5/0 درجه یا کمتر دارد. دامه ذوب ترکیبات خالص معمولی 2-1 درجه است.

خلوص ترکیب از دو طریق مشخص میشود: اول اینکه ماده خالصتر نقطه ذوب بالاتری دارد، دوم اینکه ماده خالصتر دامنه ذوب کمتری دارد یعنی بین درجه حرارت شروع و پایان ذوب اختلاف کمتری وجود دارد.
تعیین نقطه ذوب صحیح یک ترکیب آلی احتیاج به ماده کافی دارد تا با سرد و گرم کردنهای متناوب بتوان در بین فازهای مایع و جامد تعادل برقرار کرد و درجه حرارت آنرا اندازه گرفت. مقدار ماده ای که برای این عمل لازم است غالبا بیشتر از مقداری است که شیمیدان در دسترس دارد. از اینرو روشهای میکرو که چندان دقیق نیستند ولی احتیاج به مقدار ناچیزی از نمونه دارند و آسان هم هستند توسعه یافته اند. یکی از متداولترین روشها، استفاده از لوله مویین است. در کلیه روشهای میکرو نقطه ذوب را به صورت حدود تغییرات ذوب اندازه میگیرند. این حدود شامل درجه حرارتی است که عمل ذوب نمونه شروع میشود و بعد خاتمه می یابد.
 
در اندازه گیری نقطه ذوب با لوله مویین از گرم کن های گوناگونی استفاده میشود. این گرم کن ها از یک بشر ساده که محتوی مایعی با نقطه جوش بالاست و با چراغ گاز گرم و با دست همزده میشود، شروع شده و به وسایل کاملی میرسد که با الکتریسیته گرم میشود و بطور مکانیکی به هم میخورد.

استخراج (Extraction):

استخراج (Extraction):

استخراج روشی است برای جداسازی که مستلزم انتقال جسمی از یک فاز به فاز دیگر میباشد. در بعضی مواقع لازم است برای بازیابی یک جسم آلی از محلول آبی از راههایی غیر از تقطیر استفاده شود. یکی از این راهها تماس دادن محلول آبی با یک حلال غیر قابل امتزاج با آب است. اگر حلال خاصیت جداسازی را داشته باشد بیشتر مواد آلی از لایه آبی به حلال آلی (حلال غیر قابل امتزاج با آب) انتقال پیدا میکند. روش استخراج مایع - مایع در جدا کردن ترکیبهای آلی از مخلوط مصرف بسیار زیادی دارد. یکی از خواص حلال که برای استخراج به کار برده میشود این است که قابلیت حل شدن آن در آب و یا هرماده دیگری که جسم آلی را در خود حل کرده کم باشد و یا بهتر از آن اینکه اصلا حل نشود. همچنین باید فرار باشد تا براحتی بتوان آنرا از ترکیب یا ترکیبات آلی استخراج شده، تقطیر نمود. با توجه به مطالب فوق جسم استخراج شونده باید در حلال استخراج کننده به خوبی حل شود و قابلیت انحلال در این حلال خیلی بیشتر از آب باشد. ضمنا حلال استخراج کننده هیچ نوع واکنشی با آب یا مواد قابل استخراج نباید بدهد. مهمترین حلالی که در استخراج به کار گرفته میشود دی اتیل اتر است که توانائی حل کردن تعداد زیادی از ترکیبات را در خود دارد. دی اتیل اتر نسبت به اکثر ترکیبات بی اثر بوده و به راحتی به وسیله یک تقطیر ساده از مخلوط بازیابی میشود. اما اشکال مهم آن این است که آتشگیر بوده و خیلی زود در هوا محترق میشود.

از نظر کمی پخش یک جسم بین دو حلال غیر قابل امتزاج را بر حسب ضریب پخش (ضریب تفکیک)

بدیهی است برای این که A در یکی از دو مایع غیر قابل اختلاط کاملا حل شود، باید مقدار K بینهایت یا صفر باشد. عملا هیچ یک از این دومقدار به دست نمی آید با این حال تا زمانی که مقدار K بزرگتر از 1 و حجم حلال S برابر یا بزرگتر از حلال S' باشد مقدارجسم در حلال S بیشتر خواهد بود.

یکی دیگر از نتایج قانون پخش (معادله بالا) این است که چنانچه برای جدا کردن جسم از محلول آن در S' باید جمعا حجم معینی از حلال S به کار رود، میتوان نشان داد که انجام چند استخراج متوالی با قسمتهایی از آن حجم بهتر از یک استخراج با تمام آن حجم است. مثلا در استخراج محلول آبی بوتیریک اسید، مقدار اسیدی که به کمک دو استخراج متوالی با قسمتهای 50 میلی لیتری اتر به دست می آید، بیشتر از اسیدی است که به کمک یک استخراج با 100 میلی لیتر اتر خارج میشود. با این حال سه استخراج متوالی با قسمتهای 33 میلی لیتری بهتر خواهد بود. با این حال حدی وجود دارد که بعد از آن دیگر استخراج اضافی بازده قابل ملاحظه ای نداد. ضمنا واضح است هرچه ضریب پخش بزرگتر باشد تعداد استخراج مکرری که برای جدا کردن کامل جسم لازم است کمتر میشود.

هنگام انتخاب حلال جهت استخراج یک جزء از محلول باید چند اصل کلی را به خاطر سپرد.

(1) حلال استخراج با حلال محلول اصلی باید غیر قابل اختلاط باشند.

(2) حلال انتخابی باید برای جزء مورد نظر مناسبترین ضریب پخش و برای ناخالصیها یا اجزای دیگر ضرایب نامناسبی داشته باشد.

(3) حلال انتخابی باید مانند تبلور مجدد از نظر شیمیایی با اجزای مخلوط، واکنش نامناسبی ندهد.

(4) پس از استخراج باید بتوان حلال را به آسانی از جسم حل شده جدا کرد. معمولا حلال را با تقطیر جدا میکنند.

هنگامی که یکی از حلالها آب باشد، ضرایب پخش اسیدها و بازهای آلی به مقدار زیادی تحت تاثیر pH قرار میگیرد. اسید آلی که در pH برابر با ۷ در آب نامحلول باشد ممکن است در محلول آبی رقیق سدیم هیدروکسید یا سدیم بی کربنات کاملا حل شود. در چنین حالی خروج پروتون از اسید، باز مزدوج مربوط را ایجاد میکند و این باز به علت خاصیت یونی خود در آب که حلالی قطبی است بیشتر حل میشود.

 

باز مزدوج                                             اسید آلی

 به همین روش باز آلی که در pH برابر با ۷ در آب نامحلول باشد، ممکن است در محیط اسیدی (pH کمتر از 7) مانند کلریدریک اسید کاملا حل شود. در این حالت افزایش حلالیت به علت پروتوندار شدن باز آلی به وسیله اسید آبی و ایجاد اسید مزدوج قطبی است که در آب بیشتر محلول است.

 

بنابراین اسیدها و بازهای آلی را میتوان به طور انتخابی از حلالهای آلی غیر قطبی مانند اتر، دی کلرومتان، بنزن و غیره به کمک استخراج با محلول آبی که pH مناسبی داشته باشد جدا کرد. با خنثی کردن محلول آبی میتوان اسید یا باز آلی اولیه را دوباره از آن به دست آورد. افزایش باز آبی به محلول اسیدی باعث ازاد شدن باز آلی میشود، در حالی که افزایش اسید آبی به محلول بازی، اسید آلی را آزاد میکند.

برای انجام استخراج محلول را در قیف جدا کننده میریزند (توجه کنید شیر بسته باشد) و به آن مقداری حلال استخراجی اضافه میکنند (قیف نباید بیش از سه چهارم پر شود). دهانه بالای قیف جدا کننده را با در لاستیکی یا سنباده ای که اکثر قیفها دارا هستند میبندند. هنگام تکان دادن قیف آنرا به نحو به خصوصی نگه میدارند.

 

قیف و محتویات آنرا به شدت تکان میدهند تا دو مایع غیر قابل اختلاط تا حد ممکن با هم تماس پیدا کنند. منظور از این تکان آن است که سطح تماس دو حلال افزایش بیشتری یابد تا جسم در زمان نسبتا کمتری در بین آنها پخش شود و به حالت تعادل برسد. باید هر چند ثانیه قیف را برگرداند (شیر به طرف بالا) و با احتیاط شیر آنرا باز کرد تا گاز قیف خارج شود و فشاری که در آن ایجاد شده از بین برود. این عمل مخصوصا وقتی حلالی با نقطه جوش کم به کار میرود و یا یک محلول اسیدی با سدیم بی کربنات استخراج میشود (گاز CO₂ آزاد میشود) اهمیت پیدا میکند. در صورتی که این کار انجام نشود ممکن است در قیف و محتویات آن به شدت به بیرون بپرد. پس از تکان دادن کافی (حدود 2 دقیقه تکان شدید) برای آخرین بار گاز قیف را خارج میکنند و آنرا در روی حلقه ای قرار میدهند و میگذارند تا لایه ها از هم جدا شوند. پس از آن لایه پایینی را به دقت از راه شیر به داخل ظرفی ریخته و دو لایه مایع را از هم جدا میکنند. 

.

