X
تبلیغات
مهندسی پلیمر

مهندسی پلیمر

مهندسی پلیمر

معرفی رشته مهندسی پلیمر

هدف :

هدف رشته مهندسی صنایع پلیمر تولید کلیه محصولات پلیمری از قبیل لاستیک ، پلاستیک، الاستومر، رزین و سایر مواد مود نیاز صنعت است.

البته پلیمرها فقط کاربرد صنعتی ندارند بلکه کاربرد پزشکی نیز دارند. مثلا اگر کشکک زانوی یک نفر آسیب ببیند و ترمیم آن امکان‌پذیر نباشد، شبیه به همان کشکک زانو را با مواد پلیمری درست می‌کنند و بر روی زانو قرار می‌دهند و یا دندان مصنوعی و لنزهای چشمی همه از مواد پلیمری ساخته می‌شوند که به این مواد پلیمری «پلیمرهای زیستی» می‌گویند...


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  چهارشنبه سی ام فروردین 1391ساعت 10:34  توسط m.asn  | 

polymer........

+ نوشته شده در  دوشنبه بیست و هشتم فروردین 1391ساعت 23:15  توسط m.asn  | 

...... اثبات علمی یک قانون غیر علمی ...... هر که سوادش کمتر درآمدش بیشتر !

از قدیم گفته اند وقت طلاست، به عبارت دیگر: زمان = پول (معادله 1)

همین طور گفته اند توانا بود هرکه دانا بود، یعنی: توان = علم (معادله 2)

می دانید که:

زمان / کار = توان

با جایگذاری معادله 1 و 2 در معادله سوم به این معادله می رسیم:

پول / کار = علم

که می توانیم آن را به این صورت بازنویسی کنیم:

علم/ کار = پول

بنابراین:

limعلم0پول= limعلم0پول=

یعنی هرجه علم و سوادت کم تر باشد درآمدت بیشتر است، و این هیچ ربطی به مقدار کار انجام شده ندارد !




::: بالاخره کیمیا کشف شد :::

می دانید که کیمیاگران سال ها به دنبال دو چیز بودند. یکی "کیمیا" یا سنگ فیلسوفان که با آن مس را به طلا تبدیل کنند و دیگری "اکسیر" که با آن جوانی همیشگی و زندگی جاودانه پیدا کنند. امروز پس از سال ها تلاش بالاخره یکی از این دو ماده کشف شده است. یک دانش آموز با استعداد موفق شده است "کیمیا" را کشف کند و به وسیله آن مس را به طلا تبدیل کند. این ماده که قرن ها کیمیا گران به دنبال آن بودند، چیزی نیست جز "آلومینیوم". در واقع با مخلوط کردن مس و آلومینیوم، طی یک "جانشینی دوگانه" با عوض شدن جای C و A مس به طلا تبدیل می شود!


+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 16:14  توسط m.asn  | 

از شيمي آموختم

از شيمي آموختم


من از چرخش الكترون ها به دور هسته آموختم كه كل جهان به دور مركز هستي مي چرخد و از حركت پيوسته ذرات چه ارتعاشي چه انتقالي يا دوراني كه ثبات و سكون در آفرينش راه ندارد و پيوسته در مسير تغيير و تحول و تكامل هستيم.

.

از شيمي آموختم كه هر چه فاصله ما از مركز افرينش وخالق هستي بيشتر باشد ما و نيستي ما آسانتر خواهد بود همانطوري كه جدا كردن الكترون از دورترين لايه اتم آسانتر است.

.

از تلاش ذرات بي شعور ( برداشت بد ممنوع !!) براي پايدار شدن متعجب شدم و دريافتم كه شعوري والا و انديشه اي برتر در پس پرده هدايت گر نقش ها و طرح هاست از پيوند اتم ها براي پايدارشدن دريافتم كه اتحاد در مرز پايداري است و از گازهاي نجيب كامل شدن را رمز پايداري يافتم.

.

از بحث واكنشهاي چند مرحله اي و زنجيري آموختم كه ما ذره هاي حد واسط مراحل زندگي هستيم كه در يك مرحله واكنش متولد مي شويم و در واكنشي ديگر مي ميريم و هدف آفرينش و خلقت فراتر از توليد و مصرف ماست..

.

از بحث تعادل هاي شيميايي و واكنشهاي برگشت پذير آموختم كه جهان تعادلي است پويا و ديناميك كه گرچه در ظاهر خواص ماكروسكوپي ثابت و يا متغييري دارد اما در درون در تكاپو و فعال است . ..

.

و از شيمي آموختم كه از دست دادن فرصت ها واكنش هاي برگشت ناپذيري هستند كه تكرار انها ميسر نخواهد بود.

.

از شبكه بلور جامد هاي يوني آموختم كه با وجود تضادها مي توان چنان گرد هم آمد و پيوستگي ايجاد كرد كه شبكه اي مقاوم در مقابل دماهاي ذوب بالا بوجود آيد.

.

و از شیمی آموختم زندگی خیلی اسرار آمیز و زیباست خیلی اسرار آمیز تر و زیباتر از آن چه که پیش تر ها می اندیشیدم

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 13:27  توسط m.asn  | 

معرفی رشته مهندسی پلیمر

معرفی رشته مهندسی پلیمر


هدف :

هدف رشته مهندسی صنایع پلیمر تولید کلیه محصولات پلیمری از قبیل لاستیک ، پلاستیک، الاستومر، رزین و سایر مواد مود نیاز صنعت است.

البته پلیمرها فقط کاربرد صنعتی ندارند بلکه کاربرد پزشکی نیز دارند. مثلا اگر کشکک زانوی یک نفر آسیب ببیند و ترمیم آن امکان‌پذیر نباشد، شبیه به همان کشکک زانو را با مواد پلیمری درست می‌کنند و بر روی زانو قرار می‌دهند و یا دندان مصنوعی و لنزهای چشمی همه از مواد پلیمری ساخته می‌شوند که به این مواد پلیمری «پلیمرهای زیستی» می‌گویند...


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  شنبه بیست و ششم فروردین 1391ساعت 16:14  توسط m.asn  | 

زندگینامه مخترعین و مکتشفین برجسته جهان ...

* آلبرت اینشتین (پدر فیزیک معاصر) :

اگر چه اینشتین در اولم به دنیا آمد وقتی که یک سال از عمر او می گذشت والدینش به مونیخ نقل مکان کردند چون مادرش نوازنده پیانو بود اینشتین هم در کودکی علاقه زیادی به پیانو پیدا کرد و این علاقه به حدی بود که حتی به خاطر پیانو صرف شام و ناهار را فراموش می کرد . اینشتین در همان دوران طفولیت علاقه شدید به دانش پیدا کرد به طوری که وقتی پدرش به او ساعتی که در آن قطب نما نصت شده بود داد ، اینشتین ساعت را از یاد برد و از پدرش سئوالات زیادی درباره قطب نما پرسید . اینشتین در ریاضیات استعداد زیادی از خود نشان داد ، ولی در سایر دروس متوسط و در زبان ضعیف بود وقتی که از عمر او 16 سال می گذشت خانواده اینشتین به ایتالیا نقل مکان نمودند و از آنجا به سوییس رفتند در سوییس اینشتین در کنکور شرکت کرد تا در دانشگاه زوریخ مشغول تحصیل گردد ولی رفوزه شد . سال بعد مجددا امتحان داد و قبول شد به سال 1900 تحصیلات خود را به پایان رساند و یک شهروند سوییسی شد او میخواست معلم شود ولی موفق نگردید و در اداره ثبت اختراعات سوییس به صورت یک منشی ساده مشغول کار گردید در همین  ایام او با یک زن یوگسلاوی موسوم به ملیوا مارچ ازدواج کرد و از او دارای دو پسر شد ولی طولی نکشید که  آنها از هم جدا شدند و اینشتین با یکی از خویشان خود مجددا ازدواج کرد به سال 1921 اینشتین جایزه نوبل گرفت و این به خاطر آن بود که درمساله ای ثابت کرده بود روی فلزاتی چون پتاسیم ، تنگستون و غیره وقتی که نور بر آنها می تابد از خود الکترون پفش می کند او این الکترون ها را فوتو الکترون خواند و اثرات آنها را اثر فو تو الکتریک معرفی کرد . یک رساله دیگر او مرتوط به تئوری نسبیت بود که گفته می شود به قدری فهم و درک مطالب آن دشوار است که فقط 12 نفر توانسته اند آن را درک کنند همچنین رساله ای درباره ماده و ارژی نوشت . بر طبق این تئوری چنانچه یک توده ماده تبدیل به انرژی شود آنچنان انرژی بدست خواهد آمد که با هفت میلیون تن دینامیت منفجر شده برابر خواهد بود نتیجه این تئوری بمب اتم بود . به سال 1911 رساله  نظریه کلی در باره نسبیت را به چاپ رساند و توضیح داد قوه جاذبه چگونه کار می کند وقتی که هیتلر افسار حکومت آلمان را بدست گرفت اینشتین چون یهودی بود از آلمان به امریکا مهاجرت و در دانشگاه پرینستون در خواب در گذشت.


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  سه شنبه بیست و نهم فروردین 1391ساعت 16:44  توسط m.asn  | 

دقت کردین...

دقت کردین هر موقع دارین سشوار میکشین حتی اگه تو خونه تنهام باشین هی حس میکنین یکی صداتون میکنه؟


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  سه شنبه بیست و نهم فروردین 1391ساعت 16:37  توسط m.asn  | 

تفاوت درس خواندن دخترها و پسرها

دخترها:
بعضی از اونا واقاً می خونند وقتی میرن سر کتاب تا یکی دو ساعت دیگه کلشونو از کتاب بر نمی دارند . عادت دارند زیر مطالب کتاب خط بکشند که بعدا بخونند

بعضی هاشون هم که مثلا درس می خونند کتاب جلوشونه چشمشون هم روی کتابه ولی حواسشون یه جای دیگست ...
 
برای خواندن ادامه بر روی ادامه مطلب کلیک کنید

ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 20:49  توسط m.asn  | 

دانشجوهای پسر هم بدبختنااااااا

اگه تیپ بزنن برن بیرون میگن با کی قرار داری؟ اگه لباسهای معمولی بپوشن میگن اصلا سلیقه نداری
اگه زیاد بگن دوستت دارم . میگن باز چه نقشه ای تو سرته اگه نگن دوست دارم میگن پای کس دیگه ای وسطه
اگه زیاد بهتون زنگ بزنن میگن اعتماد نداری اگه یه مدت زنگ نزنن میگن سرت خیلی شلوغه
اگه تو خونه زیاد بخندن میگن لوس شدی اگه نخندن میگن چه مرگته عاشق شدی
اگه شام بخوان میگن همش به فکر شکمتی اگه شام نخوان میگن چی کوفت کردی
اگه درس بخونن میگن خرخونی. اگه نخونن میگن چقدر خنگی. چه جوری دانشگاه قبول شدی؟
اگه خودکار استادو که افتاده زمین بدن دستش میگن چاپلوسی. اگه ندن میگن بی ادبی.
اگه سر کلاس به دخترا سلام کنن میگن عاشق شده. اگه نکنن میگن اینو ببین چه غربتیه. انگار از پشت کوه اومده! یا میگن انگار آسمون سوراخ شده و این افتاده پایین!
خلاصه از اول تاریخ بشر پسرا بدبخت بودن

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 20:44  توسط m.asn  | 

خصوصيات دانشجويان دختر:

ويژگي هاي كلي:اين دختران از آن دسته دختراني هستند كه تا زمان ورود به دانشگاه با واژه اي به اسم پسر غريبه هستند و تنها وسيله نقليه اي كه سوارشده اند اتوبوس مي باشد.از نظر شكل ظاهري بيشتر شبيه مردان غيرتمند و با خدا هستند!!!
خصوصيات دانشجويان دختر:ترم 1- اصولاً وقتي به آنها بگوييد با سه حرف پ- س – ر يك كلمه معني دار بسازيد مخ آنها errorميدهد! چون فكر ميكنند تنها دانشجوي اين مملكت هستند عمراً كسي را تحويل نميگيرند.و تا وقتي كه قبل از اسمشان كلمه مهندس و دكتر را به كار نبريد جوابتان را نمي دهند! {پيشنهاد ميكنم كه در دختران ترم يكي (صفري) به دنبال gf نباشيد چون اولاً پا نمدهند و ثانياً اگر حتي يكي از اين دختران براي دوستي پا بدهد(يكي در هر 10 ميليون سال)همه به شما به چشم يك همجنس باز نگاه خواهند كرد!} فقط براي عمليات قضاي حاجت به wc مي روند.طولاني ترين مسيري را كه طي ميكنند مسير دانشگاه تا خانه مي باشد.به پسران همكلاسي به چشم خواستگار نگاه مي كنند.تمام كتب ترم اول را مي خرند و با دقت جلد ميگيرند.سوژه خنده دانشجويان ترم بالايي هستند. وقتي به آنها سلام ميكنيد به چشم يك مزاحم خياباني به شما نگاه ميكنند!(بي جنبن ديگه!!!) درفاصله بين كلاسها نان و پنير دستپخت مادر را ميل ميكنند تا انرژي بگيرند!
ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 20:42  توسط m.asn  | 

امتحان

تقلب چیست !؟

یک سری اعمال ننگین در صورت با عرضه بودن واین کاره بودن

شخص امتحان دهنده آخر عاقبت خوش وخرمی دارد.نوعی هلو برو تو گلو  !

