1- آب معدني، آب معمولي، آب مقطر و آب خالص چه تفاوتهايي با هم دارند و آب باران، آب چشمه جزء كدام دسته اند؟

 پاسخ: آب معدني، آبي است كه داراي املاح و يونهاي مفيد و مورد نياز بدن است. اين يونها و املاح عبارتند از: كلسيم، پتاسيم، فلوئور، منيزيم، فسفات، سولفات، بيكربنات، سديم، كلرور، نيترات و آمونيوم. آب معدني آبي است كه تقريباْْ خالص بوده، تنها داراي بعضي از يونها مي‌باشد. بسته به منبعي كه آب معمولي از آن تهيه مي‌شود، اين يونها متفاوت است. زيرا در فرآيند تصفيه، معمولاْْ يونها را جدا نمي‌كنند و چون آب باران كه منبع آبهاي زيرزميني است از روي سنگهاي زيرزميني و رسوبي عبور مي‌كند، آب معمولي، معمولاْْ داراي يونهاي كلسيم ، منيزيم و آهن مي‌باشد. ممكن است آب داراي كلسيم هيدروژن كربنات كه عامل سختي موقت آب نيز است، باشد. آب مقطر و آب خالص هم تفاوتي با هم ندارند، به عبارت ديگر براي به دست آوردن آب خالص آنرا تقطير كرده تا آب مقطر يا آب خالص كه عاري از هر گونه يون يا نمك يا هر ناخالصي ديگر است، به دست آيد. آب باران، آب خالص است. آب چشمه هم آب معمولي است، زيرا از روي سنگها عبور كرده و بعضي از يونها را در خود حل نموده است.

----------------------------------------------------------------------------

2- چه عواملي در تعيين ارتفاع ابرها از سطح زمين و شكل آنها موثرند و فرمول شيميايي برف كربنيك چيست؟

 پاسخ: عواملي كه در تعيين ارتفاع و شكل ابرها مؤثرند، عبارتند از دما و فشار. برف كربنيك هم، همان يخ خشك يا كربن دي اكسيد ( CO2) جامد است.

وقتي كه دما كاهش يافته و فشار افزايش يابد، ابر تشكيل شده و باران مي‌بارد. علت عدم بارش در تابستان دماي زياد است. اما ممكن است يك سيستم فوق‌العاده پرفشار در آسمان وجود داشته باشد، كه به علت فشار زياد، دماي نامناسب براي بارش را تحت‌الشعاع قرار داده، و موجب رگبار شود، كه البته مدت آن كوتاه است.

3- چرا با وجود تبخير فراوان آب در فصل تابستان، بارندگي در اين فصل كم است و اگر گرما علت آن است پس مشاهده رگبارهاي مختصر در اين فصل چگونه توجيه مي شود؟

 پاسخ: در مورد ميزان آب و شوري آن كه سؤال فرموده‌ايد، ميزان كل آب كه به صورتهاي مختلف بخار آب، آب معمولي و يخ وجود دارند، ثابت است و تغيير نمي‌كند. اما شوري آب متغير است و بسته به ميزان بارندگي تغيير مي‌كند. همچنين آب باران همواره از سنگها و رسوبات و سنگ نمكهاي مختلف عبور كرده و آنها را در خود حل مي‌كنند، درنتيجه ميزان شوري، متغير است.

4- با توجه به چرخه آب در طبيعت مقدار كل آب موجود در جهان و ميزان شوري آب درياها ثابت است يا تغيير مي كند. آيا بخار آب مي تواند از جو خارج شود و آيا مصرف مداوم آب باعث كاهش منابع آب مي شود؟

 پاسخ: بخار آب نمي‌تواند از جو خارج شود، زيرا در ناحيه‌اي از جو در زير لايه‌ي اوزون آنچنان دما پائين است كه سبب بازگشت بخارات آب مي‌شود. و بالاخره، مصرف مداوم آب موجب كاهش منابع آب شيرين و قابل مصرف مي‌شود، اما در ميزان كل آبها تا‌ثيري ندارد.

فرق بين سختي دايمي و موقت چيست؟ويزگي هاي هر كدام

 پاسخ: آبي كه در طبيعت وجود دارد تقريبا هميشه ناخالص مي‌باشد. زيرا كه اغلب داراي گچ ، آهك ، نمك طعام ، تركيبات منيزيم ، آهن ، اكسيژن و ازت ، انيدريد كربنيك ، تركيبات آلي و غيره است و مقدار اين اجسام در آبهاي مختلف متفاوت است. در آب اجسام ديگري مانند گل و لاي و غيره هستند كه معلق مي‌باشند و مقداري باكتري هم در آبها يافت مي‌شود.