 

قاعدتا لایه ها طوری جدا میشوند که حلال سنگینتر در قسمت پایین قرار میگیرد. بنابراین، آگاهی از دانسیته حلالهای مصرفی برای تشخیص لایه ها مفید است. با وجود این، این تشخیص بدون خطا نیست زیرا ممکن است ماهیت و غلظت جسم حل شده طوری باشد که دانسیته نسبی دو حلال را معکوس کند

بخش عملی

جداسازی اسید و باز آلی

مخلوطی شامل بنزوئیک اسید و پارا نیترو آنیلین به وزن 2 گرم را در حدود 100 میلی لیتر دی کلرو متان حل کنید. محلول حاصل را 2 بار و هر بار با 30 میلی لیتر اسید کلریدریک M6 استخراج کنید. فازهای آبی استخراج شده را در یک ظرف جمع آوری کنید. این فاز شامل کدام یک از ترکیبات فوق است؟ لایه آلی را 2 بار و هر بار با 30 میلی لیتر محلول سود M3 استخراج کنید و فازهای آبی را در یک ظرف جداگانه جمع آوری کنید. محلولهای آبی جدا شده را بسته به ماهیت آنها با اسید کلریدریک M6 و سود M3 خنثی کنید. رسوبات جمع آوری شده را پس از سرد کردن صاف کنید و با حد اقل آب مقطر سرد بشوئید.

K بیان میکنند.

ادامه

تقطیر با بخار آب (Steam Distillation):

تقطیر با بخار آب (Steam Distillation):

غالبا به کمک تقطیر با بخار آب میتوان ترکیبات آلی فراری را که با آب مخلوط نمیشوند یا تقریبا با آن غیر قابل اختلاط هستند تفکیک و تخلیص کرد. در این روش مخلوط آب و جسم آلی با هم تقطیر میشوند. که به دو صورت امکان پذیر است:

1)  روش مستقیم: که مخلوط آب و ماده آلی با همدیگر حرارت داده میشوند (تقطیر بوسیله آب).

2)  روش غیر مستقیم: که بخار آب را در ظرف دیگری ایجاد کرده و از داخل ماده آلی عبور میدهند.

در تقطیر با بخار آب طبق قانون دالتون فشار بخارهای حاصله در درجه حرارت معین، برابر با مجموع فشارهای جزئی همان بخارها است: 

                                                PT = P1 + P2 + P3 + ...  

از این عبارت چنین بر می آید که همواره در هر درجه حرارتی فشار بخار کل مخلوط حتی از فشار بخار فرار ترین جزء در آن درجه حرارت بیشتر است، زیرا که فشار بخار اجزای دیگر مخلوط هم دخالت میکنند. بنابر این باید درجه جوش مخلوط ترکیبهای غیر قابل اختلاط کمتر از جزئی باشد که کمترین نقطه جوش را دارد.

آب (با نقطه جوش 100 درجه) و بروموبنزن (با نقطه جوش 156 درجه) در یکدیگر نامحلولند. این مخلوط در حدود 95 درجه سانتیگراد میجوشد. در این درجه، فشار بخار کل مخلوط برابر با فشار آتمسفر است. همانگونه که طبق نظریه دالتون پیش بینی میشد این درجه کمتر از نقطه جوش هر یک از این دو ماده به صورت خالص است.

مزیت استفاده از تقطیر با بخار آب در این است که درجه حرارت در این تقطیر نسبتا پایین است (کمتر از 100 درجه) و این روش برای خالص سازی موادی به کار میرود که نسبت به حرارت حساسند و در حرارتهای بالا تجزیه میشوند. همچنین این روش برای جدا کردن ترکیب، از مخلوط واکنشی که محتوی مقدار زیادی از مواد قیر مانند باشد مفید است.

بخش عملی

تقطیر با بخار آب بروموبنزن

در یک بالن تقطیر مقدار 20 میلی لیتر بروموبنزن و 10 میلی لیتر آب بریزید و دستگاه تقطیر با بخار آب را مطابق شکل ببندید.

شکل دستگاه تقطیر با بخار آب:

حرارت را آغاز کنید. برای جلوگیری از جمع شدن آب در ظرف حاوی ماده آلی (ظرف3) آنرا نیز حرارت دهید محصول را جمع آوری نمایید و هنگامی که دیگر بر اثر افزوده شدن محصول تقطیر حجم بروموبنزن تقطیر شده تغییر نکرد زمان پایان تقطیر است. حجم کل محصول تقطیر جمع آوری شده و حجم بروموبنزن موجود در آن را یاداشت کنید.

1-   حرارت، 2-  آب، 3- ماده آلی، 4- مخلوط آب و ماده آلی تقطیر شده، 5- لوله اطمینان (طول 36-24 اینچ، قطر داخلی بزرگتر یا مساوی 8 میلیمتر)

مولیبدن

نیوبیم - Chromium - تکنتیوم Mo W جدول کامل عمومی نام, علامت اختصاری, شماره molybdenum, Mo, 42 گروه شیمیایی فلز انتقالی گروه, تناوب, بلوک 6 «VIB), 5 , d جرم حجمی, سختی 10280 kg/m3, 5.5 رنگ خاکستری فلزی خواص اتمی وزن اتمی 95.94 amu شعاع اتمی 145 pm شعاع کووالانسی 145 pm شعاع واندروالس ناشناخته ساختار الکترونی Kr]4d55s1] e- بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 13, 1 درجه اکسیداسیون (اکسید) 2,3,4,5,6 (اسید قوی) ساختار کریستالی body centered مکعبی خواص فیزیکی حالت ماده جامد نقطه ذوب 2896 K (4753 °F) نقطه جوش 4912 K (8382 °F) حجم مولی 9.38 ((scientific notation|ש»10-6 m3/mol گرمای تبخیر 598 kJ/mol گرمای هم‌جوشی 32 kJ/mol فشار بخار 3.47 Pa at 3000 K سرعت صوت m/s at K متفرقه الکترونگاتیویته 2.16 (درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 250 J/kg*K رسانائی الکتریکی 18.7 106/m اهم رسانائی گرمایی 138 W/m*K 1st پتانسیل یونیزاسیون 684.3 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 1560 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 2618 kJ/mol 4th پتانسیل یونیزاسیون 4480 kJ/mol پایدارترین ایزوتوپها iso NA نیم عمر DM DE MeV DP 93Mo {syn.} 4000 y ε 0.405 93Nb 99Mo {syn.} 65.94 h β 1.357 99Tc 100Mo {syn.} 1E19 y β 3.034 100Ru 92Mo 14.84% Mo با 5 نوترون پایدار است 94Mo 9.25% Moبا52 نوترون پایدار است 95Mo 15.92% Mo با53 نوترون پایدار است 96Mo 16.68% Mo با54 نوترون پایدار است 97Mo 9.55% Mo با55 نوترون پایدار است 98Mo 24.13% Mo با56 نوترون پایدار است واحدهایSI & STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد.

خصوصیات قابل توجه

مولیبدنم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Mo و عدد اتمی 42 قرار دارد. مولیبدنم ، یک فلز واسطه می‌باشد. خالص این عنصر ، سیمگون و بسیار سخت است و یکی از بالاترین نقطه ذوب‌ها را در بین تمامی عناصر خالص دارا می‌باشد. مقادیر بسیار کم مولیبدنم برای استحکام بخشیدن به فولاد موثر است. این عنصر در تغذیه گیاهان ، مهم بوده ، درآنزیمهای خاصی مانند اکسیداز زانتین یافت می‌شود.

تاریخچـــــــــه

مولیبدنم ( از واژه یونانی ، molybdos به معنی "سرب مانند" ) بصورت آزاد در طبیعت وجود ندارد و تا اواخر قرن 18 ، ترکیبات آنرا با ترکیبات عناصر دیگر مانند کربن و سرب اشتباه می‌گرفتند. "Carl Wilhelm Scheele" در سال 1778 اثبات کرد که مولیبدنم با گرافیت و سرب ارتباطی ندارد و توانست اکسید این فلز را از مولیبدنیت جدا کند. در سال 1782، "Hjelm" موفق شد تا با روش کاهش این اکسید از کربن ، عصاره ناخالصی از مولیبدنم را جداسازی کند.

تا اواخر قرن 19 ، مولیبدنم کاربرد بسیار کمی داشت و در آزمایشگاه باقی ماند. بعد از این تاریخ ، شرکت فرانسوی Schneider and Co ، این فلز را بعنوان یک عامل آلیاژ ساز در پوشش زرهی مورد آزمایش قرار داد و به ویژگیهای مفید آن پی برد.

پیدایــــــــــش

اگرچه مولیبدنم در کانی‌هایی مانند وولفنیت (MoO₄Pb) یا پاولیت (MoO₄Ca) وجود دارد، منبع تجاری اصلی این فلز مولیبدنیت (MoS) می‌باشد. مولیبدنم را مستقیما" استخراج می‌کنند و بعنوان محصول جانبی استخراج مس نیز بازیافت می‌گردد. مقدار مولیبدنم در سنگهای معدن ، بین 0,01% تا تقریبا" 0,5% است. نزدیک به نیمی از مولیبدنم جهان در ایالات متحده استخراج شده و شرکت Phelps Dodge عرضه کننده اصلی آن است.

کاربردهـــــــــا

بیش از دو سوم کل مولیبدنم ، در آلیاژها بکار می‌رود. استفاده از مولیبدنم در جنگ جهانی اول افزایش یافت. در این دوران ، نیاز به تنگستن موجب گرانی این عنصر شده و فولاد محکم هم گران و کمیاب شده بود. آن زمان از مولیبدنم در آلیاژهای با دوام و فولادهای مقاوم در حرارتهای بالا استفاده می‌شد. آلیاژهای خاص ، حاوی مولیبدنم مثلHastelloys ، بطور چشمگیری در برابر حرارت و فرسایش ، مقاوم هستند.