.

.

.

یه تعریف دیگه ار تقلب !

۱٫یک روش غیر اصولی و ناجوانمردانه برای نتیجه گرفتن در امتحان

۲٫تنها روش اصولی و مبتنی بر عقل برای نتیجه گرفتن در امتحان !

.

.

.

تعریف مراقب :

موجودی ستم کار و ریا پیشه که متاسفانه چشم و گوش و باقی حواس را هم دارد !

سیستمی که نقش دزدگیرمنازل را سر جلسه ایفا میکند !

گالری ضدحال ! موجودی که  روی سینه اش نوشته شده : من مراقبم،شما چطور!؟

یک نوع تله موش زنده !

.

.

.

دعای پاس کردن ترم ! :

الهی ادرکنی پاساً ترمی بالنمراتِ دهی وگاهِ دوازدهی

والحفظ من مشروطی والفلخِ اُستادی والغوِ امتحانی برحمهِ !

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 20:40  توسط m.asn  | 

چگونگی درخواست جزوه

چگونگی درخواست جزوه

پسر از پسر:

- بابا باز ما جلسه پیش نبودیم این یارو درس داد؟؟؟؟ اه........

- آره بابا .منم 20 دقیقه آخر اومدم حاضری بزنم دیدم هنوز داره درس میده.......

- حالا این جزوه رو بده بینیم چی گفته

- بگیر. فقط تا 11 , 12 بیارش فردا ساعت 8 امتحانه

- هووو حالا کی امتحانو داده کی گرفته



دختر از دختر:

- من جلسه ی پیش نتونستم بیام سر کلاس

- چرا؟؟؟؟؟ مبحث جلسه پیش خیلی مهم بود

- ا وا راست میگی؟؟؟ آخه آنفولانزا گرفته بودم به خاطرهمین وقتی داشتم میومدم اصلا حواسم نبود یهوو تصادف کردم دست و پا هام درد گرفت یه چند دقیقه استراحت کردم بعد خواستم بیام یهو بیهوش شدم وقتی هم به هوش اومدم دیدم تو بیمارستانم خواستم سریع دربست بگیرم بیام دیدم واااای وقت کلاس تموم شده بود نمیدونی انقدر گریه کردم........ حالا میشه جزوتو بدی من ؟؟؟؟

- والا 2 هفته دیگه امتحانه من میخواستم بخونم اگه میتونی همین جا بنویس بهم بدش

- اوا خاک به سرم 2 هفته دیگه امتحانه؟؟؟؟؟؟(شروع بغض دختر.. گریه..........)



پسر از دختر:

- معذرت میخوام خانم... میتونم جزوتونو بگیرم آخه من جلسه ی پیش نبودم؟؟؟


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 20:37  توسط m.asn  | 

مناجات خوابگاهی

مناجات خوابگاهي
منت خوابگاه را ـ قل و شر ـ كه نبودنش موجب نياز است و وجودش مساله‌ساز. هر نفري كه بدانجا رود در قيد حيات است و چون به در آيد نزديك ممات. چون در هر اتاق ده نفر موجود است و بر هر پنجره‌اي تخته‌اي واجب.
بنده همان به كه ز قحطي جا روي به رهن يك اتاق آورد
ليك بفهمد اگر اين را رئيس بر سر او چوب و چماق آورد
فرياد پيچ بي‌ملاحظه‌اش همه را رسيده و بانگ تلفن لحظه به لحظه‌اش همه جا كشيده. شب‌ها بعد از ساعت هفت احدي را رخصت ورود ندهند و دانشجوي تأخيري را در اولين فرصت به حراست هدايت كنند.
ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 20:35  توسط m.asn  | 

منازره یک دانشجوی پیام نور با دانشجوی دولتی

نخستين بار گفتش كز كجايي؟                                        بگفتم از پيام نورِ نامي

بگفت آنجا به دانشجو چه گويند؟                                      بگفتم علاف و بيكار گويند

بگفتم شهريه در دولتي نيست؟                                       بگفت اين كار از مسئولان عجب نيست

بگفتا رتبه ات زيرِ هزار است؟                                           بگفتم اين رتبه از ماها محال است


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 20:33  توسط m.asn  | 

درد دل

سپاس و ستايش دانشگاه پیام نور را كه تركش موجب بي مدركي است و به كلاس اندرش مزيد در به دري

هر ترمي كه آغاز مي شود موجب پرداخت زر است و چون به پايان رسد مايه ضرر

پس در هر سالي دو ترم موجود و بر هر ترمي شهريه اي واجب

از جيب و جان كه بر آيد كز عهده خرجش به در آيد


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 20:31  توسط m.asn  | 

شیمی طنز

شیمی طنز

 


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 13:36  توسط m.asn  | 

شیمی محلولها

شیمی محلولها

شیمی محلولها





ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 11:32  توسط m.asn  | 

اندازه گیری سختی آب

 اندازه گیری سختی آب

هدف آزمایش :  اندازه گیری یون های كلسیم و منیزیم موجود در آب های قابل شرب شهری – آشنایی با انواع سختی آب

مقدمه و تئوری:

سختی آب : ناشی از املاح كلسیم و منیزیم و به میزان كمتر ناشی از املاح آلومینیم ، روی ، منگنز، آهن و .. است.

اهمیت سختی آب

مقدار سختی آب ، علاوه بر اینکه در آبهای صنعتی اهمیت وافر دارد، از نظر بهداشت عمومی نیز اهمیت خاصی دارد. کلسیم که یکی از عوامل سختی آب است، در رشد استخوان و حفظ تعادل بدن دخالت داشته، ولی به همان اندازه ، سولفات کلسیم به علت کمی قابلیت هضم ، ناراحتی هایی در دستگاه هاضمه بوجود می‌آورد.

گاهی توصیه می‌شود که جهت تامین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان ، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود. بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود و حتی‌الامکان از آبهای سبک برای شرب استفاده شود. باید توجه داشت که بدن نسبت به سنگینی موجود در آب مورد مصرف خود حساسیت دارد، چنانچه این نوشیدنی تغییر یابد، ممکن است در دستگاه گوارش ایجاد اخلال نماید و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن می‌گویند.

زیانهای سختی آب:

1- ایجاد سوء هاضمه.

2- کدر کردن آب جوش.

3- گوارایی آب را کم میکند.

4- دیر شدن پخت و پز به ویژه در مورد حبوبات و سبزیجات.

5- سختی آب در واکنش با صابون، رسوبهایی ایجاد میکند که در منافذ پوست باقی می‌ مانند و باعث زبری پوست میشوند

6- ایجاد رسوب و اتلاف انرژی در لوله و دستگاههایی که آب گرم دارند.

7- مصرف پاک کننده بیشتر برای شستشو.

سختی موقت : سختی موقت (Temporary Hardner) را سختی کربناتی (Carbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، مولود بی‌کربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتا به کمک حرارت و یا استفاده از كربنات كلسیم از بین میرود.

در اینجا بی كربنات ها به شكل كربنات رسوب كرده و سختی از بین می رود.

سختی دائم : سختی دائم (Permanent Hardner) را سختی غیرکربناتی (Noncarbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، با حرارت دادن قابل حذف نیست.

مولود كلرید، سولفات ، نیترات، هیدروكسید، منیزیم ، و كلسیم است. برای از بین بردن سختی دائم از نرم كننده های یونی ( تبادل كننده های یونی ) مثل فسفات سدیم استفاده می شود.

سختی آب را بر حسب ppm كربنات كلسیم ( میلی گرم كربنات كلسیم در 1 لیتر آب ) گزارش می دهند.

وسایل :

بورت 25 ml – بشر 150 ml – بشر 250 ml – ارلن مایر 250 ml – پیپت حجم سنجی

مواد :

محلول كلریدریك اسید 0.1 M استاندارد – شناساگر متیل اورانژ – یك نمونه از آب سخت

روش کار :

1- ارلن را شسته و 25 میلی لیتر آب شهر ( آب سخت؛ تیتر شونده ) را در ارلن میریزیم.

2- دو قطره متیل اورانژ ( شناساگر ) را به آن اضافه میكنیم. ( متیل اورنژ برای تشخیص نقطه ی پایانی مورد استفاده قرار میگیرد. ) مشاهده می شود كه محلول به رنگ زرد در خواهد آمد.

3- بورت را با كمی HCl شستشو داده  و سپس بورت را با حجمی دلخواه ، از HCl  با غلظت 0.1 M پر می كنیم.

4- HCl ( تیترانت ) را با بورت قطره قطره به محلول ارلن اضافه میكنیم. مشاهده می گرد كه محلول به رنگ نارنجی در خواهد آمد.

متیل اورانژ در محلول بازی به رنگ زرد و در محلول اسیدی نارنجی می شود.

محاسبه :

نتیجه : طبق جدول زیر به دست آوردن عدد 800 برای سختی آب غیر طبیعی است. در این آزمایش به علت عدم شستشوی كامل بورت و در نتیجه وجود مقداری از محلولی دیگر در آن باعث اشتباه در اندازه گیری ها شد.

آب سخت

200-500 ppm

سختی متوسط

100-200 ppm

سختی كم

55-100 ppm

آب نرم

<50 ppm

 

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 11:14  توسط m.asn  | 

گزارش کار اندازه گیری یون كلرید در آب (ولهارد متد )

گزارش کار اندازه گیری یون كلرید در آب (ولهارد متد )

وسایل :
پیپت حجم سنجی ، ارلن ، استوانه مدرج ، بشر ، بورت ، قیف ، پایه ، گیره ، پی ست ، كاغذ صافی
مواد :
معرف آمونیوم فریك سولفات  ، اسید نیتریك غلیظ ،نقره نیترات ،محلول 0.05 مولار آمونیوم تیو سیانات ،یك نمونه از آب شهر
مقدمه و تئوری:
تیتراسیونهای رسوبی با نقره نیترات

نقره نیترات یک واکنشگر حجم سنجی و پر مصرف است.این واکنشگر برای تعین آنیونهایی که با نقره ایجاد رسوب می کنند به کار می رود.از میان این گونه ها می توان به هالیدها,انواع آنیونهای دوظرفیتی,مرکاپتانها و بعضی از اسیدهای چرب اشاره کرد.روشهای تیترسنجی که با نقره نیترات انجام می شوند گاهی روشهای آرژانتومتری نامیده می شوند.
   
انواع منحنیهای تیتراسیون

در روشهای تیترسنجی با دو نوع کلی از منحنیهای تیتراسیون بر خورد می کنیم.در نوع نخست,که منحنی s شکل نام دارد,بررسیهای اصلی به ناحیه ی کوچکی در اطراف نقطه ی هم ارزی محدود می شود. یک منحنی s شکل در شکل 1-9 الف نشان داده شده است. در نوع دوم , که منحنی پاره خطی نام دارد اندازه گیریها در هر دو طرف  نقطه ی هم ارزی  و به اندازه ی کافی  دور از آن انجام می شود. از اندازه گیری در نزدیکی نقطه ی هم ارزی پرهیز می شود. یک نمونه از منحنی پاره خطی در شکل 1-9 ب نشان داده شده است. منحنی s شکل سرعت و سهولت را در اختیار استفاده کننده قرار می دهد. در واکنشهایی که تنها در حضور مقدار قابل توجهی از واکنشگر اضافی یا آنالیت کامل می شود استفاده از منحنی پاره خطی سودمند است.

