جهان پیرامون ما پُر از اشیای بسیار گوناگون است . انسان ها ، صندلی ها ، کتاب ها ، درخت ها ، دستگیره های در ، حبه های قند ، قطعه های یخ ، لیوان ها و تعداد بیشماری از اشیای آشنای دیگر . هر یک از اشیا را می توان با اندازه ، شکل ، کاربرد ، رنگ و ساخت آن ها مشخص و توصیف کرد . بسیاری از اشیای نامشابه وجوه مشترک دارند . مثلاً تنه درختان و بعضی از صندلی ها از چوب ساخته شده اند . بدنه ی ماشین ، بطری آب معدنی ، کیف و اسباب بازی ممکن است همه از پلاستیک ساخته شده باشند . چوب و پلاستیک نمونه هایی از موادند .

مواد ناهمگن

چوب ، فولاد ، هوا ، مس ، شکر ، نمک ، نیکل ، مرمر ، بتون و شیر از جمله مواد معمولی اند . بیشتر چیزهایی که در اطراف خود می بینیم به صورت مخلوط اند . مخلوط شامل دو یا چند ماده متفاوت است . چوب ، گرانیت ، بتون ، هوا ، و شیر نمونه ای از مخلوط ها هستند . گاهی لازم است برای تشخیص و تمایز مواد موجود در یک مخلوط از میکروسکوپ استفاده کنیم . اگر با دقت به قطعه ای از گرانیت نگاه کنیم ، می توانیم دست کم سه ماده کانی در آن ببینیم . اگر قطعه ی گرانیت را به اندازه ی دانه های ماسه خرد کنیم ، ممکن است بتوانیم کانی های کوارتز ، بیوتیت و فلدسپات آن را جدا کنیم . مواد غیر یکنواختی مانند گرانیت را ناهمگن می نامیم . شیر یکنواخت به نظر می رسد ، اما زیر میکروسکوپ می توانید ذرات معلق در آن را ببینید . مواد موجود در شیر را می توان از یکدیگر جدا کرد . ذرات چربی شیر را می توان با استفاده از یک دستگاه خامه گیر جدا کرد . پس شیر یک ماده یکنواخت نیست .

هر بخش یک ماده را که به طور فیزیکی جدا باشد ، یک فاز می نامیم . هر فاز ناحیه ای است با مجموعه ای از خواص یکنواخت . هر یک از کانی های موجود در گرانیت یک فاز جداگانه است . و یا در شیر بخش آبی یک فاز و چربی فاز دیگری است . فازهای متفاوت یک ماده را نیز می توانیم تشخیص دهیم . مثلاً یخ و آب فازهای متفاوت یک ماده اند . همه مواد موجود در فاز آب مجموعه خواص یکسانی دارند ؛ همچنین همه ی مواد موجود در فاز یخ مجموعه خواص یکسانی دارند . یخ و آب حالت های متفاوت جامد و مایع را نشان می دهند . اما در شیر هم فز آب و هم فاز چربی به حالت مایع اند .

مخلوط ناهمگن ، مخلوطی است که بیش از یک فاز دارد . فازهای متفاوت در یک مخلوط ناهمگن با مرز ها معینی از هم جدا شده اند که آن ها را سطوح مشترک می نامیم . در سیستم دو فازی یخ و آب ، سطوح آب و یخ سطوح مشترک اند .

