تبليغاتX
مهدیس
آشنایی با روش‌های بهبود بازیابی نفت

از آن جا که بیشتر مخازن کشور در نیمه دوم عمر خود به‌سر می‌برند و هر چه از عمر مخزن می‌گذرد برداشت از آن دشوار‌تر می‌شود باید با روش‌های خاصی با توجه به شرایط مخزن، برداشت از آن را بهتر و بیشتر کرد، البته این نکته را نباید فراموش کرد که در روش‌های ازدیاد برداشت باید از میان روش‌های مختلف بهترین آن را از لحاظ عملی و اقتصادی انتخاب کرد. در این مقاله سعی شده روش‌های مختلف ازدیاد برداشت معرفی و موارد کاربرد آن ها توضیح داده شود.


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  چهارشنبه 27 شهریور1387ساعت 9:53  توسط علیرضا ابراهیمی  | 
شیمیدان آلی باتجربه به ندرت واکنش هایی را می یابد که فقط محصول (یا محصولات)مورد نظرش را تولید کند.علت این عمل آن است که در مخلوط واکنش همراه با محصول مورد نظر مقادیر مختلفی از مواد اولیه تغییر نیافته و حلال ومحصول واکنشهای جانبی که همزمان با واکنش اصلی انجام می شوند وجود دارد.
شیمیدان نیروی زیادی را صرف می کند تا محصول مورد نظر را از چنین ناخالصی هایی جدا کند.هدف از این تحقیق ارائه روشهای مهمی است که شیمیدان امروزی جهت تفکیک و تخلیص ترکیبات آلی به کار برد.
تقطیر

ادامه مطلب
+ نوشته شده در  دوشنبه 25 شهریور1387ساعت 10:47  توسط علیرضا ابراهیمی  | 

مشخصات نفت

نفت خام به جهت وجود ترکیبات گوگرد بوی نامطلوبی دارد. بخش اعظم نفت خام از هیدراتهای کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط می‌گردد، که این عناصر در زیر با درصدشان نشان داده شده‌اند.
عنصر حداقل درصد وزنی حداکثر درصد وزنی
کربن 82.2 87.1
هیدروژن 11.8 14.7
گوگرد 0.1 5.5
اکسیژن 0.1 4.5
نیتروژن 0.1 1.5

جدول ازسلی (1985)

دراین جدول عناصر دیگری مانند وانادیوم ، نیکل و اورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0.1 در ترکیب نفت خام موجود هستند. بعلاوه در خاکستر نفت خام آثاری از عناصر C r ، Cu ، Pb ، Mn ، Sr ، Ba ، Mo ، Mg ، Ca ، Ti ، Al ، Fe و Si یافت می‌شود که بعضی از عناصر بالا مانند V-Ni-U احتمالا در رابطه با عنصر ارگانیکی اولیه (مادر) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده را نشان می‌دهند.
قابل ذکر است که آثاری از نمک ، آب و سولفید هیدروژن نیز نیز درنفت خام مشاهده می‌شوند.

خواص فیزیکی نفت خام

ویسکوزیته

همانطور که نفت خام ممکن است با دخالت عواملی به رنگهای زرد ، سبز ، قهوه‌ای ، قهوه‌ای تیره تا سیاه مشاهده گردد، لذا ویسکوزیته متغیر را برای آنها خواهیم داشت. بنابراین نفت خام درسطح زمین دارای ویسکوزیته بیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتر است. چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن می‌باشد، که همراه با این عامل ، عمق نیز موثر می‌باشد. همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن را درطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم می‌دانند.

ترکیبات مولکولی نفت خام

تعداد ترکیبات مولکولی نفت خام وابسته به سن زمین شناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر می‌باشد. برای مثال نفت خام Ponca city از Oklahoma شامل حداقل 234 ترکیب مولکولی می‌باشد.

گروههای تشکیل دهنده نفت خام

هیدروکربنها (Hydrocarbons)

هیدروکربنها همانطور که از نامشان مشخص است، شامل گروههایی هستند که ترکیبات ملکولی آنها فقط از هیدروژن و کربن تشکیل شده است. انواع هیدروکربنها عبارتند از :

  • هیدروکربن‌های پارافینی (پارافینها) 
  • هیدروکربنهای نفتنی (سیکلوپارافینها یا نفتنیکها ) 
  • هیدروکربنهای آروماتیک (بنزنوئیدها) 

غیرهیدروکربنها (Heterocompounds)

این گروه شامل ترکیباتی غیر از هیدروژن و کربن می‌باشند و عناصری از قبیل اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، اتمهای فلزی همراه با هر کدام از اینها و یا ترکیب با همه اینها نظیر Ni ، V می‌باشد.

وزن مخصوص نفت خام

از خواص فیزیکی نفت خام که ارزش اقتصادی نفت خام بر مبنای آن سنجیده می‌شود، وزن مخصوص آن می‌باشد. لذا سنجش و نحوه محاسبه فرمول آن مهم است. اکثر کشورهای جهان ، وزن مخصوص نفت خام را برحسب درجه A.P.I که یک درجه بندی آمریکائی است، محاسبه می‌کنند. مشابه همین درجه بندی و سنجش ، وزن مخصوص نفت خام را در کشورهای اروپائی با درجه بندی Baume محاسبه می‌کنند که از لحاظ مقدار اندکی از درجه A. P.I کمتر می‌باشد.
 

