یکی از مشکلاتی که دانش آموزان و دانشجویان شیمی در آزمایشگاه با اون مواجه هستند، محاسبات محلول سازیه. یعنی اینکه برای ساختن یک محلول با یک غلظت مشخص و یک حجم مشخص از یک نمونه مایع یا جامد چه مقدار از نمونه باید برداشته شود.

این نرم افزار به راحتی این محاسبات را انجام میدهد و شما میتوانید محلول های مورد نیاز خود را به راحتی تهیه کنید.

برنامه این نرم افزار رو خودم نوشتم و درحال حاضر این نرم افزار روی PC قابل نصب هستش و نسخه قابل نصب روی گوشی موبایل رو هم دارم آماده میکنم که به محض آماده شدن تو وبلاگ قرار میدم.

در ضمن راهنمای نرم افزار هم در قالب یک فایل PDF همراه بسته دانلودی میباشد.



برای دانلود به ادامه مطلب بروید.
 

جدول تناوبی عناصر شیمیایی نمایشی از عناصر شیمیایی است که براساس ساختار الکترونی مرتب شده است، بطوریکه بسیاری از خواص شیمیایی بصورت منظم در طول جدول تغییر نماید. جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتمهاساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نمائیم، و آنگاه نمودارخواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نمائیم، میتوان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. اولین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام Johann Wolfgang D?einer بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد:
 

و به دنبال او، شیمیدان انگلیسی John Alexander Reina Newlands متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله‌های هشت تایی یافت می شوند، که آنها را با نت‌های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت‌های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانی Lothar Meyer و شیمیدان روسی Dmitry Ivanovich Mendeleevتقریبا بطور همزمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسبجرمشان، توسعه دادند( ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیبصریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدهابا کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستمتوجیه گردید). فهرست عناصر بر اساس نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود میباشد. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش میدهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون ("گروه") از لحاظ شیمیایی مشابه می باشند.
 

کد رنگ برای اعداد اتمی:
عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛
عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می باشند؛
عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.
عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)
عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده‌اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده‌اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می گیرند، مشخص نماید.(

و می توانید دراین کلید واژه جدول برای تشدید مغناطیسی را بیابید.

تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می گیرد. هر لایه به زیرلایه های متفاوتی تقسیم میشود، که هر اندازه عدد اتمی افزایش می یابد، این لایه ها به ترتیب زیر:

1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p
...

براساس ساختار جدول پر میشوند. از آنجائیکه الکترونهای خارجی ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین مینمایند، این لایه ها در میان گروهای یکسان مشابه اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه میباشند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم های مشابه ولی خواص متفاوت میباشند.

برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) میباشند. علیرغم تشابه آنها در جرم ( که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر میتوان ملاحظه نمود: اکسیژن دو اتمی یک کاز است که سوختن را تشدید می نماید، نیتروژن دو اتمی یک گاز است که سوختن را تشدید نمی کند، و کربن یک جامد است که میتواند سوزانده شود( بله، میتوان الماس را سوزاند!).

در مقایسه، عناصر بسیار نزدیک به کلر (Cl) در گروه یکی مانده به آخر در جدول «هالوژن‌ها) فلوئور( F) و برم( Br) میباشند. علیرغم تفاوت فاحش جرم آنها در گروه، فرمهای دیگر آنها دارای خواص بسیار مشابه میباشند: آنها بسیار خورنده ( بدین معنی که تمایل خوبی برای ترکیب با فلزات، برای تشکیل نمک هالاید فلز)؛ کلر و فلوئور گاز هستند، درحالیکه برم یک مایع با تبخیر بسیار کم میباشد؛ کلر و برم بسیار رنگی هستند.

 

واکنشهای فتوشیمیائی مربوط به مولکولهایی است که با انرژی زیادی برانگیخته میشوند و روشهای سنتزی دیگر برای آنها مشکل است. از انواع واکنشهای فتوشیمیایی میتوان دیمر شدن، فتوایزومریزه شدن، اکسایش و کاهش را نام برد.

احیاء فتوشیمیایی بنزوفنون یکی از قدیمی ترین واکنشهای شناخته شده میباشد. بدین صورت که در حضور یک حلال پروتون دهنده مثل 2-پروپانل و نور ماوراء بنفش (hν)، یک محصول دیمر نامحلول به نام بنزوپیناکول تشکیل میدهد.