از این عنصر در قسمتهای مختلف هواپیما و موشک و افروزه‌های لامپ استفاده می‌شود. در صنعت بنزین بعنوان کاتالیزور کاربرد دارد، بخصوص در کاتالیزورهای جداکننده گوگردهای آلی از محصولات بنزین. Mo-99 در صنعت ایزوتوپ اتمی بکار می‌رود. طیف رنگدانه‌های نارنجی مولیبدنم بین قرمز – زرد تا نارنجی- قرمز درخشانی قرار دارد که در پلاستیک ،جوهر ، رنگ و ترکیبات لاستیکی بکار می‌روند. دی‌سولفید مولیبدنم ، ماده لیز کننده بسیار خوبی مخصوصا" در دماهای زیاد به‌حساب می‌آید.

علاوه بر اینها مولیبدنم در بعضی وسایل الکترونیکی مثل پوشش فلزات رسانا در غشای نازک ترانزیستورها مورد استفاده قرار می‌گیرد.( TFTs)

نقش بیولوژیکی

گیاهان به مقادیر کم ، مولیبدنم نیاز داشته ، کمبود این عنصر باعث ضعف خاک می‌گردد. گیاهان و جانوران ، عموما" دارای مولیبدنم در مقادیر بسیار کم در هر میلیون هستند. مولیبدنم در گیاهان در مسیر تثبیت نیتروژن و کاهش نیترات و در حیوانات در مسیر کاهش پورین و ایجاد اسید اوریک فعالیت دارد. در بعضی حیوانات ، افزودن مقدار کمی مولیبدنم خوراکی موجب افزایش رشد می‌شود.

ایزوتوپهـــــــا

مولیبدنم دارای شش ایزوتوپ پایدار و تقریبا" 24 ایزوتوپ رادیو اکتیو است که اکثرآنها نیمه عمرهای دقیقه‌ای دارند. Mo-99 در ژنراتورهای جذبی که برای صنعت ایزوتوپ اتمی ، Tc-99 تولید می‌کنند، بکار می‌رود. بازار محصولات Mo-99 در حدود 100 میلیون دلار آمریکا در سال برآورد می‌شود.

هشدارهــــــــا

گرده‌های مولیبدنم و ترکیبات آن از جمله تری‌اکسید مولیبدنم و مولیبدیتهای محلول در آب ، درصورت استنشاق یا بلع ، احتمالا" مسمومیت‌زایی کمی دارند. بررسیهای آزمایشگاهی نشان داده است که مولیبدنم در مقایسه با بسیاری از فلزات سنگین مسمومیت‌زایی نسبتا" ضعیفی دارد. چون برای مسمومیت شدید مقدار بسیار زیادی از این عنصر لازم است، احتمال مسمومیت انسانها بعید است.

در فعالیتهای استخراج و تصفیه این عنصر و نیز صنایع شیمیایی ، امکان مسمومیت با مولیبدنم وجود دارد، ولی تا امروز هیچ موردی مبنی بر آسیب در اثر تماس با این عنصر گزارش نشده است. اگرچه ممکن است ترکیبات مولیبدنم محلول در آب تاحدی سمی باشند، ترکیبات نامحلول آن از قبیل دی‌سولفید مولیبدنم غیر سمی به‌حساب می‌آیند. با اینهمه ، زنجیره حوادث زیست محیطی می‌تواند منجر به پیامدهای جدی سلامتی مربوط به مولیبدنم شود.

سال 1996 در سوئد ازدیاد باران اسیدی در نزدیکی Uppsala موجب کاهش غذای طبیعی گوزنها در مناطق روستایی اطراف این ناحیه شد. در نتیجه گوزنها وارد مزارع جوئی شدند که کشاورزان برای جبران تاثیرات باران اسیدی خاک آنها را با آهک پوشانده بودند. آهک باعث تغییر در سطح کادمیم و سایر فلزات کم و ضروری موجود در خاک شده ، در نتیجه موجب جذب مقادیر زیاد مولیبدنم توسط دانه‌های جو می‌شود. خوردن این نوع جو توسط صدها گوزن ، در نسبت مولیبدنم به مس موجود در کبد آنها اختلال ایجاد کرد که پیامد آن لاغری ، تغییر رنگ مو ، زخم معده ، اسهال ، نابینایی ،پوکی استخوان و سرانجام ضایعات قلبی بود.

قانون OSHA ، حداکثر مواجهه با این فلز را برای روزی 8 ساعت و هفته ای 40 ساعت ،15 میلی گرم در هر متر مکعب تعیین نموده است. NIOSH حد تماس با مولیبدنم را 5000 میلی گرم در هر متر مکعب پیشنهاد کرده است.

اندازگیری اهن در سنگ معدن

اندازگیری اهن در سنگ معدن با روش تیتراسیونهای  پتانسیومتری ( تیتراسیونهای ردوکس )

محلول های مورد نیاز تیترکننده : محلول سریک امونیوم نیترات طرز تهیه : 5.48 گرم از نمونه خالص و جامد Ce(NH4)(NO3)6 را در یک بالون 100 میلی لیتری با اسید سولفوریک یک مولار به حجم برسانید. می توانید به جای تهیه این محلول از پرمنگنات پتاسیم استاندارد ( 1.88 گرم در یک لیتر اب مقطر ) استفاده کنید. ۰.۲۵SnCl2 مولار طرز تهیه : 6 گرم SnCl2.2H2O را در 10 میلی لیتر HCl غلیظ حل کنید ( در صورت لزوم حرارت دهید ) سپس حجم ان را با اب مقطر به 100 میل لیتر برسانید. محلول حاضر را در بطری در سمبادهای نگهداری کنید و برای جلوگیری ازکسایش (Sn(II به (Sn(IV چند قطعه قلع فلزی به ان اضافه کنید. روش کار : 0.5 تا 1 گرم سنگ معدن را با ترازوی تجزیه ای وزن و در کلریدریک اسید غلیظ حل کنید ( مقدار 0.5 تا 1 گرم مربوط به نمونه ای است که در حدود 15% اهن داشته باشد ). پس از اینکه سنگ معدن حل شد قطره قطره به ان محلول SnCl2 اضافه کنید تا محلول بیرنگ یا سبز کمرنگ شود. حال این محلول برای تیتراسیون اماده است و لزومی ندارد مازاد SnCl2 را قبل از تیتراسیون از محلول خارج کنید. فقط توجه کنید که در منحنی تیتراسیون دو شکست مشاهده می شود که اولی مربوط به اکسایش قلع (II) ودیگری مربوط به اکسایش اهن(II) می باشد. الکترود را در محلول قرار دهید و حجم محلول را با اب مقطر به حجم 100 میلی لیتر برسانید. پتانسیومتر را روی مد mV قرار دهید. 5 میلی لیتر از تیترکننده را به محلول تیتراسیون اضافه کنید همزن را روشن کنید و پتانسیل اولیه محلول را بخوانید. تیتراسیون را به روش معمول انجام دهید ( هر یک یا چند میل لیتر یک بار پتانسیل را بخوانید ) و ان را تا افزودن 10 میلی لیتر از محلول تیتر کننده تا بعد از نقطه هم ارزی ادامه دهید. یس از یاداشت داده ها منحنی تیتراسیون را رسم کنید و با معادلات و روابط برقرار در تیتراسیون ها درصد اهن را در سنگ معدن بدست اورید.

ید

---

اطلاعات اولیه

ید ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان I و عدد اتمی 53 می باشد. عنصری است حل نشدنی که مقدار بسیار کم آن برای موجودات زنده لازم است. واکنش پذیری ید از تمامی هالوژنها کمتراست و الکترون دهنده ترین هالوژن شبه فلز می باشد. از ید عمدتا" در پزشکی ، عکاسی و رنگ استفاده می‌شود.

تاریخچــــه

Tellurium - Iodine - Xenon Br IAt   جدول کامل
عمومی
نام , علامت اختصاری , شماره	Iodine, I, 53
گروه شیمیایی	هالوژنها
گروه , تناوب , بلوک	p , 5 , 17VIIA
جرم حجمی , سختی	4940 kg/m3 , نامشخص
رنگ	خاکستری تیره مایل به بنفش درخشان
خواص اتمی
وزن اتمی	126.90447 amu
شعاع اتمی (calc.)	140 (115) pm
شعاع کووالانسی	133 pm
شعاع وندروالس	198 pm
ساختار الکترونی	krypton]4 d10 5 s2 5p5]
-e بازای هر سطح انرژی	2, 8, 18, 18, 7
درجه اکسیداسیون (اکسید)	±1,5,7 (اسید قوی)
ساختار کریستالی	اورتورومبیک
خواص فیزیکی
حالت ماده	جامد (غیر مغناطیس)
نقطه ذوب	386.85 K (236.66 °F)
نقطه جوش	457.4 K (363.7 °F)
حجم مولی	25.72 scientific notationש10-6 m3/mol
گرمای تبخیر	20.752 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی	7.824 kJ/mol
فشار بخار	Pa at K
سرعت صوت	m/s at K
متفرقه
الکترونگاتیویته	2.66 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه	145 J/kg*K
رسانائی الکتریکی	8.0 10-8/m اهم
رسانائی گرمایی	0.449 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون	1008.4 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون	1845.9 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون	3180 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها
iso NA نیم عمر DM DEMeV DP 127I 100% I با 74 نوترون پایدار است 129I {syn.} 1.57E7y Beta- 0.194 129Xe 131I {syn.} 8.02070 d)) Beta- 0.971 131Xe
واحدهای SI & STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد.

