دانلود تحقیق شیمی معدنی

نگاه کلی در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله : ساختمان اتمی ، کریستالوگرافی ، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی ، یونی ، هیدروژنی و ...

، ترکیبات کوئوردیناسیون و نظریه‌های مربوطه از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی ، واکنشهای اسید و باز ، سرامیکها ، تقارن مولکولی و انواع بخشهای زیرطبقه الکتروشیمی ( الکترولیز ، باطری ، خوردگی ، نیمه رسانایی و غیره ) بحث می‌شود.

در باب اهمیت شیمی معدنی ، "ساندرسن" چنین نوشته است: « در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتمها تشکیل می‌دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات ، به‌ناچار ناشی از نوع اتمها و روشی است که با توجه به آن ، اتمها به یکدیگر می‌پیوندند و مجموعه تشکیل می‌دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن بازآرایی مجدد اتمهاست.

در این حال ، شیمی معدنی تنها بخشی از علم شیمی است که با توجه به آن می‌توان به صورتی ویژه ، در باب مغایرتهای موجود در میان کلیه انواع اتمها بررسی نمود.

» طبقه‌بندی مواد معدنی در یک مفهوم گسترده ، مواد معدنی را می‌توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر ، ترکیبات یونی ، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه‌ای یا بسپارها.

عناصر : عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند، بنابراین می‌توانند به یکی از صورتهای زیر باشند: گازهای اتمی (Kr , Ar) و یا گازهای مولکولی () جامدات مولکولی () مولکولها و یا جامدات شبکه‌ای گسترش یافته ( الماس ، گرافیت ) فلزات جامد (Co , W) و یا مایع (Hg , Ca) ترکیبات یونی : این ترکیبات در دما و فشار استاندارد همواره جامدند و عبارتند از: ترکیبات یونی ساده ، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلالهای قطبی محلول‌اند.

اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول‌اند، مانند () و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل () ، سیلیکاتهای مختلف مانند و ...

دیگر هالیدهای دوتایی ، کاربیدها ، سولفیدها و مواد مشابه.

چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.

ترکیباتی که دارای یونهای چند اتمی ( به‌اصطلاح کمپلکس ) می‌باشند، همچون .

ترکیبات مولکولی : این ترکیبات ممکن است جامد ، مایع و یا گاز باشند و مثالهای زیر را دربر می‌گیرند: ترکیبات دوتایی ساده همچون .

ترکیبات پیچیده فلزدار همچون .

ترکیبات آلی فلزی که مشخصا پیوندهای فلز به کربن دارند، مانند .

جامدات شبکه‌ای یا بسپارها : نمونه‌های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها می‌باشد.

فرمول نمونه‌ای از ترکیبات اخیر است.

ساختمان XeF6 ، یک ماده معدنی ساختارهای مواد معدنی ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود.

فراوانی آنها به این دلیل است که در مواد آلی ساده ، بیشترین ظرفیت کربن و همچون بیشتر عناصر دیگری (به استثنای هیدروژن) که معمولا به کربن پیوند می‌شوند، چهار است.

اما اجسام معدنی وضعیت ساختاری بسیار پیچیده‌ای دارند، زیرا اتمها ممکن است خیلی بیشتر از چهار پیوند تشکیل دهند.

بنابراین ، در مواد معدنی ، اینکه اتمها پنج ، شش ، هفت ، هشت و تعداد بیشتری پیوند تشکیل دهند، امری عادی است.

پس تنوع شکل هندسی در مواد معدنی خیلی بیشتر از مواد آلی است.

ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از چند وجهی‌های با نظم کمتر ، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث ، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکلهای باز چند وجهی‌های منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می‌شود.

انواع واکنشهای مواد معدنی در بیشتر واکنشهای آلی می‌توانیم در مورد مکانیسمی که واکنش از طریق آن انجام می‌شود، بحث و بررسی کنیم، در صورتی که برای بسیاری از واکنشهای معدنی فهم دقیق مکانیسم غیر ممکن یا غیر ضروری است.

