عدد آووگادرو

در سال 1811 آمادئو آووگادرو، قانون تركيب حجمي را توضيح داد. اصل آووگادرو مي‌گويد: حجمهاي مساوي همه‌ي گازها در دما و فشار يكسان، داراي تعداد مولكولهاي برابر هستند. به عكس، تعداد مولكولهاي برابر از هر دو گاز، تحت شرايط دما و فشار يكسان، حجمهاي برابر را اشغال مي‌كنند. يك مول از يك ماده داراي 23**10*022/6 ذره است. بنابراين در شرايط دما و فشار يكسان، يك مول از يك گاز حجمي برابر با يك مول از هر گاز ديگر اشغال مي‌كند. در شرايط متعارفي اين حجم، به حجم مولي گاز در شرايط متعارفي موسوم است و برابر با 414/22 ليتر مي‌باشد.

تعداد واحدها در يك مول به افتخار آمادئو آووگادرو ، عدد آووگادرو ناميده مي‌شود . وي نخستين كسي بود كه رفتار گازها را برحسب تعداد مولكول‌هاي واكنش دهنده توجيه كرد.

درواقع آقاي آووگادرو خودش مقدار عددي اين عدد را نتوانست به دست آورد، اما چون وي رفتار گازها را بر حسب تعداد مولكولهاي واكنش دهنده را مورد بررسي قرار داد، بعدها كه اين عدد بدست آمد، به افتخار آووگادرو كه بنيان گذار اين كار بود، به نام وي نام گذاري نمودند.

مقدار اين عدد با روشهاي الكترو شيميايي و بلور شناسي معين شده است . در روش بلور شناسي مثلا يك عنصر را در نظر مي‌گيرند سپس با دستگاه‌هاي دقيق ساختار عنصر و طول هريك از اضلاع سلول واحد بلور و وزن اتمي عنصر و وزن حجمي آن را مشخص مي‌كنند . سپس به كمك يك عمليات رياضي مي‌توان به عدد آووگادرو دست يافت به عنوان مثال نيكل در سيستم مكعبي با وجوه مركز پر متبلور مي‌شود . طول هر يك از اضلاع سلول واحد 52/3 آنگسترم ، وزن اتمي نيكل 7/58 و وزن حجمي آن 94/8 است .حال به كمك اين داده‌ها عدد آووگادرو را حساب مي‌كنيم : هر سلول واحد داراي چهار اتم نيكل است . اگر عدد آووگادرو را N در نظر بگيريم ، وزن هر اتم برابر( 7/58 تقسيم بر(N گرم خواهد بود . وزن هر سلول واحد چهار برابر اين مقدار و حجم آن برابر( 52/3 ضرب در ده به توان منفي هشت ) كل اين مقدار به توان سه ، سانتيمتر مكعب است . حال اكر اين دو را تقسيم كنيم چگالي نيكل بدست مي‌آيد كه البته ضريبي است از Nبا توجه به اينكه مي‌دانيم چگالي نيكل برابر است با 94/8 پس با مي‌توانيم مقدار N را كه همان عدد آووگادرو است حساب كرد . اگر بخواهيم از روش الكترو شيمي استفاده كنيم بايستي عدد فاراده را تقسيم بر بار يك الكترون تنها كنيم كه در اين صورت مقدار عدد آووگادرو حساب مي‌شود .اگر شما روش ديگري را مي شناسيد برايم بنويسيد.