تعريف آب سخت

آب سخت ، آبي است كه در آن كلسيم هيدروژن كربنات و منيزيم و گچ موجود باشد. اما به طور كلي: آب سخت آبي است كه داراي مقادير قابل توجهي از يونهاي +Fe2 يا + Ca2 يا + Mg2 باشد.

صابون معمولي در آب سخت كف نمي كند، زيرا اين يونها با آنيون صابون تشكيل رسوب مي دهد. آب سخت در ديگهاي بخار باعث ايجاد اختلال در كار مي شوند. آب داراي دو سختي است يكي موقت ديگري دائم .

سختي موقت به خاطر وجود كربناتهاي كلسيم و منيزيم و آهن مي باشد. براي از ميان بردن اين سختي آب را مي جوشانند تا به صورت كربنات رسوب كند به اين علت به آن سختي موقت گويند.

سختي دائم مربوط به ديگر املاح كلسيم و منيزيم مثل نمكهاي سولفات ، كلريد يا نيترات آنهاست. درواقع تنها نمكهاي كربنات اين يونها با جوشاندن ته نشين مي شوند و ديگر نمكهاي اين يونها مانند نمكهايي با بنيان سولفات، كلريد و نيترات با جوشاندن از محلول خارج نمي شوند. اين نمكها در لوله هاي ديگهاي بخار ايجاد خوردگي مي كند. براي حذف اين گونه ها از روشهاي شيميايي استفاده مي شود.

به مجموعه سختي دائم و موقت سختي كل گفته مي شود

چون غلظت اين نمكها بسيار كم است از واحد m eqgram/lit كه معادل يك هزارم نرمال است استفاده مي شود. واحد رايج ديگر PPm است.

تغييرات سختي آب

بر حسب آنكه آب در موقع نفوذ در زمين از قشرهاي آهكي و منيزيمي و گچي گذشته و يا نگذشته باشد سختي آب كم يا زياد مي‌شود. آبهاي نواحي آهكي سختي زيادتري تا آبهاي نواحي گرانيتي و يا شني دارند. سختي آب در عرض سال هم ممكن است تغيير نمايد. معمولا سختي آبها در فصل باران كم و در فصل خشكي زياد مي‌شود.

فوايد آب سخت

آب سخت براي انسان مضر نيست بلكه مفيد است و معمولا شكستگي استخوانهاي آنهايي كه آب سخت مي‌آشامند زودتر بهبودي حاصل مي‌كند و بيماري راشيتيست كمتر در اين اشخاص ديده مي‌شود.

مضرات آب سخت

• آب سخت براي رختشويي و مصرف در كارخانجات مناسب نيست.

• آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چايي و قهوه مي‌شود.

• پخته نشدن حبوبات با آب سخت

• ضرر رساندن به جداره ديگهاي بخار و ايجاد قشر آهكي بر روي جداره ديگ

• خوب كف نكردن صابون و موجب افزايش مصرف صابون

• مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها

رفع سختي آب

• در تجارت تعداد زيادي مواد شيميايي براي رفع سختي آب به فروش مي‌رسد كه داراي كربنات سديم هستند. اين مواد را قبل از ورود آب در ديگها سختي آنرا مي‌گيرند و يا در ديگ بر اثر افزودن اين مواد آهك و گچ را رسوب مي‌دهند و ديگر اين رسوب محكم به جدار ديگ نمي‌چسبد بطوري كه مي‌توان آنرا به آساني پاك نمود.

• يكي از اجسام گيرنده سختي آب تري ناتريم فسفات Na3PO مي‌باشد كه با اسم آلبرت‌تري بكار مي‌رود.

• يون كلسيم موجود در آب بر اثر ناتريم فسفات تبديل به "تري كلسيم فسفات"Ca3(PO4)2 مي‌گردد و رسوب مي‌نمايد.