این امر دو دلیل عمده دارد: اولا ، برخلاف بیشتر مواد آلی ، پیوندها در ترکیبات معدنی غالبا تغییر ناپذیرند.

در نتیجه رویدادهای متعدد شکسته شدن پیوند و تشکیل پیوند در واکنشهای معدنی در جریان است.

در چنین شرایطی واکنش ، توانایی تولید محصولات گوناگونی را بدست می‌آورد.

افزون بر این ، اغلب واکنشهای معدنی در شرایطی ویژه همچون به‌هم زدن شدید یک مخلوط ناهمگن در دما و فشار بالا انجام می‌گیرد که تعیین مکانیسم را غیر ممکن یا حداقل غیر عملی می‌سازد.

به این دو دلیل ، اغلب بهتر است که واکنشهای معدنی را فقط بر اساس نتیجه کلی واکنش توصیف کنیم.

این رهیافت به نام شیمی معدنی توصیفی معروف است.

بنابراین به سهولت مشخص می‌شود که گرچه هر واکنش را می‌توان بر اساس ماهیت و هویت محصولات واکنش در رابطه با ماهیت و هویت مواد واکنش دهنده توصیف کرد، اما نمی‌توان به هر واکنش مکانیسم معینی را نسبت داد.

از نظر شیمی معدنی توصیفی ، اکثر واکنشها را می‌توان به یک یا چند طبقه از طبقه‌های زیر نسبت داد: واکنشهای اسید و باز (خنثی شدن) ، افزایشی _ حذفی ، اکسایش _ کاهش (ردوکس) ، استخلاف ، نوآرایی ، تبادلی ، حلال کافت ، کی‌لیت شدن ، حلقه‌ای شدن و تراکمی و واکنشهای هسته‌ای.

برای درک عمیق‌تر یک واکنش معدنی لازم است تصویر کاملی از واکنش ، از مواد واکنش دهنده گرفته تا حد واسطها یا حالتهای گذرا تا رسیدن به محصولات تهیه کنیم.

این امر به دانش کاملی از سینتیک و یا ترمودینامیک واکنش ، همچنین اطلاع از تاثیر ساختار و پیوند بر واکنش پذیری نیاز دارد.

رابطه شیمی آلی و شیمی معدنی شیمی آلی و معدنی در مواردی در مباحث یکدیگر وارد می‌شوند.

به‌عنوان مثال می‌توان به ترکیبات آلی فلزی ، واکنشهای اسید و باز ، شیمی سیلسیم و ترکیبات کربن (وقتی که با اتمهای هیدروژن ، نیتروژن ، اکسیژن ، گوگرد ، هالوژنها و چند عنصر دیگر نظیر سیلسیم و آرسنیک متصل است) اشاره کرد.

پس شیمی معدنی نه‌تنها با مواد مولکولی مشابه موادی که در شیمی آلی بررسی می‌شوند، سروکار دارد، بلکه توجه خود را به انواع وسیعتری از مواد که شامل گازهای اتمی ، جامدات غیر مولکولی که به‌صورت آرایه‌های گسترش یافته‌ای هستند، ترکیبات حساس در مقابل هوا و رطوبت ، ترکیبات محلول در آب و سایر حلالهای قطبی و همچنین مواد محلول در حلالهای غیر قطبی معطوف می‌کند.

بنابراین شیمیدان معدنی با مسئله تعیین ساختار ، خواص و واکنش پذیری گستره فوق‌العاده وسیعی از مواد که دارای خواص بسیار متفاوت و الگوهای فوق‌العاده پیچیده ساختاری و واکنش پذیری‌اند، مواجه است.

رابطه شیمی فیزیک و شیمی معدنی در توجیه موجودیت مواد معدنی و در توصیف رفتار آنها ، به استفاده از جنبه‌های خاصی از شیمی فیزیک ، بخصوص ترمودینامیک ، ساختارهای الکترونی اتمها ، نظریه‌های تشکیل پیوند در مولکولها ، سینتیک واکنش و خواص فیزیکی مواد نیاز داریم.