سنجش وزن مخصوص نفت خام

سنجش وزن مخصوص نفت خام مانند سایر مواد و مایعات برمبنای قانون کلی که همان وزن واحد حجم مایع است، در شرایط ºF 60 و P=1at سنجیده می‌شود و مقدار آن در فرمول جایگزین شده و وزن مخصوص نفت خام را بر حسب درجه A.P.I یا درجه Baume می‌دهد.

بدلیل اینکه S.G (Pure water)=1 می‌باشد. لذا وزن مخصوص آب با درجه 10 ، API خواهدبود. بدلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددی کوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60ºF خواهیم داشت. لذا هیچوقت در جدولها و محاسبات ، وزن مخصوص نفت بر حسب درجه A.P.I کوچکتر و مساوی 10 نخواهیم داشت.

تاثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص نفت خام

از عواملی که سبب تغییر در وزن مخصوص نفت خام می‌شوند، تغییرات دما است. یعنی با بالارفتن دما ، وزن مخصوص کمتر شده و به درجه A. P.I افزوده می‌شود. همچنین بالا رفتن درجه حرارت اثر معکوس بر روی ویسکوزیته نفت خام می‌گذارد.

انواع مختلف نفت برحسب A.P.I

  • نفت سنگین با 10 الی 20 درجه A.P.I
  • نفت متوسط با 20 الی 30 درجه A.P.I
  • نفت سبک با بیش از 30 درجه A.P.I

وزن مخصوص نفت‌ها بستگی به ماهیت هیدروکربورهای مختلف دارد. هر قدر مقدار گاز محلول در روغن بیشتر باشد، چگالی آن کمتر خواهد بود. بنابراین پارافین‌ها دارای پایین ترین چگالی و نفتیک‌ها کمی بالاتر و آروماتیک‌ها بالاترین چگالی را دارند.

ضریب انبساط نفت خام

ضریب انبساط نفت خام از 6.1x10-4 الی 8.3x10-4 در نوسان بوده که با کاهش چگالی ، ضریب انبساط آن افزایش می‌یابد.

ارزش حرارتی و گرمایی ویژه نفت خام

ارزش حرارتی پایین نفت بین 9000 الی 11000 کیلوکالری است. گرمای ویژه نفت در دمای معمولی از 0.35 الی 0.55 کیلوکالری به کیلوگرم درجه است، که در صورت ازدیاد درجه حرارت به مقدار آن افزوده می‌شود.

نقطه اشتعال نفت

نقطه اشتعال نفت نیز به مقدار مواد زود جوش آن مربوط است، و می‌تواند از صفر الی 200C باشد. لذا در حمل و نقل نفت خام به دلایل ایمنی ، قسمتی از زودجوش‌ها را پایدار نموده و نقطه اشتعال را بالا می‌برند.

نقطه سفت شدن نفت خام

نقطه سفت شدن نفت خام عبارتست از دمائی که در آن خاصیت جاری شدن نفت خام به اتمام می‌رسد. این دما در حمل و نقل و انبارکردن نفت اهمیت بسزائی دارد.

پالایش نفت خام

از تصفیه یا پالایش نفت خام می‌توان فرآورده‌های زیادی بدست آورد، که قابل فروش در بازار باشند. نخستین گام در پالایش نفت خام عمل تقطیر است. تحمیل حرارت‌های زیاد در موقع تقطیر باعث تجزیه و شکسته شدن مولکول‌های نفت شده و اشکالاتی در ادامه پالایش نفت بوجود می‌آورد، که از عواقب آن ، ضایع شدن مواد و افزایش هرینه را می‌توان نام برد.

+ نوشته شده در  شنبه 23 شهریور1387ساعت 12:24  توسط علیرضا ابراهیمی  | 

واکنش های Cu2+(یون کوِییوریک)

برای بررسی این کاتیون ها از محلول سولفات مسll استفاده میشود.

1. اثر :H2S

رسوب سیاه رنگ،سولفورمس در محیط HCLرقیق حاصل می شود که در اسید نیتریکگرم محلول بوده امادر اسید گرم،غلیظ

 وغیر محلول است و در هیدروکسید های قلیایی نیز نا محلول است.

تذکر:برای تهیه گاز H2S در آزمایشگاه،محلول یتو استامیدو HCLرقیق به لوله آزمایش محتوی کاتیون مربوطه اضافه کنید

 وبه ملایمت حرارت دهید.

 

CuSO4+H2S→CuS+H2SO4

2. اثر محلول سود:

رسوب هیدروکسید مس آبی رنگ،تولید می شود.که در مقدار اضافی معرف نا محلولاست ولی در اثر حرارت دادن به اسید مس

 سیاه رنگ تبدیل میشود.