• بر اثر پختن بي‌كربنات كلسيم آب تبديل به كربنات مي‌شود و رسوب مي‌نمايد:

Ca3(PO4)2 --> CaCO3 + CO2+H2O

• و بي كربنات كلسيم آب بر اثر كربنات سديم هم گچ و هم بي‌كربنات كلسيم به كربنات كلسيم تبديل مي‌شود و رسوب مي‌گردد:

Na2CO3 + Ca(HCO3)2 --> Na(HCO3)2 + CaCO3

Na2CO3 + CaSO4 --> Na2SO4 + CaCO3

اخيرا به مقدار زياد از صمغ‌هاي مصنوعي كه قادرند تعويض يون كنند براي رفع سختي آب استفاده مي‌كنند. صمغ لواتيت در آلمان و آمبرليت و دووكس در آمريكا استعمال مي‌گردد.

درجه سختي آب

درجه سختي آب را از روي مقدار كلسيم و منيزيم موجود در آن تعيين مي‌كنند.

در آلمان اگر آبي ده ميلي گرم CaO در يك ليتر داشته باشد مي‌گويند درجه سختي آب يك است. در فرانسه اگر آبي در يك ليتر ده ميلي گرم كربنات كلسيم يا همسنگ آن كربنات منيزيم داشته باشد مي‌گويند كه يك درجه سختي دارد. در انگلستان اگر آبي ده ميلي گرم كربنات كلسيم و يا همسنگ آن كربنات منيزيم در 0.7 ليتر داشته باشد يك درجه سختي دارد.

براي تعيين سريع سختي آب كارخانه شيميايي واقع در آلمان قرصهايي ساخته است. در يك لوله آزمايش مخصوص و مدرج آب مورد آزمايش را تا خط نشان لوله پر مي‌‌نمايند و بوسيله معرفي كه همراه بسته قرصهاست رنگ اين آب را قرمز مي‌كنند و آگاه آنقدر از اين قرصها در آن مي‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهاي ريخته شده در لوله آزمايش برابر درجه سختي آب مي‌باشد. دقت اين روش تا نيم درجه است.

5- مشخصات سكه‌هاي جديد رايج كشور را بيان كنيد

قطر سكه جديد 50 ريالي، 2/20 ميلي‌متر، ضخامت آن 33/1 ميلي‌متر و وزن آن 5/3 گرم است، آلياژ اين سكه مس، نيكل و آلومينيوم است.
طرح روي سكه شامل مبلغ اسمي سكه (50 ريال) در وسط، عبارت جمهوري اسلامي ايران در بالا، سال ضرب در پايين و شاخه‌هاي درخت زيتون در دو طرف آن است.
طرح پشت سكه 50 ريالي شامل تصوير بارگاه حضرت معصومه (س) در وسط، عبارت «بارگاه حضرت معصومه» در پايين است.  
همچنين قطر سكه جديد 100 ريالي، 59/22 ميلي‌متر، ضخامت آن 36/1 ميلي‌متر و وزن آن 6/4 گرم است. آلياژ اين سكه مس، نيكل و آلومينيوم است.
طرح روي سكه شامل مبلغ اسمي سكه (100 ريال) در وسط، عبارت جمهوري اسلامي در بالا، سال ضرب در پايين و شاخه‌هاي درخت زيتون در دو طرف است.

طرح پشت سكه جديد 100 ريال عبارت است از تصويب بارگاه امام رضا(ع) در وسط و عبارت بارگاه امام رضا در پايين.
قطر سكه جديد 250 ريالي، 52/24 ميلي‌متر، ضخامت آن 35/1 ميلي‌متر و وزن آن نيز 5/5 گرم است، آلياژ اين سكه از مس، نيكل و روي است.
طرح روي سكه جديد 250 ريالي مبلغ اسمي آن در وسط، عبارت جمهوري اسلامي ايران در بالا، سال ضرب در پايين و شاخه‌هاي درخت زيتون در دو طرف است.
طرح پشت سكه نيز طرح گل اناردر وسط و خوشه گندم در دوطرف است.
قطر سكه جديد 500 ريالي، 25/27 ميلي‌متر، ضخامت آن 83/1 ميلي‌متر و وزن آن 9/8 گرم است.
آلياژ قرص داخلي اين سكه از مس، نيكل و آلومينيوم و حلقه بيروني نيز از مس و نيكل است.
طرح روي سكه جديد 500 ريالي شامل مبلغ اسمي در وسط، عبارت جمهوري اسلامي ايران در بالا، سال ضرب در پايين، حاشيه طرح قرص داخلي مينياتور ايران و اجراي گل 12 برگ در حاشيه است.
طرح پشت سكه نيز طرح انتزاعي سيمرغ و گل در نقاشي‌هاي مينياتور ايران و اجراي گل 12 برگ درحاشيه است

6-چرا بنزين رنگي است اطلاعاتي بدهيد.