بنابراین با استفاده از شیمی فیزیک می‌توان به ساختار اتمی و مولکولی ، تشکیل پیوند شیمیایی و دیگر اصول لازم برای درک ساختار و خواص مواد معدنی پرداخت.

شیمی معدنی شیمی معدنی شاخه‌ای از دانش شیمی است که با کانی‌ها (مواد معدنی) و خواص آنها سروکار دارد.

شیمی معدنی شاخه بزرگی از علم شیمی است که بطور کلی شامل بررسی، تحلیل و تفسیر نظریه‌های خواص و واکنشهای تمام عناصر و ترکیبات آنها بجز هیدروکربنها و اغلب مشتقات آنهاست.

به عبارت دیگر می‌توان چنین اظهار نظر کرد که شیمی معدنی کلیه موادی که از جمله ترکیبات کربن نباشند، به استثنای اکسیدهای کربن و دی سولفید کربن را دربر می‌گیرد.

نگاه کلی در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله: ساختمان اتمی، بلورنگاری (کریستالوگرافی)، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی، یونی، هیدروژنی و ...، ترکیبات کوئوردیناسیون و نظریه‌های مربوطه از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی، واکنشهای اسید و باز، سرامیکها، تقارن مولکولی و انواع بخش‌های زیرطبقه الکتروشیمی (برقکافت، باطری، خوردگی، نیمه رسانایی و غیره) بحث می‌شود.

در باب اهمیت شیمی معدنی، ساندرسن چنین نوشته است: در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتمها تشکیل می‌دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات، به ناچار ناشی از نوع اتمها و روشی است که با توجه به آن، اتمها به یکدیگر می‌پیوندند و مجموعه تشکیل می‌دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن بازآرایی اتمهاست.

در این حال شیمی معدنی تنها بخشی از علم شیمی است که با توجه به آن می‌توان به صورتی ویژه، در باب مغایرتهای موجود در میان کلیه انواع اتمها بررسی نمود.

طبقه بندی مواد معدنی در یک مفهوم گسترده، مواد معدنی را می‌توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر، ترکیبات یونی، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه‌ای یا بسپارها.

عناصر: عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند.

بنابراین می‌توانند به یکی از صورتهای زیر باشند: گازهای اتمی (Kr , Ar) و یا گازهای مولکولی (Latex Error: {O_2 , H_2}) جامدات مولکولی (Latex Error: {C_6 , S_8 , P_4}) مولکولها و یا جامدات شبکه‌ای گسترش یافته (الماس، گرافیت) فلزات جامد (Co , W) و یا مایع (Hg , Ca) ترکیبات یونی: این ترکیبات در دما و فشار استاندارد همواره جامدند و عبارت‌اند از: ترکیبات یونی ساده، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلالهای قطبی محلول‌اند.

اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول‌اند، مانند () و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل (Latex Error: {MgAl_2O_4})، سیلیکاتهای مختلف مانند Latex Error: {CaMg(SiO_3)_2} و ...

دیگر هالید های دوتایی، کاربیدها، سولفیدها و مواد مشابه.

ترکیباتی که دارای یونهای چند اتمی (به اصطلاح کمپلکس) هستند، همچون Latex Error: {Ni(H_2O)_6{2+} , Co(NH_3)_6{3+} , SiF_6^{2-}} .

ترکیبات مولکولی: این ترکیبات ممکن است جامد، مایع و یا گاز باشند و مثالهای زیر را دربر می‌گیرند: ترکیبا دوتایی ساده همچون Latex Error: {UF_6 , OsO_4 , SO_2 , PF_3} .

ترکیبات پیچیده فلزدار همچون Latex Error: {RuH(CO_2Me)(PPh_3)_3 , PtCl2(PMe_3)_2} .

ترکیبات آلی فلزی که مشخصا پیوند های فلز به کربن دارند، مانند Latex Error: {Zr(Cn_2C_6H_5)_4 , Ni(CO)_4} .