 

Cu (SO) 4+2NaOH→Cu (OH) 2+2Na+SO

                                                                                             حرارت

Cu (OH) 2→CaO+H2O

3. اثرمحلول آمونیاک:

دراضافی معرف،کمپلکس آمونیاکی مسll بارنگ آبی پررنگ می دهد.

CuSO4+4NH3→ [Cu (NH3)4] SO4

4. اثرمحلول فروسیانور پتاسیم:

رسوب قرمز قهوه ای رنگ،فروسیانور مس میدهد.

K2Fe [Fe (CN6)] +2CuSO4→Cu2 [Fe (CN6)] +FeK2 (SO4)

5. اثر محلول یدور پتاسیم:

ابتدا یدور مسllرسوب میکند که بلافاصله در حضور یدور اضافی به CuI سفید رنگ وI2آزاد تبدیل میگردد کهرنگ محلول را

   قهوه ای می کند.

 

CuSO4+KI→CuI+KSO4

واکنش های یون مرکوریک:

برای بررسی این کاتیون ها از محلول کلرید یا نیترات جیوۀll استفاده می شود.

1.  اثرH2S:

ابتدارسوب سفید،بعدزرد،سپس قهوه ای ودر آخر سیاه رنگ،HgS می دهد.ترکیباترنگی که به علت ناکافی بودنH2S تولید میشوند،

ترکیباتی با نسبت های مختلفS2-،Cl-،Hg2+می باشند.که در نتیجه    واکنش کافی H2S تماماًبه HgS تبدیل میشوند.

 HgCl2+H2S→HgS+2HCl

HgS+H2S→HgS2+H2

HgS2+H2S→HgS+2HS

2. اثر محلول SnCl2:

ابتدا رسوب سفید رنگ،Hg2Cl2 میدهد که در اثر اضافی معرف به جیوۀ سیاه رنگ تبدیل میشود.

2HgCl2+SnCl2→Hg2Cl2+SnCl4

Hg2Cl2+SnCl2→Hg+SnCl4

3.  اثر محلول سود:

رسوب زرد رنگ،اکسید جیوۀll می دهد.

HgCl2+2NaOH→HgO+NaCl+H2O

4. اثر محلول آمونیاک:

برخلاف Hg22+،جیوۀ فلزی آزاد نمی کند فقط رسوب سفید رنگ،HgNH2Cl تولید میشود.

HgCl2+NH3→HgNH2Cl+NHCl

5. اثر محلول یدور پتاسیم:

ابتدا یدور جیوۀll قرمز آجری می دهد که در اضافی معرف با تشکیل کمپلکس حل میگردد.این کمپلکس معرف نسلر نام دارد که

 برای شناسایی املاح آمونیوم به کار میرود.

 

HgCL2+2KI→HgI22KCl

 HgI2+2KI→K2 [HgI4]   تترا مرکوراتمعرف نسلر

واکنش های یون بیسموت  ‌

  واکنش های یون بیسموتاز محلول نبترات بیسموت استفاده می شود.

1. اثرH2S:

رسوب قهوه ای رنگ،سولفور بیسموت حاصل میشود که در اسیدهای رقیق و سردو همچنین در هیدروکسیدها غیر محلول است.

ولی در اسید نیتریک گرم محلول است.

Bi2S3+8HNO3→2Bi (NO3)2+2NO+3S↓+4H2O

2. اثر محلول سود:

رسوب سفید رنگ،هیدروکسید بیسموت تولید میگردد.Bi(OH)3

BiNO3+3NaOH→Bi (OH) 3+3Na+3NO

3. اثر محلول یدید پتاسیم:

رسوب قهوه ای تیره،یدید بیسموت می دهد.به یک قسمت ازرسوب مقدار بیشتر معرف ریخته ورسوب باتشکیل کمپلکس[BiI4]نارنجی

 رنگ حل میشود.

BiI3+I-→ [BiI4]-

به قسمت دیگر رسوب آب مقطر اضافه کنید.دررقّت زیاد رسوب پرتقالی رنگ،یدور بیسموتیل می دهد.

BiI3+H2O→BiOI↓+2HI

4. اثر کلرید قلع ll:(کلرید استانو)

در محیط قلیایی رسوب سیاه رنگ،بیسموت فلزی می دهد.

2Bi (NO3)3+3SnCl2+18NaOH→2Bi↓+3Na2 [Sn (OH) 6] +6NaNO3+6NaCl

 

واکنش های یون کادمیم(Cd2+)

از محلول سولفات کادمیم استفاده می شود.

1.  اثرH2S:

رسوب زرد رنگ، سولفور کادمیم می دهد که در اسید سولفوریک گرم واسید نیتریک گرم محلول است.

Cd2++H2S→CdS↓+2H+

CdS+H2SO4→CdSO4+H2S

2.  اثر محلول سود:

رسوب سفید رنگ،هیدروکسیدکادمیم می دهد که در اضافی معرف غیر محلول است.

2OH-+Cd2+→Cd (OH) 2↓

3. اثر محلول آمونیاک:

ابتدا رسوب سفید رنگ،هیدروکسید کادمیم می دهد که در اضافی معرف غیر محلول است.

