پاورپوینت شیمی تجزیه

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

به نام خدا

تحقیق پیرامون:
شیمی تجزیه

اسلاید 2 :

سیر تحولی و رشد اصولا توسعه و تغییر پایدار در فنون و روشهای تجزیه وجود دارد. طراحی دستگاه بهتر و فهم کامل مکانیسم فرآیندهای تجزیهای ، موجب بهبود پایدار حساسیت ، دقت و صحت روشهای تجزیهای میشوند. چنین تغییراتی به انجام تجزیههای اقتصادیتر کمک میکند که غالبا به حذف مراحل جداسازی وقت گیر ، منجر میشوند. باید توجه داشت که اگر چه روشهای جدید تیتراسیون مانند کریوسکوپی ، Pressuremetriz ، روشهای اکسیداسیون _ احیایی و استفاده از الکترود حساس فلوئورید ابداع شدهاند، هنوز از روشهای تجزیه وزنی و تجزیه جسمی (راسب کردن ، تیتراسیون و استخراج بوسیله حلال) برای آزمایشهای عادی استفاده میشود.به هر حال در چند دهه اخیر ، تکنیکهای سریعتر و دقیقترِی بوجود آمدهاند. در میان این روشها میتوان به اسپکتروسکوپی ماده قرمز ، ماورای بنفش و اشعه X اشاره کرد که از آنها برای تشخیص و تعیین مقدار یک عنصر فلزی با استفاده از خطوط طیفی جذبی یا نشری استفاده میگردد. سایر روشها عبارتند از:

اسلاید 3 :

شیمی تجزیه

شیمی تجزیه شامل جداسازی ، شناسایی و تعیین مقدار نسبی اجزای سازنده یک نمونه از ماده است.

دید کلی 

شیمی تجزیه نقش حیاتی را در توسعه علوم مختلف به عهده دارد، لذا ابداع فنون جدید تجزیه و بسط و تکامل روشهای تجزیه شیمیایی موجود ، آنقدر سریع و گسترده است که اندکی درنگ در تعقیب رویدادهای تازه سبب بوجود آمدن فاصلههای بسیار زیاد علمی خواهد شد..

اسلاید 4 :

* کالریمتری (رنگ سنجی) که به توسط آن یک ماده در محلول بوسیله شدت رنگ آن تعیین میشود.* انواع کروماتوگرافی که به توسط آنها اجزای یک مخلوط گازی بوسیله آن از درون ستونی از مواد متخلل یا از روی لایههای نازک جامدات پودری تعیین میگردند.

* تفکیکی محلولها در ستونهای تبادل یونی

* آنالیز عنصر ردیاب رادیواکتیو.

* ضمنا میکروسکوپی الکترونی و اپتیکی ، اسپکترومتری جرمی ، میکروآنالیز ، طیفسنجی رزونانس مغناطیسی هستهای (NMR) و رزونانس چهار قطبی هسته نیز در همین بخش طبقه بندی میشوند.

خودکارسازی روشهای تجزیهای در برخی موارد با استفاده از رباتهای آزمایشگاهی ، اهمیت روزافزونی پیدا کرده است. چنین شیوهای ، انجام یکسری تجزیهها را با سرعت ، کارایی و دقت بهتر امکانپذیر میسازد. میکروکامپیوترها با قابلیت شگفتانگیز نگهداری دادهها و بستههای نرم افزار گرافیکی بطور قابل ملاحظهای موجبات جمع آوری ، نگهداری ، پردازش ، تقوبت و تفسیر دادههای تجزیهای را فراهم میآورند.

