اطلاعات مرتبط با ترکیبات و مواد شیمیایی

[MIN@MAN]

عملکرد کرم های ضد آفتاب

صنایع آرایشی از اكسیدهای غیرآلی، نظیر اكسید روی و تیتانیم، استفاده می‌كنند، اما استفاده از این اكسیدها به علت خاصیت سفیدكنندگی روی پوست محدود است. سفیدی به طور مستقیم با پخش نور رابطه دارد. به طور كلی با كاهش اندازة ذرات، شاهد افزایش جذب نور ماوراء بنفش توسط ذرات (به علت عبور كمترِ اشعه‌ها از بین ذرات) و كاهش پدیدة سفیدی (به علت كاهش پدیدة پخش نور) هستیم. به‌تازگی روش‌های گوناگون برای تولید نانوذرات، توسعه یافته‌ و بر صنعت کرم‌های ضدآفتاب اثر گذاشته‌اند.
۱. سفیدی
وقتی ماده نوردهی شود، پدیده‌های زیر دیده می‌شوند:
شكل ۱: شِمای نور عبوری و انعكاس‌یافته از یك لایة نازك
۱. عبور نور که منجر به گذشتن آن از ماده بدون هیچ تأثیر متقابلی است؛
۲. نورِ نافذ که منجر به پخش نور می‌شود؛
۳. انعکاس نور از سطح، مانند آنچه در آینه رخ می‌دهد؛
۴. انعکاس نفوذی که منجر به پخش نور از سطح می‌شود.
در شکل ۱ پدیده‌های گفته‌شده نشان داده شده‌اند. اثر سفیدی ناشی از پخش نور به وسیلة ذرات ــ برای مثال در کِرِم‌ها ــ است. بنابراین، برای کاهش سفیدی باید میزان نور پخش‌شده را کم كرد.
۲. پخش نور و اندازة ذرات
شدت نور پخش‌شده به وسیلة یک تک‌ذره، تابعی از اندازة ذره است. همان‌طور كه در شكل ۲ به‌روشنی مشاهده می‌شود، با افزایش اندازة ذرات، نور مرئی به علت برخورد با ذرات پخش می‌شود و با برگشت نور به چشم، ذراتْ سفید دیده می‌شوند. بنابراین، برای کاهش تأثیر سفیدی، کاهش اندازة دانه راهی است بسیار مؤثر.
شكل۲: الف. نانوماده نور را بدون انحراف از خود عبور می‌دهد، به همین خاطر نسبت به نور شفاف است.
ب. مواد با ذرات در ابعاد میكرومتر نور را پراكنده می‌كنند. بنابراین، نسبت به نور مات و نیمه‌شفاف‌اند و سفید دیده می‌شوند.
در شكل ۳ میزان پخش نور بر حسب اندازة دانه به نمایش درآمده و مشخص است كه با افزایش اندازة ذرات، میزان پخش‌شوندگی نور بیشتر می‌شود.
۳. جذب اشعة ماورای بنفش و بهترین اندازة ذره
نور ماورای بنفش (UV) طول موج كمتر از نور مرئی و انرژی بیشتر از نور مرئی دارد. قرار گرفتن در مقابل تابش ماورای بنفش از مهم‌ترین علل آسیب‌های پوستی و سرطان پوست است. به همین خاطر، جذب این اشعه و ممانعت از رسیدن آن به پوست بدن موضوع تحقیق بسیاری از مراكز علمی دنیا برای سالیان طولانی بوده است. جذب UV در مواد غیرآلی نظیر TiO۲ و ZnOناشی از دو اثر است:
الف ـ جذب فاصلة باند؛
ب ـ پخش نور UV
الف ـ جذب فاصلة باندی
اکسید روی و اکسید تیتانیم نیمه‌هادی‌اند و به‌شدت نور UV را جذب و نور مرئی را عبور می‌دهند. سازوكارِ جذب UV در این مواد شامل مصرف انرژی فوتون برای تهییج الکترون از نوار ظرفیت به نوار رسانایی است.
فاصلة باندی یا «گپ انرژی» چیست؟
می¬دانیم که اتم¬ها از ترازهای انرژی تشکیل شده¬اند و این ترازهای انرژیِ حاوی الکترون، در جسم جامد تشکیل نوارهایی را می¬دهند که الکترون‌ها در آنها قرار ¬گرفته‌اند.