 Cd(OH)2+4NH3→[Cd(NH3)4](OH)2 

+ نوشته شده در  چهارشنبه 20 شهریور1387ساعت 9:37  توسط علیرضا ابراهیمی  | 
 

مقدمه:
تمام موجودات زنده براي انجام متابوليسم و تهيه انرژي جهت رشد و توليد مثل نياز به اكسيژن به فرمهاي مختلف دارند. واكنشهاي هوازي داراي اهميت خاصي بوده زيرا به اكسيژن آزاد نياز دارند. تمام گازخاي موجود در هوا به مقدارهاي مختلف در آب محلولند. نيتروژن و اكسيژن بعلت حلاليت كم در آب مورد توجه مي‌باشند. زيرا با آب فعل و انفعال شيميائي انجام نداده و حلاليت آنها مستقيماً به فشار جزئي آنها بستگي دارد. حلاليت اكسيژن دردرجه حرارتهاي مختلف آب متفاوت است. مقدار حلاليت اكسيژن اتمفسر در آب نسبتاً خالص از 6/14 ميليگرم در ليتر در صفر درجه سانتيگراد تا 7 ميليگرم در ليتر در 35 درجه سانتيگراد تحت فشار 1 اتمسفر متفاوت است. اكسيژن به مقدار كم در آب محلول بوده و حلاليت آن با فشار اتمسفر و درجه حرارت متغير است. كمبود حلاليت اكسيژن در آب يكي از فاكتورهاي اصلي است كه ظرفيت تصفيه طبيعي آب را كاهش مي‌دهد. لذا تصفيه فاضلابها قبل از ورود به رودخانه‌ها ضروري مي‌گردد. اكسيژن محلول رودخانه‌ها نيز مي‌توان آلودگي آنها را كنترل نمود. اكسيژن فاكتور مهمي در ايجاد خورندگي آهن و فولاد بخصوص در سيستمهاي توزيع آب و بويلرها مي‌باشد. لذا تعيين مقدار اكسيژن محلول براي كنترل خورندگي آب به كار مي‌رود.
اساس روش اندازه‌گيري:
معمولي‌ترين روش تعيين اكسيژن محلول بر اساس آزاد كردن يد توسط اكسيژن محلول مي‌باشد. يد آزاد شده عموماً توسط يك محلول احياءكننده مانند تيوسولفات سديم اندازه‌گيري مي‌شود. چسب نشاسته خاتمه عمل را نشان مي‌دهد. نشاسته يد آزاد شده را جذب نموده و رنگ آبي ايجاد مي‌كند و هنگاميكه تمامي يد احياء گرديد محلول بيرنگ مي‌شود.
روش و نيكلر يا يد و متري روش استانداردي براي تعيين اكسيژن محلول مي‌باشد. اين روش بر اساس اكسيداسيون Mn2+ به ظرفيت بالاتر (Mn4+) در محيط قليائي توسط اكسيژن مي‌باشد. منگنز با ظرفيت چهار يون يد را در محيط اسيدي به يد آزاد اكسيده مي‌كند و مقدار يد آزاد شده كه برابر با اكسيژن محلول مي‌باشد توسط تيتزاسيون با تيوسولفات استاندارد اندازه‌‌گيري مي‌شود.
در اين روش وجود بعضي از مواد مانند نيتويتها و آهن سه ظرفيتي قابليت اكسيدكنندگي I- را به I2 دارند. و نتيجه آزمايش را زياد نشان مي‌دهد. و بر عكس مواد احياء كننده مانند S2-, So32-, Fe2+ يد را احياء كرده و به I- تبديل مي‌كنند و نتيجه آزمايش را كمتر از حد واقعي نشان مي‌دهد. بنابراين روش تصحيح نشده چنانكه اكسيژن در محيط وجود نداشته باشد با افزايش سولفات منگنز و معرف يدور قليائي (NaOH, KI) رسوب سفيد رنگ 2Mn(OH) تشكيل مي‌گردد.
Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2 

رسوب سفيد رنگ
اگر در محيط اكسيژن موجود باشد مقداري از Mn2+ به ظرفيت بالاتر اكسيده شده و رسوب قهوه‌اي رنگ Mno2 ظاهر مي‌گردد.
Mn(OH)2 + ½ O2 Mno2 + H2O

