دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 23
هدف آزمایش:
شناخت قانون بقای جرم وآشنایی با چرخه مس
تئوری آزمایش
قانون بقای جرم:
سرآغاز شیمی جدید، آزمایشهای آنتوان لاوازیه است. لاوازیه با تعمق کافی دست اندرکار براندازی نظریه فلوژیستون شد و انقلابی در شیمی پدید آورد او (که از ترازوی شیمیایی بسیار استفاده می‌کرد) با تکیه بر نتایج آزمایشهای کمّی به توضیح تعدادی از پدیده‌های شیمیایی دست یافت.
فلوژیستون (1650 تا 1790 (
گئورگ ارنست اشتال نظریه فلوژیستون را بیان کرد که در سراسر سده هجدهم، نظریه مسلط در علم شیمی بود.
فلوژیستون یا " اصل آتش " جزئی از هر ماده سوختنی بود.
چنین پنداشته شد که هر جسم در اثر سوختن، فلوژیستون خود را آزاد می‌کند و به صورت ساده‌تری در می‌آید، همچنین نقش هوا را در سوختن، انتقال فلوژیستون می‌دانستند. مثلاً بنابر نظریه فلوژیستون خواهیم داشت:
فلوژیستون+ خاکستر چوب
و امروزه می‌دانیم فرآیند سوختن چوب چنین است:
گازهای اکسیژن‌دار+خاکستر گاز اکسیژن+ چوب
هم چنین این نظریه تشکیل یک اکسید فلزی (کالکس) در اثر حرارت دادن فلز در هوا (عمل تکلیس) را به طریقی مشابه تفسیر می‌کند:
فلوژیستون + کالکس فلز
و اکنون فرآیند زیر برای ما روشن است:
اکسید فلزی ( کالکس) گاز اکسیژن+ فلز
در نظریه فلوژیستون ذاتاً مشکلی وجود دارد که هرگز توضیح کافی درباره آن داده نشد وقتی چوب می‌سوزد فرض بر این است که فلوژیستون از دست می‌دهد و نتیجه آن خاکستری است که جرم آن کمتر از قطعه چوب است. امّا در فرآیند تکلیس، از دست رفتن فلوژیستون با افزایش جرم همراه است، چون مسلماً جرم اکسید فلزی بیشتر از جرم فلز اولیه است. هواداران این نظریه متوجه وجود این مشکل شده بودند، لیکن در سراسر سده هجدهم تقریباً اهمیت توزین و اندازه‌گیری مشخص نشد.
لاوازیه در " قانون پایستاری جرم" خود می‌گوید: در طی یک واکنش شیمیایی تغییر محسوسی در جرم صورت نمی‌گیرد. به عبارت دیگر، جرم کل تمام موادی که در واکنش شیمیایی وارد می‌شوند برابر جرم تمام محصولات واکنش است. لاوازیه به کمک ترازو و اندازه‌گیریهای رقان خود نتیجه گرفت که مثلاً در واکنش:
حاصلجمع جرمهای مواداولیه برابر حاصلجمع جرمهای محصولات عمل می‌باشد. بنابراین او گفت که ماده به خودی خود به وجود نمی‌آید و از بین نمی‌رود، بلکه از شکلی و ترکیبی به شکل و ترکیب دیگر در می‌آید.
این قانون در کارهای پیشین محسوس بود، لیکن او آن را به وضوح بیان کرد و مبنای کار علمی خود قرار داد.
در آن زمان وجود گازها و عدم شناخت آنها، بازدارنده توسعه نظریه‌های شیمیایی بود مثلاًٌ در واکنش سوختن و یا تکلیس برای اثبات قانون پایستاری جرم، باید جرم گازهای اولیه و محصول را بدانیم. بنابراین تفسیر این فرآیندها، بسته به شناخت گازهای درگیر در واکنش و روشهای کار با آنها و اندازه‌گیریشان توسط شیمیدانان بود. لاوازیه با استفاده از نتایج کارهایی که دیگر دانشمندان درباره گازها به عمل آورده بودند به توضیح اینگونه واکنشها پرداخت.
لاوازیه در شرح و تفسیر پدیده‌های شیمیایی تعاریف جدید عنصر و ماده مرکب را به کار می‌گرفت. مثلاً در واکنش تکلیس او فلز را یک عنصر دانست و نشان داد کالکس ماده مرکبی از فلز و اکسیژن هوا است.
او در کتاب خود (رساله‌ای مقدماتی درباره شیمی ) که در سال 1789 منتشر شد، به طور کلی از واژه‌های جدید استفاده کرده است که زبان شیمی امروزی بر مبنای سیستمی از نامگذاری است که لاوازیه در ابداع آن سهمی داشته است.
اقداماتی که دانشمندان از سالهای 1970 به بعد به عمل آورده‌اند با استفاده از این کتاب بیان شده است و آنچه در دو سده پس از لاوازیه درباره شیمی دانسته شده، بسیار بیشتر از بیست سده پیش از اوست.