اما فضاهایی بین این نوارهای انرژی وجود دارند که هیچ نوار حاوی الکترونی نمی¬تواند در آنها جا بگیرد. این فضاها را «فاصلة باندی» یا «گپ انرژی» می¬گویند. در جامدهای رسانا نوارهای انرژی می¬توانند پر، نیمه‌پر یا خالی از الکترون ــ که در اصطلاح «نوار رسانایی» نامیده می¬شود ــ باشند. همچنین گپ انرژی آنها در مقایسه با نیمه‌هادی¬ها کوچک‌تر است. در نیمه‌هادی¬ها نوارهای انرژی نیمه‌پر وجود ندارند و گپ انرژی آنها کمی بزرگ‌تر از رساناهاست. از همین رو، الکترون‌ها در رسانا¬ها و نیمه‌رساناها می¬توانند با گرفتن مقداری انرژیِ گرمایی ــ برای رساناها کم‌تر، برای نیمه‌رساناها بیش‌تر ــ برانگیختگی گرمایی پیدا كنند و از لایه¬های انرژیِ پُر به لایه¬های انرژیِ خالی بروند. این عمل در نارساناها به علت بزرگ بودن گپ انرژی امکان ندارد.
ZnO و TiO۲ دارای انرژی باند ev۳/۳ تا ev۴/۳ مربوط به طول موج‌های تقریباً ۳۶۵ نانومتر تا ۳۸۰ نانومتر هستند. نورهای زیر این طول موج‌ها انرژی کافی برای تحریك الکترون‌ها دارند. به بیان ساده، الكترون‌های این ذرات انرژی نور UV را جذب می‌كنند و از رسیدن این امواج به پوست مانع می‌شوند. پس ZnO و TiO۲ دارای خاصیت شدید در جذب UV هستند و اگر به اندازة کافی کوچک باشند، شفافیت خوبی در برابر نور مرئی خواهند داشت.
ب ـ اندازة دانة بهینه برای جذب UV
شكل ۴: تأثیر اندازة دانه بر عبور نور
با ریزتر شدن ذرات، علاوه بر اینكه در مسیر نور UV ذرات بیشتری برای جذب فاصلة باند وجود دارند، نور UV بیشتر پخش خواهد شد. بنابراین، عبور این نور كاهش می¬یابد. جذب فاصلة باند به ‌طور کلی تابعی از تعداد اتم‌هایی است که در مسیر نور UV قرار گرفته‌اند. بر اساس تحقیقات تجربی، با کاهش اندازة ذرات، به علت کم شدن فاصلة بین آنها برای عبور نور UV، شاهد عبور كم‌ترِ این اشعه هستیم. این موضوع در شکل شمارة ۴ نشان داده شده است. با توجه به این شكل، در محدودة نور فرابنفش (زیر ۴۰۰ نانومتر) با كاهش اندازة ذرات، عبور نور كمتر خواهد شد. همین پدیده است كه متخصصان را به تولید محصولات ضدآفتاب با خاصیت جذب (SPF) بالاتر رهنمون شده است.
شكل ۵: مقایسة تأثیر متقابل نور در برابر اندازة ذرات مختلف
SPF چیست؟
کرم‌های ضدآفتاب بر اساس میزان توانایی آنها در جذب و دفع اشعة UV درجه‌بندی می‌شوند. این معیار Sun Protection Factor یا SPF نام دارد. درجات SPF، مانند SPF۱۵ یا SPF۲۰ نشان‌گر آن‌اند که مصرف‌کنندة آن قبل از اینکه دچار آفتاب‌سوختگی بشود، تا چه حد می‌تواند زیر نور آفتاب بماند. برای مثال، شما می‌توانید بدون استفاده از کرم ضد آفتاب ده دقیقه زیر نور خورشید باقی بمانید و احساس سوختگی نکنید. هنگامی که از کرم ضد آفتاب استفاده می‌کنید، می‌توانید زمان ۱۰ دقیقه را ضرب در میزان SPF کرم کنید و به مقدار زمان به دست آمده زیر آفتاب بمانید. اگر SPF کرم شما ۱۵ باشد، شما ۱۵۰ دقیقه یا ۲ ساعت و نیم میتوانید در آفتاب بمانید. اگر پس از مدتی مجددا از کرم استفاده کنید، میزان محافظت آن بیشتر میشود اما، در مقدار زمان ایمن آن تاثیری ندارد.
نتایج:
۱- ایجاد پدیده سفیدی در ضد آفتاب ها ناشی از پدیده پخش نوردر محدوده نور مرئی(۴۰۰-۷۰۰ نانومتر) است. با توجه به شكل ۴ این پدیده در ضد آفتاب ها با اندازه ذره درشت، بسیار شدیدتر است.به عبارت دیگر كاهش شفافیت باعث افزایش پدیده سفیدی می شود.در شكل ۵ با ریزتر شدن ذرات شاهد عبور بیشتر نور مرئی و در نتیجه كاهش سفیدی و افزایش شفافیت هستیم.
۲- بر طبق شكل ۵ در محدوده نور UV با توجه به كمتر بودن فاصله بین ذرات در حالت نانومتری شاهد عبور كمتر نور هنگام ریزتر شدن ذرات هستیم.

