آب سنگین و چگونگی تهیه متان
آب سنگین، آبی است که هیدروژنهای آن دوتریم(ایزوتوپ سنگین هیدروژن) است. این آب در مقایسه با آب معمولی دیرتر می جوشد و زودتر یخ می زند. و گیلبرت لوییس اولین بار در سال ۱۹۳۲ از آب معمولی تهیه کرد. موش کاتالیزگر پلاستیک در سال ۱۸۵۰ ودر شبی کشف شد که یک گربه موشی را روی میزهای آزمایشگاه دنبال می کرد.به خانه یک شیمیدان آلمانی آدولف اشپیتلر موش زده بود بنابراین او گربه اش را به خانه آورد. گربه به یک شیشه فرم آلدئید ?ماده بدست آمده از زغال سنگ برخورد کرد. کمی از این فرمالدئید را روی پنیر متصل به تله موش پاشید. فردای آن روز اشپیتلر که ریخت وپاش را تمیز می کرد در یافت که پنیر مانند سنگ سخت شده است. او که کنجکاو شده بود،فرم آلدئید را با شیرمخلوط کرد. نتیجه این کار،کازئین بود یعنی نخستین پلاستیک جهان. منبع:قطار شیمی شمع را با آب روشن کنید شمعی را به دوستانتان نشان دهید . به آن ها بگویید که می خوا هید شمع را روشن کنید ولی متأسفانه کبریت ندارید. مسلما عده ای سعی می کنند که به شما کبریت بدهند، ولی شما قبول نکنید وبه آن ها بگویید راضی به زحمت شما نیستم و خودم شمع را با آب روشن می کنم! مسلما دوستانتان تعجب می کنند و شاید حتی به شما بخندند. ولی توجه نکنید و لیوانی را پر از آب کنید، سپس مقداری از آن را بخورید تا همه متوجه شوند که آب معمولی است. حالا انگشت خود را در آب فرو برده و سپس روی فتیله ی شمع بگیرید تا یک قطره از آب روی آن بچکد، دوستانتان در کمال تعجب مشاهده می کنند که این شمع روشن می شود. فکر می کنید دلیل آن چیست؟ شما قبلا یک تکه پتاسیم کوچک را در لابلای تارهای فتیله ی شمع قرار داده اید و وقتی یک قطر آب را روی آن می ریزید، واکنش شیمیایی بین پتاسیم و آب باعث اشتعال فتیله می شود. انرژی که در اتم ذخیره شده ، بسیار عظیم است . اگر انرژی یک کیلوگرم اورانیوم را بطور کامل آزاد سازند ، تقریبا یک گرم ماده ناپدید خواهد شد و بقیه به بیست و پنج میلیون کیلو وات ساعت ، انرژی تبدیل می شود . اگر بخواهند این مقدار انرژی را از سوزاندان زغال سنگ به دست بیاورند ، باید بیش از دو هزار و پانصد تــــــــــــــن زغال سنگ را بطور کامل بسوزانند. عینک های فتو کرمیک در عدسی این گونه عینک ها بلور های کوچک و شفاف کلرید نقره وجود دارد. این بلورها در برابر نور به اتم های نقره و کلر تجزیه می شود و ذرات نقره مانع عبور نور شده رنگ تیره ایجاد می کند . میزان تجزیه کلرید نقره به شدت نور بستگی دارد. هر چه نور شدید تر باشد عمل تجزیه بیشتر و تیرگی عدسی زیادتر است ولی با کاهش نور واکنش برگشت انجام شده و رنگ عدسی روشن می شود.
تهیه گاز متان در آزمایشگاه
هدف آزمایش
تهیه کوچکترین و مهمترین هیدروکربن زنجیری سیرشده یعنی متان CH4
تئوری آزمایش
متان ، گازی است بیرنگ ، بیبو و در آب نامحلول که نقطه ذوب آن
-۱۸۲درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن ۱۶۲-درجه سانتیگراد است. متان از گروه
هیدروکربنهای سیر شده زنجیری یا آلکانها میباشد که فرمول عمومی آنها
CnH2n+2 میباشد. گاز طبیعی که در منازل وجود دارد و مورد استفاده قرار
میگیرد، مخلوطی از هیدروکربنهای زنجیری سیر شده است که %۹۵ از آن ، گاز
متان است و در اثر ترکیب با گاز اکسیژن ، تولید گاز دیاکسید کربن و بخار
آب و حرارت میکند.
مخلوطی از یک حجم از گاز متان و ده حجم از هوا در اثر جرقه ، تولید
انفجار بسیار شدید مینماید که انفجار معادن زغال سنگ از آن ناشی میشود.
میخواهیم گاز متان را به صورت آزمایشگاهی تهیه کنیم.
وسایل مورد نیاز
کپسول چینی
هاون
ترازو
مثلث نسوز
لوله آزمایش بزرگ و مقاوم
چاقو
پنس یا انبر فلزی
گیره و پایه فلزی
سدیم استات (CH3COONa , 3H2O)
آهک زنده (CaO)
سود جامد (NaOH جامد)
شرح آزمایش
۱۰ گرم سدیم استات متبلور را در یک کپسول چینی و روی مثلث نسوز حرارت
دهید تا ذوب شده و آب تبلور را از دست بدهد. چراغ گاز را خاموش و پس از سرد
شدن کپسول محتویات ، داخل آن را با نوک چاقو تراشیده و در یک هاون چینی
همراه ۳ گرم آهک زنده و ۳ گرم سود جامد ، نرم کوبیده تا به صورت پودر در
آید. مخلوط را در داخل یک لوله آزمایش بزرگ و مقاوم که دهانه آن را با در
لاستیکی که از آن ، لوله باریک شیشهای عبور داده شده است بستهاید، حرارت
دهید.
در اثر حرارت ، مخلوط ذوب گردیده و پس از آن به مدت یک دقیقه همچنان
عمل حرارت دادن را ادامه دهید تا هوای لوله کاملا خارج گردد و پس از آن ،
گاز را مشتعل و سوختن گاز متان را مشاهده نمایید.
نتیجه آزمایش
واکنش تولید گاز متان در این آزمایش طبق واکنش زیر است:
CH3COONa + NaOH → Na2CO3 + CH4
از مخلوط آهک با سدیم هیدروکسید ، تولید آهک سُده (آهک سود دار) میشود که جاذب گازهایی نظیر CO2 ، SO2 است و به جای سدیم هیدروکسید در تهیه بسیاری از واکنشها مثلا تهیه متان بکار میرود. گاز متان امروزه در زندگی بشر جایگاه بسیار مهمی دارد و در زندگی روزمره با این ماده حیاتی استفاده نماید.
نویسنده : علی عربپور 203