قانون بقای جرم
وسایل آزمایشگاهی مورد نیاز:
- استوانه مدرج 2. سه پایه 3 . چراغ گاز بونزن 4. توری 5. 2ارلن 6. 2عدد قیف 7. یک عدد همزن 8. شیشه ساعت 9. ترازو های دیجتالی 10.کاغذ 11.کاغذ PH متر 12. آبفشان حاوی آب مقطر
مواد آزمایشگاهی مورد نیاز :
- مس 2. نیتریک اسید 6 نرمال 3.اسید کلرید ریک 1.2 نرمال 4. سدیم هیدروکسید6 نرمال 5. آمونیاک 6. سدیم کربنات اشبا ع 7. روی 8. اسید سولفوریک
نکات : ابتدا وسایل مورد نظر را از مسئول آزمایشگاه تحویل گرفته و سپس یک بار آن را با آب شهری وسپس بار دیگر آن را با آب مقطر شستشو داده به دلیل آن که بار دوم آن را با آب شهری شسته ایم این است که آب شهری حاوی مقداری یون می باشد که در انجام آزمایش خلال هایی ایجادمی کند .مواد محلول شیمیای را به خاطر این که حاوی گاز های سمی می باشد آن را زیر هود باید تحویل گرفت ودر هنگام باز کردن هود را روشن کرده تا گازهای سمی وآزار دهنده از طریق هود به خارج آزمایشگاه منتقل شود وبعد از باز کردن ظرف مورد نظر فوراً سرآن را می بندیم . مواد شیمیای ومورد نیاز جامد را در کنار ترازو تحویل می گیریم .
شرح آزمایش :
مرحله اول: ابتدا مقداری مس (cu) به وزن 117/0 گرم را با ترازوی دقیق دیجیتالی در آزمایشگاه وزن می کنیم این مقدارنباید متجاوز از12/0گرم وکمتر از 09/0 گرم باشد.
پس از برداشتن مس مورد نظر آن را یک ارلن قرار داده وحدود 10میلی متر اسید نیتریک 6 نرمال به آن می افزایم سپس چراغ گاز بونزن را روشن کرده وشعله را تنظیم می نمایم سپس سه پایه و توری بر روی چراغ بونزن قرار می دهیم تا حرارت درسطح توری کاملاً پخش شود سپس ارلن حاوی مس و اسید نیتریک 6 نرمال را روی آن قرار داده تا بر اثر حرارت واکنش به طور کامل انجام شود و هر از چند ثانیه ارلن را تکان می دهیم .
بعد از کامل شدن واکنش توسط حرارت ، مس قرمز رنگ به علت حل شدن در نیتریک اسید 6 نرمال بی رنگ تغییر رنگ داده واز آبی باز به فیروزه ای رنگ تبدیل شد که فیروزه ای رنگ شدن محلول حاکی از آن است که واکنش به طور کامل انجام شده است . باید متذکر شویم در هنگام حل شدن مس در نیتریک اسید 6 نرمال به وسیله حرارت این واکنش در زیر هود انجام شود چون گاز های خارج شده سمی و آزار دهنده می باشد.
بعد از حل شدن مس در نیتریک اسید 6 نرمال فر آورده هایی به نام های نیترات مس ، آب ، مونو کسید نیتروژن ، تولید شده که این گاز بسیار سمی می باشد که در اثر برخورد نور و اکسیژن با این گاز سفید رنگ تغییر رنگ داده و به گاز بسیارسمی وقهوه ای رنگ نیتروژن دی اکسید تبدیل می شود.
3CU(NO3)2(ag + 4H2O(ag) + 2NO(g) 3CU(s)+ 8HNO3(ag)
مرحله دوم : محلول مس نیترات که در مرحله قبل تهیه شده است را سرد می کنیم و می توانیم برای سرعت بخشیدن به سرد شدن محلول چند دقیقه آن را در جایی گذاشته تا مقداری از حرارت خود را از دست بدهد ، سپس ارلن مورد نظر که حاوی مس نیترات است را در زیر آب قرار می دهیم تا به سرد شدن محلول سرعت دهیم و نرا باید نهایت دقت را به کار بریم تا آب وارد محلول شود.
بعد از سرد شدن محلو ل مس نیترات چون این محلول حاوی مقداری اسید نیتریک اضافی و باید در این مرحله مس کربنات اضافه می کنیم در نهایت واکنش کربنات در اثر برخرد به اسید نیتریک تجزیه می شود و نمی توانیم ادامه آزمایش برای مراحل بعدی انجام دهیم در این مرحله باید اسید نیتریک اضافی رابه قبل از افزودن مس کربنات خنثی کرد، برای خنثی کردن محلول مقداری سدیم هیدروکسید را از زیر هود برداشته و در استوانه مدرج ریخته و سپس سر محلول را بسته و سدیم هیدروکسید مورد نیاز را قطره قطره اضافه می کنیم که رسوب بسیار کمی تشکیل شود و محلول پی در پی تکان میدهیم تا رسوب ایجاد شده حل شود و باز قطره قطره سدیم هیدروکسید را به آن اضافه می کنیم تا مقدار رسوب ثابت بماند در این مرحله رنگ محلول از فیروزه ای رنگ به سبز لجنی درآید که این حاکی از آن است که رسوب بسیار سمی تشکیل شده است سپس دوباره اسید نیتریک را اضافه کرده تا مقدار رسوب ظاهر شده در آن حل شود واکنش ها یی که با اضافه کردن اسید نیتریک و سدیم هیدروکسید انجام می شود .
این فقط قسمتی از متن آزمایش است . جهت دریافت کل متن آزمایش ، لطفا آن را خریداری نمایید
