نوميد نيستيم ز احسان نوبهار
هرچند تخم سوخته در خاك كرده‌ايمنيست طول عمر را كيفيت عرض حيات ما به آب تلخ، صلح از آب حيوان كرده‌ايمعمر اگر باشد، تماشاي اثر خواهيد كرد نعره‌ي مستانه‌اي در كار گردون كرده‌ايم!كس زبان چشم خوبان را نمي‌داند چو ما روزگاري اين غزالان را شباني كرده‌ايم !گرچه خاكيم پذيراي دل و جان شده‌ايم چون زمين، آينه‌ي حسن بهاران شده‌ايمنيست يك نقطه‌ي بيكار درين صفحه‌ي خاك ما درين غمكده يارب به چه كار آمده‌ايم؟پرده بردار ز رخسار خود اي صبح اميد كه سيه نامه چو شبهاي گناه آمده‌ايمما چو سرواز راستي دامن به بار افشانده‌ايم آستين چون شاخ گل بر نوبهار افشانده‌ايمنيست غير از بحر، چون سيلاب، ما را منزلي گرد راه از خويش در آغوش يار افشانده‌ايمنيستيم از جلوه‌ي باران رحمت نااميد تخم خشكي در زمين انتظار افشانده‌ايمدست ماگير اي سبك جولان، كه چون نقش قدم خاك بر سر، دست بر دل، خار در پا مانده‌ايمزين بيابان گرمتر از ما كسي نگذشته است ما ز نقش پا چراغ مردم آينده‌ايميوسف مصر وجوديم از عزيزيها، وليك هر كه با ما خواجگي از سر گذارد، بنده‌ايمهر تلخيي كه قسمت ما كرده است چرخ مي نام كرده‌ايم و به ساغر فكنده‌ايمخواه در مصر غريبي، خواه در كنج وطن همچو يوسف، بي گنه در چاه و زندان بوده‌ايمحسرت ما را به عمر رفته، چون برگ خزان مي‌توان دانست از دستي كه بر هم سوده‌ايمچون ميوه پخته گشت، گراني برد ز باغ ما بار نخل چون ثمر نارسيده‌ايمبي عزيزان، مرگ پابرجاست عمر جاودان ما چو اسكندر دل از آب بقا برداشتيمماداغ توبه بر دل ساغر گذاشتيم دور طرب به نشاه‌ي ديگر گذاشتيميك جبهه گشاده نديديم در جهان پوشيده بود، روي به هر در گذاشتيمهر كسي تخمي به خاك افشاند و ما ديوانگان دانه زنجير در دامان صحرا كاشتيمبر دانه‌ي ناپخته دويديم چو آدم ما كار خود از روز ازل خام گرفتيمنفسي چند كه در غم گذراندن ستم است همچو گل صرف شكر خنده بيجا كرديمستم به خويش ز كوتاهي زبان كرديم به هر چه شكر نكرديم، ياد آن كرديمبناي خانه بدوشي بلند كرده‌ي ماست قفس نبود كه ما ترك آشيان كرديمآستين بر هر چه افشانديم، دست ما گرفت رو به ما آورد، بر هر چيز پشت پا زديمما سيه بختان تفاوت را قلم بر سر زديم همچو مژگان سر ز يك چاك گريبان برزديمنيست ممكن از پشيماني كسي نقصان كند شاخ گل شد دست افسوسي كه ما بر سر زديمخط به اوراق جهان، ديده و ناديده زديم پشت دستي به گل چيده و ناچيده زديمهر دم از ماتم برگي نتوان آه كشيد چار تكبير برين نخل خزان ديده زديمحاصل ما ز عزيزان سفر كرده‌ي خويش مشت آبي است كه بر آينه‌ي ديده زديمدستش به چيدن سر ما كار تيغ كرد چون گل به روي هر كه درين باغ وا شديمكم نشد در سربلندي فيض ما چون آفتاب سايه‌ي ما بيش شد چندان كه بالاتر شديمآسودگي كنج قفس كرد تلافي يك چند اگر زحمت پرواز كشيديمداغ عشق تو ز اندازه‌ي ما افزون است دستي از دور برين آتش سوزان داريمدست كوتاه ز دامان گل و پا در گل حال خار سر ديوار گلستان داريماز حادثه لرزند به خود قصر نشينان ما خانه بدوشان غم سيلاب نداريمدر تلافي، ميوه‌ي شيرين به دامن مي‌دهيم همچو نخل پرثمر، سنگي كه بر سر مي‌خوريمنه دين ما به جا و نه دنياي ما تمام از حق گذشته‌ايم و به باطل نمي‌رسيمدست كرم ز رشته‌ي تسبيح برده‌ايم روزي نمي‌رود كه به صد دل نمي‌رسيممنعان گر پيش مهمان نعمت الوان كشند ما به جاي سفره، خجلت پيش مهمان مي‌كشيم!يوسف به زر قلب فروشان دگرانند ما وقت خوش خود به دو عالم نفروشيمعنان گسسته‌تر از سيل در بيابانيم به هر طرف كه قضا مي‌كشد شتابانيمنظر به عالم بالاست ما ضعيفان را نهال باديه و سبزه‌ي بيابانيمچيده‌ايم از دو جهان دامن الفت چون سرو هر كه از ما گذرد آب روان مي‌دانيمچه فتاده است بر آييم چو يوسف از چاه؟ ما كه خود را به زر قلب گران مي‌دانيمچون صبح، خنده با جگر چاك مي‌زنيم در موج خيز خون، نفس پاك مي‌زنيمبياض گردن او گر به دست ما افتد چه بوسه‌هاي گلوسوز انتخاب كنيم!دشمن خانگي آدم خاكي است زمين خانه‌ي دشمن خود را ز چه آباد كنيم؟پيش ازان كز يكدگر ريزيم چون قصر حباب خيز تا چون موجه‌ي دريا وداع هم كنيملذت نمانده است در آينده‌ي حيات از عيشهاي رفته دلي شاد مي‌كنيمخضر با عمر ابد پوشيده جولان مي‌كند ما به اين ده روزه عمر اظهار هستي مي‌كنيمطاعت ما نيست غير از شستن دست از جهان گر نماز از ما نمي‌آيد، وضويي مي‌كنيمدارم عقيق صبر به زير زبان خويش مانند خضر، تشنه‌ي آب بقا نيمديوانه‌ام وليك بغير از دو زلف يار ديگر به هيچ سلسله‌اي آشنا نيموفا و مردمي از روزگار دارم چشم ببين ز ساده‌دليها چه از كه مي‌جويمهمان از طاعت من بوي كيفيت نمي‌آيد اگر سجاده‌ي خود در مي گلفام مي‌شويمآن طفل يتيمم كه شكسته است سبويم از آب، همين گريه‌ي تلخي است به جويمآن سوخته جانم كه اگر چون شرر از خلق در سنگ گريزم، بتوان يافت به بويمديگران از دوري ظاهر اگر از دل روند ما ز ياد همنشينان در مقابل مي‌رويمما نه زان بيخبرانيم كه هشيار شويم يا به بانگ جرس قافله بيدار شويمسرما در قدم دار فنا افتاده است ما نه آنيم كه بر دوش كسي بار شويمما را گزيده است ز بس تلخي خمار از ترس، بوسه بر لب ميگون نمي‌دهيم!كار جهان تمامي، هرگز نمي‌پذيرد پيش از تمامي عمر، خود را تمام گردانسوداي آب حيوان، بيم زيان ندارد عمر سبك عنان را، صرف مدام گردانهميشه داغ دل دردمند من تازه است كه شب خموش نگردد چراغ بيماراندو چشم شوخ تو با يكديگر نمي‌سازند كه در خرابي هم يكدلند ميخوارانزان چهره‌ي عرقناك، زنهار بر حذر باش سيلاب عقل و هوش است، اين قطره‌هاي بارانايام نوجواني، غافل مشو ز فرصت كاين آب برنگردد، ديگر به جويبارانخفته را گر خفتگان بيدار نتوانند كرد چون مرا بيدار كرد از خواب، خواب ديگران؟گر نخواهي پشت پا زد بر جهان، پايي بكوب دست اگر نتواني افشاند آستيني برفشانگر به بيداري غرور حسن مانع مي‌شود مي‌توان دلهاي شب آمد به خواب عاشقانپيش ازين، بر رفتگان افسوس مي‌خوردند خلق مي‌خورند افسوس در ايام ما بر ماندگاننيست آسان خون نعمتهاي الوان ريختن برگريزان مكافات است دندان ريختن!سال‌ها گل در گريبان ريختي چون نوبهار مدتي هم اشك مي‌بايد به دامان ريختنچو گل با روي خندان صرف كن گر خرده‌اي داري كه دل را تنگ سازد، در گره چون غنچه زر بستنهيچ همدردي نمي‌يابم سزاي خويشتن مي‌نهم چون بيد مجنون سر به پاي خويشتناين چنين زير و زبر عالم نمي‌ماند مدام مي‌نشاند چرخ هر كس را به جاي خويشتنبوسي كه ز كنج لب ساقي نگرفتم مي‌بايدم اكنون ز لب جام گرفتنچون دست برآرم به گرفتن، كه ز غيرت بارست به من عبرت از ايام گرفتن!ز اخوان راضيم تا ديدم انصاف خريداران گوارا كرد بر من چاه را، از قيمت افتادناز دست نوازش تپش دل نشود كم ساكن نشود زلزله از پاي فشردنگريزد لشكر خواب گران از قطره‌ي آبي به يك پيمانه از سر عقل را وا مي‌توان كردنخط پاكي ز سيلاب فنا دارد وجود ما چه از ما مي‌توان بردن، چه با ما مي‌توان كردن؟گرفتم اين كه نظر باز مي‌توان كردن به بال چشم، چه پرواز مي‌توان كردن؟نمانده از شب آن زلف گر چه پاسي بيش هنوز درد دل آغاز مي‌توان كردنقسمت خود بين نمي‌گردد زلال زندگي اي سكندر، سنگ بر آيينه مي‌بايد زدنجاي شادي نيست زير اين سپهر نيلگون خنده در هنگامه‌ي ماتم نمي‌بايد زدنزين بيابان مي‌برم خود را برون چون گردباد بيش ازين نتوان غبار خاطر صحرا شدنچون سياهي شد ز مو، هشيار مي‌بايد شدن صبح چون روشن شود بيدار مي‌بايد شدنداشتم چون سرو از آزادگي اميدها من چه دانستم چنين سر در هوا خواهم شدن؟هر گنه عذري و هر تقصير دارد توبه‌اي نيست غير از زود رفتن، عذر بيجا آمدندلم ز كنج قفس تا گرفت، دانستم كه در بهشت مكرر نمي‌توان بودنبيستون را الم مردن فرهاد گداخت سنگ را آب كند داغ عزيزان ديدنچه مي‌پرسي ز من كيفيت حسن بهاران را؟ كه چون نرگس سر آمد عمر من در چشم ماليدنخوش است فصل بهاران شراب نوشيدن به روي سبزه و گل همچو آب غلتيدنجهان بهشت شد از نوبهار، باده بيار كه در بهشت حلال است باده نوشيدنكنون كه شيشه‌ي مي‌مالك الرقاب شده است ز عقل نيست سر از خط جام پيچيدنندارم محرمي چون كوهكن تا درد دل گويم ز سنگ خاره مي‌بايد مرا آدم تراشيدندر عشق پيش بيني، سنگ ره وصال است شد سيل محو در بحر، از پيش پا نديدننيست جز پاي خم امروز درين وحشتگاه سرزميني كه زمين‌گير توان گرديدنخاكم به چشم در نگه واپسين مزن زنهار بر چراغ سحر آستين مزنانصاف نيست آيه‌ي رحمت شود عذاب چيني كه حق زلف بود بر جبين مزنز صد هزار پسر، همچو ماه مصر يكي چنان شود كه چراغ پدر كند روشنز عمر، قسمت ما نيست جز زمان وداع چو آن چراغ كه وقت سحر شود روشندرين دو هفته كه ابر بهار در گذرست تو نيز دامن اميد چون صدف واكندل را به آتش نفس گرم آب كن اي غافل از خزان، گل خود را گلاب كناز آب زندگي به شراب التفات كن از طول عمر، صلح به عرض حيات كناز زخم سنگ نيست در بسته را گزير روي گشاده را سپر حادثات كنفريب شهرت كاذب مخور چو بيدردان به جاي تربت مجنون مرا زيارت كن!اين راه دور، بيش ز يك نعره‌وار نيست اي كمتر از سپند، صدايي بلند كنبه خاكمال حوادث بساز زير فلك به آسيا نتوان گفت گرد كمتر كنمنماي به كوته نظران چهره‌ي خود را از آه من اي آينه رخسار حذر كنهر چند ز ما هيچكسان كار نيايد كاري كه به همت رود از پيش، خبر كنعمر عزيز را به مي‌ناب صرف كن اين آب را به لاله‌ي سيراب صرف كنهر كس كه زر به زر دهد اهل بصيرت است فصل شكوفه را به مي‌ناب صرف كنسر جوش عمر را گذراندي به درد مي درد حيات را به مي ناب صرف كنساقيا صبح است مي از شيشه در پيمانه كن حشر خواب آلودگان از نعره‌ي مستانه كنمي‌رود فيض صبوح از دست، تا دم مي‌زني پيش اين درياي رحمت، دست را پيمانه كنسرمه را هم محرم چشم سياه خود مكن گر تواني، آشنايي با نگاه خود مكنقبله‌ي من! عكس در شرع حيا نامحرم است خلوت آيينه را هم جلوه‌گاه خود مكنز باده توبه در ايام نوبهار مكن به اختيار پشيماني اختيار مكنبه استخاره اگر توبه كرده‌اي زاهد به استخاره دگر زينهار كار مكناز خود برون نرفته هواي سفر مكن اين راه را به پاي زمين گير سر مكندر قلزمي كه ابر كرم موج مي‌زند انديشه چون حباب ز دامان‌تر مكناز شتاب عمر گفتم غفلت من كم شود زين صداي آب، سنگين‌تر شد آخر خواب منصبح بيداري شود گفتم مرا موي سفيد پرده‌ي ديگر شد از غفلت براي خواب مننباشم چون ز همزانويي آيينه در آتش؟ كه مي‌آيد برون از سنگ و از آهن رقيب من!يك دل نشد گشاده ز گفت و شنيد من با هيچ قفل، راست نيامد كليد منمرگ هيهات است سازد از فراموشان مرا من همان ذوقم كه مي‌يابند از گفتار منبه يك خميازه‌ي گل طي شد ايام بهار من به يك شبنم نشست از جوش، خون لاله زار مندر حسرت يك مصرع پرواز بلندست مجموعه‌ي برهم زده‌ي بال و پر منبا خرابيهاي ظاهر، دلنشين افتاده‌ام سيل نتواند گذشت از خاك دامنگير منگفتم از پيري شود بند علايق سست‌تر قامت خم حقله‌اي افزود بر زنجير منيك دل غمگين، جهاني را مكدر مي‌كند باغ را در بسته دارد غنچه‌ي دلگير منجواني برد با خود آنچه مي‌آمد به كار از من خس و خاري به جا مانده است از چندين بهار از منبجز كسب هوا از من دگر كاري نمي‌آيد درين درياي پرآشوب پنداري حبابم منبه خاك افتم ز تخت سلطنت چون در خمار افتم چو آيد گردن مينا به كف، مالك رقابم منديده‌ي بيدار انجم محو شد در خواب روز همچنان در پرده‌ي غيب است خواب چشم منانديشه از شكست ندارم، كه همچو موج افزوده مي‌شود ز شكستن سپاه منكشاكش رگ جان من اختياري نيست چو موج، در كف دريا بود اراده منبه نسيمي ز هم اوراق دلم مي‌ريزد به تامل گذر از نخل خزان ديده‌ي منازان خورند به تلخي شراب ناب مرا كه بي‌تلاش به چنگ آمده است شيشه‌ي منمن و سيري ز عقيق لب خوبان، هيهات خشكتر مي‌شود از مي‌لب پيمانه‌ي منعاقبت پير خرابات ز بي‌پروايي ريخت پيش بط مي سبحه‌ي صد دانه‌ي منمي‌شود نخل برومند سبكبار از سنگ سخن سخت، گران نيست به ديوانه‌ي منخراب حالي ازين بيشتر نمي‌باشد كه جغد خانه جدا مي‌كند ز خانه‌ي منز گريه‌اي كه مرا در گلو گره گردد سپهر سفله كند كم ز آب و دانه‌ي منبر لب چاه زنخدان تشنه لب استاده‌ام آه اگر از سستي طالع نلغزد پاي من!با كمال ناگواريها گوارا كرده است محنت امروز را انديشه‌ي فرداي منخون مي‌خورد كريم ز مهمان سير چشم داغ است عشق از دل بي آرزوي منگردون سفله لقمه‌ي روزي حساب كرد هر گريه‌اي كه گشت گره در گلوي منبر حرير عافيت نتوان مرا در خواب كرد مي‌شناسد بستر بيگانه را پهلوي منرفتي و رفت روشني از چشم و دل مرا با ميهمان ز خانه صفا مي‌رود برونيك ساعت است گرمي هنگامه‌ي هوس زود از سر حباب هوا مي‌رود برونهر تمنايي كه پختم زير گردون، خام شد زين تنور سرد هيهات است نان آيد بروندست تا بر ساز زد مطرب، دل ما خون گريست از زمين ما به ناخن آب مي‌آيد برونغم ز محنت خانه‌ي من شاد مي‌آيد برون سيل از ويرانه‌ام آباد مي‌آيد برونهر كجا تدبير مي‌چيند بساط مصلحت از كمين بازيچه‌ي تقدير مي‌آيد بروناز حوادث هر كه را سنگي به مينا مي‌خورد از دل خونگرم ما آواز مي‌آيد برونچون نظر بر حاصل عمر عزيزان مي‌كنم از دل بي‌حاصلم صد آه مي‌آيد برونناله‌ي ناقوس دارد هر سر مو بر تنم اين سزاي آن كه از بتخانه مي‌آيد برونداغ بر دل شدم از انجمن يار برون دست خالي نتوان رفت ز گلزار برونمرا هر كس كه بيرون مي‌كشد از گوشه‌ي خلوت ستمكاري است كز آغوش يارم مي‌كشد بيرونبر سيه بختي ارباب سخن مي‌گريد ناله‌اي كز دل چاك قلم آيد بيرونزنده شد عالمي از خنده‌ي جان پرور او كه گمان داشت وجود از عدم آيد بيرون؟گر بداند كه چه شورست درين عالم خاك كشتي از بحر خطرناك نيايد بيروننشاه‌ي باده‌ي گلرنگ به تخت است مدام دولت از سلسله‌ي تاك نيايد بيرونآنقدر خون ز لب لعل تو در دل دارم كه به صد گريه‌ي مستانه نيايد بيرونهر كه داند كه خبرها همه در بيخبري است هرگز از گوشه‌ي ميخانه نيايد بيرونكسي كه مي‌نهد از حد خود قدم بيرون كبوتري است كه مي‌آيد از حرم بيروندليل راحت ملك عدم همين كافي است كه طفل گريه كنان آيد از عدم بيرونز آسمان كهنسال چشم جود مدار نمي‌دهد، چو سبو كهنه گشت، نم بيرونبر لب ساغر ازان بوسه‌ي سيراب زنند كه نيارد سخن از مجلس مستان بيرونزليخا همتي در عرصه‌ي عالم نمي‌يابد به اميد كه آيد يوسف از چاه وطن بيرون؟پرده‌ي عصمت ندارد تاب دست انداز شوق رو به كنعان كرد از دست زليخا پيرهنخون مرا به گردن او گر نديده‌اي در ساغر بلور، مي‌ناب را ببيناز زاهدان خشك مجو پيچ و تاب عشق ابروي بي اشاره‌ي محراب را ببينگر نديدي شاخ گل را با خزان آميخته بر سر دوش من آن دست نگارين را ببيندامن فانوس آن وسعت ندارد، ور نه من گريه‌ها دارم چو شمع انجمن در آستيناز سكندر صفحه‌ي آيينه‌اي بر جاي ماند تا چه خواهد ماند از مجموعه‌ي ما بر زمينآدم مسكين به يك خامي كه در فردوس كرد چاك شد چون دانه‌ي گندم دل اولاد اوحرف گفتن در ميان عشق و دل انصاف نيست صاحب منزل ازو، منزل ازو، اسباب ازومن بسته‌ام لب طمع، اما نگار من دارد دهان بوسه فريبي كه آه ازو!باغ و بهار چشم و دل قانع من است صحراي ساده‌اي كه نرويد گياه ازوما ز بوي پيرهن قانع به ياد يوسفيم نعمت آن باشد كه چشمي نيست در دنبال اوطومار درد و داغ عزيزان رفته است اين مهلتي كه عمر درازست نام اوطلبكار تو دارد اضطرابي در جهانگردي كه پنداري زمين را مي‌كشند از زير پاي اونمي‌دانم كجا آن شاخ گل را ديده‌ام صائب كه خونم را به جوش آورد رنگ آشناي اوهرگز نبود رسم ترا خواب صبحگاه ما را به صد خيال فكنده است خواب تومن نيستم حريف زبانت، مگر زنم از بوسه مهر بر لب حاضر جواب تومن آن زمان چون قلم سر ز سجده بردارم كه طي چو نامه شود روزگار فرقت تومكرر بر سر بالين شبنم آفتاب آمد نشد روشن شود يك بار چشم اشكبار از توبه قسمت راضيم اي سنگدل، ديگر چه مي‌خواهي خمار بي‌شراب از من، شراب بي خمار از توچه آرزوي شهادت كنم، كه سوخته است به داغ ياس، جگر گوشه‌ي خليل از توخاطرات از شكوه‌ي ما كي پريشان مي‌شود؟ زلف پر كرده است از حرف پريشان، گوش تودرين راه به دل نزديك، گمراهي نمي‌باشد كه جاي سبزه خيزد خضر از صحراي عشق توذوق وصال مي‌گزد از دور پشت دست گرم است بس كه صحبت من با خيال توخواهي حناي پا كن و خواهي نگار دست من مشت خون خويش نمودم حلال توبه بي برگان چنان اي شاخ گل مستانه مي‌خندي كه در خواب بهاران است پنداري خزان توحق ما افتادگان را كي توان پامال كرد؟ بوسه‌ي من كارها دارد به خاك پاي تو!در جبهه‌ي ستاره‌ي من اين فروغ نيست يارب به طالع كه شدم مبتلاي تو؟شادم به مرگ خود كه هلاك تو مي‌شوم با زندگي خوشم كه بميرم براي تودايم به روي دست دعا جلوه مي‌كني هرگز نديده است كسي نقش پاي توخبر به آينه مي‌گيرم از نفس هر دم به زندگي شده‌ام بس كه بدگمان بي توسايه‌ي بال هما خواب گران مي‌آرد در سراپرده‌ي دولت دل بيدار مجوبيخودان، از جستجو در وصل فارغ نيستند قمري از حيرت همان كوكو زند در پاي سرو   صائب تبريزي