اسلاید 5 :

انواع تجزیه

وقتی آزمایش به شناسایی یک یا چند چیز جز از یک نمونه (شناسایی مواد) محدود میگردد، تجزیه کیفی نامیده میشود، در حالی که اگر آزمایش به تعیین مقدار یک گونه خاص موجود در نمونه (تعیین درصد ترکیب در مخلوطها یا اجزای ساختمانی یک ماده خالص) محدود گردد، تجزیه کمی نامیده میشود. گاهی کسب اطلاعاتی در زمینه آرایش فضایی اتمها در یک مولکول یا ترکیب بلورین ضروری است، یا تاکید حضور یا موقعیت برخی گروههای عامل آلی در یک ترکیب مورد تقاضا است، چنین آزمایشهایی تحت عنوان تجزیه ساختمانی نامیده میشوند و ممکن است با جزئیاتی بیش از یک تجزیه ساده مورد توجه قرار گیرند.

ماهیت روشهای تجزیه ای

روشهای تجزیهای معمولا به دو دسته کلاسیک و دستگاهی طبقه بندی میشوند. روشهای کلاسیک شامل روشهای شیمیایی مرطوب ، نظیر وزن سنجی و عیار سنجی است.

اسلاید 6 :

کاربردهای شیمی تجزیه 

کنترل کیفیت محصول :

بیشتر صنایع تولیدی نیازمند به تولید با کیفیت یکنواخت هستند. برای کسب اطمینان از برآورده شدن این نیازمندی مواد اولیه و همچنین محصول نهایی تولید ، مورد تجزیههای شیمیایی وسیعی قرار میگیرند.

نمایش و کنترل آلوده کنندهها :

فلزات سنگین پسماندههای صنعتی و حشره کشهای آلی کلردار ، دو مشکل کاملا شناخته شده مربوط به ایجاد آلودگی هستند. به منظور ارزیابی چگونگی توزیع و عیار یک آلوده کننده در محیط ، به یک روش تجزیهای حساس و صحیح نیاز است و در کنترل پسابهای صنعتی ، تجزیه شیمیایی روزمره حائز اهمیت است.

اسلاید 7 :

مطالعات پزشکی و بالینی :

عیار عناصر و ترکیبات مختلف در مایعات بدن ، شاخصهای مهمی از بی نظمیهای فیزیولوژیکی میباشند. محتوی قند بالا در ادرار که نشانهای از یک حالت دیابتی است و وجود سرب در خون ، از شناختهترین مثالها در این زمینه میباشد.

عیارگیری :

از دیدگاه تجارتی در برخورد با مواد خام نظیر سنگهای معدنی ، ارزش سنگ معدن ، از روی فلز موجود در آن تعیین میشود. این موضوع ، مواد با عیار بالا را نیز غالبا شامل میشود. بطوری که حتی تفاوت کم در غلظت میتواند از نظر تجاری تاثیر قابل ملاحظهای داشته باشد. بنابراین یک روش تجزیهای قابل اعتماد و صحیح از اهمیت اساسی برخوردار است

اسلاید 8 :

آینده شیمی تجزیه 

بروز مشکلات تجزیهای در شکلهای جدیدش ادامه دارد. میزان تقاضای مربوط به انجام تجزیه در ابعاد وسیع توسط بسترهای دستگاهی بطور مداوم در حال افزایش است. کاوشهای فضایی ، نمونههای گمانه زنی و مطالعات اعماق دریاها مثالهایی از نیازهای قابل طرح میباشند. در دیگر زمینهها نظیر مطالعات محیطی و بالینی ، فرم شیمیایی و دقیق یک عنصر در یک نمونه و نه غلظت کلی آن ، اهمیت فزایندهای پیدا کرده است. دو مثال کاملا شناخته شده در این زمینه ، میزان سمیت بسیار زیاد ترکیبات آلی جیوه و سرب در مقایسه با ترکیبات مشابه معدنی است.