منحنیهای تیتراسیون برای روشهای نقره سنجی

تهیه ی منحنی برای تیتراسیون نقره سنجی به سه نوع محاسبه نیاز دارد که هر یک برای مرحله ای ویژه از تیتراسیون به کار برده می شود:(1) نقاط پیش هم ارزی,(2) نقاط هم ارزی و(3) نقاط پس هم ارزی.
در مرحله ی پیش هم ارزی, غلظت آنالیت از غلظت اولیه ی آن و داده های حجم سنجی محاسبه می شود. در نقطه ی هم ارزی یون نقره و یون آنالیت در نسبتهای استوکیومتری وجود دارند و غلظت یون نقره مستقیم از روی ثابت حاصلضرب انحلال پذیری استخراج می شود. در مرحله ی پس هم ارزی , غلظت تجزیه ای مازاد نقره نیترات محاسبه می شود و فرض می شود که این مقدار با غلظت تعادلی برابر باشد.
نقره
نقره ، یکی از عناصر شیمیایی، با نشانه Ag ، دارای عدد اتمی 47 ، وزن اتمی 107.8682 و در گروه یک فرعی (IB) جدول تناوبی قرار گرفته است. نقره فلزی سفید مایل به خاکستری و براق است و از نظر شیمیایی یکی از فلزات سنگین و از جمله فلزات نجیب و از نظر تجارتی عنصری گرانبها تلقی می‌گردد. نقره یکی از عناصری است که از گذشته های دور و دورانهای باستان بعنوان یک فلز شناخته شده و مورد استفاده واقع میشده و از آن در کتابهای فراعنه مصری ، که قدمت این کتابها به حدود 3600 سال قبل از میلاد مسیح بالغ می‌گردد، بعنوان فلزی که از نظر ارزش دارای {5}{2}frac\ ارزش طلا است، یاد شده است. از نقره ، 25 ایزوتوپ رادیواکتیو شناخته شده اند که دارای اجرام اتمی 102 الی 117 می‌باشند. نقره معمولی از دو ایزوتوپ با جرمهای 107 و 109 تشکیل شده است.
 خصوصیات فلز نقره
نقره خالص فلزی براق و نسبتا نرم است که تا اندازه ای سخت تر از طلاست. زمانیکه این فلز پرداخت شود، دارای درخشندگی می‌شود و می‌تواند 95% از نور تابیده به خود را بازتاب نماید. این عنصر در میان کلیه فلزات ، مقام بهترین رسانا در زمینه گرما و الکتریسیته را دارا است و در زمینه قدرت چکش خواری و مفتول شوندگی دارای مرتبه دوم پس از طلا است. چگالی نقره 10.5 برابر آب است، بصورتیکه یک متر مکعب از آن دارای وزن 10500 کیلوگرم می‌باشد. نقره در 961 درجه سانتیگراد ذوب شده و در حدود 2200 درجه سانتیگراد می‌جوشد.
طلا و نقره مانند محلولهای واقعی می‌توانند در هر نسبتی با یکدیگر مخلوط شده و آلیاژ تشکیل دهند. کیفیت نقره و یا بعبارت بهتر عیار آن بر حسب تعداد قسمت نقره خالص در 1000 قسمت مخلوط فلزات بیان می‌گردد و بطور معمول نقره تجاری دارای عیار 999 است.
خواص شیمیایی نقره
اگرچه نقره از نظر شیمیایی در میان فلزات نجیب فلزی بسیار واکنش پذیر تلقی می‌گردد، لکن باید توجه داشت که در مقایسه با سایر عناصر از مرتبه واکنش پذیری قابل ملاحظه‌ای برخوردار نمی‌باشد. این عنصر به آسانی اکسیده شدن آهن اکسید نمی‌شود، لکن با گوگرد و هیدروژن سولفید واکنش داشته و تشکیل همان تیرگی آشنا را می‌دهد که در نقره‌هایتان ملاحظه می‌کنید.
برای رفع این نقیصه می‌توان آبکاری نقره را با کمک رودیم به انجام رسانیده و از وقوع تیرگی مورد نظر پیشگیری نمود همچنین با استفاده از کرم (Cream) یا پولیش نقره می‌توان لایه تیره بسیار نازکی را که نقره در ترکیب با گوگرد بوجود آورده است را زدوده و آن را مجددا براق نمود. از طرف دیگر این تیرگی را می‌توان از نظر شیمیایی بوسیله حرارت دادن ظرف مورد نظر در محلوا رقیقی از کلرید سدیم و کربنات هیدروژن سدیم یا قرار دادن قسمت تیره در تماس با فلزی فعالتر مانند آلومینیوم که می‌تواند با گوگرد ترکیب شود و مجددا فلز را به حالت اولیه برگرداند، از بین برد.
نقره نمی‌تواند با اسیدهای غیر اکسیدکننده مانند اسیدهای کلریدریک و سولفوریک یا بازهای قوی مانند هیدروکسید سدیم واکنش نماید، لکن اسیدهای اکسنده مانند اسید نیتریک یا اسید سولفوریک غلیظ آن را در خود حل کرده و یون یک مثبت نقره (+ Ag) را تشکیل می‌دهند. این یون که در کلیه ترکیبات ساده و محلول نقره وجود دارد، تقریبا بصورت ساده ای با استفاده از عوامل احیا کننده آلی مانند آنچه در آئینه های نقره ای ملاحظه می‌شود، به فلز آزاد احیا می‌گردد. برای آبکاری نقره لازم است یونهای کمپلکس نقره احیا شود. یون (+Ag)بی‌رنگ است، لکن تعدادی از ترکیبات نقره بدلیل نفوذ سایر اجزای تشکیل دهنده ساختمانی رنگینند. باید توجه داشت که اکسیژن درحد حیرت انگیزی در نقطه ذوب نقره به میزان 20 قسمت حجمی از اکسیژن در یک قسمت حجمی نقره حل می‌شود. پس از سرد کردن مایع مورد نظر نیز اکسیژن به میزان 75% قسمت (از نظر حجمی) در نقره باقی می‌ماند.
تجزیه و شناسایی
محلولهای حاوی یون نقره را می‌توان به آسانی تشکیل رسوب کلرید نقره بوسیله افزایش اسید کلریدریک ، شناسایی کرد. این رسوب را می‌توان از رسوبهای سرب و جیوه یک ظرفیتی ، بوسیله قدرت حل شدن آن درهنگام افزودن هیدروکسید آمونیوم اضافی و ایجاد رسوب مجدد با افزودن اسید نیتریک متمایز نمود. مضافا تجزیه وزنی بوسیله کلرید نقره یا برمید نقره که به آسانی قابل رسوب دادن ، خشک کردن و توزین می‌باشند، میسر می‌باشد. همچنین می‌توان یون نقره را بوسیله عمل الکترولیز به نقره فلزی احیا و بدین روش توزین نمود. از محلول تیوسیانات پتاسیم استاندارد شده نیز می‌توان برای تجزیه حجمی نقره استفاده کرد.

کمپلکس های نقره
نقره یک ظرفیتی تعداد زیادی از ترکیبات پایدار کوئوردیناسیونی تشکیل می‌دهد. این ترکیبات اغلب دو کوئوردینانسی بوده، دارای دو گروه یونی یا مولکولی پیوسته به یک یون مرکزیAg مانند Ag(CN)_2 می‌باشند. کمپلکسهای کوئوردیناسی مانند -AgCl_3]
2] نیز شناخته شده‌اند و احتمالا کمپلکسهای چهار کوئوردیناسی مانند-AgCl_4]
3] در محلولها رخ می‌دهد. نقره دو ظرفیتی می‌تواند در برابر تجزیه ، بوسیله تشکیل یون +Ag 2 با استفاده از ترکیبات آلی مانند ارتو_ فنانترولین ، پیریدین و alpha' ،\alpha\ _ دی پیریدیل پایدار شود. یون نقره سه ظرفیتی (+Ag3) نیز با استفاده از کمپلکس شدن به وسیله اتیلن دی بی گوایند پایدار می‌شود. از طرف دیگر کلیه فلزات ضرب سکه ، یعنی مس ، نقره و طلا به آسانی با موادیکه اتمهای نیتروژن ، گوگرد یا هالوژن برای اتصال با آنها تدارک می‌کنند، کمپلکس می‌شوند (در مقایسه با موادیکه تدارک اکسیژن می‌نمایند). بعنوان مثال کمپلکسهای نقره با یون هیدروکسید (در مقایسه با کمپلکسهای هیدروکسیدروی که کوئوردینانس‌شونده خوبی با اکسیژن هستند) خیلی پایدار نیستند، بنابراین اکسید نقره در محلولهای قوی هیدروکسید سدیم فقط به میزان کمی حل می شود، در حالیکه هیدروکسید روی با توجه به کوئوردیناسیون شدنش با هیدروکسید ، در آن حل می‌شود.


نقطه ی آغاز

در ابتدا محلول نسبت به ag+,m 0,000  است و pag نا معین است.پس از افزایش 500ml از واکنشگر غلظت یون برمید به دلیل تشکیل رسوب و رقیق شدن کاهش می یابد. پس غلظت تجزیه ای NaBr عبارت است از:
 تعداد میلی مولNaBr پس از افزایش AgNo3 =cNaBr                 
                        حجم کل محلول     
تعداد میلی مولAgNO3افزوده شده - تعداد میلی مولNaBrاولیه=
                      حجم کل محلول

M)001000*ML500)-(5000ML*000500M)=
ML+500ML                  5000       
Mmol-00500)=364*10^-302500)                 
              mL              5500   


جمله ی نخست در صورت کسرهای این معادله ها تعداد میلی مولهای NaBr اولیه در نمونه و جمله ی دوم تعداد میلی مولهای AgNo3 افزوده شده را , با تعداد میلی مولهای Br- واکنش داده برابر است. در مخرج کسرهای رقیق شدن محلول در نتیجه ی افزایش واکنشگر در نظر گرفته می شود.
هم NaBr واکنش نداده و هم AgBr کم محلول در غلظت گونه ی یون برمید شرکت می کند. پس, غلظت تعادلی  Br- به اندازه ی Br- حاصل از انحلال پذیری مولی رسوب بزرگتر از غلظت تجزیه ای NaBr است:

                                               3-^10*3,64=[-Br]

مشارکت نقره برمید  در غلظت تعادلی یون برمید برابر [Ag+]   است , زیرا از این ترکیب به ازای هر یون برمید , یک یون نقره ایجاد می شود .از این جمله , بجز در مواردی که غلظت NaBr خیلی کوچک است, می توان چشمپوشی کرد.یعنی ,     3-^10*3,64>>[Ag+]  , و بنابر این            3-^10*64, cNaBr = 3 =Br-                               
غلظت یون نقره از رابطه ی زیر نتیجه می شود:
= Ksp[Ag+]
[Br-]

برای بدست آوردن PAg, از دو طرف این معادله لگاریتم منفی می گیریم. پس

             ([-Br]log-) log Ksp -- =[Ag+]-log

با توجه به تعریف تابع p-, می توان نوشت:

pAg = pKsp – pBr                                  
= -log 5.2*10^-13 – pBr                        
= 12.28 – (-log3.64*10^-3)                  
=12.28 – 2.44 = 9.84                          
این رابطه برای هر محلول حاوی یونهای نقره و برمید که در تماس با نقره برمید جامد باشد به کار می رود . توجه کنید که pAg محاسبه شده با 1.4*10^-10  = [Ag+] مرتبط است و در واقع ,همان گونه که در ابتدا فرض کردیم , 3.64*10^-3 بسیار کوچکتر است.

نقاط دیگر در ناحیه ی پیش از هم ارز شیمیایی را می توان  به همین روش بدست آورد. داده ها برای تعدادی از این نقاط در ستون 3 جدول 9_2 یافت می شوند.                

