|
بخش ۱ – مايعي کمياب در عين فراواني
منابع آب در طبيعت
آب تنها ماده اي است که در طبيعت به هر سه حالت مايع (آب) جامد (يخ) گاز (بخار آب) يافت مي شود . نزديک به 75 درصد از سطح کره زمين را آب پوشناده است که بخش عمده آن را آب شور درياها و اقيانوس ها تشکيل مي دهد .
در حاليکه مقدار آب شيرين که تمام موجودات زنده و انسانها بايد بر سر آن به رقابت بپردازند حداکثر 0/5 درصد کل منابع مي باشد. که عواملي مانند موقعيت جغرافيايي ، شرايط آب و هوايي و ميزان بارش بر پراکندگي آن موثر است .
تجديد پذيري طبيعي منابع آب
هم آب موجود در طبيعت به نسبت تقريباً ثابتي در ميان منابع آن توزيع مي شود.اين توزيع متناسب ، با به چرخه در آمدن آب در يمان اين منابع انجام مي شود . به اين فرآيند چرخه آب مي گويند . پس از اين طريق مي توان گفت که منابع آب تجديد پذيرند.
مصرف آشکار و نهان آب
آبي را که مستقيماً براي آشاميدن يا نظافت و شستشو استفاه مي کنيم مصرف آشکار مي گويند ولي آبي را که براي توليد انرژي (برق ، سوخت و ...) ، آبياري کشتزارها ، صنايع و معادن و امور بازرگاني و خدمات مصرف مي شود و احتمالاً از ديد شما مخفي مانده است را مصرف نهان آب مي گويند .
آب مايعي با ويژگي باور نکردني : الف) تغيير حجم غير عادي در اثر انجماد :
آب بر خلاف ساير مايعات وقتي براثر سرما تبديل به يخ مي شود انبساط پيدا مي کند و حجمي از يخ که همان حجم اوليه آب است و يخ روي آب شناور مي ماند . آين ويژگي سبب مي شود که آب از سطح شروع به يخ زدن کند .
ب) زياد بودن ظرفيت گرمايي
مي دانيد که ظرفيت گرمايي يک جسم مقدار گرمايي است که بايد به جسم داده شود تا دماي آن ۱ درجه سانتي گراد افزايش يابد . ظرفيت گرمايي ويژه آب حدود 10 برابر ظرفيت گرمايي ويژه آهن است . اين مسئله به متعادل کردن دماي زمين خيلي کمک مي کند چون مقادير زياد آب موجود در سطح زمين مقدار زيادي از انرژي خورشيدي را مي گيرند و صرف بالا بردن دماي آب مي کنند .
ج) زياد بودن گرماي تبخير:
براي تبديل مقدار کمي آب به بخار ، گرماي زيادي لازم است . گرماي اضافي بدن ما با تبخير مقدار کمي آب از طريق منفذ پوست (عرق کردن ) کاسته مي شود .
د) زياد بودن کشش سطحي آب :
به دليل وجود نيروي جاذبه قوي بين مولکولهاي آب ، پيوستگي زيادي در تمام قسمت هاي آب از جمله مولکولهاي سطح آب وجود دارد . به همين علت است که يک پشه مي تواند روي آب بنشيند يا موري مي تواند به آرامي روي آب قدم بزند .
مروري بر آموخته هاي گذشته :
عنصر :
به ماده اي گفته مي شود که از يک نوع اتم ساخته شده باشد مثل ۲O ، Fe
ترکيب :
به ماده اي گفته مي شود که از اتصال دو يا چنداتم عنصرهاي مختلف ساخته شده باشد ، مثل H2O ، HO2 ، Nacl
پيوند هاي شيميايي :
نيرويي قوي است که اتم ها را به هم وصل مي کند . مثلاً دو اتم هيدروژن و يک اتم اکسيژن به هم متصل مي شوند و واحدتازه اي را بوجود مي آورند که به آن مولکول آب مي گويند .
نمادهاي شيميايي :
در زبان جهاني شيمي از حروف براي نشان دادن عناصر استفاده مي کند . به اين حروف نماد هاي شيميايي مي گويند مثل H براي هيدروژن .
