X
تبلیغات
بیماریهای گیاهی - شیمی نقطه ذوب

بیماریهای گیاهی

بیماریهای گیاهی

شیمی نقطه ذوب

 

هدف:اندازه گيري ثابتهاي فيزيكي و برخي روشهاي جداسازي، تخليص و شناسايي تركیب ها

 

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). دراثرجذب انرژي،آرايش منظم ذرات دريك تركيب جامدوبلوري به آرايش نامنظم(حالت مايع) تبديل ميشود. اين عمل راذوب مي گويند.در تمام مدت ذوب درجه حرارت ثابت میماند و در این درجه حرارت دو فاز در حال تعادل هستند. اگربه مخلوط مايع وجامد يك جسم خالص گرمابدهيم، تاوقتي كه تمام جامدبه مايع تبديل نشود،دماي جسم بالا نميرود. وچنانچه گرم كردن متوقف شود،تازماني كه تمامي مخلوط جامد نشده است،دماپائين نميرود.

زمانیکه یک جامد در اثر حرارت ذوب میگردد با پدیدارشدن مایع بین مایع و جامد تعادل برقرار می گردد و ادامه گرما باعث تبدیل جامد به مایع می گردد. معمولا ماده الی خالص دارای نقطه ذوب معین و بسیار سریع می باشد. پديده ذوب وقتي روي مي دهدكه انرژي گرمايي برنيروهاي بين ملكولي كه ذرات رادرحالت جامد نگه مي دارند فايق آيد.

برخي ازجامدات آلي دردماي ذوب شدن يا پيش ازآن بر اثر گرما تجزيه ميشوند. دراين صورت مي توان به جاي نقطه ذوب دماي تجزيه را به عنوان يك خاصيت فيزيكي مورد استفاده قرارداد. بعضي ازموادفشاربخاربالايي دارند،به طوري كه درنقطه ذوب خود يا پيش ازآن تصعيدميشوند. دراینگونه موارد تعیین نقطه ذوب درلوله دربسته انجام میشود.

فشار بخار جامد ↔ فشار بخار مایع

عوامل موثر بر نقطه ذوب:

1.افزایش فشار باعث کاهش نقطه ذوب می شود.

2. اثر ناخالصی بر نقطه ذوب: وجود ناخالصی باعث کاهش نقطه ذوب می شود.

قانون رائول: افزایش ناخالصی باعث کاهش فشار بخار مایع می شود.

دامنه ذوب، دمائی است که ترکیب شروع به مایع شدن میکند تا دمایی که به طور کامل مایع میشود. ترکیب خیلی خالص دامنه ذوب 5/0 درجه یا کمتر دارد. دامنه ذوب ترکیبات خالص معمولی 2-1 درجه است. خلوص ترکیب از دو طریق مشخص میشود: اول اینکه ماده خالص تر نقطه ذوب بالاتری داردودیر ذوب می شود، دوم اینکه ماده خالص تر دامنه ذوب کمتری دارد یعنی بین درجه حرارت شروع و پایان ذوب اختلاف کمتری وجود دارد. ناخالصی از طریق کاهش پتانسیل شیمیایی موجب کاهش نقطه ذوب می شود. اما از همه مهمتر، دمای ذوب یك ماده به غیر از وجود ناخالصی به نیروهای بین مولكولی در آن ماده بستگی دارد.

وجود مقدار کم ناخالصی نقطه ذوب را تغییر می دهد لذا داشتن نقطه ذوب جسم خالص ونتیجه حاصله از یک ازمایش خلوص جسم را تعیین می کند.

یکی از متداول ترین روش ها، 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 درآن اولین ذرات نمونه شروع به ذوب می کنند و تا زمانی که تمامی توده بلور ذوب شود ادامه می یابد که به آن دامنه ذوب (melting point)می گویند. 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 هم زده میشود، شروع شده و به وسایل کاملی میرسد که با الکتریسیته گرم میشود و بطور مکانیکی به هم میخورد.