[MIN@MAN]

مواد سازنده عدسی عینک

امروزه در بیشتر کشورهای پیشرفته چیزی حدود ۹۵ در صد عدسیهای عینک از مواد پلاستیکی ساخته می شود پلاستیک بدلیل سبکی و ایمنی ذاتی آن بطور کلی جایگزین شیشه شده و عنوان نخستین انتخاب برای مواد عدسیهای عینک را بخود اختصاص داده است مقدار اندکی استفاده از شیشه بطور کلی مربوط به شیشه های دارای ضریب انکساری بالا (بالاتر از ۱.۸)و همچنین عدسیهای فتوکرومیک با ویژگیهای خاص مانند شیشه های CPF شرکت corning می گردد
اطلاعاتی که بطور معمول در مورد مواد عدسیهای عینک منتشر می شود عبارتند از :
۱-ضریب انکسار
۲- دانسیته
۳-عدد Abbe
۴- UV cut off point
اگر ضریب انکسار ماده ای مشخص باشد دو مورد دیگر از ویژگیهای مواد سازنده عینک مانند عامل تغییر انحناء( CVF) و انعکاس از سطح آن ماده را که با ρ نشان داده می شود را می توان بدست آورد
ضریب انکساری : ضریب انکساری نسبت سرعت یک طول موج مشخص نور در هوا به سرعت همان طول موج نور در محیط منکسر کننده نور می باشد.
در حال حاضر در بریتانیا و آمریکا ضریب انکساری بر اساس طول موج خط d هلیم ( با طول موج nm۵۸۷.۵۶)اندازه گیری می شود در حالیکه در قاره اروپا بر اساس خط eجیوه (با طول موج nm۵۴۶.۰۷)اندازه گیری می شود
توجه کنید که میزان ضریب انکساری با خط e جیوه بیشتر از d هلیم می باشد بنابراین وقتی که میزان ضریب انکسارماده ای بر حسب خط e جیوه داده می شود بنظر می رسد که آن ماده ضریب انکساری بیشتری دارد.
ممكن است گاهی وقتها لازم باشد تا بدانیم چه میزان تغییر در حجم و ضخامت یك عدسی خاص وقتی كه به جای شیشه استاندارد كرون از ماده دیگری استفاده شود روی خواهد داد این اطلاعات را از CVF می توان بدست آورد CVFامكان مقایسه مستقیم ضخامت عدسیهای ساخته شده از مواد مختلف با شیشه استاندارد كرون را فراهم می آوردبرای مثال ماده ای با ضریب انكسار ۱.۷۰ دارای CVF=۰.۷۵ می باشد كه این بدین مفهوم می باشد كه در صورت جایگزینی این ماده بجای شیشه كرون كاهشی معادل ۲۵%در ضخامت عدسی روی خواهد داد.
یكی از استفاده های مهم CVF تبدیل قدرت عدسی كه قرار است ساخته شود به معادل آن از جنس كرون است و این كار بسادگی با ضرب قدرت عدسی در CVFآن ماده امكان پذیر می باشد برای مثال فرض كنید ما می خواهیم یك عدسی ۱۰.۰۰-دیوپتر را از ماده ای به ضریب انكسار ۱.۷۰ داشته باشیم معادل همین عدسی از جنس شیشه كرون ازضرب ۱۰.۰۰ × ۰.۷۵ كه مساوی ۷.۵۰-می شود بدست می آید به عبارت دیگر استفاده از ماده ای به ضریب شكست ۱.۷۰ عدسی ای به قدرت ۱۰.۰۰-ایجاد می كند كه از نظر سایر مشخصات شبیه یك عدسی به قدرت ۷.۵۰- از جنس كرون می باشد.
