شیمی 3 و آزمایشگاه

صفحه 1:


صفحه 2:


صفحه 3:
Perec Ds orcas) (beens 00 ‏آقابابازاده‎ ‏رشته تحصیلی: ریاضی و‎ ‏فيزيك‎ ‏دبير مربوطه: آقاى‎ ‏طاهرنزاد‎ ‏ار‎ ‎12۳ سال13 ‎tone‏ 

صفحه 4:
0 uF 

صفحه 5:
val on 

صفحه 6:
مسا ۷ َال :تغيرات موجود به دو دسته تقسيم مى شوند تغيراتفيزيكئ مانند بخارشدنآ[ب1 تغیراتشیمیاین مانند سوختن‌گاز -2 كاهن ‎eee 9‏ 0 

صفحه 7:
رو 001 107 

صفحه 8:
3- با اعمال ضرایب مناسب برای مولکول تعداداتم های دوظطزف رایکسان می کنیم 0 90 ک ان ومررورن هارا دز دوظرف باهم براترمق ‎BES‏ ‏معادله موازنه شده به صورت زیرمی باشد 71 3 4H20 ۱ = سس تكنه مهام براق موازنه كردن: 1 اول فلزبعدنافلزودرانتها اکسیژن وهیدروزن 2 صرایب معادله‌هوا ۰ ده باندساده ترین وکوچکترین عدد صحیح (عیر فیبتتری) ععک اننند. 

صفحه 9:


صفحه 10:
۶ باساختارج ‎a Ras ed 5‏ ‎ee‏ ee ‎Carer TEC IE‏ را 2 ‏اگراین واکنش همراه بانوروانرژي باشدسوختن نامند. 0 ا ا 

صفحه 11:


صفحه 12:
اد سروكاردار _است دارد؟ 

صفحه 13:
‎Sie Tee‏ ره ۱۳۳۶ ليتيم با ‎Ki‏ ‎ ‎2Li(s)+2H2O0(!) Piet eri ‎+H2(g) ‎xmolH2=23/6 aE aaa ۱ ‏لایر‎ ‎2molkLi ‏فلزليتيم با‎ 5 ‏نشكيل مي شوة؟‎ 1molLi 1molH Panella 57/8 gLix ear 0 9/6gLi 2mol 1۳00۱۳2 1 ‎Li ‎ ‎ 

صفحه 14:
3 :2 لوجه ‎ge EN aL‏ ا ل 00 تعرار آن ها M-NaQH—-—23+16+1=40 Na ‏باس‎ ۳ ‏پا‎ ا ا ل 0 ‎i‏ ا ا ۳ كند. ‎2H2(g)+O2(qhe 2H20‏ دومول هیدروژن با يك مول اکسیژن نزديك شد و دو مول آب ‎Pee Ren SUS rte ct Be teen a emery‏ ‎ere ta‏ ا ا 

صفحه 15:
استوكيومتري درمجلول ها غلظت معمولي: مقرارکرم ماره ی عل شره دریک لیترمملول. بتابراین غلطت هر مول معرف مقرار هاره ى فل شره ررههم مشقصس ازمفلول است ا 0 0 rea ae ‏تعدادمول هاي حل "بير‎ , شده حجم محلولٍ ۷ ‎a‏ ‎ose? Mg (NH3)2.6 5] -1‏ زب حل کنیم غلظ 1 ‎mol ¢. FA‏ ‎cad‏ ا ل 50 "۳ مولي 

صفحه 16:
LOO AORN TPE ae OIC) OLD eae ROL head ۳ 5 500000 8 Ven ra a bef. Dy EEOC AD ey Rea Paar 4NH3+502==_ 4NO+6H20 ۳ ‏جواب‎ ‎00 SES a1 =e ۱ NH3 — ee ee TTP OFAN 5 3 3 

صفحه 17:
۱ ‏ا‎ TC Rel YC ro pple Tepe morn c ry WHS dip ole co lik ee ‏زر کرت‎ غليظ تر درحجمي است كه بايد براي رقيق كردن 1 تفاسير داريم: | 7 99۳۸2 99۳۹2 ‎ee‏ بافطولد .۰ ۲۷۱۲ اسیدکلرپدريك به ‎se ete etre‏ ی ‎Wig‏ نیازاست؟ mivi=m2vz—— 100x1/0=2xV2=V2=5cc 

صفحه 18:
aL ree Bene 

صفحه 19:
واکنش ‎opty)‏ معدودکنناه nen ‏اه‎ Wir ke Ee pe ‏رعايت نمي شوندبلكه بكي ازموادواكتش دهنده ازنسبت:‎ = Cem ‏ا ا ا ا‎ ee ‏ا 0 0 0 50 دهنده ي‎ ais 5-5 ‏اين والتشع لاق تلنير‎ ws Fe) at 2NH3 8گرم ‎TC mor taer ae opr ySe OM eOn ret]‏ کر آمونياك تولید مي گند حال, اگردرون؛ظرگ .انجام واکنش4 گر هیدووژن 30 گرم نینروژن ,وارد»شود ان انجايي بکه "هنیدروژن کمتر ازنسبت 1۱ USL DEE STKE L De TESTE Sup TKS Cie etd MUU EC RTE y TT] | Beyer See CeCe bet Dip ted CUNC Be T VOL vert] Montene UE LT 

