3 Αυγ 2012

Θερμοχημεία Β΄Λυκείου Θετικής κατ/σης


Τα  διαμάντια είναι παντοτινά . . .

Δίνονται οι θερμοχημικές εξισώσεις :
Cγραφίτης  + Ο2(g) --> CO2(g)    ΔΗ1 = –393kJ  (1)
Cδιαμάντι  + Ο2(g) --> CO2(g)    ΔΗ1 = –395kJ   (2)
Να βρεθεί η ενθαλπία της αντίδρασης : Cγραφίτης  -->   Cδιαμάντι.


ΛΥΣΗ
Αντιστρέφουμε την (2) και την προσθέτουμε στην (1)
Cγραφίτης  + Ο2(g) --> CO2(g)    ΔΗ1 = –393kJ  (1)

CO2(g)  --> Cδιαμάντι  + Ο2(g)   ΔΗ1΄ = 395kJ   (2΄)

        Cγραφίτης  -->  Cδιαμάντι            ΔΗ = 2kJ

Είναι λοιπόν τόσο εύκολο να μετατραπεί ο γραφίτης σε διαμάντι ;

Το διαμάντι και ο γραφίτης είναι δύο αλλοτροπικές μορφές του άνθρακα.
Ήταν το 1797, όταν, προς μεγάλη έκπληξη όλων, ανακαλύφθηκε ότι τα διαμάντια ήταν καθαρός άνθρακας. Θα μπορούσε λοιπόν ο γραφίτης – η άλλη μορφή του άνθρακα – να μετατραπεί στον πολύτιμο "ξάδερφό" του ;
Οι προσπάθειες ήταν πάρα πολλές, αλλά χωρίς αποτέλεσμα.
Το 1938 παρουσιάστηκε μια πλήρης θερμοδυναμική ανάλυση του προβλήματος, αποδεικνύοντας ότι είναι αδύνατο σε συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης να παρασκευαστούν διαμάντια από γραφίτη.
Αλλά υπήρχαν κάποιες συνθήκες στις οποίες η μετατροπή του γραφίτη σε διαμάντι ήταν τουλάχιστον θεωρητικά δυνατή. Τελικά το 1955 η General Electric ανακοίνωσε ότι οι επιστήμονές της είχαν παρασκευάσει συνθετικά διαμάντια, χρησιμοποιώντας πίεση 100.000 ατμόσφαιρες και θερμοκρασίες πάνω από 2800oC . Σήμερα η General Electric παρασκευάζει πάνω από 1.000.000 καράτια (καράτι : 200 χιλιοστά του γραμμαρίου) ετησίως, χρησιμοποιώντας διαφορετικές πρώτες ύλες και συνθήκες. Τα διαμάντια αυτά είναι κατώτερης ποιότητας από τα ορυκτά και χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, λόγω της σκληρότητάς τους, ως εργαλεία κοπής.
Η εξαγωγή διαμαντιών, που συχνά γίνεται σε εμπόλεμες ζώνες της Αφρικής, θεωρείται μια από τις πιο "αιματοβαμμένες" και ηθικά αμφισβητούμενες οικονομικές δραστηριότητες διεθνώς ("blood diamonds"). Τα διαμάντια, εκτός από κοσμήματα, χρησιμοποιούνται σε διάφορα προϊόντα, όπως κοπτικά εργαλεία, ιατρικά κ.ά.
Το πάθος για τα διαμάντια ξεπερνάει κάθε αλλαγή καταστάσεων και αντέχει στο πέρασμα των καιρών, παραμένοντας απόδειξη ισχύος, ή, όπως έθιξε το ζήτημα η Μέριλιν Μονρόε, τραγουδώντας σε μια ταινία της "diamonds are the girls' best friends"...



30 Ιουλ 2012

Χημεία και Ολυμπιακοί Αγώνες

Ολυμπικένιο, το μόριο των Ολυμπιακών Αγώνων και το υλικό των μεταλλίων : διαβάστε εδώ
Αλλά και για τις σκοτεινές πτυχές της χημείας στους Ολυμπιακούς Αγώνες, τα αναβολικά, διαβάστε εδώ και εδώ.

