دسته بندی | زمین شناسی |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 72 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 28 |
عنوان
کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع
خلاصه:
کاتالیزگرها موادی هستند که سرعت واکنشهای شیمیایی را افزایش میهند ولی در واکنش مصرف نمیشوند.
کاتالیزگرها چه در کاربردهای صنعتی وچه در فرآیندهای بیولوژیکی اهمیت بسیاری دارند زیرا در واکنشهای صنعتی لازم است که سرعت واکنش به طریقی مثلاً استفاده از کاتالیزگرها افزایش داده شود تا تولید فرآوردههای حاصل از ان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد، اگر چه میتوان با افزایش دما سرعت واکنش را به مقدار قابل توجهی افزایش داد ولی از آن جا که افزایش دما با مصرف انرژی همراه است، چنین اقدام صرفهی اقتصادی نخواهد داشت، از سوی دیگر بسیاری از مواد نسبت به گرما حساس هستند و در اثر گرما تجزیه میشوند به همین دلیل مناسبترین راه این است که برای سرعت دادن به واکنشهای شیمیایی از کاتالیزگر استفاده گردد.
کاتالیزگرها در فرآیندهای بیولوژیکی هم از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. آنزیمها مانند یک کاتالیزگر در کلیه اعمال زیستی نقش بسیار اساسی و ماهرانهای را ایفا میکنند که کاتالیزگرها را میتوانیم به یک کلید تشبیه کنیم که میتواند انواع قفلها را با مکانیسمهای مختلف باز کند یعنی نقشی که آنزیمها در اعمال زیستی و حیاتی ایفا میکنند بسیار مؤثرتر از کاتالیزگرهایی است که ساختهی دست بشر است در این مقاله سعی شده است که از تعریف کاتالزگر، خواص چند مکانیسم کاتالیزگرها مورد بحث و بررسی قرار گیرد و برخی از کاربردهای آن در صنعت بیان شده است نقش و اهمیت کاتالیزگرها در پالایشهای نفت و بسیاری از سنتزها در سایهی بهرهگیری از کاتالیزگرهای خاصی با مکانیسمهای معین انجام میگیرد و برخی از کاتالیزگرها نه تنها تشکیل یا شکستن پیوندها را آسان میکنند بلکه محصولات واکنش را هم در قالب هندسی خاصی تولید میکنند امیدواریم مورد توجه قرار گیرد.
مقدمه
تا اغاز قرن نوزدهم ماهیت کاتالیزگرها ناشناخته بود، سرانجام در سال 1835 میلادی، ژان یاکوب برسلیوس شیمیدان سوئدی در بررسی واکنشهای شیمیایی در طول سی سال پژوهش و بررسی یکی از خصوصیات مهم واکنشها را سرعت انجام آنها دانست زیرا واکنشهایی که در آزمایشگاه انجام میشود باید از سرعت کافی برخوردار باشد تا بتوان واکنشی را دنبال کرده و با مشاهده آزمایش به نتایجی دست یافت مانند هر گاه شعلة کبریت افروختهای را به تودهای از قند تماس دهید قند گداخته میشود ولی نمیسوزد، برای سوزاندن قند میتوانید مقداری خاکستر سیگار یا کمی از خاک گلدان روی آن بریزید در این صورت قند با شعلهی آبی خیرهکنندهای همراه با صدای فشفش خواهد سوخت در این عمل خاکستر سیگار یا خاک گلدان کاتالیزگر است، یعنی سوختن قند در مجاورت خاکستر یا خاک انجام میگیرد، لیکن خاکستر یا خاک در پایان واکنش بدون تغییر شیمیایی به جا میماند.
کشف کاتالیزگرهای جدید تأثیر فراوانی در صنعت داشته است و واکنشهای شیمیایی در صنعت باید نسبتاً سریع انجام شوند زیرا یک کارخانهدار نمیتواند سالها در انتظار بدست آمدن محصولی بماند که امروز بازار فروش خوبی دارد.
دانش روز افزون دربارهی آنزیمها یعنی کاتالیزگرهای زیستی درک ما را دربارهی فرآیندهای زیستی دگرگون کرده است، به همین دلیل مطالعه و نحوهی کاربرد آنها در بین مواد شیمیایی از اهمیت ویژهای برخوردار است.
