دانلود مقاله علم شیمی و کاربرد هایش در زندگی

ما در عصر تورم علوم تجربی زندگی می کنیم .پیشرفت علم در این برهه از زمان به طور کلی محدود به کار متخصصان شده است ولی هر چه علم پیشرفت می کند قلمرو کار متخصصان نیز محدودتر می شود.

جهان امروز جهان علم و دانش است.

کلیه تحولاتی که درجهت رشد و تکنولوژی تسخیر فضا، دستیابی به کرات آسمانی، ارتباط با خارج از منظومه شمسی و حتی کهکشان های دور دست، شکافت اتم و استفاده از انرژی هسته ای پیشرفت علم طب و دانش جراحی همه و همه پرتوی از مجموعه علم و دانش است.

در این میان علم شیمی یک تخصص جداگانه به حساب نمی آید بلکه مجموعه ای حاصل از پیوند تخصصهای مختلف دانش است که علم شیمی به عنوان یک علم ریشه ای و اصیل توانسته است در یک هماهنگی مناسب با سایر علوم برای بشر امروز در زندگی رفاه آسایش و امنیت را فراهم آورد .

در این مجموعه سعی شده است علاوه بر بیان آخرین نوآوری های علم شیمی ،به ارتباط نزدیک علم شیمی با سایر علوم از جمله فیزیک ، زیست و ...و همچنین کاربرد های آن در صنایع خودرو سازی ، هواپیماسازی ، در تکنولوژی ساخت عناصر الکتریکی،در تولید لوازم برقی خانگی ودر پزشکی و...

نیز پرداخته شود.

هدف از این مجموعه آشنایی کاربردی تر علم شیمی ونمایش هماهنگی علم شیمی با سایر علوم برای ایجاد رفاه ، آسایش و امنیت می باشد.در نهایت ، به روشنی خواهیم دید که امروزه شیمی ، جزءلاینفک زندگی بشرمی باشد که خدمات ارزنده ای را تقدیم بشریت نموده است.

در ضمن از دبیر محترم خانم یاوری تشکر بسیاردارم چراکه باب تحقیق و تلاش برای یادگیری بیشتر را به من آموخت.

.......کاربرد شیمی در تولید وسایل آتش بازی........

تقریبا در تمام کشورهای جهان در جشن ها و اعیاد ملی و مذهبی از وسایل آتش بازی استفاده می شود.

آن ها پس از اشتعال منفجر می شوند و آبشاری از رنگ های مختلف به وجود می آورند.

ایا میدانید وسایل آتش بازی چرا این چنین رنگارنگ اند؟

وسایل آتش بازی از مخلوط کردن نیترات، پتاسیم، گوگرد، ذغال سنگ و نمک های برخی از فلزات تهیه می شود.

برای آنکه وسایل آتش بازی را به رنگ های مختلفی درآورندبه آن ها نمک های فلزاتی چون باریم، منیزیم، سدیم و استرانسیم می افزایند.

برای این منظور این مواد را با کلرات پتاسیم مخلوط می کنند .

نمک های باریم رنگ سبز و سولفات استرانسیم رنگ آبی آسمانی ایجاد می کنند.

کربنات استرانسیم باعث ایجاد رنگ زرد می شود .در حالی که استرانسیم رنگ قرمز به وجود می آورد.

نمک های سدیم رنگ زرد و نمک های مس رنگ آبی پدید می آورند.

پودر آلومینیم نیز باعث ایجاد باران نقره ای می شود.

وقتی وسایل آتش بازی منفجر می شود این نمک ها می سوزند و رنگ های مختلفی فوران می کنند به این ترتیب منظره ای جالب و زطیبا پدید می آید.

وسایل آتش بازی نخستین بار در چین تولید شدند و مورد استفاده قرار گرفتند.

صدها سال بعد مردم اروپا، عربستان و یونان نیز طرز تهیه ی وسایل آتش بازی را آموختند و از آن استفاده کردند.

.............بنزین چگونه به دست می آید ؟.........

بنزین یکی از مهم ترین مواد موجود در جهان است.

اتومبیل ها، هواپیماها و سایر وسایل نقلیه ی موتوری به کمک بنزین حرکت می کنند.

از این ماده برای تولید سایر اشکال انرژی از جمله نور نیز استفاده می شود.

بنزین از نفت خام بوجود می آید.

نفت خام مایعی غلیظ سیاه و چسبناک است ،که از چاههای نفت استخراج می شود .

به این ماده طلای سیاه هم می گویند; چرا که پایه های اقتصاد و صنعت جهان بر آن استواراست.

این ماده عموما″در مخازن زیر زمینی یافت می شود.

آیا می دانید نفت چگونه به وجودآمده است؟

بقایای بدن گیاهان و جانوران میلیونها سال پیش در زیر لایه هایی از سنگها و رسوبات مدفون شد.

