loading...

سیگما

شیمی



1-سولفونیل‌پروپان، ملکول کوچکی است که بوسیله‌ی آنزیم‌هایی در پیاز زمانی که آن را می‌برید، تولید می‌شود. به طور طبیعی این آنزیم‌ها درون سلول‌های پیاز قرار گرفته‌اند، اما چاقو این سلول‌ها را می‌شکافد و اجازه می‌دهد تا آنزیم‌های انباشته شده، از آن فعال شوند. 


 
1-سولفونیل پروپان (1-Sulfinylpropane)


با پوست كندن پياز سلول‌ها صدمه مي‌بينند و آنزيمي به نام آليناز با تركيبي بي بو موسوم به  تركيب مي‌شود و مولكول را به سه تركيب: 1-سولفونیل‌پروپان، پيرووات و آمونياك مي‌شكند. که 1-سولفونیل‌پروپان اشک‌آور است.

 

 

1-سولفونیل‌پروپان ملکول کوچکی است بنابراین به راحتی در هوا پراکنده می‌شود و وارد بینی و چشم‌ها می‌شود، درست جایی که حسگرهای محافظ چشم قرار دارند و چشم را دربرابر مواد مضر محافظت می‌کنند. با پخش شدن این ملکول آزاردهنده، چشم‌ها و بینی حجم زیادی مایع برای شستشو و پاک‌کردن این ماده‌ی محرک تولید می‌کنند. تعدادی از پیازها نسبت به بقیه مقدار کمتری از این ملکول محرک را تولید می‌کنند. پیازهایی که در خاک‌های با سولفور کمتر رشد کرده‌اند مقدار کمتری از این ملکول را در سلول‌های خود دارند بنابراین کمتر اشک شما را در می‌آورند.

 

 

 

راه‌کارهایی برای جلوگیری از سوزش چشم هنگام خورد کردن پیاز


شما می‌توانید به کمک راه‌کارهایی از سوزش چشم هنگام خُرد کردن پیاز جلوگیری کنید. مثلا قبل از بریدن پیاز آن را از قبل در یخچال قرار دهید. آنزیم‌ها وقتی سرد باشند خیلی کند عمل می‌کنند. در واقع، اگر پياز سرد باشد سرعت واكنش آنزيمي ايجاد 1-سولفونیل‌پروپان كاهش مي‌يابد و به‌اين ترتيب كمتر تشكيل مي‌شود .در ضمن فشار بخار 1-سولفونیل‌پروپان به شدت كاهش مي يابد و در نتيجه غلظت آن در هوا كم مي‌شود. همچنین می‌توانید بریدن پیاز‌ها را زیر هود انجام دهید با این کار ملکول‌های محرک هرگز به چشم و بینی شما راه پیدا نمی‌کنند. خورد‌کردن پیاز زیر آب هم می‌تواند راه‌کار مناسبی باشد که البته نیاز به تمرین دارد. سولفوكسيد‌ها در آب محلول است، بنابراين زير شير در آب حل مي‌شود يا آب باعث آبكافت آن مي‌شود.
 


آب‌کافت سولفوکسیدها

 

 

 

استفاده از عینک و یا کلاه محافظ هم می‌تواند ایده‌ی جالبی باشد!!

 


 
چرا طبيعت اين تركيبات را در پياز قرار داده است؟


برخي از اين تركيبات قارچ كش هستند و خواص آنتي‌بيوتيك دارند و باعث مي‌شوند كه پياز به مدت طولاني سالم بماند. همچنین مواد اشك‌آور موجود در پياز آن‌را از گزند حيوانات در امان نگه مي‌دارد. در سير نيز تركيبات مشابهي يافت مي‌شود.

 

 

ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:47 بازدید : 124 نویسنده : بنیامین فضلی


 

 

مقدمه


گاهی وقت ها افراد ادعا می‌کنند که قادر به انجام هیچ پروژه‌ی علمی نیستند، به خاطر اینکه آن‌ها ماده‌ی شیمیایی ندارند. در واقع تعدادی از فعالیت‌ها وجود دارند که به هیچ ماده‌ی شیمیایی برای انجام دادن، نیاز ندارد. یکی از این فعالیت‌ها‌ی جالب، تهیه‌ی جوهر نامرئی است. شما با این جوهر نامرئی می‌توانید نامه‌های محرمانه بنویسید و جالب‌تر اینکه متن این نامه‌های محرمانه را به سادگی رمزگشایی کنید. جالب است بدانید که در جنگ جهانی دوم، کارت‌پستال‌هایی از لهستان پُست می‌شد که سربازان آلمانی به آن توجهی نداشتند. این کارت‌ها کاملاً معمولی به نظر می‌رسیدند. اما همه‌ی این کارت‌ها حاوی مطالبی بودند که دیده نمی‌شدند، از جمله درخواست غذا و دارو، زندان‌های اسرا، پایگاه‌های آلمان‌ها و .... درواقع آن‌ها این کار را با جوهرهای نامرئی انجام می‌دادند.

 

 

جوهر‌های نامرئی موادی هستند که شما از آن برای پیام‌های محرمانه می‌توانید استفاده کنید، تا زمانی که جوهر آشکارشود. شما برای نوشتن با این جوهرها، می‌توانید از  پنبه، خلال‌دندان، خودکار و یا انگشت استفاده کنید. از کاغذ سفید و بدون خط برای نوشتن نامه‌ی نامرئی استفاده کنید. اینکه چطور شما متنی را آشکار کنید بستگی به جوهر مورد استفاده دارد. بیشتر جوهرهای نامرئی با حرارت دادن کاغذ مرئی می‌شوند. اتوکشی کاغذ یا قراردادن آن بالای لامپ 100 واتی می تواند راهی ساده برای فاش شدن این پیام‌ها باشد. تعدادی از این پیام‌ها توسط خیساندن یا پاشیدن مواد شیمیایی بر روی سطح کاغذ ایجاد می شوند. در واقع این جوهرهای نامرئی با تنظیم pH عمل می‌کنند. سایر پیام ها بوسیله ی تاباندن نور فرابنفش بر روی کاغذ فاش می‌شوند.

 

جوهرهایی که با مواد شیمیایی (تنظیم pH) مرئی می‌شوند!


شناختن این دسته از جوهرها جالب توجه است و بیشتر آن‌ها با استفاده از شناساگرهای pH عمل می‌کنند. در این مورد کاغذ با یک محلول بازی مثل محلول جوش شیرین ویا یک محلول اسیدی مثل آب لیمو آغشته می‌شود. البته تعدادی از این نمونه ها با حرارت هم آشکار می‌شوند مانند سرکه. نمونه‌هایی از این جوهرهای نامرئی و طریقه‌ی آشکارشدن‌شان در زیر لیست شده است.


• فنل فتالئین و تیموفتالئین (شناساگرهای pH) که توسط سدیم بی‌کربنات (جوش شیرین) یا بخارات آمونیاک آشکار می-شود.
• سرکه، آمونیاک یا استیک اسید رقیق توسط آب کلم قرمز آشکار می‌شود.
• سدیم بی‌کربنات توسط آب انگور قرمز آشکار می‌شود.
• سدیم کلراید (نمک سفره) توسط محلول نیترات نقره آشکار می‌شود.
• سولفات مس توسط یدید سدیم، سدیم کربنات یا آمونیوم هیدروکساید آشکار می‌شود.
• نیترات سرب توسط یدید سدیم آشکار می‌شود.
• سولفات آهن توسط سدیم کربنات یا سدیم سولفات آشکار می‌شود.
• نشاسته (نشاسته ذرت یا سیب زمینی) توسط محلول ید آشکار می‌شود.
• کلرید کبالت توسط فروسیاید پتاسیم آشکار می‌شود.
• آب لیمو توسط محلول ید آشکار می‌شود.

 

یک آزمایش جالب 

 

وسایل و مواد لازم• جوش شیرین (سدیم بی‌کربنات)
• کاغذ
• آب
• قلمو
• آب انگور قرمز
• لیوان مدرج

 

 

مراحل کارمقدار مساوی از آب و جوش شیرین را در یک لیوان مدرج مخلوط کنید سپس با کمک قلمو و محلول تهیه شده مطلبی را روی کاغذ بنویسید، آن‌گاه اجازه دهید کاغذ خشک شود. خواهید دید که مطلب نوشته شده نامرئی می شوند و کاغذ به نظر سفید می‌رسد. در مرحله‌ی بعد آب انگور قرمز را بر روی کاغذ بریزید. چه اتفاقی می‌افتد!!!!! نامه‌ی محرمانه فاش می‌شود!