قسمت اعظم بنزين از ئيدروكربنهاي كمي سنگين‌تر از بوتان كه حداكثر دماي جوش آنها 175 درجه سانتيگراد مي‌باشد، تشكيل شده است. از آنجا كه هيدروكربنها موادي بي بو و بي رنگ هستند، بنزين نيز بايد بي‌بو بي‌رنگ باشد.

اما در مورد رنگ و بوي بنزين نيز بايدگفت، بو و رنگ بنزين مربوط به تركيبات اتري و كتوني موجود در بنزين است. اين مواد را به بنزين اضافه نمي‌كنند، بلكه چون بنزين دربرگيرنده يك برش و ماحصل اختلاط چندين تركيب با نقاط جوش مشابه است، برخي از تركيبات اتري و كتوني سبك نيز در اين برش جاي مي‌گيرند.

همچنين ناخالصيهاي گوگرد‌دار و نيتروژن‌دار به همراه مواد نفتي از جمله بنزين سبب بدبو شدن اين تركيبات شده و سوختن ناقص آنها نيز گازهاي سمي و زيان‌آور پديد مي‌آورد.

7- در اتم هاي تك الكتروني يا يون هاي هيدروژني ، اوربيتال لايه هاي بالاتر از نظر انرژي چه وضعيتي دارند؟ 

پاسخ :انرژي اربيتال ها‎ براساس ‎رابطه‎ي‎زيربه دست مي آيند :                         

كه در آن  جرم ، e بار الكترون ، z بار هسته و h ثابت پلانك است . با قراردادن يك ثابت به جاي كميت هاي ثابت رابطه ي بالا ، رابطه ساده تر زير بدست مي آيد .                         

مقدارK  در حدود ev6/13است . انرژي الكترون جدا از هسته صفراست . براي يك سيستم تك الكتروني مثل اتم هيدروژن تمام ترازهاي فرعي مربوط به يك تراز اصلي انرژي يكساني دارند و ترتيب پايداري اربيتال ها به صورت زير است.                                               

در اتم هاي چند الكتروني ، اربيتال هاي متعلق به يك لايه با n معين انرژي يكساني ندارند ، بلكه ترتيب پايداري آنها به صورت زير  است و دليل اين است كه دخالت الكترون هاي ديگر (اثر پوششي) به خصوص الكترون هاي لايه هاي داخلي موجب اختلال انرژي در ترازهاي فرعي يك لايه اصلي مي شود .

8- لطفا در باره تركيبات و فرمول بندي تميز كننده و شوينده هاي دندان توضيح دهيد

پاسخ : ,در هر دوره از زمان و با توجه به سطح دانش و اگاهي نسبت به مواد قابل دسترسي,ويژگي خاص خود را داشته و با زمان هاي ديگر متفاوت استامروزه اجزاي اصلي تميز كننده هاي دندان(خمير دندان ها)كه مورد قبول جامعه دندانپزشكي جهان است,به شرح زير است كه اين اجزا معمولا در هر سه شكل ان يعني خمير,پودر و مايع به كار گرفته مي شود.

1.ماده براق كننده(سائينه):

.كه براي برداشتن باقيمانده مواد غذايي و يا هر نوع ماده بد رنگ كننده دندان ها بكار مي رود و حدود نيمي از وزن خمير دندان را تشكيل مي دهد كه اين ماده ممكن است:كربنات كبسيم رسوبي,فسفات دي كلسيك,فسفات تري كلسيك,پيرو فسفات كلسيم,كربنات منيزيم,هيدروكسيد الومينيم,متا فسفات سديم(نا محلول)سيليكات سديم,سيليكات منيزيم,سولفات الومينيم و سيليكاژ هاي بي اب شده باشد(به ميزان 50% وزن خمير دندان).

.2.ماده مرطوب كننده:

كه براي جلوگيري از سخت و خشك شدن خمير دندان به كار مي رود.بهترين ماده براي اين منظور ""گليسيرين"" است ولي از سوربيتول و پروپان گليكول و اتيلن گليكول نيز به عنوان ماده مرطوب كننده خمير دندان استفاده مي شود(به ميزان تقريبي20%)

3.ماده كف كننده و پاك كننده:

كه براي امولسيون كردن مواد چسبنده به دندان و كمك به براق شدن دندان به ميزان تقريبي 2%به خميردندان اضافه مي شود.متداول ترين ان ها عبارت است از:سديم لاريل سولفات,منيزيم لاريل سولفات,سديم منو گليسرو سولفات,صابون.