فشار و حرارت زیاد باعث شد که این مواد به تدریج به نفت و گاز تبدیل شوند.

در بستر برخی از اقیانوسها و دریاها نیز مخازن عظیمی از نفت وجود دارد.

نفت خام پس از استخراج از چاههای نفتی پالایش می شود.

پالایش نفت به عملیاتی گفته می شود که طی آن مواد گوناگونی از جمله بنزین,نفت سفید, گازوییل, قیر, گریس, و غیره از نفت خام را درون لوله هایی بزرگ حرارت داده تبخیر می کنند.

پس از آن بخارات حاصل را در دستگاهی به نام برج تقطیر در دماهای متفاوت به مایع تبدیل می کنند .

هر یک از فراورده های گو نا گونی که از این طریق به دست می آید˛ وارد لوله ای مجزا می شود.

به این عمل تقطیر جزء به جزء می گویند.

برخی از فراورده های پتروشیمی حاصل از صنعت نفت عبارت اند از:پلاستیک , رنگ روغن, رنگهای پلاستیکی, داروهای گندزا, حشره کشها, مواد منفجره, شامپوها, کرمهای زیبایی, پودرهای پاک کننده و کود های شیمیایی.

...........اورانیم و کاربردهایش.............

اورانیم عنصری فلزی، رادیو اکتیو و نقره ای است.

این عنصر به صورت اکسید اورانیم در« سنگ پیچ بلاند» یافت می شود.اورانیم در سال1789میلادی توسط یک شیمیدان آلمانی کشف شد.

هنری بکرل دانشمند فرانسوی در سال 1896 میلادی ضمن آزمایشها یی که بر روی ترکیبات اورانیم انجام می داد متوجه شد که این عنصر دارای خاصیت رادیواکتیوی است.

اورانیم فلزی براقو سفید رنگ است ولی در مجاورت هوا تغییر رنگ می دهد و سیاه می شود.این فلز بسیار سنگین است به طوری که 028/0متر مکعب آنحدود نیم تن وزن دارد.

در گذشته از این ماده برای رنگ آمیزی ابریشم و ظروف چینی استفاده می شد.

اورانیم طبیعی ترکیبی از دو ایزوتوپ 238 و 235 است.

99/27درصد اورانیم موجود در طبیعت اورانیم 238و 72درصد آن اورانیم235است.

این فلز به دلیل داشتن دو ویژگی منحصر به فرد ماده ای بسیار گرانبها و با ارزش است.نخستین ویژگی آن داشتن خاصیت رادیو اکتیوی است.

اشعه رادیو اکتیوی که از هسته اورانیم خارجمی شود کاربردهای بسیاری دارد.

از این اشعه در کشاورزی صنایع مختلف زیست شناسی و تحقیقات پزشکی استفاده می شود.

ویژگی دیگر اورانیم انرژی هست که با شکافت هسته این ماده به دست می آید.

دانشمندان در سال 1938 میلادی پی بردند که اورانیم را می توان توسط ذرات نوترون بمباران کرد و هسته آن را شکافت.

شکافت هسته ای روشی است که طی آن هسته اتم اورانیم 235 توسط ذرات نوترون بمباران شده به دو قسمت تقسیم می شود،در نتیجه نیرو و گرمای بسیارزیادی آزاد می شود.

در سال 1945 میلادی بمب اتمی که با استفاده از همین روش ساخته شده بود- در جنگ جهانی دوم علیه کشور ژاپن مورد استفاده قرار گرفت.

پس از آن اورانیم ارزش و اهمیت روز افزونی یافت.امروزه از انرژی حاصل از شکاف هستهای برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود.

جالب است بدانید که انرژی حاصل از یک کیلوگرم اورانیم با انرژی حاصل از سه میلیون کیلوگرم زغال سنگ برابر است.به همین جهت اورانیم 235به عنوان سوخت در راکتورهای هسته ای استفاده می شود.

انرژیی که از شکافت هسته ای در راکتورهای اتمی به دست می آیدبرای حرارت دادن آب و تبدیل آن به بخار مورده استفاده قرار می گیرد.این بخار توربینها را به حرکت در می آورد و موجب تولید الکتریسیته می شود.

از اورانیم برای جذب اشعه ایکس و اشعه گاما نیز استفاده می شود.

از اکسیدهای این عنصر می توان به عنوان کاتالیزور در برخی از فعل و انفعالات شیمیایی استفاده کرد .

چهار میلیونیم از پوسته زمین را اورانیم تشکیل داده است.

اورانیم در سنگها نیز یافت می شود.

سنگ پیچ بلاند مهمترین سنگ معدن اورانیم است.

ذخایر اورانیم جهان بیشتر در انگلستان هند و آفریقا یافت می شوند.