 

چه اتفاقی افتاده است!ما در این آزمایش جالب از محلول جوش شیرین استفاده کردیم که بازی (قلیایی) است، در حالی که آب انگورخیلی اسیدی است. بنابراین با ریختن آب انگور اسیدی واکنش شیمیایی اتفاق می‌افتد و متن محرمانه تغییر رنگ می‌دهد و نامه‌ی محرمانه‌ی شما فاش می‌شود.


وقتی این دسته از جوهرهای نامرئی به یک ماده‌ی متخلخل اضافه می‌شود، آب موجود در جوهر با دی‌اکسیدکربن موجود درهوا ترکیب می‌شود و اسید کربنیک را به وجود می‌آورد. اسید کربنیک به نوبه‌ی خود با جوش شیرین وارد واکنش خنثی شدن می‌شود و کربنات سدیم را به وجود می‌آورد که خاصیت بازی دارد. خنثی شدن باز توسط یک عامل اسیدی، که در این آزمایش آب انگور است، سبب تغییر رنگ معرف می‌شود و درنتیجه اثر جوهر ناپدید می‌شود.

 

این واکنش به صورت زیر است:


CO2 + H2O → H2CO3     
NaHCO3 + H2CO3 → Na2CO3 + H2O


جوهرهایی که با حرارت مرئی می‌شوند!


اُتوکشیدن کاغذ، قرار دادن روی بخاری یا داخل آوَن با دمای 450 فارنهایت یا بر روی لامپ داغ نمونه هایی است که در مواردی باعث فاش شدن متن نامه محرمانه می‌شود. اگر متن نامه با مواد زیر نوشته شده باشد با حرارت رمزگشایی می‌شود.


• هر نوع آب میوه‌ی اسیدی
• آب پیاز
• جوش شیرین (سدیم بی کربنات)
• سرکه
• عسل رقیق شده
• شیر
• آب و صابون
• محلول سوکروز
• آمونیاک

 

اساس کار این جوهرها به این صورت است که مواد به کار رفته در اثر حرارت اکسید می‌شوند که نتیجه ظاهر شدن رنگ قهوه‌ای در اثر حرارت است. 

 

جوهرهایی که توسط نورفرابنفش مرئی می‌شوند!
بیشتر جوهرهایی که با تاباندن یک نور سیاه به آن‌ها مرئی می‌شوند، اغلب با حرارت هم مرئی می‌شوند. در این‌جا چند نمونه آورده شده است.


• مواد سفیدکننده  رقیق
• ویتامین ب 12 حل شده در سرکه
در واقع هر ماده‌ی شیمیایی که ساختار کاغذ را ضعیف کند، می‌تواند به عنوان جوهر نامرئی به کار رود بنابراین ممکن است برای شما، کشف سایر جوهرها نامرئی اطراف منزل یا آزمایشگاه‌تان جالب باشد.

 

 

ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:42 بازدید : 178 نویسنده : بنیامین فضلی


 

 

 

 

 

 

مقدمه


مهِ‌بانگ یا انفجار بزرگ (Big Bang)، فرضیه‌ای برای آغاز پیدایش جهان پیرامون ماست. براساس این فرضیه، جهان از انفجار یک نقطه‌ي رياضياتي و يک تکينگي فيزيکي 
بوجود آمده است (در فيزيک همراه به اين مسئله اشاره مي‌کنيم که ميزان و نه کميت فاصله در رياضايت با فيزيک تفاوت دارد. به اين معنا که آن نقطه‌اي که اشاره شده لزوماً يک نقطه نيست، ولي در معادلات شما با يک تکينگي رياضياتي هم مواجه مي‌شويد. به عبارت دقيق‌تر مثال درست بينهايت رياضيات با بينهايت فيزيک متفاون است. براي ابعاد نانومتر يک کيلومتر و حتي متر به نوعي يک بينهايت يا همان مقدار بسيار بزرگ محسوب مي‌شود. کاربرد اين نکته را زماني متوجه مي‌شويد که در فيزيک از عبارتهايي به دليل نزديک به صفر بودن صرف نظر مي‌کنيد). این تئوری اولین بار توسط ستاره شناس آمریکایی، ادوین هابل مطرح شد. هابل زمانی که به بررسی نور دریافتی از ستارگان دور دست می‌پرداخت، متوجه شد که طول موج‌های این نورها، بلندتر از میزان مورد انتظار اوست. و از این طریق اثبات کرد که کهکشان‌ها با سرعت زیادی در حال دور شدن از زمین هستند. او این پدیده را قرمز گرایی یا red-shift (جابه‌جایی به سمت طول موج‌های قرمز نور) نامید.

 

 

مه‌بانگ

 

براساس این فرضیه، جهان که در وضعیتی بسیار داغ و چگال (جرم بالا، حجم کم) قرار داشت، شروع به انبساط با سرعت بسیار زیاد کرد و مواد بی‌نهایت چگال را در کسری از ثانیه در جهات مختلف به اطراف پاشید و باعث تریلیون‌ها درجه حرارت شد. در همان لحظه‌ بود که هسته‌های اتم‌های ساده مانند هسته‌ی هیدروژون به‌وجود آمدند و از پیوند هسته‌ی اتم‌های هیدروژن، هلیوم به‌وجود آمد. البته ظهور نخستین اتم‌های خنثای بدون بار الکتریکی به هزاران سال دیگر زمان نیاز داشت. پس از این انبساط اولیه، ذرات شروع به سرد شدن کردند و اجازه تبدیل انرژی به ذرات زیراتمی گوناگون مانند پروتون و الکترون و نوترون را دادند. سال‌های زیادی بعد از این انفجار عظیم (حدود300 هزار سال) طول موج امواج، بیشتر و انرژی آن کمتر شد، و دما تا حد زیادی کاهش یافت، در این زمان بود که اتم‌های لیتیوم شروع به تشکیل کردند و الکترون‌هایی که با هسته‌ی هیدروژن و هلیوم پیوند داشتند، نمونه‌های اتمی پایدارتری را تشکیل دادند. پس از آن (حدود 300 میلیون سال) ابرهای غول‌پیکری از گردهم‌آیی این اتم‌های نخستین بر اثر نیروی گرانش بوجود آمد که باعث شکل‌گیری ستاره‌ها شد. اتم‌های سنگین‌تر نیز درون ستاره‌ها و در ابرنواخترها پدیدآمدند. در اثر پایان یافتن عمر ستاره‌ها ( و به وجود آمدن نواخترها)، ستاره‌ها شروع به انفجار کردند و ستاره‌های جدیدی متولد شدند که تعداد زیادی از آن‌ها، کهکشان‌ها را باعث شدند.

 

 

مشاهدات تلسکوپ‌های فضایی حاکی از آن است که، فرکانس نور دریافتی از اجرام آسمانی، به نسبت فاصله‌شان از زمین تغییر می‌کند، که با توجه به رابطه‌ی داپلر، نشان دهنده‌ی وجود سرعت نسبی بین منبع تولید نور و منبع دریافت آن است. قانون دوپلر بیان می‌کند که اگر جسمی با سرعت به طرف ما در حال حركت باشد، صداي آن به علت حركت، يك تغيير بسامد در موج ارسالي ايجاد مي‌کند، به نحوي كه هر چه به ما نزديك‌تر شود، صداي آن زيرتر (بسامد بيشتر و طول موج كوتاه‌تر) مي‌شود و زماني كه ماشين از كنار ما مي‌گذرد و دور مي‌شود صداي آژيري كه به گوش ما مي‌رسد بم‌تر (بسامد كمتر و طول موج بلندتر) مي‌شود.