 

تعيين مقدار كلرايد در آب آشاميدني:

 

معمولا نمك هاي محلول در آب به صورت كاتيون ها و آنيون ها هستند،كاتيون ها مثل كلسيم ،منيزيم ،منگنز و ... و آنيون ها مثل بي كربنات، كربنات و هيدروكسيدو... است . مزه ي شور آن ناشي از غلظت يون كلرايد مي باشد.اين شوري بستگي به تركيبات شيميايي آب دارد.اگر كاتيون سديم با غلظت كلر 250 ميلي گرم در ليتر مزه ي شور احساس  مي شود. اما اگر كلسيم و منيزيم باشد تا غلظت 1000 ميلي گرم در ليتر يون كلر هم ممكن است مزه ي شوري آشكار نشود.

هدف از نمك زدائي آب جداسازي تمام نمك هاي محلول در آب و تهيه آب خالص مي باشد.بيشتر روش هاي شيرين كردن آب شور مانند تقطير ،اسموز معكوس،الكتروليز و ... مي تواند براي نمك زدائي كامل نيز مورد استفاده قرار گيرد.

براي تعيين غلظت يون كلرايد در آب از روش آرژانتومتري استفاده مي كنيم كه در اين روش از اندازه گيري نيترات نقره استفاده مي كنيم و بر اساس مقدار نيترات نقره به مقدار كلرايد در آب پي مي بريم. و از محلول كرومات پتاسيم براي نشان دادن آخر واكنش استفاده مي كنيم. روش ديگري كه براي سنجش كلرايد در آب وجود دارد روش پتانسيل سنجي است. روش سومي كه براي سنجش ميزان يون كلرايد در آب استفاده مي شود روش تيتريمتري با نيترات جيوه است. كه هر سه روش به تفضيل در زير بيان شده اند.

سنجش كلرايد به روش موهر:

محلول هاي مورد نياز:

محلول نيترات نقره 1/0 مولار

محلول كرومات پتاسيم بعنوان معرف

محلول سازي:

محلول نيترات نقره 1/0 مولار :

200 سي سي نيترات نقره را به حجم 2 ليتر مي رسانيم و براي تعيين فاكتور آن از محلول NaCl ( 5 سي سي نمك كلريد سديم را به حجم 100 مي رسانيم) استفاده مي كنيم.

محلول كرومات پتاسيم:

50گرم دي كرومات پتاسيم را در يك ليتر آب مقطر حل مي كنيم قبل از به حجم رساندن كمي نيترات نقره  01/0 نرمال به آن اضافه مي كنيم تا رسوب قرمز رنگ ظاهر شود.سپس اين محلول را به مدت 24 ساعت به حال خود گذاشته سپس آن را صاف كرده به حجم 1000 ميلي ليتر مي رسانيم.

شرح آزمايش:

بورت را از محلول نيترات نقره1/0 مولار پر كنيد. با پيپت، مقدار 25 ميلي ليتر از نمونه را برداشته و در يك ارلن 250 ميلي ليتري بريزيد.

حدود 2 تا 3 قطره از شناساگر كرومات پتاسيم را به نمونه اضافه كنيد و تكان دهيد سپس با محلول نيترات نقره تيتر كنيد.  در ابتدا بخاطر وجود يون كلر در نمونه رسوب سفيد كلريد نقره تشكيل مي شود. به محض اينكه يونهاي كلر تمام شد كاتيونهاي نقره اضافي با شناساگر كرومات واكنش داده و رسوب نخودي رنگ حاصل مي گردد كه ناشي از تشكيل كمپلكس كرومات نقره است و رنگ محلول از رنگ زرد به رنگ زرد تيره(نخودي رنگ) در مي آيد. نقطه ي پاياني واكنش با اين تغيير رنگ همراه است.

تعيين كلريد در آب به روش پتانسيل سنجي:

اين روش يك روش نسبتا ارزان و دقيق براي اندازه گيري كلريد در آب است.در اين روش از يك پيل الكتروشيميايي براي اندازه گيري غلظت كلرايد در آب استفاده مي شود.

دستگاه هاي لازم براي اين روش:

1.     الكترود مرجع كه بتواند در طول عمل تيتراسيون پتانسيل ثابتي را ايجاد كند.

2.     الكترود شناساگر كه نسبت به غلظت يكي از تركيبات در واكنش حساس باشد.

3.     وسيله اي مثل PH متر كه ولتاژ الكترود شناساگر را نسبت به الكترود مرجع اندازه گيري نمايد.

4.     وسيله اي براي همزدن سيستم.

آماده سازي دستگاه ها:

آماده سازي الكترود نقره:

براي تميز كردن  الكترود نقره آن را به مدت چند دقيقه در اسيد نيتريك غليظ قرار مي دهيم.الكترود نقره را در كف بشر قرار مي دهيم يك سر آن را به صوت يك سيم پيچ تخت حلقه زده، اسيد(6 مولار) را روي ان مي ريزيم ،بعد از چند دقيقه الكترود را خارج كرده و با آب مقطر آن را مي شوييم.

بعد از تميز كردن الكترود يك سر الكترود را با يك گيره به يك سيم سربي وصل مي كنيم و سر ديگر الكترود را داخل يك بشر 150 سي سي كه واجد الكترود مرجع مس است قرار مي دهيم.سيم متصل به الكترود نقره را به پايانه ي مثبت يك ولت متر وصل مي كنيم.

آماده سازي الكترود مرجع مس:

براي ساخت يك الكترود مرجع مس ، ابتدا يك لوله  شيشه اي به قطر داخلي 8 ميلي متر و طول 6 اينچ تهيه مي كنيم.يك نخ كتان را طوري در يكي از سرهاي شيشه قرار مي دهيم كه نصف طول آن در داخل لوله قرار بگيرد.

در انتهاي لوله يك در پوش لاستيكي به ابعاد 14 – 20  قرار مي دهيم. يك قطعه از سيم مسي به عنوان الكترود به طول لوله ي شيشه اي تهيه مي كنيم. و آن را به وسيله  براده ي فولاد تميز مي كنيم تا كاملا براق شود.و سپس آن را مي شوييم.به كمك گيره يك طرف سيم سربي را به يك سيم مسي وصل مي كنيم و طرف ديگر آن را داخل لوله  شيشه اي سرباز قرار مي دهيم.

روش آزمايش :

بورتي را از محلول نيترات نقره ي 004/0 مولار پر مي كنيم.با استفاده از مزور 50 سي سي از نمونه را بر داشته داخل بشر مي ريزيم.

دستگاه ولت متر را روشن مي كنيم و دامنه آن را بين 0 تا 2 تنظيم مي كنيم.ولتاژ را ثابت مي كنيم.حال از ماده ي تيترانت به نمونه اضافه مي كنيم و مخلوط را هم ميزنيم.تيتراسيون را تا زماني ادامه مي دهيم كه به ازاي افزودن ماده ي تيترانت فقط حدود 2 تا 3 ميلي ولت در ولتاژ تغيير داشته باشيم.

