پایان نامه مطالعه تجمع یونی با نگرش ترمودینامیکی (تجربی – نظری)

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه مطالعه تجمع یونی با نگرش ترمودینامیکی (تجربی – نظری) دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت:word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:70

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته شیمی – فیزیک

مقدمه:

بسیاری از پدیده های زیستی ، طبیعی و نیز فرآیندهای شیمیایی در محلولهای آبی صورت می گیرند. بنابراین مطالعه محلولهای آبی از ترکیبات مختلف ضروری به نظر می رسد تا با توجه به آن، این فرآیندهای زیستی، طبیعی، شیمیایی و .. را بتوان بهتر مورد بررسی قرار داد.

بحث اصلی ما مربوط به محلولهای الکترولیت و نیز چگونگی رفتار محلولهای الکترولیت از لحاظ ایده آل و غیر ایده آل بودن می باشد .

پیشنهاد فرضیه تفکیک یونی در سال 1884 توسط آرنیوس زمینه بسیار مساعدی را برای مطالعه محلولهای الکترولیت فراهم ساخت. نظریه تفکیک یونی آرنیوس در زمان خود توانست برخی از رفتار محلولهای الکترولیت را توضیح دهد ولی با وجود این بسیاری از خواص محلولهای الکترولیت را بر پایه نظریه آرنیوس نمی توان توضیح داد. در نظریه آرنیوس توزیع یونها در محلول کاملاً اتفاقی فرض می شود و علاوه بر آن از نیروهای حاصل از بر هم کنش یونها نیز صرفنظر می گردد. در این شرایط می بایستی ضریب فعالیت یونها در محلول همواره برابر با یک شود. این نتیجه گیری با تجربه و واقعیت سازگار نمی باشد و لذا این مدل برای بیان رفتار محلولهای الکترولیت مناسب نیست.

مدل نسبتاً واقعی که توسط قش دانشمند هندی برای توزیع یونها در محلول پیشنهاد شد ، بدین ترتیب که نظم یونها در محلول تا حدودی شبیه نظم آنها در شبکه جامد بلوری است. اما فاصله بین آنها در محلول از فاصله آنها در جامد یونی بیشتر است. در این مدل نیروهای بین یونی که جنبه الکترواستاتیکی دارند به علت دخالت ثابت دی الکتریک حلال و زیادتر بودن فاصله بین یونها کاهش می یابد. برپایه مدل قش ممکن است بتوان برخی از رفتار الکترولیت ها در محلول را به طور کیفی تجزیه و تحلیل نمود. با وجود این ، این مدل هم در موارد بسیاری از عهده توجیه نتایج مربوط به الکترولیت ها برنمی آید.

امروزه از راه مطالعات با پرتو x آشکار گردیده است که آرایش یونها در محلول الکترولیت ها شبیه آرایش یونها در جامد یونی نیست، بلکه در محلول به دلیل جنبش های گرمایی و برخی عوامل دیگر، آرایش یونها نسبت به حالت جامد در هم ریخته تر می باشد .

تئوری جدید الکترولیت ها به کار دبای و هوکل در سال 1923 بر می گردد. دبای و هوکل در مدل خودشان فرض کردند که یک الکترولیت قوی به طور کامل به یونهای متقارن کروی و سخت تفکیک می شوند. برهم کنش بین یونها به کمک قانون کولومبیک با فرض اینکه محیط دارای ثابت دی الکتریک حلال خالص باشد محاسبه شد. با تقریب های ریاضی مناسب، این تئوری منجر به معادله ای برای محاسبه میانگین ضریب فعالیت یک الکترولیت قوی در محلول رقیق مبدل شد.

مطابق این مدل ، هریون تحت تاثیر دائمی اتمسفر یونی اطراف خود قرار دارد و نسبت به آن بر هم کنش نشان می دهد. این برهم کنش باعث می شود که محلول دارای رفتار غیر ایده آل باشد

فهرست مطالب:

پایان نامه مطالعه تجمع یونی با نگرش ترمودینامیکی

فصل اول

برهم کنش یونها در محلول و ترمودینامیک آنها

مقدمه

1-1 ترمودینامیک محلولهای الکترولیت

1-1-1 رفتار غیر ایده آل محلولهای الکترولیت

1-1-2 فعالیت یونها در محلول الکترولیت

1-1-3 ضریب فعالیت یونها در محلول الکترولیت

1-1-4 قدرت یونی

1-1-5 پتانسیل شیمیایی محلولهای الکترولیت

1-1-6 توابع ترمودینامیکی اضافی محلولهای الکترولیت

1-2 نظریه دبای – هوکل

1-2-1 قانون حدی دبای – هوکل

1-2-2 قانون توسعه یافته دبای – هوکل

1-4 نارسایی های نظریه دبای- هوکل و بحث تجمع یونی

1-5 تعیین تجربی ضریب فعالیت

فصل دوم

تجمع یونی

مقدمه

2-1 تجمع یونی

2-2 نظریه تجمع یونی

2-3 شواهد و اشکال تجمع یونی

2-4 عوامل موثر بر تجمع یونی

2-4-1- اثر ثابت دی الکتریک

2-4-2 اثر غلظت

2-4-3 اثر دما

2-4-4 اثر شعاع و بار یون

فصل سوم

روشهای تجربی در این پایان نامه ، مواد و وسایل مورد استفاده

مقدمه

3-1 شرح مواد مصرفی

3-1-1 سدیم فلوئورید NaF

3-1-2- پتاسیم نیترات KNO3

3-1-3- اتانول

3-1-4- سدیم کلرید NaCl

3-1-5 آب

3-2 شرح وسایل و دقت آنها

3-3 روشهای تجربی

3-3-1- الف آب خالص

3-3-1- ب محلول پتاسیم نیترات با غلظت های مختلف

3-3-1- ج مخلوط آب و اتانول با درصدهای جرمی مختلف اتانول

3-4 نشر اتمی

3-5 نشر بوسیله اتمها و یونهای بنیادی

3-6 طیف سنجی نشر اتمی

3-3-2 تعیین قابلیت حل شدن سدیم فلوئورید در آب خالص و در محلول پتاسیم نیترات با غلظتهای مختلف در دمای 25 به روش نشر اتمی شعله ای

فصل چهارم

نتایج تجربی

4-1 تعیین قابلیت حل شدن سدیم فلوئورید در آب خالص در دمای 25

4-2 بستگی قابلیت حل شدن سدیم فلوئورید با قدرت یونی در دمای 25

4-3 اثر ثابت دی الکتریک حلال مخلوط ( آب و اتانول ) بر قابلیت حل شدن سدیم فلوئورید در دمای 25 به روش تبخیر حلال

فصل پنجم

بحث و نتیجه گیری

مقدمه

5-1 محاسبه ثابت حاصلضرب حلالیت غلظتی سدیم فلوئورید در آب خالص و در دمای 25

5-2 محاسبه ثابت حاصلضرب حلالیت ترمودینامیکی سدیم فلوئورید درآب خالص و در دمای 25

5-3 محاسبه ثابت حاصلضرب حلالیت دبای – هوکلی سدیم فلوئورید در آب خالص

و در دمای

5-4 محاسبه دوری برای رسیدن به غلظت زوج یون در محلول سیرشده

سدیم فلوئورید

5-5 ترمودینامیک تشکیل زوج یون

ضمیمه