 

 

 

به خاطر اینکه این پدیده در جهت‌های مختلف یکسان است، پس نتیجه می‌گیریم که کل جهان در حال انبساط است و تمام اجرام در حال دور شدن از یکدیگر هستند. و در عین حال نیروهای موجود همه از نوع گرانشی‌اند و با این دور شدن مخالفت می‌کنند، پس انتظار داریم که روند دورشدن در آینده کمتر خواهد بود و در گذشته بیشتر بوده است. تنها چیزی که می‌تواند این را روشن کند، این است که انفجاری وجود داشته که جهان به این شکل به وجود آمده است و سپس با نیروی ناشی از آن انفجار ذرات پراکنده شده‌اند و انبساط کنونی نیز باقیمانده‌ی حرکت ناشی از آن انفجار است. 

 

 

 

 ويراستار: شايد براي علاقه‌مندان به اين موضوع جالب باشد که کُند شدني در کار نيست. تقريباً يک دهه است که مي‌دانيم جهان در حال انبساط با شتاب برافزايشي ست و نه کاهشي!؟ اين مسئله باعث شده مدل‌هاي نظري با داده‌هايي که گواه بر اين واقعيت بودند، شروع به سازگار کردن خود با نظريه کنند. و در حال حاضر همجنان حوزه‌ي بسيار فعالي‌ست که فيزيکدانان ذرات و بين رشته‌اي‌هاي کيهاشناسي و ذرات مشغول به پژوهش هستند. ماده‌ي تاريک، مدل‌هاي بدون ماده‌ي تاريک، مدل‌هاي نيوتني معروف به گرانش تعميم يافته، و انرژي تاريک که همگي به نوبه خود سهمي در دانشي با آزمون خطاهاي بسيار همانند گذشته دارند. در اين باره از مطالب بخش فيزيک نيز مي‌توانيد کمک بگيريد.

ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:41 بازدید : 244 نویسنده : بنیامین فضلی


 

 

 

مقدمه

 

آلودگی حاصل از اگزور ماشین یکی از مهمترین آلودگی‌های محیط زندگی ماست که امروزه به یک معضل تبدیل شده است. اتومبیل‌ها در واقع با تولید بخار آب (H2O) و گاز دی‌اکسیدکربن (CO2)  باعث گرم شدن کره‌ی زمین می‌شوند. پدیده‌ی گرم شدن زمین به‌خاطر خروج هوای داغ اگزوز اتومبیل نیست بلکه به این خاطر است که دی‌اکسیدکربن و بخار آب ایجاد شده، گرمای خورشید را جذب و حرارت را اطراف زمین پراکنده می‌کنند. منبع بخار آب و گاز دی‌اکسیدکربن از سوختن بنزین موجود در موتور اتومبیل است. بنابراین با ساخت و طراحی وسایل نقلیه كه از حداقل سوخت استفاده كنند و یا با انرژی خورشیدی کار کنند، می‌توان به کاهش آلودگی هوا کمک کرد.
 
 
بنزین ترکیبی از هیدروکربن‌هاست و هیدروکربن‌ها هم شامل زنجیره‌ای از اتم‌های کربن و هیدروژن هستند که به صورت خطی به هم وصل شده‌اند. بنزین به همراه اکسیژن هوا در اثر استارت زدن اتومبیل، دچار سوختن می‌شود و از ترکیب اکسیژن با اتم‌های کربن گاز دی‌اکسیدکربن و از ترکیب اکسیژن با اتم‌های هیدروژن، ملکول آب تولید می‌شود. 
در این آزمایش قصد داریم دی‌اکسیدکربن خارج شده از اگزوز اتومبیل را شناسایی کنیم. 
 
 
آزمایش تست CO2 در اگزوز ماشین
 
در این آزمایش ابتدا به وسیله‌ی قطره‌چکان، 3 میلی‌لیتر از آب مقطر را به استوانه مدرج 10 میلی‌لیتری اضافه کنید.  آن گاه 1 میلی‌لیتر از آب آهک را به استوانه‌ی مدرج اضافه کنید که در مجموع 4 میلی‌لیتر خواهد شد. آب آهک همان محلول کلسیم هیدروکسید است. شما می‌توانید این محلول را با حل کردن 1/0 گرم کلسیم هیدروکسید در 100 میلی‌لیتر آب‌مقطر تهیه کنید. محتویات استوانه‌ی مدرج را به بشر 50 میلی‌لیتری منتقل کنید. دو یا سه قطره از شناساگر فنل‌فتالئین را به محتویات بشر اضافه کنید خواهید دید که رنگ ارغوانی مایل به صورتی ظاهر می‌شود. زیرا محلول بازی است. اگر محتوای بشر صورتی نشد به اندازه‌ی نوک اسپاتول جوش شیرین (سدیم بی‌کربنات) به آن اضافه کنید و بشر را به خوبی هم بزنید تا حل شود و رنگ صورتی ظاهر شود. 
 
 

 

اتومبیل را روش کنید و بشر را مقابل لوله‌ی اگزوز وسیله‌ی نقلیه‌ی خود بگیرید. دی‌اکسیدکربن به عنوان محصول جانبی سوخت بنزین است و به محض ورود به داخل بشر اسیدکربنیک را داخل بشر تولید می‌کند. که آن هم کلسیم هیدروکسید (آب آهک) را خنثی می‌کند. 30 ثانیه بعد خواهید دید که رنگ صورتی مات می‌شود. ظاهرا یون های H+ تولید شده از کربنیک اسید حاصل، یون‌های OH - ی آب آهک را خنثی می کنند. 30 ثانیه بعدتر، رنگ صورتی ناپدید می‌شود و محلول داخل بشر بی‌رنگ می‌شود. دلیل آن وارد شدن دی‌اکسیدکربن به اندازه‌ی کافی به داخل آب و تولید کربنیک اسید است. اسید همه‌ی یون‌های هیدروکسید و فرم‌های آب را خنثی می‌کند و آن‌چه که باقی می‌ماند یون‌های کلسیم و کربنات است. این ترکیب یون‌های کلسیم کربنات را تولید می‌کند که در واقع همان گچ است. شما حتی ممکن است داخل بشر حالتی ابری را به خاطر وجود آن، ببینید.
 


ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:40 بازدید : 212 نویسنده : بنیامین فضلی
 


 

 

 

مقدمه
سنگ معدنی اورانیوم به کمک حفاری از زمین استخراج شده و پس از انجام فرایندهایی، اورانیم خالص به دست می‌آید. بعد از انجام تمام فرایندها، اکسید اورانیوم از سنگ معدنی آن به دست می‌آید. اکسید اورانیم شامل دو نوع اورانیوم (ایزوتوپ) به نام‌های U-235 و U-238 است. U-235 ماده‌ای است که به عنوان سوخت، در نیروگاه‌های هسته‌ای به کار برده می‌شود. حدود 99% اکسید اورانیومی که از معادن به دست می‌آید از U-238 تشکیل شده است. بنابراین باید به طریقی U-235 از U-238 جدا شده و غلظت U-235 افزایش یابد. فرایند تغلیظ U-235، غنی‌سازی اورانیوم نامیده می‌شود و دستگاه‌های سانتریفیوژ بخش مرکزی فرایند غنی‌سازی را تشکیل می‌دهند.
 
 

 

وزن U-235 اندکی کمتر از U-238 است. به کمک این اختلاف وزن، می‌توان U-235 را از U-238 جدا کرد. حاصل مرحله‌ی اول واکنش‌دادن اورانیوم با اسیدهیدروفلوریک (HF)، یک اسید فوق‌العاده قوی است. بعد از چندین مرحله واکنش، گاز هگزافلورایداورانیوم  (UF6)به دست می‌آید. در این لحظه اورانیم به صورت گاز درآمده، و کارکردن با آن راحت‌تر است. گاز، داخل دستگاه‌های سانتریفیوژ قرار داده می‌شود و با سرعت بسیار زیاد به دور مرکز خود به چرخش در می‌آید. نیروی گریز از مرکز حاصل از چرخش دستگاه، هزاران بار قدرتمندتر از نیروی جاذبه‌ی زمین است. در اثر آن، اتم‌های U-238 که کمی سنگین تر از U-235 هستند، به سمت دیواره‌های دستگاه سانتریفیوژ حرکت می‌کنند و اتم های سبک‌تر U-235 بیشتر در مرکز دستگاه باقی می‌مانند. انجام این فرایند، غلظت اورانیوم را اندکی افزایش می‌دهد، به طوری‌که وقتی گاز از مرکز دستگاه خارج می‌شود، غلظت U-235 آن کمی نسبت به قبل افزایش پیدا کرده است. بنابراین گاز خارج شده، در یک دستگاه سانتریفیوژ دیگر قرار داده می-شود تا دوباره بیشتر غلیظ شود. اگر این کار هزاران بار انجام شود، گازی به دست می‌آید که به شدت از U-235 غنی شده است. 
 