ماده ای به ضریب شكست ۱.۶۰ دارای CVF=۰.۸۷ می باشد . بنابراین ما انتظار داریم كه در صورت ساختن عدسی ای از این ماده ۱۳ %كاهش در ضخامت داشته باشیم و یك عدسی ۱۰.۰۰- دیوپتر از این ماده مشابه یك عدسی به قدرت ۸.۷۵-از شیشه كرون می باشد CVFیك ماده در واقع نسبت انكسار شیشه كرون به انكسار توسط آن ماده خاص می باشد ( n-۱ ) /۰.۵۲۳ و در واقع انحناءبدست آمده برای آن قدرت خاص از جنس شیشه كرون را با انحناءشیشه همان قدرت وقتی كه از جنس ماده مورد نظر ساخته شود را با هم مقایسه می كند
عدسیهای ساخته شده از مواد پلاستیكی با CR۳۹ مقایسه می گردند
یك استفاده عملی دیگر CVF تعیین میزان تقریبی ضریب انكساری یك عدسی ناشناخته است كه بعدا در باره آن بحث خواهیم كرد.
دانسیته:
دانسیته یك ماده مشخص كننده میزان سنگینی آن ماده می باشد و مقایسه دانسیته موادمختلف می تواند تغییرات احتمالی را كه ممكن است در اثر استفاده از یك ماده خاص در ساخت عدسی مورد نظر ما روی دهد را بیان می كند دانسیته معمولا بر حسب گرم وزن یك سانتی متر مكعب از هر ماده بیان می گردد دانسیته عدسیهایی كه از مواد دارای ضریب انكساری بالا ساخته می شوند بیشتر از دانسیته شیشه كرون است اما برای مقایسه وزن عدسیهای ساخته شده از مواد مختلف لازم است تا حجم را نیز در نظر بگیریم برای مثال اگر دانسیته ماده ای ۳.۰ ذكر شود این بدین مفهوم است كه این ماده ۲۰%سنگین تر از شیشه كرون است
بطور كلی در صورتی كه كاهش ایجاد شده در حجم (كه از رویCVF مشخص می گردد)بیشتر از افزایش دانسیته باشد عدسی نهایی ساخته شده از شیشه كرون سنگین تر نخواهد بود برای مثال یك شیشه CVFباضریب شكست ۱.۸۰۲ حدود ۰.۶۳ است كه نشاندهنده این است كه ۳۵%كاهش حجم در مقایسه با شیشه كرون وجود خواهد داشت اما دانسیته این ماده ۳.۷ است كه به مفهوم این است كه این ماده ۴۸%سنگین تر از شیشه كرون در واحد حجم می باشد ما می توانیم پیش بینی كنیم كه شیشه دارای ضریب انكسار ۱.۸۰۲ چیزی حدود ۱۵% سنگین تر از معادل آن كه از شیشه كرون ساخته شده است می باشد.

