دیباچه
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 سال۱۷۸۹میلادی توسط یک شیمیدان آلمانی کشف شد. هنری بکرل دانشمند فرانسوی در سال ۱۸۹۶ 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 ۰۲۸/۰متر 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 ۲۳۸ و ۲۳۵ است. ۹۹/۲۷درصد اورانیم موجود در طبیعت اورانیم ۲۳۸و ۷۲درصد آن اورانیم۲۳۵است. 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 ۱۹۳۸ 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 اورانیم۲۳۵ توسط ذرات نوترون بمباران شده به دو قسمت تقسیم می شود،در نتیجه نیرو و گرمای بسیارزیادی آزاد می شود.

در سال ۱۹۴۵ 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 ۲۳۵به 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 ۸۰-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 ۱۸۶۲میلادی 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 (۲ اتیل هگزیل آکریلات ) حاصل شده اند.

هرگاه فشاری معادل ۳۴٫۵مگا 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 .