جامدات شبکه‌ای یا بسپارها: نمونه‌های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها است.

فرمول نمونه‌ای از ترکیبات اخیر Latex Error: {YBa_2Cu_3O_7} است.

ساختار های مواد معدنی ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود.

فراوانی آنها به این دلیل است که در مواد آلی ساده، بیشترین ظرفیت کربن و همچون بیشتر عناصر دیگری (به استثنای هیدروژن) که معمولاً به کربن پیوند می‌شوند، چهار است.

بنابراین، در مواد معدنی اینکه اتمها پنج، شش، هفت، هشت و تعداد بیشتری پیوند تشکیل دهند، امری عادی است.

ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود.

دیگر هالیدهای دوتایی، کاربیدها، سولفیدها و مواد مشابه.

ترکیبات آلی فلزی که مشخصا پیوندهای فلز به کربن دارند، مانند Latex Error: {Zr(Cn_2C_6H_5)_4 , Ni(CO)_4} .

ساختارهای مواد معدنی ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود.

ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از وجیهای با نظم کمتر، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکلهای باز چند وجیهای منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می‌شود.

رابطه شیمی فیزیک و شیمی معدنی در توجیه موجودیت مواد معدنی و در توصیف رفتار آنها، به استفاده از جنبه‌های خاصی از شیمی فیزیک، بخصوص ترمودینامیک، ساختارهای الکترونی اتمها، نظریه‌های تشکیل پیوند در مولکولها، سینتیک واکنش و خواص فیزیکی مواد نیاز داریم.

بنابراین با استفاده از شیمی فیزیک می‌توان به ساختار اتمی و مولکولی، تشکیل پیوند شیمیایی و دیگر اصول لازم برای درک ساختار و خواص مواد معدنی پرداخت.

سیمان : هر یک از انواع خاص سیمان نسبتهای مختلفی از سیستم سه تایی SiO2 _ AlO2 _ CaO می باشد.

سیمان به عنوان چسب: سیمان به عنوان چسب برای چسباندن خرده ها و ذرات چوب سالها مورد استفاده بوده است.

با این ماده و با استفاده از خاک اره بلوکهایی برای تهیه ی دیوارهای داخلی منازل تهیه می شد.

در اروپا قطعاتی مرکب از چوب و پشم تهیه می شد که به دلیل دارا بودن دوام زیاد و هدایت گرمایی کم کاربرد وسیعی در ساخت پوشش روی سقف ساختمانها داشت.تلاش های اولیه برای تولید تخته های ساخته شده از سیمان و خرده چوب به دلیل سنگینی زیاد و استحکام کم محصول و به ویژه مقاومت کم ان در برابر ضربه چندان موفقیت آمیز نبود.

در تهیه ی چند سازه های چوب _ سیمان بایستی در انتخاب گونه ی چوب مناسب دقت شود تا از تخریب شیمیایی سیمان (مسموم شدن سیمان ) جلوگیری شود.

به دلیل مقدار و نوع قند ها ٬ همی سلولزها و ترکیبات فنولی موجود در چوب اغلب گونه ها گاهی اوقات سیمان خودش را نمی گیرد.در اینجا باید پرورده شدن (سفت شدن ) تحت فشار انجام گیرد.از آنجا که پرورده شدن سیمان فرایند بسیار کندی است لازم است قطعات ساخته شده را به صورت متصل به گیره به مدت 6 تا 8 ساعت در اتاق های گرم 70 تا 80 درجه ی سانتی گراد نگه داشت.

همین موضوع فرایند تولید را کند می کند و قیمت فراورده را بالا می برد.

گرچه با استفاده از چسب های سیمانی تخته های سنگینی تولید می شود با استفاده از سیمان پورتلند تخته هایی تولید می شود که پایداری ابعادی زیادی دارند.

این تخته ها بسیار پردوام بوده و تقریبا نسوزمی باشند.