متشكرم

گرماسنج ليواني يک سامانه ي بسته به حساب مي آيد زيرا تبادل جرم ندارد اما عايق بندي آن به اندازه ي کافي نيست که پيچ تبادل انرژي با محيط صورت نگيرد.
اما گرماسنج بمبي طوري ساخته شده است که عايق بندي کاملي براي آن صورت مي گيرد و بنا به جمله ي کتاب مي توان مطمئن شد که هيچ گرمايي از درون گرماسنج به محيط اطراف منتقل نمي شود. بنابراين مي توان گرماسنج بمبي را يک سامانه ي ايزوله به حساب آورد.
مي دانيد كه تغيير رنگ شعله يكي از راه هاي شناسايي فلزات است. اگر شما نمكي در اختيار داشته باشيد و بخواهيد فلز آن را شناسايي كنيد آن نمك را وارد شعله نموده و تغيير رنگ شعله را بررسي كنيد.البته اين را هم بدانيد كه آنيون ها تغيير رنگي در شعله ايجاد نمي كنند. فلزات قليايي و قليايي خاكي مي توانند رنگهاي زير را در شعله ايجاد كنند.

فلزات قليايي:

ليتيم(قرمز لاكي)، سديم(زرد)، پتاسيم(بنفش)، روبيديم(قرمز)، سزيم(آبي)

فلزات قليايي خاكي:

منيزيم(سفيد درخشان)، كلسيم (قرمز آجري)، استرانسيم(قرمز)، باريم (سبز پسته اي)
همه شما مي دانيد كه لايه هاي مختلف هواكره دماهاي متفاوت دارند اما آيا علت آن را هم مي دانيد؟

هوا بر اساس تغييرات دما به چهار لايه تروپوسفر، استراتوسفر ، مزوسفر و ترموسفر تقسيم مي شود:

در تروپوسفر با افزايش ارتفاع ، دما كاهش مي يابد . زیرا هر چه از سطح زمین دور تر شویم گرمای منعکس شده از زمین که از خورشید گرفته است کمتر هوا را گرم می کند ، از طرفی با افزایش ارتفاع غلظت هوا کاهش می یابد و قابلیت جذب مستقیم انرژی حرارتی خورشید به وسیله ی هوا کمتر می شود و دما کاهش می یابد .
در استراتوسفر با افزايش ارتفاع ، دما افزايش مي يابد زيرا اوزون موجود در اين لايه
پرتو هاي فرابنفش نور خورشيد را جذب مي كند و ضمن تبديل شدن به اكسيژن پرتوهاي
فرو سرخ توليد مي كند كه موجب گرم شدن اين لايه مي شود.
در مزوسفر با افزايش ارتفاع دما كاهش مي يابد زيرا در آن پديده ي گرمازايي انجام نمي شود و با افزايش ارتفاع غلظت هوا كاهش مي يابد و دما هم كاهش مي يابد .
در ترموسفر با افزايش ارتفاع به علت جذب پرتوهاي فرابنفش با طول موج كوتاه دما افزايش مي يابد .
چرا سوراخ شدن لايه ي اوزن از قطب ها شروع شد؟
تخريب لايه اوزون بيشتر در قطبين ايجاد مي‌شود به چند علت : يكي اينكه ، چون گردش وضعي زمين از غرب به شرق است به دليل نيروي گريز از مركزي كه در دو قطبها وجود دارد ، دو حفره در دو قطب ايجاد مي‌شود ، مانند وقتي كه چايي شيرين را به هم مي‌زنيد ، و در اين حفره‌ها آلاينده‌ها متمركز مي‌شوند و اثر تخريبي بيشتري پيدا مي‌كنند . ديگر اينكه اصولا لايه استراتوسفر كه در بالاي آن لايه اوزون قرار دارد در دو قطب باريكتر است . اين لايه در استوا به طور متوسط 18 كيلومتر، در مناطق معمولي 12 كيلومتر ، و در قطبها به طور متوسط 8 كيلومتر مي‌باشد .
تخريب لايه اوزون بيشتر در قطب جنوب صورت مي‌گيرد ، چونكه در سمت قطب جنوب به نسبت قطب شمال خشكيهاي بيشتري وجود دارد ؛ به عنوان مثال در عرض جفرافيايي 90 درجه شمال اقيانوس منجمد شمالي واقع است ، درحاليكه در همين عرض جغرافيايي جنوب استراليا وجود دارد كه از نظر صنعتي خيلي هم فعال و آلوده كننده هم هست .
تخريب لايه اوزون در سالهاي اخير به علت آنكه كشورهاي صنعتي تدابير خاصي براي جلوگيري از ورود آلاينده‌ها به جو داشته‌اند ، روند رو به بهبودي داشته است . اما در تابستانها كه جلبكها رشد و نمو بيشتري دارند ( همانطور كه مي‌دانيد مقداري C FC طبيعي از تجزيه جلبكها حاصل مي‌شود. ) يا هوا جريان بيشتري دارد و آلاينده‌ها بيشتر وارد جو مي‌شوند ( در زمستان ممكن است به علت بارشهايي كه وجود دارد مقادير زيادي از آلاينده‌ها وارد زمين شوند كه البته آن هم اثرات سوء خودش را دارد ) ممكن است اين تخريب بيشتر صورت گيرد .
اخيراً دانشمندان علت ايجاد حفره در لايه اوزون را گرداب هاي سنگين ، كه در قطب جنوب جريان دارند ، مي دانند . در زمستان در طول شبهاي قطبي، نور خورشيد درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نيست ، به همين دليل در اين قطب در لايه استراتوسفر طوفان هاى سنگيني گسترش مى يابند كه به آن ها "گرداب قطبي"(polar vortex) مى گويند . گرداب قطبي مي تواند ذرات سازنده هوا را تجزيه كند .
اين گرداب ها باعث ايجاد ابرهاى سردي مي شوند كه بر فراز قطب جنوب جريان مي يابند. كه به اين ابرها "ابر استراتوسفر قطبي" (polar stratosphere cloud) مي گويند.اختصار آن psc است. Pscها بسيار سرد هستند و دماي آن ها حدود 80- سيلسيوس است.* Psc از نيتريك اسيد تري هيدرات (nitric acid trihydrate) تشكيل شده است و با ابرهايي كه ما آن ها را در آسمان مي بينيم كاملاً متفاوتند. پس اين ابرهاي اسيدي مي توانند لايه اوزون را تخريب كنند. "بنايراين با استناد به تحقيقات انجام يافته ،موارد زير را مي توان از عوامل موثر در تخريب لايه اوزون دانست:
1 - خود زمين به گونه اى مى باشد كه نور خورشيد به قطب شمال بيشتر از قطب جنوب مى تابد به همين دليل ضخامت لايه اوزون در قطب شمال بيشتراز ضخامت آن در قطب جنوب مى باشد ( زيرا ما گفتيم كه پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مى باشد و ممكن است با كوچكترين برخورد از هم جدا ويا با دريافت كوچكترين انرژى(مانند انرژى تابشى خورشيد ) به حالت اوليه خود برگردند)
2 - از مورد دوم نتيجه مى گيريم كه هواى قطب جنوب سردتر از هواى قطب شمال مى باشد ، بنابراين هواى گرم هنگامى كه بر اثر جريان هايى به قطب جنوب مى روند ، چون سبك مى باشند،به سمت بالا مى روند و موجب نابودى لايه هاى اوزون برفراز قطب جنوب مىشوند.
3 - در زمستان نور خورشيد كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمي باشد، واين امر باعث كاهش دما و تشكيل ابرهاي psc مي شود .
4 - ابرهاي psc اسيدي هستند و به همين دليل آن ها به لايه اوزون آسيب مي رسانند
مي خواستم سوال كنم توي امتحان به جاي اينكه بنويسيم يون هاي آب به سر مثبت يون ها سديم حمله
مي كنند به جاي كلمه حمله چه بايد نوشت ؟

جواب:

ابتدا بگويم كه سؤال اشتباه مطرح شده است. آب به صورت مولكول دو قطبي است نه يون!

به جاي كلمه حمله بهتر است بگوييد آب از سر منفي خود يون هاي سديم( كه مثبت است) و از سر مثبت خود يون هاي كلريد( كه منفي است) را احاطه مي كند.