رسوب قهوه‌اي رنگ
اكسيداسيون Mn2+ به Mno2 به آهستگي انجام مي‌گيرد بدين منظور محلول تكان داده مي‌شود تا تمام اكسيژن محلول به صورت تركيب درآيد. حركت دادن محلول براي مدت حداقل 20 ثانيه لازم است در صورتيكه آب مورد آزمايش شور باشد. زمان تماس بايستي به مراتب طولاني‌تر باشد. پس از حركت دادن، نمونه را براي تركيب كامل اكسيژن در جائي ساكن گذاشته و پس از مدتي به آن اسيد سولفوريك اضافه مي‌كنند. در محيط اسيدي Mno2 يون I- را اكسيد كرده و يد آزاد مي‌كند. براي انجام واكنش بطور كامل بايستي درب بطري را بست و براي حداقل 10 ثانيه آن را حركت داد تا يد به طور يكسان در تمام محلول پخش گردد. يد حاصله را با تيوسولفات سديم استاندارد تيتر مي‌كنند.
Mno2 + 2 I- + 4H+ Mn2+ + I2 + 2H2O
I2 + 2 Na2S2o3 Na2S4O6 + 2 NaI
همانطور كه اشاره شد يون نيتريت يكي از مواد مزاحم در تعيين اكسيژن محلول مب‌باشد. يون نيتريت Mn2+ را اكسيده نمي‌كند ولي ‌I- را در محيط اسيدي به I2 اكسيد مي‌نمايد. لذا اگر نيتريت در محيط وجود داشته باشد تشخيص نقطه پاياني مشكل خواهد بود. زيرا به محض اينكه رنگ آبي معرف نشاسته و يد محو مي‌گردد نيتريتها مقداري از I- را به I2 اكسيد كرده و رنگ آبي دوباره ظاهر مي‌گردد. براي حذف دخالت نيتريتها از آز يد سديم (Nan3) استفاده مي‌شود.
NaN3 + 9H+ 3NH3 + Na+ + NH3 + NO2- + H+ N2 + N2O + H2O
HN3 + NO2- + H+ N2 + N2O + H2O
بدين طريق دخالت نيتريتها مي‌گردد.

معرفهاي لازم:
محلول سولفات منگنز: مقدار 480 گرمMnSO4.4H20 يا 400 گرم MnSO4. 2H2O و يا 364 گرم MnSO4.H2O را در آب مقطر حل كرده و حجم آن را به يك ليتر برسانيد.
معرف يدور و آز يد قليائي: مقدار 500 گرم از NaOH را با 150 گرم يدور پتاسيم در آب مقطر حل كرده و حجم آن را به يك ليتر برسانيد. به آن مقدار 10 گرم آز يد سديم كه در 40 سي سي آب مقطر حل شده اضافه كنيد.
- اسيد سولفوريك غليظ
- نشاسته: 2 گرم نشاسته و 2/0 گرم اسيد ساليسيليك را در 100 سي سي آب مقطر گرم حل كنيد.
- سديم تيوسولفات استاندارد M 025/0: 205/6 گرم از Na2S2O3. 5H2O را در آب مقطر جوشيده سرد شده حل كرده به آن 4/0 گرم سود افزوده و در بالن ژوژه يك ليتري به حجم برسانيد. اين محلول را در مقابل محلول استاندارد 025/0 نرمال بيكرمات پتاسيم و يا بي يدات پتاسيم استاندارد كنيد.
روش كار:
به نمونه مورد آزمايش كه در بطريهاي 250 سي‌سي يا 300 سي‌ سي جمع‌آوري شده مقدار 1 سي سي محلول سولفات منگنز و 1 سي سي معرف يدور و آزيد قليائي اضافه كنيد. سپس درب بطري را با دقت بسته چندين بار آن را تكان داده تا رسوب هيدروكسيد منگنز ظاهر گردد. بعد از ته‌نشين شدن رسوب مقدار 1 سي سي اسيد سولفوريك غليظ به آن افزوده و آن را مخلوط كنيد تا رسوب بطور كامل حل شود، 200 سي سي از محلول فوق را در يك ارلن ريخته و با تيوسولفات N 025/0 تا رنگ زرد كم رنگ تيتر كنيد. سپس چند قطره چسب نشاسته به آن افزوده و تيتراسيون را تا بي رنگ شدن محلول ادامه دهيد. حجم تيوسولفات مصرفي را يادداشت كنيد. با استفاده از معادله‌هاي واكنش مقدار اكسيژن محلول نمونه را بر حسب ميليگرم در ليتر محاسبه كنيد. 

