با توجه به شکل های روبه رو توضیح دهید
چرا تخم مرغ سالم در آب مقطر فرو می رود،
اما با حل کردن نمک در آن، تخم مرغ غوطه ور
می شود؟

پاسخ - زيرا در اثر حل كردن نمك در آب، چگالي محلول افزايش مي يابد.

سدیم فلوئورید از واکنش فلز سدیم با گاز فلوئور به دست می آید. با توجه به نمادهای شیمیایی
11 به پرسش های زیر پاسخ دهید. Na

ب( کدام یک با از دست دادن الکترون به ذره ای با مدار 8 الکترونی تبدیل می شود؟

پاسخ -  اتم سديم، زيرا فلز است يا در مدار آخر كم تر از 4 الكترون دارد.

پ( کدام یک با گرفتن الکترون به ذره ای با مدار 8 الکترونی تبدیل می شود؟

پاسخ - اتم فلوئور، زيرا نافلز است يا در مدار آخر بيش از 4 الكترون دارد.

ت( تعداد بارهای الکتریکی ذره های سازندهٔ سدیم فلوئورید را مشخص کنید.

پاسخ -  سديم 1 الكتر ون از دست مي دهد پس بار آن1+ مي شود و فلوئور 1 الكترون مي گيرد پسبار آن -1 مي شود.

ث( آیا ترکیب یونی سدیم فلورید در مجموع خنثی است؟ به چه دلیل؟

پاسخ - خنثي است زيرا جمع بارهايشان صفر مي شود.

هدف: بررسی حرکت یون ها در آب
وسایل و مواد لازم: ظرف شیشه ای)پتری(،
پنس، آب مقطر ،پتاسیم یدید، سرب نیترات
روش اجرا: الف( درون ظرف پتری تا نیمه
آب مقطر بریزید.
ب( با استفاده از پنس یک دانه بلور پتاسیم یدید
را بردارید و به آرامی در کنار دیوارهٔ ظرف پتری
درون آب قرار دهید.
پ( با استفاده از پنس یک دانه بلور سرب نیترات
بردارید و آن را درون ظرف پتری و کنارهٔ دیواره و درست روبه روی بلور پتاسیم یدید قرار دهید.
مدتی صبر کنید و مشاهدات خود را بنویسید.
تشکیل رنگ زرد نشانهٔ چیست؟

پاسخ :

رنگ زرد نشانه انجام يك تغيير شيميايي است. تشكيل يك رسوب را نشان مي دهد. انجام شدن يك واكنش شيميايي را نشان مي دهد.

معادلهٔ نوشتاری تغییر شیمیایی انجام شده به صورت زیر است.
پتاسیم نیترات + سرب یدید )زرد رنگ( سرب نیترات + پتاسیم یدید
فراورده ها یون سرب، یون نیترات + یون یدید، یون پتاسیم
بر اساس این معادله، اگر یون های یدید و سرب به یکدیگر برسند، با هم واکنش می دهند. حال
توضیح دهید از تشکیل رنگ زرد در وسط ظرف چه نتیجه ای می گیرید؟

پاسخ :

از آن جايي كه رنگ زرد دورتر از محلي كه واكنش دهنده ها را قرار داديم،تشكيل شده است، مي توان نتيجه گرفت كه يون ها در آب حركت مي كنند. به طوري كه يون هاي يديد و يون هاي سرب هر كدام از كناره هاي ظرف شروع به حركت كردند و پس از مدتي راه رفتن درون محلول به هم رسيدند.

با توجه به نتیجهٔ این آزمایش توضیح دهید، چرا محلول نمک ها رسانای جریان الکتریکی است؟

پاسخ :

از آن جايي كه يون ها بار الكتريكي دارند و در محلول حركت مي كنند، پس مي توان نتيجه گرفت كه يكي از علل رسانايي وجود يون هاي متحرك است. بنابراين در هر جا يون متحرك باشد مي تواند جريان برق را عبور دهد. به بيان ديگر محلول نمك ها رساناي الكتريسيته است، زيرا داراي يون هاي متحرك است.

هدف: تهیهٔ بلور
وسایل و مواد لازم: بشر، نخ، گیرهٔ فلزی، سدیم کلرید، کات کبود، شکر، آب مقطر
روش اجرا: الف( سه بشر 100 میلی لیتری بردارید و درون هر کدام 20 میلی لیتر آب مقطر داغ بریزید.
ب( درون هر بشر به طور جداگانه یک قاشق چای خوری از کات کبود، سدیم کلرید و شکر بیفزایید
و آن قدر هم بزنید تا محلول های شفاف به دست آیند این عمل را تا آنجا که مواد جامد حل شوند،
ادامه دهید.
پ( یک گیره بردارید و با استفاده از نخ و مداد، آن را درون محلول آویزان کنید.
ت( بشر ها را کنار پنجره بگذارید و پس از چند روز بلورهای تشکیل شده را مشاهده کنید.
نتیجهٔ مشاهدهٔ خود را بنویسید.
آیا بلور های این سه ماده شبیه هم هستند؟ چه تفاوت هایی با هم دارند؟

پاسخ :

بله، هر سه بلور شكل منظمي دارند. اما بلورهاي كات كبود رنگي هستند. نمك خوراكي بلورهاي مكعبي دارد در حالي كه كات كبود مكعبي نيست.

با توجه به آنچه در این فصل دربارهٔ مواد محیط زندگی خود آموخته اید دربارهٔ نقش مواد در زندگی
و مسئولیت هر یک از انسا نها در قبال آنها، گف توگو کنید.