سیمان پرتلند : این نوع سیمان مهمترین نوع سیمان از نظر تولید و مصرف به شمار می رود.

این ماده از کلینکر و افزودنی های گچ یا آنیدریت تشکیل شده است.مواد اولیه ی مورد استفاده در تولید کلینکرهای سیمان پرتلند عبارتند از : مارل آهکی (مخلوط طبیعی سنگ آهک و رس ) یا مخلوط سنگ آهک یا نرم آهک با رس.

اجزاء کلینکر سیمان پرتلند : وجود تری کلسیم سیلیکات در سیمان پرتلند این ماده را از خواص مطلوبی نظیر سخت شدن سریع و استحکام بالا بهره مند می سازد.

به همین دلیل در تولید کلینکرهای سیمان پرتلند اطمینان از مقدار تری کلسیم سیلیکات تا بیشترین حد ممکن حائز اهمیت است.

تنظیم دقیق مقدار آهک از اهمیت فراوانی برخوردار است.

طبق نظر اچ کوهل حداکثر مقدار آهکی که می تواند با SiO2 ٫ Al2 O3 و Fe2 O3 ترکیب شود با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود: CaOMax = 2.8x SiO2 + 1.1xAl2 O3 + 0.7x Fe2 O3 وقتی مقدار آهک از مقدار مجاز بالاتر باشد در کلینکر آهک آزاد وجود خواهد داشت.

Ca( OH)2 یا Mg(OH)2 که در اثر هیدراته شدن آهک آزاد (CaO یا MgO) ایجاد می شود فضای بیشتری نسبت به اکسید اولیه اشغال می کند.

پدیده ی معروف به انفجار آهکی یا انفجار منیزیایی ناشی از حضور همین کلوخه های درشت بلورین CaO یا MgO است زیرا واکنش با آب بسیار آهسته انجام می گیرد و پس از سخت شدن سیمان نیز ادامه می یابد.

در نتیجه مقدار اهک اضافه شده همیشه کمتر از مقدار محاسبه شده می باشد.

تولید سیمان پرتلند: برای تولید کلینکر از روشهای مختلفی استفاده می شود: در روش تر مواد آغازین به صورت تر آسیاب می شوند تا یک دوغاب خام به وجود اید سپس این دوغاب در کوره ی دوار خشک و پخته می شود در این روش امکان تامین ساده و دقیق مقدار اجزاء ترکیب وجود دارد و مرحله ی آسیاب به انرژی کمی نیاز دارد.

در صورتی که در مرحله ی پخت بعدی به دلیل مقدار آبی که باید تبخیر شود انرژی بیشتری مصر ف خواهد شد.

استفاده از روش تر صرفا در مواردی که مقدار آب موجود در مواد آغازین بیش از بیست در صد و یا انجام عملیات تر اجتناب ناپذیر باشد.

در روش نیمه تر آب دوغاب خام که به صورت تر تهیه شده به کمک صافی فشار (----- پرس ) خارج می شود خمیر حاصل به شکل گندله پرس شده و به همین صورت در کوره ی دوار پخته می شود.

در روش نیمه خشک که متفاوت از روش نیمه تر است مواد آغازین به صورت خشک آسیاب و مخلوط می شوند.

سپس خوراک خام همگن شده ی حاصله به کمک آب و برروی میز گرانول سازی به شکل گندله تبدیل می شود.در روش خشک مواد آغازین به صورت خشک آسیاب و مخلوط می شوند تا خوراک خام به دست آید مواد در حال آسیاب شدن به کمک گازهای داغ خروجی پخت خشک می شوند به طوری که مقدار رطوبت باقی مانده کمتر از یک در صد شود و بعد از آن به کوره ی پخت انتقال داده می شوند.در تمام روشهای فوق پخت مواد اولیه در دمای حدود 1450 درجه ی سانتی گراد و معمولا در کوره های دوار انجام می شود.