فرمول شيميايي :
کلمه هاي اين زبان علمي را فرمول شيميايي مي گويند . هر فرمول شيميايي نمايانگر يک ترکيب شيميايي است مثل H2O براي آب . عددهايي که در سمت راست پائين (به صورت زيروند) نوشته مي شوند . تعداد اتم هاي هر عنصر را در يک مولکول يا واحد سازنده ي آن ماده نشان مي دهد (زيروند ۱ نوشته نمي شود) فرمول H2O نشان مي دهد که مولکول آب از ترکيب ۲ اتم هيدروژن و ۱ اتم اکسيژن ساخته شده است .
معادله شيميايي :
آنچه را که در يک واکنش شيميايي رخ مي دهد به طور خلاصه بيان مي کند . هر واکنش شيميايي شامل شکسته شدن پيوندهاي شيميايي مواد واکنش دهنده (مواد اوليه ) و تشکيل پيوندهاي جديد در فرآورده ها (محصول ها ) است . فرآورده ها در سمت راست و واکنش دهنده ها در سمت چپ نوشته مي شوند. مثل :
۲ H2 +O2 = ۲H2 O
در معادلات شيميايي تعداد کل اتمها در دو طرف معادله يکسان است . به چنين معادله اي موازنه شده مي گويند .
يادآوري خواص الکتريکي ماده
هر اتم از يک قسمت مرکزي به نام هسته تشکيل شده است که در درون آن پروتون ها با بارمثبت و نوترون ها بدون بار الکتريکي قرار گرفته اند . الکترون ها ذرات کوچکتري هستند با بار منفي که در اطراف هسته وجود دارند .
مي دانيدکه اتم ها با کمک پيوندهاي شيميايي به همديگر متصل شده و مولکول ها را بوجود مي آورند . به اين نوع پيوند شيميايي که اتم ها را در کنار هم نگه مي دارد پيوند کووالانسي مي گويند .
پيوندکووالانس به صورت يک خط بين نمادهاي شيميايي نشان داده مي شود . مثال :
به تعداد پيوندهايي که يک اتم مي تواند با اتم هاي ديگر تشکيل دهد ظرفيت مي گويند ، براي مثال در مولکول آب ظرفيت هيدروژن ۱ و ظرفيت اکسيژن ۲ است .
بخش ۱_ قسمت دوم
ساختار خميده ي مولکول آب
اگر يک ميله پلاستيکي را به پارچه ي پشمي بماليد تا داراي بار الکتريکي شود وآن را به باريکه اي از آب نزديک کنيد مي بينيد که آب از مسير خود منحرف شده و به ميله ي پلاستيکي نزديک مي شود . در توجيه اين پديده مي توان گفت که مولکول آب داراي دو سر مثبت و منفي هستند . يعني مولکول آب يک مولکول قطبي است که از سر مثبت خود جذب ميله ي پلاستيکي با بار منفي مي شود .شواهد تجربي نشان مي دهد که مولکول آب شکل خميده اي (V شکل ) دارد و شيميدانان بعد از آزمايشهاي بسيار متوجه شدند که درسمت اکسيژن بار منغي و درسمت هيدروژن بار مثبت وجود دارد .
به شکل زير توجه کنيد :
توجيه برخي ويژگيهاي غير عادي آب
از آنجا که بارهاي الکتريکي نا هم نام يکديگر را مي ربايند ، قطب مثبت يک مولکول آب ، قطب منفي مولکول همسايه اش را جذب مي کند . اين نيروي جاذبه سبب مي شود که مولکول هابتوانند در کنار هم قرار بگيرند ، از اين رو به آن نيروي جاذبه بين مولکولي گفته مي شود . در آب نيروي جاذبه بين مولکولي خيلي زياد است ، چنين بنظر مي رسد که اتم هيدروژن ، مولکولهاي آب را در کنار هم نگه داشته است به همين علت به اين نيروها پيوند هيدروژني مي گويند .بنابراين انرژي بالايي معادل j۲۲۶۰ مورد نياز است که يک گرم آب را تبديل به بخا رکند . هين نيروي قوي جاذبه بين مولکولهاي آب سبب به وجود آمدن کشش سطحي زياد مي شود .
آب به عنوان يک حلال
آب به عنوان حلال مي تواند تعداد بسيار زيادي از ترکيبات يوني مانند سديم کلريد را در حوض حل کند . چون مولکول هاي آب قطبي هستند . سديم کلريد در آب تبديل به يون هاي( Na مثبت و Cl منفي ) در بين مولکولهاي آب مي شود . اين محلول رساناي الکتريکي نيز هست . زيرا يون هاي مثبت محلول (کاتيون مثبت Na ) به طرف قطب منفي و يون هاي منفي محلول (آينون منفي Cl) به طرف قطب مثبت حرکت مي کند و جريان برق را انتقال مي دهند .