نقطه ی هم ارزی
در نقطه ی هم ارزی , NaBr  و AgNo3  هیچ کدام به مقدار اضافی وجود ندارد و بنابراین غلظت یون نقره و برمید باید برابر باشد. با جایگزینی این تساوی در عبارت حاصلضرب انحلال پذیری نتیجه می شود:

       7 -^10* 7.21 =-13-^10*05.2√ = [Br-] = [Ag+]
pAg = pBr = -log (7.21*10^-7)                    

بعد از افزایش 25.10 از واکنشگر اکنون محلول حاوی مقدار زیادی از AgNo3   است می توان نوشت:

تعداد میلی مول اولیه NaBr - تعداد کل میلی مولAgNo3  = cAgNo3
                                   حجم کل محلول
= (25.10ML * 00.1000M) – (50.00ML * 0.00500M)
ML                        (25.10+50.00)
                                           
                                               -5^10*1.33=
 
بنابر این غلظت تعادلی یون نقره عبارت است از:
33 * 10^-5.1 ≈ [Br-] +  5 -^10*1.33 = [Ag+]

در این معادله [Br-]    معیاری از غلظت Ag+ حاصل از انحلال پذیری جزئی AgBr است:
 که معمولا می توان از آن چشمپوشی کرد.        
                                                     پس
                                                                        pAg = -log(1.33*10^-5) = 4.876 = 4.88                     
سایر نقاط تعیین هویت منحنی تیتراسیون پس از نقطه ی هم ارزی را می توان به روش مشابه به دست آورد که در جدول 9-2 این داده ها یافت می شوند.

واحدهای بکار رفته در گزارش یون كلریدآب
معمولا بر حسب ppm یعنی mg/lit بیان می‌شود. علاوه بر این ، واحدهای آلمانی ، انگلیسی ، فرانسوی ، آمریکایی را نیز در بیان آن بکار می‌برند.
روش کار :
1- بشر را شسته و 50 میلی لیتر آب شهر را توسط استوانه مدرج در بشر میریزیم.
2-  20میلی لیتر محلول نقره نیترات 0.05 مولار توسط پیپت به آن اضافه می كنیم و حداقل 10 دقیقه آن را به هم بزنید .
3- بشر محتوی رسوب AgCl در یك ارلن كاملا تمیز صاف كنید و بشر را با پیست آب مقطر بشورید .
4- یك میلی لیتر اسید نیتریك غلیظ به آن اضافه كنید .
5- 3 میلی لیتر محلول معرف آهن III   Fe³̽  ) محلول آمونیوم فریك سولفات FeNH4(SO4)2 ) به ارلن اضافه كنید .محلول زرد رنگ میشود .
6- بورت را با محلو ل0.05 مولار آمونیوم تیو سیانات NH4SCN پر نموده هوا گیری كرده و ارلن را تا ظهور رنگ قرمز تیتر كنید حجم مصرفی را یادداشت كنید .
7- ־ppm Cl  بر حسب خود و كربناتی محاسبه و گزارش نمایید.
واكنش مرحله 2:
  Ag Cl → Ag͊   +   ־Cl
واكنش مرحله 6:
 
    → Ag SCN־Ag͊ + SCN
واكنش پایان تیتراسیون :
Fe³ ͊   +   SCN  →  FeSCN² ͊     
جدول حاصل از آزمایش:
حجم آمونیوم تیو سیانات مصرفی (ml )
12.8

نمونه محاسبات:

  (CM*VSCN)=mEq -   CM*VAg))
(0.05*20)  -  (0.05*12.8)=0.36

Ppm Cl=(mEq /50ml)*(35.5mgr/1mEq)*(1000ml/1Lit)=255.6
360=Ppmcl*(50/E)=ppmCl كربناتی


جدول حاصل از محاسبات:
ppmCl كربناتی ppmCl־ میلی اكی والان گرم Cl
360 255.6 0.36

نتیجه گیری: در این آزمایش با استفاده از نقره ، یون های كلرید در آب را رسوب داده و سپس با استفاده از آمونیوم تیو سیانات مقدار اضافی نقره را با تیتراسیون محاسبه نموده و از اختلاف آن دو مقدار Cl را محاسبه می نماییم و ppmCl  را بر حسب خود و كربناتی گزارش می نماییم.

منابع خطا: در اندازه گیری حجم های  دقیق مصرفی در لحظه و در تشخیص دقیق تغییر رنگ.


+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 11:14  توسط m.asn  | 

صنعت رنگ سازی

صنعت رنگ سازی     
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند.
انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها ، پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر ، نقاشی ، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد . بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می شود .


تاریخچه
سابقه استفاده از مواد رنگی توسط انسان به دوران غارنشینی می رسد. اولین کاربرد واقعی و عملی مواد رنگی را می توان در ساختن کشتی نوح مربوط دانست که برای جلوگیری از نفوذ آب و پوسیدگی آن از مواد رنگی استفاده شده بود. بعدها از مواد رنگی برای حفاظت چوب از پوسیدگی در بناهای چوبی و زمانی که استفاده از وسایل آهنی متداول شد. برای جلوگیری از زنگ زدن آنها استفاده می شد .

اجزای تشکیل دهنده رنگ ها
هر رنگ اصولا از دو قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:

رنگ دانه :
که ماده رنگی نامحلول در آن است ( خاک رس ناخالص رنگی و پودر برف از سنگهای رنگی به عنوان اولین رنگ دانه ها مورد استفاده انسان قرار می گرفتند ).

محمل رنگها:
مایعی است که با رنگ دانه مخلوط شده کاربرد آنرا آسان می کند و در چسبیدن آن کمک می کند ( از سفیده تخم مرغ چسب عسل محلول قند به عنوان محمل های رنگ استفاده می شد. امروزه متداول ترین محمل های رنگ دانه ها را آب یا روغن تشکیل می دهد. از اینرو رنگ ها را به دو دسته رنگ‌های روغنی و رنگ‌های آلی تقسیم می کنند.

انواع رنگ دانه ها

اکسید ها :

لیمونیت ( Fe2O3.2H2O ) برای تهیه رنگ قرمز مصرف می شود و یکی از قدیمی ترین رنگ دانه هاست.

هماتیت ( Fe2O3 ) برای تهیه رنگ قرمز روشن بکار می رود.

دی اکسید تیتان ( TiO2 ) برای تهیه رنگ سفید روشن و بسیار مرغوب که در هوا تیره نمی شود به کار می رود. معمولا آن را با سولفات باریم مخلوط می کنند.

ZnO که از مهم ترین رنگ دانه های سفید است و از تجزیه کربنات روی و یا سوزاندن فلز روی در هوا حاصل می شود.

سرنج ( Pb2O3 ) که رنگ سرخ یا قرمز تیره دارد و بیشتر برای پوشانیدن سطح قطعات فو لادی به منظور حفاظت آن ها از زنگ زدن ، کاربرد دارد.

سولفید روی و لیتوپن :
سولفید روی برای تهیه رنگ سفید مات مصرف می شود و از مزایای آن این است که بر خلاف سفید اب سرب در هوا سیاه نمی شود. این رنگ دانه معمولا در تجارت بصورت مخلوطی از سولفید روی و سولفات باریم به نام لیتوپن مصرف دارد که رنگ سفید بسیار مرغوب است.

سفید اب سرب :
این رنگ دانه عمدتا شامل Pb(OH)2 , pbCO3 که از قرن ها پیش شناخته شده بود . قدرت پوشش آن ها زیاد است ولی در هوا به علت وجود H2O به مرور سیاه می شود . برای تبدیل مجدد آن به رنگ سفید می توان از تاثیر پر اکسید هیدروژن بر آن استفاده کرد.

دوده چراغ و زغال استخوان :
یکی از اجزایی رنگ سیاه و مرکب است و برای تغییر رنگ سفید به میزان دلخواه نیز مصرف می شود.

رنگ دانه های فلزی :
مانند پودر آلومینیم در روغن جلا که که از آن برای حفاظت وسایل آهنی و فولادی استفاده می شود.
برنز آلومینیم ( آلیاژ AL,CU) در روغن جلا که از آن برای ایجاد رنگ بسیار زیبای طلایی برای دور قاب ها و ... استفاده می شود.

رنگ دانه های الوان :

رنگ دانه های آبی :
مهم ترین این این رنگ دانه ها آبی پروس و آبی نیلی یا لاجورد است. آبی پتروس که یکی از مهم ترین رنگ های آبی است . لاجورد نیز یکی از رنگ های آبی مرغوب است که از حرارت دادن مخلوط کائولین ، کربنات سدیم ، گوگرد و زغال سنگ در غیاب هوا حاصل می شود.

رنگ دانه های زرد :
مهم ترین این رنگ دانه ها کرومات روی و کرومات سرب است . از قطران زغال سنگ نیز رنگ دانه های الوانی بصورت نمک های نامحلول فلزات به دست می آید که در هیدروکسید آلومینین بصورت ژله می بندد. این ژله را پس از خشک کردن به صورت پودر با رنگ دانه های نظیر کربنات کلسیم و سیلسس مخلوط می کنند و در انواع رنگ های مورد نیاز به کار می برند.

رنگ‌های روغنی
در این نوع رنگ‌ها ، رنگ دانه را در یک روغن خشک شونده که استر گلیسیرین با اسیدهای چرب نظیر اسیدهای اولیک و یا لینولنیک می باشد حل می کنند. این روغن‌‌ها در هوا اکسیده شده و به ترکیبات سیر شده تبدیل می شوند و لایه‌ای سخت مقاوم و محافظ تشکیل می دهند که از نفوذ آب در رنگ دانه جلوگیری می کنند.

رقیق کننده :
برای رقیق کردن و سهولت کاربرد رنگ به کار می رود و معمولا یک حلال هیدرو کربنی نظیر ترپنتین است که به روغن تربانتین شهرت دارد.

خشک کننده :
یکی از اجزای رنگ‌های روغنی است که در حقیقت نقش کاتالیزور در تسریع اکسیداسیون و خشک شدن رنگ ها را دارد و معمولا مخلوطی از اکسید های سرب ، منگنز و کبالت در ( روغن بزرک )بصورت استر مصرف می شود.

رنگ‌های پلاستیکی
با اضافه کردن رزین های سنتزی نظیر رزین حاصل از فنل و فرمالدئید که خاصیت پلاستیکی دارد در روغن جلا رنگ های پلاستیکی حاصل می شود. این نوع رنگ ها به خاطر دوام و قابل شستشو بودن اهمیت و کاربردهای زیادی دارد.

رنگ‌های لعابی یا مات
با اضافه کردن رنگ هایی نظیر TiO2 به روغن جلا آن را به صورت مات درآورده و بعد برای مات کردن هر نوع رنگی به کار می رود .

رنگ اتومبیل
این نوع رنگ ها باید این ویژگی را داشته باشند که به سرعت در هوا خشک شوند. برای این منظور رنگ دانه را در حلال های آلی بسیار فرار نظیر استات آمیل ، استات اتیل یا استات بوتیل حل می کنند . برای رنگ‌های متالیک ( فلزی ) از رنگ دانه های فلزی استفاده می شود .

رنگ‌های محلول در آب
این نوع رنگ ها از معلق کردن رنگ دانه ها در آب مخلوط با یک چسب محلول در آب تهیه می شوند. از رنگ‌های روغنی ارزانترند و قابل شستشو نمی باشند .

 


 


+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 11:11  توسط m.asn  | 

کامپوزیت

  کامپوزیت 

کامپوزیتها عبارتند از ترکیبی از الیاف تقویت کننده ویک ماتریس پلیمری که می توان تصور کرد ماتریس پلیمری)مواد زمینه مانند چسبی است که تقویت کننده ها را به یکدیگر چسبانده و آنها را از آثار محیطی حفظ می کند بنابراین مواد کامپوزیتی را در دو دسته مواد زمینه و تقویت کننده ها بررسی می کنیم:

مواد زمینه کامپوزیت ها:دو وظیفه اساسی مواد زمینه انتقال بارها به تقویت کننده و حفظ تقویت کننده از آثار محیطی ناسازگار است مواد زمینه را می توان تقریبا در سه دسته پلیمرها، سرامیکها وفلزات طبقه بندی کرد

الف)پلیمرها:

 موسوم به رزین متداول ترین مواد زمینه هستند و معمولا به دو گروه کلی ترموست و ترموپلاستیک تقسیم می شوند. در گذشته ترموستها مواد اصلی زمینه کامپزیت ها بودند اگرچه امروزه کاربرد ترموپلاستیک ها رو به افزایش است ولی ترموست ها صلبیت خوبی دارند و در دماهای بالاتر کارآیی بهتری دارند از طرفی ذوب مجدد ترموست ها به دلیل شبکه ای شدن امکان پذیر نیست در حالی که ترموپلاستیک ها شبکه ای نمی شوند و جامداتی هستند که ذوب ،شکل دهی وسپس سرد می شوند.

رزین پلی استر: یکی از معروف ترین و ارزان ترین رزین هاست به طوری که گاهی واژه فایبرگلاس به کامپوزیت ساخته شده از رزین پلی استر با تقویت کننده شیشه به کار می رود.

