آزمایشگاه مجازی

: ChemLab آزمایشگاه مجازی 

این نرم افزار یک آزمایشگاه مجازی بسیار مناسب برای دانش آموزان می باشد که در آن می توانند بسیاری از آزمایشهای شیمی از جمله : تیتراسیونهای اسدو باز ، آزمایشگاه گاز و بررسی رفتارهای فشار و دما و حجم در آن ، واکنشهای مربوط به انحلال پذیری در کریستالها ، آنالیز گراویمتری جهت تعیین درصد کلر در نمونه های مجهول ، کالیمتری و واکنشهای سینتیکی و دیگر آزمایشها

password : chemistmag.com



تصاویری از محیط برنامه :

 

 

منبع

 

http://www.chemistmag.com/modules/mydownloads/

 

 

مقاله

یک آزمایشگاه جدید
ما برای پیدا کردن آزمایشگاه مجازی که در مطلب قبلی دیدید، وقت زیادی صرف کردیم. این هفته چند آزمایش را از میان تکالیف آن انتخاب و برای شما ترجمه کردیم تا کمی بیشتر با آن آشنا شوید. در واقع ما دو آزمایشگاه پیدا کردیم، یکی همان بود که دیدید. دومی را هم این هفته به شما هدیه می‌کنیم. کار با قبلی ساده تر است و تعداد آزمایش های تعریف شده برای آن بیشتر است

یک آزمایشگاه جدید

صادق بهداد

ما برای پیدا کردن آزمایشگاه مجازی که در مطلب قبلی دیدید، وقت زیادی صرف کردیم. این هفته چند آزمایش را از میان تکالیف آن انتخاب و برای شما ترجمه کردیم تا کمی بیشتر با آن آشنا شوید.
در واقع ما دو آزمایشگاه پیدا کردیم، یکی همان بود که دیدید. دومی را هم این هفته به شما هدیه می‌کنیم. کار با قبلی ساده تر است و تعداد آزمایش های تعریف شده برای آن بیشتر است. اما محدودیت هایی هم دارد، مثلاً نمی توان محلولها را به جوش آورد. در عوض در آزمایشگاه این هفته می‌توانید هر کاری بخواهید انجام دهید و مهم تر از همه اینکه حجم آن بسیار کمتر از قبلی است و DownLoad کردن آن زمان کمتری می‌برد. یک حسن بزرگ دیگر هم دارد. می‌توانید آزمایش‌ها و مواد جدیدی را برای آن تعریف کنید. برای این کار ، مراحل زیر را دنبال کنید: ابتدا نرم افزار را دانلود کنید. پس از unzip کردن فلدر آن ، فایل exe را اجرا کنید تا نرم افزار روی کامپیوتر شما نصب شود. برای تعریف کردن یک آزمایش جدید روی گزینه File در بالای صفحه Chemlab کلیک کنید و سپس روی Create New UDL کلیک کنید. باقی کار را به خود شما واگذار می‌کنیم.

کوکاکولا

قهوه با شیر

ضد یخ

کارگاه جواهر سازی

PH

دانلود

کوکاکولا

سالها قبل، کمپانی کوکاکولا تصمیم گرفت به جای ثبت حقوق فرمول خود، دستور ساخت آن را مخفی نگه دارد. مدتی بعد، شخصی ادعا کرد که فرمول را کشف کرده است و آن را " فرمول x " نامید. او گفت که دستور تهیه فرمول X بسیار ساده است و برای تهیه آن کافی است 30 پوند شکر را در 2.5 گالن آب حل کنیم.
برای اینکه ببینیم این حرف درست است یا خیر، به سراغ آزمایشگاه خود می‌رویم. برای شروع آزمایش روی گزینه File کلیک کرده و سپس Load Homework را انتخاب کنید. بعد بر روی Molarity و پس از آن بر روی Sucrose Problem کلیک کنید.
ابتدا درصد جامد ، مولاریته ، مولالیته و جزء مولی کوکاکولای واقعی و فرمول X را محاسبه کنید. سپس آنها را با هم مقایسه کنید.
راهنمایی: برای مقایسه دو محلول، می‌توانید چگالی آنها را اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه نمایید.

 

قهوه با شیر

برای اجرای این آزمایش، بعد از باز کردن مدلسازی روی گزینه File کلیک کرده و سپس Load Homework را انتخاب نمایید. بعد بر روی Thermochemistry و پس از آن روی Coffee کلیک کنید.
فرض کنید می‌خواهید برای خودتان قهوه درست کنید. 250 میلی لیتر قهوه در اختیار دارید که دمای آن دقیقاً 95 درجه سانتیگراد است. مقداری شیر نیز دارید که در دمای 10 درجه سانتی گراد نگهداری شده است. چند میلی لیتر شیر باید به قهوه اضافه کنید تا دمای آن به 90 درجه برسد؟
(فرض کنید ظرفیت گرمایی ویژه قهوه و شیر، برابر 4.186J/gc است و چگالی آنها نیز یکسان و برابر 1.0g/mL است.)
ابتدا جواب را با کاغذ و قلم محاسبه کنید و بعد نتیجه خود را با استفاده از مدلسازی چک کنید . برای انجام محاسبات، باید از گرمایی که به محیط داده می‌شود، صرف نظر کنید. پس لازم است ظروف خود را عایق بندی کنید. بر روی ظرف right-click کنید و در بخش Thermal properties گزینه Insulated From Surroundings را انتخاب نمایید.