روش کار

در یک لوله آزمایش خشک به ابعاد 150 * 18 میلی متری 1 گرم بنزوفنون ریخته و آنرا با حدود 8 میلی لیتر ایزوپروپانل در حرارت ملایم حل کنید. سپس یک قطره استیک اسید گلاسیال اضافه کرده و تا سر لوله را با ایزوپروپانول پر کنید. درب لوله را با یک چوب پنبه ببندید بطوریکه هوای داخل آن به طور کامل خارج شود. چوب پنبه را با یک نوار پلاستیکی به طور کامل ببندید (نباید هوا داخل لوله باشد زیرا اکسیژن هوا با رادیکالها واکنش داده و واکنش اصلی را متوقف میکند).

لوله را در یک بشر کوچک پشت پنجره آزمایشگاه در معرض نور خورشید قرار دهید. پس از یک هفته واکنش کامل شده و بلورهای زیادی تشکیل میشود. بلورهای تشکیل شده را صاف کنید و پس از خشک کردن نقطه ذوب آنرا تعیین نمایید. راندمان واکنش در شرایط مناسب حد اقل 90% است.

مکانیسم

یکی از روشهای تهیه ترکیبات سیر شده آبگیری از الکلها در مجاورت یک اسید معدنی مثل اسید سولفوریک است. مکانیسم این واکنش در سه مرحله صورت میگیرد.

1- انتقال یک پروتون از اسید به الکل و تشکیل الکل پروتونه

2- جدا شدن یک مولکول آب و بوجود آمدن یون کربونیوم

3- خروج یک پروتون از یون کربونیوم و تشکیل آلکن
 

روش کار

50 گرم سیکلوهگزانول را در یک بالن 250 میلی لیتری دو دهانه که مجهز به یک مبرد برگشتی و یک دماسنج است ریخته و 3 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ را کم کم و در حال به هم زدن به آن اضافه کنید. آنگاه چند عدد سنگ جوش ریخته و بالن را به مدت نیم ساعت رفلاکس کنید و بگذارید تا محلول خنک شود. (دقت کنید در مدت عمل رفلاکس دما نباید بیش از 90 درجه بشود.)


حال محصول را در یک قیف جدا کننده ریخته و به آن 12 میلی لیتر محلول اشباع نمک طعام و 10 میلی لیتر محلول کربنات سدیم 10 درصد اضافه میکنیم. (برای خنثی سازی اسید اضافی). محتوی قیف جدا کننده را به شدت به هم بزنید و بعد فاز آبی را دور بریزید و به فاز آلی آب مقطر افزوده خوب به هم بزنید و پس از جدا شدن دو فاز، فاز آبی را دور بریزید و فاز آلی را به یک بشر خشک منتقل کرده و به آن 2 الی 4 گرم کلرید کلسیم اضافه کنید تا آب اضافی محلول آلی را جذب کند. بعد از حدود 20 دقیقه آنرا صاف کنید.

حال محلول را تقطیر ساده کنید و جسمی که در دمای حدود 80 الی 85 جدا میشود سیکلو هگزن میباشد.


مکانیسم:

در تمام روش های مربوط به سنتز استن (CH3 – CO – CH3)، از یک هیدروکربور سه کربنه به عنوان ماده اولیه استفاده می شود. و به طور خلاصه روش های مربوط به این سنتز به سه دسته تقسیم می گردد :

روش سلانز – وارن:

در این روش قسمتی از پروپان را بوسیله احتراق ناقص در درجه حرارت پایین (300 درجه سانتی گراد) اکسیده می نمایند. مواد حاصله از این عمل بی شمار است زیرا تمام درجات مختلف اکسیداسیون (برای تشکیل الکل ها، آلدئید ها، اسیدها، اکسید کربن، گاز کربنیک، همچنین تمام موادی که از اثر این فرآورده ها بر روی یکدیگر بدست می آید) در این شرائط امکان پذیر می باشد. راندمان ماکزییم استون در مواد حاصل از عمل احتراق قسمتی در حدود 13 درصد است. تهیه استن بدین طریق کمی گران تمام می شود اما باید توجه داشت که این روش برای تهیه استالدئید است و استن یک محصول فرعی بشمار می رود.

روش انتخابی برای تهیه استن:

در این روش از پروپیلن به عنوان ماده اولیه استفاده می گردد. این جسم در مقابل اسید سولفوریک آب جذب نموده به ایزوپروپانول مبدل می گردد که در اثر هیدروژن گیری از آن می توان استن بدست آورد.

H2SO4



CH3 – CH= CH2 + H2O --> CH3 – CHOH – CH3




Ni



CH3 – CHOH – CH3 --> CH3 – CO – CH3 + H2


 

دومین مرحله (یعنی هیدروژن گیری) همیشه در مقابل کاتالیزور جامدی مثل نیکل انجام می گیرد. ممکن است عمل را در فاز گازی شکل و دمای بالا (طریقه شل) یا در فاز مایع با دمای ملایم (روش موسسه فرانسوی نفت) انجام داد. انتخاب دقیق شرائط عمل در دو مرحله فوق سبب گردیده است که راندمان عمل خیلی خوب و قابل ملاحظه باشد. با وصف این مطلب این روش بوسیله متد بعدی مورد رقابت قرار گرفته است زیرا در طریقه سوم علاوه بر استن می توان فنل هم تهیه نمود.