[MIN@MAN]

نگاه کلی

پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است. پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می‌آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می‌شود. مولکول اتیلن ( ) دارای یک بند دو گانه C=C است. در فرایند پلیمریزاسیون بند دو گانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده‌ای بین اتم‌های کربن مونومرها ایجاد می‌شود و محصول ایجاد شده یک درشت‌مولکول است.

واکنش تهیه پلی اتیلن
تاریخچه تولید پلی اتیلن

پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی "Hans Von Pechmanv" سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت. اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلن بطور تصادفی توسط "ازیک ناوست" و "رینولرگیسون" ( از شیمیدان‌های ICI ) در 1933 کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا ، ماده‌ای موم‌مانند بدست آوردند.

علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال 1935 "مایکل پرین" یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی‌اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد.
استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی‌اتیلن

اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن ، کشف چندین کاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم‌تری نسبت به روش‌های دیگر امکان‌پذیر می‌کرد. اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسید کروم بود که در 1951 ، "روبرت بانکس" و "جان هوسن" در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در 1953 ، "کارل زیگلر" شیمیدان آلمانی سیستم‌های کاتالیزور شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم‌دار را توسعه داد.

این کاتالیزورها در شرایط ملایم‌تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می‌کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات متالوسن بود که در سال 1976 در آلمان توسط "والتر کامینیکی" و "هانس ژوژسین" تولید شد. کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین‌ها که اساس تولید پلیمرهای مهمی مثل VLDPE و LLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین‌ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیرکونوسن دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می‌دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن‌ها نشان می‌دهند.
انواع پلی اتیلن

طبقه‌بندی پلی اتیلن‌ها بر اساس دانسیته آنها صورت می‌گیرد که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمری و نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیر دخالت دارد.
HDPE (پلی‌اتیلن با دانسیته بالا)

این پلی‌اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است بنابراین نیروی بین مولکولی در زنجیرها بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن‌ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفاده در تولید پلی اتیلن HDPE موثر است. برای تولید پلی‌اتیلن بدون شاخه معمولا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده می‌شود.
LDPE (پلی‌اتیلن با دانسیته پایین)

این پلی‌ اتیلن دارای زنجیری شاخه‌دار است بنابراین زنجیرهای LDPE نمی‌توانند بخوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است. این نوع پلی ‌اتیلن معمولا با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌شود. از خصوصیات این پلیمر ، انعطاف‌پذیری و امکان تجزیه بوسیله میکروارگانیسمها است.
LLDPE (پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین)

این پلی ‌اتیلن یک پلیمر خطی با تعدادی شاخه‌های کوتاه است و معمولا از کوپلیمریزاسیون اتیلن با آلکن‌های بلند زنجیر ایجاد می‌شود.
MDPE

پلی اتیلن با دانسیته متوسط است.

لوله‌هی پلی اتیلنی
کاربرد

پلی‌اتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازم پلاستیکی مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPE در تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسه‌های پلاستیکی استفاده می‌شود. HDPE ، در تولید ظروف شیر و مایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه کاربرد دارد. در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولا از MDPE استفاده می‌کنند.

LLDPE بدلیل بالا بودن میزان انعطاف‌پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیرا پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلن‌هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده است. این پلی اتیلن‌ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. این پلی اتیلن‌ها ترکیبی ، استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند.

[MIN@MAN]

کرمهای ضدآفتاب نانویی چگونه کار مي‌کنند
خلاصه مقاله:
صنايع آرايشي از اكسيدهاي غيرآلي، نظير اكسيد روي و تيتانيم، استفاده مي‌كنند، اما استفاده از اين اكسيدها به علت خاصيت سفيدكنندگي روي پوست محدود است. سفيدي به طور مستقيم با پخش نور رابطه دارد. به طور كلي با كاهش اندازة ذرات، شاهد افزايش جذب نور ماوراء بنفش توسط ذرات (به علت عبور كمترِ اشعه‌ها از بين ذرات) و كاهش پديدة سفيدي (به علت كاهش پديدة پخش نور) هستيم. به‌تازگي روش‌هاي گوناگون براي توليد نانوذرات، توسعه يافته‌ و بر صنعت کرم‌هاي ضدآفتاب اثر گذاشته‌اند.

1. سفيدي
وقتي ماده نوردهي شود، پديده‌هاي زير ديده مي‌شوند:

شكل 1: شِماي نور عبوري و انعكاس‌يافته از يك لاية نازك

1. عبور نور که منجر به گذشتن آن از ماده بدون هيچ تأثير متقابلي است؛
2. نورِ نافذ که منجر به پخش نور مي‌شود؛
3. انعکاس نور از سطح، مانند آنچه در آينه رخ مي‌دهد؛
4. انعکاس نفوذي که منجر به پخش نور از سطح مي‌شود.
در شکل 1 پديده‌هاي گفته‌شده نشان داده شده‌اند. اثر سفيدي ناشي از پخش نور به وسيلة ذرات ــ براي مثال در کِرِم‌ها ــ است. بنابراين، براي کاهش سفيدي بايد ميزان نور پخش‌شده را کم كرد.