ید ( واژه یونانِ iodes به معنی بنفش) در سال 1811 توسط Barnard Courtois کشف شد.

پیدایــــش

ید بسیار خالص را می توان از واکنش یدید پتاسیم با سولفات مس تهیه کرد.البته روشهای دیگری نیز برای جداسازی این عنصر وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه

ید عنصر جامد درخشانی است به رنگ آبی مایل به سیاه که در دماهای استاندارد به بخاری بنفش رنگ و بد بو تبدیل می گردد.این هالوژن همچنین با بسیاری از عناصر، ترکیباتی را می سازد اما از سایر عناصر گروه هالوژنها فعالیت کمتری داشته و دارای خصوصیاتی شبیه فلزات است.ید به راحتی در کلروفرم، تتراکلرید کربن یا دی سولفید کربن حل شده و محلولهای ارغوانی رنگی بوجود می آورد( تنها به مقدار کمی در آب قابل حل است) .رنگ آبی سیر با محلول نشاسته ویژگی ید آزاد می باشد.

کاربردهــــــا

در مناطقی که غذای آنها حاوی مقدار کم ید می باشد – مثلا" مناطق دور افتاده از دریا که هیچگونه غذای دریایی مصرف نمی شود- کمبود ید ابتلا به بیماری گواتر اصطلاحا" گواتر محلی را افزایش می دهد.در بیشتر ( نه تمامی) این مناطق با افزودن مقدار کم یدید سدیم به نمک طعام از ابتلا به این بیماری جلوگیری شده است.این محصول به نام نمک ید دار نیز معروف است.کاربردهای دیگر این عنصر:

• یکی از هالوژنها است که وجود آن به مقدار کم برای موجودات زنده حیاتی است ؛ هورمون تیروئید تیروکسین و تری یدوتیرونین حاوی اتمهای ید می باشد.
• تنتور ید ( 3% ید عنصری در پایه آب / اتانول) از اجزاء مهم تمامی وسایل کمکهای اولیه می باشد که هم برای ضد عفونی کردن زخمها و هم برای پاکسازی آبهای شرب سطحی مورد استفاده قرار می گیرد( 3 قطره در هر لیتر ، پس از 30 دقیقه تاثیر می کند).
• ترکیبات ید در رشته شیمی آلی مهم و در پزشکی بسیار سودمند هستند.
• از یدیدها و تیروکسین که حاوی ید هستند در پزشکی داخلی و در ترکیب با الکل ( بعنوان تنتور ید) برای ضد عفونی نمودن زخمهای بیرونی استفاده می شود.
• یدید پتاسیم در عکاسی کاربرد دارد.
• یدید تنگستن برای تقویت افروزه لامپها مورد استفاده قرار می گیرد.
• تری یدید نیتروژن برای کاربردهای تجاری بسیار انفجاری و ناپایدار است اما جزو شوخیهای معمول دانشگاهی به حساب می آید.

ایزوتوپهـــــــا

برای ید 30 ایزوتوپ وجود دارد که تنها یکی از آنها I-127 پایدار است.از ایزوتوپ رادیواکتیو مصنوعی I-131 ( ساطع کننده بتا) که دارای نیمه عمر 8 روز است برای درمان سرطان و دیگر بیماریهای غده تیروئید استفاده می گردد.معمول ترین ترکیبات ید عبارتند از یدیدهای سدیم و پتاسیم ( KI) و یدیتها ( KIO3).
ید فقط یک ایزوتوپ پایدار I-127 دارد.با این همه ایزوتوپهای رادیواکتیو ید کاربردهای وسیعی دارند.I-129 با نیمه عمر 17 میلیون سال محصولی از پراش Xe-129 در اتمسفر است اما نتیجه فروپاشی U-238 نیز می باشد.چون U-238در خلال فعالیتهای مربوط به انرژی هسته ای تولید می شود، وجود آن ( به نسبت I-129/I) می تواند فعالیتهای در حال انجام در هر مکان را مشخص کند.به همین علت از I-129 در مطالعات آب باران بعد از حادثه چرنوبیل استفاده شد.از آن همچنین بعنوان ردیاب آبهای زیر زمینی و نشان دهنده پراکندگی فضولات در محیط زیست استفاده می گردد.سایر کاربردها ممکن است بوسیله تولید I-129 در پوسته زمین ازطریق تعدادی مکانیسم فروپاشی مختل شود.

I-129 از جهات زیادی شبیه Cl-36|chlorine است. این ایزوتوپ ، هالوژنی قابل حل و نسبتا" واکنش ناپذیر است که بیشتر بصورت آنیونی non-sorbing یافت شده و بوسیله واکنشهای کیهانزاد ، حرارت اتمی و ثابت تولید می شود. درمطالعات آب شناسی چگاله های I-129 معمولا" به نسبت I-129 به مقدار کلی I گزارش می شود( که عملا" I-127 است).چون نسبتهـــــــــای Cl-36/Cl,I-129/I در طبیعت تقریبا" کم می باشد ( 14-10تا 10-10) اوج حرارت اتمی I-129/I در طول دهه 70 و 80 تقریبا" به 7-10رسید.I-129 با Cl-36 در بعضی موارد فرق دارد ؛ نیمه عمر آن طولانی تر است ( vs6/1 ، 3/0 میلیون سال)، به شدت biophilic است و به اشکال یونی چندگانه وجود دارد ( معمولا" I- و یودیت) که دارای رفتار شیمیایی متفاوتی هستند.

هشدارهـــــــــا

تماس مستقیم آن با پوست ممکن است آسیبهایی را به همراه داشته باشد پس هنگام کار با ید باید بسیار احتیاط نمود.بخار ید باعث دردناک شدن چشم و غشاء مخاطی می شود.حداکثر مقدار مجاز ید در هوا نباید از 1 میلی گرم در هر متر مکعب فراتر رود.

تعادل شیمیایی

تعادل شیمیایی

تمام فرآیندهای برگشت پذیر ، تمایل به رسیدن به یک حالت تعادلی دارند. برای یک واکنش برگشت پذیر ، حالت تعادل وقتی برقرار می‌شود که سرعت واکنش رفت برابر با سرعت واکنش برگشت باشد. پیکان دوگانه در حد وسط یک واکنش و معادله شیمیایی ، نشانگر این است که می‌توانیم هم در جهت رفت و هم در جهت برگشت معادله را بخوانیم.
واکنشهای برگشت پذیر و تعادل شیمیایی واکنش فرضی زیر را در نظر می‌گیریم:
(A₂(g)+B₂(g)↔2AB(g
این معادله را می‌توانیم هم در جهت رفت و هم در جهت برگشت بخوانیم. اگر A₂ و B₂ با هم مخلوط شوند، بر هم اثر کرده ، AB را تولید می‌کنند. از طرف دیگر ، از تجزیه شدن نمونه‌ای از AB خالص ، A₂ و B₂ حاصل می‌شود. اگر A₂ و B₂ را در ظرفی مخلوط کنیم، بر هم اثر کرده ، AB را تولید می‌کنند و با پیشرفت واکنش ، غلظت آنها به‌تدریج کاهش می‌پذیرد.
از این رو ، از سرعت این واکنش کاسته می‌شود. در شروع آزمایش ، چون AB وجود ندارد، واکنش برگشت نمی‌تواند امکان‌پذیر باشد. ولی این واکنش ، با تولید شدن مقداری AB در واکنش رفت آغاز می‌شود. این واکنش ، نخست به‌کندی صورت می‌گیرد (به علت آن که غلظت AB کم است)، ولی به‌تدریج سریعتر می‌شود. با گذشت زمان ، سرعت رفت کاهش می‌پذیرد، ولی سرعت واکنش برگشت افزایش می‌یابد، تا این که دو سرعت با هم برابر می‌شوند و تعادل شیمیایی برقرار می‌گردد.

پویایی تعادل شیمیایی
تعادل شیمیایی ، حالتی پویا است که در آن ، دو تغییر مخالف با سرعت برابر صورت می‌گیرند. در حالت تعادل ، غلظت تمام مواد ، ثابت می‌ماند. غلظت AB ثابت می‌ماند، زیرا AB با سرعتی که در واکنش رفت تولید می‌شود، با همان سرعت هم در واکنش برگشت مصرف می‌گردد. به همین منوال ، A₂ و B₂ با همان سرعتی که (در واکنش برگشت) تولید می‌شوند، (در واکنش رفت) به مصرف می‌رسند. تذکر این مطلب مهم است که غلظتها ثابت‌اند. از آن جهت که سرعتهای واکنشهای مخالف با هم برابرند، نه بدان جهت که هر گونه فعالیتی متوقف شده است.

