«فهرستی از حلالهای مختلف و کاربرد و اثرات آنها»

                                  

حلال جزء مهمي از محلول است. حلال ها مواد شيميايي هستند كه مواد ديگر را در خود حل مي كنند. حلال ها به طور كلي به دو دسته حلال هاي قطبي و حلال هاي غير قطبي تقسيم مي شوند. در حلال قطبي، ذرات تشكيل دهنده حلال قطبي بوده و يكديگر را با نيروي جاذبه ي الكتروستاتيكي جذب مي نمايند.

مهمترين حلال قطبي آب مي باشد. انواع اسيدها مانند سولفوريك اسيد H2SO4 و هيدروزن فلوئوريد HF ، نيز در اين دسته قرار مي گيرند.

در حلال هاي غير قطبي ، ذرات حلال غيرقطبي بوده و بنابراين تنها نيروي جاذبه ي ضعيف واندروالسي بين ذرات وجود دارد، به همين دليل اين حلال ها اغلب، داراي نقطه ي جوش بسيار پايين بوده و فرار هستند.

حلال هاي آلي نسبت به حلال هاي غير آلي يا حلال هاي معدني، قطبيت كمتري دارند و درنتيجه معمولا" اين دسته از حلالها ، مواد غير قطبي را بهتر در خود حل مي كنند. چند حلال در زير آمده است. حلالها موقعي مفيد هستند كه مايع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ي 0 تا 100 درجه سانتيگراد مايع مي باشد، پس تنها در اين محدوده دمايي مي توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گيرند. هنگامي موادي كه قرار است حل شوند، در دماهاي پايين تر يا بالاتر قرار داشته باشند بايد از حلالهاي ديگر استفاده نمود. محدوده مايع بودن برخي حلالها در زير آمده است:

متانولCH3OH كه خواصي شبيه آب را دارد.
اتانول CH3-CH2OH
پروپانون CH3-CH2-HC=O
-1پروپانول CH3-CH2-CH2OH
-1بوتانول CH3-CH2-CH2-CH2OH
اتيل استات C4H8O2                                              
اتوكسي اتان C4H10O
تولوئن C7H8
بنزن C6H6
كربن تتراكلريد CCl4
سيكلوهگزان C6H12

تعادل های شیمیایی

واکنشهای برگشت پذیر و تعادل شیمیایی

 

واکنش فرضی زیر را در نظر می‌گیریم:

(A₂(g)+B₂(g)↔2AB(g

این معادله را می‌توانیم هم در جهت رفت و هم در جهت برگشت بخوانیم. اگر A₂ و B₂ با هم مخلوط شوند، بر هم اثر کرده ، AB را تولید می‌کنند. از طرف دیگر ، از تجزیه شدن نمونه‌ای از AB خالص ، A₂ و B₂ حاصل می‌شود. اگر A₂ و B₂ را در ظرفی مخلوط کنیم، بر هم اثر کرده ، AB را تولید می‌کنند و با پیشرفت واکنش ، غلظت آنها به‌تدریج کاهش می‌پذیرد.

از این رو ، از سرعت این واکنش کاسته می‌شود. در شروع آزمایش ، چون AB وجود ندارد، واکنش برگشت نمی‌تواند امکان‌پذیر باشد. ولی این واکنش ، با تولید شدن مقداری AB در واکنش رفت آغاز می‌شود. این واکنش ، نخست به‌کندی صورت می‌گیرد (به علت آن که غلظت AB کم است)، ولی به‌تدریج سریعتر می‌شود. با گذشت زمان ، سرعت رفت کاهش می‌پذیرد، ولی سرعت واکنش برگشت افزایش می‌یابد، تا این که دو سرعت با هم برابر می‌شوند و تعادل شیمیایی برقرار می‌گردد.

پویایی تعادل شیمیایی

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

ثابت تعادل

به فرض این که واکنشهای رفت و برگشت با مکانیسمی ‌ساده و تک‌مرحله‌ای صورت بگیرند، سرعت واکنش رفت با رابطه:

K_fA₂B₂=سرعت رفت

و سرعت واکنش برگشت با رابطه:

K_rAB^2=سرعت برگشت

بیان می‌شود. در حالت تعادل ، این دو سرعت با هم برابرند. بنابراین داریم :

 

این معادله را می‌توان به صورت زیر مرتب کرد:

 

از تقسیم ثابت سرعت واکنش رفت ، K_f ، بر ثابت سرعت واکنش برگشت ، K_r ، ثابت دیگری بدست می‌آید که ثابت تعادل ، K ، نامیده می‌شود:

K_f/K_r=K

بنابراین داریم :

 

مقدار عددی K با دما تغییر می‌کند. تعداد مجموعه غلظتها برای سیستمهای تعادلی این واکنش بی‌نهایت زیاد است، ولی در هر صورت ، برای کلیه سیستمهای تعادلی در دمای معین وقتی که غلظتهای A₂ و B₂ و AB در رابطه بالا قرار می‌گیرند، همواره به یک مقدار K منجر می‌شوند. بطور کلی برای هر واکنش برگشت پذیر داریم :

wW+xX↔yY+zZ

عبارت ثابت تعادل به صورت زیر است :

 

بطور قراردادی ، جملات غلظتی مواد طرف راست معادله شیمیایی در صورت کسر عبارت ثابت تعادل نوشته می‌شود.