منحني داده ها را در مقابل مقدار نيترات نقره رسم مي كنيم. در اين منحني نقطه ي هم ارزي به وسيله ي تعيين نقطه ي عطف منحني مشخص مي شود. حجم نيترات نقره را در اين نقطه مي خوانيم و غلظت هم ارز با اين حجم از نيترات نقره را به دست مي آوريم.سپس غلظت يون هاي كلر در نمونه را مي توان با اطلاع از استوكيومتري نقره با يون كلر محاسبه كرد.

روش تيتريمتري نيترات جيوه:

اين روش تعيين غلظت يون كلرايد به وسيله ي تيتراسيون نمونه اسيدي با نيترات جيوه در حضور يك شاهد است.دامنه PH بايد بين 3/2 تا 8/2 باشد.

محلول هاي مورد نياز:

نيترات جيوه

ماده شيمياي شاخص – اسيدي كننده

استاندارد كلريد سديم براي ساخت شاهد

محلول سازي:  

نيترات جيوه:

ميزان 5/2 گرم نيترات جيوه را در 100 ميلي ليتر آب مقطر حاوي 25/0 سي سي اسيد نيتريك غليظ حل مي كنيم و به حجم 1000 ميلي ليتر مي رسانيم.

اين ماده ي شيميايي را در داخل خشك كن و در تاريكي نگهداري مي كنيم.

ماده شيمياي شاخص – اسيدي كننده :

25/0 گرم دي فنيل كربازون ،4 ميلي ليتر اسيد نيتريك غليظ،03/0 گرم سيانول زايلين را در 100 سي سي آب مقطر يا اتانول 95%  و يا ايزوپروپانول حل كرده در بطري تيره در يخچال نگهداري مي كنيم.

استاندارد كلريد سديم:

8241/0 گرم از كلريد سديم را كه در دماي 140 درجه سانتي گراد خشك شده در آب مقطر حل كرده به حجم 1 ليتر مي رسانيم.

روش آزمايش:

نمونه را داخل يك ارلن مي ريزيم ماده شيمياي اسيدي كننده – شاخص را به آن اضافه مي كنيم تا PH حدود 8/2 تا 3/2 شود.نمونه را با نيترات جيوه تيتر مي كنيم. نقطه پاياني تشكيل رنگ ارغواني است.

تجزيه و تحليل:

 در روش موهر تشكيل يك رسوب ثانوي با رنگ مشخص اساس تعيين نقطه ي پاياني در روش موهر است.اين روش در مقياس وسيعي براي تيتراسيون يون كلرايد،برميد با محلول استاندارد نيترات نقره اعمال شده است.يون كرومات نقش شناساگر را دارد و نقطه ي پاياني با ظهور رسوب قرمز آجري كرومات نقره مشخص مي شود.

كمترين مقدار نقره كروماتي را كه بايد تشكيل شود تا چشم قادر به رؤيت آن باشد نمي توان با محاسبه به دست آورد.در واقع كسب چنين اطلاعاتي فقط از طريق تجربي ميسر است.براي تصحيح خطاي تيتراسيون حاصل بايد در هنگام آزمايش، حجم مصرف شده توسط يك شناساگر شاهد را نيز تعيين كنيم.اين شاهد نقش يك رنگ استاندارد مناسب براي تيتراسيون را به ما مي دهد.

در روش پتانسيل سنجي تعيين غلظت يون كلرايد آسان است اما به تعداد بيشتري از وسايل آزمايشگاهي نياز است. كه در همه ي آزمايشگاه ها وجود ندارد. و آماده سازي وسايل كمي مشكل است و در اكثر آزمايشگاهها  متصديان ترجيح مي دهند از روش تجربي تيتراسيون استفاده كنند.البته شايان ذكر است كه روش تيتراسيون جزء روش هاي قديمي و تقريبا منسوخ شده است.

از آنجايي كه جيوه يك ماده خطرناك و سمي است روش سوم نسبت به دو روش قبلي كمتر پيشنهاد مي شود.

 

 

ديد كلي در مورد محلول ها

 

محلول ها ، مخلوط هايي همگن هستند. محلول ها را معمولا بر حسب حالت فيزيكي آنها طبقه بندي مي‌كنند : محلول هاي گازي ، محلول هاي مايع و محلول هاي جامد . درمحلول گاز - مايع  يا  جامد - مايع معمولا مايع ، حلال و جز ديگر ماده حل شونده مي‌باشد. اما دريك مخلوط مايع - مايع انتخاب جز حلال و حل شونده دشوار است. مگر اينكه مقدار يكي بيشتر از ديگري باشد. وقتي در مورد محلول ها بحث مي‌شود. اولين چيزي كه به ذهن مي‌آيد غلظت آنها مي‌باشد. غلظت عبارت است از مقادير نسبي اجزا موجود در يك محلول. مثلا محلولي كه شامل مقدار كمي ماده حل شده باشد، محلول رقيق مي‌باشد يا اگر مقدار ماده حل شده بيشتر شود، محلول غليظ ناميده مي‌شود. خواص محلول ها به مقادير نسبي ماده حل شده در حلال بستگي دارد. براي همين است كه دركارهاي كمي مربوط به محلول ها ابتدا بايد غلظت ها را مشخص كرد. محلول هاي مايع متداولترين محلول ها هستند و بيشترين كاربرد را در بررسي هاي شيميايي دارند. هوا هم مثالي براي محلول هاي گازي مي‌باشد.

 

 

ماهيت محلول ها

در يك محلول ، معمولا جزئي كه از لحاظ كميت بيشترين مقدار را دارد ، حلال و ساير اجزا را مواد حل شده (حل شونده) مي‌گوييم. اما گاهي آسان تر آن است كه جزئي از محلول را با آنكه مقدارش كم است، حلال بناميم و گاهي اصولا اطلاق نام حلال و حل شونده به اجزاي يك محلول (مثلا محلول هاي گازي ) چندان اهميتي ندارد. بعضي از مواد به هر نسبت در يكديگر حل مي‌شوند.

امتزاج پذيري كامل از ويژگي هاي اجزاي تمام محلول هاي گازي و بعضي از اجزاي محلول هاي مايع و جامد است. ولي غالبا ، مقدار ماده اي كه در حلال معيني حل مي شود، محدود است. انحلال پذيري يك ماده در يك حلال مخصوص و در دماي معين ، بيشترين مقداري از آن ماده است كه در مقدار معيني از آن حلال حل مي شود و يك سيستم پايدار به وجود مي آورد.

 

 

غلظت محلول ها

براي يك محلول معين ، مقدار ماده حل شده در واحد حجم حلال يا در واحد حجم محلول را غلظت ماده حل شده مي‌گوييم. مهمترين نوع غلظت ها كه در آزمايشگاه به كار مي‌رود مولاريته و نرماليته است. مولاريته عبارت است از تعداد مول هاي يك ماده كه در يك ليتر محلول وجود دارد. به همين دليل آن را مول بر ليتر يا  مي‌گيرند. نرماليته يك محلول عبارت است از تعداد هم ارز گرم هاي (اكي والان گرم هاي) ماده موجود در يك ليتر محلول. نرماليته را با N نشان مي‌دهند. در مورد اين مفاهيم در ادامه توضيح داده خواهد شد .

 

انواع محلول ها

 

محلول سير شده

اگر مقدار ماده حل شده در يك محلول برابر با انحلال پذيري آن در حلال باشد، آن محلول را محلول سير شده مي‌ناميم. اگر به مقداري از يك حلال مايع ، مقدار زيادي ماده حل شونده ( بيشتر از مقدار انحلال پذيري آن ) بيفزاييم ، بين ماده حل شده و حل شونده باقيمانده تعادل برقرار مي‌شود. ماده حل شونده باقيمانده ممكن است جامد ، مايع يا گاز باشد. در تعادل چنين سيستمي ، سرعت انحلال ماده حل شونده برابر با سرعت خارج شدن ماده حل شده از محلول است. بنابراين در حالت تعادل ، غلظت ماده حل شده مقداري ثابت است.

 

محلول سير نشده

غلظت ماده حل شده در يك محلول سير نشده كمتر از غلظت آن در يك محلول سير شده است.

 

محلول فراسيرشده

مي‌توان از يك ماده حل شونده جامد ، محلول فراسير شده تهيه كرد كه در آن، غلظت ماده حل شده بيشتر از غلظت آن در محلول سير شده است. اين محلول ، حالتي نيمه پايدار دارد و اگر مقدار بسيار كمي از ماده حل شونده خالص بدان افزوده شود، مقداري از ماده حل شده كه بيش از مقدار لازم براي سيرشدن محلول در آن وجود دارد، رسوب مي‌كند.

 

خواص فيزيكي محلول ها

بعضي از خواص محلول ها به دو عامل ، نوع ماده حل شده و غلظت آن در محلول بستگي دارند. اين مطلب براي بسياري خواص فيزيكي محلول ها از جمله ، محلول هاي آبي درست به نظر مي‌رسد. براي مثال، محلول نمك طعام در آب بي رنگ پرمنگنات پتاسيم در آب، بنفش صورتي است ( در اينجا نوع ماده حل شده مطرح است ). افزون بر اين ، مي‌دانيم كه هر چه بر محلول پرمنگنات آب بريزيم و آن را رقيق تر كنيم، از شدت رنگ آن كاسته مي‌شود ( اينجا غلظت محلول مطرح است ).

يكي ديگر از خواص فيزيكي كه به اين دو عامل بستگي دارد، قابليت هدايت الكتريكي محلول آبي مواد گوناگون است. چهار خاصه فيزيكي ديگر از محلول ها وجود دارد كه به نوع و ماهيت ذرات حل شده بستگي ندارد، بلكه فقط به مجموع اين ذرات وابسته است. به عبارت ديگر ، تنها عامل موثر بر خواص محلول در اينجا ، غلظت است. چنين خواصي از محلول را معمولا "خواص جمعي محلول ها" (خواص كوليگاتيو Colligative properties) مي‌نامند و عبارتند از كاهش فشار بخار ، صعود نقطه جوش ، نزول نقطه انجماد و فشار اسمزي.

 

محلول سازي

محلول سازي يكي از متداواترين و در عين حال دقيق ترين كارهايي است كه در آزمايشگاه انجام مي شود.

محلول سازي به معناي ساختن محلول مورد نظر و لازم از محلول هاي استاندارد مي باشد.

محلول استاندارد محلولي است كه در آن ، رابطه بين مقادير ماده حل‌شده و محلول يا رابطه بين مقدار ماده حل‌شده و حلال به نحوي معلوم باشد. با معلوم بودن مقدار ماده حل‌شونده و مقدار حلال تشكيل دهنده محلول ، غلظت محلول مشخص مي‌گردد . بسياري از واكنش‌ها در حالت محلول انجام مي‌شوند و محاسبه‌هاي كمي براي اين‌گونه واكنش‌ها بر مبناي غلظت آن ها صورت مي‌گيرد. براي بيان غلظت ، روش‌هاي گوناگوني وجود دارد و محلول هاي استاندارد را براساس غلظت بيان مي‌كند.

محلول هاي استاندارد كاربردهاي زيادي دارند ، از جمله در تجزيه هاي تيترسنجي (تيتراسيون) ، واكنش‌هاي خنثي شدن و واكنش‌هاي اكسيداسيون-احيا و...

براي محلول سازي بايد ابتدا با واحدها و روش هاي بيان غلظت يك محلول ، آشنايي كامل داشت.

متداولترين اصطلاحات و واحدها در محلول سازي :

 

درصد جرمي

عبارت است از مقداري ماده حل‌شونده در 100 گرم محلول :

100× ( جرم محلول / جرم ماده حل شونده ) = درصد جرميW %

در صورت و مخرج بايد از يك نوع يكاي جرم استفاده شود. يعني هر دو بايد برحسب ميلي‌گرم ، گرم يا كيلوگرم بيان شوند. درصد وزني معمولا براي بيان غلظت تجارتي محلول هاي آبي در واكنشگرها به كار مي رود و به عنوان مثال اسيدنيتريك به صورت محلول 70% به فروش مي رسد كه در100 گرم آن ، 70 گرم اسيدنيتريك وجود دارد.

 

درصد حجمي

عبارت است از ليترجسم حل شده برليترمحلول ضرب در100.

100× ( ليترمحلول / ليتر جسم حل شده ) = درصد حجمي V%

 

درصد جرمي - حجمي

100× ( حجم محلول به ميلي ليتر/ جرم ماده حل شده به گرم ) = درصد جرمي - حجمي

اين غلظت براي بيان تركيب محلول هاي آبي رقيق و واكنشگرهاي جامد به كار مي رود بنابراين يك محلول آبي 5% از نيترات نقره ، محلولي مي باشد كه ازحل كردن 5 گرم نيترات نقره درمقدار كافي آب مقطر براي توليد 100 ميلي ليتر محلول استفاده شده است.

 

كسرمولي

كسرمولي يك جزء سازنده محلول ، نسبت عده مول هاي آن جزء به تعداد كل مول هاي تمام اجزاء موجود درمحلول مي باشد.

كل مول هاي اجزاء محلول … nC+ nB+ nA+ / تعدادمول جسم nA = كسرمولي جسم A

ppm

براي محلول‌هاي بسيار رقيق ، معمولا غلظت بر حسب قسمت در ميليون (ppm) بيان مي‌شود و عبارت است از وزن جسم حل شده برحسب ميلي گرم در يك ليتر از محلول .

ليتر محلول / ميلي گرم ماده حل شونده = ppm

از ppm براي بيان مقادير بسيار كم كاتيون‌ها و آنيون‌ها در آب دريا ، بدن جانداران ، بافت‌هاي گياهي و ميزان آلاينده‌هاي هوا و به طور كلي ، در مواردي كه مقدار ماده حل‌شونده خيلي جزئي باشد ، استفاده مي‌شود.

 

گرم در ليتر ( غلظت معموليC  )

در اين محلول‌ها ، مقداري ماده حل‌شونده در يك ليتر محلول وجود دارد.

حجم محلول به ليتر/ مقدار ماده حل شونده به گرم = C

براي مثال ، اگر در 200 ميلي‌ليتر از محلولي به اندازه 4 گرم پتاسيم كلريد حل‌شده باشد ، غلظت معمولي اين محلول ، 20 گرم در ليتر خواهد بود.

ابتدا ميلي ليتر به ليتر تبديل شود:

 

و سپس جاي گذاي در فرمول شود:

 

غلظت مولار ( مولاريته  CM)

غلظت مولار رايج‌ترين روش براي بيان غلظت است و مولاريته يك محلول عبارت است از مقدار مول هاي جسم حل شده در يك ليتر از محلول. اين غلظت را به صورت ميلي مول حل شده در ميلي ليتر هم بيان مي‌كنند و يكي از پر كاربردترين مفاهيم غلظت در شيمي تجزيه مي‌باشد. اين تعريف بر اساس حجم كل محلول استوار است. وقتي غلظت محلول بر حسب مولاريته بيان مي‌شود، محاسبه مقدار ماده حل شده موجود در يك نمونه معين از محلول آسان است. تعداد مول هاي جسم حل شده از تقسيم كردن وزن آن بر حسب گرم به وزن فرمولي آن (وزن مولكولي ، وزن اتمي ، وزن يوني) بدست مي‌آيد.