دید کلی

همه چیز اطراف ما را مواد تشکیل می‌دهند این مواد همچنان که در وجود ما قرار دارند در فرهنگ و افکار ما نیز ریشه دوانده‌اند. در حقیقت مواد آنچنان با ظهور و عروج بشر رابطه نزدیک داشته است که نامهای سنگ ، مفرغ و آهن را به دورانهای تمدن اطلاق کرده‌اند.

مواد طبیعی و ساخته بشر جزئی لازم در زندگی ما شده‌اند ، چنانکه اغلب آنها را رایگان می‌دانیم و با وجود این مواد به غذا ، فضای زندگی ، انرژی و اطلاعات که منابع اصلی گذران زندگی بشرند نیز اطلاق می‌شود. مواد در حقیقت دستمایه کار در جامعه است و نه تنها در روش زندگی بلکه در امنیت و آسایش ملتها نقش قاطعی داشته‌اند.

البته مواد بخشی از ماده موجود در عالم‌اند ، ولی بطور دقیق‌تر اجسامی‌اند که به علت خواص خود در سازه‌ها ، ماشینها ، وسایل یا تولیدات کاربرد دارند. مثلا این اجسام شامل فلزات ، سرامیکها ، نیم رساناها ، ابررساناها ، پلیمرها (پلاستیکی) ، شیشه‌ها ، دی الکتریکها ، فیبرها ، چوب ، ماسه ، سنگ و بسیاری مواد چند سازه می‌شوند. تولید و تغییر شکل این مواد به کالاهای شناخته شده تقریبا یک پنجم مشاغل و محصولات ناخالص ملی را در ایالات متحده در برمی‌گیرد. 

چرخه مواد

مواد در دسترس نوع بشر را می‌توان در حال جریان در چرخه وسیع مواد تصویر کرد. یک سیستم فراگیر گهواره – گور مواد خام توسط کان کنی ، مته کاری ، حفاری و جمع آوری از زمین ، برداشت شده و سپس به مواد حجیمی مانند شمشها سنگهای خرد شده ، مواد پتروشیمی و الوار تبدیل می‌شود، به دنبال آن برای فرآوری نیازهای اجتماع به محصولات نهایی ، بصورت مواد مهندسی مانند سیمهای برق ، فولاد سازه‌ها ، بتن ، پلاستیک‌ها و تخته چند لا در می‌آید.

در نهایت پس از انجام وظایف محوله در خدمت بشر ، این مواد در راه بازگشت خود به زمین به شکل قراضه درمی‌آیند ، یا ترجیحا دوباره وارد چرخه انجام فرآیند مجدد می‌شوند و قبل از ما از بین رفتن نهایی ، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. در نتیجه چرخه مواد سیستمی است که منابع طبیعی و نیازهای بشر را در هم می‌پیچد. مواد به روشی فراگیر ، رشته‌های ارتباطی جهان را تشکیل می‌دهند که نه تنها در این سیاره ملتها و اقتصاد آنها را بلکه جزئیترین مواد طبیعی را نیز به هم گره می‌زنند. 

علم مواد

جریانهای متقابل درک علمی از یک سو و اطلاعات تجربی از سوی دیگر در علم و مهندسی مواد به نحو بسیار موثری با هم ترکیب می‌شوند. اگر بخواهیم در این طیف سهم علم مواد را مشخص کنیم ، توجه خود را روی شناخت طبیعت مواد متمرکز می‌کنیم، این امر بر نظریات و توصیفاتی منجر می‌شود که چگونگی ارتباط بین ساختار یا ترکیب شیمیایی ، خواص ما و رفتا رمواد توضیح می‌دهد. از طرف دیگر ، بخش مهندسی مواد در این طیف با سنتز و کاربرد شناخت تجربی و بنیادی سر و کار دارد و بدین وسیله به گسترش ، آماده سازی ، اصلاح و کاربرد مواد در برآوردن نیازهای ویژه می‌پردازد. 

کاربرد مواد

برای نشان دادن انتخاب و کارکرد مواد که با ارزیابیهای حرفه‌ای متعددی صورت می‌گیرد مثال زیر را دنبال می‌کنیم: در واکنشگر هسته‌ای ، مثلا سوخت از گندله‌های اورانیم اکسید در پوششی در آلیاژ زیر کونیم تشکیل شده است که در مقابل گرما مقاوم است و نوترونها را تلف نمی‌کند. شار نوترونی و بنابراین دمای سوخت در حین عمل ، توسط وسیله‌ای از جنس بلور کاربید که می‌تواند نوترونها را بطور دلخواه جذب کند کنترل می‌شود ولی این وسیله باید توسط فولاد زنگ نزن در برابر خوردگی محافظت شود.

بخار تولید شده در ظرف تحت فشاری در بیرون جمع آوری می‌شود ، با این ظرف از فولاد کم آلیاژ ساخته شده تا استحکام کافی را با هزینه معقول تامین کند ، ولی با فولاد زنگ نزن گرانقیمت پوشش داده شده تا در برابر خوردگی محافظت شود. این تبدیل انرژی هسته‌ای ، سیستم مواد پیچیده‌ای دارد که در آن مواد برگزیده باید دست به دست هم ، ورای کار کرد ویژه خود ، عمل کنند و این ، یک کاربرد شگفت انگیز مواد در تولید انرژی است.