.................کاربرد یخ خشک در زندگی.............

یخ معمولی حاصل انجماد آب است.

آب دردمای صفر درجه سانتی گراد شروع به یخ بستن می کند .

ولی نوع دیگری از یخ وجود دارد که به آن یخ خشک می گویند.

یخ خشک دی اکسید کربن منجمد است.

این نوع یخ زمانی به وجود می آید که گاز دی اکسید کربن در فشار بالا تا دمای 80-درجه سانتی گراد سرد شود.

به این ترتیب دی اکسید کربن مستقیما″ از حالت گازبه شکل جامد در می آید.

یخ خشک شبیه برف است، ولی می توان دانه های آن را متراکم کرد و به شکل قطعات کوچک و بزرگ در آورد.

این نوع یخ بسیار بزرگ است.

از آنجا که نقطه انجماد یخ خشک بسیار پایین است از آن برای انجماد و سرد سازی مواد غذایی،داروهها و غیره استفاده می شود.

این ماده در دمای معمولی بدون اینکه به مایع تبدیل شود،مستقیما″ از حالت جامد به حالت گازی شکل در می آیدو بخار می شود.

به همین دلیل از یخ خشک برای تولید مه و بخاردر فیلمها برنامه های تلویزیونی صحنه تئاتر و غیره استفاده می شود.

......پلاستیک و کاربردهایش در زندگی.......

پلاستیک ماده ای مصنوعی است.

این ماده از ترکیبات آلی ساده ساخته می شود.

پلاستیک برای نخستین بار در سال 1862میلادی توسط یک انگلیسی به نام« الکساندر پارکز» ساخته شد.

در آن روزها این ماده را به افتخار پارکر،« پارکزین» می نامیدند .

پارکزین اولین پلاستیک ساخته شده در جهان است.

معمولا همراه نام پلاستیک واژه پلی (مثل پلی تن) به کار می رود.

پلی از یک لغت یونانی به معنای خیلی گرفته شده است.

پلی تن یعنی تعداد زیادی مولکول اتن که به هم پیوسته اند.

ساخت پلاستیک در مقیاس تجاری نخستین بار توسط« لئوهنریک بک لند» آغاز شد.

او این ماده را از «فرمالدئید و فنل» تهیه کرد.

پس از آن روشهای جدیدی برای ساخت پلاستیک ابداع شد و صنعت پلاستیک سازی به سرعت گسترش یافت.

امروزه دانشمندان مواد خام بسیاری کشف کرده اند که در ساخت انواع مختلف پلاستیک بکار می روند.

اکثر مواد پلاستیکی را از مواد خام و اولیه ای که توسط صنایع زغال سنگ و نفت خام تولید می شوند.می سازند.

برخی از انواع پلاستیک عبارتند از:پلی تن ، پلی استر ، پی.وی.سی.

و نایلن .

پلاستیک در زندگی روزمرهء امروزی کاربردهای فراوانی دارد و در ساخت بسیاری از کالا ها مورد استفاده قرار می گیرد.

این ماده در ساخت عدسی ها و پنجره هواپیماها به کار می رود.

در کوچه و خیابان تقریبا در دست هر کس یک کیسه یا کیف پلاستیکی به چشم می خورد.

از پلاستیک در ساخت وسایل بی شماری از جمله سطل لیوان مسواک شانه زنبیل جعبه رادیو ترانزیستور و غیره استفاده می شود.

بازارها مملو از اسباب بازی ها و کالاهای ورزشی ساخته شده از پلاستیک اند.

الیاف مصنوعی پلاستیکی نیز در تهیه پارچه بکار می روند.

امروزه دانشمندان موفق به ساخت انواعی از پلاستیک شده اند که عایق سرما و گرماست.

وجود پلاستیک حتی در جراحی و اتاق عمل نیز ضروری است.

......پلاستیک جدید و صرفه جویی در هزینه ها.......

بسیاری از پلاستیک ها را می توان با گرمادهی شکل داد .

اما قالب گیری چنین گرمانرمهایی انرژی قابل توجهی مصرف می کند .

به تازگی پژهشگران بخش علوم مواد موسسه ی فناوری ماساچوست در کمبریج ،پلاستیک جدیدی ساخته اند که به جای رمادهی به کمک اعمال فشار قالب گیری می شود.

این «فشار نرمها » از اختلاط نانو فازی بسپارهایی مانند پلی استایرن وپلی (n بوتیل آکریلات ) یا پلی استایرن وپلی (2 اتیل هگزیل آکریلات ) حاصل شده اند.

هرگاه فشاری معادل 34.5مگا پاسکال یعنی چند صد برابرفشار جو بر این بسپارها اعمال شود نرم می شوند و می توان آن ها را به شکل های دلخواه در آورد .