صفحه 20:
حال دراین مثال واکنش دهنده محدودکننده را مشخص مي 2۳)5(+۱2)5( ‏سس‎ 2012)5( Zn=2/5g << ‏مول‎ براي حل ال بهتر است ‎state Sisal‏ داشگ با تبدیل کنیم: ‎molzn 83 0/0‏ = 52ج 1۳0012 5/2929 65 .۰ ۰ 165392 9 ۷ - 1۳012 »7/9012 لت < 38 0/0 ۵۱ 2 954 يي ل ‎aN at‏ ام ‎Me‏ ‏سا «پّس: 1x38 0/0= 38 0/0=38/0 A iso SRS Leccics 

صفحه 21:
۱ h lee] hee eee ev) 4 001) 9378. 5 i, ‏استوگیومتری تركيب شره اتد)بنابراين ازهريك از موارمی توان‎ ۱ Or ‏به عنوان همرووکنتره فا برر:‎ 38 0/0۵2۰ =38 0/OmolZnl2 21molZn® : uy EERO trance chiral baie l21molZ 1۳ ا ا ل ا 0 الم ل را با يم 

صفحه 22:
واکنش هاي شيميايي اتفاق افتاده در صنعت ويا آزمایشگاه هميشه آن طور نیست که برروي کاغذ واز نطر تثوري محاسبه مي گرددبلکه هميشه با بازده کمتر از آن :است که ازرابطه زیر مي توان اور بدست آورد بازده عملي ‎<b‏ د ‎100x eee 7‏ ‎ 

صفحه 23:
3 ۳ ‘i Ny 

صفحه 24:
ترموديناميك يكي از ۱ مطالعه شکل هاي مختلف انرژي و تبدیل آن ها په یکدیگر است قوانین با ا ا ا ا 0 216 من ‎cul phi jlail‏ ا ا ل 0 هاي كرمابي كه با درياقت] كرما كار انام مي تند شكل كرفت اما ‎ae‏ رال باه ابا بسیار ثیرومند براي رخدادهاي فيزيکي ‎rent‏ ام ‎Erie rman‏ ن زيادي ‎Ope sv ener pre Sr mor ICC | dale‏ فاون ذا ریسم هاي پرتاب موشك وغیره مي ار ار را ان ین ار 2.قانون دوم ترموديناميك ناظر بر تعيين جهتي است كه انرزي در ‎irvine ry) |‏ ا ا 00 3.قانون سوم اين كه به دماي صفر مطلق (273-) رسيدن ناممكن است. 

صفحه 25:
«ظرفیت: ‎el‏ ويزه داد است که براي ‎eer‏ 3 از ‎ce,‏ اف ‎١‏ امج ا ‎oc UE‏ age ۱9 0 ‏ا‎ y Ee] Ee Pairs V1 bt) OTe moe i Bes ss) ۱ we) PI CRUE STC BF AT=3C q=941 m=275g9r. ۳ 941 ۳ 3 ‏نيا ج77 سح ٩ص کت‎ keV m.AT 3 

صفحه 26:
‎alas cud bo Le jl «gl lune yo JS‏ مولي را خواست براي بدست آوردن آن مي توانیم از اين فرمول استفاده کنیم . ‎ ‏مقدارما > تعدادمول ا دعي جرم اتمي ياجرم مولوكولي 5 است که ما آن رامورد مطالعه قرار ‏مي دهیم. ‎1 ‏سام سم ساق جوات ممصم از سوام كدودر كال یل لرمو اترون‎ AIRS ‏ستتستم مورت نظن مي تاشدازا محتطرفي 55م‎ ‏تكريق ‎lu) po‏ بواره اي که سیستم را ازمحیط پیرامون آن جدا مي کثد را مرز ‏م ا ميعن نا محاري القند 

صفحه 27:
ماده خواصي دارد مثل ۳ حجمي و... آن خواصي که به مقدار ماده تشکیل 0 ‎ANS Oeics‏ 00 ات باخواص مقداری:. موك ‎nets Aa‏ دهنده سرستم بستگی دارد.مثل: جرم و حجم 

صفحه 28:
fal ig ‏جريان زير منم‎ ‏هر ذره موجود در يك سيستم داراي انرزي جنبشي و‎ 0 ‏قانیی لاب ا‎ digo ‏مي شود و اين انرزي دروني يك واکنش شيميايي تفييرمي کند بدین صورت که‎ ‏اولیه خود داراي انرژي دروني معین هستند و پس ازانجام واکنش شيميايي فراورده‎ ۱ PST) فرآورده 1 مواداولیه انرزي دروني فرآورده 52 ل ‎Pa‏ ا تغییر انرژي دروني 

صفحه 29:
E2<E1—> =E2- E1 <0 

صفحه 30:
E2>E1 ———> 6 Ei>0 

صفحه 31:
(Come TCS ees) (Comer 

صفحه 32:
در اینجا 2 حالت وجود لک كه يك سيستم كار انجام مي دهدمثلا دريك بيستون با افزايش ‎cr a eer ces‏ است و مقذاز کار منفي است. icra 5 errs cae ۳ ve ۳ ‏براي‎ براق آن مب ۳۳ ار ار 

صفحه 33:
قانون أول ترمودبناميك؛ تعريف انرزي (روفي؟ مبموع انرزى بتانسيل وجنبشى زرات موبوررریک سیستم. ‎AE= 2 PAV-‏ ‎q \‏ مقدار مساوي آن را مي اریم عال ۰۳۵۷ رابه طرف ریلر تساوی می پریع باتوبه به ا ن که علامت ان ‎AS and‏ q=AE+PAV 

صفحه 34:


صفحه 35:


صفحه 36:
3 سرا Riipeical ae ewe pre Pe 

صفحه 37:
برخي انتالبي هاي مهم: درآن يك جسم مركب از عنا اي سوت مقرار يك هول ماره اى در ‎Bete‏ ‏مثال ۱ ‎Sendo,‏ 0 NOES Cee ne anne ‏ز اطلاعات داده شده‎ ل ومع 2602+310120 5/393 