اسلاید 9 :

بررسی خواص اسیدها
نگاه اجمالی
بشر از دیر باز با مفهوم ساده اسید آشنایی داشته است. در حقیقت این مواد، حتی قبل از آنکه شیمی به صورت یک علم در آید، شناخته شده بودند. اسیدهای آلی همچون سرکه و آبلیمو و آب غوره از قدیم معروف بودند. اسیدهای معمولی مانند اسید سولفوریک ، اسید کلریدریک و اسید نیتریک بوسیله کیمیاگران قدیم ساخته شدند و بصورت محلول در آب بکار رفتند. برای مثال اسید
سولفوریک را جابربن حیان برای نخستین بار از تقطیر بلورهای زاج سبز (FeSO4.7H2O) و حل کردن بخارات حاصل در آب ، بدست آورد.

در طی سالیان متمادی بر اساس تجربیات عملی لاووازیه (A.L.Lavoisier) چنین تلقی میگردید که اجزاء ساختمان عمومی کلیه اسیدها از عنصر اکسیژن تشکیل گردیده است. اما بتدریج این موضوع از نظر علمی روشن و اعلام گردید که چنانچه این موضوع صحت داشته باشد، بر خلاف عقیده اعلام شده در مورد اکسیژن ، این عنصر هیدروژن است. در حقیقت ، تعریف یک اسید بنا به فرمول اعلام شده از سوی لیبیگ (J. Von Liebig) در سال 1840 عبارت است از:

موادی حاوی هیدروژن که میتوانند با فلزات واکنش نموده و گاز هیدروژن تولید نمایند.

نظریه فوق مدت پنجاه سال مورد استناد بوده است. بعدها با پیشرفت علم شیمی ، مفاهیم جدیدی درباره اسیدها اعلام شده که در زیر به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

اسلاید 10 :

خواص عمومی اسیدها 

1.محلول آبی آنها یونهای پروتون آزاد میکند. 

2.موادی هستند که از نظر مزه ترشند. 

3.کاغذ تورنسل را سرخ رنگ میکنند. 

4.با برخی فلزات مانند آهن و روی ترکیب شده گاز هیدروژن میدهند.

5.با قلیاها (بازها) واکنش نموده و املاح را تشکیل میدهند.

6.با کربنات کلسیم (مثلا به صورت سنگ مرمر) بشدت واکنش دارند، بطوریکه کف میکنند و گاز کربنیک آزاد مینمایند.

اسلاید 11 :

نظریه آرنیوس درباره اسیدها 

زمانیکه مفاهیم یونیزاسیون ترکیبات شیمیایی در محلولهای آبی روشن گردید، مفهوم اسید بطور قابل ملاحظهای تغییر پیدا کرد. مطابق تعریف آرنیوس ، اسید ماده ایست که در آب یونیزه میشود و یون که گاهی بصورت +H نیز نشان داده میشود، تولید میکند.

HCl(aq) -----> (H+)(aq) + cl- (aq)

آرنیوس قدرت اسیدی را نیز بر همین اساس تفسیر کرد و گفت که اسید قوی ، در محلولهای آبی تقریبا، بطور کامل یونیزه میشود. در صورتیکه که میزان تفکیک اسید ضعیف کمتر است. توجه کنید که مفهوم آرنیوس بر یونهای آب استوار است. بر اساس تعریف آرنیوس میتوان نقش اکسیدهای اسیدی را نیز تفسیر کرد. 

اکسیدهای اسیدی 

اکسیدهای بسیاری از غیرفلزات با آب واکنش داده و اسید تولید میکنند، در نتیجه این مواد را اکسیدهای اسیدی یا ایندرید اسید مینامند.

(N2O5(s)) + (H2O)1 → HNO3 (aq)

مفهوم آرنیوس ، به علت تاکید آن بر آب و واکنشهای محلولهای آبی ، با محدودیت روبهروست.

اسلاید 12 :

قدرت اسیدی و ساختار مولکولی

به منظور بررسی رابطه بین ساختار مولکولی و قدرت اسیدی ، اسیدها را به دو نوع تقسیم میکنیم: هیدریدهای کووالانسی و اکسی اسیدها. 