حجم محلول (ليتر) / مقدار ماده حل شونده (مول) = غلظت مولار (M)

 

غلظت مولال ( مولاليته m )

محلولي كه در آن يك مول ماده حل‌شونده در يك كيلوگرم حلال حل شده باشد ، محلول مولال ناميده مي‌شود. از غلظت مولال در مطالعه خواص كوليگاتيو محلول‌ها به كار مي‌رود.

كيلوگرم حلال / مقدار ماده حل شونده (مول) = غلظت مولال (m)

 

غلظت نرمال ( N )

محلول نرمال ، محلولي است كه يك اكي والان گرم ماده حل‌شونده در يك ليتر آن و يا يك ميلي‌اكي‌والان گرم در هر ميلي ليتر آن حل شده باشد.

مفهوم اكي والان گرم : مقدار وزن اكي والان مواد مختلف طبق رابطه زير به دست مي‌آيد:

كه در آن M جرم مولكولي و n ( ظرفيت ) براي مواد مختلف به قرار زير بدست مي‌آيد:

مقدار n براي اسيدها برابر تعداد هيدروژن‌هاي اسيدي H و براي بازها ، برابر تعداد -OH ، براي نمك‌ها برابر ظرفيت فلز ضرب‌در تعداد فلز و براي واكنش‌هاي اكسايش- كاهش برابر درجه كاهش يا اكسايش است.

با بدست آوردن مقدار E (وزن اكي والان) مي‌توان تعداد اكي‌والان را از رابطه زير حساب كرد:

وزن اكي والان/ جرم ماده برحسب گرم =  = تعداد اكي والان

در نتيجه ، نرماليته يك محلول بيانگر تعداد اكي‌والان‌ها در يك ليتر محلول يا تعداد ميلي‌اكي ‌والان در هر ميلي ليتر محلول است و از رابطه زير محاسبه مي گردد :

           [ D (دانسيته) ،  a(درصد جرمي) ،  E(اكي والان گرم) ]

حال با توجه به روابط بالا مي توان از طريق رابطه زير حجم و نرماليته محلول هاي رقيق را با داشتن  حجم و نرماليته محلول هاي غليظ محاسبه نمود و بالعكس :

مطالبي كه تا اينجا گفته شد برخي از مفاهيمي بود كه براي روند كار محلول سازي در آزمايشگاه به كار مي رود ، بدين ترتيب براي شروع فرآيند محلول سازي دانستن و يادگيري اين مفاهيم لازم است.

 

 

الكتروشيمي

 

الكتروشيمي شاخه‌اي از شيمي‌فيزيك است كه به بررسي واكنش‌هاي شيميايي مي‌پردازد كه در اثر عبور جريان الكتريكي انجام مي‌شوند و يا انجام يافتن آن‌ها سبب ايجاد جريان الكتريكي مي‌شود. مباحث اصلي آن عبارت‌اند از:
• اكسايش-كاهش
• سلول گالواني (كه پيل الكتروشيميايي و خوردگي را نيز در بر مي‌گيرد)
• برق‌كافت (كه آبكاري، پالايش الكتريكي فلزها و تهيهء مواد به روش برق‌كافت را نيز در بر مي‌گيرد)

اكسايش-كاهش

واكنشي است كه در آن دست كم عدد اكسايش يك عنصر تغيير مي‌كند

سلول گالواني

سامانه‌اي است كه در آن واكنش اكسايش-كاهش انجام مي‌شود و انتقال الكترون اين واكنش از راه يك مدار صورت مي‌گيرد تا بخش بزرگي از انرژي اكسايش-كاهش به شكل انرژي الكتريكي در اختيار باشد.

برق‌كافت

فرايند تجزيه شدن يك الكتروليت مذاب يا محلول الكتروليت در اثر عبور جريان برق برق‌كافت (الكتروليز) نام دارد.
تمام واكنشهاي شيميايي ، اساسا ماهيت الكتريكي دارند، زيرا الكترونها در تمام انواع پيوندهاي شيميايي (به راههاي گوناگون) دخالت دارند. اما الكتروشيمي بيش از هر چيز بررسي پديده‌هاي اكسايش- كاهش است. روابط بين تغيير شيميايي و انرژي الكتريكي ، هم از لحاظ نظري و هم از لحاظ عملي حائز اهميت است.
از واكنشهاي شيميايي مي‌توان براي توليد انرژي الكتريكي استفاده كرد (در سلولهايي كه سلولهاي ولتايي يا سلولهاي گالواني ناميده مي‌شوند) و انرژي الكتريكي را مي‌توان براي تبادلات شيميايي بكار برد (در سلولهاي الكتروليتي). علاوه بر اين ، مطالعه فرايندهايي الكتروشيميايي منجر به فهم و تنظيم قواعد آنگونه از پديده‌هاي اكسايش - كاهش كه خارج از اينگونه سلولها روي مي‌دهند، نيز مي‌شود. با برخي فرايندهاي الكتروشيميايي آشنا مي‌شويم.

 

رسانش فلزي:

جريان الكتريكي ، جاري شدن بار الكتريكي است. در فلزات ، اين بار بوسيله الكترونها حمل مي‌شود و اين نوع رسانش الكتريكي ، رسانش فلزي ناميده مي‌شود. با بكار بردن يك نيروي الكتريكي كه توسط يك باتري يا هر منبع الكتريكي ديگر تامين مي‌گردد، جريان الكتريكي حاصل مي‌شود و براي توليد جريان الكتريكي ، يك مدار كامل لازم است. تشبيه جريان الكتريسيته به جريان يك مايع ، از قديم متداول بوده است. در زمانهاي گذشته ، الكتريسيته به‌صورت جرياني از سيال الكتريكي توصيف مي‌شد.
قراردادهاي قديمي كه سابقه آنها ممكن است به “بنجامين فرانكلين” برسد و پيش از آن كه الكترون كشف شود، مورد پذيرش بوده است، بار مثبتي به اين جريان نسبت مي‌دهد. ما مدارهاي الكتريكي را با حركت الكترونها توجيه خواهيم كرد. اما بايد به خاطر داشت كه جريان الكتريكي بنا به قرارداد بطور اختياري مثبت و به صورتي كه در جهت مخالف جاري مي‌شود، توصيف مي‌گردد.
جريان الكتريكي برحسب آمپر (A) و بار الكتريكي برحسب (C) كولن اندازه گيري مي‌شود. كولن ، مقدار الكتريسيته است كه در يك ثانيه با جريان 1 آمپر از نقطه‌اي مي‌گذرد: 1C = 1A.S و 1A = 1C/S . جريان با اختلاف پتانسيل الكتريكي كه بر حسب ولت اندازه گيري مي‌شود، در مدار رانده مي‌شود. يك ولت برابر يك ژول بر كولن است. 1V = 1J/C يا 1V.C = 1J . يك ولت لازم است تا يك آمپر جريان را از مقاومت يك اهم بگذراند. I=ε/R يا ε=IR

رسانش الكتروليتي:

رسانش الكتروليت ، هنگامي صورت مي‌گيرد كه يونهاي الكتروليت بتوانند آزادانه حركت كنند، چون در اين مورد ، يونها هستند كه بار الكتريكي را حمل مي‌كنند. به همين دليل است كه رسانش الكتروليتي ، اساس توسط نمكهاي مذاب و محلولهاي آبي الكتروليتها صورت مي‌گيرد. علاوه بر اين ، براي تداوم جريان در يك رساناي الكتروليتي لازم است كه حركت يونها با تغيير شيميايي همراه باشد. منبع جريان در يك سلول الكتروليتي ، الكترونها را به الكترود سمت چپ مي‌راند.
بنابراين مي‌توان گفت كه اين الكترود ، بار منفي پيدا مي‌كند. اين الكترونها از الكترود مثبت سمت راست كشيده مي‌شوند. در ميدان الكتريكي كه بدين ترتيب بوجود مي‌ايد، يونهاي مثبت يا كاتيونها به طرف قطب منفي يا كاتد و يونهاي منفي يا آنيونها به طرف قطب مثبت يا آند جذب مي‌شوند. در رسانش الكتروليتي ، بار الكتريكي بوسيله كاتيونها به طرف كاتد و بوسيله آنيونها كه در جهت عكس به طرف آند حركت مي‌كنند، حمل مي‌شود.
براي اين كه يك مدار كامل حاصل شود، حركت يونها بايد با واكنشهاي الكترودي همراه باشد. در كاتد ، اجزاي شيميايي معيني (كه لازم نيست حتما حامل بار باشند) بايد الكترونها را بپذيرند و كاهيده شوند و در آند ، الكترونها بايد از اجزاي شيميايي معيني جدا شده ، در نتيجه آن ، اجزا اكسيد شوند. الكترونها از منبع جريان خارج شده ، به طرف كاتد رانده مي‌شوند.

عوامل موثر بر رسانش الكتروليتي

رسانش الكتروليتي به تحرك يونها مربوط مي‌شود و هر چند كه اين يونها را از حركت باز دارد، موجب ايجاد مقاومت در برابر جريان مي‌شود. عواملي كه بر رسانش الكتروليتي محلولهاي الكتروليت اثر دارند، عبارتند از : جاذبه بين يوني ، حلال پوشي يونها و گرانروي حلال. انرژي جنبشي متوسط يونهاي ماده حل شده با افزايش دما زياد مي‌شود و بنابراين مقاومت رساناهاي الكتروليتي ، بطور كلي با افزايش دما كاهش مي‌يابد. يعني رسانايي زياد مي‌شود. به‌علاوه ، اثر هر يك از سه عامل مذكور با زياد شدن دما كم مي‌شود.

الكتروليز (برقكافت):

الكتروليز يا برقكافت سديم كلريد مذاب ، يك منبع صنعتي تهيه فلز سديم و گاز كلر است. روشهاي مشابهي براي تهيه ديگر فلزات فعال ، مانند پتاسيم و كلسيم بكار مي‌روند. اما چنانكه بعضي از محلولهاي آبي را برقكافت كنيم، آب به جاي يونهاي حاصل از ماده حل شده در واكنشهاي الكترودي دخالت مي‌كند. از اينرو ، يونهاي حامل جريان لزوما بار خود را در الكترودها خالي نمي‌كنند. مثلا در برقكافت محلول آبي سديم سولفات ، يونهاي سديم به طرف كاتد و يونهاي سولفات به طرف آند حركت مي‌كنند، اما بار اين هر دو يون با اشكال تخليه مي‌شود.
بدين معني كه وقتي عمل برقكافت بين دو الكترود بي‌اثر در جريان است، در كاتد ، گاز هيدروژن بوجود مي‌ايد و محلول پيرامون الكترود ، قليايي مي‌شود:
2H2O + 2e → 2OH- + H2(g)
يعني در كاتد ، كاهش صورت مي‌گيرد، ولي به جاي كاهش سديم ، آب كاهيده مي‌شود. بطور كلي ، هرگاه كاهش كاتيون ماده حل شده مشكل باشد، كاهش آب صورت مي‌گيرد. اكسايش در آند صورت مي‌گيرد و در برقكافت محلول آبي Na2SO4 ،
آنيونها (2-SO4) كه به طرف آند مهاجرت مي‌كنند، به‌سختي اكسيد مي‌شوند:
2SO42- → S2O42- + 2e
بنابراين ترجيهاً اكسايش آب صورت مي‌گيرد:
2H2O → O2(g) + 4H+ + 4e
يعني در آند ، توليد گاز اكسيژن مشاهده مي‌شود و محلول پيرامون اين قطب ، اسيدي مي‌شود. بطور كلي هرگاه اكسايش آنيون ماده حل شده مشكل باشد، آب در آند اكسيد مي‌شود. در الكتروليز محلول آبي NaCl ، در آند ، يونهاي -Cl اكسيد مي‌شوند و گاز Cl2 آزاد مي‌كنند و در كاتد ، احياي آب صورت مي‌گيرد. اين فرايند ، منبع صنعتي براي گاز هيدروژن ، گاز كلر و سديم هيدروكسيد است:
2H2O + 2Na+ + 2Cl- → H2(g) + 2OH- + 2Na+ + Cl2

سلولهاي ولتايي:

سلولي كه به‌عنوان منبع انرژي الكتريكي بكار مي‌رود، يك سلول ولتايي يا يك سلول گالواني ناميده مي‌شود كه از نام “آلساندرو ولتا” (1800) و “لوئيجي گالواني” (1780) ، نخستين كساني كه تبديل انرژي شيميايي به انرژي الكتريكي را مورد آزمايش قرار دادند، گرفته شده است. واكنش بين فلز روي و يونهاي مس II در يك محلول ، نمايانگر تغييري خود به خود است كه در جريان آن ، الكترون منتقل مي‌شود.
(Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s
مكانيسم دقيقي كه بر اساس آن انتقال الكترون صورت گيرد، شناخته نشده است. ولي مي‌دانيم كه در آند ، فلز روي اكسيد مي‌شود و در كاتد ، يونهاي Cu+2 احيا مي شود و به ترتيب يونهاي Zn+2 و فلز Cu حاصل مي‌شود و الكترونها از الكترود روي به الكترود مس كه با يك سيم به هم متصل شده‌اند، جاري مي‌شوند، يعني از آند به كاتد.
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e
(Cu2+(aq)+2e → Cu(s
نيم سلول سمت چپ يا آند ، شامل الكترودي از فلز روي و محلول ZnSO4 و نيم سلول سمت راست يا كاتد ، شامل الكترودي از فلز مس در يك محلول CuSO4 است. اين دو نيم سلول ، توسط يك ديواره متخلخل از هم جدا شده‌اند. اين ديواره از اختلال مكانيكي محلولها ممانعت مي‌كند، ولي يونها تحت تاثير جريان الكتريسيته از آن عبور مي‌كنند. اين نوع سلول الكتريكي ، سلول دانيل ناميده مي‌شود.

 

نيروي محركه الكتريكي

اگر در يك سلول دانيل ، محلولهاي 1M از ZnSO4 و 1M از CuSO4 بكار رفته باشد، آن سلول را با نماد گذاري زير نشان مي‌دهيم:
(Zn(s) → Zn2+(1M) → Cu2+(1M) → Cu(s
كه در آن خطوط كوتاه عمودي ، حدود فازها را نشان مي‌دهند. بنابر قرارداد ، ماده تشكيل دهنده آند را اول و ماده تشكيل دهنده كاتد را در آخر مي‌نويسيم و مواد ديگر را به ترتيبي كه از طرف آند به كاتد با آنها برخورد مي‌كنيم، ميان آنها قرار مي‌دهيم. جريان الكتريكي توليد شده در يك سلول ولتايي ، نتيجه نيروي محركه الكتريكي (emf) سلول است كه برحسب ولت اندازه گيري مي‌شود.
هر چه تمايل وقوع واكنش سلول بيشتر باشد، نيوري محركه الكتريكي آن بيشتر خواهد بود. اما emf يك سلول معين به دما و غلظت موادي كه در آن بكار رفته است، بستگي دارد. emf استاندارد، ˚ε ، مربوط به نيروي محركه سلولي است كه در آن تمام واكنش دهنده‌ها و محصولات واكنش در حالت استاندارد خود باشند. مقادير ˚ε معمولا براي اندازه گيري‌هايي كه در ˚25C به عمل آمده است، معين شده است.