صفحه 38:
[2 AH° CO2+3 AH® H20] - [1 AH° C2H50H+3 للف يواه 06 0 = اسب وگزنا 3 4 بر جح ae PAG ol 9 Pei eee pee vee a ETRE Rey Se |. See ‏ن انتاليب‎ ae PGRN) ‏آء شدن يك بخار با منفق‎ Ae ‏أست!‎ ea operon sie) ‏رع‎ 

صفحه 39:


صفحه 40:
نکته 1 سلستن بيوذر هميشه همراه بالرفتن انرى مى باشرورنتيفه ‎٩‏ ‏اسث. 2 rat 2, Ape 5 ۳ a a. 7 7 1 711111101000 O Lata CoM PCIe LL LOMO CCL ROM CR BLE EOE 7 000 

صفحه 41:


صفحه 42:


صفحه 43:
آسزويي وتعیین جهت پبشرفت واکنش هاي شیميابي؛ انرزي يك سیستتم درجریباق واکنش هاي شيميايي انجام یافته ثابت باقي مي ماند ووتنها کشک "است از نی فص ‎ee il! Goce, ool‏ ند بسيارزي”از تغييراقاي فيرتكييهو شيميابي >29 ‎a1‏ خود و در جهت معيني روي مي ‎cas‏ و ‎MN my‏ غك ‎ORE COM‏ دای موی از کاز فش و رال بای وانه بهظوراتبیعی مب تیغ‌رانیساط و پراکنده ال ار ا ۱ از نم کرد ‎GABP Caio ii eile aes‏ شود و عکس آن امکان پذیر نمي باشد انتزويي: مقدار بي نظمي يك سیستم یا بي نظمي مولكولي آن سیستم را انتراؤتي مي كويند. 

صفحه 44:
تعییرات به سمت افزایش بی ‏ ا مي کند. انترويي نیز مانند انتالبي تابع حالت 

صفحه 45:
« +— AH> 3 2-۵ تج 7 و انتروپي 9 ,49+ ی( ۱ 

صفحه 46:
عامل گرمازا بودن و افزايش انتروپي در يك واکنش در کنار قرار بگیرند این دو عامل براي پیشرفت واکنش عامل مساعد مي باشد و ‎Peres Ibe ar Varese reas)‏ 0 [۱ weer yee TU pee Me TRCPr Ya bE SCMe CCC Isc I NENT) PML S i ee Me eT yr Ns CEA DeY MUST ST IE SCS POU ee ‏ل‎ CBCRP) RPS eric ‏ا ا ااا‎ ‏بالا‎ 

صفحه 47:
محلول ها 

صفحه 48:


صفحه 49:
حالت فيزيکي اجزاي سازیژه هیدروژن ‎eee‏ ‏صفحه یاامالگام انواع لت جامر 

صفحه 50:
فار؛ گار بسپاري از موادبا نو به فشاز و دماي آن می توانند به صورت گاز, امد و مات باشند به هر گدام از این شکل هاي فيزيكي يك فاز مي گویند ؟ ب#إعبارتي مي توان كفت: 1 1 فاز را بخشي از ماده درنظركرفت كه تمام رح وخواص‌فیز! ‎Ol‏ #رکیب را درخود حل مي كند. عازن ‎ce ESS‏ كلان حل ميوينيود. ‏ع 

صفحه 51:


صفحه 52:


صفحه 53:
غلظت و روش هاي اد 5-5 ۱ EI) PUT) etl ee Otel Dee) CHU C TIS] DCIS ‏ا ا‎ es ۴ هركاة مقذار معيين و مشخص از يك تركيب پآ 7 910 ‎eee ee See eee)‏ ماده ‎ee x100‏ درصدجرمي - 2 

صفحه 54:


صفحه 55:
تعداد زيادي واكنش هاي امحلول آبي صورت مي كيرد و در جنين مواردي بايد معا وأزنه رذ 

صفحه 56:
0 So 0 0 1 aw. CA Oe ENE LAO معلول ىله جريان برق را از قور عبور تمى رهر و ررصر تَقُليك ‎Gyae OT yy 9 cowl 2‏ به ُلل موللولی مل شره م" ‎dk ie OL‏ 0 

صفحه 57:
خواص کولوگانیو محلول ها ", ‎essepresciery‏ ار ارت ان نان نقطه جوش به دلیل وجود ذرات حل شونده در بین حلال مي باشد اين دسته إن حَوْاصُ فيزيكي مثل تفظه حزان نقطه الجها ,2 ‎BE es‏ ‎ONE elo OR I ees an‏ را قد را خواص کولوگاتیو می نامند. . ... . ‏ار بخار: فشاري که مولکول هاي بخار يك مایع در بالاي آن دارند ‎i‏ قدار آن به تعداد ‎ee‏ ‎ ‎cm ‎ ‎ 

صفحه 58:


صفحه 59:
گاه يك ماده را درپيك حلال خل کنيم به آندازه ذرات اده حل شونده مخلوظ هاي بدشت آمده با هم فزق ۱ ‏ال ی‎ EBay Mas) ‏وچك است و نور را پخش نمي کند و همچنین پس از مدتي نیز ته‎ ‏شین/_نمي شوند محلول گویند؛‎ ا ل ل رب هم نمي شوند , کلوپید گویند. 