آنزیمها در تنظیم سرغت واکنشهای شیمیایی که در بدن موجودات زنده انجام میشوند، نقش بسیار اساسی دارند. آنزیمها خود ترکیبهای پیچیدهای هستند که از مولکولهای بسیار سنگین پروتئینی ساخته شدهاند. تنظیم و اداره هر یک از واکنشهای زیستی به عهدهی آنزیم ویژهای است. امروزه تخمین زدهاند که چندین هزار آنزیم مختلف در ادارهی اعمال زیستی بدن انسان شرکت دارند. بسیاری از فرآیندهای زیستی، مانند گوارش در جانوران و فتوسنتز در گیاهان ضروری هستند. آنزیمها نقش مهمی در لخته شدن خون و انقباض بافتهای ماهیچهای دارند، کاتالیزگرها حتی سبب تغییر رنگ برگها در پائیز و تبدیل گلولز به اتیل الکل (اتانول) مطابق با واکنش زیر میشوند:
نخستین بار لویی پاستور در دهة سال 1850 با پژوهشهای خود دربارهی تخمیر، کاتالیزگرهای زیستی را مورد مطالعه قرار داد، پاستور نشان داد که ارگانیسم ذرهبینی مخمر سبب تبدیل گلولز به اتانول و کربن دیاکسید میشود که بعدها دانشمند آلمانی ادوارد بوخنر در سال 1897 نشان داد که این تخمیر توسط مادهی موجود در عصارة مخمر حاصل میشود و این ماده را آنزیم نامیدند.
بعدها مواد دیگری کشف شدند که میتوانستند به عنوان کاتالیزگر در فرآیندهای زیستی شرکت کنند سی سال پس از کشف بوخنر نخستین آنزیم به حالت بلوری خالص بدست آمد.
هر آنزیم معمولاً میتواند تنها در یک واکنش خاص به عنوان کاتالیزگر شرکت کند، بنابراین سلولهای زنده صدها انزیم مختلف را تولید میکنند تا این آنزیمها در صدها واکنش شیمیایی مختلف، که ضرورت زنده ماندن سلولها هستند، به عنوان کاتالزگر شرکت کنند.
آنزیمها کاتالیزگرهایی با کارآیی شگفتآوری هستند مقیاسی از این کارایی، عدد تبدیل است. عدد تبدیل تعداد مولکولهایی از ماده اولیه است که یک مولکول آنزیم در هر واحد زمانی به فرآوردههای تبدیل میکند. عدد تبدیل آنزیم مالتوز ، که در تمام ارگانیسمهای حیوانی یافت میشود در واکنش ئیدرولیز قند مالتوز است که در این واکنش گلولز تشکیل میشود.
سرعت انجام همهی واکنشهای شیمیایی یکسان نمیباشد مثلاً بعضی از واکنشها سریع هستند مانند اگر مقدار کمی از سدیم را در آب بیاندازیم به سرعت با اکسیژن آب واکنش داده و محلول قلیا تولید میکند. برخی از واکنشها از سرعت بسیار کمی برخوردار هستند مانند مس در شرایط عادی به آرامی با اکسیژن هوا ترکیب میشود، از این رو ذخایری از این عنصر در سطح زمین یافت میشود، واکنشهای دیگری نیز هستند که سرعت متوسطی دارند مانند واکنش آهن با اکسیژن هوا که در شرایط عادی مدت زمان متوسطی طول میکشد تا آهن زنگ بزند البته واکنشهای فوق را میتوان تحت شرایط سریع یا از سرعت آن کاست بنابراین عواملی مانند دما، غلظت، کاتالیزگر واکنشدهندهها سطح تماس، ماهیت مواد اولیه کاتالیزگر به میزان قابل توجهی روی سرعت واکنش مؤثر خواهد بود.
برای مثال برسلیوس شرح داد که چگونه اسیدها، تبدیل نشاسته به قند را سرعت میدهند و چگونه در مجاورت فلز پلاتین، واکنشها بین گازها با سرعت بیشتر صورت میگیرد.
در سال 1902 ویلهلم استوالد شیمیدان آلمانی کاتالیزگر را مادهای تعریف کرد که سرعت واکنشهای شیمیایی را تغییر میدهد و در پایان واکنش بدون تغییر، باقی میماند و همچنین توانست خصوصیات ویژهای کاتالیزگرها را بیان نماید.