الكتروشيمي تعادل

همانطور كه انتظار داريم، تغييرات آنتروپي يونها با توانايي يونها در مرتب نمودن مولكولهاي آب مجاور خود در محلول مرتبط است. يونهاي كوچك با بار زياد موجب القاء ساختار موضعي در آب مجاور مي‌شوند و آنتروپي محلول در مقايسه با يونهاي بزرگ و بار كم كاهش بيشتري مي‌يابد. مقدار مطلق ، آنتروپي مولي جزئي قانون سوم پروتون در آب با پيشنهاد مدلي براي ساختار القاء شده توسط آن حدس زده شده و ومقدار مورد توافق است. مقدار منفي آب بدين معني است كه پروتون در حلال ايجاد نظم مي نمايد.

قانون حد دباي - هوكل (Debye - Huckel theory)

برد بلند و قدرت اثرات متقابل كولمبي بين يونها عامل اصلي دور شدن از حالت ايده‌آل در محلولهاي يوني بوده و از تمام عوامل ديگر دخيل در غير ايده آل مهمتر است. اين نكته ، اساس نظريه دباي - هوكل در مورد يوني است كه توسط پتردباي و اريك هوكل در 1923 ارئه گرديد. چون يونها با بارهاي مخالف همديگر را جذب مي‌كنند، كاتيونها و آنيونها بطور يكنواخت در محلول توزيع نمي‌شود: بلكه آنيونها بيشتر در نزديكي كاتيونها يافت مي‌شوند و بالعكس. كل محلول از نظر الكتريكي خنثي است، اما در نزديكي هر يون معين يونهاي مخالف اضافي ، يونهايي با بار مخالف وجود دارد.
در هر محدوده زماني بطور متوسط يونهاي مخالف بيشتر از يونهاي همنوع از كنار يك يون و در تمام جهات مي‌گذرد. اين گردمه (Hazi) كروي حول يك يون داراي باري مساوي ولي با علامت مخالف بار يون مركزي بوده و جويوني ناميده مي‌شود. انرژي و در نتيجه پتانسيل شيميايي هر يون مركزي در نتيجه اثر متقابل كولني با جو يوني‌اش كاهش مي‌يابد. اين كاهش انرژي به صورت اختلاف بين تابع گيبس G و مقدار ايده آل آن ْG ظاهر مي‌گردد و با مشخص مي‌شود.
اين مدل ، منجر به اين نتيجه مي‌گردد كه غلظتهاي بسيار كم ضريب فعاليت با استفاده از قانونه حد دباي - هوكل محاسبه مي‌گردد.

كه در آن Cْ 25 براي يك محلول آبي مي‌باشد. (بطور كلي A به نفوذ پذيري نسبي و دما بستگي دارد) و I قدرت يوني محلول است.

پيلهاي الكتروشيميايي

اكنون با اندازه گيريهاي الكتريكي به بررسي واكنشها در محلول مي‌پردازيم. دستگاه عمده براي اين منظور پيل الكتروشيميايي است. اين پيل از دو الكترود تشكيل شده است، كه عبارت است از هدايت كننده‌هاي فلزي كه داخل الكتروليت قرار دارد. يك الكتروليت ، هدايت كننده يوني است (كه مي‌تواند محلول ، مايع يا جامد باشد). يك الكترود و الكتروليت آن يك بخش الكترودي را تشكيل مي‌دهد. دو الكترود ممكن است در يك بخش باشد. چنانچه الكتروليتها مختلف باشد، دو بخش ممكن است در يك بخش باشد.
چنانچه الكتروليتها مختلف باشد، دو بخش ممكن است توسط يك پل نمكي بهم متصل گردد. پل نمكي ، محلول الكتروليتي است كه مدار الكتريكي را كامل نموده و پيل را قادر مي‌سازد كه كار كند. يك پيل الكتروشيميايي كه براثر انجام واكنش خودبخودي داخل آن توليد الكتريسيته نمايد، پيل گالوانيك ناميده مي‌شود. يك پيل الكتروشيميايي كه از الكتريسيته يك منبع خارجي براي انجام واكنش غير خودبخودي در داخل آن استفاده شود، پيل الكتروليتي ناميده مي‌شود.

انواع پيلها

در ساده‌ترين نوع پيل هر دو الكترود در يك الكتروليت قرار مي‌گيرند. در بعضي موارد لازم است كه الكترودها در الكتروليتهاي مختلف قرار گيرد، مانند پيل دانيل كه يك جفت اكسايشي - كاهشي و ديگري مي‌باشد. در يك پيل غلظتي الكتروليت دو قسمت الكترودي پيل از كليه جهات بجز غلظت الكتروليتها كاملا يكسان است. در پيل غلظتي الكترود ، غلظت الكترودها متفاوت است، يا الكترودهاي گازي مي‌باشد كه با فشارهاي مختلف كار مي‌كند و يا اين كه از ملغمه‌هايي (محلول در جيوه) با غلظتهاي مختلف ساخته شده است.

مقدمه

پيلي كه به عنوان منبع انرژي الكتريكي بكار مي‌رود، يك پيل ولتايي يا يك گالواني ناميده مي‌شود كه از نام آلساندو ولتا و لوئيجي گالواني ، نخستين كساني كه تبديل انرژي شيميايي به انرژي الكتريكي را مورد آزمايش قرار دادند، گرفته شده است. در اين پيل ، نيم پيلي كه در آن واكنش اكسيداسيون صورت مي‌گيرد، نيم پيل آند و نيم پيلي كه در آن واكنش كاهش يا احيا صورت مي‌گيرد، نيم پيل كاتد ناميده مي‌شود. در ترسيم يك پيل گالواني ، نيم پيل آند در سمت چپ و نيم پيل كاتد در سمت راست نمايش داده مي‌شود.

پيل دانيل

در يك دانيل ، نيم پيل سمت چپ شامل الكترودي از فلز روي و محلول ZnSO4 و نيم پيل سمت راست شامل الكترودي از فلز مس در يك محلول CuSO4 است. اين دو نيم پيل توسط يك ديواره متخلخل از هم جدا شده‌اند. اين ديواره از اختلاط مكانيكي محلولها ممانعت مي‌كند، ولي يونها تحت تأثير جريان الكتريكي از آن عبور مي‌كنند. واكنش نيم پيل آند به صورت Zn(s) → Zn2 + (aq)+ 2e و واكنش نيم پيل كاتد به صورت (2e + 2 + Cu(aq) → Cu(s است.

آند

هرگاه الكترودهاي روي و مس با يك سيم به هم متصل شوند، الكترونها از الكترود روي به طرف الكترود مس جاري مي‌شوند. در الكترود روي ، فلز روي اكسيد مي‌شود و به صورت يونهاي روي در مي‌آيد. اين الكترود ، آند پيل است و الكترونهايي كه محصول اكسيداسيون هستند، از اين قطب ، پيل را ترك مي‌كنند.

كاتد

الكترونهاي ايجاد شده در آند ، از مدار خارجي گذشته به الكترود مس مي‌رسند و در آنجا يونهاي مس II را كاسته و آنها را به مس فلزي تبديل مي‌سازند. مسي كه بدين ترتيب توليد مي‌شود، بر روي الكترود سمت راست مي‌نشيند. الكترود مس ، كاتد پيل است كه در آنجا الكترونها وارد پيل (يا سلول) مي‌شوند و كاهش يا احيا صورت مي‌گيرد.

علامت آند و كاتد

چون الكترونها در الكترود روي توليد مي‌شوند، اين آند به عنوان قطب منفي در نظر گرفته مي‌شود. الكترونها در مدار خارجي هر پيل ولتايي كه در حال كاركردن است، از قطب منفي به طرف قطب مثبت سير مي‌كنند. بنابراين كاتد كه در آنجا الكترونها در واكنش الكترودي مصرف مي‌شوند، قطب مثبت است.

 

جهت حركت آنيونها و كاتيونها

در نخستين نظر ، شگفت آور به نظر مي‌رسد كه آنيونها يعني يونهايي كه بار منفي دارند، بايد به طرف آند كه الكترود منفي است، سير كنند و بر عكس كاتيونها كه حامل بار مثبت هستند به طرف كاتد كه قطب مثبت است، بروند (بايد توجه داشت كه در داخل پيل حركت يونها مدار الكتريكي را كامل مي‌كنند). اما بررسي دقيق واكنشهاي الكترودي پاسخ اين مساله ظاهرا غير عادي را بدست مي‌دهد. در آند ، يونهاي روي توليد مي‌شوند و الكترونها در فلز ، به جاي مي‌مانند. از طرف ديگر ، خنثي بودن الكتريكي محلول همواره بايد حفظ شود.

بنابراين در محلول پيرامون الكترود بايد به همان قدر بار منفي از آنيونها وجود داشته باشد كه بار مثبت از كاتيونها وجود دارد. از اين رو يونهاي SO-24 به طرف آند مي‌روند تا اثر يونهاي Zn2+ را كه توليد مي‌شوند خنثي كنند. در همان زمان ، يونهاي روي از آند دور مي‌شوند و به طرف كاتد مي‌روند. در كاتد الكترونها صرف كاهش يونهاي 2+Cu و تبديل آنها به فلز مس مي‌شوند. در حالي كه يونهاي 2+Cu بار خود را تخليه مي‌كنند، يونهاي 2+Cu بيشتري به محوطه پيرامون كاتد مي‌آيند تا جاي يونهاي خارج شده را بگيرند. اگر چنين نشود ، يونهاي SO2-4 اضافي در اطراف كاتد ايجاد مي‌شوند.

نقش ديواره متخلخل :

ديواره متخلخل را به اين منظور اضافه مي‌كنند كه از اختلاط مكانيكي محلول نيم پيلها ممانعت به عمل آورد. بديهي است كه اگر يونهاي 2+Cu با الكترود فلز روي تماس پيدا كنند، الكترونها به جاي آن كه از مدار خارجي بگذرند، مستقيما به يونهاي 2+Cu منتقل خواهند شد. وقتي كه سلول بطور عادي كار مي‌كند، انتقال از اين مدار كوتاه صورت نمي‌گيرد. زيرا يونهاي 2+Cu در جهتي حركت مي‌كنند كه از الكترود روي دور شوند.

پتانسيل احيا و نقش آن در تعيين آند و كاتد

در مقايسه پتانسيل احيا دو عنصر ، عنصري كه پتانسيل احياي بالاتري دارد، به عنوان كاتد و عنصري كه پتانسيل احياي پايين تري دارد، به عنوان آند پيل در نظر گرفته مي‌شود. در پيل دانيل نيز ، چون روي پتانسيل احياي پايين تري در مقايسه با فلز مس دارد، به عنوان آند و مس به عنوان كاتد و عنصر احيا شونده بكار رفته است.

چگونگي نمايش آند و كاتد در يك پيل

اگر در پيل دانيل ، محلولهاي 1M از ZnSO4 و 1M از CuSO4 بكار رفته باشد، آن پيل را با نمادگذاري زير نشان مي‌دهيم:

(Zn(s)│Zn2 + (1M)│Cu2 + (1M)│Cu(s

كه در آن ، خطوط كوتاه عمودي ، حدود فازها را نشان مي‌دهند. بنابر قرار داد ، ماده تشكيل دهنده آند را اول و ماده تشكيل دهنده كاتد را در آخر مي‌نويسيم و مواد ديگر را به ترتيبي كه از طرف آند با آنها برخورد مي‌كينم، ميان آنها قرار مي‌دهيم.

 عوامل موثر بر پتانسيل الكترود -ي پيل غلظت

پتانسيل سلول :

تفاوت پتانسيل بين دونيم سلول يك سلول گالواني را پتانسيل سلول ( emf ) مي نا مند.راهي براي اندازه گيري پتانسيل يك نيم سلول

(E0)به تنهايي وجودندارد،و طبق قراردادآنرا بطورنسبي ونسبت به نيم سلول هيدروژن درشرايط استاندارد وبراي نيمه واكنش كاهش  بدست مي آورند.

(E0 ) هيدروژن طبق قرارداد در هر دمايي صفرمي باشد.علامت مثبت  (E0 ) نشان مي دهد كه الكترود مورد آزمايش نسبت به

هيدروژن  براي گرفتن الكترون تمايل بيشتري دارد و بالعكس .

محاسبه نيروي الكتروموتوري يك سلول كه همواره مثبت خواهد بود ازاين رابطه بدست مي آيد              (آند) E0  -  ( كاتد) E0 =  (سلول) E0

زيراولتاژ يك سلول تفاوت پتانسيل الكترودي است كه الكترون به آن وارد مي شودمنهاي الكترودي كه الكترون از آن خارج مي شود.

نيم سلولي كه E0 كوچكتري دارد كاهنده تر بوده و در نقش آند و قطب منفي خواهد بودوبالعكس.

وبطريق تجربي به كمك يك ولت سنج اندازه گيري مي شود به منظور انجام چند آزمايش وبدست آوردن emf سلول دراينجا كليك كنيد .

لازم به تذكر است كه چنانچه غلظت الكتروليت ها را درشرايط استاندارد (۱مولار ) انتخاب نكنيد emf سلول با شرايط استاندارد متفاوت

مي شود. حتي مي توانيد به كمك يك فلز ومحلولي ازيونها آن با غلظت ها ي مختلف  سلول گالواني بسازيد .اين موضوع را نيز آزمايش كنيد .

بخاطر داشته باشيد كه  E0 يكي از  خواص شدتي گونه هاي شيميايي مي باشد و به مقدار جرم بستگي ندارد.