این پژهشگران بازیافت پذیری مواد خود را آزمایش کردند دریافتند که نمونه های پیش پس از باز یافت تا ده بار چرخه بازیافت و قالب گیری بر اثر اعمال فشار ترکیب شیمییایی یکسان دارند .

به گفته ی این پژهشگران مزیت دیگر استفاده از فشار زیاد به جای گرما این است که در پلاستیک هایی که حاوی مواد افزودنی مانند ترکیبات ضد آتش و محافظ در برابر آفتاب اند نیز خود این مواد در خلال فرایند محفوظ می مانند .

اخیرا″ «فشار نرم ها »جانشین شمار زیادی از موادی مانند بسپارهای نیمه بلورین پلاستیک های اصلاح شده با لاستیک و کشپارهای گرمانرم شدهاند یا به عنوان ماده ی زمینه برای موادی به کار رفته اند که اجزای آنها به گرما حساسند مانند مواد دارویی با منشا زیستی .

...گاز نفت مایع شده چیست؟

چه کاربردی دارد؟...

گاز نفت مایع شده (L P G) آمیزه ای از هیدروکربنهای c3وc4است که در فرایند پالایش نفت بوجود می آیند.

این سوختها بیشتر در مصارف خانگی و برای پخت و پز مورده استفاده قرار می گیرند و در کپسولها یا مخزنهایی با جداره ضخیم به صورت مایع جا بجا می شوند.سوخت موجود در این کپسولها شامل مخلوطی از بوتان و ایزوبوتان است که تحت فشار و تراکم به صورت مایع در آمده اند.

این مایع فرارتا زمانی که تحت فشار است به حالت مایع باقی می ماند،ولی با کم شدن فشار، بخار می شود.

به این ترتیب مخلوط گازی شکل به سوی شعله اجاقی که به آن متصل است، جریان می یابد.

گاز در آنجا می سوزد و از حرارت تولید شده برای پخت و پز یا سایر مصارف استفاده می شود.

این گاز بسیار قابل اشتعال است و از مخلوط آن با هوا ماده ای منفجره بوجود می آید.نشت گاز سبب مخلوط شدن آن با هوا می شود.

در چنین مواقعی کوچکترین جرقه ای می تواند موجب انفجار شود.برای اینکه مصرف کنندگان فورا متوجه نشت گاز شوند ، به آن مادهای اضافه می کنند که بویی بسیار تند و بد دارد.بنابراین در صورت استشمام این بو باید فورا درها و پنجره ها را باز کنیم تا گاز خارج شود.در چنین شرایطی هرگز نباید کبریت را روشن کرد.

...سیلیسیم چیست؟

و چه استفاده هایی از آن میشود؟...

سیلیسیم عنصری غیر فلزی است که در طبیعت به صورت خالص یافت نمی شود.

سیلیسیم خالص ماده ای سخت به رنگ خاکستری تیره است.این ماده مانند فلزات می درخشد.سیلیسیم در حرارت بالا با سایر عناصر تر کیب می شود.

28درصد از پوسته زمین و 50 درصد از خاک چینی را سیلیسیم تشکیل می دهد.سیلیسیم در ماسه، سنگ، آب، استخوان و غیره یافت می شود .

ماسه دارای مقادیر زیادی از این ماده است.سیلیسیم عمدتا از دی اکسید سیلیسیم استخراج می شود که ترکیبی از اکسیژن و سیلیسیم است .

با حرارت دادن دی اکسید سیلیسیم، اکسیژن جدا می شود و سیلیسیم به دست می آید.

سیلیسیم در طبیعت بیشتر به صورت سیلیس و به حالت متبلور یافت می شود کوارتز ، ژاسب و ماسه شکلهای مختلفی از سیلیس اند .

کوارتز، سیلیس متبلور و شفاف ; ژاسب نوعی سنگ قیمتی است.

ماسه نیز مخلوطی از سیلیس ناخالص و مواد دیگر است.

سیلیکاتها ترکیبات دیگری از سیلیس ا ند که در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارند.

میکا و آزبست هر دو نوعی سیلیکات ا ند.

سیلیکاتها در صنعت شیشه سازی،تهیه کاغذ سمباده و ابزارهای نوری و الکترونیکی کاربرد دارند .

از سیلیکات سدیم در تهیه صابون و رنگرزی استفاده می شود .

سیلیسیم خالص در ساخت پیلهای نوری – برقی، ترانزیستور و ابزارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد .

از ترکیب سیلیسیم و کربن برای جلا دادن فلزات استفاده می شود .سیلیسیم در ساخت نیمه رساناها – که در زندگی روزمره کاربردهای فراوانی دارند – نیز به کار می رود.

........................لیزر و کاربردهایش........................