برخی از خصوصیات ویژهی کاتالیزگرها
کاتالیزگرها در فعالیت خود ویژگیهای کاملاً خاصی دارند در بعضی از موارد یک کاتالیزگر معین موجب سنتز نوعی محصولات خاص از بعضی مواد میشود حال آنکه کاتالیزگر دیگر موجب سنتز محصولات کاملاً متفاوت دیگری از همان مواد میشود و امکان وقوع هر دو واکنش از لحاظ ترمودینامیکی میسر است مانند مونوکسیدکربن و هیدروژن میتوانند با توجه به کاتالیزگر به کار رفته و شرایط واکنش فرآوردههای بسیار گوناگونی را تولید کنند. اگر یک کاتالیزگر کبالت یا نیکل در واکنش مونوکسیدکربن با ئیدروژن به کار رود، مخلوطی از ئیدروکربنها به دست میآید ولی اگر در همین واکنش مخلوطی از اکسیدهای روی و کروم به عنوان کاتالیزگر مصرف شود از 2Co و 2 H متانول تولید میشود یعنی:
دسته بندی | زمین شناسی |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 13 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 10 |
کانی
کانی شناسی
ریشه لغوی
لغت مینرال (کانی) که از قرون وسطی مورد استعمال قرار گرفته از لغت یونانی Mna (متشابه لاتینی آن Mina است) به معنی "کانی" یا "گردال" (از نظر معدن شناسی) مشتق شده است، لذا نام فارسی آن یعنی "کانی" معروف موادی است که از کانسارها بدست میآورند.
نگاه اجمالی
قرنها پیش از دستیابی انسان به فلزات و علم استخراج و مصرف آنها ، برخی از سنگها و کانیها مهمترین ابزار دفاعی ، زراعی و شکار بشر محسوب میشدهاند. بشر اولیه جهت تهیه ابزار سنگی از مولد دارای سختی زیاد همچون سنگ چخماق ، کوارتزیت ، ابسیدین ، کوارتز و ... که در محیط زندگیاش فراوان بوده استفاده کرده است. نحوه استفاده و بکارگیری این مولد آنچنان در زندگی و پیشرفت انسان مؤثر بوده است که بر این اساس زمان زندگی انسان اولیه را به سه دوره دیرسنگی ، میانسنگی) و نوسنگی تقسیم شدهاند. همزمان با شناخت فلزات و استخراج آنها عصر فلزات آغاز گردید. احتمالاً اولین فلز استخراج شده در حدود 450 سال ق.م ، مس بوده است.
کانیها از نظر فیزیکی و شیمیایی اجسام طبیعی و همگن هستند که تقریبا منحصرا بصورت بلور و یا لااقل توده بلورین حاوی ذرات ظریف و ریز تا درشت تشکیل میگردند. فقط معدودی از کانیهایی که آنها را بصورت جامد میشناسیم، به حالت بی شکل و یا ژلهای وجود دارند. با توجه به همگن بودن شیمیایی کانیها ، ترکیب آنها را میتوان بوسیله فرمول نشان داد. مع ذلک این فرمول در بسیاری از حالات ، منظور عادی شمی را مجسم نمیکند، به این جهت در نگارش آن مفاهیم کریستالو شیمی به مقیاس وسیعی باید منظور گردد. برای معرفی کانیها علاوه بر فرمول آنها ، تمام خواص فیزیکی مانند خواص نورانی ، الکتریکی ، مقاومت ، سختی و بالاخره خاصیت بلورشناسی نیز مورد بررسی قرار میگیرد. اساس مطالعه این خواص موضوع کانی شناسی عمومی را تشکیل میدهد.
تاریخچه
مصریان قدیم شش هزار سال قبل از میلاد در صحرای سینا فیروزه را به خاطر رنگ زیبایش استخراج میکردند. انسانهای عهد حجر ، سنگ آتشزنه را که دارای سطح شکست تیز است، به عنوان چاقو و سرنیزه ، جهت تراشیدن چوب و تهیه نوک تیز کمان به کار میبرند. علاوه بر تفریت که دارای سطح شکست منحنی شکل است برای تهیه تبر و از سنگ آتشزنه و پیریت جهت تهیه آتش استفاده میکردند.