عوامل موثر بر پتانسيل الكترود - پيل غلظتي

 

وقتي  تيغه اي از جنس نقره را در محلول نقره نيترات 1 مولار قرار مي گيرد

خيلي زود بين تيغه ومحلول تعادل زير برقرار مي شود

 

Ag + +   e      ¾    Ag

 

بديهي است در اين حالت برروي تيغه تراكم الكترون وبار منفي ودر محلول

الكتروليت تراكم بار مثبت ناشي از حضور يونهاي مثبت را خواهيم داشت

اين اختلاف بار سبب اعمال يك اختلاف پتانسيلي مي شود كه دردماي

25درجه سانتي گراد وبراي غلظت 1 مولار يون Ag+  به  آن پتانسيل استاندارد

مي گويند كه براي نقره برابر 0.8 است

 

اثر دما بر پتانسيل استاندارد:

روشن است كه چون دما بروضعيت تعادل و بر ثابت تعادل اثر گذار است

در دماي غير از دماي استاندارد پتانسيل الكترود با پتانسيل در دماي

25 برابر نخواهد بود

 

اثر غلظت بر پتانسيل استاندارد :

تغيير غلظت تعادل فوق را جا بجا مي كند بنابراين در غلظت هاي مختلف

پتانسيل هاي متفاوت اعمال مي شودمثلا اگرغلظت را از 1 مولار به 0.1

مولار كاهش دهيم تعادل فوق به سمت چپ گرايش پيدا مي كندو تيغه

نقره تمايل كمتري به اكسايش نشان ميدهد  بنابرا ين اختلاف بار بين تيغه

و محلول كمتر مي شود واختلاف پتانسيل كمتري اعمال ميشود يعني در

غلظت هاي كمتر پتانسيل كاهشي كمتر است

براي محاسبه پتانسيل كاهشي در غلظت ها متفاوت مي توان فرمول زير

را بكار برد :

 

 

 

كه در آن nبرابرالكترونهاي مباد له شده است و Q  همان خارج قسمت

واكنش است كه در معادله فوق برابر است با :

به طور مثال براي تيغه نقره اگر غلظت الكتروليت  برابر1  مولار  باشد

پتانسيل كاهشي  برابراست با :

 

 

 

چون لگاريتم يك برابر صفر است   مي توان گفت در غلظت 1 مولار پتانسيل

كاهشي همان پتانسيل استاندارد نقره است

E =  E 0

ولي  اگر غلظت برابر 0.1 مولار  باشد پتانسيل كاهشي برابر است با :

 

 

اثر عوامل رسوب دهنده بر غلظت

چون غلظت بر پتانسيل كاهشي يك الكترود موثر است هر عاملي كه غلظت

را تغيير دهد نيز مي تواند بر روي E   موثر باشد به طور مثال اگر به ظرف حاوي

محلول الكتروليت نقره نيترات ,چند قطره محلول سديم كلريد اضافه كنيم يون

Cl- موجب مي شود يون نقره به شكل   AgClرسوب كرده وغلظت آن كاهش

يابدبنابراين موجب كاهش پتانسيل كاهشي مي شود

هرچه غلظت عامل رسوب دهنده بيشتر و حلاليت رسوب حاصله كمتر باشد

كاهش پتانسيل E   چشمگيرتر خواهد بود

 

اثر عوامل كمپلكس دهنده

علاوه براين اگر افزايش يك ماده برمحلول الكتروليت سبب ايجاد محصولات

پايدارتر( مانند تركيبات كمپلكسي ) شود كاهش غلظت عامل اكسنده

( در اينجا يون Ag+  ) را به همراه خواهد داشت و سبب كاهش E   مي گردد

هرچه ماده حاصله پايدارتر و غلظت عامل واكنش دهنده بيشتر باشد كاهش

E چشمگير تر خواهد بود

 

پيل غلظتي

چون پتانسيل الكترود بستگي به غلظت يون هاي بكار رفته در الكترود دارد

مي توان سلولي ساخت كه الكترود هاي آن از مواد يكسان ساخته شده

باشد ولي غلظت يون هاي آن متفاوت باشد مانند :

 

 

 

 

با توجه به معادله جزئي زير :

=0.34 E0      Cu2+   +     2e   ¾    Cu

و اصل لوشاتليه مي توان پيشگويي كرد كه با افزايش غلظت يون هاي

Cu 2+  واكنش به سمت راست كشيده مي شود و پتانسيل كاهش

زياد مي شود در حاليكه كاهش غلظت يون هاي Cu 2+ واكنش را به طرف

چپ ميكشاند و پتانسيل كاهش را كم  مي كند

در اين صورت واكنش سلول برابر است با :

 

Cu   +    Cu2+   ( 0.1 M )   →   Cu2+   ( 0.01 M )  +  Cu

 

 

پس از دو الكترودي كه در شكل ديده مي شود الكترود طرف چپ  يعني

جا يي كه غلظت الكتروليت كمتر  است  تمايل بيشتري به اكسايش داشته

نقش آند دارد والكترود سمت راست  يعني جايي كه غلظت الكتروليت بيشتر

است گرايش بيشتري براي كاهش دارد و نقش كاتد دارد

 

براي محاسبه پتانسيل سلول  پيل هاي غلظتي در حالت كلي مي توان

گفت:

 

 

 

پس در اين سلول پتانسيل سلول برابر است با

 

 

 

نكته بسيار مهم اين است كه در يك سلول غير غلظتي كه گونه هاي موجود

در دو نيم سلول متفاوتند وا كنش تا برابر شدن پتانسيل آند و كاتد پيش

مي روددر حاليكه در يك پيل غلظتي علاوه بر برابر شدن پتانسيل آند و كاتد

بايد غلظت ها هم برابر شوند

استاندارد كالومل

الكترود استاندارد كالومل يا الكترود كالوما اشباع (به انگليسي: Saturated calomel electrode) يكي از چند گونه الكترود مرجع است.

پايه كار اين الكترود واكنش جيوه و كلريد جيوه (Hg2Cl2) يا همان كالومل است. فاز آبي كه بين اين دو ارتباط برقرار مي‌كند، كلريد پتاسيم اشباع در آب است. الكترود شاهد، الكترودي با پتانسيل معلوم مي‌باشد كه براي تعيين پتانسيل ساير الكترودها مورد استفاده قرار مي‌گيرد. پتانسيل الكترود استاندارد، اساس تعيين پتانسيل ساير الكترودها مي‌باشد (پتانسيل صفر). براي اينكه الكترودي به‌عنوان الكترود شاهد استفاده شود، بايد داراي شرايطي باشد كه به شرح زير مي‌باشد:

 

دارا بودن پتانسيل ثابت و تكرار شدني. پلاريزه نشدن براي چگالي‌هاي جريان كم، موقعي كه جريان از آنها عبور مي‌كند، يعني بطور برگشت‌پذير عمل كردن الكترود. الكترود بايد سطح زيادي داشته باشد و غلظت الكتروليت آن خيلي كم نباشد. انواع الكترود شاهد الكترود استاندارد هيدروژن (S.H.E) الكترود هيدروژن، از يك ورقه پلاتين به سطح تقريبي 1cm2 تشكيل شده است كه بر روي آن، با عمل الكتروليز، پلاتين قرار داده‌اند تا سطح موثر الكترود زياد شود. اين ورقه در محلول يون هيدروژن وارد شده، گاز هيدروژن از راه يك لوله به سطح آن مي‌رسد و محلول اطراف آن را اشباع مي‌كند. الكترود هيدروژن به صورت زير معرفي مي‌شود:

(pt , H2(P)|H+(m

و معادله واكنش الكترودي آن چنين مي‌باشد:

(2H++2e→H2(g

پتانسيل آن، به دما و فعاليت يون هيدروژن در محلول و فشار گاز، مربوط مي‌باشد. اگر فعاليت يون هيدروژن برابر با واحد و فشار گاز هيدروژن برابر با يك اتمسفر باشد، الكترود را، الكترود استاندارد هيدروژن مي‌گويند (S.H.E) و پتانسيل آن را در هر دمايي بطور قراردادي برابر با صفر مي‌گيرند. الكترود هيدروژن، بيشترين جريان مبادله را دارد. به همين علت، از لحاظ بازگشت پذيري بهترين الكترود مي‌باشد.

الكترود كالومل(Hg2cl2) كاربرد اين الكترودها از ديگر الكترودهاي شاهد بيشتر است. الكترود عبارت است از مقداري جيوه كه در تماس با كالومل بوده، آن هم در مجاورت كلريد پتاسيم قرار دارد. يك مفتول پلاتيني ارتباط جيوه با مدار را برقرار مي‌كند. اگر كالومل به روش الكتريكي تهيه شود، بازگشت‌پذيري خوبي دارد. پتانسيل الكترود كالومل نسبت به اكسيژن حل شده در محلولهاي خنثي حساسيتي نشان نمي‌دهد، ولي در محيطهاي اسيدي حساسيت نشان مي‌دهد.

پتانسيل الكترودهاي كالومل تابع غلظت محلول كلريد پتاسيم آنها مي‌باشد و درسه نوع الكترود كه غلظت الكتروليت آنها 0.1N و 1N و اشباع است، تهيه مي‌شوند كه نوع اشباع بيشتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. البته اين الكترود معايبي دارد كه عبارتند از: پايداري كم، كمي تكرار پذيري پتانسيل آن نسبت به بقيه انواع الكترودها، بالابودن ضريب دمايي آن و دير به تعادل رسيدن پتانسيل آن، وقتي كه دما بالا مي‌رود.

الكترودهاي كالومل را مي‌توان در بالاي 100درجه سانتي‌گراد و حتي 250درجه سانتي‌گراد هم براي چند ساعت بكار برد. اما در حدود 70درجه، ناپايداري قابل ملاحظه‌اي نشان مي‌دهند. اگر به محلول اشباع شده KCl، يك پلي‌الكل اضافه شود، الكترود را مي‌توان تا 30-درجه سانتي‌گراد بكار برد و نتايج خوبي بدست آورد. معادله واكنش الكترودي به صورت زير است:

Hg2Cl2(5) +2e →2Hg(l) + 2cl

الكترود كالومل

الكترودهاي نقره-كلريدنقره: اين الكترودها در موقع كاركردن، جوابهاي تكرار شدني مي‌دهند و مدتها سالم مي‌مانند. تهيه آنها ساده است و اكسيژن و نور تاثيري بر پتانسيل آنها ندارد. با توجه به روش تهيه، رنگ آنها از گُلي (تقريباصورتي) تا قهوه‌اي تغيير مي‌كند. رنگ بهترين آنها كمي گُلي‌رنگ مي‌باشد. در دماي بين صفر تا 240 درجه سانتي‌گراد به‌خوبي كار مي‌كند. الكترود از يك لوله كه داراي صفحه اي از شيشه فريتر مي‌باشد، تشكيل شده است. لايه اي از ژل آگار اشباع شده با KCl در روي اين ديسك شيشه‌اي قرار داده شده است تا از نشت محلول از لوله جلوگيري كند.

لايه‌اي از كلريد پتاسيم جامد بر روي آن قرار داده شده و بقيه لوله با محلول KCl اشباع پر شده است. چند قطره هم از محلول AgNO3 يك فرمال به آن اضافه شده است تا آن را نسبت به AgCl، اشباع نمايد. يك سيم نقره‌اي به قطر 1 تا 2 ميلي‌متر در داخل محلول، ارتباط الكتريكي را برقرار مي‌كند

اين الكترود را با اين نام نشان مي‌دهند:

 

رابطه زير بين الكترود استاندارد هيدروژن و اين الكترود برقرار است:

ECALOMEL = ESHE + 0.242

 

 

نگاه كلي

درسنجشهاي الكتروشيميايي ، الكترود يكي از مهمترين اجزاي يك سلول الكتروشيمايي است. الكترود ، تيغه‌اي فلزي است كه با الكتروليت در تماس بوده و باعث انتقال الكترون از مواد داخل سلول ( مواد عمل كننده ، يونيزه كننده و … ) به مدار خارجي و يا از مدار خارجي به مواد مي‌شود. هر سلول الكتروشيميايي داراي دو الكترود است.

واكنشهاي اكسايشي و كاهشي در سطح الكترودها صورت مي‌گيرد. الكترودي كه در آن ، عمل اكسايش صورت مي‌گيرد، كاتد نام دارد. الكترودها را بوسيله رابطهاي فلزي كه عبور جريان الكتريكي را بين آنها ممكن مي‌كنند، به هم وصل مي‌كنند. وقتي الكتروليتهاي ناحيه كاتدي و آندي از لحاظ نوع و يا غلظت ، تفاوت داشته باشند، بايد آنها را بوسيله رابطي از الكتروليتها به يكديگر مربوط كرد تا هم جريان كامل شود و هم از اختلاط الكتروليتها جلوگيري شود.

معمولا پلهاي نمكي براي اين كار استفاده مي‌شوند.

معرفي الكترود بوسيله علائم شيميايي

براي معرفي الكترود بوسيله علائم شيميايي ، علامت مواد سازنده آن‌را در يك خط پهلويي هم مي‌نويسند. در اين حالت بين الكتروليت و بقيه اجزا ، خط عمودي قرار مي‌دهند. اين خط ، نشانگر آن است كه پتانسيلي بين دو قسمت برقرار مي‌شود. اگر هر يك از دو بخش ، شامل چند فلز باشد، بين فازها ، كاما(،) قرار مي‌دهند. براي حالت فيزيكي فازها علائم S براي جامد ، L براي مايع و g را براي گاز استفاده مي‌كنند.

براي معرفي سلول الكتروشيميايي ، علامت الكترودها را طوري پهلوي هم مي‌نويسند كه فرمول الكتروليتها ، كنار هم قرار گيرند و بين الكتروليتها دو خط عمودي مي‌گذارند كه طبق قرارداد ، آند در سمت چپ نوشته مي‌شود. بعنوان مثال معرفي يك سلول به شكل زير نشان مي دهد كه:

Zn: الكترود آندي در داخل محلول الكتروليت با غلظت y مولار قرار گرفته است.

Cu: الكترود كاتدي در داخل محلول الكتروليت با غلظت X مولار قرار گرفته است.

اين دو با هم يك سلول الكتروشيميايي را تشكيل مي‌دهند.

پتانسيل مطلق الكترود

وقتي دو فاز مختلف در كنار هم قرار گيرند، امكان برقراري پتانسيلي بين آنها وجود دارد. مثل وقتي كه يك تيغه فلزي در داخل حلال ايده آل و يا محلول يونهاي مربوطه‌اش قرارگيرد. بنابراين تبادلي بين يونهاي فلز تيغه و يون فلز محلول برقرار مي‌گردد و در نهايت انتقال به تعادل منجر مي‌شود. اگر يونها از تيغه به محلول انتقال يابند، الكترونها در روي تيغه الكترود مي‌مانند و بعد از زياد شدن يون در حلال ، يونها به سطح تيغه بر مي‌گردند و عمل به تعادل مي‌رسد.

تيغه ، داراي بار منفي و محلول ، داراي بار مثبت مي‌شود و اختلاف پتانسيلي بين تيغه و محلول پديد مي‌آيد كه آنرا پتانسيل مطلق الكترودي مي‌نامند. در اين فرايند ، مولكولهاي حلال و ميل قدرت نشر يونهاي فلز به محيط ، موثر است.

 

پتانسيل قراردادي الكترود

نيروي الكتروموتوري هر سلول برابر با اختلاف پتانسيل بين دو سر الكترودهاي آن ، موقعي است كه جرياني از مولد عبور نكند. اين كميت را به سهولت مي‌توان با پتانسيومتر اندازه‌گيري كرد، ولي هيچگونه روش نظري يا عملي براي تعيين اختلاف بين دو الكترود - الكتروليت وجود ندارد و در نتيجه سهم پتانسيل هر يك از الكترودها در نيروي الكتروموتوري سلول نامعلوم است.

در عمل براي اينكه بتوانند براي پتانسيل يك الكترود مقدار قابل بياني داشته باشند، نيروي الكتروموتوري سلولي كه از آن الكترودها و الكترود ديگري كه با آن سلول بدون مايع تماسي تشكيل مي‌دهد را اندازه مي‌گيرند. الكترود دومي ، الكترود شاهد است و پتانسيل مشخص دارد و در نتيجه پتانسيل الكترود مورد نظر با محاسبه تعيين مي‌شود.