امروزه لیزر کاربردهای بیشماری در جنبه های مختلف علوم داردو زمینه تحقیقاتی گسترده ای برای تمام علوم و از جمله شیمی فراهم آورده است.

تکفامی و شدت زیاد، لیزر را برای استفاده در شیمی و بویژه شاخه طیف سنجی مناسب ساخته است.

در زمینه شیمی، از لیزر هم برای تشخیص و هم برای تغییرات شیمیایی برگشت ناپذیر استفاده شده است.

کشف و استفاده از لیزر باعث ایجاد تغییرات مهمی در رشته های علمی از جمله شیمی شده است.

ایجاد شاخه های جدید در شیمی مانند طیف نمایی غیر خطی و فتو شیمی لیزری از آن جمله است.از جمله کاربردهای مهم لیزر در شیمی می توان به موارد زیر اشاره داشت : جداسازی ایزوتوپها: به علت بهای زیاد فوتونهای لیزری، این روش وقتی استفاده می شود که ارزش محصولات نهایی بالا باشد .

به عنوان مثال، جداسازی اورانیم 235 از اورانیم طبیعی ( حاوی 99.2% اورانیم 238 و 07/0% اورانیم 235 ) با لیزر گزنون و کریپتون .

تکنیکهای جهش دما: تغییردان تعادل یک واکنش به وسیله افزایش ناگهانی درجه حرارت برای مطالعه واکنش هایی که سرعت شان بالاست مانند تشکیل پیوند هیدروژنی.

طیف سنجی: توان بالای پرتو لیزری، کاربرد آن را در در اندازه گیری جذب نمونه های چگال امکان پذیر می سازد.

حساسیت روش بسیار بالاست و لیزر همزمان کار چندین لامپ هالوکاتد را انجام می دهد.

یکی از کاربردهای طیف سنجی با لیزر ، اندازه گیری غلظت با لیزر، اندازه گیری غلظت خاک های نادر در محلولهای آبی یا مخلوط آنها می باشد.

تجزیه مقادیر ناچیز و تک اتم: حساسیت فوق العاده یونیزاسیون با لیزر برای دستیابی به حد تشخیص بینهایت که از شگفت انگیز ترین نتایجی است که دانشمندان را برای تشخیص یک اتم یا یک مولکول ، بیش از پیش امیدوار کرده است.

طیف سنجی مولکولی : از مطالعات لیزر در طیف سنجی مولکولی ،میتوان لومینانس و فتو یونیزاسیون را نام برد که نتایج درخشانی در تفکیک کامل طیفی و گزینش پذیری در جذب چند فتونی برای اندازه گیری مقادیر کم اجسام ، حاصل شده است.

طیف سنجی جرمی: در چند سال اخیر علا قه زیادی به ترکیب لیزر و طیف سنج جرمی MSمعطوف شده است.این ترکیب در برگیرنده دو روش است روشههای چند فوتونی و شیوه های دفع سطحی.

..............سایر کاربردهای لیزر در شیمی............

استفاده از لیزر در شیمی گسترده تر از آن است که در این بحث مطرح شود.

دیگر کاربردهای لیزر را می توان طیف سنجی پیکو ثا نیه به کمک لیزرهای پالسی ،استفاده در آشکار سازهای کروماتوگرافی, همراستا کردن اجزا داخلی و ابزار دقیق آزمایشگاهی و انواع فراورش های شیمیایی را نام برد.

.................لیزر و آینده علم شیمی..................

لیزر با استفاده وسیع و روز افزون در رشته های مختلف علوم از جمله شیمی هنوز هم نویدهای زیادی برای اینده دارد.

با توجه به ساخت لیزرهای جدید با کاربری وسیع و تکامل روشهای قدیمی ،در آینده می توان شاهد تحولات عظیم در شیمی تجزیه و استفاده گسترده از لیزر در فراورشها و سنتزهای شیمیایی بود.همچنین استفاده از لیزر برای سنتز و مطالعه اجزا خوشه های فلزی و کربن در آینده مورد توجه خاص خواهد بود.چشم انداز آینده استفاده از لیزر در تولید و سنتز مواد حرارتی مهم با کمترین هزینه خواهد بود.

.................کاغذهایی که خیس نمی شوند................

یک شیمیدان انگلیسی توانست کاغذی بسازد که پس از افتادن درآب، خیس نمی شود و براحتی می توان روی ان نوشت.

به گزارش« یورو نیوز» این جوان که مشغول آزمایش محصول جدید شیمیایی در برابر اشعه ماوراء بنفش بود، به طور اتفاقی فهمید کاغذی درست کرده که در آب خیس نمی شود.

او قصد داشت کاغذی مقاوم در برابر آلودگی درست کند اما فعل و انفعالات شیمیایی سبب شد که کاغذی ساخته شود که در آب خیس نمی شود و بعد از اینکه از اب بیرون آمد براحتی می توان با خودکار روی آن نوشت.این محقق می گوید اگر کاغذی را در مقابل اشعه ماورا ء بنفش بگیرید مسلما دیگر خیس نمی شود و می توان از آن دوباره استفاده کرد .

