بسمه تعالی
تهیه کنندگان: مهندس مهدی احمدی ومهندس مریم جوانمرد
استاد : سرکار خانم سهیلا صداقت
نام ازمایش: نقطه ذوب
هدف ازمایش:تعیین نقط ذوب در ازمایشگاه
تئوری ازمایش:
نمونه کاملا خشک و ساییده شده را در انتهای بسته یک لوله مویین به قطر دو میلی متر جای دهید.اسان ترین راه پرکردن لوله مویین ان است که مقدار کمی از نمونه را در یک شیشه ساعت کوچک بریزیدو با انتهای یک لوله ازمایش تمیز ان را بسایید تا به شکل پودر دراید.چندبار نوک باز لوله مویین را اهسته به داخل جسم جامد بریزید.با برگرداندن لوله و زدن انتهای بسته لوله بر روی یک سطح محکم،میتوان جسم جامد را به انتهای بسته لوله هدایت کرد.جسم باید در لوله متراکم شود بهترین راه انجام این کار ان است که در خاتمه،لوله مویین را از درون یک لوله شیشه ایی تو خالی عمودی بلند روی یک سطح سخت رها کنیدتا پودراز قسمت بالای لوله به ته ان انتقال یابد(دمای ذوب اجسام قابل تصعید و در لوله های مویین دوسر بسته انجام میدهند)نمونه باید به اندازه ایی باشد که پس از عمل تراکم لوله مویین راتا عمق دو یاسه میلی متر پرکند.به وسیله یک تکه نخ به دماسنج متصل کنید .خود نمونه باید در مجاورت حباب دماسنج باشد .پس ازانجام این کار،دماسنج را در داخل حمام (اب،گلیسیرین،روغن یا پارافین)قرار دهید.با استفاده از یک چراغ بنزن به ارامی درجه حرارت مایه ایی را که باید گرم شود،بالا ببرید (حدود دو درجه سانتی گراد در دقیقه )درجه ایی که ابتداا فرایند ذوب مشاهده میشود و همچنین درجه ایی راکه اخرین قسمت جامد سرخ میشود،ملاحظه نمایید و این درجه هارا به عنوان حدود تغییرات ذوب جسم یادداشت کنید.چون به این طریق باید برای رسیدن به دمای ذوب جسم جامدی که در حرارت بالا ذوب میشود،مقدار زیادی وقت صرف شود.بهتراست که دو نمونه از جامد مورد نظررا تهیه نمایید و نمونه اول را به سرعت گرم کنید و دمای ذوب تقریبی ان را اندازه بگیریدپس از ان بگذارید تا مایع گرم خنک شود و به میزان مورد نیاز پایین تر از دمای ذوب تقریبی برسد سپس لوله دوم را داخل کنید و دوباره مایع حمام را تادمای ذوب جسم به ارامی حرارت دهید.
شرح ازمایش:
موضوع : نقطه ی ذوب به دمایی گفته می شود که یک ماده به طور کامل از حالت جامد به حالت مایع تبدیل می شود . ما توی نقطه ی ذوب هیچ تجزیه ای نداریم . چون اون شرایط سختی داره برای تجزیه شدن اما هستن موادی که در دمای پایین هم تجزیه میشن و دمایی که به ماده میدی باید حواست به این موضوع باشد
در واقع تعریف نقطه ی ذوب مد نظر ما این است که به پیوندهای بین مولکول ها غلبه کند .نه پیوند بین اتم ها در واقع پیوند بین اتم ها باعث تجزیه میشه که اون ماده خاصیت خودشو از دست میده .
