nx دارای 38 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن nx :
هیدروژن
مقدمههیدروژن تنها عنصری است كه در هیچ یك از گروه های جدول تناوبی عنصرها محل مناسبی برای آن وجود ندارد. هید روژن از بعضی جهات به فلزهای قلیایی و از جهاتی هم به هالوژنها شباهت دارد. ولی تفاوت آن با عنصرهای این دو گروه به قدری است كه می توان گفت هیدروژن در جدول تناوبی عنصرهابرای خود موقعیتی منحصر به فرد دارد. . تشكیل یونهای مثبت ومنفی از هیدروژن در مقایسه با فلزهای قلیایی و هالوژنها مشكلتر است . هیدروژن فراوانترین عنصر در كره زمین است .
آب كه 19/11درصد وزنی آن هیدروژن و81/88 درصد وزنی آن اكسیژن است 70 درصد سطح زمین را به صورت اقیانوسها ، رودخانه ها دریاچه ها و سایر منابع آبی می پوشاند . مقدار هیدروژن در جو زمین بسیار اندك است . هیدروژن در زمین به صورت تركیب با سایر عنصرها یافت می شود . علاوه بر آب موجود در هیدروفسفر در گیاهان و جانوران نیزمقدار قابل توجهی آب وجود دارد. همچنین درگیاهان و جانوران مقداری هیدروژن به صورت تركیب در پروتوئینها چربیها و قندها یافت می شود . هیدروژن یكی از عنصرهای سازنده سوختهای فسیلی نیز به شمار می رود.
1-1 خواص هیدروژن هیدروژن سبكترین عنصر است و مولكول آن گازی بیرنگ بی بو .و بی طعم است . خواص هیدروژن در جدول 1-1 خلاصه شده است . دمای جوش و دمای ذوب بسیار كم هیدروژن نشانه ای از ضعیف بودن نیروهای جاذبه بین مولكولی در حالتهای مایع و جامد آن است . چگالی هیدروژن در حدود چگالی هواست . و انحلال پذیری آن در آب بسیار كم است .هیدروژن گازی آتشگیر است و با آن باید با احتیاط كاركرد. هیدروژن در دمای زیاد یا بر اثر جرقه الكتریكی با اكسیژن تركیب شده، آب می دهد هوایی كه حداقل 1/4 درصد تا حداكثر 2/74 درصد حجمی هیدروژن داشته باشد بالقوه منفجر شونده است .
خواص مولكولی خواص اتمیدمای ذوب 2/259- انرژی یونش 5/1312دمای جوش 8/252- الكترونخواهی 7/72چگالی
الكترونگاتیوی(مقیاس پاولینگ) 1/2طول پیوند 742/0 شعاع اتمی 37/0انرژی تفكیك پیوند 436 شعاع یونی 1/2انرژی تفكیك شونده پیوند هیدروژن – هیدروژن نسبتا زیاد است و از این رو مولكول هیدروژن بسیار پایدار است .
چون مقدار زیادی انرژی برای گسستن پیوند H-H لازم است فعالیت شیمیایی این مولكول زیاد نیست و بسیاری از واكنشهای آن كند است . از این رو انجام یك واكنش رضایتبخش با مولكول به دمای زیاد یاكاتالیزگر نیاز دارد. این كاتالیزگرها در بسیاری از موارد مولكول را شكسته به اتم تبدیل می كنند. اتمهای هیدروژن از نظر شیمیایی بسیار فعالند.
یون صرفا یك پروتون است و هیچ یون مثبت دیگری كه دارای بار 1+ باشد به كوچكی یون هیدروژن و چگالی بار هیچ یونی به بزرگی چگالی بار یون نیست زیرا در یون هیدروژن بار مثبت پروتون كاملا بدون حفاظ است . اگر چه در منطقه بالای جو وجود دارد. ولی معمولا با یك یا تعداد بیشتری مولكول آب همراه است یون را در محلول آبی به صورت یون هیدرونیوم نشان می دهند.
