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.

    پلیمرهای طبیعی : که از طبیعت بدست می آیند ( منابع گیاهی و حیوانی ) بنام پلیمر طبیعی نامیده می شوند اینها برای زندگی بشر ضروری هستند و شامل : نشاسته – سلولز –پروتئین و اسیدهای نوکلئیک می شوند

الف- نشاسته : Starch پلیمر حاصل از گلوکز است و بعنوان انندوخته غذایی در گیاهان مورد استفاده است .

ب0 سلولز : Cellulose – پلیمر گلوکز است و ماده اصلی تشکیل دهنده گیاهان استهم نشاسته و هم سلولبز حاصل غذا سازی گیاهان با استفاده از پدیده فوتو سنتز هستند

ج-پروتئین : Proteins- پلیمر حاصل از آمینو اسیدهاست که بطور معمول زنجیره ای بین 20 تا 1000 اسید آمینه را شامل می شود که در سازمان پیچیده ای با هم ترکیب شده اند این ترکیب در واقع سنگ بنای بدن حیوانات است و بخش عمده غذای ما را تشکیل می دهد .

د- اسیدهای نوکلئیک : Nucleic acids – اینها پلیمرهای ناشی از نوکلئوتیدها هستند مثلا دی ان ای DNA و آر ان ای RNA نمونه ای از نوکلئوتیدها می باشند .

 یاد آور می شود که پلیمرهایی  مانند پلی ساکاریدها ( نشاسته و سلولز ) پروتئین و اسید نوکلئویک که فرآیندهای مختلف بدن ما  و حیوانات را در کنترل دارند  بنام بیو پلیمرها = پلیرمهای زیستی = زیست بسپار هم نامیده می شوند

کیتین

كیتین، با فرمول شیمیایی C8h13no5)n) فراوان‌ترین پلیمر طبیعی بعد از سلولز است . پلی ساكارید ازت داری است كه ، در آن گلوكز،آمونیاك و اسید استیك به صورت مولكولهای گلوكز آمین وجود دارد و توسط موجودات زنده به ویژه سخت پوستان دریایی تولید می‌شود .
به عبارت دیگر كیتین، ماده خام فراوانی است كه ، توسط سلول‌های زنده گیاهی و جانوری ساخته می‌شود، و برای تبدیل به مواد شیمیایی و محصولات جدید عملا تمام نشدنی است. این نوع مواد زیستی به علت برتری‌ها و مزیت‌های طبیعی و ذاتی،آینده درخشانی دارند . كیتین ماده با ارزشی است كه، استفاده‌های صنعتی، شیمیایی، پزشكی، دارویی ،آرایشی و بهداشتی دارد.

این ماده طی دو مرحله كانی زدائی و پروتئین‌زدائی با افزایش محلول هیدروكلریك اسید 5/0 نرمال به پوسته خشك و گرد شده سخت پوستان و سپس نگهداری آن در محلول سدیم هیدرواكسید 1 درصد (وزنی - وزنی) با درجه‌حررات 65 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت با راندمانی حدود 10-30 درصد استخراج می‌شود. بررسیهای آماری نشان می‌دهد از ضایعات پوسته‌ای سخت پوستان آبهای جنوب ایران سالیانه میتوان بیش از 10 تن كیتین استخراج كرد.

کیتین از آنجهت که از زنجیره های گلوکزی ساخته شده است و غیر قابل حل در آب است، شبیه سلولز می باشد. اما در ترکیب کیتین آمینو اسیدها نیز شرکت دارند. کیتین از آنجهت جالب است که علاوه بر گیاهان در پوشش خارجی حشرات، میگوها و خرچنگها نیز وجود دارد. کیتین نیز همچون سلولز و لیگنین در طول مسیر گوارشی انسان دست نخورده باقی می ماند.

تعاریفی دیگر از کیتین :

کیتین از واژه یونانی کیتون به معنای پوشش سخت پوستان برگرفته شده است که اولین بار در سال 1811 میلادی مورد استفاده قرار گرفت. کیتین یک بیوپلیمر از واحدهای –N استیل –D گلوکز آمین است که از لحاظ فراوانی دومین بیوپلیمر (بعد از سلولز) موجود در محیط می باشد. از لحاظ ساختاری با سلولز در یک گروه استامید تفاوت دارد. ولی مانند سلولز پلی ساکارید ساختاری می باشد .

منبع کیتین

همچنانکه بیان گردید کیتین یک پلی ساکارید ساختاری است که در پوست سخت پوستان مانند میگو ، خرچنگ ، آرتمیا و ...همچنین درپوست حشرات و در دیواره سلولی بعضی از قارچها یافت می شود.

ویژگیهای کیتین

کیتین پلی ساکارید نیتروژن داراست که سفید رنگ، سخت، غیر الاستیک و نامحلول در آب و محلولهای غلیظ و محلولهای قلیایی است.

آنزیم هیدرولیز کننده آن کیتوناز نام دارد. سرعت واکنش هیدرولیز کیتین بسیار کند و زمان طولانی نیاز دارد که این پلیمر در محیط بازیافت شود. از طرفی در صنایع غذایی تولید کننده محصولات دریایی مقادیر بسیار زیادی مواد زاید حاوی کیتین تولید می گردد. برای مثال در کشور آمریکا در حدود 118/5 میلیون تن در سال ضایعات حاصل از کارخانجات صنایع غذایی دریایی حاوی کیتین تولید می شود که %90-50 مواد پس مانده تولید شده در آن کشور را به خود اختصاص می دهد.