نقطه ذوب هم شرایط خاصه خودشو داره از جمله اینکه نقطه ذوب هم یک سری شرایط خاصه خودشو داره از جمله محیطی که داری اون رو توش بررسی می کنی ماده دارای ناخالصی های که بعضی ناخالصی ها باعث افزایش نقطه ی ذوب میشوند بعضی ناخالصی ها باعث کاهش نقطه ی ذوب میشوند
نقطه ذوب نقطه ای است که در لحظه ماده ما میتونه به صورت ذوب یا مایع باشد و می تواند به صورت جامد باشد همون نقطه ای که ماده شروع به ذوب شدن میکند از همون نقطه به سمت پایین تر میتونه شروع به منجمد شدن کند .
نحوه ی انجام آزمایش = برای انجام آزمایش نیاز به یک هیتر داریم . هیتر هم نقطه و یا در واقع مقدار درجه ای که به ما میده مهمه . هیتری استفاده کنیم که حداقل 300 درجه بره . حمام استفاده می کنیم که حمام مورد استفاده ما در اینجا روغن است
موضوع : اگه حمام روغن استفاده کنیم بهتر است چون اگر آب انتخاب کنیم ممکنه اختلال ایجاد شود تو آزمایشمون چون همیشه دستگاه های ما دماسنج ، لوله موئین ، لوله آزمایش هستند
چون شرکت تولید کننده دو طرف لوله موئین رو باز گذاشته ما یک طرف آن را حرارت می دهیم تا بسته بشه و به طور یکنواخت آن را دوران میدهیم تا به طور یکنواخت دما ببینه بعد از اینکه تشخیص دادند که این کاملا بسته شده حرارت را میزاریم کنار این تا سرد شه کاملا
هیچوقت لوله ی موئین داغ رو به دستکش نزنید . بعد اینکه سرد شه داخلش فوت می کنیم اگر بادی خارج نشد مطمئن میشیم که کاملا بسته شده است .
برای اندازه گیری نقطه ذوب مواد جامد مقدار کمی از ماده ی جامد که مقدار آن مهم نیس کم باشد بعد با هونگ میتونیم ریز ریز بکنیم یا با پشت اسپاتر هم میتونیم این کارو بکنیم . با اسپاتر آروم آروم لهشون میکنیم تا به قطعات کوچیکتر در بیاد بعد از اینکه
1cm مطمئن شدیم به حالت پودری در اومده یک لوله ی موئین که یک طرفشو بستیم برمیداریم و لوله ی موئین را به اندازه
از اون مواد پرمیکنیم ما باید کاری کنیم که این ماده ی جامد پرشده حرکت کند و بیاید به انتهای لوله ی موئین برسد برای اینکار دستتون با یک حالت خاص روی میز نگه میدارید و اون رو پرتاب میکنید با یک حالت خاصی به طوری که به اطراف پرت نشه اونقدر ضرب میزنیم تا ماده جامد ما به انتهای لوله موئین برسد . دماسنج مناسب این کار دماسنج جیوه ای است .
نکات امنیتی : اگر یه وقتی دماسنج جیوه ای از دستتون افتاد و شکست به هیچ وجه بهش دست نزنید ابتدا سعی کنید با گوگرد آن را خنثی سازی کنید بعد ار اینکه خنثی شد اون را جمعش کنید و بهتر هم هست ان را در سطل زباله منزل یا ازمایشگاه نریزید
در اینجا لوله مویین و دماسنج را به طورمستقیم بهم بایک بست میبندیم و لوله مویین باید ان سمتی که مواد جامددارد به سمت پایین باشد در اینجاهم لوله مویین و دماسنج باید هم سطح باشند بست حتما باید مناسب باشد از کش پول نمی توان استفاده کنیم . اولین حالت مایعی که در سفیدی ماده جامد تا حالتی که کل ماده جامد به صورت مایع بشود آن دما میشود رنج نقطه ی ذوب و برای حمام هم از همان حمام روغن استفاده می کنیم .