2. پخش نور و اندازة ذرات
شدت نور پخش‌شده به وسيلة يک تک‌ذره، تابعي از اندازة ذره است. همان‌طور كه در شكل 2 به‌روشني مشاهده مي‌شود، با افزايش اندازة ذرات، نور مرئي به علت برخورد با ذرات پخش مي‌شود و با برگشت نور به چشم، ذراتْ سفيد ديده مي‌شوند. بنابراين، براي کاهش تأثير سفيدي، کاهش اندازة دانه راهي است بسيار مؤثر.

شكل2: الف. نانوماده نور را بدون انحراف از خود عبور مي‌دهد، به همين خاطر نسبت به نور شفاف است.
ب. مواد با ذرات در ابعاد ميكرومتر نور را پراكنده مي‌كنند. بنابراين، نسبت به نور مات و نيمه‌شفاف‌اند و سفيد ديده مي‌شوند.
در شكل 3 ميزان پخش نور بر حسب اندازة دانه به نمايش درآمده و مشخص است كه با افزايش اندازة ذرات، ميزان پخش‌شوندگي نور بيشتر مي‌شود.

3. جذب اشعة ماوراي بنفش و بهترين اندازة ذره
نور ماوراي بنفش (UV) طول موج كمتر از نور مرئي و انرژي بيشتر از نور مرئي دارد. قرار گرفتن در مقابل تابش ماوراي بنفش از مهم‌ترين علل آسيب‌هاي پوستي و سرطان پوست است. به همين خاطر، جذب اين اشعه و ممانعت از رسيدن آن به پوست بدن موضوع تحقيق بسياري از مراكز علمي دنيا براي ساليان طولاني بوده است. جذب UV در مواد غيرآلي نظير TiO2 و ZnOناشي از دو اثر است:
الف ـ جذب فاصلة باند؛
ب ـ پخش نور UV

الف ـ جذب فاصلة باندي
اکسيد روي و اکسيد تيتانيم نيمه‌هادي‌اند و به‌شدت نور UV را جذب و نور مرئي را عبور مي‌دهند. سازوكارِ جذب UV در اين مواد شامل مصرف انرژي فوتون براي تهييج الکترون از نوار ظرفيت به نوار رسانايي است.
فاصلة باندي يا «گپ انرژي» چيست؟
مي¬دانيم که اتم¬ها از ترازهاي انرژي تشکيل شده¬اند و اين ترازهاي انرژيِ حاوي الکترون، در جسم جامد تشکيل نوارهايي را مي¬دهند که الکترون‌ها در آنها قرار ¬گرفته‌اند.

اما فضاهايي بين اين نوارهاي انرژي وجود دارند که هيچ نوار حاوي الکتروني نمي¬تواند در آنها جا بگيرد. اين فضاها را «فاصلة باندي» يا «گپ انرژي» مي¬گويند. در جامدهاي رسانا نوارهاي انرژي مي¬توانند پر، نيمه‌پر يا خالي از الکترون ــ که در اصطلاح «نوار رسانايي» ناميده مي¬شود ــ باشند. همچنين گپ انرژي آنها در مقايسه با نيمه‌هادي¬ها کوچک‌تر است. در نيمه‌هادي¬ها نوارهاي انرژي نيمه‌پر وجود ندارند و گپ انرژي آنها کمي بزرگ‌تر از رساناهاست. از همين رو، الکترون‌ها در رسانا¬ها و نيمه‌رساناها مي¬توانند با گرفتن مقداري انرژيِ گرمايي ــ براي رساناها کم‌تر، براي نيمه‌رساناها بيش‌تر ــ برانگيختگي گرمايي پيدا كنند و از لايه¬هاي انرژيِ پُر به لايه¬هاي انرژيِ خالي بروند. اين عمل در نارساناها به علت بزرگ بودن گپ انرژي امکان ندارد.




ZnO و TiO2 داراي انرژي باند ev3/3 تا ev4/3 مربوط به طول موج‌هاي تقريباً 365 نانومتر تا 380 نانومتر هستند. نورهاي زير اين طول موج‌ها انرژي کافي براي تحريك الکترون‌ها دارند. به بيان ساده، الكترون‌هاي اين ذرات انرژي نور UV را جذب مي‌كنند و از رسيدن اين امواج به پوست مانع مي‌شوند. پس ZnO و TiO2 داراي خاصيت شديد در جذب UV هستند و اگر به اندازة کافي کوچک باشند، شفافيت خوبي در برابر نور مرئي خواهند داشت.