مواد همگن

موادی که تنها مرکب از یک فازند مواد همگن می نامیم . اگر یک قطعه ماده همگن را به قطعه های کوچکتر خُرد کنیم ، هر قطعه کوچک همان خواص قطعه های کوچک دیگر را خواهد داشت . هر گاه یکی از این قطعه ها را زیر میکروسکوپ نگاه کنیم ، ممکن است تفاوتی میان ماده موجود در یک بخش با بخش دیگر آن ببینیم . نمونه هایی از مواد همگن شکر ، نمک ، آب دریا ، کوارتز ، شیشه و هوا هستند . مواد ناهمگن همیشه بیش از یک فاز دارند و همان طور که دیدیم همیشه به صورت مخلوط اند . یک نوع ماده همگن را می توان به صورت یک مخلوط طبقه بندی کرد . این نوع ماده همگن مرکب از دو یا چند ماده است . محلول مرکب از یک ماده حل شونده در یک حلّال است . در موردی که محلول شامل دو مایع باشد ، جزیی که بخش بیشتر کل محلول است ، حلّال به حساب می آید . ماده حل شونده به صورت ذرات بسیار کوچکی در حلّا ل پراکنده می شود . بنابراین محلول حتی زیر یک میکروسکوپ نوری بسیار قوی ، یکنواخت به نظر می رسد . به علت آنکه پراکندگی ذرات یکنواخت است ، فازهای جدا از هم در محلول وجود ندارد . از این رو محلول ها را به صورت مواد همگن طبقه بندی کرده اند .

ترکیب درصد مخلوط های همگن (محلول ها)  ممکن است تغییر کند . مقدار کمی نمک خالص را در آب بریزید و آن را به هم بزنید و مدتی به حال خود بگذارید . در این حال یک محلول یا مخلوط همگن خواهید داشت . اگر مقدار بیشتری نمک خالص به همان مقدار آب اضافه کنید با هم یک مخلوط خواهید داشت . اما ترکیب درصد نمونه دوم با ترکیب درصد نمونه اول متفاوت است . نمونه دوم با داشتن حجم مساوی از آب نمک بیشتری دارد . در هر دو مورد ، ماده حاصل همگن است .

محلول ها را ممکن است به صورت ماده تک فازی نیز تعریف کرد که ترکیب درصد آن می تواند تغییر کند . مثلاً ترکیب درصد محلول هایی مانند ضد یخ ، آب دریا و شیشه پنجره از نمونه ای به نمونه دیگر تغییر می کند .

محلول ها لزوماً مایع نیستند . از نظر یک شیمیدان ، هوا ماده همگنی است که تشکیل شده است از گاز های نیتروژن ، اکسیژن کربن دی اکسید ، آرگون و مقادیر اندکی از گازهای دیگر . ترکیب درصد هوا از جایی به جای دیگر تغییر می کند . اما هوای عادی که ما تنفس می کنیم ، معمولا ذرات ناهمگنی مانند دود ، هاگ و گرده دارد . انواع گوناگون شیشه های پنجره ترکیب درصدهای متفاوتی دارند . با وجود این هر نوع آن ماده ی همگنی است . هوا ، شیشه و ضد یخ رادیاتور اتومبیل هر سه محلول اند . در ضد یخ حلّال ماده آلی مایعی است به نام اتیلن گلیکول و مواد حل شده عبارتند از انواع رنگینه ها ، ضد زنگ ها و نرم کننده های لوله های لاستیکی .

در کارهای آزمایشگاهی از محلول هایی استفاده می شود که بر روی شیشه ی آن برچسبی زده شده است و روی برچسب یک عدد و به دنبال آن حرف لاتین M آمده است . نماد M نمایانگر واژه مولاریته است . مولاریته برای نشان دادن مقدار ماده حل شده در مقدار معینی محلول به کار می رود . به عنوان مثال مقدار ماده حل شده در یک محلول M6 (شش مولار) شش برابر مقدار ماده ی حل شده در یک محلول M1(یک مولار) با حجم یکسان است . در محلول های غلیظ نسبت ماده ی حل شده نسبت به حلّال بیشتر از محلول های رقیق است .

در صد حجمی ، درصد جرمی ، مولالیته و نرمالیته روش های دیگری برای بیان غلظت محلول است .

مواد خالص

نمک خالص ، قند خالص و گوگرد خالص موادی همگن اند و همیشه ترکیب درصد یکسان دارند . این گونه مواد را مواد خالص می گوییم . بخش عمده ای از شیمی بررسی فرایندهایی است که در آن ها مواد خالص به مواد خالص دیگر تبدیل می شوند .