هیتر را روشن میکنیم تادمای مواد بالا برود و به نقطه ی ذوب ماده مورد نظر برسد برای اندازه گیری نقطه ی ذوب باید سعی کنیم محیط ایزوله برای اندازه گیری نقطه ذوبمان پیدا کنیم تا به طور دقیق بتوانیم به دست بیاوریم این ایزوله بودن در اینجا حمام روغن می تواند برای ما ایجاد کند نه به طور کامل اما تا حد زیادی می تواند این کار را انجام دهد و دماسنج هم مهم است که از قبل کالیبره شده باشد . کالیبراسیون برای دستگاه ها و مواد شیمیایی از قبل انجام می گیرد که اگر خطایی داشته باشد میگویند مثلا این دماسنج به اندازه نیم درجه خطا دارد. کالیبره به ما کمک میکند تا بتوانیم نقطه ذوب و جوش را به درستی انجام دهیم
نکته ایمنی : چون حمام روغن داریم باید حواس مان باشد آب در آن نریزد
تا الان به دمای 70 رسیدیم اما هیچ تغیری رخ نداده وقتی به نقطه ذوب رسیدیم اگر دما را پایین بیاوریم دوباره به جامد تغییر میشود اگر ما بخواهیم دوباره ذوبش کنیم ممکن است در دمای بالاتری ذوب شود چون درآن صورت درهم رفتگی مولکول های ماده بیشتر میشود واین باعث میشود صورت درهم رفتگی مولکول های ماده بیشتر میشود واین باعث میشود 5 تا 6 درجه بالاتر از دمای قبل نشان می دهد و جامدمان به مایع تبدیل شد و یک حباب هم در بالا و پایین آن ایجاد شد حالا ما هیتر را خاموش می کنیم تا دما کم و زیاد نشود دما را یادداشت میکنیم که دمای 150 درجه که دمای نقطه ذوب ماده ماست وقتی از روی حرارت برمیداریم بعد از مدت کوتاهی دوباره به جامد تبدیل میشود.
بسمه تعالی
تهیه کنندگان : مهندس مهدی احمدی ،مهندس مریم جوانمرد
استاد :سرکار خانم سهیلا صداقت
نام ازمایش :تعیین دمای جوش
هدف ازمایش:تعیین دمای جوش در ازمایشگاه
وسایل و مواد مورد نیاز:بشر،هیتر،دماسنج،لوله مویین،هولدر،فندک
تئوری ازمایش:
یک بلور،شامل مولکول هایی است که به طور منظم به واسطه نیروهای بین مولکولی در کنارهم افزایش یافته اند.هنگامی که بلور حرارت داده میشود.انرژی مولکول ها افزایش میابد و نتیجه ارتعاشات مولکولی ان زیاد میشود.سر انجام در یک دمای خاص جنبش مولکول ها و نیروهایی که ان را وادار به حرکت میکنند،از نیروهایی که ان هارا در کنارهم نگه میدارد،بیشتر شده،شبکه بلوری فرومیپاشد یعنی بلور ذوب میشود.هنگامی که دمای ذوب فرا میرسد اولین مقدار جزئی مایع ظاهر میشود.دراین حالت بین مایع و جامد تعادل برقرار میشود.به بیان دیگردمای ذوب دمای است که در ان حالت های جامد و مایه یک جسم در تعادل هستند.
دمایی که در ان شبکه های بلوری فرو میپاشد بلور ذوب میشود در واقع یک ثابت فیزیکی ارزشمند برای یک ترکیب است و این ویژگی میتواند جهت شناسایی ان به کار رود.اگرچه باید توجه داشت که این خاصیت فیزیکی به تنهایی برای شناسایی ترکیب کافی نیست.اگر ماده ایی به طور کامل خالص باشد تفاوتی بین دمای ذوب ابتدایی و نهایی وجود ندارد.به عبارت دیگر ترکیب دارای دمای ذوب نیز هست.دامنه ذوب،اختلاف دمای اغاز مایع شدن ترکیب است تا زمانی که به طور کامل تبدیل به مایع شود.بسیاری از ترکیب هایی که خالص در نظر گرفته میشوند دارای دامنه ذوب یک درجه یا کمتر میباشند.