20 Ιουλ 2012

Πυροχημική ανίχνευση


Θέρμανση μιας ουσίας ουσιαστικά σημαίνει προσφορά ενέργειας σ' αυτή. Ενέργεια η οποία αυξάνει όσο αυξάνει η θερμοκρασία. Τα αποτελέσματα της θέρμανσης αυτής ποικίλλουν ανάλογα με το είδος της ουσίας η οποία θερμαίνεται. Ένα από τα φαινόμενα που περιμένουμε είναι η διάσπαση της ουσίας στα στοιχεία που την αποτελούν και η απελευθέρωση τους σε μορφή ατόμων ή ιόντων. Αυτό συνήθως γίνεται αφού προηγουμένως η ένωση περάσει τα στάδια της τήξης και της εξαέρωσης. Στη συνέχεια και εφόσον η πηγή ενέργειας είναι ικανή, γίνεται διέγερση ατόμων που εκδηλώνεται με άλματα ηλεκτρονίων σε στιβάδες μεγαλύτερης ενέργειας. H φάση αυτή κρατά κλάσματα του δευτερολέπτου. Τα ηλεκτρόνια που επιστρέφουν στην αρχική τους ενεργειακή στάθμη εκπέμπουν την επιπλέον ενέργεια με μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Μέρος της ακτινοβολίας αυτής ανήκει στην περιοχή του ορατού φωτός με αποτέλεσμα, στην προκειμένη περίπτωση, τον χρωματισμό της φλόγας.
Εκείνα τα στοιχεία τα οποία διεγείρονται ευκολότερα είναι τα μέταλλα και μάλιστα τα ελαφρά, όπως τα αλκάλια και οι αλκαλικές γαίες. Επειδή δε η ηλεκτρονιακή δομή καθενός από αυτά είναι μοναδική, αναμένεται και ο χρωματισμός της φλόγας να ταυτοποιεί το διεγειρόμενο στοιχείο. Πρέπει να τονισθεί ότι το χρώμα της φλόγας οφείλεται αποκλειστικά στο μεταλλικό ιόν. Το ανιόν δηλαδή, με το οποίο είναι συνδεδεμένο το μεταλλικό ιόν στη στερεά κατάσταση, δεν επηρεάζει το χρώμα της φλόγας.

20 Απρ 2012

Το αντίθετο από το ήλιο στη φωνή : εξαφθοριούχο θείο

Το εξαφθοριούχο θείο (SF6) είναι ένα αέριο άχρωμο, άοσμο και άγευστο.
Όπως όλα τα αέρια, η πυκνότητά του  επηρεάζει τη συχνότητα με την οποία πάλλονται οι φωνητικές χορδές. Οι περισσότεροι γνωρίζουμε το αποτέλεσμα της εισπνοής αερίου ηλίου (He).
Σε αντίθεση με το ήλιο, το οποίο έχει μοριακή μάζα περίπου 4 g/mol, το εξαφθοριούχο θείο έχει μοριακή μάζα περίπου 146 g/mol και η ταχύτητα του ήχου μέσω του αερίου αυτού είναι περίπου το μισό της ταχύτητας του ήχου στον αέρα.
Έτσι, η φωνή γίνεται πιο "βαριά"...

9 Απρ 2012

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ : Συνοπτική θεωρία και παραδείγματα

"ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΕ" ΕΝΑ ΑΤΟΜΟ !

Κατασκευάστε ένα άτομο χρησιμοποιώντας πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια και δείτε πώς αλλάζει το χημικό στοιχείο, το φορτίο και η μάζα. Στη συνέχεια παίξτε ένα παιχνίδι για να δοκιμάσετε τις ιδέες σας! (Προσομοίωση phET από το πανεπιστήμιο Colorado)

Κλικ για εκτέλεση