 
در یک تاسیسات غنی سازی، هزاران دستگاه سانتریفیوژ وجود دارند که به صورت آبشارهایی بلند به یکدیگر متصل هستند. در پایان زنجیره‌ی بلند سانتریفیوژها، گاز هگزافلورایدی به دست می‌آید که دارای غلظت بالایی از اتم‌های U-235 است.
 
 
ساخت دستگاه‌های سانتریفیوژ احتیاج به فناوری پیشرفته‌ای دارد. این دستگاه‌ها باید با سرعت بسیار بالایی حدود 100 هزار دور در دقیقه، به دور محور خود بچرخند. برای چرخش با این سرعت، سانتریفیوژ باید:
 
بسیار سبک بوده و در عین حال مجهز به موتورهای قوی باشد.
به خوبی تراز شده باشند.
دارای یاتاقان‌هایی با قابلیت کارکرد در سرعت‌های بالا باشد که معمولا از نیروی مغناطیسی برای کاهش اصطکاک در آن‌ها استفاده می‌شود. 
 
گرد هم آوردن این سه پارامتر که لازمه‌ی هر دستگاه سانتریفیوژی است، برای اغلب کشورها غیرممکن است. ولی به دلیل گسترش تجهیزات و وسایل کنترلی رایانه‌ای دقیق و در عین حال ارزان قیمت، امروزه این‌کار آسان‌تر شده و درنتیجه کشورهای بیشتری درتلاش‌اند تا به فناوری هسته‌ای دست یابند.
 
پس از غنی‌سازی، گاز هگزافلوراید باید دوباره به فلز اورانیوم تبدیل شود که این کار با افزودن کلسیم انجام می‌شود. کلسیم با فلوراید واکنش داده، نمک تولید می‌کند و فلز اورانیوم خالص از آن جدا می‌شود. به‌وسیله‌ی این فلز غلیظ شده U-235، می‌توان یک نیروگاه هسته‌ای ساخت.
 
ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:39 بازدید : 137 نویسنده : بنیامین فضلی




 


 

 

مقدمه

رنگ‌ها در موجودات زنده دو منشا دارند. آن‌ها ممکن است از پدیده‌ی تجزیه یا پراش نورسفید حاصل شوند یا از تجمع ملکول‌های رنگساز به وجود آیند. به این ترتیب فقط در جانوران، چند فرایند فیزیکی که قادر به تجزیه‌ی نور سفید تابیده شده و خنثی کردن بعضی از تابش‌ها هستند، رنگ‌هایی به‌نام رنگ‌های ساختاری را تولید می‌کنند. این رنگ‌ها یا ناشی از بازتاب ساده‌ی نور در حباب‌های هوای موجود در بافت‌ها هستند، یا حاصل از تجزیه‌ی نور به وسیله‌ی پدیده‌ی پراش در محیط‌های تیره یا نیلسانی هستند.

 

 
رنگ‌های ساختاری اساسا در پر پرندگان مثل رنگ آبی پرهای طاووس نر و در حشرات به ویژه در بال‌های پروانه دیده می‌شوند و به گونه‌ای بسیار استثنایی در رنگ‌آمیزی صدف دوکفه‌ای‌ها شرکت دارند. رنگ‌های دیگری که در جانوران و گیاهان دیده می‌شوند ناشی از حضور و تجمع رنگدانه‌ها هستند. رنگدانه ماده‌ای است که بخشی از نور مرئی را به طور انتخابی جذب می‌کند. عوامل شیمیایی مسئول جذب نور، رنگساز نامیده شده‌اند. رنگسازها از پیوندهای شیمیایی سرشار از الکترون‌های جابه‌جا شده یا از درهم آمیختن این پیوندها ساخته می‌شوند. گروه‌های شیمیایی مانند گروه هیدروکسیل یا متوکسی، رنگ زمینه‌ی حاصل از رنگساز را تقویت کرده یا تغییر می‌دهند. این گروه‌ها رنگیار نامیده می‌شوند. 
 


اثر باتوکرومیک یا جابه‌جایی به سمت طول‌موج‌های بالا بستگی به تغییر ساختار ملکولی (افزایش گروه‌های شیمیایی) دارد و نتیجه‌اش تغییر رنگ زرد به سبز، ضمن عبور از بنفش است. برعکس اثر هیپسوکرومیک وابسته به نوعی تغییر ساختاری است که باعث جذب طول‌موج‌های کوتاه‌تر به‌وسیله‌ی ملکول می‌شود. به عنوان مثال، آنتوسیانین ها گروهی از ترکیبات زیستی هستند که مسئول تولید طیف وسیعی از رنگ‌ها در گل‌ها و گیاهان هستند. تغییرات ساختاری آنتوسیانین‌ها در این گوناگونی رنگ نقش اساسی دارد. مثلا افزایش تعداد گروه‌های هیدروکسیل (-OH)  در ملکول، باعث آبی شدن رنگ قرمز زمینه در آن‌ها می‌شود. برعکس، آنتوسیانین‌های متوکسیل‌دار (حامل یک گروه متوکسی -OCH3) از دیگر آنتوسیانین‌ها قرمزترند. به‌علاوه، این خواص رنگی بستگی فشرده‌ای با قدرت اسیدی (pH) محیط یاخته‌ای دارند. در حقیقت، تغییرات pH منجر به انتقال پروتون‌ها و آبزدایی ملکول‌ها می‌شود که از آن‌ تعادل‌هایی توتومری بین اشکال گوناگون ساختاری ملکول به بار می‌آید. به این ترتیب آنتوسیان‌ها در محیط قلیایی به رنگ آبی و در محیط اسیدی به رنگ قرمز در می‌آیند. همچنین رنگ آنتوسیان‌ها به وجود نمک‌هایی فلزی مانند آهن، آلومینیوم یا منگنز بستگی دارد که ضمن تغییر دادن تعادل‌های الکترونی ملکول، نقش تقویت کننده‌ی رنگ را برعهده دارند و ملکول را تثبیت می‌کنند. 

 

ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:38 بازدید : 177 نویسنده : بنیامین فضلی




 
 
 
پرورش گياهان در ماه
شايد به اين زودي‌ها سفر انسان به ماه در برنامه‌ي سازمان‌هاي فضايي نباشد ولي دليل نمي‌شود ديگر گونه‌هاي حيات از اين امکان بي‌بهره باشند!؟ بله! سطح ماه و حضور موجودات زنده که اينجا منظور ما از موجود زنده دقيقاً گياهان هستند. ناسا تيمي از دانشجويان و شرکت‌هاي فضايي خصوصي را جمع کرده تا براي اولين بار در سال ۲۰۱۵ بر سطح ماه گياهاني را پرورش دهند.

اقامتگاهي خودکار که گياهان در يک قمر که اينبار ماه باشد، رشد خواهند کرد و براي مثال قهوه‌ي بي‌نظيري را مي‌توان با مقدار آب کافي، مخلفات لازم و هوا با ده دانه‌ي قهوه،ده دانه‌ي ريحان و ۱۰۰ دانه‌ي رُشادي (Arabidopsis) رشد داد. اين گياه (رُشادي) از خانواده‌ي شب‌بوهاست و اولين گياهي بوده که گونه يابي شده. ۹ گونه و ۸ زيرگونه دارد.

طبق گزارش‌هاي خبري، اين آزمايش هم شيوه‌ي نجات يا عکس العمل گياهان را به نسبت به تابش، گرانشي جزيي، و رشد در محيط‌هاي بسته و کوچک را به نمايش خواهد گذاشت. براي اينکار دقيقا نياز به گلخانه‌ است. چه ماه و چه پروژه‌ي بعدي يعني مريخ.

 
اگر اين دانه‌ها با موفقيت به عمل آمدند، اولين گياهاني هستند که حيات زميني به سيارات ديگر منتقل کرده. پيته وردن، سرپرست مرکز تحقيقات ايمز که اين تيم در آنجا مستقر شده، مي‌گويد:«اولين تصوير يک گياه در حال رشد در دنيايي ديگر که جاودان خواهد شد، دقيقاً به اندازه‌ي اولين قدم در ماه است».
 