ثابت تعادل
به فرض این که واکنشهای رفت و برگشت با مکانیسمی ‌ساده و تک‌مرحله‌ای صورت بگیرند،
K_f A₂B₂=سرعت رفت
K_r AB²=سرعت برگشت
بیان می‌شود. در حالت تعادل ، این دو سرعت با هم برابرند
از تقسیم ثابت سرعت واکنش رفت ، K_f ، بر ثابت سرعت واکنش برگشت ، K_r ، ثابت دیگری بدست می‌آید که ثابت تعادل ، K ، نامیده می‌شود:
K_f/K_r=K
مقدار عددی K با دما تغییر می‌کند.
تعداد مجموعه غلظتها برای سیستمهای تعادلی این واکنش بی‌نهایت زیاد است، ولی در هر صورت ، برای کلیه سیستمهای تعادلی در دمای معین وقتی که غلظتهای A₂ و B₂ و AB در رابطه بالا قرار می‌گیرند، همواره به یک مقدار K منجر می‌شوند. بطور کلی برای هر واکنش برگشت پذیر داریم :
wW+xX↔yY+zZ
بطور قراردادی ، جملات غلظتی مواد طرف راست معادله شیمیایی در صورت کسر عبارت ثابت تعادل نوشته می‌شود.

تعادلهای ناهمگن
تعادل بین مواد در دو یا چند فاز را تعادل ناهمگن می‌نامیم. در دما و فشار ثابت ، غلظت یک جامد خالص یا مایع خالص ثابت می‌ماند.
K_c و K_p
عبارت ثابت تعادل را برای واکنشهایی که دارای مواد گازی هستند، می‌توان برحسب فشارهای جزیی گازها (برحسب اتمسفر) نوشت. این نوع ثابت تعادل با K_p نشان داده می‌شود. رابطه بین K_c و K_p به صورت زیر است :
جمله n∆ ، تغییر تعداد مولکولهای گازها است. وقتی که معادله شیمیایی از چپ به راست خوانده شود. برای بدست آوردن غلظتهای تعادلی می‌توان هم از Kc و هم از Kp استفاده کرد.

اصل لوشاتلیه
اصل لوشاتلیه ، عکس العمل یک سیستم در حالت تعادل را نسبت به تغییر شرایط آزمایش پیشگویی می‌کند. 

مرجع

واکنش اسید ها و بازها

واکنش اسید ها و بازها 

Experiments with
ACIDS and BASES

G. Carboni, March 2004
Translation edited by Harry C. Brown

مرجع

گوجه فرنگی به عنوان باتری ساعت

آهن یون مس را از محلول الکترولیت آن جدا می کند 

با تشکر از پایگاه اطلاع رسانی شیمی جناب آقای انتشاری

منبع

جداسازی شیمیایی مخلوطهای آلی

جداسازی شیمیایی مخلوطهای آلی

 مخلوط ترکیبات آلی ممکن است به حالت جامد یا مایع بوده و یا بصورت حل شده یا معلق در یک مایع باشند.درصورت حضور جامد و مایع در مخلوط نباید انتظار داشت که مخلوط به سادگی از طریق صاف کردن جدا شود،زیرا فاز مایع تقریبا به طور یقین شامل جامد حل شده ومقادیر ناچیز از جزء مایع خواهد بودکه خارج کردن آنها از ترکیب جامد دشوار است.روش های جدا کردن نمونه های خالص تشکیل دهنده یک مخلوط میتواند  فیزیکی یا شیمیایی باشد به شرطی که تشکیل آزئوتروپ ندهند.جداسازی دوترکیب به روشهای شیمیایی به انحلال پذیری آنها در آب،اتر،یا اسید یا باز رقیق بستگی دارد.

روش های زیر برای کسب نتایج مطلوب باید به دقت و به ترتیب زیر دنبال شود.این روش ها در مورد اغلب مخلوط ها موفقیت آمیز می باشند.

1-اگر مخلوط مایع باشد ،باید آن را درون یک بالن سر سمباده ای کوچک مجهز به دماسنج و مبرد قرار داده و بالن را با احتیاط حرارت دهید.اگر مایع تقطیر شود ضمن توجه به دما،عمل تقطیر را تا زمان افت دما ادامه دهید.افت دما بیانگر این است که تمام مایع در آن دما تقطیر شده است.اکنون جزء تشکیل دهنده با نقطه جوش پایین تر مخلوط در بالن جمع آوری کننده خواهد بود.

2-اگر مخلوط مایع طبق روش(1)غیر قابل جداسازی بوده یا اگر مخلوط مایع باشد،در این صورت انحلال پذیری آن را در اتر آزمایش کنید.اغلب ترکیبات آلی در محلول هستند،از جمله ترکیبات با انحلال پذیری کم عبارتند از:کربوهیدرات ها،آمینو اسید ها،سولفونیک اسیدها،نمک های آمین ها،نمک های فلز دار کربوکسیلیک اسیدها،برخی از اسیدهای آروماتیک چند عاملی،برخی از آمید ها و اوره هاو ترکیبات چند هیدروکسیلی.

  مخلوط های مایع:طبق آزمایش ذکر شده در زیر(الف)عمل کنید.

  مخلوط های جامد:اگر مخلوط کاملا در اتر حل شود،طبق آزمایش(ب)عمل کنید.در صورتی که بخشی از مخلوط نامحلول باقی بماند همانند آزمایش(الف)ادامه دهید.اگر هر دو جزء تشکیل دهنده مخلوط نامحلول باشند،سری آزمایشهای ذکر شده در روش(5)را بکار ببرید.

(الف)جامد حل نشده را.....

اصول طیف سنجی جرمی (اسپکترومتری جرمی )

یک ذره باردارمتحرک باسرعتی یکنواخت درخلا ء تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی نیرویی تحمل می کند که سبب تغییر مسیرش می شود.انحراف ذره ازمسیراولیه بستگی به جرم وبارالکتریکی ذره دارد.اگر سرعت ذره باردارتحت تاثیر یک میدان الکتریکی به اختلاف پتانسیل V تشدید شده باشد انرژی جنبشی ذره دراثراین میدان عبارت است از       (1 )     mv² /2  =V.e 

 که دراین رابطه  e و m و v   به ترتیب بار وجرم وسرعت ذره می باشد.طیف نگارجرمی یون هارابرحسب مقادیر m/e  ازیکدیگر جدا می کند. در حضور یک میدان مغناطیسی ، یک ذره باردار مسیر منحنی شکلی را خواهد داشت. معادله‌ای که شعاع این مسیر منحنی شکل را نشان می‌دهد به صورت زیراست    :                                                 ( 2)       r = mv / eH

که r شعاع انحنای مسیر و H شدت میدان مغناطیسی است.   باحذف v ازبین دومعادله فوق٬ معادله اساسی اسپکترومتری های جرم ساده را بدست می دهد.          m / e = H²R² / 2V      

این معادله نشان می دهد که شعاع مسیریون٬ می تواند در اثر تغییر  H ویا V تغییر نماید. معمولا H  را متغیر انتخاب می نمایند.

رفتار و عمل یک یون را در بخش تجزیه‌گر جرمی یک طیف سنج جرمی توسط این معادله می توان توجیه نمود .      

             

اصول عملیات

دراسپکترومتری جرمی موادی که توسط کروماتوگرافی گاز جداسازی شده اند  شناسایی واندازه گیری می گردند .به این  صورت که٬  گازهای خارج شده ازستون مویینه ( GC ) یکی یکی مستقیما واردمخزن یونش  دستگاه طیف سنج جرمی می شوند . درقسمت هایی از دستگاه چون مخزن یون و جمع کننده و ....بوسیله پمپ ٬ خلاء ایجاد می کنند.وقتی که دستگاه طیف سنج جرمی کار می کند .جریان یکنواختی از بخار مولکول ها از روزنه مولکولی به محفظه یونش وارد می شوند و توسط جریانی از الکترون های پرانرژی بمباران شده وتبدیل به یون های مثبت می گردند.  در محفظه یونش الکترون های پرانرژی دارای انرژی معادل 70 میکرون - ولت هستند. و از یک "سیم باریک"  که تا چند هزار درجه سلسیوس گرم ‌شده است٬ ساطع می‌شوند.

 یک "صفحه دافع" که پتانسیل الکتریکی مثبت کمی دارد، یونهای مثبت  را به طرف "صفحات شتاب دهنده" هدایت می‌کند.

 مولکول های نمونه که یونیزه نشده اند.  بطور مداوم توسط مکنده‌ها یا پمپهای خلا٬ که به محفظه یونش متصل هستند، خارج می شوند. بعضی از این مولکولها از طریق جذب الکترون به یونهای منفی تبدیل می‌شوند. این یونهای منفی توسط صفحات دافع جذب می‌گردند.

 ممکن است که بخش کوچکی از یونهای تشکیل شده بیش از یک بار داشته باشند، (از دست دادن بیش از یک الکترون) اینها مانند یونهای مثبت تک ظرفیتی ، شتاب داده می‌شوند.

پرتوی یون های مثبت در یک میدان الکتریکی باقدرت چندین هزار ولت شتاب داده می‌شوند. درنتیجه  این عمل ، پرتویی از یونهای مثبت سریع تولید می شود. این یونها توسط یک یا چند "شکاف متمرکز کننده"  یکنواخت ومتمرکز می‌شوند.اگر ولتاژاین میدان ثابت نگهداشته شود٬ تمام یون هایی که m/e  مساوی دارند   ٬ باسرعت یکسان وارد یک میدان مغناطیسی می شوند.و بسته به نسبت بار/جرم  جدا می‌گردند.

اگر شدت میدان  ( ‌ H) رابه میزان ثابتی افزایش ویا کاهش دهند نیروی اعمال شده بوسیله میدان مغناطیسی افزایش ویاکاهش می یابد وپرتوهای جداشده هریک به نوبت ازشکاف عبورنموده وبه صفحه آشکارکننده برخوردمی کنند .