کاربرد اصلی این رزین ها در بدنه کشتیها، کانالها، لوله ها، پانل سقف، واگنهای راه آهن و . است.

از جمله معایب این رزین ها کارآیی کم در دمای بالا و مقاومت کم در برابر هوازدگی است.

رزین اپوکسی: متداول ترین زمینه برای چندسازه های پیشرفته است، چسبندگی عالی و محافظت در برابر خوردگی از ویژگیهای این رزین است بالاترین دمای کاربرد آن 350 تا400 درجه فارنهایت است از این رزین برای تولید لوله ها سیلندرها، مخازن و ظروف تحت فشار استفاده می شود.

رزین فنولی و کربنی: رزینهای ترموست فنولی کاربرد محدود ولی مهمی دارند به طوری که سالهاست در مصارفی نظیر کلیدهای برقی، جعبه تقسیم ها، قطعات قالب گیری شده خودرو، دستگیره و توپ بیلیارد استفاده می شود برخی دیگر از کاربردهای این رزین تقویت شده با الیاف بلند در دماغه راکت و درزگیری اگزوز و در بعضی پره ها و باله های راکتها است.

قیمت نازل های زمینه کربنی پنج برابر قیمت نازل های فنولی است و هم اکنون برای استفاده در جداره خارجی فضا پیما ها مورد توجه است این مواد دارای پایداری گرمایی در دمای بالا همچنین مقاومت در برابر شوک های گرمایی هستند.

زمینه های ترموپلاستیک: انتخاب آنها براساس قیمت، مقاومت در برابر عوامل محیطی، مقاومت در برابر خزش و . تعیین می شود برخی از پلاستیکهای رایج تقویت شده عبارتند از: نایلون، پلی تترافلوئور واتیلن (PTFE) ،پلی وینیل کلرید (PVC) ،پلی استیرن و ....

که به علت کارآیی در دمای بالا به عنوان ترموپلاستیک های مهندسی نامیده می شوند.

تقویت کننده های کامپوزیت ها: تقویت کننده ها را تقریبا می توان به سه دسته الیاف، ذرات و ویسکرها تقسیم کرده که هر یک کاربرد منحصر به فرد دارند.

الف) الیاف: موادی هستند که در مقایسه با سایر مواد یک محور بسیار بلند دارند و استحکام آنها در جهت طول نسبت به سایر جهات به مراتب بیشتر است.

الیاف شیشه: از قرنها پیش مورد استفاده قرار می گرفته اند در دوره رنسانس برای استحکام به اجسام ظریف و نازک رشته های شیشه ای به شکل متقاطع یا بافته متصل می شد.

شیشه یک ماده بی شکل است که استخوان بندی آن سیلیس و ترکیبات و خواص ویژه آن ناشی از وجود اجزای اکسیدیمختلف است چهار نوع شیشه که بیشتر در کامپوزیت ها مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: شیشه E شیشه S شیشه C و کوارتز .

الیاف کربن _ گرافیت: تقاضا برای الیاف تقویت کننده با استحکام و مدول بالا منجربه توسعه الیاف کربن یا گرافیت شده است.

الیاف گرافیت الیافی کربنی هستند که تحت عملیات حرارتی بالاتر از 1650 درجه فارنهایت قرار گرفته اند. رسانایی نسبتا خوب الکتریسیته، سبکی، استحکام، مقاومت در برابر خزش و میرایی عالی از جمله مزایا آن است. ازجمله معایب آن نیز ترد بودن، مقاومت ضربه ای کم و گران بودن است. آلات موسیقی، صنایع هسته ای و بلندگو دست وپای مصنوعی از جمله کار برد های این تقویت کننده هاست.

الیاف آلی: متداول ترین آنها آرامیدها هستند و کولار یکی از متداول ترین آرامیدها است. شکنندگی آنها کمتر از شیشه یا کربن است نسوزند و در برابر اغلب حلالها مقاومند به طوری که در متداولترین حلالها به جز اسیدها و بازهای خیلی قوی بیش از 90% استحکام کششی خود را حفظ می کنند.

از کاربردهای آنها در زره پوش تانکها و نفربرها، تقویت کننده تایرها، جلیقه ضد گلوله است

تقویت کننده های ذره ای: اغلب از ذرات برای کاهش قیمت رزین های تقویت شده ترموست یا ترموپلاستیک استفاده می شود مانند: تالک، کربنات، کلسیم، خاک اره و پنبه نسوز برخی از این مواد هستند.

تقویت کننده های ویسکر: تک بلورهایی که نسبت معیین طول به عرض آنها بیش از یک است طول آنها معمولا mm2 تا mm50 است استحکام آنها بسیار زیاد است در کاربدهایی از رزین مورد استفاده قرار می گیرند که نمی توان از الیاف استفاده کرد.

این مواد ظرفیت حرارتی زیادی دارند به همین علت در زمینه های فلزی و سرامیکی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.قیمت بالا و لزوم جمع آوری مرتب کردن وتوزیع آنها به شکل مطلوب کاربرد آنها را محدود کرده است.

پوشش های نانوکامپوزیتی: یکی از نمونه های کاربرد عملی نانوتکنولوژی نشاندن لایه های نانوکامپوزیتی برروی مته های حفاری است. اخیرا شرکت ابزار سازی وگا نوع جدیدی از پوشش نانوکامپوزیتی موسوم به پوشش TH ارائه کرده است که استفاده از آن در ابزارهای حفاری موجب افزایش طول عمر وهمچنین بهبود کیفیت کار این ادوات می شود.

راندمان ابزارهای حفاری با استفاده از این ابزارها دو برابر مته های معمولی است. تولید حرارت کمتر در هنگام استفاده از مته هایی که با پوشش جدید بهبود یافته اند موجب می شود که بتوان از این مته ها در سوراخکاری خشک استفاده نمود.


+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 11:10  توسط m.asn  | 

الیاف کربن تکنولوژی جدید کامپوزیت ها . . .

الیاف کربن تکنولوژی جدید کامپوزیت ها . . .
 

الیاف کربن نسل جدیدی از الیاف پر استحکام است . این مواد از پرولیز کنترل شده گونه هایی از الیاف مناسب تهیه می شود ؛ به صورتی که بعد از پرولیز حداقل 90 درصد کربن باقی بماند . الیاف کربن نخستین بار درسال 1879 میلادی زمانی که توماس ادیسون از این ماده به عنوان رشته پرمقاومت در ایجاد روشنایی الکتریکی استفاده کرد ، پای به عرصه علم و فن آوری گذاشت . با این حال درآغاز دهه 1960 بود که تولید موفق تجاری الیاف کربن ، با اهداف نظامی و به ویژه برای کابرد در هواپیمای جنگی ، آغاز شد .  دردهه های اخیر ، الیاف کربن در موارد غیر نظامی بسیاری ، همچون هواپیماهای مسافربری و باربری ، خودروسازی ، ساخت قطعات صنعتی ، صنایع پزشکی ، صنایع تفریحی – ورزشی و بسیاری موارد دیگر کاربردهای روزافزونی یافته است . الیاف کربن در کامپوزیت های با زمینه سبک مانند انواع رزین ها به کار می رود . کامپوزیت های الیاف کربن در مواردی که استحکام و سختی بالا به همراه وزن کم و ویژگی های استثنایی مقاومت به خوردگی مدنظر باشند ، یگانه گزینه پیش روست . همچنین هنگامی که مقاومت مکانیکی در دمای بالا ، خنثی بودن از لحاظ شیمیایی و ویژگی ضربه پذیری بالا نیز انتظار برود ، بازهم کامپوزیت های کربنی بهترین گزینه هستند . با توجه به این ویژگی ها ، پهنۀ گسترده موارد کاربرد این ماده در گستره های گوناگون فن آوری به سادگی قابل تصور است .

     میزان تولید الیاف کربن از 1992 تا 1997 رشد 200 درصدی در این فاصله 6 ساله داشته که خود نشانگر اهمیت تکنولوژی این ماده است .

     هم اکنون ، ایالات متحده آمریکا نزدیک به 60 درصد تولید جهانی الیاف کربن را به مصرف می رساند و این در حالی است که ژاپن تلاش می کند به میزان مصرفی برابر با 50 درصد تولیدات جهانی این محصول دست یابد . ژاپن به واسطه شرکت صنعتی توری ، خود بزرگترین تولید کننده الیاف کربن درجهان است . هم چنین عمده ترین تولید کننده الیاف کربن با استفاده از پیش زمینه قیر ، ژاپن است .

 

پیشگویی برای سال 2013 میلادی ...

     سال 2013 است . خودرویی جدید به نام "BLACKBEAUTY  " 100 MPG بدلیل این که ضمن دارا بودن بالاترین کارایی ، به میزان 100 درصد نیز دوستدار محیط زیست شناخته شده ، طرفداران بسیار زیادی دارد . این خودرو پس از انقراض نسل خودروهای فولادی با سازه ای تمام کامپوزیت برپایه کربن متولد شده است . با استفاده از مواد کربنی در ساخت بدنه و سازه های اصلی این خودرو مانند شاسی ، موتور و سیستم های انتقال نیرو ، کاهش وزن به دست آمده موجب مصرف اندک سوخت شده است . این مواد پیشرفته به همراه اندکی فلزات سبک که عمدتا ً در اتصالات به کار می روند ، اقتصاد خودرو را از لحاظ میزان مصرف سالیانه سوخت با انقلابی عظیم مواجه کرده است . این مواد سبک در فریم شاسی ، موتور کاتالیتیک با بازده بالا ، در باتری های لیتیمی و موتورهای الکتریکی ، پانل های بدنه ، مخزن سوخت و مواد پیشرفته نگه دارنده متان که سوخت اصلی خودروست و خلاصه در تمام المان های اصلی که چنین وسیله نقلیه کم مصرف با توانایی های بسیار بالا را می سازد ، به کار رفته است . پانل های بدنه از کامپوزیت های کربنی به روش SMC با سطوح بسیار صاف و آماده رنگ کاری ساخته شده است . فیبریل های کربنی در اندازه های زیر میکرون با ویژگی هدایت الکتریکی ، سطح قطعات پانل های بدنه را به سادگی دارای ویژگی الکترو استاتیک می کنند . از سوی دیگر چون کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف کربن از نظر شیمیایی خنثی است به تخریب در برابر پرتو فرا بنفش حساس نیست ، در نتیجه پانل های بدنه به هیچ نوع عملیات پایانی نیاز ندارند . بخش های دیگری که زیاد به آن ها توجه نمی شود ، مانند درموتور ، هوزینگ ها و گیربکس ها تماما ً از کامپوزیت کربنی به روش قالب گیری تزریقی ساخته شده و جایگزین قطعات سنگین ریخته شده فلزی شده اند . مخزن سوخت ، کامپوزیت کربنی ساخته شده به روش پیچش الیاف است که مملو از کربن فعال و فیبریل های کربنی است که موجب افزایش قابلیت نگهداری گاز مایع در فشارهای پایین می شود . موتور کاتالیتیک از کاتالیست های پوشش داده شده برروی کره ها و لوله های ریز شیاردار کربنی که به کربن توخالی معروف هستند و در واقع نوعی از الیاف کربن سوراخ شده هستند ، استفاده می کند . این واحد مرکزی تولید توان الکتریکی که درواقع قلب سیستم به حساب می آید ، به دلیل استفاده زیاد از فرآورده های الیاف کربن ، قادر است کارایی خود را در دماهای بسیار بالایی که الزاما ً در اثر کارکرد موتور پدید می آید ، به خوبی حفظ کند . این دلیل اصلی بالا بودن غیرمعمول بازده چنین خودرویی است . از سوی دیگر مشکلات مربوط به آن دسته از شکست های قطعات که ناشی از اختلاف در ضرایب انبساط حرارتی درنسل خودروهای فلزی بود ، به واسطه استفاده از قطعات کامپوزیتی کربنی ، به طور کامل از بین رفته است . مهندسین مواد ، با دست کاری در میزان جهت یافتگی الیاف کربن ، نوع جدیدی از الیاف را ساخته اند که به طور استثنایی دارای هدایت حرارتی یک بعدی بسیار زیادی بوده و بدین وسیله توانسته اند دستگاههای سرمازا را با بازده بسیار بالا در موتور این خودرو به کار برند .