صفحه 60:


صفحه 61:


صفحه 62:
۷ Cre 5-6 2 

صفحه 63:
روش هاي جداسازي اجزاي ‎a,‏ ‎Co‏ (فائق آمدن بر ‎Flos‏ 

صفحه 64:
‎ym cee‏ ا ا 2 0ت ‎(<a ee‏ ‏جامدازمایع: ید از ‏اب ‏استخر و ‎PAR‏ ‏ای ‎evita‏ 3 زاز كاز: بخار اب از هيدروزن صفحه وی اي كي ‎igi‏ 

صفحه 65:
aa Trim) 

صفحه 66:
بایان 

بسم الله الرحمن الرحیم موضوع :آموزش ( شیمی 3و آزمایشگاه) گرد آورنده :محمد صادق آقابابازاده رشته تحصیلی :ریاضی و فیزیک دبیر مربوطه :آقای طاهرنژاد آموزشگاه :نمونه دولتی امام حسین (ع) سال13 91 بخش1 بخش 2 بخش 3 فه س رت واکنش های شیمیایی و استوکیومتری ترمودینامیک شیمیایی محلول ها وا ش اهی شی م ی یا ی :تغیرات موجود به دو دسته تقسیم می شوند تغیرات فیزیکی :مانند بخارشدن آب 1- تغیرات شیمیایی :مانند سوختن گاز 2- فیزیکی شیمیایی )H2O(S )CO2(g)+H2O(g کاهش دما )H2O(L )CH4(g)+O2(g -1 دریک ترکیب یامولکول نسبت اتم ها ثابت می باشد 1CH4+2O2 1CO2+2H2O ‏C ___ ‏O معادله ‏C3H8+O2 ‏CO2+H2O :زیررادرنظربگیرید -2 (  -3با اعمال ضرایب مناسب برای مولکول تعداداتم های دوطرف رایکسان می کنیم 3CO2+H2O ‏C3H8+O2 4تعداداکسیژن وهیدروژن هارا در دوطرف باهم برابرمی کنیممعادله موازنه شده به صورت زیرمی باشد 3CO2+4H2O ‏C3H8+5O2 برای موازنه کردن: .1اول فلزبعدنافلزودرانتها اکسیژن وهیدروژن .2ضرایب معادله موازنه شده بایدساده ترین وکوچکترین عدد صحیح(غیر کسری) ممکن باشد. 1. تركيب تجزیه 2. سوخت3. جانشين4. ن ي یگانه دوگان دوياچندماده با هم تركيب مي شوند و تركيباتي باساختارجديد مي سازند ‏NH3+HCL ‏NH4CL واكنشي كه يك ماده به مواد ساده تر تقسيم مي شود ‏CaCO3+Q ‏CaO+CO2 واكنشي كه درآن اكس‍يژن شركت داشته باشد را اکسایش می نامند اما اگراين واكنش همراه بانوروانرژي باشدسوختن نامند. 2mg+O2 2mgO + Fe+CuSO4 Cu+FeSO4 + HCL+NaOH NaCL+H2O استوكيومتري بخشی ازشيمي را شامل مي شودكه با نسبت بين هاي كمي عنصرها درتركيبات و نيز ارتباط مواد شركت كننده در واكنش هاي شيميايي سروكاردارد درواكنش زير: __ 2 1 2mg 16گرم گوگرد چند مول اتم دارد؟ 2mg+O2 1 molS 16gS×—————= 0.5 molS 32 gS ليتيم با ‏mol 23/6با درواكنش ‏H2 چندمول -1درواكنش زير آب تشكيل ميگردد؟ )2LiOH(aq )2Li(s)+2H2O(l )+H2(g 1molH _______×xmolH2=23/6 molLi = molH2 12/3 2 2molLi -2چندگرم H2 گاز تشكيل مي شود؟ ‏gr 57/8 كامل دراثرواكنش 0 2molH =7/1 gH2 1molH2 1 2 × 1molH 2 2mol ‏Li × فلزليتيم با 1molLi ×57/8 gLi 0 9/6gLi 23+16+1=40 ‏H ‏o ‏M NaOH ‏Na همان طور كه درواكنش زيرمشخص است 4گرم هيدروژن با 32گرم اكسيژن واكنش مي دهد و 36گرم آب توليد مي كند. )2H2(g)+O2(g 2H2O دومول هيدروژن با يك مول اكسيژن نزديك شد و دو مول آب توليد مي كند يا اين كه دو حجم اكسيژن تركيب شده و دو حجم آب توليد مي كند. : تعدادمول هاي حل n غلظت =M شده حجم محلول v معمولي برحسب ليتر -1اگر Mg (NH3)2 ، 6 را در 4ليترآب حل کنیم غلظت مولی چقدراست؟ mol ‏n = Mغلظت = 6 = 5/1 mol/Lit ‏m مولي 4 4NH3+5O2 4NO+6H2O 7litNH3× 6Lit H2 O 4Lit NH3 =42 4 5Lit 7LitNH3× O2 4LitNH =3 5 4 3 =5/10lit H2O = 9/8 LitO2 محاسبات مربوط دريك محلول رقيق تعداد مول هاي حل شونده برابرحاصلضرب غلظت مولي درحجم ان است اين تعداد مول برابرحاصلضرب غلظت مولي محلول غليظ تر درحجمي است كه بايد براي رقيق كردن برداشته شود با اين تفاسير داريم: = m1 v 1 ‏m2 v 2 100c براي تهيه cآن 2moL/ Litنيازاست؟ 