برخی از ترکیب ها وجود دارند که در دو وضعیت و ارایش بلوری میباشند که در هر کدام مولکول ها با ترتیبی متفاوت با حالت دیگر ارایش یافته اند.از انجایی که دمای ذوب به نیروهایی بین مولکولی در شبکه بلوری وابسته است تعجب اور نیست که چنین ترکیبی دارای دو دمای ذوب متفاوت باشد. به هنگام تعیین دمای ذوب،بلور ترکیب با دمای ذوب پایین تر پس از ذوب شدن،دوباره جامد میشودو بلور هایی با دمای ذوب بالاتر به دست می اید.
شرح ازمایش:
نقطه جوش دمایی هست که در ان فشاربخارمایع با فشار محیط برابرمیشود.ماگاهی اوقات میبینیم که به جای فشار محیط،دقیق میگوید فشار 1atmوقتی دقیق میگوید فشار 1atm ان نقطه جوش محسوب نمیشود،نقطه جوش نرمال محسوب میشود.در واقع استاندارد میشود.ما در محیط های مختلف فشار های مختلفی داریم مثلا در سطح دریاها فشار1atmراداریم یا وقتی بالای کوه باشیم این فشارصادق نیست ونقطه جوش ما بر اساس فشاری که محیط ما دارد تغییر میکند.
تعریف نقطه جوش:دمایی که در الگوی فشار بخار مایع با فشار محیط(اتمسفر)برابر میشود.
دمای جوش یک مایع با تغییر فشار محیط تغییر میکند.دردمای جوش مایع چه اتفاقی می افتد؟مولکول های مایع انرژی دریافت میکنندو وقتی که انرژی دریافت میکنندمیخواهند که به سطح مایع برسند یعنی از ته مایع به سطح مایع برسند و از سطح مایع فرار کنند و زمانی که این فرار اتفاق می افتد در همان لحظه مابه نقطه جوش میرسیم.نقطه جوش میتواند به عوامل مختلفی بستگی داشته باشداز جمله اینکه ناخالصی در ماده وجود داشته باشد،از جمله اینکه در چه محیطی ان را انجام بدهیم و اینکه شرایط ازمایشگاهی ما به چه صورتی باشد.این ها همه تاثیر گذار هستند.
اگر ماده دراختیار ما قراربگیرد و ما نقطه جوش ان را ندانیم مهم ترینن چیز این است که برای اندازه گیری نقطه جوش خود حمام مناسبی انتخاب کنیم این حمام در اندازه گیری نقط ذوب هم تاثیر گذار است.
گاهی اوقات چند
ماده را در اختیار شما قرار میدهند و از شما میخواهند که نقطه جوش ان ها را اندازه گیری کنیدو اما برای شما رنج مشخص میکنند میگویند رنج نقطه جوش این مواد شما از 20تا100درجه سانتی گراد باشد.شما به این فکر میکنید که برای نقطه جوش 100سانتی گراد چه ماده ایی رامیتوانید به عنوان حمام استفاده کنید ؟از چه دما سنجی استفاده کنید؟
برای مثال ما دو دما سنج داریم:الکلی و جیوه ایی.اگر دمای ماده ی ما زیر 100درجه سانتی گراد باشدما میتوانیم از دما سنج الکلی استفاده کنیم.دماسنج جیوه ایی تا 330درجه سانتی گراد میرودو اما در مورد حمام باید سازگار با نقطه جوش ماده تان باشد .ساده ترین حمام اب است که ان هم بستگی به محیط داردممکن است بعضی اوقات نقطه جوش اب که همه جا 100درجه سانتی گراد است بستگی به ان محیطی که در ان است به 96درجه کاهش یابد.بهترین حمام روغن است چون خیالمان راحت است که میتوانیم تا دماهای بالا باان باشیم ولی باز هر حمام روغن هم خوب بعضی از روغن ها نقطه دود دراند یعنی وقتی شما ان را روی حرارت میگذارید به مرور زمان قبل از اینکه بجوشد دود ایجاد میکندو باعث ایجاد سوختگی مییشود بهترین حمامی که انتخاب کردیم پارافین است که هم دمای نقطه جوش و نقطه دود ان بسیار بالاست