     در سیستم باتری یونی لیتیم / لیتیم از آندهای کربنی و کاتدهای کامپوزیت کربنی استفاده شده است . سیستم جدید تهویه هوا با استفاده از رادیاتورهای پلاستیکی تقویت شده با الیاف کربن ، محفظه های کربنی و فوم های کربنی عایق ، بیشترین شرایط رفاه و آسایش سرنشین را به همراه حذف کامل گازهای ضد ازن ، فراهم آورده است . سیستم GPS تعبیه شده برای ارتباطات ماهواره ای ، تلفن همراه ، دستگاه دورنگار و رایانه های on-board همگی ضمن رعایت طراحی ارگونومیک از قاب های کامپوزیت کربنی که هدایت الکتریکی مناسبی دارند ، بهره می برند .

قرار دادن المان های جهت دار کامپوزیتی بر پایه کربن در جهت اعمال لنگر ، سیستم تعلیق کربنی را در این خودرو به گونه ای ساخته که موجب حذف بسیاری از قطعات سنگین فلزی شده و همین موضوع خود موجب عملکرد بهتر سیستم تعلیق شده است . روتورهای کربنی ترمز و لنت ترمزهای گرافیتی ، وزن مجموعه سیستم ترمز را در راستای عملکرد بهتر ترمز کاهش داده است . رینگ های تقویت شده با الیاف کربن ضمن کاهش وزن موجب سرد کار کردن مجموعه ترمز و درنتیجه بالاتر رفتن ضریب امنیت ترمز می شود . تایرهای با فرمولاسیون پیشرفته شامل فیبریل های کربن و بلوک های کربنی جهت دار به همراه الیاف کربن بافته شده به صورت شعاعی ، ضمن سبکی موجب حذف مقاومت غلطشی تایر و سرد ماندن آنها در طول حرکت می شود . المان های تعلیق ، رینگ ها و تایرهای ساخته شده از الیاف کربن باعث برقراری مطمئن اتصال با زمین و در نتیجه کمینه شدن احتمال آتش سوزی دراثر بارهای الکترواستاتیک و افزایش امنیت و راحتی سرنشین در هنگام سوار و پیاده شدن از خودرو می شود .

     با استفاده روز افزون از الیاف کربن در ساخت خودروهای پیشرفته ، مصرف سالیانه بنزین به سرعت رو به کاهش گذاشته و نیاز به واردات سوخت های فسیلی را که باعث عدم تعادل تجاری می شود به حداقل می رساند . درعوض به منظور گسترش واحدهای تولید مواد کربنی جدید با کاربردهای روبه رشد در ساخت خودروهای کربنی ، میلیون ها فرصت شغلی در کشور پدیدار می شود .

 

      الیاف کربن را می توان براساس مدول الاستیک ، استحکام و دمای نهایی عملیات حرارتی به گروههای زیر دسته بندی کرد :

 

     دسته بندی براساس ویژگی ها :

 

§ الیاف کربن با ضریب کشسانی بسیار بالا ؛ بیشتر از 450 گیگا پاسکال

§ الیاف کربن با ضریب کشسانی بالا؛ بین 350 تا 450 گیگا پاسکال

§ الیاف کربن با ضریب کشسانی متوسط ؛ بین 200 تا 350 گیگا پاسکال

§ الیاف کربن با استحکام کششی بالا  و ضریب کشسانی پایین ؛ استحکام کششی بیش از 3 گیگا پاسکال و ضریب کشسانی کم تر از 100

§ الیاف کربن با استحکام کششی بسیار بالا ؛ بالاتر از 5/4 گیگا پاسکال

     دسته بندی براساس نوع پیش زمینه :

§ الیاف کربن با پیش زمینه الیاف پلی اکریلونیتریل 

§ الیاف کربن با پیش زمینه قیر صنعتی

§ الیاف کربن با پیش زمینه قیر مزوفاز

§ الیاف کربن با پیش زمینه قیر ایزوتروپیک

§ الیاف کربن با پیش زمینه الیاف ریون ( ابریشم مصنوعی )

§ الیاف کربن با پیش زمینه فاز گازی و

     دسته بندی براساس دمای نهایی عملیات حرارتی :

§ الیاف نوع 1 ، دمای عملیات حرارتی بالاتر از 2000 درجه سانتی گراد ؛ تولید کننده الیاف HM

§ الیاف نوع 2 ، دمای عملیات حرارتی حدود 1500 درجه سانتیگراد ؛ تولید کننده الیاف HS

§ الیاف نوع 3 ، دمای عملیات حرارتی کم تر یا حدود 1000 درجه سانتی گراد ؛ تولید کننده الیاف با ضریب استحکام پایین

 

ساخت الیاف کربن  :

     درفرهنگ واژگان نساجی آمده است : الیاف کربن به الیافی گفته می شود که دست کم دارای 90 درصد کربن هستند و از پیرولیز کنترل شده الیافی ویژه به دست می آیند . اصطلاح الیاف گرافیتی درمورد الیافی به کار می رود که کربن آنها بیش از 99 درصد باشد . انواع گوناگونی از الیاف به عنوان پیش زمینه تولید الیاف کربن وجود دارد که دارای ویژگی های انحصاری و مورفولوژی ویژه هستند . پرمصرف ترین الیاف پیش زمینه عبارتند از : الیاف پلی اکریلونیتریل ( PAN ) ، الیاف سلولزی ( مانند ریون ویسکوز و پنبه ) ، قیر حاصل از قطران ذغال سنگ ( Coal tar pitch ) و نوع ویژه ای از الیاف فنلیک .

     الیاف کربن از طریق پیرولیز پیش زمینه های آلی که به شکل الیاف هستند ، ساخته می شود . در واقع انجام عملیات حرارتی موجب حذف عناصری مانند اکسیژن ، نیتروژن و هیدروژن و باقی ماندن کربن به شکل الیاف می شود . در پژوهش هایی که برروی الیاف کربن انجام شده ، مشخص گردیده که ویژگی های مکانیکی الیاف کربن با افزایش درجه تبلور و میزان جهت گیری الیاف پیش زمینه و کاهش نواقص موجود در آنها ، بهبود می یابد . بهترین راه برای دست یابی به الیاف کربن با ویژگی های مناسب ، استفاده از الیاف پیش زمینه با بیشترین مقدار جهت گیری و حفظ آن در طی فرآیندهای پایدار سازی و کربنیزاسیون از طریق اعمال کشش در طول فرآیند است .

 

تولید الیاف کربن از پیش زمینه پلی اکریلونیتریل

     برای تولید الیاف کربن با کیفیت بالا از پیش زمینه PAN و سه مرحله اساسی وجود دارد : 

1-   مرحله پایدار سازی اکسیدی : در این مرحله الیاف PAN هم زمان با اعمال کشش مورد عملیات حرارتی اکسیدی در محدوده دمایی 200 تا 300 درجه سانتی گراد قرار می گیرد . این عملیات ، PAN گرما نرم را به ترکیبی با ساختار نردبانی یا حلقه ای تبدیل می کند .

2-   مرحله کربنیزاسیون : بعد از اکسیداسیون ، الیاف بدون اعمال کشش در پیرامون دمای 1000 درجه سانتی گراد در محیط خنثی ( معمولا ً نیتروژن ) برای مدت چند ساعت ، مورد عملیات حرارتی کربنیزاسیون قرار می گیرند . درطی این فرآیند ، عناصر غیرکربنی آزاد می شود و الیاف کربن با بالانس جرمی 50 درصد به نسبت الیاف PAN نخستین ، به دست می آید .

3-   مرحله گرافیتاسیون : بسته به نوع الیاف کربن مورد نظر ، از لحاظ ضریب کشسانی ، و اعمال این مرحله در محدوده دمایی مابین 1500 تا 3000 درجه سانتیگراد ، موجب بهبود درجه جهت گیری کریستالیت های کربنی درجهت محور الیاف و بنابراین مایه ی بهبود ویژگی ها می شود .

     تولید الیاف کربن از دیگر پیش زمینه ها نیز کمابیش دارای مراحل اصلی است که در مورد تولید از پیش زمینه PAN آورده شد .

 

ساختار الیاف کربن :

 

     مشخصه های ساختاری الیاف کربن بیشتر با دستگاههای میکروسکپ الکترونی و پراش پرتوی ایکس قابل بررسی است . برخلاف گرافیت ، ساختار کربن بدون هرگونه نظم سه بعدی است . در الیاف کربن برپایه PAN ، ساختار الیاف در طی عملیات پایدار سازی اکسیدی و متعاقب آن کربنیزاسیون ، از ساختار زنجیره ای خطی به ساختار صفحه ای تغییر می کند . به این ترتیب صفحات اصلی در پایان مرحله کربنیزاسیون در جهت محور طولی الیاف قرار می گیرند . بررسی های اشعه X با زاویه تفرق باز ( Wide angle X-ray ) نشان می دهد که با افزایش دمای عملیات کربنیزاسیون ، ارتفاع انباشتگی و مقدار جهت گیری صفحات اصلی ، افزایش می یابد . قطر منوفیلامنت های PAN تأثیرعمده ای بر نفوذ عملیات کربنیزاسیون در الیاف کربن تولیدی دارد ، به همین دلیل تغییر در ساختار کریستالوگرافی پوسته و هسته هر منوفیلامنت در الیافی که کاملا ً پایدار شده اند ، به وضوح قابل مشاهده است . پوسته از جهت گیری مرجح طولی بالا به همراه انباشتگی زیاد کریستالیت ها برخوردار است درحالی که هسته ، جهت گیری کم تر صفحات اصلی و حجم کم تر کریستالیت ها را نشان می دهد . 

     عموما ً دیده شده که هرچه استحکام کششی الیاف پیش زمینه بیشتر باشد ، ویژگی های کششی الیاف کربن به دست آمده نیز بیشتر می شود . چنان چه مرحله پایدار سازی به صورتی مناسب انجام گیرد ، در آن صورت استحکام کششی و ضریب کشسانی با کربنیزاسیون تحت کشش ، به مقدار بسیار زیادی در محصول کربنی نهایی بالا می رود . بررسی های انجام شده با دستگاههای پراش پرتوی ایکس و پراش الکترونی نشان داده است که در الیاف کربن با ضریب کشسانی بالا ، کریستالیت ها پیرامون محور طولی الیاف قرار گرفته اند . این درحالی است که صفحات لایه ای با بیشترین جهت یافتگی به موازات محور الیاف استقرار یافته اند . به طور کلی استحکام الیاف کربن به نوع پیش زمینه ، شرایط فرآیند ، دمای عملیات حرارتی و وجود نواقص ساختاری در الیاف ، ارتباط دارد . در الیاف کربن با پیش زمینه PAN و افزایش دما تا 1300 درجه سانتی گراد مایه ی افزایش استحکام می شود ولی پس از 1300 درجه ، استحکام به آرامی کم می شود . این موضوع در مورد ضریب کشسانی نیز صادق است .

     الیاف کربن بسیار ترد هستند . لایه ها در الیاف با اتصالات ضعیف و اندروالسی به هم دیگر متصل شده اند . تجمع فلس مانند لایه ها موجب می شود تا رشد ترک در جهت عمود برمحور الیاف به آسانی صورت بگیرد . در خمش ، الیاف در کرنش های بسیار پایین می شکنند . با تمام این معایب ، الیاف کربن از نقطه نظر مجموع ویژگی های شیمیایی ، فیزیکی و مکانیکی منحصر به فردی که دارد ، در بسیاری از عرصه های مهندسی و علوم در دو دهه اخیر تقریبا ً بدون رقیب مانده است .

 

کاربردهای الیاف کربن :

     الیاف کربن در موارد صنعتی گوناگونی به کارمی رود که در این جا نمونه هایی از آن ارایه شده است :    

صنعت حمل و نقل

     کاربردهای صنعت حمل و نقل بدین گونه اند : مخازن گاز مایع خودروها ، قطعات موتور ، کمک فنر ، شفت های انتقال نیرو ، ملحقات چرخ و جعبه فرمان ، لنت های ترمز ، بدنه ماشین های مسابقه ، بدنه کشتی ها و فنرهای لول .

 صنایع ساختمانی و معماری

     مواد ساختاری پل ها ، ساز و کار پل های جمع شونده ، تقویت کننده بتن های پرمقاومت ، سازه های باربر ، دیوارهای جداکننده ، سازه های پیش تنیده برای کمک به سازه های بتنی حمل بار ، استفاده در تعمیر ساختمانهای در حال تخریب ، استفاده در جداره داخلی تونل ها برای جلوگیری از ریزش تونل و استفاده در رمپ ها برای جلوگیری از ریزش خاک را می توان از کاربردهای ساختمانی این الیاف دانست .