4.ماده چسبنده:

كه براي پيوستن اجزاي خمير دندان به يكديگر به ميزان تقريبي 5/1%به ان اضافه مي شود.متداول ترين موادي كه به اين منظور به كار مي رود عبارت است از:صمغ,كتيرا,ژلاتين,الژينات سديم,پلي اتيلن,نشاسته,سديم كر بوكسي متيل سلولز.

5.ماده شيرين كننده:

كه به منظور شيرين كردن تميز كننده هاي دندان همراه با اسانس ها به كار گرفته مي شوند تا اين فراورده ها را مطبوع نمايد.متداول ترين عبارتند از:سديم ساخارين,ساخارين و شكر(به ميزان تقريبي 1/0 درصد).استفاده از شكر ممكن است باعث بروز اين اشكال شود كه ضمن متبلور شدن موجب سخت شدن خمير دندان شود.

6.ماده مطبوع كننده:

كه براي پوشانيدن طعم نا مطبوع مواد مصرف شده در خمير دندان و خوشبو كردن ان به كار گرفته مي شود و عمدتا اسانس هاي خوراكي عبارتند از:اسانس نعناع صحرايي,اسانس نعناع سبز,اسانس دار چينواسانس ميخك,مفتول و ........(به ميزان تقريبي 1%).

7.ماده محافظ:

كه مواد ضد ميكروبي بوده و خاصيت ضد عفوني كنندگي دارند و عبارتند از:سديم نبزوات,اسيد نبزوئيك,متيل پارابن,اتيل پارابن و .......(به ميزان تقريبي 2/0%).

8.تركيب هاي فلئوردار:

كه باعث استحكام ميناي دندان شده و از پوسيدگي ان جلوگيري مي كنند و عبارتند از:فلئوريد سديم,فلئوريد قلع,مونوفلئوروفسفات سديم و تركيبات فلئوردار امين ها.

9.رنگ ها:

اين تركيب ها از دسته رنگ هاي خوراكي مجاز مي باشند كه به منظور دادن رنگ دلخواه به خمير دندان,استفاده مي شود.

10.اب:

معمولا از اب مقطر و ابي كه درجه خلوص ان نزديك به اب مقطر باشد,استفاده مي شود(به ميزان تقريبي 20%).

11:تركيب هاي دارويي:

اين تركيبات نقش دارويي داشته و در بعضي موارد به فرمول خمير دندان هاي خاصي اضافه مي شوند مانند:نمك مضاعف سديم و مس كلروفيلين.

12.مواد متفرقه:

اين گونه مواد به منظور هاي خاصي كه مورد نياز باشد مورد استفاده قرار مي گيرد.براي مثال براي جلوگيري از خوردگي لوله هاي خمير دندان,موادي نظير سيليكات سديم به خمير دندان اضافه مي كنند,يا اين كه براي تثبيت خمير دندان و جلوگيري از سخت شدن ان به ان مقداري تترا سديم پيروفسفات اضافه مي كنند.

پودر شوينده دندان:

براي تهيه پودر شوينده دندان از كربنات كلسيم(95%),صابون(5/0%),اسانس نعناع,ساخارين(4%),و يا كربنات كلسيم(90%),بيكربنات سديم(4%),صابون(6%),اسانس نعناع,روغن ميخك و روغن دارچين(هر كدام يك قطره),استفاده مي شود.براي دندان هاي اهكي و حساس مقداري اوره و فسفات ئيدروژن دي امونيم و براي تقويت ميناي دندان,مقداري فلوئوريد قلع    نيز به خمير دندان اضافه مي شود.

  اگر در محفظه كاتدي هيچ گازي نباشد آيا باز هم پرتو و باريكه نور مشاهده مي شود؟

پاسخ: خير، چون گازها تحريك مي شوند و رنگ ايجاد مي شود، اگر گازي نباشد رنگ هم ديده نمي شود ولي پرتو كاتدي وجود دارد.