در کوره های دوارخوراک خام توسط گازهای داغ خروجی پیش گرم می شود با استفاده از پیش گرم های ویژه (پیش گرم کنهای مشبک و پیش گرمکنهای سیکلونی) بازیابی گرما با کارایی بیشتری صورت می گیرد.

و اما کوره های استوانه ای صرفا برای کارخانه های خیلی کوچک (کمتر از 300 تن در روز )اقتصادی هستند.نهایتا پس از گذشتن از مراحل فوق کلینکر به دست آمده آسیاب می شود.

قبل از آسیاب کردن تا 6.5 در صد گچ ( 2H2 O CaSO4 ) یا آنیدریت ( CaSO4 ) به کلینکر اضافه می شود.

کاربردهای سیمان پرتلند: این سیمان در صنایع ساختمانی برای تولید بتون همراه با موادی مانند قلوه سنگ ماسه و مواد انبساط یافته و نیز به همراه تقویت کننده ی فولادی (آرماتور) به عنوان بتون مسلح و همچنین به عنوان اتصال دهنده ی آجرها و بلوک های ساختمانی دیگر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

ایزوتوپها PDA مشاهده نسخه کامل : ایزوتوپها hossinsoso Sep-12-2008, 11:17 یکی از فرض های بدیهی نظریه اتمی دالتون این است که هر یک از اتمهای یک عنصر از هر لحاظ (از جمله جرم) با اتمهای دیگر آن یکسان است.

ولی در اوایل قرن بیستم معلوم شد که یک عنصر ممکن است شامل چند نوع اتم باشد که اختلاف آنها با یکدیگر در جرم اتمی است.

فردریک سودی اصطلاح ایزوتوپ (از واژه یونانی به معنای هم مکان) را برای اتمهای یک عنصر که که از نظر جرم با یکدیگر تفاوت دارند پیشنهاد کرد.

برای بررسی ایزوتوپها از طیف نگار جرمی استفاده می شود.دستگاههایی از این نوع ابتدا توسط فرانسیس استون (1919) و آرتور دمپستر (1918) با پیروی از اصول روشهایی که جی جی تامسون در 1912 ارائه کرده بود ساخته شد.

اگر عنصری شامل چند نوع اتم با جرمهای متفاوت (ایزوتوپها ) باشد، این تفاوت در مقادیر یونهای مثبت حاصل از این اتمها پدیدار می گردد.طیف نگار جرمی یونها را بر حسب مقادیر نسبت بار به جرم ، از یکدیگر جدا می کند، و سبب می شود که یونهای مثبت متفاوت در محلهای مختلف روی یک صفحه عکاسی اثر کند.

وقتی دستگاه کار می کند، اتمهای بخار ماده مورد مطالعه در معرض بمباران الکترونی قرار گرفته و به یونهای مثبت تبدیل می شوند.این یونها بر اثر عبور از یک میدان الکتریکی ، به قدرت چندین هزار ولت ، شتاب پیدا می کنند.

اگر ولتاژ این میدان ثابت نگه داشته شود، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، با سرعت مساوی وارد یک میدان مغناطیسی می شوند.

این سرعت، مقدار بار به جرم و شدت میدا مغناطیسی، شعاع مسیر یون را در میدان مغناطیسی تعیین می کند.

اگر شدت میدان مغناطیسی و ولتاژ شتاب دهنده ثابت نگه داشته شوند، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، در یک محل بر روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند.

این محل را می توان با تغییر پتانسیلی که موجب شتاب یونها می شود، تغییر داد.

ولی یونهایی که مقدار بار به جرم متفاوت دارند در محلهای مختلف روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند.

هر گاه یک وسیله الکتریکی که شدت اشعه یونی را اندازه می گیرد، جای گزین صفحه عکاسی شود، دستگاه را طیف سنج جرمی می نامیم.

با استفاده از طیف سنج جرمی می توان هم جرم اتمی دقیق ایزوتوپها و هم ترکیب ایزوتوپی عناصر (انواع ایزوتوپهای موجود و مقدار نسبی هر یک) را تعیین کرد.