 

تعادلهای ناهمگن

تعادل بین مواد در دو یا چند فاز را تعادل ناهمگن می‌نامیم. در دما و فشار ثابت ، غلظت یک جامد خالص یا مایع خالص ثابت می‌ماند.

K_c و K_p

عبارت ثابت تعادل را برای واکنشهایی که دارای مواد گازی هستند، می‌توان برحسب فشارهای جزیی گازها (برحسب اتمسفر) نوشت. این نوع ثابت تعادل با K_p نشان داده می‌شود. رابطه بین K_c و K_p به صورت زیر است :

 

جمله n∆ ، تغییر تعداد مولکولهای گازها است. وقتی که معادله شیمیایی از چپ به راست خوانده شود. برای بدست آوردن غلظتهای تعادلی می‌توان هم از K_c و هم از K_p استفاده کرد.

اصل لوشاتلیه

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

واکنش های شیمیایی

 

                                                                  

 

چگونگی انجام یک واکنش شیمیایی

برای اینکه واکنش شیمیایی رخ دهد، باید پیوندهای بین اتمها و مولکولها شکسته شوند و به نحو دیگری تشکیل شوند. از آنجا که این پیوندها معمولا قوی هستند، اغلب برای شروع یک واکنش انرژی لازم است. این انرژی معمولا به شکل گرما است. مواد جدید (محصولات واکنش) خواص متفاوت با مواد اولیه (واکنش دهنده ها) دارند. واکنشهای شیمیایی فقط در آزمایشگاه رخ نمی‌دهند. این واکنشها دائما در اطراف ما در حال وقوع اند، مانند زنگ زدن اتومبیلها و پخته شدن غذا.

انواع واکنشهای شیمیایی

بعضی از واکنشهای شیمیایی بسیار سریع، یعنی ظرف چند ثانیه رخ می‌دهند. بعضی دیگر از واکنشها بسیار کند هستند و تا هزاران سال به طول می‌انجامند (فساد یک جسد مومیایی شده باستانی نمونه ای از واکنشهای بسیار کند است).

نحوه انجام واکنش

برای اینکه یک واکنش شیمیایی رخ دهد، باید مواد واکنش‌دهنده با هم تماس یابند تا محصولات جدیدی را تشکیل دهند. هر چیزی که تماس بین ذرات واکنش‌دهنده را افزایش دهد، سرعت واکنش را زیاد می‌کند. این کار را به چند طریق می‌توان انجام داد:

1. با افزایش غلظت واکنش‌دهنده‌ها ، بطوری که ذرات بیشتری وجود داشته باشد. به این ترتیب ذرات به دفعات بیشتری به هم برخورد می‌کنند و بنابر این سریعتر واکنش می‌کنند و محصولات واکنش را تشکیل می‌دهند....
   

قویترین اسید شناخته شده

                                              

قويترين اسيد دنيا كه لااقل يك ميليون مرتبه قويتر از اسيد سولفوريك غليظ شده مي باشد دريكي از ازمايشگاهاي كاليفرنيا ساخته شد.شايد اين اسيد كمترين ميزان خورندگي را هم داشته باشد.اين تركيب كربوران اسيد ناميده شده است توليد كنندگان ان مي گويند اين نخستين ابر اسيدي است كه مي توان انرا در ظرف شيشه اي (لوله ازمايشگاهي ) نگهداري كرد . ابر اسيد قبلي اسيد فلوئور وسولفوريك به قدري قوي است كه مستقيما(فورا) مي تواند شيشه را خود حل كندولي به نظر مي رسد خاصيت اسيد جديد به پايداري شيميايي قابل توجهش برگردد.

كريستفرريد از دانشگاه كاليفرنيا ، ديو رسيد وهمكارانش . اين اسيد مانند همه اسيدها با تركيبات ديگر واكنش نشان مي دهدويك اتم هيدروژن با بار مثبت به انها مي دهد اما بنيان باقي مانده انقدر پايدار است كه ان از واكنش بيشتر خودداري مي كند .

اين دومين واكنشي است كه براي خورندگي ضروري است براي مثال اسيد هيدروفلوريك كه غالبا تركيب شده از دي اكسيد سيليكون مي خورد شيشه را زيرا يون فلوريد به اين سيليكون حمله مي كند همانطوريكه هيدروژن با اكسيژن واكنش مي دهد.

اين اسيد جديد با فرمول(H(CHB11GL11 تمايل بسيار زيادي براي دادن يون هيدروژن داردكه ميزان قدرت اسيدي انهارا تعريف ميكند(معين ميكند)و صد تريليون بار از اب استخر اسيدي تر است اما بنيان باقي مانده اسيد كه نتيجه از دست دادن يون هيدروژن است شامل يازده اتم بورويك اتم كربن است كه در يك ساختار 20 وجهي قرار گرفته اند . ريد مي گويد شايد پايدارترين گروه اتمهايي كه در شيمي وجود دارد باشد . هدف اصلي محققان اين است كه با استفاده از اسيد هاي كربوران اتم هاي گار نجيب زنون را بسادگي اسيدي كنند كاري كه تا كنون انجام نشده است.