9- آيا اگر پرتو كاتدي موج باشد مي تواند چرخ پره دار را به حركت درآورد؟

پاسخ: خير، اگر موج باشد چرخ پره دار را نمي چرخاند و حركت نمي دهد و اگر حركت دهد دليل بر ذره اي بودن است. اگر موج باشد از جسم خارج مي شود يا در آن گير مي كند بدون اينكه موجب حركت آن شود و در صورت ذره اي بودن به جسم ديگر برخورد مي كند انرژي جنبشي اش را به او منتقل كرده و باعث حركت آن مي شود

10- چرا بور نتوانست طيف نشري خطي را براي ساير عنصرها توجيه كند؟

پاسخ: اين تئوري توانست طيف هايي مانند هيدروژن را توصيف كند ولي قادر به تشريح طيف ساير عناصر به دليل پيچيدگي زياد نيست چون براي عناصر ديگر غير هيدروژن مانند سديم بايد ترازهاي فرعي را نيز منظور مي كرد كه اصلا به وجود آنها پي نبرده بود.

11-  لطفا درمورد جيوه قرمز وتهيه ومعرفي دستگاهي كه بشودبا آن جيوه قرمز تهيه كرد معرفي نماييد يا كتابي جامع دراين خصوص راهنمايي بفرماييد باتشكر

پاسخ : خود فلز جيوه به صورت مايع براق نقره اي رنگي است و جيوه ي قرمز به صورت واقعي وجود ندارد. بلكه تركيب HgO يعني جيوه II اكسيد قرمز رنگ مي باشد. HgO قرمز رنگ در نتيجه ي پيروليز ملايم نيترات مركور يا مركوريك ، يا به وسيله ي واكنش مستقيم عناصر مربوطه در 300-350 درجه سانتيگراد، يا به صورت بلورهاي قرمز رنگ از گرم كردن محلول قليايي K2HgI4 تشكيل مي شود.

اما جيوه ي قرمز يا red mercury يك اصطلاح و يك ماده ي موهومي (فرضي) است كه ادعا مي شود در توليد بمبهاي هسته اي استفاده مي شود. برخي معتقدند كه جيوه ي قرمز يك ماده با تكنيك مخفيانه است. فرض مي شود كه جيوه ي قرمز يك ماده ي منفجره با قدرت باورنكردني است كه در ساخت بمبهاي قابل حمل مانند بمبهاي شكافت به كار مي رود.

در مورد اين اصطلاح مي توانيد به سايت هاي http://en.wikipedia.org/wiki/Red_mercury

و http://chemistry.about.com/cs/chemicalweapons/f/blredmercury.htm

مراجعه بفرماييد.

12- آب سنگين چيست؟

اگر در آب معمولي (H2O) به جاي ايزوتوپ هيدروژن معمولي از ايزوتوپ هيدروژن دوتريم استفاده شود آب سنگين بدست مي‌آيد.

آب سنگين كه در آن جاي هيدروژن معمولي را دوتريم اشغال كرده است، توجه ويژه دانشمندان را جلب مي‌كند. اين آب به عنوان ناخالصي به مقدار كم در آبهاي طبيعي وجود دارد. مثلا در هر 5600 متر مكعب آب معمولي دريا يك متر مكعب آب سنگين وجود دارد. تمام خواص آن با آب معمولي فرق دارد:

آب سنگين چگالي و گران روي بيشتري دارد. دماي انجمادش 8/3 درجه سانتيگراد است. براي سلامتي انسان هم مؤثر است. در آب تريتيم ، هيدروژن جاي خود را به ترتيم داده است. آب تريتيم خيلي كمتر از آب سنگين در طبيعت يافت مي‌شود.

آب فوق سنگين كه در آن جاي اكسيژن معمولي را ايزوتوپهاي آن اشغال كرده است، نسبتا فراوان مي‌باشد. چگالي اين آب 11.3 درصد بيشتر از آب معمولي است. اما از لحاظ خواص ديگر شبيه آب معمولي مي‌باشد. جالب توجه آنكه آب صاف ، در حالت آرام به آساني فرو سرد شده و تا 33 درجه سانتيگراد زير صفر مايع مي‌ماند. و يا مي‌تواند تا دماي 200 درجه سانتيگراد بالاي صفر ابر تفته گردد. از اين خاصيت آن در صنايع بطور وسيع استفاده مي‌شود.