عهد حجر زمانی خاتمه یافت که انسان توانست در نتیجه تجارب گوناگون از مس و قلع آلیاژی به نام مفرغ یا برنز تهیه کند. در طی عهد برنز بشر قرنها تجربه اندوخت تا سرانجام حدود 1000 سال قبل از میلاد مسیح به کشف و تهیه آهن توفیق یافت. به روایت دیگر حدود 2700 سال قبل عصر مفرغ آغاز شد که در این عصر انسان ابزار خود را از این آلیاژ تهیه مینموده است. حدود 3000 سال ق.م مصریها از ذوب سیلیس ، شیشه تهیه نمودند و قرنها پیش از میلاد مسیح چینها در فسیلها از کائولن ابزار چینی میساختهاند. در طول تاریخ اطلاعات بسیاری در رابطه با چگونگی شکل گیری ، جنس ، ساختمان و سایر خصوصیات کانیها بدست آمده است.
سیر تحولی و رشد
اصولا یونانیها نخستین ملتی بودند که جنبه علمی کانیها را بررسی کردند مثل تالس ملطی که 485 سال قبل از میلاد به خاصیت کهربایی کانیها اشاره کرده و تمیش تکلس (527-549 ق.م) که دست به استخراج معادن زد. یک کتاب سنگ شناسی (الاحجار) که به ارسطو (322-384 ق.م) نسبت میدادند بعدها معلوم شد که در سده هشتم نوشته شده ، ولی کتابی از شاگردش یتوفر است (288-372 ق.م) بجا مانده بنام "راجع به سنگها" که شاید بتوان گفت اولین کتاب علمی کانی شناسی است.
کتاب با ارزش دیگری که بعدها نوشته شد بوسیله پزشک رومی جالینوس (201-113 م) بود. اثر دانشمند عالیقدر ایرانی ، ابو علی سینا (1037-970) تحت عنوان "درباره کانیها" را شاید بتوان گفت اولین کتابی است که کانیها را بطور سیستماتیک به چهار دسته تقسیم کرده است. از اروپاییان از کانی شناس آلمانی آلبرت فون بول (280-119 م) یاد میکنیم این شخص که به ماگنوس معروف است داراری پنج جلد کتاب از زمینه کانی شناسی است. از دو شخصیت دیگر آلمانی به نامهای باسیلوس والنتین و آگریکولا (1623-1555) یاد میکنیم که شخص اخیر بعدها به پدر کانی شناسی معروف گشت.
آخرین شخصی که کانیها را از نظر ظاهری مورد مطالعه قرار داد، کانی شناس روسی لموسوف (1711-1765) بود. در سال 1669 یک دانشمند دانمارکی به نام نیلس استنسن قانون ثابت بودن زوایا را کشف کرد. در همین سال شخص دیگری به نام اراسموس بارتولینوس موفق به کشف شکست مضاعف کلیست ایسلندی گردید. قانون پارامتر وایس آلمانی در دهه دوم قرن بیستم وضع کرد. در سال 1830 هسل 32 کلاسه را ثابت کرد، پس از آن با استفاده از محاسبات ریاضی فدروف روسی و شنفلیس آلمانی 230 شبکه فضایی را ثابت کردند. با کشف اشعه ایکس بوسیله رنتگن ، تحول عظیمی در کانی شناسی بوجود آمد بدینوسیله برای اولین مرتبه ماکس فون لاوه موفق به مطالعه ساختمان داخلی کریستال گردید. بعد از اینکه استفاده از اشعه ایکس در کانی شناسی نشان داده شد، براگ در سال 1913 اولین ساختمان یعنی شبکه نمک طعام را معرفی نمود.
کانی چیست؟
کانی عبارت است از عناصر یا ترکیبات شیمیایی طبیعی جامد ، همگن ، متبلور و ایزوتروپ با ترکیبات شیمیایی نسبتاً معین که در زمین یافت میشود. خواص فیزیکی کانیها در حدود مشخص ممکن است تغییر نمایند. کانیها به صورت اجسام هندسی با ساختمان اتمی منظم متبلور میگردند که به آن بلور میگویند. اگر بلور یک کانی را به قطعات کوچک و کوچکتر تقسیم نماییم سرانجام به کوچکترین جزء دارای شکل هندسی منظم خواهیم رسید که آن را واحد تبلور ، سلول اولیه و یا سلول واحد بلور مینامند. از کنار هم قراردادن واحدهای تبلور شبکه بلور که سازنده اجسام متبلور است ایجاد میگردد.