ب ـ اندازة دانة بهينه براي جذب UV

شكل 4: تأثير اندازة دانه بر عبور نور


با ريزتر شدن ذرات، علاوه بر اينكه در مسير نور UV ذرات بيشتري براي جذب فاصلة باند وجود دارند، نور UV بيشتر پخش خواهد شد. بنابراين، عبور اين نور كاهش مي¬يابد. جذب فاصلة باند به ‌طور کلي تابعي از تعداد اتم‌هايي است که در مسير نور UV قرار گرفته‌اند. بر اساس تحقيقات تجربي، با کاهش اندازة ذرات، به علت کم شدن فاصلة بين آنها براي عبور نور UV، شاهد عبور كم‌ترِ اين اشعه هستيم. اين موضوع در شکل شمارة 4 نشان داده شده است. با توجه به اين شكل، در محدودة نور فرابنفش (زير 400 نانومتر) با كاهش اندازة ذرات، عبور نور كمتر خواهد شد. همين پديده است كه متخصصان را به توليد محصولات ضدآفتاب با خاصيت جذب (SPF) بالاتر رهنمون شده است.


شكل 5: مقايسة تأثير متقابل نور در برابر اندازة ذرات مختلف


SPF چيست؟
کرم‌هاي ضدآفتاب بر اساس ميزان توانايي آنها در جذب و دفع اشعة UV درجه‌بندي مي‌شوند. اين معيار Sun Protection Factor يا SPF نام دارد. درجات SPF، مانند SPF15 يا SPF20 نشان‌گر آن‌اند که مصرف‌کنندة آن قبل از اينکه دچار آفتاب‌سوختگي بشود، تا چه حد مي‌تواند زير نور آفتاب بماند. براي مثال، شما مي‌توانيد بدون استفاده از کرم ضد آفتاب ده دقيقه زير نور خورشيد باقي بمانيد و احساس سوختگي نکنيد. هنگامي که از کرم ضد آفتاب استفاده مي‌کنيد، مي‌توانيد زمان 10 دقيقه را ضرب در ميزان SPF کرم کنيد و به مقدار زمان به دست آمده زير آفتاب بمانيد. اگر SPF کرم شما 15 باشد، شما 150 دقيقه يا 2 ساعت و نيم ميتوانيد در آفتاب بمانيد. اگر پس از مدتي مجددا از کرم استفاده کنيد، ميزان محافظت آن بيشتر ميشود اما، در مقدار زمان ايمن آن تاثيري ندارد.

نتايج:
1- ايجاد پديده سفيدي در ضد آفتاب ها ناشي از پديده پخش نوردر محدوده نور مرئي(400-700 نانومتر) است. با توجه به شكل 4 اين پديده در ضد آفتاب ها با اندازه ذره درشت، بسيار شديدتر است.به عبارت ديگر كاهش شفافيت باعث افزايش پديده سفيدي مي شود.در شكل 5 با ريزتر شدن ذرات شاهد عبور بيشتر نور مرئي و در نتيجه كاهش سفيدي و افزايش شفافيت هستيم.
2- بر طبق شكل 5 در محدوده نور UV با توجه به كمتر بودن فاصله بين ذرات در حالت نانومتري شاهد عبور كمتر نور هنگام ريزتر شدن ذرات هستيم.

[MIN@MAN]