+ نوشته شده در  دوشنبه 18 شهریور1387ساعت 7:23  توسط علیرضا ابراهیمی  | 
شيمي يكي از علومي است كه هموراه در زندگي بشر دخالت كامل داشته و وارد و به اندازه كه تمدن كنوني بيشتر شود دخالت آن در شئون مختلف زندگي نيز زيادتر خواهد شد. ما در دنيايي زندگي مي كنيم كه پر از مواد شيميايي گوناگون است. بعضي از اين مواد مانند آب كاملاً برايمان آشنا است اما بسياري مواد ديگر وجود دارند كه چندان آشنا نيستند. واقعيت آن است كه ما از هر لحاظ با مواد شيميايي روبرو هستيم. لباسي كه مي پوشيم، غذايي كه مصرف مي كنيم، كاغذي كه مطالب را روي آن مي خوانيم همگي مواد شيميايي به شمار مي روند. علم شيمي از اجسام و خواص و ساختمان آنها و واكنشهايي كه آنها را به اجسام ديگر تبديل مي نمايد بحث مي كند. طي هزاران سال، دانش شيمي تنها منحصر به تهيه اكسيرها، عطرها و جوهر هاي پاره اي از فلزات بود. يونانيان قرن پنجم كه همواره در صدد پي بردن به رموز و اسرار طبيعت بودند آب را كه مايه حيات ساير موجودات است عنصري ساده مي پنداشتند حال آنكه آب تركيبي از دو عنصر ساده اكسيژن و هيدروژن است.
فكر اوليه وجود عناصر ساده ابتدا از امپدوكل و سپس از ارسطو مي باشد. ارسطو معتقد بود كه چهار عنصر آب، هوا، خاك و آتش مظهر خواص اصلي از قبيل رنگ، استحكام و حالت اجسام مي باشند و از تركيب آنها مواد گوناگون به وجود مي آيد.
شيمي در طول تاريخ طولاني و تكاملي خود دورانهاي گوناگوني را پشت سر گذاشته كه مي توان آن را به سه بخش عمده تقسيم كرد: دوران باستان كه هنوز شيمي به صورت يك علم مشخص درنيامده بود. دوران كيمياگري از آستانه پيدايش مسيحيت تا سالهاي 1700 ميلادي و دوران شيمي جديد.
در سراسر دوران تاريك قرون وسطي دانش شيمي نيز همچون ديگر رشته هاي علوم پيشرفت قابل ملاحظه اي ننمود. كشف الكل و جوهر گوگرد به وسيله كيمياگر ايراني محمد زكرياي رازي و كشف فسفر در سال 1675 ميلادي توسط براند آلماني از آثار دوره كيمياگري است. كيمياگري تنها در اواخر قرن هفدهم و اوايل قرن هجدهم بود كه به صورت دانشي حقيقي و واقعي به نام شيمي در آمد. رابرت بويل انگليسي نخستين كسي بود كه دليرانه با نظرات و عقايد قدما درباره وجود عناصر چهارگانه و تبديل فلزات مخالفت نمود. به عقيده بويل عنصر جسمي است غيرقابل تجزيه و از تركيب آنها اجسام مختلف پديد مي آيد. نظريات بويل در كتاب شيميدانان شكاك كم و بيش يادآور نگرش ابن سينا در كتاب «ابطال كيميا» است كه در شش قرن پيش از آن به رشته تحرير درآورد. ژوزف بلاك شيميست اسكاتلندي در سال 1757 گاز كربنيك را به دست آورد و آن را هواي ثابت ناميد. ژوزف پريستلي انگليسي در سال 1774 گاز اكسيژن را ضمن حرارت دادن اكسيد قرمز جيوه براي نخستين بار تهيه كرد. هنري كاوانديش دانشمند انگليسي نيز در سال 1766 هيدروژن خالص را كشف نمود و خواص آن را معلوم و مشخص نمود. برگمان شيميست سوئدي اين نظر را ارائه كرد كه هوا مخلوطي از سه گاز است. هواي معيوب (ازت)، هواي خالص (اكسيژن) و اسيد هوايي (گاز كربنيك) بالاخره شارك گيوم سئل شيميست ديگر سوئدي درباره بي اكسيد منگنز مطالعاتي كرد و همين موضوع راهنماي او براي تهيه اكسيژن گرديد. لاووازيه كه در حقيقت بنيانگذار شيمي جديد محسوب مي شود گامهاي بلندي در راه آزمايش و پژوهش علمي برداشت. كشف گازهاي اكسيژن و هيدروژن به لاووازيه اين امكان را داد كه به تفسير علمي درستي براي پديده سوخت و ارتباط آن با هوا نائل آيد. لاووازيه ثابت نمود كه عمل سوختن تركيب جسم است با اكسيژن و در اين مورد يكي از قوانين اصلي شيمي يعني اصل بقاء ماده را به شرح زير وضع كرد:
هيچ چيز از بين نمي رود و هيچ چيز خلق نمي شود. در تمام واكنشهاي شيميايي مجموع وزنهاي مواد پيش از فعل و انفعال شيميايي مساوي وزنهاي مواد به دست آمده است.
در آغاز قرن هجدهم يعني در سال 1800 ميلادي ولتا فيزيكدان انگليسي نخستين پيل را كشف كرد و از آن پس الكتروشيمي در دسترس جهانيان قرار گرفت. ديوي انگليسي از تجزيه الكتريكي پتاس مذاب فلز پتاسيم و سپس از سود گداخته فلز سديم را به دست آورد. او با تجزيه الكتريكي ثابت كرد كه برخلاف عقيده لاووازيه كه اكسيژن را عامل ترشي مي ناميد تمام اسيدها اكسيژن ندارند. همچنين وهلر آلماني در آغاز اين قرن با استفاده از پتاسيم موفق به كشف آلومينيوم گرديد و از آن پس عناصر يكي پس از ديگري پيدا شدند. در اواخر نوزدهم ديمتري مندليف شيميست نابغه روس با تنظيم جدول تناوبي معروف خود عده زيادي از عناصر را از خاصيت تكرار اتمها پيش بيني كرد و با كشف آنها شيمي در رديف علوم مدرن و درجه اول قرار گرفت. بالاخره در حدود سال 1760 برتلو شيميست بزرگ فرانسوي توانست از تركيب مستقيم كربن و هيدروژن استيلن را تهيه نمايد. شيمي جديد به عنوان يك علم نظام يافت طي 200 سال گذشته شكل گرفت و از همان آغاز به كلي از شيوه هاي كيمياگري دور شد. از آغازقرن نوزدهم تا كشف و نوآوري در علم شيمي و كاربردهاي آن در تكنولوژي و زندگي با سرعت هرچه تمامتر ادامه دارد.