قرار است این نوع کاغذها وارد بازار شود و در دسترس عموم مردم قرار گیرد .

..........تهیه ی صابون از زهر مار............

یک شیمیدان آمریکایی به منظور کشف راه درمان جدی برای بیماری هایقلبی و نیز سکته های قلبی مارهای آبی را بررسی کرد.

وی به همراه یک گروه علمیدریافت که سم مارها دارای آنزیم هایی است که مانع از انعقاد خون می شود و در ایجادلخته ی خون در انسان جلوگیری می کنند .

این محققق با کشف این پدیده به یافته ی دیگری دست یافت و اجزای غیر سمی این زهر مار راجدا و سعی کردکه لخته ی خون خشک شده بر روی بافت پارچه راپاک کند.

...................اتانول و سوخت ارزان خودرو.....................

اتانول ،نوعی منبع تجدید شونده ی انرژمحسوب می شود .

اما استفاده از اتانول حاصل از منابع زیست توده به عنوان ماده ی سوختنی به فرایند پر هزینه و انرژی بر خارج سازی آب همراه آن نیاز دارد .

برای تولید هیدروژن از اتانول آبدار محققان روشی پیشنهاد کردند که شامل اکسایش جریی آن در مجاورت کاتالیزگرهای رودیم یا رودیم- سریم است .

واکنش در دمای 700 درجه سانتی گراد انجام می گیرد .

و از آنجا که این فرایند گرما زاست لازم است مخلوط اولیه فقط تا دمای 140 درجه ی سانتی گراد گرم شود تا واکنش شروع شود .

تنها محصول فرعی این فرایند co2 است و دیگر اینکه مقداری از هیدروژن از آب به دست آمده است .

چنین مجموعه ای سوار بر وسیله ی نقلیه برای تبدیل سوخت مایع به هیدروژن می تواند جانشین منبع ذخیره ی هیدروژن در وسایل نقلیه ی دارای باتری سوختی شود.

................شیمی و میوه های درشت و آبدار................

چه عاملی می تواند باعث درشت و آبدار شدن گوجه فرنگی شود،کیفیت تصویر دوربینها را بالا ببردو باعث شود خودروها با کارایی بیشتری حر کت کنند؟

این عامل تازه ای است که مانع از عبور نور فرو سرخ می شود و 3Mنام دارد.

بر خلاف تصور عموم،گرم شدن گلخانه زندگی را برای گیاهان سخت می کند.وقتی نور فرو سرخ از شیشه ها عبور می کند دمای گلخانه افزایش می یابد .

در این شرایط پرورش دهنده پنجره ها را باز می کند تا گلخانه سرد شود .

اما باز کردن پنجره ها به از دست رفتن کربن دی اکسید و رطوبتی که برای کمک به رشد گیاهان وارد گلخانه شده است منجر می شود.

پژوهشگران دانشکده ی علوم گیاهی دانشگاه مینسوتا تا ثیر3M را بر گوجه فرنگی آزموده اند.

پوشاندن شیشه های گلخانه با لایه نازکی از 3M باعث بازتابش بعضی طول موجهای فرو سرخ می شود .

نتایج اولیه حاکی از افزایش اندازه گوجه فرنگی هاست.چنین به نظر می رسد که بوته ها در محیط خنک و در عین حال غنی از CO2 بهتر رشد می کنند.

از سوی دیگر، گیاهان با استفاده از نور فرو سرخ دور، به حضور گیاهان دیگر در مجاورت خود پی می برند .

اگر آنها این نور را دریافت نکنند به این معناست که گیاهان دیگر آن را جذب کرده اند.

از این رو گیاه در تلاش برای پیروز شدن در رقابت نور طلبی سریعتر رشد می کند و بلند قدتر می شود.

این طول موج خاص از نور (بین 730و 740نانومتر)مولکول ویژه ای به نام فیتوکروم را در گیاه فعال می کند.فیتوکروم دارای یک بخش غیر پروتیینی (ساختار تتراپیرول) دریافت کننده ی نور و یک بخش پروتیینی است .

فعال شدن این مولکول باعث تغییر بیان ژن و راه اندازی فرایندهایی چون جوانه زدن دانه ها، گل دهی، رشد طولی ساقه ها و گسترش برگ ها می شود.

اگر طول موجی که باعث فعال شدن فیتو کروم می شود به گیاه نرسد گیاه کوتاه قدتر می شود .

چنین گیاهی نسبت به گیاه بلند قد ، میوه های درشت تری می دهد.