اولين نمونه‌ي  ظرف‌هاي حاوي گياه و مواد اوليه‌ي لازم براي حيات گياه
 
 
گلخانه‌ي ماه
 

وقتي ميني اقامتگاه روي ماه فرود آمدند، از فنس‌ها به مقدار کافي آب به فيلترهاي کاغذي وارد شده و آن‌ها را مرطوب مي‌کند. نور خورشيد در کنار ملزومات رشد گياه که از قبل پيش بيني شده، سبب جوانه زدن گياهان مي‌شود. وقتي ريشه قوي شد، مخزن فقط براي چند هفته هواي کافي خواهد داشت. ولي آنقدر هست که دانه‌ها با موفقيت جوانه بزنند.

 

 
 سوپاپ‌هاي پمپ‌ها را هم مي‌توان با چند دوربين و حسگر مجهز کرد تا دانشمندان از زمين شاهد فرايند رشد باشند و شيوه‌ي رشد دما و آب پشتوانه‌اي که فراهم کرده بودند را با ميزان و نحوه‌ي رشد مقايسه کنند.
 
 
کنترل‌ها در کلاس
براي اينکه اين تيم ببينند چگونه گلخانه‌هاي آلومينيمي در شرايط عادي زميني عمل مي‌کنند، در شهرهاي مختلف ايالات متحده بازديدها و کلاس‌هايي به انجام رسيد. و باز هم در خبرهاي منتشر شده آمده بود که اين پروژه‌ي فرازميني دو وجه دارد: اول اينکه هر آزمايش به کنترل نياز دارد و برخلاف صرف هزينه‌هاي زياد آزمايش‌هاي متعدد مي‌توان از فراواني نمونه‌ها استفاده کرد. دوم اينکه حتي بچه‌هاي مدرسه‌اي را هم درگير اين کار مي‌کند! نه اينمه فقط از دور گياهان را زير نظر داشته باشند، بلکه تجربه و دانشي به دست خواهد آورد که در اين پروژه فقط ممکن بوده.
 
مرا به ماه ببر!
اين تيم برنامه ريخته تا فضاپيماي روباتيکي را با شرکت‌هاي خصوصي به ماه بفرستد که در رقابت شرکت‌ها گوگل ايکس پرايز برنده شد. با اين کار ميليون‌ها دلار سفر انسان ذخيره مي‌شود. با توجه به تخمين‌هاي يک متخصص اين عمليات حدود ۳۰۰ ميليون دلار در بيست سال قبل هزينه داشت که الان به ۲ ميليون دلار مي‌رسد. براي آزمايشي که قرار است به ما رشد حيات را در سيارات ديگر نشان دهد رقم بدي نيست. شايد نمونه‌اي از خود ما در آينده باشد.
 
 
 

 

ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:36 بازدید : 160 نویسنده : بنیامین فضلی




 

 

مفاهیم کلیدی: کریستال، محلول اشباع، تبخیر

 


پیش زمینه: 
نمک آشپزخانه از تعداد زیادی کریستال بسیار کوچک تشکیل شده است. زمانی که این کریستال‌های نمک را در آب می ریزید، حل می‌شوند و ساختار کریستالی خود را از دست می دهند. با تبخیر آب، کریستال های نمک دوباره شکل می گیرند. در علم بلور شناسی به این کریستال‌ها مکعبی گفته می شود. این شکل مکعبی کریستال‌ها حاصل نحوه‌ی کنار هم قرار گرفتن اتم ها در کنار هم است، همان طور که شکل تعداد زیادی پرتقال در یک جا، حاصل نحوه ی قرارگرفتن تک تک پرتقال‌ها کنار هم است.
کریستال‌هایی که در اینجا می سازید بسیار زیبا خواهد بود. نکته کلیدی در ساختن این بلور های زیبا، تبخیر سریع و استفاده از مقداری نخ است.
 



مواد و وسایل مورد نیاز:
 یک چهارم فنجان نمک
 یک فنجان آب
 حدود 3 فوت نخ
 یک قابلمه (هنگام استفاده از اشیای داغ و اجاق گاز حتماً از یک بزرگتر کمک بگیرید.)
 قاشق برای هم زدن
 یک فنجان یا شیشه‌ی کوچک ( باید حداقل 5 اینچ ارتفاع داشته باشد و قابلیت جوشاندن آب را نیز داشته باشد)
 رنگ خوراکی (اختیاری)
 یک سینی یا بشقاب برای نگه داشتن فنجان ها
 روزنامه یا حوله برای قرار دادن زیر وسیله ها (اختیاری)

 

آماده سازی:
 نخ را در اندازه های 5 اینچی ببرید. شش یا هفت تکه از آن را به هم گره بزنید تا به صورت یک دسته نخ دربیاید. 
 فنجان یا شیشه را روی یک سطح مطمئن که برای چند روز تکان نخورد قرار دهید. زیر آن

روزنامه یا حوله بگذارید تا جایی کثیف نشود.

 

روش کار:
 برای تهیه ی محلول آب و نمک، آب را در قابلمه بجوشانید.
حدود یک چهارم نمک را به آن اضافه کنید. (می توانید چند قطره رنگ خوراکی هم اضافه کنید.) مخلوط حاصل را با یک قاشق به هم بزنید تا خوب یک دست شود. ظاهر آب در حال جوش چه تغییری می کند؟
 به تدریج نمک بیشتری به محلول اضافه کنید تا جایی که دیگر نمک در آب حل نشود. چه مقدار نمک داخل آب ریختید قبل از اینکه آب نمک بیشتری را حل نکند؟ محلولی که در حال حاضر دارید، یک محلول فوق اشباع است. ظاهر محلول را بررسی کنید. ممکن است یک لایه کریستال نمک روی سطح محلول تشکیل شود.
 شعله ی زیر قابلمه را خاموش کنید و محلول را داخل یک فنجان بریزید.
 با دقت، انتهای گره زده ی نخ ها را داخل محلول فرو کنید و نخ ها را طوری در فنجان قرار دهید که انتهای آزاد همه ی آنها به طور یکسان از لبه ی فنجان آویزان باشد. به نظر شما نخ ها قرار است چه کاری انجام دهند؟ آیا متوجه این موضوع شده اید که نخ ها محلول آب و نمک را به خود جذب می کنند؟
 فنجان را در محلی قرار دهید که تکان نخورد.
 منتظر بمانید و به طور مرتب کریستال های تشکیل شده را چک کنید. بعد از یک ساعت چه چیزی مشاهده می کنید؟ بعد از یک روز و دو روز چطور؟

 

آزمایش‌هاي تکمیلی:
 زمانی که محلول نمک در فنجان به اندازه ی کافی تبخیر شد و سر گره خورده ی نخ ها از محلول بیرون ماند، می‌توانید مراحل بالا را تکرار کنید و مقداری محلول آب و نمک جدید را به فنجان اضافه کنید. بعد از یک و دو روز چه اتفاقی می افتد؟
آزمایش را تکرار کنید اما این بار از طول‌های مختلفی از نخ استفاده کنید و آنها را در  زوایای مختلف از لبه ی فنجان آویزان کنید. این تغییرات چه تأثیری روی نحوه‌ی تشکیل کریستال‌ها می گذارد؟ 

 سعی کنید با استفاده از رنگ خوراکی، کریستال هایی با رنگ های مختلف درست کنید. اولین محلولی که داخل فنجان می ریزید را با یک رنگ درست کنید، سپس صبر کنید تا کریستال ها تشکیل شوند و محلول داخل فنجان تبخیر شود. محلول دومی که می خواهید داخل فنجان بریزید را با یک رنگ دیگر درست کنید. این محلول جدید را به همان فنجان اضافه کنید و به نخ ها دست نزنید. با تبخیر شدن محلول دوم کریستال های تشکیل شده روی نخ ها چه شکلی می شوند؟

مشاهدات و نتیجه گیری:
زمانی که نمک را به آب اضافه می کنید، کریستال های نمک حل می شوند و نمک به داخل محلول می رود. اما بیشترین مقدار نمکی که می تواند در حجم مشخصی آب حل شود محدود است. زمانی که بیشترین مقدار نمک ممکن در آب حل شود، حاصل یک محلول اشباع از نمک است.