الكترود شاهد

مبناي سنجش و تعيين پتانسيل الكترودها ، پتانسيل صفر ، پتانسيل الكترود استاندارد هيدروژن است. علاوه بر الكترود استاندارد هيدروژن ، الكترودهاي ديگر هم بعنوان شاهد انتخاب مي‌شوند كه پتانسيل اين الكترودها نسبت به پتانسيل الكترود استاندارد هيدروژن به سهولت تعيين مي‌شود. الكترودهاي كالومل ، نقره - نقره كلريد و كين هيدروژن از اين نوع هستند.

كاربرد الكترودها

الكترودها معمولا براي سنجش يك پارامتر مثل PH متري ، پتانسيومتري ، اندازه‌گيري غلظت يك يون يا مولكول و … در شيمي تجزيه استفاده مي‌شود و با توجه به پارامتر اندازه‌گيري الكترود مناسب استفاده مي‌شود. الكترودها در انواع فلزي ، غيرفلزي ، شيشه‌اي ، بلوري و … به بازار عرضه مي‌شوند و هر كدام كاربرد مخصوص خود را دارند.

 

الكترود استاندارد هيدروژن

از ويكي‌پديا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به: ناوبري, جستجو

الكترود استاندارد هيدروژن (به انگليسي: SHE:Standard hydrogen electrode) مرجعي براي سنجش پتانسيل فعاليت مواد گوناگون نسبت به همديگر است. اين استاندارد ازين‌رو بكار مي‌رود كه پتانسيل مواد را نمي‌توان بصورت مستقيم و مطلق اندازه گرفت و بنابراين اندازن گيري بايد نسبت به مرجعي باشد.

 

براي اندازه‌گيري پتانسيل استاندارد يك ماده بايستي بدين گونه رفتار كرد:

نيم‌پيل استاندارد هيدروژن متشكل از يك تيغه پلاتيني در محلول اسيدي كه اكتيويته H+‎ در آن برابر 1 است و هيدروژن با فشار يك اتمسفر بدرونش دميده مي‌شود را ايجاد كرد. بطور قراردادي پتانسيل اين نيم‌پيل برابر صفر است.

نيم‌پيل استاندارد ماده كه از محلول آبي آن ماده داراي تنها يون M+‎ است و اكتيويته‌اش برابر 1 است، تشكيل شده است.

با قراردادن ولت‌متر، اختلاف پتانسيل كه همان پتانسيل ماده است بدست مي‌آيد. اين عدد را با VSHE يا ESHE نشان مي‌دهند.

 

ماده

نشان

واكنش

پتانسيل(ولت)

طلا

Au

Au → Au3+ + 3 e-‎

1.498

كروم

Cr

Cr6+ → Cr3+ + 3 e-‎

1.33

'

O2 + 4 H+ → 2 H2o‎

1.23

نقره

Ag

Ag → Ag+ + 1 e-‎

0.80

'

Fe3+ → Fe2+ + 1 e-‎

0.77

مس

Cu

Cu → Cu2+ + 2 e-‎

0.33

هيدروژن

H2

H2 → 2 H+ + 2 e-‎

صفر

آهن

Fe

Fe → Fe2+ + 2 e-‎

44/0-

روي

Zn

Zn → Zn2+ + 2 e-‎

76/0-

آلومينيوم

Al

Al → Al3+ + 3 e-‎

66/1-

منيزيم

Mg

Mg → Mg2+ + 2 e-‎

24/2-

پتانسيومتر

پتانسيل سنج ، وسيله‌اي الكتريكي است كه از قطعه سيمي مقاوم (يا از ماده مقاوم الكتريكي) با مقاومت R تشكيل شده است و روي آن يك سر اتصال لغزنده قرار دارد. كه با سيم اتصال الكتريكي برقرار مي‌كند و معمولا در آزمايشگاه براي تنظيم و كنترل جريان از يك مقاومت متغير استفاده مي‌شود. پتانسيل منبع در سه محل اتصال الكتريكي دارد. عبارت است از نقطه A و B در دو سر سيم مقاوم و سر اتصال لغزنده T، پيچ تنظيم صداي راديو يا وسايل صوتي ديگر ، پتانسيل سنجي ساده و ارزان قيمت است. اما پتانسيل سنج دقيق وسيله‌اي گرانقيمت است كه براي اندازه‌گيري ولتاژ با دقت بسيار زياد بكار برده مي‌شود.

اساس كار پتانسيومتر
اگر اتصال بين نقطه A و T برقرار شود، اين وسيله به يك مقاومت قابل تنظيم يا رئوستا تبديل مي‌شود. مقاومت بين نقطه‌هاي A و T و شكل R1 نشان داده مي شود. با حركت سر اتصال لغزنده T در طول سيم مقاوم ، از سر اتصال A تا سر اتصال B ، مقاومت R1 از صفر تا مقدار R تغيير مي‌كند. نام پتانسيل سنج از آنجا گرفته شده است كه اين وسيله مي‌تواند مقادير مختلف اختلاف پتانسيل الكتريكي كه يا ولتاژ ، ميان سر اتصال T و يكي از دو سر سيم پتانسيل سنج (مثلا نقطه A) را بسنجد.

فرض كنيد باتري با نيروي محركه الكتريكي V به دو سر A و B ، وصل شده است. مقاومت بين A و T را R1 و مقاومت بين B و T را R2 مي‌گيريم. به اين ترتيب ، اين دو مقاومت يك تقسيم كننده ولتاژ محسوب مي‌شود. ولتاژ ميان دو سر اتصال A و T را VTA كسري از ولتاژ ميان A و B كه VBA است. در اين صورت مقاومت R1 + R2 ثابت و برابر با مقاومت پتانسيل سنج ، R است. هنگامي كه لغزنده در طول سيم مقاوم حركت مي‌كند، مقاومت R1 از صفر تا R و ولتاژ VTA بيان نقطه‌هاي A و T از صفر تا VRA تغيير مي‌كند. اين كار ، روش ساده‌اي براي توليد ولتاژ متغير با استفاده از ولتاژ ثابت است.
مثال كاربردي
در مورد پيچ تنظيم صداي راديو ، ولتاژ VBA داده شده به پتانسيل سنج ، ولتاژي با بسامد صوتي متناظر با موج صوتي است. مقدار متغير ولتاژ دو سر اتصال پتانسيل سنج (VTA) به بلندگو داده مي‌شود. (از طريق تقويت كننده راديو) و با حركت لغزنده شدت صوتي كه از راديو مي‌شنويم، تغيير مي‌كند.
پتانسيومتر دقيق
در پتانسيل سنجهاي دقيق ، نسبت مقاومتهاي R1 و R1 با دقت زياد قابل تنظيم است. در اين نوع وسايل ، يك باتري با ولتاژ V از طريق رئوستاي r به پتانسيل سنج وصل مي‌شود. و رئوستا تا جايي ميزان مي‌شود كه ولتاژ VBA مقدار معين و دقيقي (مثلا 1.6000 ولت) داشته باشد. هنگامي كه ولتاژ نامعلوم Vx را از طريق ?

تعيين مقدار اكسيژن محلول:

·       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 ۶/۱۴ ميليگرم در ليتر در صفر درجه سانتيگراد تا ۷ ميليگرم در ليتر در ۳۵ درجه سانتيگراد تحت فشار ۱ 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 يدومتري روش استانداردي براي تعيين اكسيژن محلول مي‌باشد. اين روش بر اساس اكسيداسيون Mn۲+ به ظرفيت بالاتر (Mn۴+) 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 I۲ دارند. و نتيجه آزمايش را زياد نشان مي‌دهد. و بر عكس مواد احياء كننده مانند S۲-, So۳۲-, Fe۲+ 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 ۲Mn(OH) تشكيل مي‌گردد.

Mn۲+ + ۲OH- Mn(OH)۲

● رسوب سفيد رنگ


اگر در محيط اكسيژن موجود باشد مقداري از Mn۲+ به ظرفيت بالاتر اكسيده شده و رسوب قهوه‌اي رنگ Mno۲ ظاهر مي‌گردد.

Mn(OH)۲ + ½ O۲ Mno۲ + H۲O

● رسوب قهوه‌اي رنگ



اكسيداسيون Mn۲+ به Mno۲ به آهستگي انجام مي‌گيرد بدين منظور محلول تكان داده مي‌شود تا تمام اكسيژن محلول به صورت تركيب درآيد. حركت دادن محلول براي مدت حداقل ۲۰ 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 Mno۲ يون I- را اكسيد كرده و يد آزاد مي‌كند. براي انجام واكنش بطور كامل بايستي درب بطري را بست و براي حداقل ۱۰ ثانيه آن را حركت داد تا يد به طور يكسان در تمام محلول پخش گردد. يد حاصله را با تيوسولفات سديم استاندارد تيتر مي‌كنند.

Mno۲ + ۲ I- + ۴H+ Mn۲+ + I۲ + ۲H۲O
I۲ + ۲ Na۲S۲o۳ Na۲S۴O۶ + ۲ NaI

همانطور كه اشاره شد يون نيتريت يكي از مواد مزاحم در تعيين اكسيژن محلول مب‌باشد. يون نيتريت Mn۲+ را اكسيده نمي‌كند ولي ‌I- را در محيط اسيدي به I۲ 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 I۲ اكسيد كرده و رنگ آبي دوباره ظاهر مي‌گردد. براي حذف دخالت نيتريتها از آز يد سديم (Nan۳) استفاده مي‌شود.

NaN۳ + ۹H+ ۳NH۳ + Na+ + NH۳ + NO۲- + H+ N۲ + N۲O + H۲O
HN۳ + NO۲- + H+ N۲ + N۲O + H۲O

بدين طريق دخالت نيتريتها مي‌گردد.


● معرفهاي لازم:



محلول سولفات منگنز: مقدار ۴۸۰ گرمMnSO۴.۴H۲۰ يا ۴۰۰ گرم MnSO۴. ۲H۲O و يا ۳۶۴ گرم MnSO۴.H۲O را در آب مقطر حل كرده و حجم آن را به يك ليتر برسانيد.
معرف يدور و آز يد قليائي: مقدار ۵۰۰ گرم از NaOH را با ۱۵۰ گرم يدور پتاسيم در آب مقطر حل كرده و حجم آن را به يك ليتر برسانيد. به آن مقدار ۱۰ گرم آز يد سديم كه در ۴۰ سي سي آب مقطر حل شده اضافه كنيد.
- اسيد سولفوريك غليظ
- نشاسته: ۲ گرم نشاسته و ۲/۰ گرم اسيد ساليسيليك را در ۱۰۰ سي سي آب مقطر گرم حل كنيد.
- سديم تيوسولفات استاندارد M ۰۲۵/۰: ۲۰۵/۶ گرم از Na۲S۲O۳. ۵H۲O را در آب مقطر جوشيده سرد شده حل كرده به آن ۴/۰ گرم سود افزوده و در بالن ژوژه يك ليتري به حجم برسانيد. اين محلول را در مقابل محلول استاندارد ۰۲۵/۰ نرمال بيكرمات پتاسيم و يا بي يدات پتاسيم استاندارد كنيد.


● روش كار:


به نمونه مورد آزمايش كه در بطريهاي ۲۵۰ سي‌سي يا ۳۰۰ سي‌ سي جمع‌آوري شده مقدار ۱ سي سي محلول سولفات منگنز و ۱ 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 ۱ سي سي اسيد سولفوريك غليظ به آن افزوده و آن را مخلوط كنيد تا رسوب بطور كامل حل شود، ۲۰۰ سي سي از محلول فوق را در يك ارلن ريخته و با تيوسولفات N ۰۲۵/۰ 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.

 

PH متري:

PH آب غلظت يون هاي هيدروژن اسيديته يا قليايي بودن آن را مشخص مي كند.آب خالص به ميزان خيلي كم به يون هاي H  و OH تجزيه مي شود. PH آب آشاميدني معمولا بايد در حدود 7 (خنثي) باشد. در حالتي كه PH كمتر از 7 باشد ، آب حالت اسيدي و در صورت PH بالاي 7 آب خاصيت قليايي به خود مي گيرد.

هرچه PH آب از PH خنثي آب پايين تر باشد حلاليت آهن در آب بيشتر مي شود،از اين رو در صنايع مختلف براي جلوگيري از خوردگي آب، PH آب را بالاتر از خنثي تنظيم مي كنند.سرعت خورندگي ناشي از اسيدي بودن آب با افزايش دما افزايش مي يابد، بنابراين در دماهاي زياد بالا نگهداشتن PH آب كاملا ضرورت دارد.

PH آب آلوده شده اساسا رابطه بين دي اكسيد كربن آزاد و مقدار بي كربنات و كربنات را نشان مي دهد.آبهاي طبيعي معمولا داراي PH بين 4 تا 9 مي باشند.و اكثر آنها به علت انحلال كربنات ها و بي كربنات هاي قليايي پوسته ي زمين كمي قليايي مي باشند.

روش هاي مختلف سنجش PH :

دو روش كلي براي سنجش ميزان PH در آب ها وجود دارد كه شامل دو روش زير است.

1.     روش استفاده از PH متر الكتريكي

2.     تعيين PH به روش رنگ سنجي

PH متر الكتريكي:

اكثر اندازه گيري هاي PH در آزمايشگاه با استفاده از PH متر به وسيله يك مدار الكتريكي كار مي كند.اين مدار از يك الكترود شيشه اي و يك الكترود مرجع خارجي و يك ولت متر كه پتانسيل الكتريكي را در مدار ثبت مي كند، تشكيل شده است.  الكترود شيشه اي از يك سيم حامل جريان تشكيل شده است كه در داخل يك محلول كه PH مشخص دارد فرو برده شود.

كاليبره كردن PH متر:

قبل از استفاده از دستگاه PH متر بايد دستگاه كاليبره شود.محلول هاي بافري با PH هاي معلوم براي چنين كاري مناسب هستند.

دستگاه PH متر را روشن مي كنيم، الكترود را با آب مقطر مي شوييم .آن را تكان مي دهيم تا خشك شود. سپس آن را درون بشري كه حاوي محلول بافري با PH 7 است قرار مي دهيم صبر مي كنيم تا عدد روي صفحه نمايش ثابت شود.

الكترود را با آب مقطر مي شوييم به خوبي آن را تكان مي دهيم تا آب آن گرفته شود.بعد داخل محلول بافر با PH 4 قرار مي دهيم تا PH متر به حالت ثبات قرار گيرد.

كاليبره كردن دستگاه را از طريق اندازه گيري در PH استاندارد 7 كنترل مي نماييم.براي انجام اين كار الكترود بايد در داخل محلول قرار گيرد.

در اين مرحله PH متر آماده است.

در اين مرحله مقدار كافي از نمونه را داخل بشر 100 ميلي ليتر مي ريزيم و الكترود را داخل آن غوطه ور مي كنيم و مي گذاريم حدود 2 دقيقه دستگاه به حالت ثبات نماند، وقتي عدد روي دستگاه ثابت شد از روي صفحه نمايش مقدار PH نمونه مورد نظر را مي خوانيم.