13- عدد جرمي چه تفاوتي با جرم اتمي دارد؟

عدد جرمي

به مجموع تعداد پروتونها و نوترونهاي يك اتم عدد جرمي مي گويند. عدد جرمي با A نشان داده مي شود. A = Z+ N . عدد جرمي هميشه عددي صحيح مي باشد و هرگز اعشار ندارد.

جرم اتمي، جرم اتم بر حسب واحد اتمي است. (مانند طول كه در دستگاه استاندارد بر حسب متر بيان مي شود و متر واحد طول مي باشد.) اين واحد اتمي , عدد جرمي 12 مربوط به اتم كربن 12 مي باشد. اين واحد اتمي را به اختصار amu مي نامند و به طور مثال گفته مي شود جرم يك اتم اكسيژن -16 برابر 16 amu است. يعني جرم اتم اكسيژن كه داراي عدد جرمي 16 است، برابر 16 amu است. جرم اتمي برخي اتم ها نيز عددي صحيح و برابر يا بسيار نزديك به عدد جرمي (عده ي كل پروتونها و نوترونها) آن اتم مي باشد ، اما جرم اتمي برخي ديگر از اتم ها داراي اعشار بوده و تفاوت زيادي با عدد جرمي دارند، زيرا اين عنصرها مانند مس و كلر داراي چند ايزوتوپ طبيعي با اعداد جرمي متفاوت هستند كه جرم اتمي آنها به صورت جرم اتمي ميانگين بيان مي شود، به همين دليل بين عدد جرمي و جرم اتمي آنها اختلاف ديده مي شود.

بنابراين به اختصار مي توان گفت كه:

عدد جرمي ، مجموع تعداد پروتونها و نوترونهاست، درحاليكه جرم اتمي عبارت است از جرم يك اتم بر حسب واد اتمي.

عدد جرمي هميشه عددي صحيح است در حاليكه جرم اتمي اينطور نيست.

واحد عدد جرمي نوكلئون (زير اتم) مي باشد درحاليكه واحد جرم اتمي amu است.

ميليكان در سال 1910 آزمايشي معروف به آزمايش قطره ي روعن ترتيب داد و به وسيله آن توانست بار الكترون را محاسبه نمايد. توضيح اين آزمايش نياز به رسم شكل و تصوير دارد كه در حال حاضر در سيستم تصوير گذاري مشكل وجود دارد و من سعي مي كنم بدون شكل اين را آزمايش را براي شما توضيح دهم. در آزمايش ميليكان ابتدا روغن در يك ميدان الكتريكي كه دو سر مثبت و منفي آن دو صفحه ي افقي نسبتا" بزرگ است، افشانده مي شود. در واقع روغن بين اين دو صفحه ي باردار به صورت قطراتي افشانده مي شود. قطره هاي ريز روغن به محض قرار گرفتن در يك ميدان الكتريكي، باردار مي شوند. حال بار قطره آن چيزي است كه بايد اندازه گرفته شود. قطره ي كوچكي از روغن با جرم m را در نظر بگيريد كه حامل بار الكتريكي q است. اين قطره ميان دو صفحه ي افقي قرار دارد كه فاصله ي آنها d است و اختلاف پتانسيل الكتريكي v ميان آنها برقرار است. در اينصورت يك ميدان الكتريكي يكنواخت E با شدت v/d ميان آن دو صفحه وجود دارد. اين ميدان را مي توان طوري تنظيم كرد كه نيروي الكتريكي qE كه قطره را به سمت بالا مي برد با نيروي حاصل از گرانش mg كه قطره را به سمت پايين مي برد مساوي شود و درنتيجه قطره بين دو صفحه توازن داشته و در فضاي بين دو صفحه ساكن بماند. در اين حالت مي توان نوشت:

Fel=Fg درنتيجه qE=mg و بنابراين: q=mg/E

جرم قطره را در اصل مي توان از روي شعاع قطره و چگالي روغني كه قطره از آن تشكيل شده است، تعيين نمود. ميليكان اين اندازه گيريها را با روشي غيرمستقيم انجام مي داد. ولي امروزه مي توان به جاي قطره هاي روغن از گويهاي پلي استيرني كوچك استفاده نمود كه جرم مشخص دارند. به هر حال با داشتن جرم قطره، شدت ميدان الكتريكي و شتاب جاذبه كه همگي مشخص هستند، به راحتي بار q قابل اندازه گيري است. نتيجه ي جالب توجهي كه ميليكان به دست آورد اين بود كه بار q كه براي قطرات با اندازه هاي مختلف محاسبه مي نمود، همگي مضربي از (1، 2،3، و... برابر) است از يك بار بسيار كوچكك وي اين بار بسيار كوچك را به يك الكترون نسبت داد و بار الكترون را برابر 19- **10 *6/1 كولن بدست آورد.