ایزوتوپها، اتمهایی با عدد اتمی مساوی و عدد جرمی متفاوتند.

این اتمها دارای خواص شیمیایی بسیار مشابه هم (در اغلب موارد غیر قابل تشخیص) هستند.

مثلا در طبیعت دو نوع اتم کلر وجود داردکه هر دو 17 پروتون و 17 الکترون دارند ولی یکی دارای 18 نوترون و دیگری دارای 20 نوترون است.

بنابراین، اختلاف ایزوتوپها در تعداد نوترونهای هسته ها آنهاست.

بعضی از عناصر فقط به یک شکل ایزوتوپی در طبیعت وجود دارند(مثل سدیم، بریلیم و فلوئور).

ولی اغلب عناصر بیش از یک ایزوتوپ دارند.مثلا قلع دارای ده ایزوتوپ است.

اصطلاح نوکلید، به طور کلی، برای گونه های اتمی به کار می رود.

بسیاری از ایزوتوپها از ایزوتوپها رادیواکتیو هستن ، یعنی ذراتی با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهای خود را ساطع می کنند .

از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد.

جریان خون مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیو اکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود .

سپس مسیر آن توسط آشکارسازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود .

این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود ، که صفحه آن هر گونه اختلالی ، مانند انعقاد خون در رگها ، را نشان می دهد .

با استفاده از روشی مشابه ، می توان از ایزوتوپها برای مطالعه جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز استفاده کرد.

فرسودگی ماشین آلات آهنگ فرسودگی ماشین آلات صنعتی را نیز می توان با استفاده از ایزوتوپها اندازه گرفت .

مقادیر اندکی از ایزوتوپهای رادیواکتیو به بخشهای فلزی ماشین آلات ، مانند یاتاقانها و رینگ وپیستونها اضافه می شود .

سپس سرعت فرسودگی با اندازه گرفتن رادیواکتیویته روغنی که برای روغنکاری این بخشها به کار رفته است مححاسبه می شود.

vBulletin v3.8.2, Copyright © 2000-2006, Jelsoft Enterprises Ltd.

کربنات باریم HOSEIN May-29-2009, 22:50 کربنات باریم به دو صورت موجود می باشد: یکی کربنات باریم طبیعی یا ویتریت و دیگری کربنات باریم سنتزی.

کربنات باریم یا ویتریت که یکی از دو ترکیب شیمیایی مهم باریم می باشد با ترکیب شیمیایی BaCO توسط کانی شناس برجسته انگلیسی Withering کشف شده است دیگر ترکیب مهم باریم، سولفات باریم یا باریت است.

این ماده در سیستم اورتورومبیک متبلور می شود.

وزن مخصوص آن 35/4گرم بر سانتی متر مکعب,سختی آن75/3-3 ,جلای شیشه ای و گاهی صمغی می باشد.

ویتریت به رنگ سفید، متمایل به زرد و خاکستری با رنگ خاک سفید و بلورهای شفاف تا نیمه شفاف می باشد.

این کانی معمولاً نسبت به باریت کمیاب بوده و غالباً رگه های گالن را همراه یمی کند و با اسید سولفوریک تبدیل به سولفات باریم می شود.

کربنات باریم یا ویتریت در آمار کالاها و محصولات تولیدی وزارت صنایع و معادن با عنوان" کربنات باریم " ثبت گردیده و کد آیسیک ٣ این محصول ١٤٢١١٣١٢ می باشد.

شایان ذکر است که کربنات باریم طبیعی یا ویتریت به صورت همراه، در معادن باریم وجود دارد ولی کربنات باریم سنتزی، تولید صنعتی داشته و به صورت یک محصول تولیدی در واحدهای صنعتی تولید شده و به بازار عرضه می گردد.

موارد مصرف و کاربرد : کربنات باریم در ساخت تیتانات ها، فریت ها، دیرگدازها کاربرد دارد.