علاوه بر کانیهای متبلور با دستهای از ترکیبات دارای تمامی خواص کانی بجز سیستم تبلور میباشند که این دسته را شبه کانی مینامند و شرایط تشکیل کانیها بسیار متفاوت است ، برخی مانند پیریت ممکن است در شرایط بسیار متنوعی ایجاد گردند در حالیکه برخی دیگر به عنوان شاخص کانی ، فشار ، دما وجود عناصر رادیواکتیو و ... مورد استفاده قرار میگیرند. همه کانیها به استثنا شبهکانیها در یکی از 7 سیستم تبلور شناخته شده متبلور میگردند. برخی از کانیها در شرایط مشابه در کنار هم تشکیل میگردند که به آنها پاراژنز با کانیهای همراه گفته میشود. کانیها در طبیعت در اندازههای بسیار متفاوتی یافت میشوند که بر این اساس آنها را به درشت بلور ، متوسط بلور ، ریز بلور و مخفی بلور تقسیم مینمایند. برخی از انواع درشت بلور و متوسط بلور در نمونههای دستی قابل تشخیص بوده ، انواع ریز بلور توسط میکروسکوپهای قوی و کانیهای مخفی بلور را به کمک اشعه ایکس و میکروسکوپهای الکترونی میتوان شناسایی نمود.
اهمیت اقتصادی کانیها
کانیها دارای ارزش اقتصادی بسیار زیادی میباشند، بطوری که اقتصاد بسیاری از کشورهای جهان نظیر شیلی ، گینه ... بر اساس مواد معدنی پایهریزی شده است. اگر چه بسیاری از کانیها دارای ارزش درمانی ویژه خود هستند و حتی تعدادی به عنوان مواد سمی و مهلک مورد استفاده قرار میگیرند، ولی افرادی نیز وجود دارند که همراه داشتن کانیهای معین را در درمان برخی از بیماریهای موثر میدانند. در سراسر جهان عده زیادی علاقمند به جمعآوری مجموعههای کانی هستند، در یک پیک نیک خانوادگی میتوان نمونههایی از این خلقت زیبای خداوند جمعآوری نمود. با توجه به
دسته بندی | زمین شناسی |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 775 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 21 |
موضوع تحقیق:
کسوف و خسوف
فهرست مطالب
مقدمه
تاریخچه
خورشید گرفتگی از دیدگاه علمی
کسوف تنها برای زمین
علل کسوف
انواع کسوف
کسوف کامل
کسوف جزئی
کسوف حلقهای
ثبت کسوف
اهمیت علمی کسوف
خورشید گرفتگی چیست؟
چرا خورشید میگیرد؟
چگونه میتوان خورشید گرفتگی را دید
آیا دیدن خورشید گرفتگی خطرناک است
چگونه میتوان با دوربین یا تلسکوپ خورشیدگرفتگی را دید
چهطور میتوان از خورشیدگرفتگی عکس یا فیلم گرفت
مقدمه
رصد ماه گرفتگی
مدت زمان خسوف
مقدمه
گرفتگی کامل خورشید را باید یکی از منظرههای زیبا و در عین حال ترسناک طبیعت دانست. تنها موقعی میتوان این پدیده را دید که عوامل زیادی با هم انطباق پیدا کنند. خورشید کره فروزان بسیار بزرگی است با قطری در حدود 109برابر قطر زمین که در فاصله 150 میلیون کیلومتری زمین واقع شده است. ماه فقط یک چهارم اندازه زمین را دارد. ولی 400 بار نزدیکتر از خورشید به زمین است. البته بدیهی است که اجسام را از فاصلههای دورتر کوچکتر میبینیم. اختلاف فاصلههای ماه و خورشید نیز سبب میشود تا اندازههایشان باهم برابری کنند. از اینرو آن دو در آسمان تقریبا به یک اندازه دیده میشوند.
تاریخچه
در طول تاریخ این پدیده همواره مورد توجه اقوام و ملل مختلف بوده است. اغلب تمدنهای کهن خورشید گرفتگی را پدیدهای شوم میپنداشتند و درباره آن اعتقادات خرافی داشتند. چینیها عقیده داشتند که هنگام خورشید گرفتگی اژدهایی خورشید را میبلعد. در بسیاری از فرهنگها خورشید گرفتگی بلایی آسمانی پنداشته میشده است. مردم هند در خلال گرفتگی خود را تا گردن در آب فرو میکردند و اعتقاد داشتند که با این کار به خورشید و ماه کمک میکنند تا در برابر اژدها از خود دفاع کنند.