کاربرد ها

كیتین ، ماده ارزشمندی است كه در تصفیه و پاكسازی فاضلاب كارخانجات تولید مواد سمی و پرتوزا و در پزشكی ، داروسازی ، صنایع نساجی و غذایی كاربرد دارد.

دانشمندان دانشگاه هاوانا مواد دفعی خرچنگ را برای تولید کیتین و کیتوزان ، دو ترکیب مهم در زیست پزشکی و کشاورزی بکار برده اند. آنها از این دوترکیب برای تولید مواد جراحی با ویژگی های درمان کننده و ضد عفونی کننده و نیز برای افزایش سرعت رشد و رویش بذرها استفاده کردند.
کیتین به عنوان بخشی از ساختار جسمی حیوانات و گیاهان پلیمر شایعی در طبیعت است. سلولز از کیتین وفوربیشتری دارد که باعث میشود این ترکیب منبع قابل تجدیدشدنی مهمی باشد که به سادگی در بند پایان ، حشرات ، عنکبوتیان ، نرم تنان ، قارچها و جلبک ها یافت می شود.
بر اساس این گزارش صنعت ماهیگیری در کوبا مقادیر زیادی مواد دفعی خرچنگ تولید می کند ، آلوده کننده ای که سرشار از پروتئین ها و کیتین است. محققان دانشگاه هاوانا در حال انجام تحقیقاتی درزمینه استخراج کیتین و کیتوزان از این مواد دفعی هستند. این تلاش محققان به ایجاد روشی برای تولید مواد جراحی با خاصیت درمانی و ضدعفونی قابل ملاحظه منجر خواهد شد. البته کاربرد این مواد به زیست پزشکی محدود نمی شود و در کشاورزی نیز قابل استفاده است. گروه تحقیقاتی فوق اعلام کرده اند که کیتوزان به عنوان یک محرک بیولوژیک باعث افزایش جوانه زدن و افزایش ارتفاع گیاه ، ضخامت ساقه و وزن خشک می شود. ثابت شده کیتوزان یک پلیمر طبیعی با ظرفیت بالای تولید غشا ست و مواد آلوده کننده تولید نکرده ، سمی نبوده و قابلیت سازگاری بیولوژیک دارد.

* پژوهشگران ایرانی از پوست میگو، ماده ترمیم کننده زخم تهیه کردند

پژوهشگران موسسه تحقیقاتی شیلات ایران موفق به تولید ماده ای از پوست و پوشش بدن میگو شده اند که تا ‪ ۷۵درصد قادر به ترمیم زخم ها و سوختگی های پوستی است. محققان موسسه تحقیقاتی شیلات ایران طی یک پروژه تحقیقاتی در مرحله آزمایشگاهی و نیمه صنعتی موفق به تولید ماده ای به نام کیتوسان از باقیمانده میگو شده اند که از قدرت تحریک کنندگی پوست بدن انسان برخوردار است و قدرت ترمیم کنندگی پوست در برابر سوختگی و جراحات پوستی را دارد.
دکتر احمد غرقی رییس بخش زیست فناوری و فرآوری آبزیان موسسه تحقیقات شیلات ایران در این خصوص در گفت و گو با خبرنگار علمی ایرنا گفت: این دانش فنی در جهان تنها در اختیار یک شرکت آمریکایی است که با این تحقیق پژوهشگران موسسه تحقیقات شیلات ایران موفق به دست یابی به این فناوری شدند وی افزود: از کیتوسان در تمام دنیا به طور وسیع در صنایع آرایشی و بهداشتی استفاده می شود و حتی برخی از کشورهای پیشرفته موفق به تهیه پوست مصنوعی با استفاده از این ماده شده اند.
این محقق یادآور شد: میگو از سر، سینه و شکم تشکیل شده است که به هنگام مصرف قسمت های سر، سینه و پوشش بدن میگو دور ریخته می شود و تنها از یک سوم بدن میگو (شکم) برای مصرف خوراکی استفاده می شود.
وی ادامه داد: در حالی که در بهترین شرایط ‪ ۵۰درصد وزن میگو شامل سر و سینه و پوشش بدن آن به عنوان باقیمانده های میگو محسوب می شود . قست بیشتر این باقیمانده ها که با عنوان ضایعات دور ریخته می شود از ماده ای به نام کیتین تشکیل شده است. کیتین دومین ماده طبیعی تجدید پذیر در دنیا بعد از سلولز است.
کیتین به صورت تجدید پذیر توسط برخی موجودات از جمله میگو و شاه میگو تولید می شود. بدن میگو به خصوص پوشش خارجی این موجود از کیتین تشکیل شده است.
غرقی افزود: کیتین ارزش غذایی مستقیمی برای انسان ندارد، اما دارای ارزش دارویی و بهداشتی فراوانی است. از کیتین می توان کیتوسان و همچنین گلوکزآمین را تولید کرد.
کیتو سان ماده ای است که به طور وسیع در جهان در فرآورده های آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد و در تولید انواع کرم ها و ژل ها به کار می رود.

* تهیه گلوکزآمین از پوست میگو
رییس بخش زیست فناوری و فرآوری آبزیان موسسه تحقیقات شیلات ایران اظهار داشت: در این پروژه تحقیقاتی همچنین موفق به تولید گلوکزآمین از باقیمانده میگو شده ایم که این ماده از خاصیت غضروف سازی و خاصیت ضد التهابی برخوردار است.
وی افزود: هم اکنون این فرآورده به قیمت بالایی از خارج وارد می شود، در صورتی که اگر در داخل کشور برای تولید انبوه این ماده سرمایه گذاری شود می توان این فرآورده را در بسته بندی های زیبا و با قیمت مناسب عرضه کرد.