ضد یخ

برای اجرای این آزمایش روی گزینه File کلیک کرده و سپس... Load Homework را انتخاب نمایید. بعد بر روی Thermochemistry و پس از آن روی Freeze کلیک کنید.
شما یک شیمیست هستید که در آزمایشگاه یک کمپانی کار می‌کند. کمپانی شما به دنبال پیدا کردن یک ضد یخ جدید است. معمولاً در ضد یخ‌ها از محلول اتیلن گلیکول (Ethylene Glycol) استفاده می‌کنند. ضد یخ ماده ای است که ظرفیت گرمایی بالایی دارد. وقتی ضد یخ را به آب درون رادیاتور ماشین اضافه می‌کنند، ظرفیت گرمایی مخلوط بالا می‌رود. پس، از دست دادن ( یا به دست آوردن) انرژی گرمایی، تغییرات دمایی کمتری را نسبت به قبل ایجاد می‌کند.
یکی از همکاران شما محلول جدیدی به نام محلول (Compoud Y Solution) ساخته است و ادعا می‌کند که ظرفیت گرمایی آن از اتیلن گلیکول بیشتر است.
الف- ظرفیت گرمایی محلول Y را با ظرفیت گرمایی اتیلن گلیکول (2.200J/g.ºC ) مقایسه کنید. ( چگالی محلول 2/78g/ml ،Y و ظرفیت گرمایی آب 4.184J/g.ºC است.)
در این آزمایش باید فرض کنید گرمایی که به محیط داده می‌شود، صفر است.
پس لازم است ظروف خود را عایق بندی نمایید. بر روی ظرف right-click کنید و در بخش Thermal Properties گزینه Insulated From surroundings را انتخاب نمایید.

کارگاه جواهر سازی

برای انجام این آزمایش روی گزینه File کلیک کرده و سپس ... Load Homework را انتخاب نمایید. بعد بر روی Molarity و پس از آن بر روی Metal Density Problem کلیک کنید.
شما در یک جواهر سازی مشغول به کار هستید. وظیفه شما بررسی خواص تعدادی از آلیاژهای نقره (silver) ، رودیوم (rhodium) و پلاتین (Platinum) است. اما متأسفانه در حین کار برچسب ظروف را گم کرده اید. آزمایشی طراحی کنید که با استفاده از آن فلزات درون ظروف را شناسایی کنید.
چگالی نقره، رودیوم و پلاتین به ترتیب 10.5 ، 12.4 و 21.45 گرم بر سانتی متر مکعب است.

PH

برای انجام این آزمایش روی گزینه File کلیک کرده و پس از انتخاب Load Homework بر روی Acids and Bases و سپس روی Method of successive dilutions کلیک کنید.
همه ما می‌دانیم که PH آب خنثی 7 است ، اسیدها PH کمتر از 7 دارند و PH بازها بین 7 و 14 قرار دارد. اما اکثر ما درک درستی از رابطه PH و غلظت یون ⁺H نداریم. با انجام این آزمایش می‌توانید درک بهتری از رابطه PH و غلظت یون هیدرونیوم پیدا کنید.
PH مقیاسی لگاریتمی برای بیان غلظت یون هیدرونیوم در محلولهای آبی است:

PH= -log [H₃o⁺] => [H₃o⁺]= 10^-PH=1/10^PH

ما در این آزمایش از روش رقیق سازی متوالی استفاده می‌کنیم. این روش یکی از رایج ترین روش های تولید محلولهایی با غلظت های مختلف از یک محلول مادر است.
پنج بالن بردارید و در آنها مقدار مساوی ( کمتر از نیمه ) آب بریزید. سپس به همان اندازه از محلول 1MHCL بردارید و در ظرف اول بریزید. غلظت یون[⁺H₃o] نصف می‌شود و به 0.500M می‌رشد. حالا از این محلول به همان اندازه بردارید و در ظرف سوم بریزید. این بار غلظت به ²(2/1) محلول اولیه می‌رسد و برابر 0.250M می‌شود. در رقیق سازی سوم ³(2/1) برابر غلظت اولیه می‌شود و در رقیق سازی چهارم ⁴(2/1) مولاریته محلول اولیه را خواهد داشت. به این ترتیب:

H₃o⁺] = 2^-n = 1/2ⁿ]