3M در شدت نور پایین تا حدود زیادی از عبور این طول موج جلوگیری می کند ؛بنابراین با 3Mمی توان بدون استفاده از مواد شیمیایی که در تنظیم رشد موثرند میوه های درشت تری پرورش داد.

3M علاوه بر کار بردهایی که در کشاورزی دارد می تواند در خودروها نیز مفید واقع شود .

در صورت کاهش مقدار نور فرو سرخی که از شیشه های خودروها می گذرد انرژی کمتری صرف بهبود هوای داخل آنها می شود .

به بیان دیگر به جای نور گرم نور سرد فضای داخل خودرو را روشن می کند .3Mبرای دوربینها نیز مفید است .دوربینها برای تنظیم روزنه ی خود از حسگر های نوری بهره می برند .

این امر در طول روز مشکلی ایجاد نمی کند.

اما اگر شما در هنگام غروب آفتاب عکس بگیرید دوربین فریب می خورد ؛زیرا در این موقع مقدار نور فرو سرخ از نور مریی بیشتر است و دوربین تصور می کند که نور بیشتری وجود دارد.

این امر باعث می شود که دوربین همانند زمانی تنظیم شود که نور زیادی در محیط وجود دارد .

از این رو کیفیت تصاویر کمی کاهش می یابد .

به هر حال 3Mدر اینجا نیز کار خود را به خوبی انجام می دهد.

...................شیمی و ایمنی در خودروها.................

امروزه ایمنی یکی از ابزارهای مهم رقابت در بازارهای جهانی خودرو است.

نخستین خواست خریدار امروزی میزان ایمنی خودرو است .

از طرفی شرکت های بزرگ خودرو سازی برای جلب نظر مشتریان خود هر روز طرحی نو ارائه می دهند.

به گفته نماینده شرکت تویوتا از بودجه در نظر گرفته شده برای یک مدل جدید خودرو همیشه نزدیک به 20% از آن به پژوهش پیرامون ایجاد ایمنی بیشتر اختصاص داده می شود .بسیاری از ماشینهای جدید به ستونهای انعطاف پذیر در اسکلت ماشین کمربند های خودکار محافظهای سر لوله های فلزی نصب شده در چهار چوب درها مجهز هستند .

به تازگی به منظور تکمیل سیستم ایمنی کیسه هوا روی بسیاری از خودروهای سواری نصب می شود .دو نوع کیسه هوا به نام های US bagو Eurobagوجود دارداولی بر اساس استاندارد آمریکایی است که 60 تا 70 لیتر حجم دارد .

دومی بر پایه استاندارد اروپایی است و حجم ان نصف سیستم آمریکایی است.

دلیل بزرگ بودن کیسه آمریکایی این است که چنانچه راننده به دلایلی نتواند از کمربند ایمنی خود استفاده کند کیسه هوا بتواند به تنهاییجان او را نجات دهد .اما سیستم اروپایی بدون داشتن کمربند ایمنی پاسخگو نخواهد بود در خودرو های اروپایی به منظور یاداوری این نکته بر روی فرمان علامت SRSچاپ شده است.

کیسه هوا در مجموع از چهار بخش اصلی تشکیل شده است: 1- حسگرهای الکترونیکی که عموما″ در ناحیه جاپایی و جلوی ماشین نصب شده اند .

2- ریز پردازنده ها که پیوسته سرعت شتاب ترمزها و شوک های وارده به خودرو را محاسبه کرده و با اطلاعات ذخیره شده در خود مقایسه می کند.

3-کیسه پلی آمید که به منظور محافظت در برابر نور خورشید و رطوبت هوا در زیر یک قاب در مرکز فرمان جاسازی شده است.

4-مولد گاز که دارای مقادیر محاسبه شده ای از مواد شیمیایی خاصی است و در اثر یک جرقه الکتریکی منفجر می شود و حجم خاصی از گازN2را آزاد می کند .

اکنون کمی هم به شیمی مساله می پردازیم: در مولد گازی مخلوطی از NaN3و KNO3و Sio2در اثر یک جرقه الکتریکی حجم محاسبه شده ای از گاز N2 را آزاد می کند.

سدیم مذاب که فراورده فرعی تجزیه سدیم آزید است در واکنش با KNO3نیتروژن اضافی تولید می کند.

اکسید های سدیم و پتاسیم حاصل در واکنش با جزء سوم (SIO2)تشکیل سیلیکات قلیایی را می دهند که ترکیبهایی بی خطر پایدار و غیر قابل انفجار هستند.

آزید از هیدرازیک اسید(HN3) تهیه می شود که یک اسید به نسبت ضعیف و آتشگیر است و نمکهای فلزی سنگین آن به عنوان مواد منفجره به کار می روند.

این ماده همچنین از واکنش سدیم آمید با N2Oبه دست می آید.