ما در آزمایشگاه ازحمام روغن استفاده کردیم وآن را درون شوف بالن قرار دادیم .

دستور كار: مقدار كمی از تركیب جامد را به صورت پودر نرمی درمی آوریم که ما آن را در آزمایشگاه به صورت پودر شده داشتیم. یك لوله مویین به طول حدود 10 سانتیمتر برمی داریم و یك انتهای آن را با استفاده از شعله مسدود كنید. انتهای باز لوله را در توده نرم شده فرومی كنیم تا مقداری از آن داخل لوله شود(معمولا 3-2میکروگرم). یك لوله شیشه ای را كه ابتدا و انتهای آن باز است به طور عمودی روی میز قرارمی دهیم و لوله مویین را از سمت انتهای بسته در آن رها می كنیم. لوله مویین را به كمك یك نخ به دماسنج متصل می كنیم  به طوری كه انتهای لوله مویین و بخش جیوه ای دماسنج هم تراز شوند. اكنون دماسنج و لوله مویین را به وسیله نخی که در انتهای دماسنج قرار دارد به پایه وصل می کنیم و دماسنج و لوله مویین را  در داخل حمام روغن  درون لوله تیل داخل شوف بالن  قرار می دهیم. بهترین منطقه ای که ترمومتر رامی توانیم قرار دهیم منطقه سه راهی لوله تیل است.

سپس حمام را به ارامی حرارت می دهیم به طوری که ماکزیمم هر یک دقیقه دو درجه سانتیگراد بالا رود. دمای شروع نقطه ذوب و دمایی که در آن آخرین قسمت جامد ذوب میگردد را یاداشت می کنیم. تفاضل این دو عدد را دراصطلاح دامنه ذوب می گویند. دامنه ذوب ترکیبات خالص معمولا 5 – 0.2 درجه سانتیگراد است. اگر دمای ذوب یک ترکیب شناخته شده نیست معمولا دو لوله مویین حاوی ترکیب آماده می کنیم. با لوله مویین اول نقطه ذوب را سریعا اندازه می گیرنم. سپس دمای حمام را تا حدود 30 درجه کاهش می دهیم و با استفاده از لوله مویین دوم نقطه ذوب را به آرامی و با دقت تعیین می کنیم.

دمای ذوب را عمدتا به دو طریق زیر تعیین میکنند:

1- لوله تيل

2- دستگاههاي اندازه گيري دقيق ميكروسكوپي

1- لوله تيل: وسيله ساده اي است كه به سهولت قابل دسترسي است. لوله تيل به نحوي طراحي شده است كه وقتي در آن روغن مي ريزيم و لوله را گرم مي كنيم، در آن تبادل گرمايي صورت مي گيرد. به نحوي كه توزيع دما در سراسر روغن داخل لوله يكنواخت مي شود. چنانچه لوله تیل در دسترس نباشد از یک بشر کوچک 50 یا 100 میلی لیتری می توان به عنوان حمام استفاده کرد.

 لوله تیل(به انگلیسی: Thiele tube) یکی از ابزار آزمایشگاهی شیشه ای است که معمولا برای تعیین نقطه ذوب و جوش مواد مورد استفاده قرار می گیرد.این ابزار آزمایشگاهی به افتخار شیمیدان آلمانی یوهانس تیل (به آلمانی: Friedrich Karl Johannes Thiele)نامگذاری شده است.این ابزار شباهت زیادی به لوله آزمایش دارد با این تفاوت که یک لوله رابط مانند یک دسته قسمت پایینی و میانی لوله را به هم متصل می کند.

ویژگی مهم این ابزار ایجاد یک حمام روغن یا آب با دمای تقریبا ثابت است به این ترتیب که با حرارت دادن ملایم به دسته لوله یک جریان همرفت ایجاد می شود که باعث ثابت ماندن دما در کل مایع می شود.

