سوالات کنکور سراسری 91 به صورت طبقه بندی شده

 

اینجا را کلیک کنید

 

مطالبی چند پیرامون عدد آووگادرو

 آووگادرو ، با استفاده از قانون فاراده که مقدار الکتریسیته لازم برای آزاد کردن یک یون گرم +H را ۹۶۴۸۷ کولن بدست آورده بود و با استفاده از بار الکترون ، این عدد را بدست آورد. زیرا ۹۶۴۸۷ کولن الکتریسیته برای آزاد کردن یک مول الکترون مصرف می شود. پس :

 

N=96487 / (1.6021*10-19)  = ۶٫۰۲۲۵*۱۰۲۳

مطالبی چند پیرامون این عدد:

شیمیدانها همیشه از عدد آووگادرو استفاده می کنند؛ زیرا یک شیمیدان بر اهمیت این عدد واقف بوده و می داند که به چکار می آید.آیا تا بحال به این فکرکرده اید که:

 

این عدد از کجا آمده؟

آیا آووگادرو خودش همه محاسبات رو انجام داده ؟

ممکنه که این عدد یک عدد قرار دادی باشه؟

چطوری آنرا اندازه گیری کرده اند؟

 

برای دریافت پاسخ به ادامه این نوشتار توجه کنید.

 

آماده ئوآووگادرو(Amadeo Avogadro ) (1776-1856) صاحب فرضیه آووگادرو در سال ۱۸۱۱ همانی است که به همراه استانیس لائو (Stanislao Cannizzaro)[ صاحب قانون گای لوساک (Gay-Lussacs)] کلیه شبهات مربوط به مقیاس وزن اتمی را در کنفرانس کارسرو(Karlsruhe ) به ظرافت تمام از میان برداشتند.

بله عدد آووگادرو عنوانی است که به افتخار محاسبه تعداد اتمها ؛ ملکولها و ….موجود در یک گرم مول از هر ماده شیمیایی به او داده شد. البته شایان ذکر است که چنانچه واحد جرم را عوض نمایید ( مثلا پوند مول بگیرید) مقدار عدد آووگادرو دیگر ۱۰۲۳*۶٫۰۲۲ نخواهد بود.

اولین کسی که تعداد مولکولهای جرمی مواد را محاسبه نمود جوزف لاشمیت( Josef Loschmidt)( (1821-1895) دبیر یکی از دبیرستانهای استرالیا بود. وی در سال ۱۸۶۵ با استفاده از تئوری جدید جنبش ملکولی (KMT) تعداد ملکولهای موجود در یک سانتی متر مکعب از ماده گازی شکل ، تحت شرایط متعارفی دما و فشار را محاسبه و مقدار آنرا ۱۰۱۹*۲٫۶۶ بدست آورد. معمولا این عدد را ثابت لاشمیتز می نامند. این مقدار در سایتNIST به میزان ۲٫۶۸۶ ۷۷۷۵ x 1025 m-3 آورده شده است.

 

برای اولین بار چه وقت عدد آووگادرو بکار گرفته شد؟

بنظر می رسد که اولین بار در سال ۱۹۰۹ و در مقاله ای تحت عنوان : حرکت برآونی و واقعیت ملکولی(Movement and Molecular Reality) که به قلم جین باپتیس جین پرین (Jean Baptiste Jean Perrin (b. Lille, France, 30.9.1870-d. New York, 17.4.1942.) نوشته شده این تخصیص صورت گرفته است. این مقاله در( Annals De Chimie et de Physique ) از فرانسه به انگلیسی توسط فردریک سودی(Fredric Soddy ) ترجمه شده و هم اکنون نیز در دسترس است.

پرین همان کسی است که در سال ۱۹۲۶ جایزه نوبل فیزیک را بواسطه کار بر روی عدم پیوستگی ساختار ماده و خصوصا کشف تعادل ته نشینی (sedimentation equilibrium) از آن خود نمود. نام پرین برای بسیاری از کسانیکه با محاسبات دینامیک ملکولی سروکار دارند آشناست زیرا بسیاری از این روشها توسط وی توسعه داده شده است. در مقاله پرین او گفته که : این عدد ثابت N ، ثابتی است جهانی که مناسب است آنرا ثابت آووگادرو درنظر بگیریم.