خورشید گرفتگی از دیدگاه علمی
اندازه ظاهری خورشید و ماه از زمین باهم برابر است. علت این امر آن است که فاصله این دو جسم از کره ما متفاوت است. در نتیجه در زمانهایی که ماه مسقیما از جلوی خورشید عبور میکند قرص خورشید در پس آن پنهان میشود. شرط لازم و کافی برای وقوع پیوستن کسوف آن است که زمین ، خورشید و ماه در یک خط یا تقریبا یک خط راست قرار بگیرند، بطوری که سایه ماه بر بخشی از زمین بیافتد کل این سایه از دو قسمت نیم سایه که در قسمت بیرونی است نیمه درونی که تاریک و سیاه است تشکیل شده است.
در محدوده نیم سایه ماه تنها قسمتی از خورشید را پوشانده است که به آن خورشید گرفتگی جزیی میگویند. در خلال گرفت بر اثر حرکت ماه و چرخش زمین سایه ماه زمین را از غرب به شرق طی میکند، به این سیر حرکتی سیر گرفتگی کلی میگویند. هر کسی که در این مسیر باشد خورشید را در حالت گرفت کلی خواهد دید، این مسیر در بیشترین حالت به 320 کیلومتر میرسد و حدود نیم درصد سطح زمین را میپوشاند. معمولا هر 1.5 سال خورشد گرفتگی کلی روی میدهد، اما ما در طول عمرمان شاید یک بار شانس تماشای این پدیده را داشته باشیم.
دسته بندی | زمین شناسی |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 20 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 21 |
کمک فراصوت به استخراج مایع – مایع : یک ابزار تحلیلی قابل بحث
خلاصه
مرور تاثیرات فرا صوت (US ) روی استخراج مایع – مایع اینجا ارائه می شود . پدیده بوجود آمده بواسطه US ، مخصوصا خلاء زایی ، به شیوه های مختلف روی انتقال جمعی بین دو مایع مخلوط نشدنی تاثیر می گذارد . ماهیت حالتهای دهنده و گیرنده و حضور یک واکنش شیمیایی بطور چشمگیری انتقال جمعی را تحت تاثیر قرار می دهد . روشهای گسسته و پیوسته برای توسعه استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت و نیز مزایا و محدودیت های آنها به عنوان یک عملکرد سیستم تحت بررسی مورد بحث واقع می شوند . به منظور ایجاد سیستم های مایع – مایع که بتواند بواسطه عملکرد این نوع انرژی مفید باشند ، تحقیق کاملی نیاز است .
فهرست
1-مقدمه
2- متغیرهای تاثیر گزارنده بر استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت
3- روشهای گسسته استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت
4- روش های پیوسته مایع – مایع با کمک فرا صوت
1 . 4 . استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت با کنترل یک هم کنشگر
2 . 4 . استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت با کنترل متعاقب دو هم کنشگر
1 . 2 . 4 کنترل دو هم کنشگر و انتقال از فاز مایع به آلی
2 . 2 .4 کنترل دو هم کنشگر و انتقال از فاز آلی به مایع
5- نتایج
متشکرات
مراجع
1- مقدمه
کمک فرا صوت معمولا یک جایگاه کاملا رایج در شیمی تحلیلی می شود ، که از این انرژی برای اهداف گوناگون در ارتباط با آماده سازی نمونه ( SP ) ، اما با تناوب خیلی متمایز و نابرابر، استفاده می کند . بنابراین شستن به روش های دسته ای و پیوسته ، واهشتگی های شدید و ملایم اقداماتی هستند که فرا صوت ( US ) مورد استفاده قرار داده است ؛ افشانه کردن به عنوان یک مرحله پیشین برای کشف و ردیابی اتم ، دهه ها به طور موفقیت آمیزی به واسطه فرا صوت کمک شده است . در مقابل واکنشهای تحلیلی مثل اکسایش – کاهش ، تشکیل مجموعه ، هیدولیز یا واکنشهای کاتالیز شده با آنزیم ، علیرغم نتایج امیدوار کننده به دست آمده خیلی کم به واسطه این انرژی کمک شده اند .