بنابر تئوری اتمی ، ماده از ذرات بسیار ریزی به نام اتم ساخته شده است . مواد خالص را بر اساس اتم های آن ها به دو گروه تقسیم می کنند . مواد خالصی که تنها از یک اتم درست شده اند ، عنصر می نامیم . نمونه هایی از عناصر عبارتند از گوگرد ، اکسیژن ، هیدروژن ، نیتروژن ، مس ، طلا و کلر . مواد خالصی که از دو یا چند اتم ترکیب یافته اند ، ماده مرکب (ترکیب) می نامیم . اتم های موجود در ذرات مواد مرکب نسبت های ثابتی دارند.مثلاً آب شامل اتم های هیدروژن و اکسیژن است که به نسبت های 2 به 1 ترکیب شده اند .

به طور خلاصه ، ماده را می توان به صورت مخلوط ناهمگن ، محلول ، ماده مرکب و عنصر طبقه بندی کرد . توسعه ی این سیستم طبقه بندی نقش مهمی در تاریخ شیمی اولیه داشته است . شیمیدانان اولیه وقت و انرژی بسیاری صرف جدا کردن مواد خالص از مخلوط ها کرده اند .

ممکن است  جدول تناوبی عناصر را دیده باشید . یکی از آن ها هم ممکن است در کلاس درس شما باشد . جدول تناوبی به دلیل اطلاعات فراوانی که دارد ، ابزار بسیار ضروری برای شیمیدانان است . شیمیدانان 88 عنصر را که در طبیعت وجود دارند ، می شناسند . عنصر طبیعی با پیچیده ترین اتم ها اورانیوم است . دو عنصر تکنسیم و پرومتیم که اتم های ساده تری نسبت به اورانیوم دارند در طبیعت یافت نمی شوند . استاتین و فرانسیم در طبیعت شناخته شده اند اما مقدارشان بسیار کم است که نمی توان آن ها را از کانی هایشان به آسانی جدا کرد . این چهار عنصر در زمره ی عناصر طبیعی به شمار نمی روند . دانشمندان می توانند این چهار عنصر مصنوعی را از طریق واکنش های هسته ای تولید کنند .

شیمیدانان به واکنش های عناصر و مواد مرکب ، به تجزیه مواد مرکب و به دست آوردن عناصر تشکیل دهنده ی آن ها و به سنتز مواد مرکب از عناصر یا مواد مرکب دیگر توجه دارند . این خواص و فرایندها به ساختار عناصر و مواد مرکب بستگی دارد . توسعه ی فرآورده های دارویی جدید عمدتاً بر اساس واکنش های شناخته شده ای دنبال می شود ، که بدن انسان نسبت به مولکول هایی با ساختار خاص نشان می دهد .

شیمیدانان بیش از 10000000 ماده خالص را شناخته اند و آن ها را به گروه های متفاوتی با ویژگی های مشترک طبقه بندی می کنند .شیمیدانان همه ی مواد خالص را به دو گروه طبقه ی آلی و معدنی تقسیم می کنند . مواد آلی مواد مرکبی شامل عنصر کربن اند . مواد معدنی عناصر و مواد مرکبی از همه ی عناصر به جز کربن اند . البته بعضی از مواد مرکب کربن دار در زمره ی مواد معدنی به شمار می روند . شیمیدانان عموماً تلاش های خود را بر یکی از دو زمینه شیمی آلی یا شیمی معدنی متمرکز می دانند .

برچسب ها: , | موضوع : | بازدید : 455

[ شنبه 15 بهمن 1390 ] [ 16:20 ] [ محمدقاسمی ] [ ]
درباره وبلاگ

راي ما دكتر حسن روحاني
جعبه پیام
خبرنامه
جستجو در وبلاگ

نظرسنجی
نظر شما درباره ی کلاس 6 چیست
آمار بازدید
آنلاین : 1
بازدید امروز : 6
بازدید دیروز : 65
بازدید هفته گذشته : 226
بازدید ماه گذشته : 942
بازدید سال گذشته : 12798
کل بازدید : 68306
امکانات وب

امارگیر حرفه ای سایت