با بدست آوردن مقدار بار توسط ميليكان و مشخص بودن نسبت بار به جرم توسط تامسون، با حل يك معادله ساده، به راحتي جرم الكترون نيز بدست مي آيد.

14- چرا در هسته اتم تعداد نوترونها بيشتر از پروتونها است { منظورم از عدد اتمي 83 به بعد است }

براي پاسخ قانع كننده به اين سوال بايد از مباني فيزيك كونتم كمك گرفت.

از پاسخ مفصلي كه بايد به اين سوال داد به جواب مختصر زير اكتفا ميكنم:

نيروي هسته اي كه هسته را پايدار نگه ميدارد توان خنثي گردن نيروي دافعه بين پروتونها را خواهد داشت لذا ميتوان هسته اي سنگين با نوترونهاي زياد داشت.

بعبارت ديگر اين جمله توجيهي بر وجود چنين هسته سنگيني بصورت پايدار است.

15- چرا كربن 12 به عنوان مبناي واحد جرم اتمي انتخاب شده است ؟

وزن هاي اتمي يك رشته اعداد نسبي هستند كه مقدار مطلق آنها به نوع استاندارد تعريف شده بستگي دارد. در گذشته فيزيكدان ها جرم فراوانترين ايزوتوپ اكسيژن  را كه برابر1/16 بود  به عنوان مقياس تعريف كردند ، در حالي كه شيميدان ها وزن اتمي متوسط مخلوط ايزوتوپ  ( )كه به طور طبيعي وجود دارد وبرابر 16 است به عنوان مقياس در نظر گرفته اند. اين دو تعريف به دو مقياس مختلف وزن اتمي منجر شد.طبق مقياس فيزيكدان ها، وزن اتمي مخلوط ايزوتوپ هاي اكسيژن 16 نمي باشد بلكه 0044/16 است از اين رو براي تبديل وزن اتمي  در مقياس فيزيكدان ها به وزن اتمي شيميدان ها بايد آن را در
 =  ضرب كرد.هردو مقياس وزن اتمي در سال 1961 كنار گذاشته شد و به وسيله ي يك مقياس واحد كه بر پايه ي استانداردي جديد قرار دارد جانشين گرديد.اكنون فراوانترين ايزوتوپ كربن ، C  كه بايد برابر با 12 باشد به عنوان مقياس تعريف مي شود.كربن به صورت مخلوطي از892/98 درصد ¹²C  و108/1 درصد ¹³Cمي باشد.

تعداد اتم هاي كربن كه دقيقا در 12 گرم ¹²Cوجود دارد عدد آووگادرو ناميده مي‌شود. يك مول، مقدار ماده اي است كه شامل يك عدد آووگادرو از ذرات باشد.

بيان ديگري از اين موضوع به صورت زير است:

براي اين كه يك واحد ثابتي براي اندازه گيري وزن اتمي به وجود آيد لازم است يك عنصر را به عنوان مبدا انتخاب نمود و وزن ساير اتم ها را نسبت به آن سنجيد. انتخاب اين عنصر اختياري است. طي سال هاي متمادي اكسيژن براي اين منظور انتخاب شده بود ووزني برابربا 100 واحد جرم اتمي به آن داده بودند. بعدها اين وزن به 16 كاهش يافت. در سال هاي اخير متداولترين ايزوتوپ طبيعي كربن ¹²C به عنوان مبدا انتخاب گرديده است كه وزني معادل
 000/12 واحد جرم اتمي به آن داده شده است.بنابراين تعريف،   از وزن اين ايزوتوپ بنام يك واحد جرم اتمي يا يك amu خوانده مي شود. و  و يك amu آن دقيقا  جر م اتم¹²C برابر يك گرم است.

 منابع:

1-     نظم ها وبي نظمي ها در خواص عناصر تأليف: دكتر محمد كوتي .

2-     شيمي معدني ، مباني نظري ، جلد اول  تأليف: دكتر اكبر رئيسي شبري و   دكتر محمد رضا ملاردي .

3-     شيمي عمومي ماهان جلد اول.

4-     شيمي عمومي هيئت مؤلفان جلد اول.