در مراسم اهدا جایزه نوبل در سال ۱۹۲۶ در باره کار پرین گفته شد که :

شاید بتوان گفت که در این کار که ما آنرا خلاصه نموده ایم ؛ پرین بطور غیر مستقیم به وجود ملکولها اشاره نموده است. همانطور که از مشاهده مستقیم در ک می کنیم ، ذرات میکروسکپی موجود درمایع ، هیچگاه در حال استراحت نیستند. آنها بطور دائم در حرکتند ، حتی در شرایط کامل تعادل بیرونی ، دمای ثابت و …

تنها توضیح انکار ناپذیر برای این پدیده ، انتساب حرکت ذرات به شوکهای تولیدی از سوی ملکول خود مایع است. انشتین تئوری ریاضی این پدیده را قبلا عنوان نموده بود. اولین دلیل تجربی این تئوری توسط فیزیکدان آلمانی سدیگ (Seddig) بیان شده است. بعد از وی ؛ دو دانشمند بطور همزمان بر روی این مسئله کار کرده اند. یکی از انها پرین و دیگری ودبرگ (Svedberg) بود. ما تنها به پرین می پردازیم. اندازه گیریهای او بر روی حرکت برآونی نشان داد که تئوری انشتین کاملا صادق است. هر چند که این اندازه گیری ها مقدار جدیدی را برای عدد آووگادرو ارائه نمود.

 

تولید ضربه های ملکولی نه تنها حرکت رو به جلو ذرات را در مایع سبب می شود بلکه آنها را به چرخش نیز وا می دارد. تئوری این چرخش توسط انیشتین بیان شده بودولی اندازه گیری این چرخش توسط پرین به انجام رسید.درحین همین اندازه گیری ها بود که وی به عدد جدیدی برای آووگادرو دست یافت. خب نتایج این تحقیقات چیست؟ در دو گرم هیدروژن چندتا ملکول وجود دارد؟

 

خب باتوجه به این سه روش ؛ این جوابها بدست می آیند: ۶۸٫۲ x 1022; 68.8 x 1022; 65 x 1022

کارهای انشتین و پرین قدمهای اولیه در راه شناخت ماهیت ملکولهایی به حساب می آیند که حتی تا پیش از دهه ۱۹۰۰ ناشناخته بودند و عدد آووگادرو دارای مقداری بود که باید بطور تجربی اندازه گیری میشد.در ادامه کار لاشمیتز و پرین ؛ بسیاری از دانشمندان با بکارگیری روشهای مختلف تلاش زیادی را برای رسیدن به مقدار دقیق تری از تعداد ملکولهای موجود در یک مول ماده ، انجام داند ولی تا سال ۱۹۳۳ هنوز به قطعیت مناسبی دست نیافتند. مقاله ویرگو( فیزیکدانی در دانشگاه شفیلد انگلستان) تحت عنوان “Loschmidts Number” منتشره در سال ۱۹۳۳ بیان میدارد که :

این عدد که متناوبا از آن به عنوان عدد آووگادرو یاد می شود بیان دیگری است از عدد لاشمیتز که همان تعداد ملکولهای موجود در یک سانتی متر مکعب از گاز در شرایط استاندارد می باشد.

متاسفانه این تعابیر اغلب ناپایدار هستند. فرضیه مهم آووگادرودر شناسایی تعداد ملکولهای گازهای مختلف در حجم معین ( تحت فشار و دمای یکسان) در سال ۱۸۱۱ فرموله شد و لذا با نام وی درآمیخت؛ اما آووگادرو تخمینی کمی از ثابتهای بالا ارائه ننمود.

اولین تخمین واقعی از تعداد ملکولهای موجود در یک سانتی متر مکعب از گاز ، تحت شرایط استاندارد ، در سال ۱۸۶۵ و توسط لاشمیتززده شد و از این زمان بود که تعداد ملکولها ( اتمها) در یک گرم ملکول(اتم) مورد ارزیابی قرار گرفت.البته بر پایه اکثرمتون علمی آلمانی ، از نقطه نظر کمیتی چنان بر می آید که بجای عدد لاشمیتز بر سانتی متر مکعب باید گفت عدد لاشمیتز بر ملکول (اتم) گرم .

 

لذا تا سال ۱۹۳۳نظریه روشنی که این عدد باید به چه نام معرفی شود ، وجود نداشت. ویرجو ادامه می دهد که در آن سال ۸ تعیین جدا از هم برای کشف مقدار واقعی این عدد ساخته شده بود.( زیرا این عدد پایه ثابت اتمی است که احتمالا مقدارش مهمترین چیز در فیزیک اتمی می باشد). جدیدترین مقدار برای آنچه که ما امروزه آن را عدد آووگادرو می نامیم؛ پراش پرتو ایکسی است که در فاصله شبکه ای فلزات و نمکها سنجیده می شود. در مقاله ویرجو ، کوششهایی را که وی پیش از این در استفاده از این روش به انجام رسانده ، آورده شده است.در کتابهای نوین شیمی عمومی نتایج متاثر از این روشها آورده شده است.مثلا از داده های حاصل از اشعه ایکس ، فرد می تواند معین کند که تیتانیم (TI) دارای ساختمانی با هسته مرکزی مکعب شکل ( یعنی دو اتم تیتان برای هر سلول) بوده و طول هر گوشه آن ۳۳۰٫۶ پیکومتر است. همچنین می توان دریافت که چگالی فلز تیتان ۴٫۴۰۱ گرم بر سانتی متر مکعب است.تعداد مولکولهای تیتان در یک مول از آن (۴۷٫۸۸ گرم) یعنی عدد آووگادرو را می توان به صورت زیر محاسبه نمود:

امروزه بهترین مقدار که همانا ۶٫۰۲۲ ۱۴۱ ۹۹ x 1023 mol-1 اتم بر مول است ؛ بهترین مقدار متوسطی است که از بهترین روش ممکن بدست آمده است. تحصیل تجربی این عدد کار بسیار مشکلی است و باید گفت که در حال حاضر ۸ عدد مختلف برای عدد آووگادرو از روشهای تجربی بدست آمده است.

 

سوالات المپیاد شیمی

 

سری اول        سری دوم   سری سوم    سری چهارم قسمت اول

سری چهارم قسمت دوم     سری پنجم   سری ششم   سری هفتم

سوالات المپیاد شیمی

المپیاد شیمی تستی مرحله دوم

سوالات آمادگی مرحله دوم المپیاد شیمی

 

پاسخنامه سوالات آمادگی المپیاد شیمی

 

 

نمونه سوالات شیمی

نمونه سوالات شیمی سال اول سال های 1384 الی 1386

 

نمونه سوالات شیمی سال دوم سال های 1384 الی 1386

 

نمونه سوالات المپیاد شیمی

 

سوالات پایانی شیمی 2

 

آزمون شیمی 2داوطلبان خارج از کشور خرداد1384

نمونه سوالات سال اول دبیرستان

مفهوم ترموديناميکي آنتروپي

انتروپي (S) کميتي ترموديناميکي است که اندازه‌اي براي درجه بي‌نظمي در هر سيستم است. هر چه درجه بي‌نظمي بالاتر باشد، آنتروپي بيشتر است. بنابراين براي يک ماده معين در حالت تعادل دروني کامل در هر حالت، داريم:

انتروپي جامد < انتروپي مايع < انتروپي گاز
واحد انتروپي در سيستم SI، ژول بر مول کلوين است. (J/mol.K).

توجه به اين نکته ضروري است که انتروپي يک تابع حالت و مستقل از مسير است.

با فرض صادق بودن قانون سوم ترموديناميک مي‌توان بصورت زير مقدار مطلقي براي انتروپي جامدات در دماهاي بالا بدست آورد:

در صورتي که ماده مورد نظر در دماهاي بالا تحت استحاله‌هاي فازي قرار گرفته و حالت آن تغيير يابد، بايد از صورت کلي فرمول انتروپي به شکل زير استفاده کرد:

که در اين فرمول، Tm دماي ذوب، Tv دماي جوش،Hm تغيير آنتالپي در اثر ذوب، Hv تغيير آنتالپي در اثر جوش و (Cp(l)، Cp(s و (Cp(g به ترتيب ظرفيت گرمايي ماده در حالت جامد، مايع و گاز در فشار ثابت هستند.

چند مساله ی استوکیومتری

-   از اثر محلول رقيق سود بر 9/0 گرم آلومينيوم چند ليتر گاز هيدروژن آزاد مي شود؟

- براي توليد 40 ليتر فرآورده ي واكنش زير چند ليتر فلوئور مصرف مي شود؟   3F2(g) + 5Cl2(g)  à   2ClF3(g)

- در واكنش زير براي تهيه ي 500 ليتر گاز نيتروژن چند ليتر آمونياك به كار مي رود؟

4NH3(g) + 6NO(g)  à     5N2(g) + 6H2O

 - از واكنش 327 گرم روي با هيدروكلريك اسيد چند ليتر گاز هيدروژن در شرايط استاندارد توليد مي شود؟

-  چند گرم  Al بايد با سولفوريك اسيد واكنش دهد تا 25/1 ليتر گاز هيدروژن در شرايط استاندارد توليد شود؟

- از سوختن 56/0 ليتر گاز اتيلن در شرايط STP چند ميلي ليتر گاز CO2 آزاد مي شود؟

 - حجم اكسيژني كه با 150 ليتر هيدروژن واكنش مي دهد و منجر به تشكيل بخار آب مي شود، چقدر است؟ حجم بخار آبي كهطي اين واكنش بوجود مي آيد چقدراست؟

- بر اساس معادله  + 4H2O C3H8 + 5O2   à  3CO2   حجم گاز اكسيژني كه با 0/150 ليتر پروپان واكنش مي دهد و منجر به تشكيل كربن دي اكسيد و آب مي شود چقدر است؟ حجم كربن دي ا كسيد و آب تشكيل شده چقدر است

 - اكسيژن گازي با محلول آبي هيدرازين واكنش داده، نيتروژن گازي و آب توليد مي كند.

N2H4(aq) + O2(g)   à 2H2O(l) + N2(g))