روش کومن:

در این روش با استفاده از مواد اولیه بنزن و پروپیلن می توان ترکیبات فنل و استن را تهیه نمود. بنزن و پروپیلن به نسبت یک مول - یک مول در مجاورت کاتالیزور اسید در فاز هتروژن (H3PO4) یا هموژن (H2SO4) کندانسه می گردد و در نتیجه به ایزوپروپیل بنزن (که کومن نامیده می شود.) تبدیل می شود. مایع حاصله در اثر گاز اکسیژن کومن می نماید که از هیدرولیز آن در حدود 90 در جه سانتی گراد استن و فنل تهیه می گردد.



این طریقه سنتز کاملا انتخابی است و فعلا موارد استعمال هر دو محصول که تواما می شود تقریبا یکسان و برابر می باشد و اگر هم تغییراتی از نظر احتیاج در بازار آید مازاد یکی از آنها را می توان به موادی دیگری تبدیل نمود.

در نيمه زيرين یک ظرف، بلور پتاسیم کلرات و در نيمه بالايي شکر قرار میدهیم


حالا میتوانيم از بقیه بخواهیم از شکر بچشند وببینند که واقعا شکر است


حال یك همزن یا یك عصای شعبده بازی که قبلا به اسيد سولفوریک آغشته شده را به ظرف حاوی شکر(در واقع پتاسیم کلرات) نزدیک میکنیم واینطوری شما ميتوانيد شکر را بدون آتش شعله ور کنید


نکته: این آزمایش را هیچ وقت در یك فضای بسته انجام ندهید برای انجام آن حتما از فضای باز استفاده کنید.
 

ابتدا 100 سانتي متر مكعب الكل اتيليك (اتانول) را در 600 سانتي متر مكعب آب مخلوط نماييد.

سپس يك دستمال پارچه اي را در آن مايع خيس كنيد و بعد با خيال راحت آن را آتش بزنيد و خاطر جمع باشيد كه دستمال هر چند شعله ميكشد اما نميسوزد زيرا الكل مشتعل ميشود ولي بخار آبي كه از دستمال بلند ميشود مانع سوختن آن ميگردد.
 

شعبده‌باز در حضور مردم مايعي را در گودي دستش مي‌ريزد. و بي‌آنكه به آن كبريت بزند، شعله آتش در كف دستش زبانه مي‌كشد. او در جلو سن قدم مي‌زند، و بدون احساس ناراحتي با تماشاگران صحبت مي‌كند، تا مايع تمام شود، و شعله فروكش كند. سپس دستش را با يك دستمال پاك مي‌كند، و به ادامه برنامه‌اش مي‌پردازد. چگونه اين كار ممكن است؟


در اينجا شعبده‌باز از علم شيمي استفاده مي‌كند، و هرگز از چشم‌بندي و مهارت دست، و وارونه جلوه‌دادن حقايق بهره نمي‌برد. شما نيز اگر علاقمند به اين گونه نمايشات علمي هستيد، كافي است كه ابتدا 12 سانتيمتر مكعب سولفيدكربن و 8 سانتيمتر مكعب تتراكلريدكربن تهيه كنيد. ابتدا آنها را خوب با هم مخلوط كنيد. سپس بدون اينكه كسي متوجه شود، دست خود را روي بخاري نيم‌گرم، و يا آجري كه روي اجاق برقي قرار دارد – و نظاير آن – گرم كنيد، و آنگاه مخلوط را در گودي دست خود بريزيد، در مدتي خيلي كوتاه مايع شروع به شعله كشيدن مي‌كند، البته اين سوختن با بوي خيلي زننده همراه نيست، و حتي مي‌توان در داخل ساختمان نيز به اجراي آن اقدام كرد.


يادآوري مي‌كنيم، در صورتي كه وقعيت مناسب نباشد، تا شما قبلاً دستتان را تا آن حد گرم كنيد، مي‌توانيد مايع دست خود را به كمك يك لوله شيشه‌اي مشتعل سازيد. يعني لوله شيشه‌اي را مدت كوتاهي روي شعله اجاق گاز بگيريد و داخل مايع قرار دهيد. اگر مواد تازه و مؤثر باشند، اين روشها براي مشتعل كردن آن كافي خواهد بود. در غير اينصورت كبريت بكشيد، و به فاصله كمي از آن نگه داريد، مايع شعله‌ور خواهد شد، اما دست شما آن‌قدر گرم نمي‌شود، كه غيرقابل تحمل باشد.
 