از کاربردهای دیگر این ترکیب، توانایی آن در جذب اشعه ایکس در جهت محافظت و جلوگیری از انتشار به ویژه در محی طهای عکسبرداری پزشکی است و به همین دلیل نیز از این ترکیب در جداره لوله های اشعه کاتدی و به ویژه در سلول های نوری تلویزیون استفاده می شود.

کاربرد آن سبب کیفیت بهتر و درخشندگی بالاتر در رنگ های تصویر تلویزیون، به جهت پتاسیل های کاتدی بزرگتر، می شود.

علاوه بر کاربردهای ذکر شده، کربنات باریم در ساخت شیش ههای طبی کاربرد دارد.

افزودن آن به شیشه، شفافیت شیشه را بیشتر کرده و پراکنش نوری را در آن کاهش می دهد.

علاوه بر آن سختی بیشتری به شیشه بخشیده و آن را در برابر خراشیدگی مقاوم می سازد.

این ترکیب بصورت بخشی یا کلی، می تواند سرب را از شیشه بلورین جدا سازد.

از دیگر کاربردهای این ترکیب، بهبود بخشیدن روان شدگی در شیشه های مذاب است.

کاربرد دیگر کربنات باریم در صنعت سرامیک است این ترکیب دو مورد استفاده مهم در صنایع سرامیک دارد که عبارتند از : الف- تبدیل سولفات های محلول به سولفات باریم غیرقابل حل: ترکیب اکسید باریم در داخل سرامیک یکی از موارد استفاده کربنات باریم در ساخت وسایل سفالی پخته شده است.

درصورت عدم استفاده از کربنات باریم در ساخت این وسایل، سولفات های قابل حل موجود در سفال ها، رطوبت هوا را جذب نموده و انبساط حاصل می کنند و سرانجام خرد می شوند.

علاوه بر این در اثر خشک شدن سولفات های محلول موجود در سرامیک ها، حبابهایی بر سطح سرامیک ایجاد م یشود.

سولفات محلول موجود در توده سرامیکی مانع یکنواختی توده سرامیکی و مانع چسبندگی لعاب برروی سرامیک م یشود.

اضافه کردن کربنات باریم به این مواد باعث تبدیل سولفات های محلول به سولفات باریم غیر قابل حل شده و مشکلات ذکر شده را بر طرف می کند.

برای ساخت لعاب مورد مصرف در سرامیک نیز از کربنات باریم استفاده م یشود.

این ترکیب به مخلوط لعاب در جریان گداختن اضافه شده و سبب تبدیل کربنات باریم به اکسید باریم شده که این امر باعث افزایش سطح واکنش و غلظت لعاب ذوب شده م یگردد و نهایتاً منجر به شفافیت سطح لعاب خواهد شد.

ب- کاربرد دیگر کربنات باریم در ساخت الکتروسرامیک ها است.

این نوع سرامیک ها از اکسید و کربنات آهن به همراه باریم یا استرانسیم و سرب ساخته م یشود.

بخش کوچک ولی مهمی از کربنات باریم در این صنعت مورد استفاده قرار می گیرد.

در ساخت الکتروسرامیک ها.

کربنات باریم به تیتانات باریم تبدیل می شود.

این ترکیب دراثر واکنش میان کربنات باریم با اکسید تیتانیم در حالت جامد و در BaTiO2 درجه حرارت بالا بوجود می آید.

مورد استفاده تیتانات باریم در ساخت دی الکتریک ها است.

فریت باریم نیز بخشی از مصرف کربنات باریم را تشکیل می دهد.

از این ترکیبات در صنعت الکترونیک استفاده می شود و رشد این صنعت باعث افزایش میزان تقاضا برای کربنات باریم در سال های اخیر شده است.

از سایر موارد مصرف کربنات باریم می توان تثبیت کننده چسب آهار، انعقاد پلاستیک های مصنوعی،حشره کش ها، میکروب کش ها و سموم کشاورزی، عامل ذو بکننده در جوشکاری، در ذوب کردن و تصفیه منیزیم، در استحصال ایندیم، بازیافت روی از تفاله اشاره کرد.