یک ماده مجهولی به ما میدهند ما دو سی سی از ان ماده مجهول را بر میداریم و داخل لوله ازمایش میریزیم سپس لوله مویین را از سر بازش داخل لوله ازمایش می اندازیم یعنی قسمت بسته خارج از مایع ما بماند بیرون ان باشد.بعد از اینکه لوله ازمایش را روی حرارت گذاشتیم حباب های خیلی ریزی در مدت زمان های مختلف از داخل این لوله مویین خارج میشود .در انتهای ازمایش ما یعنی ان دمایی که در ان قرار است به عنوان دمای جوش خوانده شود این حباب هایی که ار داخل لوله مویین خارج میشود به صورت خطی بشود وبه صورت خیلی تند و سریع که ان دمارا مابه عنوان دمای جوش انتخاب میکنیم.
بعد از اینکه 2 سی سی ماده ی مجهول در داخل لوله ی ازمایش ریختیم سپس لوله ی مویین را داخل ان میاندازیم هیتر را روشن کرده و حمام را روی ان قرار میدهیم و دماسنج به لوله ی ازمایش میبندیم و دقت میکنیم که دماسنج و لوله ی ازمایش دقیقا هم سطح باشند به این دلیل که ان دمایی که دماسنج باید حس کند لوله ی ازمایش هم حس کند. بعضی اوقات میبینیم که دمای جوشی که ما بدست میاوریم درست نیست به این دلیل که ممکن است هیترما کالیبره نباشد یا دماسنج کالیبره نباشد.برای مثال وقتی کالیبره نباشد ممکن است چند دما مثلا یکی یا دو تا بصورت رنج به ما دما بدهد به کمک یک بست لوله ی ازمایش و دماسنج را به هم میبندیم سعی میکنیم لوله ی ازمایشو دماسنج را طوری قرار بدهیم که وسط حمام روغن قرار بگیرد و به کفه ی ان برخورد نکند چون ممکن است دمایی که در کف ظرف به وجود میاید متفاوت تر باشد و این باعث میشود نقطه ی جوشی که بدست میاید درست نباشد حالا مشاهده میکنیم که کم کم حباب های ریزی از لوله ی مویین خارج میشوند زمانیکه این حباب ها بصورت خطی شوند تا ان نقطه را بعنوان نقطه ی جوش برای ماده در نظر میگیریم .
به مرور فاصله زمانی تشکیل حباب ها کمتر میشود و دمای هیتر را به یکباره میبریم بالا چون در ان صورت نقطه ی جوش اشتباهی را به ما میدهد چون ماده ی ما مجهول نیست. ابتدا دمای دماسنج را چک میکنیم و دمای هیتر وقتی دیدیم تغییرات محسوسی ندارد میتواند چند درجه دمای هیتر را افزایش بدهد .حالا بعد از مدتی خروج حباب کم کم بصورت خطی میشود (حباب ها به سطح مایع میرسند و انجا مهار میشوند.) حالا کاملا بصورت خطی حباب ایجاد شده حالا ما این دمارا یادداشت میکنیم به عنوان دمای نقطه ی جوش این ماده محسوب میشود.( دمای 74 درجه)
برای انجام ازمایش نقطه ی ذوب و جوش سعی کنید از قبل هیتر تان هیچ دمایی نداشته باشد دمای محیط باشد تا وقتی ان ماده تان را وارد میکنید ممکن است یک حالت شک به ماده ی شما وارد بشود یکی دو درجه دمای ماده ی مورد نظر شما را تغییر بدهد