منبع:

 ایرانیکا (www.iranika.ir)    

+ نوشته شده در  چهارشنبه 13 شهریور1387ساعت 9:16  توسط علیرضا ابراهیمی  | 
آب اکسیژنه خالص H2O2 یک مایع ناروانی است که کمی آبی رنگ می‌باشد و با زحمت زیاد می‌توان آنرا تهیه نمود. آب اکسیژنه‌ای که در داروخانه‌ها به اسم آب اکسیژنه رقیق فروخته می‌شود محلولی است از آب اکسیژنه در آب که در 100 قسمت آن سه قسمت آب اکسیژنه است و مانند آب بی‌رنگ و بی‌بوست و مزه تلخی دارد و کمی اسیدی است.

خصوصیات آب اکسیژنه

به مرور آب اکسیژنه تجزیه و تبدیل به آب واکسیژن می‌گردد. این عمل تجزیه در محیط بازی سریعتر و محیط اسیدی کندتر تا در محیط خنثی صورت می‌گیرد. ممکن است که اگر مدت مدیدی آب اکسیژنه را انبار کنند، کاملا تجزیه و تبدیل به آب گردد. بر اثر گرد بعضی اجسام عمل تخریب آب اکسیژنه تسریع می‌گردد مانند گرد بی‌اکسید منگنز و گرد فلزات و …

اگر بر روی محلول آب قدری از اجسام پایدار کننده مانند اسید فسفریک اوره اسید بنزوئیک و نظیر آنها بیافزایند، عمل تخریب بسیار کند می‌گردد. آب اکسیژنه اثر میکروب کشی و بوبری دارد چنانکه اگر یک تکه کالباس قرمز را درون ظرف محتوی آب اکسیژنه قرار دهیم پس از چند روز محتویات ظرف کاملا بی‌بو است و بوی گندیده نمی‌دهد. آب اکسیژنه رنگها را نیز تخریب می‌کند بهمین دلیل تکه کالباس درون ظرف بعد از مدتی بی‌رنگ می‌شود.
 
موارد استعمال آب اکسیژنه
از آنجایی که آب اکسیژنه بوبر است در موقع معالجه زخمهای بدبو مورد استعمال قرار می‌گیرد.

همچنین لکه شراب قرمز و خون و قهوه و غیره را هم می‌توان بوسیله آب اکسیژنه پاک نمود. در قرصهای اریتزون آب اکسیژنه به اوره متصل است و چون این قرصها را در دهان بگذارند، اکسیژن می‌دهد. پس هم میکروبهای دهان را می‌کشد و هم دندانها را سفید می‌نماید.

بسیاری از خمیر دندانها و سایر اجسامی که برای پاک کردن دندانها بکار می‌رود در موقع استعمال تولید آب اکسیژنه می‌کنند و اکسیژن این آب اکسیژنه دندان را سفید می‌نماید.


آب اکسیژنه در بی‌رنگ کردنشاخ ، پشم گوسفند پنبه کنف ، کاه ، چوب کاغذ روغن ابریشم، عاج ، پر و غیره بکار می‌رود. رنگ بعضی لکه‌های صورت را هم آب اکسیژنه تخریب می‌کند. اگر موی سیاه را پس از شستن با کربنات سدیم ( تا چربی آن برطرف شود ) در محلول آب اکسیژنه بگذارند به رنگ روشن در می‌آید.


اگر موی سیاه سر را با مخلوطی از 100 گرم آب اکسیژنه 30% و چهار قطره محلول آمونیاک تر نمایند و پس از 10 تا 20 دقیقه با آب خالص و سپس با محلول اسید استیک‌دار بشویند، بور مایل به قرمز می‌شود.


وجود آمونیاک از این جهت لازم است که آب اکسیژنه در حضور قلیاییها سریعتر اکسیژن می‌دهد و در نتیجه موها تندتر بور می‌شوند. مصرف مکرر آب اکسیژنه برای مو مضر است زیرا که مو را شکننده می‌نماید. در جنگ جهانی آب اکسیژنه 85%برای اکسیداسیون سریع الکل در زیر دریاییها و موشکها مصرف می‌کردند. آب اکسیژن رقیق را برای قرقره کردن هم بکار می‌برند. شناسایی آب اکسیژنه