 صنایع هواپیما سازی و هوافضا

     سازه های داخلی کابین مسافرین اعم از پانل های جداره صندلی ها و میزها ، پوشش ها ، اجزای سازه ای ماهواره ها ، لبه بال هواپیماهای جنگنده ، نوک هواپیماهای مافوق صوت ، نازل موشک های دوربرد و قطعات حساس موتور هواپیماها نیز می توانند دارای الیاف کربن باشند .

 صنایع پزشکی

     الیاف کربن در ساخت استخوان مصنوعی ، اجزای تجهیزات پرتوی ایکس ، صندلی های چرخدار ، انواع اجزای مصنوعی بدن برای معلولین و دریچه قلب به کار می روند .

 بخش انرژی

     از جمله کاربردهای الیاف کربن در بخش انرژی ، می توان بدین موارد اشاره کرد : باتریهای سوختی ، پره های توربین و پره های آسیاب های بادی برای تولید برق از انرژی باد .

 

 صنایع الکترونیک ، تجهیزات الکتریکی و ماشین سازی

     این کاربردها عبارتند از : قاب رایانه های همراه ، اجزای رایانه ها ، بازوی ربات های صنعتی ، چرخ دنده ها ، غلتک ها ، چرخدنده های پرسرعت ، قطعات خود روغنکاری شونده ، آنتن ها ، مواد عایق الکتریکی ، مخازن تحت فشار ، غلتک چاپ گرها و قاب تلفن های همراه .

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 11:5  توسط m.asn  | 

كاربرد كامپوزیت ها در صنعت خودرو سازی

كاربرد كامپوزیت ها در صنعت خودرو سازی

صنعت كامپوزیت یكی از صنایع رو به رشد در عرصه مواد مهندسی است. امروزه به خاطر مزایایی كه كامپوزیت ­ها نسبت به فلزات دارند ، توسعه زیادی پیدا كرده­اند. از جمله می­توان به كاربرد قطعات كامپوزیتی در صنعت خودرو اشاره كرد.
اكثر قطعاتی كه در خودرو كاربرد دارند فلزی هستند ، اما فلزات محدودیت ­هایی دارند كه راه را برای استفاده از قطعات كامپوزیت در صنعت خودرو باز كرده است. كامپوزیت­های مورد استفاده در صنعت خودرو بیشتر از نوع كامپوزیت ­های زمینه پلیمری هستند. این كامپوزیت ‌ها از مواد ترمو­ست (گرما­سخت) و ترمو پلاستیک (گرمانرم) تشكیل شده­ اند كه توسط الیاف شیشه تقویت می ­شوند.

* مزایا و صرفه ­جویی ­ها

به علت مزایایی كه قطعات كامپوزیتی نسبت به قطعات فلزی دارند و صرفه ­جویی ­هایی كه در اثر استفاده از آن ها ایجاد می­ شود ، هر روز قطعات بیشتری از خودرو به قطعات كامپوزیتی تبدیل می­شود. در فلزات امكان ریخته­ گری با ضخامتهای كم وجو ندارد. اگر با ورق نیز به شكل ­دهی قطعه پرداخته شود ، دور­ ریز زیاد دارد و ضایعات را زیاد می كند. در صورتی كه برای كامپوزیت ­ها این محدودیت وجود ندارد و به خاطر قدرت سیلان بالا می­ توانند تمام قالب را پر كرده و شكل قطعه مورد نظر را كامل كنند.

در زیر به بعضی از مزایا و صرفه ­جویی ­های ناشی از استفاده از مواد كامپوزیت در صنعت خودرو ، اشاره شده است:

1- سبکی:

این قطعات به خاطر وزن مخصوص كم دارای وزن كمتری نسبت به قطعات فلزی هستند. وزن تا حدود نصف و حتی بیشتر كاهش پیدا می­كند. طبیعتاً این كاهش وزن در كاهش مقدار سوخت و استفاده از موتورهایی با قدرت كمتر و كوچک تر موثر خواهد بود. این مساله باعث صرفه ­جویی در مصرف سوخت و در نتیجه كاهش آلودگی می­گردد.

۲- خواص مكانیكی بالا:
به همان نسبت كه وزن قطعات كم می شود ، مقاومت مكانیكی آنها در ابعاد مختلف افزایش می یابد و به­ طور متوسط در تمام خواص مكانیكی خواص بهتری نسبت به فلزات از خود نشان می­ دهند. این مسئله باعث افزایش عمر قطعات خواهد شد.

3- مقاومت در برابر خوردگی:

بر خلاف فلزات تاثیر مواد نمكی و شیمیایی و اكسید شدن در قطعات كامپوزیتی كم است یا اصلاً وجود ندارد كه باعث صرفه ­جویی در هزینه­ های نگهداری و افزایش عمر قطعات می ­شود و استفاده از قطعات در محیط­ های مرطوب را برای مدت طولانی فراهم می ­نماید.

4- سرمایه­ گذاری كم:

بر خلاف قطعات فلزی برای تولید قطعات با استفاده از كامپوزیت­ها سرمایه­­­گذاری كمتری لازم است. به­طور مثال اگر برای تولید یک قطعه از فلز چند قالب لازم باشد ، برای تولید همان قطعه با كامپوزیت ، از یک یا دو قالب بیشتر استفاده نمی ­شود.

5- سهولت تولید:
این قطعات را می ­توان با ماشین آلات كمتر و با سهولت بیشتری نسبت به فلزات و با تعداد بیشتری تولید كرد.

* روشهای تولید

با توجه به­ نوع قطعه و خواص مورد نظر ، در قطعات كامپوزیتی با زمینه پلیمر ، روش ­های مختلفی برای تولید وجود دارد. در زیر به شرح بعضی از آن­ ها پرداخته­ شده است:

1) روش های دستی (Hand Lay-up): كه روش پیچیده ­ای نیست و تیراژ پایین دارد. این روش برای قطعات ساده كه انتظار بالایی از نظر خواص مكانیكی از آن ها نداریم استفاده می­ شود ، مانند شناورها ، قایق ها، گلدانها و اتاقكها.

2) روش (RTM (Resin Transfer Molding: در این روش یک قالب رزینی وجود دارد كه پارچه­ ای از فایبرگلاس در آن قرار می ­گیرد و سپس رزین تزریق می گردد. این روش از دقت و صافی سطح بیشتری نسبت به روش دستی برخوردار است. ولی چون فشار بالا نیست به هم پیوستگی كمتری نسبت به روش SMC دارد. RTM نسبت به روش دستی به سرمایه­گذاری بیشتری نیاز دارد.

3) روش: (SMC (Sheet Molding compound: در این روش ابتدا مواد ترموست (گرماسخت) با الیاف شیشه تقویت شده و سپس بصورت ورق در می آید و سپس تحت گرما و فشار در قالب پرس شده و شكل می گیرد.

4) روش (GMT (Glass Matt reinforced Thermoplastic: در این روش مواد ترمو پلاستیک (گرمانرم) با پارچه ­ای از فایبر گلاس مسلح شده و تحت فشار شكل می ­گیرند.

5) روش (FW (Filament Winding: این روش عمدتاً برای تولید قطعات مدور استفاده می شود كه به صورت پیوسته تولید می ­شوند ، مثلاٌ برای تولید لوله ­ها، به دور هسته­ ای استوانه­ ای ، فایبر گلاس آغشته به رزین پیچیده می ­شود و بعد مواد تحت گرما حالت نهایی به خود می گیرند.

6) روش (BMC (Bulk Molding Compound: توده ­ای از خمیر كه شامل مواد پلیمری و فایبرگلاس می­باشد ، تحت فشار به قالب تزریق می شود.

7) روش (LFT (Long Fiber Thermoplastic: در این روش مواد ترمو پلاستیک با الیاف شیشه در داخل اكسترودر مخلوط می ­شوند و پس از خروج از اكسترودر تحت فشار ، قطعه شكل نهایی را به خود می­گیرد.

روش­ های SMC و GMT بیشتر در ساخت قطعات در صنعت خودرو كاربرد دارند. امروزه تمام بدنه خودرو از روش SMC تولید می ­شود. به ­طور مثال می ­توان به خودرو رنو مدل spas اشاره كرد كه تمام بدنه آن كامپوزیتی است. سپرها ، سینی زیر موتور ، قطعات زیر خودرو (Under body cover) ، سقف خودور ، قاب چراغ­ ها ، سینی جا چراغی ، جای فن و غیره از جمله قطعاتی هستند كه معمولاٌ از كامپوزیت ­ها ساخته می ­شوند.



 

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و هفتم فروردین 1391ساعت 11:2  توسط m.asn  | 

تبلور مجدد

تبلور مجدد
در واکنشهای آلی محصولات بندرت به صورت خالص به دست می آیند. وقتی ماده به صورت جامد باشد معمولا آنرا در حلالی حل کرده ومجددا به صورت بلور رسوب میدهند. این عمل را تبلور مجدد می نامند.
ترکیبی که میخواهیم متبلور کنیم را باید در یک حلال یا مخلوطی از حلالهای داغ، محلول بوده ودر حالت سرد همان حلالها نامحلول باشد. عمل تخلیص در صورتی انجام میشود که ناخالصی، یا در حلال سرد محلول باشد و یا در حلال داغ نامحلول باشد. در حالت دوم محلول رابصورت داغ صاف میکنیم تا ناخالصیهای محلول جدا شوند. اگر محلول رنگی باشد و مابدانیم که جسم مورد نظر بیرنگ است مقدار کمی از زغال رنگبر به محلول سرد اضافه نموده سپس آنرا حرارت داده، بصورت داغ صاف میکنیم. زغال رنگبر، ناخالصیهای رنگی راجذب میکند.
انتخاب محیط تبلور کار ساده ای نیست، رفتار حلالیت ترکیب یا باید شناخته شده باشد و یا باید به طریق تجربی مشخص گردد. مثلا وقتی که تبلور پارا دی بروموبنزن مورد نظر باشد مخلوطی از اتانل و آب به کار میرود. ترکیب هم در اتانول سرد و هم در اتانل داغ محلول است: از اینرو اتانول تنها، برای این کار مفید نیست. از طرف دیگر این ترکیب چه در آبسرد و چه در آب داغ کم محلول است بنابر این آب تنها نیز برای این کار مفید نیست. اما مخلوط مساوی از الکل و آب در حالت داغ حلال خوبی برای جسم است و در حالت سرد
حلالیت آن جزئی است از اینرو از مخلوط این دو حلال برای تبلور پارادی بروموبنزن استفاده میشود.
بعضی مواقع عمل تبلور خودبخود صورت نمیگیرد و باید آنرا بر اثر تحریک متبلور نمود. بدین منظور یا جدار داخلی ظرف در سطح محلول را میخراشند و یا ذراتی خالص از همان جسم را در محلول سرد وارد میکنند تا تبلور شروع شود. بسیاری از ترکیبات بر اثر سرد کردن محلول یا سرد کردن به همراه هم زدن به صورت بلور در میآیند. برخی ترکیبات به صورت روغن در آمده چندین ساعت و حتی گاهی چندین روز وقت لازم است تا بلور تشکیل شود.
بطور خلاصه تبلور مجدد به روش انحلال شامل مراحل زیر است:
(1)- انتخاب حلال مناسب،(2)- انحلال جسم مورد تخلیص در نقطه جوش حلال یا نزدیک به آن،(3)- صاف کردن محلول داغ برای جداکردن ناخالصیهای نامحلول،(4)- تبلور از محلولی که درحال سرد شدن است،(5)- جداکردن بلورها از محلولی که در آن شناورهستند،(6)- شستشوی بلورها برای خارج کردن محلولی که به آنها آغشته است،(7)- خشک کردن بلورها
 بخش عملی
خالص سازی بنزوئیک اسید
نمونه بنزوئیک اسید ناخالص را در بشرتمیزی قرارمی دهیم. حدود 100 میلی لیتر آب به آن اضافه می کنیم. با چراغ گاز حرارت می دهیم تا به آرامی به جوش آید.
    اگر محلول رنگین است (لازم به ذکر است بنزوئیک اسید خالص بیرنگ است) محلول را کمی سرد می کنیم (برای احتیاط: هیچگاه به محلول جوشان زغال رنگبر اضافه نمی کنیم) حدود 1/0 گرم زغال رنگبر اضافه می کنیم و دوباره مخلوط را همراه با همزدن گرم می کنیم تا برای چند دقیقه بجوشد.البته ما از ذغال استفاده نکردیم چون ناخالصی شناوری نداشتیم
بعد از انجام موارد ذکر شده عمل سرد کردن را انجام میدهیم و صاف کردن را انجام می دهیم ماده ی روی صافی بعد از مدتی بلور خالص شده را می دهد که وزن بلورمان در آخر گزارش ارائه می شود.
البته می توان آزمایش فوق را قبل از صاف کردن و سرد کردن از روش دیگری انجام داد که درصفحه ی بعد ذکر می شود:
روش دوم 
 مخلوط داغ را  بصورت داغ صاف می کنیم. ظرف خالی را با 1 تا 2 میلی لیتر آب داغ می شوییم و محلول شستشو را از صافی عبور می دهیم. در صورتی که محلول صاف شده هنوز رنگی باشد، عمل با زغال رنگبر را تکرار می کنیم. اگر طی صاف کردن بلور تشکیل شد محلول را دوباره حرارت می دهیم تا بلورها حل شود سپس ظرف را با شیشه ساعت یا بشر معکوسی می پوشانیم  تا به آرامی سرد شود وبه دمای اتاق برسد (اگر سریع سرد شود بلورهای ریز ایجاد میشود). سپس ظرف را برای حدود 15 دقیقه درتشت آب و یخ قرار می دهیم. 
  