هیدریدها 

برخی از ترکیبات کووالانسی دوتایی هیدروژندار (مانند HCl , H2) اسیدی هستند. دو عامل بر قدرت اسیدی هیدریدیک عنصر موثر است: الکترونگاتیوی عنصر و اندازه اتمی عنصر. قدرت اسیدی هیدریدهای عناصر یک تناوب ، از چپ به راست و همسو با الکترونگاتیوی عناصر ، افزایش مییابد. یک عنصر الکترونگاتیو ، الکترونهای بیشتری از هیدروژن میگیرد و خروج آن به صورت یک پروتون را سرعت میبخشد.

قدرت اسیدی هیدریدهای عناصر یک گروه، با افزایش اندازه اتم مرکزی افزایش مییابد. در تناوب دوم: NH3>H2O>HF در گروه VI به اینصورت است:

اسلاید 13 :

مهمترین اسیدهای قوی

مولکولهای این اسیدها و در محلولهای آبی رقیق کاملا یونیزه است. اسیدهای قوی متعارف عبارتند از: اسید کلریدریک ، یدیدریک ، نیتریک ، سولفوریک ، پرکلریک است.

مهمترین اسیدهای ضعیف

یونیزاسیون این اسیدها در آب کامل نمیباشد و هرگز به 100% نمیرسد. مثال متعارف آنها ، اسید استیک ، اسید کربنیک ، اسیدفلوریدریک ، اسید نیترو و تا حدودی اسید فسفریک است

اسلاید 14 :

اکسی اسیدها 

در این ترکیبات ، هیدروژن اسیدی به یک اتم O متصل است و تغییر در اندازه این اتم بسیار ناچیز است. بنابراین عامل کلیدی در قدرت اسیدی این اکسیاسیدها، به الکترونگاتیوی اتم Z مربوط میشود: H-O-Z .اگر Z یک اتم غیرفلز با الکترونگاتیوی بالا باشد، سهمی در کاهش چگالی الکترونی پیرامون اتم O (علی رغم الکترونگاتیوی شدید اکسیژن) را دارد. این پدیده باعث میشود که اتم اکسیژن، با کشیدن چگالی الکترونی پیوند H-O از اتم H ، تفکیک آن را سرعت ببخشد و ترکیب را اسیدی بکند. هیپوکلرواسید ، HOCl ، اسیدی از این نوع است.

هرچه الکترونگاتیوی Z بیشتر باشد، الکترونهای پیوند H-O به میزان بیشتری از اتم H دور میشوند و حذف پروتون آسانتر است: HOCl > HOBr > HOI . در اکسی اسیدهایی که اتمهای اکسیژن بیشتری به Z متصل باشند، قدرت اسیدی با افزایش n ، زیاد میشود

اسلاید 15 :

برخی از کاربردهای اسیدها 

اسید سولفوریک 

یکی از اسیدهای معدنی قوی با فرمول H2 So4 ، مایعی روغنیشکل و بیرنگ است. یک متاع سودمند صنعتی است که از آن در حد وسیعی در پالایش نفت و در کارخانجات تولید کننده کودها ، رنگها ، رنگدانهها ، رنگینهها و مواد منفجره استفاده میشود.

اسید استیک 

یک اسید آلی بصورت مایعی تند و بی رنگ با فرمولCH3 COOH ، که اساس ترشی سرکه نیز میباشد. قسمت اعظم اسیداستیک تولیدی دنیا ، مصرف واکنش با الکلها به منظور تولید استرهایی میگردد که از آنها بعنوان بهترین حلالها در رنگ و جلا استفاده میشود. همچنین در کارخانجات داروسازی، عمل آوردن لاستیک طبیعی و تهیه چرم مصنوعی و به عنوان حلال برای بسیاری از ترکیبات آلی از اسید استیک استفاده میشود.