1/0moL/ محلول ‏Lit 100×1/0=2×v2=v2=5cc اسيدكلريدريك به چندسي سي ازمحلول ‏m1v1=m2v2 درموقع انجام واكنش هاي شيميايي اغلب نسبت هاي استوكيومتري رعايت نمي شوندبلكه يكي ازموادواكنش دهنده ازنسبت موردنظر(دربخش تئوري)كمترويابيشتراست كه دراين صورت اين ماده ي واكنش دهنده رابه ترتيب محدودكننده و يا واكنش دهنده ي اضافي مي نامند. : 2NH3 ‏N2+3H2 28گرم از نيتروژن با 6گرم هيدروژن به طور كامل واكنش داده و 34گرم آمونياك توليد مي كند حال اگردرون ظرف انجام واكنش 4گرم هيدروژن با 30گرم نيتروژن وارد شود از آنجايي كه هيدروژن كمتر ازنسبت استوكيومتري مي باشد واكنش دهنده محدودكننده و نيتروژن با توجه به بيشتر بودن نسبت استوكيومتري واكنش دهنده اضافي ناميده مي شود. حال دراين مثال واكنش دهنده محدودكننده را مشخص مي كنيم: ‏Zn=2/5g )ZnI2(s )Zn(s)+I2(s ‏I2=9/7g براي حل مساله بهتر است ابتدا جرم هاي داده شده رابه مول تبديل كنيم: 1molZ 5/2 ‏molZn __________×5/2gZn ________ = = 83 0/0 ‏n65gZ 65 ‏n 1molI2 7/ __________×7/9gI2 =_______ = 38 0/0 mol I2 9 254 254gI2 حال مي توانيم ماده محدودكننده راتعيين كنيم با توجه به اين كه به I2 ازاي هرمول فلزروييك مول موردنياز است پس: 1×38 0/0= 38 0/0=38/0 محاسبه مقدار ماده ي توليد شده براساس ماده ي :محدودكننده 1molZnI ___________×38 0/0molZn =38 0/0molZnI2 21molZn 38 0/0molZnI2319 _________× ‏grZn =12/12grZnI2 ‏I21molZ ‏nI2 اگر بعد از تبديل جرم به مول دو واكنش دهنده ها مساوي نبودند واكنش دهنده اي محدود كننده است كه مقدار بدست آمده از تبديل جرم به مول آن كمتر باشد. واكنش هاي شيميايي اتفاق افتاده در صنعت ويا ازمايشگاه هميشه آن طور نيست كه برروي كاغذ واز نظر تئوري محاسبه مي گرددبلكه هميشه با بازده كمتر از آن :است كه ازرابطه زير مي توان آن را بدست آورد بازده درصدي واكنش = ×100 ترموديناميك يكي از شاخه هاي علوم تجربي است كه موضوع اصلي آن مطالعه شكل هاي مختلف انرژي و تبديل آن ها به يكديگر است قوانين ترموديناميك كه از نظر استواري وجامع بودن كمتر همتايي در بين ساير قوانين علمي دارند از جمع بندي پژوهش هاي تجربي زيادي حاصل شده انداز نظر تاريخي ترموديناميك در آغاز براي مطالعه و بهبود كار ماشين هاي گرمايي كه با دريافت گرما كار انجام مي دهند شكل گرفت اما امروزه از آن به عنوان وسيله ي بسيار نيرومند براي رخدادهاي فيزيكي و شيميايي و تغيير انرژي وابسته به آن ها استفاده مي شود درحال حاضر مهندسان زيادي با استفاده از قوانين ترموديناميكي مشغول طراحي ماشين هاي درون سوز سيستم هاي پرتاب موشك وغيره مي باشند. .1قانون اول ترموديناميك يا همان قانون بقاي انرژي .2قانون دوم ترموديناميك ناظر بر تعيين جهتي است كه انرژي در آن خود به خود از جايي به جاي ديگر جريان مي يابد. .3قانون سوم اين كه به دماي صفر مطلق ( )-273رسيدن ناممكن است. ظرفيت گرمايي: ظرفيت گرمايي ويژه مقدار گرمايي است كه براي افزايش دما يك گرم از جسمي به اندازه ي يك درجه سلسيوس موردنيازاست. مقدارگرماي =ظرفيت گرمايي ويژه مبادله شده جرم جسم × تغييردما ‏q =C ‏m.ΔT 175گرم آهن جهت افزايش دمابه اندازه 3درجه سانتي گراد به معادل 941ژول نيازداريم ظرفيت گرمايي ويژه اين عنصر رابدست آوريد؟ ‏m=275gr ‏j/gr ‏c =792/1 ‏q=941 941 =c ×175 3 ‏q ‏ΔT=3C ‏m.ΔT =C اگر درمساله اي از ما ظرفيت گرمايي مولي را خواست براي بدست آوردن آن مي توانيم از اين فرمول استفاده كنيم . مقدارما ________________= تعدادمول ده ياجرم جرم اتمي مولوكولي سیستم و محیط پیرامون آن آن قسمت از جهان است كه ما آن رامورد مطالعه قرار مي دهيم. تمام قسمت هاي جهان به غير از سيستم كه درحال تبادل جرم و انرژي با سيستم مورد نظر مي باشد را محيط مي گويند. ديواره اي كه سيستم را ازمحيط پیرامون آن جدا مي كند را مرز سيستم می نامند كه ممكن است حقيقي يا مجازي باشد. ماده خواصي دارد مثل :جرم -حجم -فشار -دما -جرم حجمي و... آن خواصي كه به مقدار ماده تشكيل دهنده ي سيستم ندارد (به كميت بستگي ندارد) مثل ظرفي بستگي گرمايي ويژه به مقدارماده تشكيل دهنده سيستم بستگي دارد.