شمع ها قبلا نبايد روشن شده باشند.

قبلا تارهاي فتيله را با سوزن از هم جدا كرده و افشان كنيد.

كافي است كه 2 گرم فسفر تهيه كنيد و آن را در 5 برابر حجم خود دی سولفيد كربن حل كنيد.

اگر روي شمع ها يك قطره كوچك دی سولفيد كربن شامل فسفر بريزيد شمع ها بعد از 10 دقيقه روشن خواهند شد.
 

بدون تردید هرگاه صحبت از یخ می‌شود همه ما به یاد سرما می‌افتیم اما این بار می‌خواهیم شما را با نوعی یخ آشنا كنیم كه برخلاف یخ‌های معمولی به جای این كه سرد باشد داغ است. سدیم استات و یا به عبارت دیگر همان یخ داغ ماده شیمیایی عجیب و منحصر به فردی است كه شما می‌توانید آن را به آسانی و با استفاده از مقداری سركه و جوش‌شیرین تهیه كنید.

اگر سدیم استات را تا دمایی پایین‌تر از نقطه ذوب آن سرد كرده و سپس آن را به شكل بلوری درآورید یخ داغ تهیه كرده‌اید. از آنجایی كه این فرآیند گرمازاست بنابراین ماده یخی شكل حاصل از آن در نتیجه حرارت آزاد شده در جریان این فرآیند داغ و سوزان خواهد بود. انجماد سدیم استات مایع تا حدی سریع انجام می‌شود كه همزمان با ریختن آن می‌توانید شكل خاصی را به آن بدهید.

در یك ظرف یك لیتر سركه را با چهار قاشق غذاخوری جوش‌شیرین تركیب كرده و محتوی ظرف را برای مدت زمان كوتاهی به‌هم بزنید. در نتیجه واكنش شیمیایی انجام شده بین این دو ماده سدیم استات و گاز دی‌اكسید كربن حاصل می‌شود.

توجه داشته باشید كه اگر جوش‌شیرین را به آرامی به سركه اضافه نكنید آتشفشانی در ظرف شما ایجاد خواهد شد كه از كناره‌های ظرف به بیرون می‌ریزد. از آنجایی كه سدیم استات حاصل بسیار رقیق است لازم است آن را برای مدت زمان كوتاهی بجوشانید تا غلیظ‌تر شود.

این كار را تا زمانی ادامه دهید كه در سطح محلول یك پوسته كریستالی تشكیل شود. با توجه به شدت حرارت و مدت زمانی كه این محلول در معرض حرارت قرار می‌گیرد تا غلیظ شود رنگ نهایی آن متفاوت خواهد بود. پس از آن بلافاصله سطح محلول را بپوشانید تا از تبخیر آن جلوگیری شود. اگر بلورهایی در محلول شما شكل گرفته است باید مقداری آب با سركه به آن اضافه كنید. پس از آن می‌توانید آن را در یخچال قرار دهید تا یخ بزند.

در حقیقت سدیم استات موجود در این محلول به دست آمده كه در یخچال قرار گرفته است نمونه‌ای از یك مایع ابرسرد است.

اگر دمای محیط كمتر از نقطه ذوب سدیم استات باشد، این ماده به شكل مایع خواهد بود اما شما می‌توانید با اضافه كردن یك قطعه كریستالی كوچك از سدیم استات و یا لمس كردن سطح محلول با یك قاشق و یا حتی انگشت دست‌تان فرآیند تشكیل بلور در این محلول را راه‌اندازی كنید.

همزمان با تشكیل یخ، گرما آزاد خواهد شد و شما می‌توانید به آسانی حرارت خارج شده از ظرف محتوی محلول را احساس كنید. سدیم استات یك ماده شمیایی بی‌خطر است و بنابراین می‌توانید با خیالی آسوده این آزمایش علمی را تجربه كنید.

معمولا از این ماده به عنوان یك طعم‌دهنده خوراكی و برای بهبود طعم و مزه غذاها استفاده می‌شود و این در حالی است كه می‌توان آن ‌را به عنوان یك ماده شمیایی فعال در مواد غذایی كه به صورت گرم بسته‌بندی می‌شوند نیز استفاده كرد و اما نكته جالب توجه این كه حرارت و گرمای حاصل از انجماد این ماده خطراتی مشابه آسیب‌های ناشی از سوختگی‌های معمولی را به همراه نخواهد داشت.

اگر محلولی را كه در حال انجماد است در ظرف دیگری بریزید می‌توانید آن را به شكل دلخواه خود درآورید، البته باید این نكته را مورد توجه قرار دهید كه این مجسمه یخی قابلیت ذوب مجدد را نیز دارد.