اسید نیتریک یک اسید قوی معدنی با فرمول Hno33 میباشد که این اسید در کارخانجات تولید کودهای نیترات و فسفات آمونیوم ، مواد منفجره نیترو ، پلاستیکها ، رنگینهها و لاکها کاربر دارد.

اسلاید 16 :

اسید سولفونیک

این اسیدها با فرمول عمومی R-SO3Hکه R میتواند متان یا بنزن و . باشد، محلول در آب ، غیر فرار و جاذب الرطوبهاند و به عنوان عوامل امولسیون کننده ، مواد افزودنی و روغنهای روان کننده و به عنوان جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی استفاده میگردد. 

اسید کلریدریک

یکی از اسیدهای معدنی قوی با فرمول HCl ، که مایعی بیرنگ یا اندکی زردرنگ ، بسیار خورنده و غیر آتشگیر است. این اسید در آب ، الکل ، بنزن حل میشود و در اسیدی کردن (فعال کردن) چاههای نفت ، پاک کردن رسوبات دیگهای بخار ، صنایع غذایی ، تمیز کردن فلزات و . استفاده میشود.

اسلاید 17 :

باز

بکینگ پادر(پودر طباخی)، مایع ظرفشوئی، و صابون همگی بازهایی هستند که احتمالا در منزل شما یافت می شود.این مواد، بازهای ضعیف هستند و اغلب روی پوست، صابونی احساس می شوند زیرا بعضی از چربیهای روی پوست را به مواد صابون مانند تبدیل می کنند. چون بازها اسیدها را خنثی می کنند، بسیاری از مردم فکر می کنند که بی ضررند، اما بازهای قوی به شدت خورنده هستند و در صورت تماس با پوست آن را می سوزانند، مانند سود سوزآور (هیدروکسید سدیم) که در فرایندهای پاک کنندگی صنعتی به کار می رود.هیدروکسید سدیم بسیار خورنده است.اگر آن را به آلومینیم اضافه کنیم ، به سرعت به این فلز حمله می کند و یک واکنش شدید را پدید می آورد.

اسلاید 18 :

اهمیت استفاده از شناساگر مناسب در تیتراسیون 

با استفاده از انواع شناساگر ، میتوان PH یک محلول را تعیین کرد. برای این کار لازم است محدوده PH تغییر رنگ شناساگر را بدانیم. در تیتراسیونهای اسید و باز هم لازم است که PKa شناساگر مورد استفاده به PH محلول مورد نظر نزدیک باشد، در غیر اینصورت آزمایش همراه با خطا خواهد بود. اگر شناساگر قبل از نقطه همارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان کمتر از نقطه همارزی (خنثی شدن اسید یا باز) است و اگر شناساگر بعد از نقطه هم ارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان بیشتر از نقطه هم ارزی است

در برخی از موارد مخلوطی از دو یا چند شناساگر در یک تیتراسیون مصرف میشود تا تغییر رنگ مشخصی در نقطه پایان رخ دهد. بعنوان مثال میتوان متیلن آبی را با متیلن قرمز مخلوط کرده و یک شناساگر مخلوط بوجود آورد که در PH حدود 5.4 از بنفش به سبز تغییر رنگ میدهد. در این مورد ، متیلن آبی حین تیتراسیون بدون تغییر رنگ میماند. اما متیلن قرمز در PHهای کمتر از حدود 5.4 قرمز و در PHهای بیشتر از حدود 5.4 زرد میباشد.

اسلاید 19 :

در PHهای کمتر ، قرمز و آبی ترکیب شده و رنگ بنفش ایجاد میکنند و در PHهای بیشتر ، زرد و آبی ترکیب شده و رنگ سبز ایجاد میکنند. دیدن تغییر رنگ بنفش به سبز ، آسانتر از تشخیص تغییر رنگ قرمز به زرد در شناساگر متیلن سرخ تنهاشت.

اسلاید 20 :

معرفهای معروف PH