آشکار کننده بخش دیگر دستگاه است .که  در اثر برخورد یونها به آن ، هریون مثبت باگرفتن یک الکترون ٬ تولید جریان درمدار می کند . سیگنال تولید شده از آشکار کننده به یک ثبات داده می‌شود که یونهای دارای نسبت بار/جرم مشخص و معین را٬ شمارش و آشکارمی گرداند.ونموداری از طیف جرمی ، تعداد ذرات آشکار شده بر حسب تابعی از نسبت بار/جرم را رسم می کند .  می‌توان آن قدر دقیق این جریان را تنظیم نمود. که جریان حاصل از برخورد حتی یک یون به آشکار کننده اندازه ‌گیری شود.

 در دستگاههای جدید ، خروجی آشکار کننده  به رایانه متصل است. رایانه  اطلاعات  را به هر دو صورت جدولی و گرافیکی ذخیره می کند. درپایان داده‌ها با طیف های استاندارد ذخیره شده موجود در رایانه مقایسه می‌گردد.ومولکول جداسازی شده شناسایی می شود.

چگونه یک گزارش کار آزمایشگاه بنویسیم؟

لینک

پدیده ی فوتوالکتریک

پدیده ی فوتوالکتریک

در سال ١٢٦٨ هجری خورشیدی (١٨٨٧ م) هانریش هرتز دانشمند آلمانی در حین انجام آزمایش متوجّه شد که تاباندن نور با طول موج‌های کوتاه مانند امواج فرابنفش به کلاهک فلزی الکتروسکوپ با بار منفی باعث تخلیه الکتروسکوپ می‌شود وی با انجام آزمایش‌های بعدی نشان داد که تخلیه الکتروسکوپ بخاطر جدا شدن الکترون از سطح کلاهک فلزی آن است.
برای بررسی بیشتر پدیده فوتوالکتریک می‌توان دستگاهی مطابق شکل زیر تهیه کرد و دست به آزمایش زد. این دستگاه شامل دو الکترود و است که داخل یک محفظه خلاء قرار دارند. این دو الکترود به یک منبع ولتاژ قابل تنظیم در خارج محفظه وصل شده اند.

اگر بین این دو الکترود، اختلاف پتانسیل برقرار شود، هیچ جریانی در مدار برقرار نمی‌شود؛ حتی اگر ولتاژ خیلی بالا باشد؛ ولی اگر نور تکفام با بسامد مناسب بر الکترود بتابانیم، جریان در مدار برقرار می‌شود و افزایش ولتاژ باعث افزایش شدت جریان در مدار خواهد شد. این موضوع نشان می‌دهد که نور تابیده شده روی الکترود باعث کنده شدن الکترون از آن شده است و ولتاژ ما بین دو الکترود نیز (با ایجاد میدان الکتریکی)، الکترون‌های آزاد شده را از کنار الکترود به الکترود می‌رساند و اینچنین جریان درمدار برقرار می‌شود.

شکل اوربیتال ها

نام اوربیتال	شکل اوربیتال	نام اوربیتال	شکل اوربیتال
1s		3py
2s		3pz
3s		3dxy
2px		3dxz
2py		3dyz
2pz		3dz2
3px		3dx2-y2

منبع: وبلاگ کیمیا گر

انحلال سدیم کلرید در آب

لینک

رزین های مبادله کننده یون

پدیده تبادل یون برای اولین بار در سال 1850 و به دنبال مشاهده توانایی خاک‌های زراعی در تعویض برخی از یون‌ها مثل آمونیوم با یون کلسیم و منیزم موجود در ساختمان آنها گزارش شد. در سال 1870 با انجام آزمایش‌های متعددی ثابت شد که بعضی از کانیهای طبیعی بخصوص زئولیت‌ها واجد توانایی انجام تبادل یون هستند. در واقع به رزین‌های معدنی ، زئولیت می‌گویند و این مواد یون‌های سختی آور آب (کلسیم و منیزیم) را حذف می‌کردند و به جای آن یون سدیم آزاد می‌کردند از اینرو به زئولیت‌های سدیمی مشهور شدند که استفاده از آن در تصفیه آب مزایای زیاد داشت چون احتیاج به مواد شیمیایی نبود و اثرات جانبی هم نداشتند.

اما زئولیت‌های سدیمی دارای محدودیتهایی بودند. این زئولیتها می‌توانستند فقط سدیم را جایگزین کلسیم و منیزیم محلول در آب نمایند و آنیونهایی از قبیل سولفات ، کلراید و سیلیکات‌ها بدون تغییر باقی می‌مانند. واضح است چنین آبی برای صنایع مطلوب نیست. پس از انجام تحقیقات در اواسط دهه 1930 در هلند زئولیتهایی ساخته شد که به جای سدیم فعال ، هیدروژن فعال داشتند. این زئولیتها که به تعویض کننده‌های کاتیونی هیدروژنی معروف جدید ، سیلیس نداشته و علاوه بر این قادرند همزامان هم سختی آب را حذف کنند و هم قلیائیست آب را کاهش دهند.

برای بهبود تکنولوژی تصفیه آب ، گامهای اساسی در سال 1944 برداشته شد که باعث تولید زرین‌های تعویض آنیونی شد. زرین‌های کاتیونی هیدروژنی تمام کاتیونی آب را حذف می‌کنند و رزین‌های آنیونی تمام آنیونهای آب را از جمله سیلیس را حذف می‌نمایند ، در نتیجه می‌توان با استفاده از هر دو نوع زرین ، آب بدون یون تولید کرد. همچنین پژوهشگران دریافتند که سیلیکات آلومینیم موجود در خاک قادر به تعویض یونی می‌باشد. این نتیجه گیری با تهیه ژل سیلیکات آلومینیم از ترکیب محلول سولفات آلومینیم و سیلیکات سدیم به اثبات رسید. بنابراین اولین رزین مصنوعی که ساخته شد سیلیکات آلومینیم بود. و امروزه اکثر زرین‌های تعویض یونی که در تصفیه آب بکار می‌روند رزین‌های سنتزی هستند که با پلیمریزاسیون ترکیبات آلی حاصل شده‌اند.

شیمی رزین‌ها

رزین‌های موازنه کننده یون ، ذرات جامدی هستند که می‌توانند یونهای نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند. رزین‌های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی می‌باشد بگونه‌ای که از نظر الکتریکی خنثی هستند. موازنه کننده‌ها با محلول‌های الکترولیت این تفاوت را دارند که فقط یکی از دو یون ، متحرک و قابل تعویض است به عنوان مثال ، یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیر متحرکی است که شامل رادیکالهای آنیونی SO2-3 می‌باشد که کاتیون متحرکی مثل +H یا +Na به آن هستند.

این کاتیونهای متحرک می‌توانند در یک واکنش تعویض یونی شرکت کنند به همین صورت یک تعویض کننده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون‌های متحرکی مثل -Cl یا -OH به آن متصل می‌باشد. در اثر تعویض یون ، کاتیون‌ها یا آنیون‌های موجود در محلول با کاتیون‌ها و آنیون‌های موجود در رزین تعویض می‌شود ، بگونه‌ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی می‌ماند. در اینجا با تعادل جامد مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل شود. برای آنکه یک تعویض کننده یونی جامد مفید باشد باید دارای شرایط زیر باشد:

1. خود دارای یون باشد.
2. در آب غیر محلول باشد.
3. فضای کافی در شبکه تعویض یونی داشته باشد ، بطوریکه یونها بتوانند به سهولت در شبکه جامد رزین وارد و یا از آن خارج شوند.

در مورد رزین‌های کاتیونی هر دانه رزین با آنیون غیر تحرک و یون متحرک +H را می‌توان همچون یک قطره اسید سولفوریک با غلظت 25% فرض نمود. این قطره در غشایی قرار دارد که فقط کاتیون می‌تواند از ان عبور نماید. شکل زیر تصویر یک دانه رزین و تصویر معادل یک قطره اسید سولفوریک 25% نشان می‌دهد.

طبقه بندی رزین‌ها رزین‌ها بر حسب گروه عامل تعویض متصل به پایه پلیمری رزین به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

1. رزین‌های کاتیونی قوی SAC) Strongacidis Cation)
2. رزین‌های کاتیونی ضعیف WAC) Weak acidis Cation)
3. رزین‌های آنیونی قوی SBA) Strongbasic anion)
4. رزین‌های آمونیونی ضعیف WBA) Weak basic anion

بطور کلی رزین‌های نوع قوی در یک محدوده وسیع PH و رزین‌های نوع ضعیف در یک محدوده کوچک از PH مناسب هستند. ولیکن با استفاده از رزین‌های نوع ضعیف ، صرفه جویی قابل توجهی در مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای احیا رزین را باعث می‌شود. رزین‌های کاتیونی قوی قادر به جذب کلیه کاتیونهای موجود در آب می‌باشد ولی نوع ضعیف قادر به جذب کاتیونهای هستند که به قلیائست آب مرتبط است و محصول سیستم اسید کربنیک است.

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

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

مزیت رزین‌های کاتیونی ضعیف بازدهی بالای آنها در مقایسه با رزینهای کاتیونی قوی می‌باشد ، در نتیجه باعث تولید پساب کمتر در احیا مکرر می‌گردد. اصولا زمانی که هدف جداسازی کلیه کاتیونهای آب است بکارگیری توام رزین کاتیونی قوی و ضعیف اقتصادی تر از بکارگیری رزینهای کاتیونی قوی می‌باشد. رزین‌های آنیونی قوی قادر به جذب کلیه آنیونهای موجود در آب بوده ولی رزین‌های آنیونی قادر به جذب آنیون اسیدهای قوی نظیر اسید سولفوریک ، کلریدریک و نیتریک می‌باشد. رزین‌های آنیونی ضعیف مقاومتر از رزینهای آنیونی قوی بوده و به همین جهت در سیستم‌های تصفیه آب ، رزین‌های آنیونی قوی در پاین دست رزینهای آنیونی ضعیف قرار می‌گیرند.