انحلال پذيري مواد جامد در آب
براي حل شدن مواد گوناگون در مقدار معيني آب در دماي اتاق محدوديتي وجود دارد. اين محدوديت را انحلال پذيري يا قابليت حل شدن آن ماده مشخص مي کند . انحلال پذيري وابسته به دما است و مي توان آن را با کمک منحني انحلال پذيري نشان داد . بسته به ميزان ماده حل شده ، محلول را به سه نوع تقسيم مي کنند که عبارتند از محلول هاي سير نشده ، سيرشده و فراسير شده .
انحلال پذيري گازها درآ ب
انحلال پذيري گازها در آب هم وابسته به دما است . در دماي پائين تر ميزان بيشتري گاز درآب حل مي شود . به ميزان اکسيژن حل شده در آب DO مي گويند و آن را بر حسب PPm (قسمت در ميليون) بيان مي کنند .
آلودگي گرمايي آب
در ماه هاي گرم تابستان رقابت ميان موجودات زنده آبزي براي دسترسي به اکسيژن محلول افزايش مي يابد . با توجه به اينکه در فصل گرم ميزان اکسيژن حل شده در آب کمتر است و از طرفي برخي از کارخانه ها از آب براي سيستم خنک کننده ي خود استفاده مي کنند و مجدداً آب گرم شده را به رودخانه و دريا بر مي گرداند ،دماي آب بالا رفته و ميزان اکسيژن کمتري را درخود حل مي کند . اين مسئله باعث مرگ و مير ماهي ها مي شود.
آلودگي اسيدي آب
مي دانيم که PH مقياسي براي تعيين خاصيت اسيدي يا قليايي بودن محلول است و محدوده آن از اسيدي ترين تا قليايي ترين محلول به شکل زير است :
آب باران اندکي اسيدي است ، زيرا مقادير کمي از ۲Co هوا را در داخل خود حل مي کند و کربنبک اسيد رقيق بوجود مي آورد . با جريان يافتن آب باران در بستر جويبارها ممکن است موادي در آن حل شده و ph را بالا ببرند . گاه ممکن است با ورود پساب اسيدي و فاضلاب کارخانه ها به آب هاي طبيعي Ph آب کاهش يابد ، به گونه اي که ماهي توان ادامه زندگي در اين Ph اسيدي را نداشته باشند .
آلودگي آب توسط کاتيون هاي سنگين
گاه ممکن است کاتيون هاي سنگيني مثل جيوه (Hg+2) ، سرب(Pb+2) و کادميم(Cd+2) از طريق پساب هاي صنعتي به منابع آب وارد شده اند و آب را آلوده کنند . ضريب خطر يون هاي سنگين از اين رابطه بدست مي آيد :140
تصفيه طبيعي آبها
آبها به طور طبيعي طي سه فرآيند زير خود به خود تصفيه مي شوند :
۱- جداشدن تقزيباً کامل مواد اوليه حل شده در آب به هنگام تشکيل برف و باران
۲- تجزيه برخي از مواد محلول و شناور به مواد ساده تر تويط باکتريها
۳- جداشدن مواد معلق ازآب به هنگام عبور از ميان سنگ ريزه ها و ماسه ها
بخش ۱_قسمت سوم
آب سخت وروش هاي نرم کردن آن
عبور آبهاي طبيعي داراي گاز دي اکسيد کربن ، روي سنگ هاي آهکي باعث حل شدن تدريجي سنگ هاي آهکي شده و در آن کلسيم کربنات تبديل به کلسيم هيدروژن کربنات مي شود که عامل سختي موقت آب است . سختي موقت با گرم کردن آب از بين مي رود .
اگر آب هاي طبيعي مقدار قابل توجهي يون هاي Ca+2 و (Mg+2 يا Fe+2) داشته باشند ، نمي توان سختي آب را با گرم کردن از بين برد به اين ويژگي سختي دائم مي گويند . سختي دايم با افزودن مقداري سديم کربنات به آب برطرف مي شود.
تصفيه آب شهري
آب شهري طي مراحي زير تصفيه مي شود :
۱- صاف کردن : اين عمل توسط توري هاي فلزي آشغال گير انجام مي شود و طي آن مواد خارجي درشت مثل چوب ، سنگ و ... جدا مي شود .