 

                                                                                                                                  

نتيجه گيري:

دمای ذوب هر ماده بلوری خالص، یك خاصیت فیزیكی آن ماده است و می توان از آن برای شناسایی یك تركیب استفاده كرد. به طور كلی افزایش تدریجی و پی در پی ناخالصی به یك ماده خالص سبب می شود كه به نسبت مقدار ناخالصی افزوده شده نقطه ذوب كاهش یابد.

چه ترکیباتی نقطه ذوب بالایی دارند؟

1.ترکیباتی که جرم مولکولی بالایی دارند 2.ترکیباتی که پیوند بین مولکولی یا درون مولکولی دارند 3.ترکیباتی که تقارن دارند.

 

چه عواملی در نقطه ذوب موثرند؟

1.مقدار نمونه 2.حرارت دادن نمونه 3.خلوص و ماهیت نمونه

1.به هم نزدن حمام روغن چه تاثیری بر نقطه ذوب دارد؟

به هم زدن حمام روغن باعث تسریع جریان همرفتی می شودو موجب یکنواخت شدن دما در تمام نقاط حمام روغن می شود و دقت انجام ازمایش را بالا می برد.

 

2.یک ناخالصی چه تاثیری بر دمای ذوب دارد؟

ناخالصی باعث می شود که نقطه ذوب پایین تر برود و ماده زود ذوب می شود و هم چنین دامنه ذوب بیشتر می شود. یعنی بین درجه حرارت شروع و پایان ذوب اختلاف بیشتری وجود خواهد داشت. ناخالصی از طریق کاهش پتانسیل شیمیایی موجب کاهش نقطه ذوب می شود.

پس وجود ناخالصی باعث کاهش دمای ذوب می شود.

 

3.خشک نکردن لوله مویین چه تاثیری بر دمای ذوب دارد؟

 

وجود اب باعث افزایش نقطه ذوب می شود چون اب مقدار زیادی از گرمای حمام روغن را می گیرد.

4.ایا دمای ذوب به فشار بستگی دارد؟

دمای ذوب با فشار رابطه عکس دارد .با افزایش فشار نقطه ذوب کاهش می یابد چون مولکول های جسم جامد به هم نزدیکتر می شوند و انتقال گرما بهتر صورت می گیرد.

5.ایا باریک بودن نقطه ذوب همیشه دلیل بر خلوص ماده است؟

بله.هرچه محدوده ذوب کوچکتر باشد ناخالصی کمتر خواهد بود و ماده خالص تر است.

6.آیا گفتن نقطه ذوب همیشه درست است؟خیر برای گزارش نقطه ذوب تعیین محدوده بهتر است چون یک جسم جامد در یکنقطه شروع به ذوب می کند و در نقطه دیگری کاملا ذوب می شود.یعنی برایعمل ذوب نیاز به سه نقطه اغازی میانی و پایانی داریم.

نقطه آغازی:نقطه ای که جسم جامد حرارت دیده ولی ذوب نشده است

نقطه میانی: نقطه ای که جسم جامد با حالت مایع در حال تعادل است.

نقطه پایانی : نقطه ای که کل جامد به مایع تبدیل می شود.

7.سه  لوله ازمایش داریم ثابت کنید محتویات لوله های ازمایش یکسان است؟

ازمایش تعیین نقطه ذوب را برای هر سه ترکیبانجام می دهیم اگر محدوده ذوب هر سه یکسان باشد محتویاتشان یکسان است.

8. تفاوت نقطه ذوب نرمال بوتانول و ترشیو بوتانول؟

الكانهای شاخه دار نقطه ی ذوب و جوش پایینتری دارن به علت سطح تماس كمتر نسبت به الكان هم كربن خطی.حتی اگه تعداد كربنهای مساوی هم داشته باشن
+ نوشته شده در  دوشنبه بیست و دوم خرداد 1391ساعت 20:41  توسط taraneh  |