2HCl OR 2H2SiO3 + 2ZOH -----> 2ZHSio3ZCl + H2O

2HCl OR 2HNO3 + ZOH -----> 2ZCl OR 2ZNO3 + H2O

برخی از کاربردهای رزین‌ها

• رزین‌های کاتیونی سدیمی نه تنها کاتیون‌های سختی آور آب بلکه همه یون‌های فلزی را با سدیم تعویض می‌کنند. برای احیا این نوع رزین‌های کافی است که رزین را با آب نمک شست و شو دهیم تا رزین به فرم اولیه خود برگردد.
• با رزین‌های کاتیونی چه نوع هیدروژنی و چه نوع سدیمی می‌توان آهن و منگنز را چون بقیه کاتیونها حذف کرد اما به علت امکان آلوده شدن رزین‌ها معمولا مشکلاتی داشته و باید نکاتی را رعایت کرد. اولا باید دقت کرد که قبل از حذف یون آهن توسط رزین هیچ هوایی با آب در تماس قرار نگیرد چون در اثر مجاورت با هوا ، آهن و منگنز محلول در اب اکسیده شده غیر محلول در می‌آیند و در نتیجه روی ذرات رزین رسوب کرده و باعث آلوده شدن رزین می‌گردد.
• با استفاده از رزین‌های تبادل یونی می‌توان لیزین را که جز اسید آمینه ضروری مورد نیاز رژیم غذایی خوکها ، ماکیان و سایر گونه‌های حیوانی می‌باشد ، را تخلیص کرد. دلیل اهمیت تخلیص این اسید آمینه ، نزدیکتر شدن رژیم غذایی حیوانات به نیازمندیهای آنها در مصرف مواد خام و ... است با توجه به اینکه مقدار لیزین در دانه‌ها ، بخصوص غلات ناچیز می‌باشد.
• حذف سیلیکا از آبهای صنعتی با استفاده از رزین‌های آنیونی قوی
• حذف آمونیاک از هوا بوسیله زئولیت‌های طبیعی اصلاح شده (کلینوتپلولیت)

اکسنده های مایع و جامد چه هستند؟

لوزی خطر برای آمونیوم پرکلرات 

قرمز=0  آبی=1   زرد=2  سفید=ox 

 

اکسنده ها مواد جامد یا مایعی هستند که آماده دریافت اکسیژن خالص یا دیگر مواد اکسنده مانند بروم ، کلر

یا فلوئور می باشند. آنها همچنین شامل موادی هستند که با اکسنده های قابل اشتعال ( سوختنی ) واکنش 

شیمیایی می دهند . بدین معنا که اکسیژن با دیگر مواد تشکیل ترکیب شیمیایی داده و در نتیجه شانس ایجاد

یک حریق یا انفجاررا افزایش می دهد . این واکنش ممکن است به طور خودبخود دردمای اتاق یا گرمای

کم اتفاق بیفتد . مایعات و جامدات اکسید کننده می توانند حریق شدید و انفجار خطرناک را ایجاد نمایند

واژگان شیمی تجزیه

واژگان شیمی تجزیه

معادل فارسی تعریف واژه لاتین اسید سیستم حلالی ماده ای که کاتیون حلال را می‌دهد. salvent-system acid باز سیستم حلالی ماده ای که آنیون حلال را می‌دهد solvent-system base ماده آمفی پروتیک ماده ای که می‌تواند به صورت یک اسید برونشتد عمل کند. amphiprotic substance خنثی کردن (شدن) واکنش بین یک اسید و یا باز neutralization آبکافت واکنش یک کاتیون یا یک آنیون با آب که PH را تحت تاثیر قرار می‌دهد. hydrolysis اثر یون مشترک اثر ناشی از افزایش یک ترکیب روی یک سیستم در حال تعادل به طوری که ترکیب با ترکیب حاضر در سیستم ، در یک یون ، مشترک باشند. common ion effect ثابت تفکیکی آب‌ حاصلضرب غلظت +H و غلظت -OH در هر سیستم آبی در ۲۵ درجه سانتی‌گراد dissociation constant of water ثابت تفکیک اسید ثابت تعادلی که به تعادل شامل یک اسید ضعیف و یونهای مشتق از آن در محلول آبی مربوط می‌شود. dissociation constant of acid ثابت تفکیک باز ثابت تعادلی که به تعادل شامل یک باز ضعیف و یونهای مشتق از آن در محلول آبی مربوط می‌شود. dissociation constant of base درجه تفکیک کسری از غلظت کل الکترولیت ضعیفی که در محلول آبی و در حال تعادل به شکل یونی باشد. degree of dissociation شناساگر اسید- باز ترکیبی که با تغییر PH محلول ، رنگ آن تغییر می‌کند. acid –base indicator معادله هندرسون – هاسل باخ معادله ای که محاسبه PH را میسر می‌سازد. {PH=PKa+Cog-{A-}/{HA که در آن ، PKa لگارییم منفی ثابت تفکیک اسید ضعیفی است که برای تهیه بافر مورد استفاده قرار گرفته است. {-A} غلظت یونها و {HA} غلظت مولکولهای اسید ضعیف است. Hendrerson Hasselbalch equation منحنی تیتراسیون نموداری که نشان می‌دهد چگونه PH یک محلول در حین عمل تیتراسیون تغییر می‌یابد. PH در برابر حجم باز یا اسید اضافه شده رسم می‌گردد. Titration Curve نقطه پایانی نقطه ای در تیتراسیون که شناساگر ، تغییر رنگ می‌یابد. end point نقطه هم‌ارزی نقطه ای در تیتراسیون که مقدار هم‌ارزی از باز یا اسید به نمونه ای اسید یا بازی که تیتر می‌شود، اضافه می‌گردد. equivalence point PH لگاریتم منفی (بر مبنای ۱۰) غلظت یونهای +H در محلول آبی PH PK لگاریتم منفی (بر مبنای ۱۰) ثابت تعادل PK POH لگاریتم منفی (بر مبنای ۱۰) غلظت یونهای -OH در محلول آبی POH آمفوتریسم خاصیت هیدروکسید بعضی از فلزات که می‌توانند هم به عنوان اسید عمل کنند و هم به عنوان باز. مواد آمفوتر در آب نامحلولند. amphoterism اثر نمک افزایش انحلال پذیری موادیکه کم محلولند. این افزایش به دنبال افزایش الکترولیت دیگر به محلول مشاهده می‌شود. salt effect ثابت ناپایداری ثابت تعادل برای تفکیکی کامل یون کمپلکس به کاتیون فلزی و لیگاند. عکس این ثابت ، ثابت تشکیل نامیده می‌شود. instability constant حاصلضرب انحلال پذیری ثابت تعادل برای سیستمی را گویند که شامل ماده ای کم‌محلول و در حال تعادل با محلول سیر شده نمکهایش است. این مقدار ثابت برابر حاصلضرب غلظت یونها است، به‌طوری که غلظتها به توان عددی که همان ضرایب معادله شیمیایی موازنه شده است، رسیده باشند. solubility product حاصلضرب یونی مقداری است که از جایگزینی غلظتهای پیشنهاد شده در عبارتی مشابه عبارت حاصلضرب انحلال پذیری بدست می‌آید. با مطابقت دادن غلظت یونها با مقادیر پیشنهادی ، مقدار حاصلضرب یونی با مقدار ksp مقایسه می‌شود تا معلوم شود رسوب تشکیل می‌گردد یا نه. اگر حاصلضرب یونی از ksp باشد، رسوب تشکیل خواهد شد. Ionic product مول مقدار ماده خالصی که عده واحدهای مستقل اصلی آن ، دقیقا برابر عده اتمهای موجود در ۱۲g کربن ۱۲ است. مجموعه ای که شامل عدد آووگادرو واحد مستقل باشد. mole حلال جزیی از یک محلول که بیشترین مقدار موجود در محلول را دارد یا حالت فیزیکی محلول را مشخص می‌کند. solvent غلظت مقدار ماده حل شده در مقدار معینی از محلول یا حلال Concetration ماده حل شده ماده حل شده در حلال جزیی از یک محلول یا حلال. solved substance محصول ماده ای که در یک واکنش شیمایی تولید می‌شود. Product معادله شیمیایی نمایش یک واکنش شیمیایی با نمادها و فرمولهای عناصر و مواد مرکبی که در آن واکنش دخالت دارند. Chemical equation مولاریته عده مولهای ماده حل شده در یک لیتر محلول molarity واکنش دهنده ماده ای که در واکنش شیمیایی مصرف می‌شود. reactant تیتراسیون فرایندی که در آن ، یک محلول استاندارد با محلولی با غلظت نامعلوم واکنش داده می‌شود تا غلظت محلول مجهول تعیین شود. titration رسوب کردن تشکیل یک ماده نامحلول (موسوم به رسوب) در مخلوط یک واکنش به حالت محلول precipitate محلول استاندارد مخلولی که غلظت ماده حل شده در آن ، دقیقا معین است. Standard solution نرمالیته عده اکی والانهای جسم حل شده در یک لیتر محلول normality نمک ترکیبی که از واکنش یک اسید و یک باز بدست می‌آید. این ترکیب شامل یک کاتیون از باز و یک آنیون از اسید است. salt نمک اسیدی نمکی که از خنثی شدن ناکامل یک اسید چند پروتونی بدست می‌آید. آنیونهای این نوع نمکها ، یک یا چند هیدروژن یونش پذیر اسید اولیه را نگه داشته‌اند. acidic salt نمک خنثی نمک حاصل از خنثی شدن کامل یک اسید چند پروتونی که در آن ، تمام پروتونهای اسید خنثی شده است. neutral salt وزن هم‌ارز مقداری معین از هر ماده که بر اساس واکنش مورد بررسی ، به گونه ای محاسبه می‌شود که یک هم‌ارز از یک واکنش دهنده دقیقا با یک هم‌ارز از واکنش دهنده دیگر واکنش دهد. equivalent weight یون هیدرونیوم یونی که از یک پروتون و یک مولکول آب تشکیل می‌شود و دارای فرمول +H۳O است. Hydronium ion بهره نظری بیشترین مقدار محصولی که می‌توان از یک معادله شیمیایی بدست آورد و محاسبه آن با استفاده از نظریه استوکیومتری بر مبنای معادله شیمیایی واکنش باشد. Theoretical yield بهره درصدی بهره واقعی تقسیم بر بهره نظری ضرب در ۱۰۰ percent yield بهره واقعی مقدار محصول بدست آمده از یک واکنش شیمیایی actual yield