مثل :جرم و حجم هر ذره موجود در يك سيستم داراي انرژي جنبشي و پتانسيلاينمي باشد براي ذره هاي تشكيل دهنده يك سيستم انرژي دروني ناميده انرژي ها مجموع مي شود و اين انرژي دروني يك واكنش شيميايي تغييرمي كند بدين صورت كه مواد اوليه خود داراي انرژي دروني معين هستند و پس ازانجام واكنش شيميايي فراورده ها نيزداراي انرژي دروني معين مي باشد. فرآورده انرژي دروني فرآورده E2 مواداوليه E1انرژي دروني مواداوليه ‏ΔE= E2- E1 تغيير انرژي دروني انرژي ‏E1 حالت آغازي ‏E2<E 1 ‏ΔE<0 ‏E2 حالت پاياني انرژي سيستم كاهش مي يابد ‏ΔE=E2- E1 <0 ‏E2<E1 سطح انرژي انرژي حالت پاياني ‏E2>E1 >ΔE 0 حالت آغازي سطح انرژي انرژي سيستم افزايش مي يابد ‏ΔE=E2- E1>0 ‏E2>E1 انرژي دروني از رابطه زير بدست :مي آيد =q كار=W ‏ΔE= q+w گرما حجم افزايش يابد(هنگام =W<0انبساط) =كارانجام شده ‏W=-PΔV كاهش حجم در اينجا 2حالت وجود دارد: الف) هنگامي كه يك سيستم كار انجام مي دهدمثال دريك پيستون با افزايش )(ΔV>0 است و مقدار كار منفي است. رود در نتيجه حجم پيستون باال ب) هنگامي كه محيط روي سيستم كارانجام مي دهد (باكاهش حجم ومقدار كار مثبت است. (ΔV<0بيايد) در نتيجه پسشتون پايين ) براي تغيير انرژي دروني سيستم با 2روش آشناشده ايد: با انجام كار .2با انتقال گرما 1. براي ان مي توانيم اين نموداررارسم كنيم: + - - + PΔV- ‏ΔE= +W ‏q مقدار مساوي آن را مي گذاريم -PΔV ‏q=ΔE+PΔV معموالواكنش هاي شيميايي به يكي ازدو صورت حجم ثابت ويا فشارثابت انجام مي پذيرد. الف)چون حجم ثابت است ب)چون فشارثابت است وتغيير حجم خواهيم داشت بنابراين ‏H گيرند. مي انتالپي يا با برابر را ‏E+pv ‏qp=ΔH ‏qv=ΔE ‏Δv=0 ‏qp=ΔE+P مقدارگرماي مبادله شده درفشارثابت راگرماي واكنش ويا تغييرانتالپي واكنش مي نامند. انتالپي مانند انرژي دروني تابع حالت است وبه مسيرانجام واكنش ارتباطي ندارد. – ΔH=H2 : ‏H1 ‏ΔV مودارانتالپي: ‏ΔH<0 اگرواكنش گرماده باشد مي شود و نمودار به اين صورت است: مواداولي ه فرآورد ه اگرواكنش گرماگيرباشد>ΔHاست 0 <ΔH 0 سطح انتالپي فراورد ه مواداول يه >ΔH 0 سطح انتالپي يك واكنش استاندارد واكنشي است كه در آن واكنش دهنده ها به حالت استاندارد به محصوالت تبديل مي شوند. لت استاندارد چيست؟ شرط اين كه يك واكنش دهنده يا يك محصول به حالت استاندارد باشد برحسب گاز مايع جامد و يا يك محلول فرق مي كند. الف)حالت استاندارد يك واكنش دهنده يا يك محصول گازي شكل آن است كه خالص باشد و فشار آن 1اتمسفر باشد ب) حالت استاندارد يك واكنش دهنده يا يك محصول محلول آن است كه غلظت آن يك مول بر ليتر باشد. ج) حالت استاندارد يك واكنش دهنده يا يك محصول مايع يا جامد آن است كه به حالت خالص باشد. مثال :انتالپي سوختن اتانول را با استفاده از اطالعات داده شده محاسبه كنيد: ‏ΔH°C2H5OH=-7/2 ‏C2H5OH+3O2 ‏ΔH° O2 77 2 ‏CO 2 + 3 ‏H 2 ‏O =0 =ΔH°CO2 ‏ΔH° -5/393 ‏H2O=-8/241 [2 ΔH° CO2+3 ΔH° H2O] – [1 ΔH° C2H5OH+3 ]ΔH° O2 =]ΔH°=[2×5/393-))+3×)-8/241)]-[1×7/277-))+3×0 منفي است وگرما زا است ‏ΔH°= -7/1234 وقتي تغيير فيزيكي مورد نظر شرايط استاندارد انجام شود به تغيير انتالپي وابسته به آن انتالپي استاندارد آن تبديل يا تغييرحالت فيزيكي گويند. نكته: انتالپي مايع شدن يك بخار با منفي انتالپي تبخيرآن مايع در دماي يكسان مساوي است. تبخي ر مايع شدن A—B درتفكيك پيوندي مثل مي )A(g ‏B(gآن گونه هاي شود و از ) —A پيوندكوواالنسي ميان Bبدست مي آيد. و ‏ΔH A—B ° )+A(g) B(g ‏CL—CL+240KG باتوجه به واكنش به مقدارعددي )2CL(G انتالپي تفكيك گويند. 240kيه مقدارعددی ‏g شكسته —A ‏B ΔH° مي توان از 2راه تعيين نمود: نمونه هايي از مواد واكنش دهنده رادر شرايط مناسب برهم اثر داده و سپس گرماي حاصل از آن را روي تغييردماي خوانده شده وظرفيت حساب محتوي آن گرماي وظرف رويواكنش مخلوط گرمايي كنند.