در مورد سیستمهای مایع دو فازی، پخش یک فاز به عنوان ذرات کوچک در دیگری تحت کمک فرا صوت ، تا زمانیکه سیستم مایع – مایع ناهمگن اولیه یک دست و یک جور شود ، که معمولا به " همگن " با " امولسیون کردن " معروف است ، یک روند تایید شده هم در زمینه های تحلیلی و هم صنعتی می باشد . توان فرا صوت برای آمیختن ، ترکیب و تحریک کردن موثر سیستم بدون تغییر خواص شیمیایی آن به طور وسیعی هم در آزمایشگاه و هم در صنعت برای فرآیندهای امولسیون کردن ثابت و استفاده شده است ، بنابراین علاقه بیشتر به توضیح مکانیزمهای اصلی پشت تولید امولسیون و تثبیت تحت شرایط متفاوت را ترغیب می کند . بسته به عملکرد شرایط و نوع فرا صوت مورد استفاده – یا حمام فرا صوتی یا ردیاب – هم تشکیل و هم از بین بردن امولسیون می تواند مطلوب باشد . در مقابل ، تاثیرات بالقوه فرا صوت روی انتقال جمعی بین دو فاز مخلوط نشدنی ( یعنی استخراج مایع – مایع ، یک روش تفکیک قدیمی ) ، که بتواند به تسریع انتقال و برقراری تعادل منتهی شود ، خیلی کم مورد بررسی قرار گرفته اند . اینکه آیا فرا صوت به انتقال جمعی بین دو فاز مخلوط نشدنی کمک می کند ، اگر شخص توان این شکل انرژی برای تسهیل کردن امولیسیون سازی را در نظر بگیرد ، ممکن و قابل بحث است . احتمالا به این خاطر شیمیدانان تحلیلی به بررسی فرا صوت به عنوان روشی برای بهبود استخراج مایع – مایع ( LLE ) بی میل بوده اند . در حقیقت کاربرد فرا صوت اغلب امولسیون های ثابتی بوجود می آورد که به زمانهای تفکیک فاز طولانی می انجامد ، بنابراین فرا صوت به انتقال جمعی بین فازها کمک میکند – به شرط اینکه تعادل تقسیم بندی مربوطه به انتقال کمک کند . LLE سریع و موثر مستلزم اجتناب از تاثیر اولی یا به حداقل رساندن آن و به حداکثر رساندن دومی می باشد . دو عامل اصلی برای بهینه سازی در استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت ( USALLE ) وجود دارد.
2 . متغیرهای تاثیر گذارنده بر استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت
به حداکثر رساندن تاثیر استخراج و به حد اقل رساندن امولسیون فازهای مخلوط نشدنی در USALLE مستلزم بهینه سازی هم متغیرهای خاص مربوط به فرا صوت و هم خواص LLE می باشد . بعلاوه متغیرهای خاص مربوط به فرا صوت بهینه می شوند بسته به اینکه آیا ( 1 ) یک روش تجربی گسسته انجام می شود یا پیوسته ، (2 ) حمام استفاده می شود یا ردیاب و ( 3 ) غوطه وری مستقیم به کار برده می شود یا پخش مایع ( اگر یک ردیاب وروش گسسته استفاده شوند ) .
دسته بندی | زمین شناسی |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 7322 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 22 |
گاز طبیعی
گاز طبیعی که بیشتر از گاز متان (CH4 ) تشکیل میشود مانند هر ماده دیگر دارای دهها خصوصیت فیزیکی و شیمیائی است اما از آنجا که بحث ما در زمینه ایمنی است لذا در اینجا فقط به آن دسته از خواص گاز طبیعی میپردازیم که از نظر ایمنی اهمیت بیشتری دارند. سایر اجزاء تشکیل دهنده گاز طبیعی ، شامل گازهای اتان ، پروپان، بوتان و ئیدرو کربورها ی سنگین تر میباشند. در این میان گاز اتان درصد قابل ملاحظهای ( تا حدود ۱۰٪ یا کمی بالاتر)را تشکیل میدهد. حال آنکه گازهای سنگین تر اجزای بسیار کوچکی را در ترکیب گاز طبیعی شامل میشوند همچنین عناصری از قبیل H2S,CO2,N2 نیز همراه گاز طبیعی یافت می شود و بالاخره آب که همیشه با گاز طبیعی استخراج شده از مخازن همراه است. در پالایشگاه و واحدهای نم زدائی ، ترکیبهای مزاحم که سبب پائین آوردن ارزش حرارتی گاز شده و مشکلاتی در انتقال و مصرف گاز بوجود میآورند، از گاز طبیعی تفکیک و سپس به خطوط انتقال تحویل میشود.