۲- کلرزني مقدماتي : کلر که يک گتدزداي قوي است جهت از بين بردن ميکروب هاي بيماري زا به آب افزوده مي شود .
۳- لخته سازي و ته نشين کردن : براي آنکه گل و لاي معلق در آب سريع تر ته نشين شود از عامل لخته کننده (Al3+ و Fe3+ ) استفاده مي شود .
۴- ته نشين شدن در حوضچه هاي آرامش : براي ته نشين شدن ذره هاي شناور در کلوئيدي و کامل شدن فرآيند لخته سازي به آب فرصت بيشتري داده مي شود در اين مرحله تابش نور خورشيد به حوضچه هاي آب به از بين رفتن باکتري ها کمک مي کند .
۵- گذراندن از صافي شني :
مواد ديگري که پيش از اين ته نشين نشده اند با صافي گرفته مي شوند .
۶- گندزدايي پاياني :
در اين مرحله مقدار نهايي کلر در آب طوري تنظيم مي کنند که آب را از اثر باکتري هاي باقيمانده يا باکتريهايي که ممکن است وارد آب شوند در امان نگه دارند.
تصفيه فاظلاب هاي شهري
لازم است که فاظلاب پيش از رها شدن در رودخانه تصفيه شود . تصفيه فاضلاب شامل مراحل زير است :
۱- صاف کردن و جداکردن آشغال ها
۲- ته نشيني اوليه (مواد جامد به صورت لجن رسوب مي کنند )
۳- هوادهي (باکتريهاي هوازي بسياري از مواد را تجزيه مي کنند )
۴- ته نشيني نهايي
۵- گندزدايي با کلر
۶- برخي کارهاي اختياري مانند تنظيم Ph و حذف يون هاي خطرناک
۷- ورود به رودخانه يا دريا
خود آزمايي
۱- کدام ويژگي آب سبب مي شود ، اين مايع به سرعت آلوده شود ؟
الف) کشش سطحي زياد
ب) نقطه جوش بالا
ج) قدرت حل کنندگي زياد
د) ظرفيت گرمايي ويژه اي زياد
۲- کدام عامل زير ويژگي هاي غيرعادي آب را توجيه ميکند ؟
الف) قطعي بودن مولکول آب
ب) خميده بودن (V شکل) مولکول آب
ج)وجود پيوند کووالانس بين اتم هاي آب
د) غير قطبي بودن مولکول آب
۳- کداميک از مواد زير عنصر است ؟
الف) ۲O
ب) HCL
ج) Nacl
د) ۳CO ۲H
۴- چرا يخ روي آب شناور مي ماند ؟
الف) به علت نيروي جاذبه بين يخ و آب
ب) به علت هم جنس بودن يخ و آب
ج) به علت کمتر بودن چگالي يخ از آب
د) به علت پيوند مولکول هاي يخ و آب
۵- براي از بين بردن سختي موقت و دايم ، کداميک از موارد زير صحيح است ؟
الف) سرد کردن – افزودن سديم کلريد
ب) افزودن سديم کربنات – گرم کردن
ج) افزودن سديم کلريد – سرد کردن
د) گرم کردن – افزودن سديم کربنات
۶- سختي آب به کداميک از يون هاي زير مربوط است ؟
الف) فقط Ca2+
ب)فقط Fe2+
ج)فقط Mg2+
د) Ca2+ و Mg2+ و Fe2+
۷- کداميک ا زيون هاي زير باعث آلودگي آب نمي شود ؟
الف) Hg2+
ب) Na+
ج) Cd2+
د) Pb2+
۸- هر چه دماي مناسب آب براي زندگي يک نوع ماهي کمتر باشد ميزان DO لازم براي زندگي آن ماهي ....................
الف) کمتر است
ب) بيشتر است
ج)فرق نمي کند
د) مناسب است
۹-
نظرات شما عزیزان:
به وبلاگ آموزشی خوش امدید
 آمار
وب سایت:
بازدید امروز : 172
بازدید دیروز : 24
بازدید هفته : 201
بازدید ماه : 415
بازدید کل : 40879
تعداد مطالب : 128
تعداد نظرات : 10
تعداد آنلاین : 1
@
|
|
تبادل لینک هوشمند 
ورود
اعضا:
خبرنامه وب سایت:
<-PollName->