مطالعه ميمورد واكنش انتالپي حساب شده ودرپايان از راتعيين مي كنند. از آنجايي كه نمي توان تمام واكنش هاي انجام يافته در طبيعت را توسط روش مستقيم اندازه گيري انتالپي نمود بنابراين براي محاسبه تغيير انتالپي وابسته به انجام واكنش هاي شيميايي مي توان ازروش هايي چند بهره گرفت. هنري هس شيميدان وفيزيكدان سوئيسي-روسي تبار درسال 1840از راه تجربه دريافت كه گرماي وابسته به يك واكنش شيميايي به راهي كه آن واكنش انجام مي پذيرد ارتباطي ندارد و يا اين كه مستقيم از راه است. (بنابراين مي توان دريافت كه انتالپي يك تابع حالت است وفقط به حالت آغازي و پاياني بستگي دارد و نه مسير انجام واكنش) انرژي يك سيستم درجريان واكنش هاي شيميايي انجام يافته ثابت باقي مي ماند و تنها ممكن است از شكلي به شكل ديگر در آيد و يا آنكه بخشي ازسيستم به بخش ديگر آن جريان يابد. بسياري از تغييرهاي فيزيكي و شيميايي خود به خود و در جهت معيني روي مي دهند مثل سوختن گاز متان و هرگز واكنش عكس آن ديده نمي شود. يك نمونه از گاز فشرده در يك استوانه به طور طبيعي ميل به انبساط و پراكنده شدن دارد و هميشه گرما ازجسم گرم تربه جسم سردتر منتقل مي شود و عكس آن امكان پذير نمي باشد. انتروپي: مقدار بي نظمي يك سيستم يا بي نظمي مولكولي آن سيستم را انتروپي مي گويند. نكته: هميشه تغييرات به سمت افزايش بي نظمي يا افزايش انتروپي ميل مي كند .انتروپي نيز مانند انتالپي تابع حالت است. هرگاهS2>S1 شده است. هرگاهS2<S1 تر شده است. نکته: <ΔS شود نتيجه مي 0 نتيجه مي>ΔS شود 0 ‏ΔS=S2S1 يعني سيستم بي نظم تر يعني سيستم منظم هرگاه تعداد مول های يك واكنش بيشتر شود به معني اش آن است كه واكنش به سمت بي نظمي مي رود. تعيين پيشرفت واكنش هاي شيميايي: تعيين جهت در يك واكنش شيميايي بستگي به 2:عامل دارد . 1انتالپي .2انتروپي واكنش >ΔH انتالپ1. گرماگير 0 واكنش ‏ΔH<0 ي گرمازا انتروپ2. ي افزايش انتروپي(افزايش بي نظمي) كاهش انتروپي(كاهش بي نظمي) عامل گرمازا بودن و افزايش انتروپي در يك واكنش در كنار قرار بگيرند اين دو عامل براي پيشرفت واكنش عامل مساعد مي باشد و در نتيجه خود به خود است مثل سوختن گاز بوتان ولي اگر عكس گرمازا بودن به همراه كاهش انتروپي و يا عامل گرماگير بودن به همراه افزايش انتروپي در يك واكنش كنار هم قراربگيرند (يعني يك عامل مساعدوديگري نامساعد) واكنش تحت شرايط معيني خود به خودمي گردد مثالدر دماهاي پايين يا دما هاي باال اولين تقسيم بندي مواد آن است كه مواد را به دو دسته خالص و ناخالص طبقه بندي مي كنيم: عنصر موادشيمياي ي خال ص ناخال ص تركيب همگن(محلو ل) ناهمگ ن عنصر:فقط از يك نوع اتم تشكيل تركيب :آن دسته از موادكه از دو يا چند نوع اتم شده اند. تشكيل شده اند. همگن :تنها يك فاز دارد و نمي توان اجزاي تشكيل دهنده آن را تشخيص داد. ناهمگن :چند فازي است و مي توان اجزاي تشكيل دهنده آن را تشخيص داد. حالت فيزيكي محلول حالت فيزيكي اجزاي سازنده محلول گازدرگاز مايع درگاز جامددرگاز گازدرمايع مايع درمايع جامددرمايع گازدرجامد مايع درگاز جامددرجامد مثال هوا بخار آب درهوايد درنيتروژن نوشابه گازدار الكل درآب يددرالكل هيدروژن درپاالديم درنقره جيوه صفحه ياامالگام دندانپزشكي انواع آلياژها مثل فاز بسياري از موادبا توجه به فشار و دماي آن می توانند به صورت گاز، جامد و مايع باشند به هركدام از اين شكل هاي فيزيكي يك فاز مي گويند يا به عبارتي مي توان گفت: فاز را بخشي از ماده درنظرگرفت كه تمام آن از نظرتركيب شيميايي « » بخشي از يك تركيب را درخود حل وخواص فيزيكي :يكسان باشد. مي كند. : بخشي است كه در حالل حل مي شود. الف :مشابه بودن نيروهاي بين مولكولي ب :عامل افزايش بي نظمي ج :تشكيل پيوندهيدروژني -1حل شدن مايع درجامد:با افزايش انتروپي همراه است زيرا ذره هاي تشكيل دهنده يك جامد بلوري آرايش بسيار منظمي دارند و در اثرحل شدن ذره ها از هم جدا شده تحريك و آزادي عمل آن ها بيشترمي شود. -2حل شدن مايع درمايع :در جهت افزايش انتروپي است زيرا دو مايع كه در يكديگرحل مي شوند نسبت به دو مايع جدا از يكديگر بي نظمي بيشتري دارند. -3حل شدن گازدرمايع :با كاهش انتروپي همراه است زيرا بين ذره ها درحالت گازي جاذبه ناچيزي وجود دارد و از اين رو ذره ها آزادي عمل بيشتري