آرایش الكترونی هیدروژن به صورت است و به دو طریق می تواند به آرایش گاز نجیب بعدی یعنی هلیم برسد: (1) با اضافه شدن یك الكترون به آن و تشكیل یون هیدرید یا (2) توسط اشتراك الكترون با اتم دیگر در یك پیوند كووالانسی . هیدروژن در بیشتر تركیبهای خود پیوند كووالانسی دارد. مولكول هیدروژن كه دو پروتون و دو الكترون دارد ، سبكترین و سادهترین ملكول است . تشكیل پیوند هیدروژنی یكی از خواص ویژه هیدروژنی است كه به وسیله پیوند كووالانسی به یك اتم كوچك و كاملا الكترونگاتیو متصل شده است . یون هیدرید فقط از تركیب هیدروژن با فلزهایی ك به آسانی الكترون از دست می دهند تشكیل می شود . مانند سدیم هیدرید NaH
اغلب، مولكول هیدروژن به صورت یك عامل كاهنده عمل می كند و عدد اكسایش آن از صفر به یك تغییر می كند مانند كاهش آهن (II)اكسید به آهن فلزی
در كلیه واكنشهایی كه در بخشهای بعد ذكر شده اند جز در مورد تشكیل هیدرید فلزها مولكول هیدروژن یك عامل كاهنده است و در محصولاتی كه به دست می آید، هیدروژن عدد اكسایش 1+ دارد و به وسیله پیوند كووالانسی به عنصری با الكترونگاتیوی بیشتر متصل شده است . در هیدرید فلزها عدد اكسایش هیدروژن 1- است.1-2 ایزوتوپهای هیدروژن
هیدروژن سه ایزوتوپ دارد كه فراوانترین آنها هیدروژن معمولی( پروتونیوم) با عدد جرمی یك است و در هسته خود یك پروتون دارد و با علامت نشان داده می شود . دو ایزوتوپ دیگر هیدروژن عدد جرمی 2 و 3 دارند. ایزوتوپی كه دارای عدد جرمی دو است در هسته خود یك پروتون و یك نوترون دارد و آن را دوتریم یا هیدروژن سنگین می نامند. و آن را با علامت یا D مشخص می كنند. هیدروژنی كه دارای عدد جرمی سه است در هسته خود یك پروتون و دو نوترون دارد و تریتیم خوانده می شود و آن را با علامت یا T مشخص می كنند . تریتیم بر خلاف هیدروژن معمولی و دوتریم كه هسته پایدار دارند پرتوزا است . مقدار ترتیم در طبیعت فوق العاده كم است و آن را معمولا از طریق واكنشهای هسته ای بین لیتیم و نوترون به دست می آورند.
در یك واكنش معین نسبت اجزای سازنده محصول به دست آمده توسط هر یك از این سه ایزوتوپ یكسان است زیرا آرایش الكترونی هر سه ایزوتوپ به صورت است . مثلا در واكنش كلر با هیدروژن معمولی دوتریم و تریتیم به ترتیب TCI .DCL. HCL تشكیل می شود . تنها تفاوت این واكنشها در سرعت آنها ست كه برای هیدروژن معمولی از همه بیشتر و برای تریتیم ازهمه كمتر است .خواص فیزیكی و هم چنین در جدول 1-2 با هم مقایسه شده است توجه كنید كه ایزوتپهای هیدروژن از نظر خواص شیمیایی یكسانند.
جدول 1-2 مقایسه خواص فیزیكی و هم چنین
دمای ذوب 2/259- 4/254- دمای ذوب 0/0 8/3دمای جوش 8/252- 5/249- دمای جوش 0/100 4/101طول پیوند 742/0 742/0 چگالی در دمای 997/0 10/1انرژی تفكیك پیوند 436 441 گرمای ذوب 117/0 196/0 گرمای ذوب 002/6 270/6گرمای تبخیر 903/0 225/1 گرمای تبخیر 6/40 6/413-1 واكنشی های هیدروژن
در این بخش به بررسی واكنشهای هیدروژن می پردازیم.الف ) واكنش با عنصرها مولكول هیدروژن با بسیاری از عنصرها به طور مستقیم تركیب می شود. واكنشهای هیدروژن با نافلزها در دمای زیاد صورت می گیرد و در این واكنشها تركیبهایی با پیوند كووالانسی تشكیل می شود مثلا هیدروژن با تمام هالوژنها تركیب می شود و هیدروژن هالیدها را به وجود می آورد. هیدروژن برمید را می توان در آزمایشگاه با عبور دادن مخلوط هیدروژن و برم از روی كاتالیز گر در دمای تهیه كرد.