در یک لوله آزمایشی که قبلا چند سانتی‌متر مکعب محلول بی‌کرمات پتاسیم و قدری اسید سولفوریک رقیق ریخته‌ایم آب اکسیژنه می‌افزاییم در نتیجه رنگ آبی تند که بعدا تبدیل به سبز می‌شود، ظاهر می‌گردد. بهمین طریق می‌توان وجود آب اکسیژنه را در اریتزن ثابت نمود.
+ نوشته شده در  شنبه 9 شهریور1387ساعت 9:18  توسط علیرضا ابراهیمی  | 

اصطلاح گاز سنتز به مخلوط‌هاي گازي اطلاق مي­شود كه محتوي منوكسيدكربن و هيدروژن به نسبت‌هاي مختلف باشند. هيدروژن و منوكسيدكربن دو مادة مهم در صنايع شيميايي محسوب شده و داراي مصارف و كاربردهاي فراواني مي­باشند. منوكسيدكربن در توليد رنگ‌ها، پلاستيك‌ها، فوم‌ها، حشره­كش‌ها، علف‌كش‌ها، اسيدها و ... به كار مي­رود. از جمله مصارف هيدروژن نيز مي­توان به توليد آمونياك، هيدروژناسيون و هيدروكراكينگ اشاره نمود.

گاز سنتز مادة اوليه بسيار با ارزشي جهت توليد مواد متنوع شيميايي مي­باشد. با استفاده از اين گاز و فرايندهاي مختلف، مي­توان مواد متنوع شيميايي را توليد نمود كه بسته به روش توليد آن نسبت‌هاي مختلف هيدروژن به منوكسيدكربن به دست مي­آيد. همچنين در موارد مصرف در صنعت، بسته به فرايندي كه گاز در آن مورد استفاده قرار مي­گيرد، نسبت‌هاي مختلف لازم است.

موارد مصرف گاز سنتز عمده موارد مصرف گاز سنتز به شرح ذيل است:


از آنجايي‌كه متانول به مقدار زياد در سنتز استيك اسيد مصرف مي­شود، اهميت فراواني در صنعت دارد.




در اين نوع واكنش‌ها از اولفين‌ها با استفاده از گاز سنتز، آلدئيد توليد مي­شود. اين واكنش اكسو سنتز نيز ناميده مي­شود.


در اين فرايند گاز سنتز به مولكول‌هاي بنزيني در گستره تبديل مي­شود. در اصل اين واكنش اوليگومريزاسيون منوكيسدكربن به وسيلة هيدروژن جهت تشكيل محصولات آلي مي­باشد.


جهت احياي سنگ آهن به دست آمده از معادن، از گاز سنتز استفاده مي­شود در اين فرايند آهن يا پودر آن به وسيله احياي مستقيم كاني‌هاي آهن به دست مي­آيند.


از جمله ديگر مصارف گاز سنتز، مي­توان به تهيه الكل‌هاي سنگين، دي­متيل اتر، استرها، كتون‌ها، هيدروكربورها و غيره اشاره كرد.

روش‌هاي تهية گاز سنتز


اين روش، اولين روش توليد گاز سنتز است كه در آن گاز سنتز توسط گازي شكل كردن كك از ذغال سنگ در دماهاي پايين به وسيلة هوا و بخار آب به دست مي­آيد:

اين فرايند غير كاتاليستي بوده و نسبت توليدي توسط آن كم، و در حدود 1 است. با توجه به وجود مواد متنوع در ذغال سنگ، گاز سنتز توليدي از اين روش نيازمند واكنش‌ها و خالص­سازي‌هايي جهت توليد گاز سنتز با خلوص بالا مي­باشد.


اين فرايند، غيركاتاليستي بوده و در اصل احتراق جزئي هيدروكربن در حضور اكسيژن و بخار آب مي­باشد. موقعي كه متان به عنوان خوارك مورد استفاده قرار گيرد، مزيت عمدة اين روش كه يك فرايند توليد گرما مي‌باشد اين است كه طيف گسترده­اي از هيدروكربن‌ها را به عنوان خوراك مي­تواند مورد استفاده قرار دهد. تركيب گاز سنتز توليدي بستگي به نسبت كربن به هيدروژن خوراك و مقدار بخار اضافه شده دارد.


اين فرايند واكنش كاتاليستي هيدروكربن و عامل تغيير شكل دهنده (Reforming agent ) در دماي بالا مي‌باشد. عامل تغيير شكل دهنده مي­تواند بخار آب، دي­اكسيد كربن، اكسيژن و يا مخلوط آنها باشد. تركيب درصد گاز سنتز توليدي بستگي به نوع هيدروكربن به كار رفته، عامل تغيير شكل دهنده و مقدار آن، شرايط عملياتي و نوع كاتاليست دارد ۱- تهية متانول ۲- تهية اتيلن گليكول ۳- واكنش‌هاي هيدروفرميل­دار كردن ۴- سنتز فيشر- تروپش ۵- احياي سنگ آهن ۶- ساير مصارف 1- گازي‌شكل‌كردن زغال سنگ ۲- اكسيداسيون جزئي هيدروكربن‌ها ۳- رفرمينگ هيدروكربن‌ها
+ نوشته شده در  سه شنبه 5 شهریور1387ساعت 12:50  توسط علیرضا ابراهیمی  |