که در آن n تعداد رقیق سازی های متوالی است.
فکر می‌کنید اگر حجم محلولها را مقدار دیگری انتخاب می‌کردید، تفاوتی در این روند ایجاد می‌شود؟
حال که با این روش آشنا شدید به سراغ آزمایش اصلی خود می‌رویم.
هفت محلول مختلف از طریق رقیق سازی متوالی ایجاد کنید به طوری که PH آنها به ترتیب 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 ، 7 باشد. فکر می‌کنید نسبت حجمی مورد استفاده تان باید چقدر باشد؟
جدول بسازید که شامل سه ستون باشد. ستون اول، تعداد رقیق سازی ، ستون دوم ، غلظت محلول و ستون سوم نشان دهنده PH محلول است. سعی کنید یک رابطه جبری بین ضریب رقیق سازی و PH پیدا کنید به طوری که PH را بر حسب تعداد دفعات رقیق سازی (n) نشان دهد.
حال می‌خواهیم با استفاده از اعداد درون جدول چند نمودار رسم کنیم. در نمودار اول [⁺H₃o] را در محدوده 10^-3m تا 10^-1m بر حسب PH ، از 3 تا 1 رسم کنید.
در نمودار دوم [⁺H₃o] بین 10^-3mو 10^-sm و PH از 3 تا 5 تغییر می‌کند.
و در نمودار سوم [⁺H₃o] در محدوده 10^-5-10^-7m و PH در بازه 7-5 قرار می‌گیرد.
نمودار‌ها را در کنار هم قرار دهید و با هم مقایسه کنید. آیا تفاوتی بین آنها مشاهده می‌کنید؟
بعد از این مرحله سعی کنید تا هر سه نمودار را با هم در یک برگه کاغذ رسم کنید.
آیا می‌توانید با رقیق سازی مجدد محلولی که PH آن 8 باشد ، بسازید؟

دانلود

http://edu.tebyan.net/chemistry/V-lab2/1.htm

ساختمان باتری

صادق بهداد 

عملکرد کلیه باتری‌ها تقریبا مشابه یکدیگر است. پس با فهم آنچه درون یکی از آنها رخ می‌دهد، می‌توان به درک مناسبی از شیوه کار کلیه باتری‌ها دست یافت. ما طرز کار یک باتری روی - کربن را تشریح می‌کنیم. این باتری یکی از ساده ترین باتری هایی است که می‌توان ساخت و گاهی آن را "باتری استاندارد کربنی" نیز می‌نامند.
فرض کنید ظرفی حاوی اسید سولفوریک داریم. اگر میله ای از جنس روی را در این محلول قرار دهید، اسید شروع به خوردن روی می‌کند. حبابهای هیدروژن بر روی میله ظاهر می‌شود و محلول در اثر حرارت حاصل از واکنش شیمیایی گرم خواهد شد. آنچه روی می‌دهد، تقریبا به ترتیب زیر است:
• مولکولهای اسید به سه یون تفکیک می‌شوند: دو یون ⁺H و یک یون SO₄^2- .
• اتمهای روی دو الکترون از دست می‌دهند و به یونهای Zn²⁺ تبدیل می‌شوند.
• یونهایZn²⁺ با یونهایSO₄^2- ترکیب شده و به صورت ZnSO₄ درمی آید، که در اسید حل می‌شود.
• یونهای هیدروژن الکترونهایی را که اتمهای روی از دست داده اند، جذب می‌کنند و به صورت مولکول H₂ ( گاز هیدروژن ) در می‌آیند. این همان حبابهایی است که روی میله ظاهر می‌شود. حال اگر میله ای از جنس کربن نیز در محلول قرار دهید ( اسید بر روی این میله اثری ندارد. ) و آن را با سیم به میله اول متصل کنید، شرایط تغییر می‌کند و به صورت زیر درمی آید:
• الکترونها از طریق سیم به سمت میله کربنی می‌روند و در آن جا جذب یونهای هیدروژن می‌شوند. این بار حبابهای گاز هیدروژن بر روی میله کربنی تشکیل می‌شود.
• در این حالت گرمای کمتری آزاد می‌شود، زیرا بخشی از انرژی شیمیایی حاصل از واکنش صرف جریان الکترونها شده است؛ یعنی در حالت اول انرژی شیمیایی فقط به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود، ولی در حالت دوم بخشی از آن به انرژی الکتریکی و بخشی دیگر به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود.

با گذشت زمان، میله روی کم کم در اسید حل می‌شود و یونهای هیدروژن موجود در محلول نیز به تدریج مصرف می‌شوند، تا اینکه سرانجام باتری تمام می‌شود. به دو میله به کار رفته در باتری، اصطلاحا " الکترود " می‌گویند.
محلول حاوی یون ( در مثال بالا اسید سولفوریک ) نیز " الکترولیت " نامیده می‌شود.
در باتری ای که شما ساخته اید اتفاقاتی که روی می‌دهد بسیار شبیه مراحل بالاست. این مراحل در شکلهای زیر نشان داده شده است.

اگر مایلید تا در مورد ساختمان باتری اطلاعات بیشتری کسب کنید، می‌توانید به سایتهای زیر مراجعه کنید:

http://www.tebyan.net/vs/learning/dabirestan/Electricity/dynamic/FelectJ2.htm
http://www.funsci.com/fun3_en/electro/electro.htm
http://www.pbs.org/weta/roughscience/challenges/battery
http://www.hilaroad.com/camp/projects/lemon/lemon_battery.html