آمونیاك را در صنعت از تركیب مستقیم هیدروژن و نیتروژن به دست می آورند.
تركیب هیدروژن با اكسیژن جهت تولید آب، اگر چه یك واكنش گرماده است ولی در دمای معمولی بسیار كند است .
انجام این واكنش در دمای در مجاورت كاتالیزگر به كندی صورت می گیرد ولی در دمای با انفجار شدید همراه است . از این واكنش در مشعلی كه سوخت آن اكسیژن و هیدروژن است برای رسیدن به دمایی در حدود استفاده می شود. مولكول هیدروژن در دمای زیاد با بخار گوگرد تركیب می شود و هیدروژن سولفید می دهد . این واكنش چندان گرماده نیست .
هیدروژن با فلزهای فعال هیدرید های نمك مانند می دهد مثلا
لیتیم هیدرید جامدی است متبلور و سفید رنگ و در دمای ذوب می شود.ب) واكنش با اكسید فلزها مولكول هیدروژن با اكسید بعضی از فلزها ( آنهایی كه در سری الكتروشیمیایی زیر Fe قرار گرفته اند ) تركیب می شود و فلز را آزاد می كند
این نوع واكنش در مقایسه با بیشتر فرایندهای صنعتی گران است ولی از آن برای به دست آوردن فلزهای گرانقیمت نظیر تنگستن و طلا استفاده می شود.ج) هیدروژن دار كردن
منظور از هیدروژن دار كردن اضافه كردن دو اتم هیدروژن مربوط به مولكول به یك تركیب سیر نشده است . برای انجام این واكنش غالبا از كاتالیز گر استفاده می كنند. واكنش هیدروژن دار كردن معمولا در فشار زیاد صورت می گیرد.در بیشتر موارد هدف از هیدروژن دار كردن اضافه كردن هیدروژن به پیوند دوگانه كربن – كربن در یك تركیب آلی یا مخلوطی از تركیبهای آلی است . یك مثال ساده هیدروژن دار كردن اتیلن است .
روغنهای نباتی مایع حاصل از لوبیای سویا، پنبه دانه و نارگیل را توسط هیدروژن دار كردن به چربیهای جامد تبدیل می كنند . در سالهای اخیر، توجه زیادی به مایع كردن زغال سنگ مبذول شده است .
در این فرایند مولكولهای سیر نشده در زغال سنگ هیدروژن دار می شود هیدروژن دار شده كربن – كربن تحت فشار و دمای زیاد شكسته می شود و بدین ترتیب مولكولهای بزرگتر به مولكولهای كوچكتر با جرم مولی كمتر تبدیل می شوند . افزودن 2 الی 3 درصد وزنی هیدروژن به زغال سنگ، روغن سنگینی می دهد كه می توان از آن در نیروگاه ها به عنوان سوخت استفاده كرد . با افزودن 6 درصد یا بیشتر هیدروژن به زغال سنگ مخلوط قابل تقطیری از روغنهای سبك به دست می آید . جستجو برای یافتن راهی كه بتوان زغال سنگ را تا مرحله تولید متان هیدروژن دار كرد، ادامه دارد، زیرا از متان تولید شده می توان به جای گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده كرد.
فرایند دیگری كه از نظر صنعتی حائز اهمیت است هیدروژن دار كردن كربن مونوكسید و تبدیل آن به متانول (متیل الكل یا الكل چوب ) است
90 درصد متانول به عنوان حد واسط ( تركیب میانی ) برای تولید سایر مواد شیمیایی به كار می رود و از 10 درصد بقیه هم به عنوان حلال استفاده می شود. 1-4 هیدروژن و سری الكتروشیمیاییسری الكتروشیمیایی فهرستی از عنصرها (معمولا فلزها ) است كه بر حسب كاهش تمایل این عنصرها به از دست دادن الكترون در محلول آبی تنظیم شده است ( جدول 1-3 ) در این سری یك فلز آزاد می تواند از محلول آبی یون فلزی كه در زیر آن قرار گرفته است فلز مربوط را آزاد كند. مثلا :
در این واكنش فلز منیزیم و یون مس (II) كاهیده شده است .
ادامه خواندن مقاله هيدروژن
نوشته مقاله هيدروژن اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.