 


نقطه ی اشباع وابسته به دماست و در دماهای مختلف مقدار آن متفاوت است. با افزایش دما، میزان بیشتری نمک می تواند در آب حل شود. وقتی که محلول آب و نمک را می جوشانید، دمای محلول بسیار بالا می رود و درنتیجه مقدار بیشتری نمک در آب حل می‌شود. اما زمانی که شعله ی زیر ظرف را خاموش می کنید و محلول شروع به سرد شدن می کند، مقدا نمک حل شده در آن از حالت عادی بیشتر است. پس حالا یک محلول فوق اشباع داریم. حالت فوق اشباع یک حالت ناپایدار است. درنتیجه مولکول‌های اضافی نمک شروع به کریستال شدن می کنند تا از محلول خارج شوند و به حالت جامد خود برگردند. 

این اتفاق در محلی تحت عنوان محل هسته گذاری کریستالیزاسیون رخ می دهد، جاهایی مثل انتهای ریش ریش شده ی یک نخ. هم زدن یا تکان دادن محلول فوق اشباع یکی از عواملی است که باعث شروع فرآیند کریستالیزاسیون می شود. 
در عرض چند روز، شما می توانید مشاهده کنید که کریستال نمک روی نخ ها تشکیل می شود و با گذشت زمان بیشتر، مقدار این کریستال ها افزایش می یابد. اگر با تبخیر شدن محلول و خارج شدن سر گره ی نخ ها از محلول، به طور مرتب محلول بیشتری به ظرف اضافه کنید، می توانید کریستال های بزرگتری درست کنید.

منابع مفيد:

 

کریستالوگرافی چیست؟

 

معرفي کتابهاي مرتبط با بلورشناسي

 


Crystal creations

بلور شناسی


انجمن بلورشناسي

و کاني شناسي در ايران

 

What are Crystals


Quick Crystal Cup

تاريخچه‌ي آزمايش‌هاي تهيه بلور

 

ساختار بلوري


فرايند تبلور


آزمايش تهيه بلور

خواص بلورها


محلول اشباع و فوق اشباع


 


 

ادامه مطلب ...
نظرات (1) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:34 بازدید : 2235 نویسنده : بنیامین فضلی




 

مفاهیم کلیدی: مزه (طعم)، حس چشایی، غذا، مغز


مقدمه
:
در ایام تعطیلات معمولاً خوراکی های زیادی با طعم های مختلف در خانه ها پیدا می شود. آیا تا به حال از خود سوال کرده اید که چگونه طعم های مختلف را از هم تشخیص می دهیم؟ انسان ها به طور کلی قابلیت درک و تشخیص 5 طعم متفاوت شیرین، شور، ترش، تلخ و اومامی (Umami) را دارند. اومامی مزه ای است که کمتر شناخته شده است و مسئول درک طعم خوراکی هایی مثل سویا، سس گوجه فرنگی و بسیاری از غذاهایی است که حاوی مقدار زیادی از نمک اسید گلوتامیک هستند. آیا انسان می تواند تمام این مزه ها را به آسانی تشخیص دهد؟ در این آزمایش شما و همراهانتان آستانه ی درک مزه های مختلف را بررسی می کنید.


 


پیش نیاز:
سیستم چشایی ما انسان ها بسیار حساس است. علاوه بر درک مزه ها زمانی که مقدار آنها بسیار کم است (غلظت پایین)، ما قادر به درک مزه های متفاوت مواد با ساختارهای مولکولی تقریباً مشابه که تفاوت بسیار کمی با هم دارند نیز هستیم. برای مثال، ما انسان ها می توانیم تفاوت بین مزه ی استریوایزومرها را که در واقع دو ماده هستند که ذرات سازنده شان دقیقاً یکسان است و تنها آرایش ساختاری آنها تصویر آینه ای از یکدیگر است متوجه شویم. برای مثال، ماده ی شیرین کننده ی مصنوعی آسپارتام (aspartame) طعم کاملاً شیرینی دارد. اما استریوایزومر آن به هیچ وجه شیرین نیست.

 



این قابلیت فوق العاده ی درک مزه ها در انسان به خاطر وجود گیرنده های چشایی قوی در سطح زبان ماست. این گیرنده های چشایی که روی برآمدگی های کوچک زبان ما واقع شده اند و به صورت زایده های قارچی شکل هستند، هرکدام حدود 50 تا 150 سلول گیرنده ی چشایی را شامل می شود. روی سطح این سلول ها، گیرنده هایی قرار دارند که به مولکول های کوچکی که مزه ی خوراکی ها را مشخص می کنند متصل می شوند. این گیرنده ها سپس از طریق عصب های چشایی، اطلاعات مربوط به مزه ی مواد را به مغز منتقل می کنند. انجام این فرآیند منجر به توانایی ما در درک پنج طعم متفاوت خوراکی ها می شود.

 



 


مواد و وسایل مورد نیاز:


 قاشق برای اندازه گیری
 آب (ترجیحاً مقطر باشد.) 12 عدد لیوان کاغذی یا پلاستیکی ماژیک ترازوی آشپزخانه (اگر ترازو ندارید می توانید از قاشق چای خوری برای اندازه گیری استفاده کنید.) شکر نمک خوراکی سرکه چند عدد قاشق تعدادی گوش پاک کن حوله تمیز یک برگه ی کاغذ به همراه مداد یا خودکار (اختیاری) چند نفر داوطلب برای انجام آزمایش (اختیاری)

آماده سازی:
 6 قاشق غذاخوری آب مقطر را داخل یک لیوان پلاستیکی یا کاغذی بریزید. مقدار 10 گرم (در حدود دو و نیم قاشق چای خوری) شکر به آن اضافه کنید و خوب آن را به هم بزنید تا شکر به طور کامل در آب حل شود. حالا یک محلول 10 درصدی شکر دارید. با ماژیک روی لیوان این غلظت را بنویسید.
 حال 2 قاشق چای خوری از محلول 10 درصدی شکر را در یک لیوان جدید بریزید. سپس 6 قاشق غذاخوری آب به آن اضافه کنید و آن را خوب به هم بزنید. حالا یک محلول 1 درصدی شکر دارید. روی این لیوان نیز غلظت آن را با ماژیک بنویسید. فرآیند رقیق سازی را ادامه دهید. (به این ترتیب که در هر مرحله 2 قاشق چای خوری از محلول مرحله ی قبل را در یک لیوان جدید بریزید و به آن 6 قاشق غذاخوری آب اضافه کنید.) تا به ترتیب محلول های 0.1 درصد و 0.01 درصد از شکر داشته باشید. روی این دو لیوان هم غلظت هایشان را با ماژیک بنویسید. فکر می کنید کمترین غلظتی از شکر که می توانید مزه ی آن را در دهان خود حس کنید چقدر است؟ حالا همین مراحل را به جای شکر با نمک انجام دهید و محلول های نمک با غلظت های 10%، 1%، 0.1% و 0.01% تهیه کنید. روی هر لیوان غلظت محلول داخلش را با ماژیک بنویسید. اگر ترازو ندارید، 10 گرم نمک معادل 1.75 قاشق چای خوری نمک است. فکر می کنید کمترین غلظتی از نمک که مزه ی آن را در دهان خود حس خواهید کرد چقدر است؟ حالا به جای نمک، از سرکه استفاده کنید و مراحل بالا را تکرار کنید تا محلول هایی از سرکه با غلظت های 10%، 1%، 0.1% و 0.01% داشته باشید. برای سرکه، 10 گرم معادل است با 2 قاشق چای خوری از آن. در مورد سرکه چطور؟ فکر می کنید کمترین غلظتی از سرکه که بتوانید مزه ی آن را در دهان خود حس کنید چقدر است؟


روش کار:

 دهان خود را با آب بشویید و زبانتان را با یک حوله تمیز خشک کنید. یک گوش پاک کن تمیز را داخل محلول 10 درصدی شکر فرو کنید و سپس آن را روی تمام سطح زبان خود بکشید. شیرینی آن را حس می کنید؟
 همین کار را برای محلول 1 درصد، 0.1 درصد و 0.01 درصد شکر انجام دهید. قبل از هر مرحله دهان خود را بشویید و زبانتان را خشک کنید. کمترین غلظتی از شکر که مزه ی آن را در دهان خود حس کردید چقدر بود؟ این آستانه ی تقریبی درک چشایی شما از شکر است. می توانید این عدد را روی کاغذ بنویسید تا از یادتان نرود.  دهان خود را بشویید و زبانتان را خشک کنید. حالا همین مراحل را برای محلول 10 درصد نمک انجام دهید. آیا مزه ی نمک را در دهان خود حس می کنید؟ همین مراحل را برای محلول 1 درصد، 0.1 درصد و 0.01 درصد نمک انجام دهید و دقت داشته باشید که قبل از هر مرحله دهان خود را بشویید و زبانتان را خشک کنید. کمترین غلظتی از نمک که مزه ی آن را در دهان خود حس کردید چقدر بود؟ این آستانه ی تقریبی درک چشایی شما از نمک است. عدد را یادداشت کنید. دهان خود را با آب بشویید و زبانتان را با حوله ی تمیز خشک کنید. حالا یک گوش پاک کن تمیز را در محلول 10 درصدی سرکه فرو کنید و سپس آن را روی تمام سطح زبان خود بکشید. آیا مزه ی ترش آن را حس می کنید؟ این کار را برای محلول های 1 درصد، 0.1 درصد و 0.01 درصد سرکه تکرار کنید. کمترین غلظتی از سرکه که مزه ی ترش آن را در دهان خود حس کردید چقدر بود؟ این آستانه ی تقریبی درک چشایی شما از مزه ی سرکه است. عدد را یادداشت کنید. آیا آستانه ی درک چشایی شما (کمترین غلظتی از ماده که می توانید مزه ی آن را تشخیص دهید) برای هر سه ماده ی مورد آزمایش یکسان بود؟ یا برای بعضی ها کمتر بود؟ آیا مزه ی محلولی را که غلظت آن 10 برابر بیشتر بود، به اندازه ی 10 برابر قوی تر حس کردید؟ 

آزمایش‌هاي تکمیلی:
- این آزمایش را روی افراد دیگر انجام دهید و نتایج را با هم مقایسه کنید. آیا آستانه ی درک مزه ها برای افراد مختلف متفاوت است؟ آیا کمترین آستانه ی چشایی برای همه ی افراد در مورد یک مزه بود یا اینکه برای هر فرد متفاوت بود؟ 
- افراد را به گروه های سنی مختلف تقسیم کنید و آزمایش را انجام دهید. آیا آستانه ی درک چشایی انسان رابطه ای با سن او دارد؟
- در آزمایشی که انجام دادید، هربار غلظت محلول ها را 10 مرتبه کاهش دادید و محلولی با غلظت جدید ساختید. برای دقت بیشتر می توانید  غلظت های بیشتر با فاصله های کمتر را هم امتحان کنید تا آستانه ی دقیق درک چشایی خود ا از شکر، نمک و سرکه به دست آورید. 

مشاهدات و نتیجه گیری:

آیا توانستید مزه ی تمام محلول های با غلظت 10% را تشخیص دهید؟ درمورد محلول های 0.01% چطور؟ مزه ی هیچ کدام را حس نکردید؟ آیا درمورد شکر آستانه ی درک چشایی بالاتری داشتید؟ به این معنی که تنها قادر به تشخیص مزه ی شکر در محلول با غلظت بالای آن بودید، در مقایسه با نمک و سرکه که قابلیت درک مزه ی آنها در محلول های رقیق ترشان را نیز داشتید و به بیان دیگر آستانه ی درک چشایی کمتری داشتید.

مزه ی محلول های 10 درصدی نمک، شکر و سرکه تقریباً برای همه ی افرادی که این آزمایش را انجام بدهند قابل تشخیص است. در مقابل، تقریباً هیچ کس مزه ی محلول های 0.01 درصد از این سه ماده را حس نمی کند چرا که غلظت شان بسیار پایین است. سه مزه ی شیرین، شور و ترش هر کدام آستانه ی درک چشایی متفاوتی دارند و درواقع غلظت های متفاوتی از هرکدام برای انسان قابل تشخیص است.

در حقیقت، درک بعضی طعم ها در غلظت های کم برای سیستم چشایی انسان آسان تر از طعم های دیگر است. همچنین، آستانه ی درک چشایی برای افراد مختلف یکسان نیست. ممکن است در آزمایش مشاهده کرده باشید که در غلظت های پایین، درک مزه ی شیرین سخت تر از مزه ی شور و ترش است. به بیان دیگر، آستانه ی درک چشایی انسان از مزه ی شیرین بیشتر از مزه ی شور و ترش است. همچنین ممکن است مشاهده کرده باشید که تشخیص مزه ی ترش (سرکه) در غلظت های کم برای افراد آسان تر از تشخیص مزه ی شور در این غلظت هاست. اما تفاوت بین این دو بسیار کوچک است و برای به دست آوردن نتایج دقیق و مطمئن نیاز به انجام تعداد آزمایش های بیشتر است.

ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:33 بازدید : 155 نویسنده : بنیامین فضلی




 

مفاهیم کلیدی: دانسیته (جرم حجمی)، جرم، حجم، غلظت، شناوري، آب

مقدمه:
آیا تا به حال به این مسئله دقت کرده اید که بعضی اجسام روی آب غوطه ور می شوند درحالیکه برخی دیگر در آن فرو می روند؟ این مسئله به دانسیته ی اجسام در مقایسه با دانسیته ی آبی که در آن قرار گرفته اند بستگی دارد.

اگر جسمی از آبی که در داخل آن قرار گرفته است دانسیته ی کمتری داشته باشد، روی سطح آب شناور می ماند. آب شور چون چگال تر از آب شیرین است، بعضی اجسام در اقیانوس که آب شور دارد راحت تر غوطه ور می شوند. شما نیز می توانید با اضافه کردن نمک به آب شهری، آب چگال تر درست کنید. درواقع اگر مقدار کافی نمک به آب اضافه کنید، می توانید آن را آنقدر چگال کنید که حتی یک تخم مرغ روی آن غوطه ور شود! در این آزمایش در این مورد بیشتر خواهید آموخت.


پیش نیاز:
اگر یک تخم مرغ را در یک لیوان آب شهری قرار دهید، در آن فرو می رود. دلیل فرو رفتن تخم مرغ در آب شهری بیشتر بودن چگالی یا دانسیته ی تخم مرغ از آب است. دانسیته یا چگالی یک ماده در واقع جرم واحد حجمی آن است. برای مثال، دانسیته ی آب شیرین در شرایط استاندارد تقریباً 1 گرم بر سانتی متر مکعب است.

حال اگر به مقدار مناسب نمک به آب اضافه کنید، تخم مرغ روی آب می آید و شناور می شود! چون افزودن نمک به آب باعث افزایش دانسیته ی محلول می شود. این افزایش دانسیته به خاطر افزایش جرم در اثر اضافه کردن نمک در حجم ثابتی از آب است. قابلیت شناور شدن یک جسم مثل تخم مرغ روی سطح آب را شناوري (Buoyancy) می گویند. اما چه مقدار نمک باید به آب اضافه شود تا تخم مرغ روی آن شناور شود؟ در این آزمایش با درست کردن محلول آب و نمک در غلظت های مختلف، این مقدار را به دست خواهید آورد.