کمپلکس ها و خواص آنها

یک کمپلکس مجموعه ای است متشکل از یک اتم مرکزی که توسط چند آنیون یا مولکول احاطه شده و در آن ظرفیت اتم مرکزی که معمولا فلز واسطه است اکثرا از حالت متداول آن بیشتر است. مثلا حل شدن سولفات مس خشک (سفید رنگ ) در آب محلول آبی خوش رنگ سولفات مس (II) تولید می کند که یک یون کمپلکس است. ^- CuSO₄ + nH₂ O ............> [Cu(H₂ O)₆ ]²⁺ + SO₄ ²

یون کمپلکس ایجاد شده عامل آبی شدن رنگ این محلول و در واقع تمام محلول های نمکهای مس (II)در آب می باشد.گروه های متصل به اتم مرکزی را که معمولا انیون یا مولکول دو قطبی خنثی می باشند لیگاند می نامندو در اغلب موارد این لیگاندها یک یا چند جفت الکترون به فلز مرکزی می دهند. از آنجاییکه مولکول آب قادر است مانند یک لیگاند عمل کند قرار گرفتن یک یون فلز واسطه (⁺Mⁿ ) در آب به شرط نبود گروه های کئوردینه ی دیگر سبب تشکیل یون کمپلکس⁺M(H₂ O)₆ ]ⁿمی شود.لذا برای تهیه ی برخی از کمپلکس ها مثل ⁺Cu(NH₃ )₆ ]²واکنش بین فلز و لیگاند را باید در محیط غیر آبی انجام دادتا آب به صورت لیگاند وارد قشر کوئوردیناسیون نشود. هم چنین موقع تهیه ی کمپلکسها در آب لیگاند ها به تدریج جایگزین مولکول های آب کئوردینه شده می شوند مانند واکنش مقابل که در شش مرحله صورت می گیرد:  Ni(H₂ O)₆ ²⁺ + 6NH₃ .............> Ni(NH₃ )₆ ²⁺ علاوه بر کمپلکس های عادی یا کلاسیک نوع دیگری از کمپلکس ها نیز وجود دارند که انها را ترکیبات آلی فلزی می نامند در این کمپلکس ها حالت اکسایش فلز پایین (صفر یا +1 ) است و پیوند کربن فلز هم وجود دارد. هم چنین در کمپلکس های کلاسیک لیگاند ها معمولا دهنده ی جفت الکترون (دهنده ی ơ) و به مقدار جزئی گیرنده ی π هستند اما در ترکیبات آلی فلزی لیگاند ها اغلب علاوه بر دهندگی الکترون گیرنده ی شدید π نیز می باشند. در هر دو مورد این ترکیبات می توانند خنثی کاتیونی یا انیونی باشند.از جمله کمپلکس های آلی فلزی فروسن است که شامل دو حلقه ی سیکلوپنتن در بالا وپایین اتم اهن است. اولین ترکیب آلی فلزی جداسازی شده نمک زایس است که توسط زایس جداسازی شد. پایه گذار شیمی کوئوردیناسیون مدرن آلفرد ورنر است او در سال 1866 در فرانسه متولد شد ورنر اولین مقاله ی خود را درباره ی این موضوع در سال 1891 در سن 25 سالگی عرضه کرد و در سال 1913 جایزه ی نوبل شیمی را برای این کار به وی اهدا شد.

تعداد لیگاند ها و یا در واقع تعداد اتم های دهنده ی الکترون متصل به فلز مرکزی را عدد کئودیناسیون می گویند که یکی از ویژگیهای یک کمپلکس است یعنی اینکه مثلا اغلب کمپلکسهای با عدد کئوردینه یکسان خواص مغناطیسی مشابهی را از خود نشان می دهند.

خواص مغناطیسی کمپلکس های فلزی:

مغناطیس پذیری : اگر جسمی در یک میدان مغناطیسی با قدرت H₀ قرار گیرد القاء مغناطیسی B یا شار مغناطیسی در این جسم از رابطه ی مقابل به دست می آید: B= H₀ + 4πM در این رابطه H₀  قدرت میدان مغناطیسی خارجی و Mشدت مغناطیس شدن در واحد حجم است.

ممان مغناطیسی : خواص مغناطیسی ماده از دو راه توسط الکترونها حاصل می شود : یکی ناشی از  حرکت دورانی الکترون حول محور خود که چون دارای بار منفی است از این طریق می تواند مغناطیس تولید کند (ممان اسپینی الکترون) و دیگری ناشی از  حرکت الکترون در مدار خود حول هسته (ممان اربیتالی الکترون).پس ممان مغناطیسی تولیدی مواد حاصل این دو خاصیت الکترون است.واحد ممان مغناطیسی بور مگنتون است یک بور مگنتونe     ( BM)=eh̸4Πmc    بار الکترون h ثابت پلانکmجرم الکترون و cسرعت نور است.

ترکیب پارامغناطیس ترکیبی است که الکترون جفت نشده دارد سهم پارامغناطیسی در تاثیر پذیری از بر هم کنش ممان های زاویه ای اسپینی و اربیتالی الکترونها با میدان مغناطیسی خارجی ناشی می شود.ممان مغناطیسی موثر برای یک سیستم پارامغناطیس با در نظر گرفتن ممانهای زاویه ای اسپینی و اوربیتالی الکترونها از این رابطه به دست می آید:( µ=√4S(S+1)+L(L+1  در این رابطه Sعدد کوانتومی اسپین کل و L عدد کوانتومی اوربیتالی کل است.همه ی مواد با میدان مغناطیسی بر هم کنش دارند و بر اساس نوع بر هم کنش با میدان به چند دسته ی زیر تقسیم می شوند:

دیا مغناطیس : خاصیت دیا مغناطیسی در همه ی انواع ماده دیده می شود و ناشی از حرکت دورانی الکترونهای جفت شده ی مولکول در اثر القاء میدان مغناطیسی خارجی است. این چرخش منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی کوچک مخالف میدان اعمال شده می شود و به همین دلیل مواد دیامغناطیس از میدان مغناطیسی خارجی رانده می شوند.

پارامغناطیس : خاصیت پارامغناطیسی از برهم کنش ممانهای زاویه ای اسپینی و اوربیتالی الکترونهای منفرد با میدان مغناطیسی خارجی ناشی می شود. این دسته از مواد جذب میدان می شوندوبر خلاف اجسام فرومغناطیس با از بین رفتن میدان خارجی خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند.

فرو مغناطیس : این دسته از مواد به شدت جذب میدان مغناطیسی می شوند در این دسته از مواد ممانهای مغناطیسی ذرات مجاور با کمک میدان مغناطیسی خارجی به طور موازی جهت گیری کرده و یک خاصیت مغناطیسی ماکروسکوپی را نشان می دهند یعنی اینکه در ماده فرومغناطیس حوزه های مغناطیسی وجود دارند که در هر کدام اسپینها به طور موازی جهت گیری کرده اند در صورتی که با اعمال میدان خارجی اسپینهای همه ی حوزه ها با هم موازی می شوندچنانچه دما از مقدار معینی بالاتر رود انرژی گرمایی جهت گیری حوزه ها را به صورت تصادفی تغییر داده و ماده ی فرومغناطیس پارامغناطیس خواهد شد این دما به دمای کوری T_c معروف است.

آنتی فرومغناطیس : اگر در حوزه های مغناطیسی اسپینها به طور غیر موازی جهت گیری کرده باشند ممان مغناطیسی حوزه ها یکدیگر را خنثی نموده و خاصیت آنتی فرومغناطیس مشاهده می شود افزایش دما موجب برهم زدن جهت گیری های غیر موازی در حوزه ها و افزایش خاصیت مغناطیسی می شود و بالاتر از یک دمای معین که به دمای نیل T_N معروف است جسم به صورت پارامغناطیس عمل می کند. یک ماده ی انتی فرومغناطیس در دمای نیل بیشترین خاصیت مغناطیسی را از خود نشان می دهد.  

مرجع