  به کمک صافی مکنده ای (تکه ای از کاغذ صافی را به اندازه کف قیف بوخنر بریده و در ته قیف قرار داده و با کمی حلال خیس کنید تا به کف قیف بوخنر بچسبد بلورها را جمع آوری کنید و توده رسوب روی صافی را با دو قسمت کم آب سرد بشویید. 
 
1-  ارلن تصفیه (ارلن تخلیه)       2-   قیف بوخنر         3- شلنگ خلاء
 بلور ها را بر روی تکه ای کاغذ صافی یا بهتر از آن بر روی شیشه ساعتی، پخش کنید و بگذارید تا در هوا کاملا خشک شود. وزن محصول خالص شده را پس از اینکه کاملا خشک شد اندازه می گیریم.
وزن بلور خالص شده: 16.2gr


+ نوشته شده در  شنبه بیست و ششم فروردین 1391ساعت 22:21  توسط m.asn  | 

تجزیه عنصری

تجزیه عنصری
تعدادی از عناصر مهم را که در سیستمهای آلی و زیستی دخالت می‌کنند، می‌توان به سهولت با روشهایی که در مرحله پایانی به یک تیتراسیون اسید و باز ختم می‌شوند، اندازه گیری کرد. عموما عناصری که قابلیت این نوع تجزیه را دارند، غیر فلزند و شامل کربن ، نیتروژن ، گوگرد ، کلر ، برم ، فلوئور و چند گونه نامتداول دیگرند. در هر مورد ، عنصر به یک اسید یا بازمعدنی،تبدیل،ومتعاقباتیترمیشود.

بعنوان مثال ، نیتروژن در بسیاری از مواد با اهمیت در پژوهش ، صنعت ، کشاورزی یافت می‌شود. مثلا نیتروژن در اسیدهای آمینه ، پروتئینها ، داروهای سنتزی ، کودهای شیمیایی ، مواد منفجره ، خاک ، آبهای آشامیدنی و رنگها وجود دارد. پس روشهای تجزیه‌ای برای تعیین نیتروژن بویژه در مواد آلی از اهمیت بسیاری برخوردارند.
اندازه گیری مواد معدنی
تعداد زیادی از گونه‌های معدنی را می‌توان توسط تیتراسیون با اسیدها یا بازهای قوی اندازه گیری کرد. بعنوان مثال ، نمکهای آمونیوم را می‌توان بسادگی با تبدیل به آمونیاک توسط باز قوی و سپس تقطیر در دستگاه کلدال اندازه گیری کرد. آمونیاک طبق روش کلدال جمع آوری و تیتر می‌شود. روشی را که برای نمکهای آمونیوم بیان شد، می‌توان برای اندازه گیری نیترات و نیتریت معدنی تعمیم داد.
تعیین گروههای عاملی آلی
تیتراسیونهای خنثی‌شدن برای سنجش مستقیم و غیر مستقیم انواع گروههای عاملی آلی روشهای ساده‌ای را فراهم می‌کنند.
کاربرد واکنشهای خنثی شدن در محیط غیر آبی
دو نوع از ترکیباتی را که در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، می‌توان با تیتراسیون خنثی‌شدن در حلالهای غیر آبی مناسب اندازه گیری کرد. دسته اول ، اسیدها و بازهای آلی با وزن مولکولی زیادند که انحلال‌پذیری محدودی در آب دارند. نوع دوم ترکیبات معدنی یا آلی هستند که از نظر اسید و باز آنقدر ضعیف هستند (  یا  کوچکتر از  ) که نقاط پایانی رضایتبخشی در محیط آبی ارائه نمی‌دهند.

مثالهایی از این دسته عبارتند از آمینهای آروماتیک ، فنلها و نمکهای مختلفی از اسیدهای معدنی و کربوکسیلیک. اغلب ترکیباتی که نقاط پایانی رضایت بخشی در آب ندارند، در حلالهایی که خاصیت اسیدی یا بازی آنها را افزایش می‌دهند نقاط پایانی تیزی را ارائه می‌دهند.

هر چند تیتراسیونهای غیر آبی ، اندازه گیری گونه‌ای را که در آب قابل تیتراسیون نیست، امکان پذیر می‌سازند، معایب چندی نیز در استفاده از آنها وجود دارد. معمولا حلالها ، گران و اغلب فرار و سمی‌اند. همچنین اکثر آنها ضرایب انبساط کاملا بزرگی دارند و کنترل بیشتری دمای واکنشگر برای جلوگیری از بروز خطاهای نامعین در اندازه گیری حجم لازم است.


+ نوشته شده در  شنبه بیست و ششم فروردین 1391ساعت 22:20  توسط m.asn  | 

استخراج

استخراج

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) K بیان میکنند.

غلظت A در حلال S'/ غلظت A در حلال S= K

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 آیدبا 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.


بنابر این 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 نگاه 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.


+ نوشته شده در  شنبه بیست و ششم فروردین 1391ساعت 22:19  توسط m.asn  | 

نقطه ذوب

نقطه ذوب

تئوری آزمایش:

نقطه 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.

کامل مایع میشود. ترکیب خیلی خالص دامنه ذوب 5/0 درجه یا کمتر دارد. دامنه

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

کردن های 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.

بخش عملی

تعیین نقطه ذوب یک نمونه

مقدار کمی از نمونه پودر شده را در روی یک شیشه ساعت کوچک می گذاریم (در صورتی که نمونه به صورت پودر نباشد با هاون چینی آنرا کاملا پودر می کنیم)، یک لوله مویین کاملا تمیز برداشته و به وسیله شعله یک طرف آنرا کاملا مسدود می نمائیم و چند بار نوک باز لوله مویین را آهسته به داخل جسم جامد می زنیم. با برگرداندن لوله و با زدن سریع انتهای بسته لوله بر روی یک سطح محکم میتوان جسم جامد را به طرف انتهای بسته لوله هدایت کرد. جسم باید در انتهای بسته لوله کاملا متراکم شود. بهترین راه انجام این کار آن است که در خاتمه لوله مویین را از درون یک قطعه لوله شیشه ای بزرگتر که تقریبا به طول 60 سانتیمتر باشد، بر روی سطح محکمی رها کنیم. نمونه باید به اندازه ای باشد که پس از عمل تراکم لوله مویین را تا عمق 3-2 میلی متر پر کند. این مقدار نباید بیشتر باشد.  لوله مویین را به وسیله یک بند لاستیکی کوچک به گرماسنج متصل می کنیم . خود نمونه باید در مجاورت حباب گرماسنج باشد و بند لاستیکی در بالا ترین جا تا از سطح مایع داغ دور باشد. سپس گرماسنج را به کمک چوب پنبه سوراخداری که یک طرف آن بریده شده درداخل گرمکن قرار می دهیم . منظور از این بریدگی آن است که درجات گرماسنج در آن حدود آشکار شوند و همچنین دستگاه یک سیستم باز باشد. (احتیاط: هرگز نباید یک سیستم بسته را حرارت داد.) با استفاده از حرارت یک چراغ کوچک بونزن به آرامی درجه حرارت مایعی را که باید گرم شود بالا می بریم (حدود 2 درجه در دقیقه) درجه ای را که ابتدا عمل ذوب مشاهده میشود و همچنین درجه ای را که در آن آخرین قسمت جامد ذوب میشود را یادداشت می کنیم.به شرح زیر:

نمونه ی معلوم :اسید بنزوئیک 

ذوب اولین ذره در 114 درجه ی سانتیگراد صورت گرفت و نقطه ی اتمام ذوب

در 123 درجه بود.

نمونه ی مجهول :ذوب اولین ذره در 148درجه و اتمام ذوب در 152 درجه صورت گرفت.

+ نوشته شده در  شنبه بیست و ششم فروردین 1391ساعت 22:16  توسط m.asn  | 

گزارش کار آزمایشگاه شیمی آلی

تقطیر ساده:
 هنگامی که ناخالصی غیر فراری (مانند شکر یا نمک) به مایع خالصی اضافه میشود فشار بخار مایع تنزل می یابد و به این دلیل که مولکولهایی که در سطح مایع هستند فقط مولکولهای جسم فرار نیستند قابلیت تبخیر مایع کم میشود. در هنگام تقطیر یک مایع خالص چنانچه مایع زیاده از حد گرم نشود درجه حرارتی که در گرماسنج دیده میشود، یعنی درجه حرارت دهانه خروجی، با درجه حرارت مایع جوشان در ظرف تقطیر، یعنی درجه حرارت ظرف، یکسان است.
 
شکل دستگاه تقطیر ساده:
1-  شعله، 2-  بالن ته گرد، 3-  سه راهی تقطیر، 4-  دماسنج، 5-  سرد کننده، 6-  ورودی آب، 7-  خروجی آب، 8-  بالن، 9-  خروج هوا وبخار، 10-   رابط خلاء
درجه حرارت دهانه خروجی، که به این ترتیب به نقطه جوش مایع مربوط میشود، در طول تقطیر ثابت می ماند.
هرگاه در مایعی که تقطیر میشود ناخالصی غیر فراری موجود باشد، درجه حرارت دهانه خروجی همان درجه حرارت مایع خالص است زیرا ماده ای که بر روی حباب گرما سنج متراکم میشود به ناخالصی آلوده نیست. ولی درجه حرارت ظرف به علت کاهش فشار بخار محلول بالا میرود.
 بخش عملی
الف)تقطیر ساده متانول و آب
 در یک بالن ته گرد 100 میلی لیتری مقدار100 میلی لیتر از مخلوط آب و الکل(با استفاده از استوانه مدرج) می ریزیم و برای اطمینان از جوشش آرام (جلوگیری از غلیان محلول)، چند عدد سنگ جوش اضافه می کنیم دستگاه تقطیر ساده را مطابق شکل سوار می کنیم. از ابتدای شروع تقطیر حرارت را به گونه ای تنظیم می کنیم که سرعت تقطیر متعادل باشد اولین قطرات حاصله الکل خالص است که در شرایط (الف)حاصل و جمع آوری می شود. محصول تقطیر (مقطره) را در سه ظرف جدا در محدوده دمایی زیر جمع آوری می نماییم.
از دمای 78 تا 80-82 مقطره را در ظرف (الف) ذخیره کنید.(در این مرحله تغییرات دما آهسته و نا چیز می باشد) از 82 درجه تا 90 درجه مقطره را در ظرف (ب) جمع آوری نمایید. ( تغییرات دما سریعتر و حاصل مخلوط  آب والکل می باشد) از 92 درجه به بعد حاصل آب خالص می باشد که نیازی به جمع آوری نیست.
در آخر هیتر یا مانتل که وسیله ی گرما ساز است خاموش می کنیم.
حجم مایعات جمع آوری شده در هر ظرف را اندازه گیری کردیم:
حجم دردمای85درجه 28سی سی
         حجم دردمای95درجه17سی سی
          حجم باقی مانده در بالن53سی سی


+ نوشته شده در  شنبه بیست و ششم فروردین 1391ساعت 19:1  توسط m.asn  |