 


مواد و وسایل مورد نیاز:
 آب
 یک فنجان برای اندازه گیری
 یک ظرف بزرگ مثل یک کاسه یا قابلمه (باید حداقل گنجایش سه فنجان آب را داشته باشد.)
 نصف فنجان نمک
 پنج عدد فنجان که هر کدام حداقل گنجاش 500 گرم را داشته باشد.
 یک ماژیک در صورتی که از فنجان های یک بار مصرف استفاده می کنید و یا برچسب و خودکار اگر فنجان ها یک بار مصرف نیستند.
 سه قاشق برای هم زدن محلول های آب و نمک
 قاشق سوپ خوری برای جا به جا کردن تخم مرغ

آماده سازی:
 تخم مرغ را از یخچال بیرون بیاورید و مدتی آن را در دمای اتاق نگه دارید تا گرم شود و به دمای اتاق برسد. دقت کنید که همیشه بعد از دست زدن به تخم مرغ خام، دست هایتان را بشویید چرا که ممکن است حامل باکتری سالمونلا (Salmonella) باشد.
 مقدار یک فنجان و نیم آب داخل ظرف بزرگی که آماده کرده اید بریزید.
 به اندازه ی نصف فنجان نمک به ظرف اضافه کنید و آن را به هم بزنید تا نمک حل شود. (مشاهده می کنید که همه ی نمک در این مرحله حل نمی شود.)
 یک فنجان دیگر آب به ظرف اضافه کنید و محلول را به هم بزنید تا نمک باقی مانده نیز حل شود. قبل از رفتن به مرحله ی بعد، اطمینان حاصل کنید که تمام نمک در آب حل شده باشد. دقت کنید که برای حل شدن همه ی نمک در آب، به حدود 5 تا 10 دقیقه هم زدن مداوم نیاز دارید، پس صبور باشید. به نظر شما چرا باید آزمایش را بااین محلول با غلظت بسیار بالای نمک شروع کنیم؟
 5 فنجان را کنار هم روی یک سطح قرار دهید. از چپ به راست آن ها را از 1 تا 5 شماره گذاری کنید. اگر از فنجان های یک بار مصرف استفاده می کنید، می توانید با یک ماژیک شماره ی هر کدام را روی خودش بنویسید. اما اگر از فنجان های آشپزخانه استفاده می کنید، روی برچسب شماره ها را بنویسید و برچسب ها را به فنجان ها بچسبانید تا بعد از آزمایش بتوانید آن ها را بکَنید.

روش کار:
 مقدار سه چهارم یک فنجان از محلول آب و نمکی که آماده کرده اید را در فنجان شماره ی 1 بریزید.
 حال مقدار سه چهارم فنجان آب شهری به هر کدام از فنجان های شماره ی 2 تا 5 اضافه کنید. (به فنجان شماره ی 5 چیز دیگری اضافه نکنید)
 مقدار سه چهارم فنجان از محلول آب و نمک آماده شده در ابتدای کار را به فنجان شماره ی 2 اضافه کنید و آن را خوب به هم بزنید. غلظت نمک در محلول شماره ی 2 در مقایسه با محلول شماره ی 1 چه تغییری کرده است؟
 مقدار سه چهارم فنجان محلول آب و نمک از فنجان شماره ی 2 بردارید و به فنجان شماره ی 3 اضافه کنید و آن را خوب به هم بزنید. غلظت نمک در فنجان شماره ی 3 چه تغییری نسبت به غلظت آن در فنجان شماره ی 1 و 2 کرده است؟
 مقدار سه چهارم فنجان محلول آب و نمک از فنجان شماره ی 3 را به فنجان شماره ی 4 اضافه کنید و آن را خوب به هم بزنید. غلظت نمک در فنجان شماره ی 4 نسبت به غلظت آن در فنجان های قبلی چه تغییری کرده است؟
 با استفاده از یک قاشق سوپ خوری، تخم مرغ را در فنجان شماره ی 5 قرار دهید. آیا تخم مرغ روی آب شناور می شود؟
 با کمک قاشق سوپ خوری، تخم مرغ را از فنجان شماره ی 5 دربیاورید و در فنجان شماره ی 4 قرار دهید. آیا تخم مرغ روی آب شناور می ماند؟
 همین کار را برای فنجان های شماره ی 3، 2 و 1 انجام دهید. در کدام یک از فنجان ها تخم مرغ روی آب شناور می ماند؟ اگر این اتفاق برای بیشتر از یک فنجان رخ داده است، آیا تفاوتی بین نحوه ی شناور شدن تخم مرغ در آنها مشاده می کنید؟ این نتایج چه چیزی درمورد چگالی تخم مرغ به شما نشان می دهد؟



آزمایش‌هاي تکمیلی:
 در این آزمایش، شما بررسی کردید که چه مقدار نمک باید در آب حل شود تا باعث شود تخم مرغ روی سطح آب شناور بماند. می توانید برای دقیق تر شدن نتایج آزمایش، غلظت های بیشتری از محلول آب و نمک را درست کنید و همین آزمایش را روی آنها نیز انجام دهید. سعی کنید چگالی تخم مرغ را اندازه بگیرید. برای این منظور، از محلولی که تخم مرغ برای اولین بار روی سطح آن غوطه ور می شود استفاده کنید و آن را با افزودن مقادیر متفاوت آب، به غلظت های متفاوت رقیق کنید؛ درست مانند کاری که در آزمایش اصلی انجام دادید. حالا تخم مرغ در کدام غلظت از نمک اول از همه غوطه ور می شود؟ این مشاهدات چه نتیجه ای در مورد چگالی تخم مرغ به شما می دهد؟
 این آزمایش را با استفاده از چند تخم مرغ دیگر تکرار کنید. می توانید هم از تخم مرغ خام و هم از تخم مرغ آب پز استفاده کنید. آیا نتایجی که از آزمایش با تخم مرغ های دیگر به دست می آورید دقیقاً مشابه نتایج اولیه تان است؟ یا اینکه درمورد هر تخم مرغ نتیجه متفاوت است؟ برای مقایسه ی صحیح بین تخم مرغ در حالت خام و پخته شده، باید همان تخم مرغ خامی را که روی آن آزمایش انجام داده اید بپزید تا دقت نتایج بالا رود. تحقیق کنید که چه مقدار نمک در آب دریا وجود دارد. حال با توجه به اعدادی که از آزمایش خود به دست آورده اید، به نظر شما یک تخم مرغ روی آب دریا شناور می ماند یا در آن فرو می رود؟

مشاهده‌هاي و نتیجه گیری:
آیا مشاهده کردید که تخم مرغ در فنجان های شماره ی 1 و 2 غوطه ور شد ولی در فنجان های 3، 4 و 5 این اتفاق رخ نداد؟
در این آزمایش شما به احتمال زیاد مشاهده کرده اید که تخم مرغ در فنجان شماره ی 1 روی آب شناور می شود. در فنجان شماره ی 2 میزان غوطه وری کمتر است اما در هر حال تخم مرغ روی آب می ماند. در بقیه ی فنجان ها تخم مرغ روی آب نمی ماند و در آن فرو می رود. در فنجان شماره ی 1، غلیظ ترین محلول آب و نمک را داشتید که در ابتدای آزمایش تهیه کرده بودید و شامل نصف فنجان نمک حل شده در دو و نیم فنجان آب بود. غلظت محلول آب و نمک در فنجان های شماره ی 2 تا 4 به ترتیب نصف شدند. برای مثال، غلظت محلول در فنجان شماره ی 2 نصف غلظت آن در فنجان شماره ی 1 بود و غلظت محلول در فنجان شماره ی 3 نیز نصف غلظت در فنجان شماره ی 2 بود. در فنجان شماره ی 5 نیز فقط آب شهری ریختید. تخم مرغ قاعدتاً باید در فنجان های شماره ی 3، 4 و 5 فرو رود چرا که چگالی تخم مرغ بیشتر از چگالی آب و یا محلول رقیق آب و نمک است. محلول های موجود در فنجان های شماره ی 1 و 2 حاوی نمک بیشتری بودند و درنتیجه چگالی بالاتری داشتند. تخم مرغ باید در این محلول ها روی سطح آب شناور بماند. زیرا چگالی محلول ها از چگالی تخم مرغ بیشتر است. میزان چگالی واقعی تخم مرغ نیز چیزی بین چگالی محلول های موجود در فنجان های شماره ی 2 و 3 است.


ادامه مطلب ...
نظرات (0) تاریخ : یکشنبه 24 اسفند 1393 زمان : 19:33 بازدید : 239 نویسنده : بنیامین فضلی

اطلاعات کاربری
  • فراموشی رمز عبور؟
  • جستجو



    در اين وبلاگ
    در كل اينترنت
    آمار سایت
  • کل مطالب : 3326
  • کل نظرات : 43
  • افراد آنلاین : 1
  • تعداد اعضا : 8
  • آی پی امروز : 141
  • آی پی دیروز : 128
  • بازدید امروز : 269
  • باردید دیروز : 602
  • گوگل امروز : 24
  • گوگل دیروز : 38
  • بازدید هفته : 6,278
  • بازدید ماه : 11,668
  • بازدید سال : 81,190
  • بازدید کلی : 1,031,339
  • کدهای اختصاصی
    Instagram