چگالی گاز طبیعی
چگالی گاز متان ۵۵ صدم است ، ولی با توجه به ترکیبات سنگینتر همراه گاز طبیعی ، چگالی آن میتواند به حدود ۶۵صدم نیز برسد. بنا بر این گاز طبیعی از هوا سبکتر بوده و در صورت نشت از خطوط لوله و یا سایر اجزاء شبکه گاز و یا لوله کشی وسائل گاز سوز در منازل بسمت بالا حرکت میکند و در مکانهای مسقف قسمت زیادی از گاز نشت شده در زیر سقف تجمع میکند.
سوختن گاز طبیعی
گاز طبیعی در صورتی که بطور کامل خشک و فاقد مواد زائد باشد و هوای کافی به آن برسد ، با شعله آبی میسوزد ودر غیر اینصورت شعلههای قرمز ، نارنجی ،زرد یا سبز حاصل خواهد شد.
ارزش حرارتی گاز طبیعی
هر متر مکعب گاز طبیعی بصورت متوسط ده هزار کیلو کالری ارزش حرارتی دارد ، امّا این مقدار اسمی است و ارزش حرارتی دقیق گاز طبیعی هر میدان گازی ، تابع ترکیبات آن بوده و بطور کلی هر چه درصد متان در گاز طبیعی بیشتر باشد ارزش حرارتی آن پائین تر است . ارزش یک متر مکعب گاز طبیعی در شرایط استاندارد تقریباً به اندازه یک لیتر بنزین می باشد.مصرف یک بخاری گازی در هر ساعت از نیم تا یک و نیم متر مکعب گاز طبیعی می باشد.
قابلیت اشتعال گاز طبیعی
قابلیت اشتعال گاز طبیعی فقط در محدوده خاصی از نسبتهای اختلاط با هوا اتفاق میافتد که این محدوده را محدوده «قابلیت اشتعال »می نامند مرز پائین این محدوده را اشتعال L.E.L و مقدار بالای این محدوده را ، حد بالای اشتعال L.H.L می نامند حد پایین اشتعال گاز طبیعی و 5 درصد و حد بالای آن ۱۵ درصد میباشد . بهترین حالت برای اشتعال گاز طبیعی نسبت ۱۰ درصد گاز با هواست که همان نسبتی است در فرمول ترکیب متان و اکسیژن (هوا) دیده میشود .
CH۴+۲O۲ = CO۲+۲H۲O+ ۱۰۰۰۰ Kcal/m۳
همانطور که واکنش فوق نشان میدهد یک حجم متان برای سوخت کامل نیاز به ۲ حجم اکسیژن دارد و با توجه به اینکه یک حجم اکسیژن تا حدودی در ۵ حجم هوا موجود است . بنا بر این می توان گفت که یک حجم متان نیاز به ۱۰حجم هوا دارد که تا حدودی همان نسبت یک به ۱۰ و یا ده درصد است . البته برای سوختن کامل نیاز به ۲۰ الی ۳۰ درصد هوای اضافی داریم ولی در انفجارها هر چه به نسبت ۱۰ درصد گاز در هوا نزدیک تر باشیم انرژی حاصل از انفجار بیشتر است .
جدول زیر(5-1) مشخصات گاز طبیعی خط لوله است وسپس هریک از اجزاء تشکیل دهنده آن بطور مختصر توضیح داده شده است.
جدول (5-1) مشخصات گاز طبیعی
درصد مولکولی
اجزاء تشکیل دهنده
...
متان
ساده ترین عضو خانواده آلکانها و در واقع ، یکی از ساده ترین ترکیبات آلی ، متان CH4 است. تمام آنچه که در مورد CH4 وجود دارد، میتوان با اختلافات کمی در مورد سایر آلکانها نیز بکاربرد.
ساختمان متان
در متان ، هر یک از چهار اتم هیدروژن بوسیله یک پیوند کووالانسی به اتم کربن متصلند که این عمل ، با به اشتراک یک زوج الکترون انجام میشود. هنگامی که کربن به چهار اتم دیگر متصل شود، اوربیتالهای پیوندی (اوربیتالهای SP3 که از همپوشانی یک اوربیتال S و سه اوربیتال P تشکیل میشوند) به گوشه های یک چهار وجهی هدایت میشوند.