با محاسبه ساده ای می توان نشان داد که برای پر کردنیک کیسه هوای 70 لیتری حدود 130 گرم سدیم آزید مورد نیاز است.

Nan3حتی از پتاسیم سیانید سمی تر است .

از این رو با اشتعال عمدی کیسه هوا ی مصرف نشده سدیم آزید آن را از بین می برند .

مواد آتش گیری که بر اثر تجزیه حجم بسیار زیادی گاز آزاد می کنند پیشران نامیده می شوند.

مواد غیر آزیدی نیز به عنوان پیشران در کیسه هوا به کار می روند که دو مورد از مهمترین آنها دی آزوکاربامیدو نیتروسلولوز می باشند.

ویژگی های مطلوب و مورد توجه پیشران های به کار رفته به عنوان تولید کننده گاز عبارتند از: دمای اشتعال پایین کم بودن فراورده های غیر گازی بی ضرر بودن فراورده های گازی و زیاد بودن مول های تولید شده در برابر واحد جرم ماده اولیه.

مقدار ماده اولیه بین 10 تا 500 گرم بسته به فرمول شیمیایی آن و نوع طراحی کیسه هوا است .به طوری که پیشران های آزیدی نسبت به غیر آزیدی دارای دمای احتراق پایین تر و ماده اولیه بیشتری برای پر کردن کیسه هستند و فراورده های غیر گازی آنها متوسط است.

در پایان نکته ای که در مورد خود کیسه در خور یاد آوری است این است که این کیسه ها معمولا از جنسپلی آمیدند و بایستی در زمانی کمتر از یک هزارم ثانیه متورم شود و فشار آن به محضبرخورد با سر راننده کاهش یابد.

اگر چنین نباشد کیسه بیشتر به مانند یک سنگ سخت عمل می کند تا یک محافظ سر.

پیش بینی می شود که در آینده پژوهش ها بر روی کیسه هوا در جهت ساختن کیسه هوای هوشمند ساخت کیسه هوای چند بار مصرف تاثیر وزن و موقعیت راننده در طراحی کیسه هوا فرمول بندی های تازه برای افروزنده پیشران و خود کیسه ودر نهایت ساختن کیسه هوا برای بدنه باشد.

واحد های اخیر احتمالا در حدود یک لیتر خواهند بود تا صدمات وارد شده به بدنه به حداقل برسد .به امید انکه در خودرو های ساخت کشور ما نیز کیسه هوا نصب شود و به این ترتیب از میزان تلفات جانی و مالی سر سام اوری که سالانه از طرف وزارت راه و ترابری منتشر می شود کاسته شود.

.....پختن یا سرخ کردن غذاهای نشاسته دار.....

در آوریل سال 2001دانشمندان سوئدی به وجود یک ماده ی شیمیایی با خاصیت سرطان زایی در گستره ی وسیعی از غذاهای حاوی نشاسته پخته یا سرخ شده ،بویژه در گوشت های سرخ شدهی فرانسوی چیپس و بیسکویت پی بردند.

این ماده ی شیمیایی آکریل آمید بود.

هنگامی که این خبر به آگاهی عموم رسید کسی نمی دانست منبع آکریل آمید چیست ،چگونه تشکیل می شود و آیا رابطه ی میان این ماده در غذا و سرطان وجود دارد یا نه.

اما این یافته ها بی درنگ از سوی موسسسه استاندارد های غذایی بریتانیا تایید شد .

سپس پژوهشگران در کشورهایی همچون انگلیس سویس آلمان و آمریکا به طور جداگانه نشان دادند که آکریل آمید در نتیجه ی گرم کردن آمینو اسیدی به نام آسپاریژن که به فراوانی در غلات و حبوبات یافت می شود با گلوکز یا قند دیگری به نام 2- دی اوکسی گلوکز در دمای بالاتر از 100۫F) 212(به دست می آید .

به تازگی بروسگنم پروفسور دپارتمان شیمی و زیست شیمی دانشگاه کورنل در آمریکا در این مورد توضیح بیشتری داده است .

آکریل آمید بسپاری است که به طور گسترده در گندزدایی آب آشامیدنی و نیز در تهیع ی پلا ستیک کاربرد دارد .

این ماده برای نخستین بار در سال 1994 توسط موسسه بین المللی پژهش روی سرطان به عنوان یکی از ماد سرطان زا شناخته شد.

گنم می گو ید شیمی آلی هنوز از درک آنچه که در زمینه ی سرطان زایی این ماده وجود دارد ناتوان است .

این که برای تشکیل آکریل آمید باید یک مولکول کربن دی اکسید خارج شود مورد پذیرش همه ی پژوهشگران در انگلیس و سویس واکنش مایلارد را برای توضیح این پدیده پیشنهادکرده اند بی آن که جزییات شیمیایی آن را روشن سازند.