دارند. غلظت :مقدار ماده حل شونده در مقدار معيني حالل يا مقدار ماده ي حل شونده ي موجود در مقدار معيني حالل را غلظت می نامند. روش هاي بيان: درصدجرمي :هرگاه مقدار معيين و مشخص از يك تركيب را در آب و حالل ديگري حل نماييم درصد جرمي به صورت زير تعريف مي شود: ×100 جرم ماده حل شونده جرم محلول درصدجرمي = غلظت معمولي :مقدار ماده حل شونده برحسب گرم در يك ليتر محلول را C نمايش مي دهند غلظت معمولي مي نامند و با مقدارگرم ماده ي حل = C------------------------- حجم محلول به شونده ليتر غلظت مولي :مقدار ماده حل شونده برحسب مول در يك ليتر ‏M نشان مي دهند. محلول را غلظت مولي و با = تعدادمول هاي حل ‏M-----------------------------شونده حجم محلول(ليتر) تعداد زيادي واكنش هاي شيميايي در محلول آبي صورت مي گيرد و در چنين مواردي بايد معادله ي موازنه شده مبناي محاسبه هاي كمي محلول قرار گيرد استوكيومتري واكنش ها برحسب مول تفسيرمي شود بنابراين اين نخستين مرحله در اين گونه مسائل تبديل اطالعات مسئله به مول است. الكتروليت :محلولي كه بتواند جريان برق را عبور دهد و ذرات يون وجود دارد. غيرالكتروليت :محلولي كه جريان برق را از خود عبور نمي دهد و ذرات يون در آن وجود ندارد و ماده حل شونده در آن به صورت مولكولي حل شده و نه به صورت يونيزه مثل گلوكز الكتروليت ها از نظر رسانايي الكتريكي به 2دسته قوي و ضعيف تقسيم مي شوند: نقطه جوش محلول آب نمك از آب خالص بيشتر است اين افزايش نقطه جوش به دليل وجود ذرات حل شونده در بين حالل مي باشد اين دسته از خواص فيزيكي مثل نقطه جوش نقطه انجماد -فشار بخار و ...كه مقدار آن ها براي حالل درحالت محلول خالص تفاوت مي كند را خواص كولوگاتيو می نامند. فشار بخار :فشاري كه مولكول هاي بخار يك مايع در باالي آن دارند فشار بخار می نامند و مقدار آن به تعداد مولكول هاي حالل در سطح بستگي دارد. نكته: آب خالص در صفر درجه سانتي گراد يخ زده و در100درجه سانتي گراد مي جوشد در حالي كه اگر به اين مقدار آب خالص مقداري نمك طعام بيفزاييم هم نقطه جوش افزايش مي يابدوهم اين كه نقطه انجمادكاهش مي يابد به دليل ذرات نمك طعام دربين مولكول هاي آب قرار مي گيرد و باعث چنين عملي مي شود. هر گاه يك ماده را در يك حالل حل كنيم به اندازه ذرات هاي بدست آمده با هم فرق ماده حل شونده مخلوط مي كند. محلول :به اين دسته ازمخلوط ها كه اندازه ي ذرات آن ها بسيار كوچك است و نور را پخش نمي كند و همچنين پس از مدتي نيز ته نشين نمي شوند محلول گويند. كلوييد :به اين مخلوط ها كه نور را پخش مي كند و در ضمن ته نشين هم نمي شوند كلوييد گويند. گاهي برخي از تركيبات همانند كلوييد نور را پخش مي كند اما برخالف كلوييد پس از مدتي ته نشين مي شوند اين مخلوط هاي ناهمگن را كه پس از مدتي ته نشين مي شوند سوسپانسيون گويند. سوسپانسيون ها پايدار نيستند و فاز جامد درون آن ها تمايل به ته نشين شدن دارد به همين دليل است كه در روي برخي از شربت ها اين جمله نوشته شده است :پيش ازمصرف شيشه راخوب تكان دهيد م خلو ع ط نو م ح ل ل و ك ل و يي د سو س س پ يو ان ن اندا زه ذرا ت ته نشين ي ذره ها عبورذره هاازكاغذ صافي پخش نور خواص كلوييدها: اثرتيندال(پخش نور) حركت براوني روش هاي جداسازي اجزاي مخلوط الف) روش صرف انرژي(فائق آمدن بر نيروهاي ميان مولكولي اجزا محلول) ميعان: تبخير: تصعيد: تبلور: تقطي :ر ساده :الكل از آب درخال :غليظ كردن شيره قند جز به جز :تقطير نفت خام با بخارآب :استخراج عطروگالب ب) روش واردكردن يك حالل جديد (تغيير اثر نيروهاي مولكولي حاكم به كمك حاللي مخصوص) استخر اج كروماتوگرا في جامدازمايع :يد از آب مايع ازجامد :روغن كشي از تفاله داغ روغني گاز از گاز :بخار آب از هيدروژن صفحه اي ستون ي ج) سانتريفوژ :مثل جدا ساختن رسوب ازمحلول فازساكن :فازي كه بدون حركت است. فازمتحرك :فازي كه پيوسته در حال جريان است و مواد جدا شونده را از روي فاز ساكن عبور مي دهد.