نكاتي در خصوص نحوه نگهداري از الكترود pH :

نكته مهمي كه در مورد استفاده از الكترود pH وجود دارد اين است كه از قرار دادن اين الكترود در محلولهايي كه با نقره واكنش ميدهند خودداري كنيد.

اگر الكترود pH را به مدت طولاني در آب مقطر قرار دهيد بخاطر اينكه الكترود حاوي KCl است و آب مقطر فاقد آن، به تدريج  KCl موجود در الكترود وارد آب مقطر ميگردد و بالطبع باعث ايجاد اختلال در كار الكترود ميشود.

تميز كردن غشاي شيشه اي الكترود pH :

 اگر الكترود، pH اين بافرها را دقيق نشان نداد يكي از علتهاي آن ميتواند آلوده بودن غشاي شيشه اي الكترود باشد.

براي تميز كردن غشاي شيشه اي الكترود، نوك آن را در محلول 0.1 M اسيد كلريدريك به مدت 15 ثانيه قرار دهيد وبعد با آب مقطر شستشو دهيد. سپس آن را در محلول 0.1 M سود

به مدت 15 ثانيه قرار دهيد و پس از اتمام 15 ثانيه با آب مقطر شستشو دهيد. اين اعمال را چند با تكرار كنيد.

حال دوباره pH بافرها را چك كنيد. اگر باز هم اشكال برطرف نشده باشد، نوك الكترود را به مدت 30 ثانيه در محلول 20% آمونيوم بي فلورايد يا به مدت 15 ثانيه درمحلول 10% هيدروفلوئوريك اسيد قرار دهيد. سپس با آب مقطر شستشو دهيد.در مرحله بعد نوك الكترود را به مدت 30 ثانيه در اسيد كلريدريك غليظ قرار دهيد.(اين عمل براي حذف باقيمانده احتمالي فلوئوريد از روي غشاي شيشه اي است) سپس با آب مقطر بخوبي شستشو دهيد.

الكترود را به مدت يك ساعت در بافر با pH= 4 قرار دهيد. سپس عملكرد الكترود را بيازماييد اگر مشكل برطرف نشده باشد احتمالا بايد الكترود را عوض كنيد.

 PH متري به روش رنگ سنجي:

اين روش شيميايي كه براي تعيين PH استفاده مي شود، افزودن يك قطره از يك انديكاتور اسيد – باز به نمونه است.كاغذهاي PH انديكاتور مناسب براي اين كار هستند.يك قطره از نمونه روي كاغذ PH قرار داده مي شود.و  اين ترتيب رنگ مورد نظر مشاهده مي شود.انديكاتورها مولكول هاي بزرگ آلي هستند كه بر اساس PH محلول تغيير رنگ پيدا مي كنند.در محدوده اي از دامنه PH براي هر انديكاتور تغيير رنگ مشاهده مي شود.(معمولا حدود 5/1 واحد PH). PHهاي متوسط در ميانه جدول مشاهده مي شوند.كه بر اساس اين مقدار PH رنگ هاي بينابيني نيز در اين محدوده ي PH قرار مي گيرند

به عنوان مثال انديكاتور كروزول قرمز در PH پايين تر از 7 ،رنگ محلول انديكاتور زرد است و در PH بالاتر از 8/8 رنگ محلول قرمز رنگ است. در مقادير PH متوسط براساس نوع PH تغيير درجه رنگ محلول به صورت نارنجي خواهد بود.

 انديكاتورهاي مختلف زيادي وجود دارند كه مي توانند تمام محدوده ي PH را تحت پوشش قرار دهند

 

 

اندازه گيري ميزان آب در روغن :

 

ميزان آب در روغنها به مقدار زياد  در عملكرد و طول عمر روغن و تجهيزات مكانيكي كه روانكاري مي شوند تاثير منفي دارد. آب سرعت اكسيداسيون روغنها را افزايش داده و در نتيجه تحليل زود هنگام روغن و بازدارنده هاي اكسيداسيون را باعث مي شود. بعلاوه آب عامل رسوب دهنده ادتيوها بوده و همچنين به طور شيميايي با برخي ادتيوها وارد واكنش مي شود. شيوه هايي كه در آن حضور آب باعث خرابي جبران ناپذير تجهيزات مي شود عبارتند از: خوردگي، فرسايش، كنده شدن سطح و شكننده شدن توسط هيدروژن.

آب در روغن به سه شكل كاملا محلول، امولسيون و فاز جدا مي باشد. بررسي چشمي تنها در حالت فاز جدا از روغن در تعيين مقدار آب معتبر مي باشد. در صورتيكه با تست توسط صفحه داغ، آب در حالت امولسيون و حالت فاز جدا را مي توان تشخيص داد. حال آنكه به كمك هيچكدام از اين روشها تشخيص آب كاملا محلول در روغن و يا اندازه گيري تكرار پذير مقادير ناچيز آب به شكل امولسيون ميسر نيست. بعلاوه نه بررسي چشمي و نه تست صفحه داغ در اندازه گيري درصد آب قابل اطمينان نمي باشد. روشهاي تقطير از قبيل ASTM D95 و ASTM D4006 در محدوده 500 ppm تا 25 درصد داده هاي كميتي بهتري را ارائه مي دهند اما اندازه نمونه بيشتري مورد نياز است و زمان بيشتري، از 60 تا 110 دقيقه، را براي آناليز صرف مي كند.

از زمان اختراع شيميدان نفت آلمان دكتر كارل فيشر در سال 1935، آزمايش كارل فيشر (KF) از يك روش آزمايشگاهي محرمانه به يك روش دستگاهي بسيار پيشرفته جهاني، براي اندازه گيري آب در صنعت پتروشيمي و پالايشگاه توسعه پيدا كرده است. در اين روش استانداردهاي ASTM كه عمدتا براي اندازه گيري آب استفاده مي شوند عبارتند از: ASTM D1533, D1744, D4377, D4928, D6304.

روش كارل فيشر از مشكلات و محدوديت هاي تكنيكهاي فوق آزاد بوده، و پيشرفتهاي اخير در دستگاههاي تيتراسيون و فرمولاسيون معرفها صحت و تكرارپذيري روش كارل فيشر را افزايش داده است.

 

اصول و شيمي روش

 

تيتراسيون كارل فيشر بر اساس يك واكنش با مكانيسم دو مرحله اي پيش مي رود كه در آن ابتدا دي اكسيد سولفور (SO2) با يك الكل (ROH) واكنش داده و تشكيل يك استر مياني را مي دهد كه توسط يك باز آلي (RN) مناسب، بافري يا خنثي مي شود. ادامه اكسيداسيون نمك سولفيد به نمك سولفات توسط يد (I2) به نسبت برابر آب مصرف مي كند كه امكان اندازه گيري آب ميسر مي گردد. واكنش زير مكانيسم دو مرحله اي اين واكنش را نشان مي دهد:

 

ROH + SO2 + RN à (RNH).SO3R

(RNH).SO3R + 2 RN + I2 + H2O à (RNH).SO4R + 2 (RNH)I

 

تعيين نقطه پاياني در تيتراسيون كارل فيشر توسط شناساگر بي ولتامتري انجام ميگيرد. كه در آن تا زمانيكه يد موجود در معرف كارل فيشر با آب واكنش مي دهد، هيچ يون آزاد در سل تيتراسيون وجود ندارد، و ولتاژ بالا براي حفظ جريان پلاريزاسيون در دو الكترود پلاتين شناساگر نياز است. به يكباره كه تمام آب با يد واكنش مي دهد مقادير ناچيزي از يد آزاد در سل تيتراسيون آشكار مي گردد، كه براي ثابت نگه داشتن جريان پلاريزاسيون افت ولتاژ را باعث مي شود، كه بيانگر نقطه پاياني تيتراسيون مي باشد.

 

انواع تيتراسيون

 

KF حجمي

كارل فيشر حجمي به روش معمول تيتراسيون كلاسيك انجام ميگيرد، كه در آن تيترانت شامل يد به طور مكانيكي به حلال شامل نمونه توسط بورت تيترانت اضافه مي شود (شكل 1). دو نوع كارل فيشر حجمي وجود دارد كه در تركيب تيترانت و حلال اختلاف دارند. در KF تك جزئي، تيترانت شامل تمام اجزاء براي واكنش يعني يد، اكسيد سولفور، باز و يك الكل مناسب مي باشد، و حلال متانول خالص مي باشد. در KF دو جزئي تيترانت فقط شامل محلول الكلي يد و حلال شامل ساير تركيبات مورد نياز براي واكنش مي باشد. در هر دو نوع KF براي تنظيم pH مورد نياز براي واكنش از ايميدازول به عنوان بافر استفاده مي شود.

روشهاي استاندارد كه عمدتا در KFحجمي استفاده مي شوند ASTM D1533 (Method A)، ASTM D1744, D4377 هستند. KF حجمي در محدوده  500 ppm تا 100 درصد آب بسيار دقيق مي باشد.

 

 

شكل 1

 

KF  كولومتري

در اين روش يد مورد نياز جهت واكنش در معرف كارل فيشر وجود ندارد بلكه به طريق الكتروشيميايي از I- در آند الكترود توليد كننده، به عنوان يك جزء سل تيتراسيون كولومتري، تشكيل ميگردد (شكل 2). متناظر با اين اكسيداسيون در كاتد احيا هيدروكسيد به هيدروژن انجام مي گيرد. در كولومتري، كميت يد توليد شده كه متناسب اب مقدار آب موجود مي باشد بر اساس جريان و زمان توسط تيتر كننده محاسبه مي گردد. روش كولومتري به عنوان يك روش مطلق بررسي مي شود زيرا جريان و زمان به طور مطلق قابل اندازه گيري هستند. روشهاي استاندارد كه عمدتا مورد استفاده قرار مي گيرند ASTM D1533 (Method A)، ASTM D4928 و ASTM D6304 (Method A). روش كولومتري در محدوده 1 ppm تا 5 درصد آب بسيار دقيق مي باشد.

 

 

شكل 2

 

 

 

محبت همه چيز را شكست مي دهد و خود شكست نميخورد  "  .   تولستوي

 

ما ندرتاً دربارۀ آنچه كه داريم فكر مي كنيم ، درحاليكه پيوسته در انديشۀ چيزهايي هستيم كه نداريم "  .  شوپنهاور

 

آنكه مي تواند ، انجام مي دهد،آنكه نمي تواند انتقاد مي كند "  . جرج برنارد شاو

 

لحظه ها را گذرانديم كه به خوشبختي برسيم؛ غافل از آنكه لحظه ها همان خوشبختي بودند "  . علي شريعتي

 

تمدن، تنها زاييده اقتصاد برتر نيست، در هنر و ادب و اخلاق هم بايد متمدن بود و برتري داشت "  .  لويي پاستور

 

بايد دنبال شادي ها گشت ولي غمها خودشان ما را پيدا مي كنند   "  . فردريش نيچه

  كمربند سلطنت ، نشان نوكري براي سرزمينم است نادرها بسيار آمده اند و باز خواهند آمد اما ايران و ايراني بايد هميشه در بزرگي و سروري باشد اين آرزوي همه عمرم بوده است  "  .   نادر شاه افشار

 

   اگر در اولين قدم، موفقيت نصيب ما مي شد، سعي و عمل ديگر معني نداشت. موريس مترلينگ

 

   بهترين چيزها زماني رخ مي دهد كه انتظارش را نداري. گابريل گارسيا ماركز

 

   " لازم نيست گوش كنيد، فقط منتظر شويد . حتي لازم نيست منتظر شويد ، فقط بياموزيد آرام و ساكن و تنها باشيد. جهان آزادانه خود را به شما پيشكش خواهد كرد تا نقاب از چهره‌اش برداريد انتخاب ديگري ندارد؛ مسرور به پاي شما در خواهد غلطيد " . فرانتس كافكا

 

گنجي كه در اعماق نامحدود شما حبس شده است ، در لحظه اي كه خود نمي دانيد ، كشف خواهد شد "  . جبران خليل جبران

 

 

  اگر جانت در خطر بود بجاي پنهان شدن بكوش همگان را از گرفتاري خويش آگاه سازي . ارد بزرگ

 

كسي كه داراي عزمي راسخ است ،جهان را مطابق ميل خويش عوض مي كند "  . گوته

 

پيروزي آن نيست كه هرگز زمين نخوري، آنست كه بعد از هر زمين خوردني برخيزي"  . مهاتما گاندي

 

كسي به فرجام زندگي آگاه نيست ، خداوند هم نيازي به عبادت بنده ندارد  "  .  فردوسي خردمند

 

تكامل و حركت، مبنا و پيش فرض كل وجود است " . انگلس

 

بيشترين تأثير افراد خوب زمانى احساس مى شود كه از ميان ما رفته باشند "  .  امرسون

 

از ديروز بياموز. براي امروز زندگي كنو اميد به فردا داشته باش"  . آلبرت انيشتن

 

براي اداره كردن خويش ، از سرت استفاده كن . براي اداره كردن ديگران ، از قلبت "  . دالايي لاما

 

انسان بايد از هر حيث چه ظاهر و چه باطن , زيبا و آراسته باشد "  . چخوف

 

لحظه اي كه به كمال رسيدم و منور شدم ، تمام هستي كامل و منور شد "  . بودا

 

تمام افكار خود را روي كاري كه داريد انجام مي دهيد متمركز كنيد . پرتوهاي خورشيد تا متمركز نشوند نمي سوزانند "  . گراهام بل

 

 

به آرامي آغاز به مردن مي‌كني

اگر سفر نكني،

اگر كتابي نخواني،

اگر به اصوات زندگي گوش ندهي،

اگر از خودت قدرداني نكني.

به آرامي آغاز به مردن مي‌كني

زماني كه خودباوري را در خودت بكشي،

وقتي نگذاري ديگران به تو كمك كنند.

به آرامي آغاز به مردن مي‌كني

اگر برده عادات خود شوي،

اگر هميشه از يك راه تكراري بروي ..

اگر روزمرّگي را تغيير ندهي

اگر رنگهاي متفاوت به تن نكني،

يا اگر با افراد ناشناس صحبت نكني.

تو به آرامي آغاز به مردن مي‌كني

اگر از شور و حرارت،

از احساسات سركش،

و از چيزهايي كه چشمانت را به درخشش وامي‌دارند …

و ضربان قلبت را تندتر مي‌كنند،

دوري كني . . .،

تو به آرامي آغاز به مردن مي‌كني

اگر هنگامي كه با شغلت،

يا عشقت شاد نيستي،

آن را عوض نكني

اگر براي مطمئن در نامطمئن خطر نكني

اگر وراي روياها نروي،

اگر به خودت اجازه ندهي

كه حداقل يك بار در تمام زندگيت

وراي مصلحت‌انديشي بروي . . .

امروز زندگي را آغاز كن!

امروز مخاطره كن!

امروز كاري كن!

نگذار كه به آرامي بميري!

شادي را فراموش نكن…