نگاه کلی درباره مواد پاک کننده

منظور از پاک کننده‌ها detergehts))، موادی هستند که ذره‌هایچربیو چرک را از پارچه‌ها و یا اجسام دیگر بزدایند و در انواع مختلف تهیه می‌شوند. اولین ماده ای که به عنوان شوینده ساخته شد،صابونبود. از عمر صابون صدها سال می‌گذرد. آخرین دستگاههای صابون کشف شده، مربوط به 2000 سال پیش است، 700 سال است که صابون‌سازی بطور صنعتی و به مقادیر زیاد ساختهمی‌شود و 200 سال است که ساخت آن، متحول گشته و به صورت کلاسیک و مدرن در آمدهاست. از آن زمان تا کنون، تعداد شوینده‌ها به حدی رسیده که قابل شمارشنیست، بطوری که امروزه در حجم انبوهی از شوینده‌ها، به همراه تبلیغات آنها مواجهشده‌ایم. در حال حاضر در برخی کشورها، تقریبا بیش از 80 درصد از مواد پاک کنندهمصرفی از شوینده‌های سنتزی تهیه می‌شوند. لکن در مصارف عمومی واژه صابون، مشخصکننده یک نمکفلزقلیایییا آمونیوم یکاسیدکربوکسیلیکراست زنجیر با تعداد 10-18 اتمکربناست و نام مواد شوینده به مواد صناعی با ساختمان مشابه اطلاق می‌شود. از این مواد، در مصارف عدیده ای از جمله برای پاک کردن، شستشو و در فرایندهای نساجی و غیرهاستفاده می‌گردد. از طرف دیگر، صابون‌های فلزی، کربوکسیلاتهای قلیایی خاکییا فلزات سنگین با زنجیره طویل هستند. این صابون‌ها در آب نامحلول بوده و درسیستمهای غیر آلی، به عنوان مثال مواد افزودنی به روغنهای روان کننده، جلوگیریکننده از زنگ زدگی، ضد آب کردن مواد و سوختهای ژلاتین‌دار (مواد سوختنی مانندبنزینکه با مواد غلیظ کننده ممزوج شده‌اند و از آنها در بمب‌های ناپالم و شعله افکن‌هااستفاده می‌شود)، قارچ‌کشها دارای کاربرد می‌باشد. خصوصیت قابل توجه ایناست که عدم توازن پلاریته (قطبیت) در داخلمولکولصابون‌ها و مواد شوینده و پاک کننده، موجب ابرازقابلیتانحلالو ماهیت فاز غیر معمول در حلالهای قطبی و غیر قطبی می‌شود. این رفتار، دقیقا باعث سودمندی چنین ترکیباتی در زمینه‌های خیس شوندگی، قابلیت انحلال، شویندگی (در مورد شستشو و خشک شویی بصورت ترامان)، رنگرزی و بسیاری از سایرفراورده‌های صنعتی و خانگی است. ترکیب اساسی ساختمان مولکولی پاک کننده‌هاموجب بوجود آمدن چنین صفاتی می‌گردد.

انواع مواد پاک کننده

صابون (Soap)
صابون‌ها را می‌توان ازهیدرولیزقلیایی چربیها و روغن‌های طبیعی(استراسیدهایچربباگلی� �� �� �رول) مانند پیه، روغن‌های نارگیل، زیتون، نخل و تالو تهیه کرد که این واکنش به نامفرایند صابونی شدنSaponification)) موسوم است:


C3H5(OOCR)3 + 3NaOH → 3NaOOCR+C3H5(OH)3
باید توجه داشت که در روشهای جدید، از هیدرولیز مستقیم چربی‌هابوسیله در دمای زیاد استفاده می شود. این موضوع، تصفیه و ایزولاسیون اسیدهای چرب را که بهصابون‌ها خنثی می‌شوند، ممکن ساخته، اساس یک فرایند پیوسته را بوجود می‌آورد. ازنقطه نظر شیمیایی، صابون‌ها، نمکهای فلزی اسیدهای چرب (اسیدهای کربوکسیلیک) راست‌زنجیر با حدود 10-18 اتم کربن می‌باشند. با اینکه همه نمکهای فلزیاسیدهای چرب، صابون هستند، اما تنها نمکهای قلیایی مانند(سدیموپتاسیم) در آب حل می‌شوند و خاصیت پاک‌کنندگی دارند. نمکهایفلزهایقلیایی خاکی(مانندکلسیمومنیزیمو... ) در آب حل نمی‌شوند. از این رو صابون‌های معمولی در آب سخت در مجاورت یون‌هایکلسیم و منیزیم رسوب می‌کنند. به این ترتیب صابون خوب کف نمی کند و خاصیت پاککنندگی خود را از دست می‌دهد. نمکهای آلومینیوم اسیدها نیز در آب نامحلول ودر روغن‌ها محلول هستند و از این ماده، در چربی‌های نرم کننده، رنگ، روغن جلا وضد آب کردن مواد استفاده می‌شود. نمک اسیدهای فلزات سنگین مانندکبالتیامسنیز بعنوان ماده خشک کننده در رنگهای ساختمانی و جوهر، قارچ کش ها و مواد ضد آباستفاده می‌شود. کیفیت و مرغوبیت صابون، به نوع چربی روغن بکار رفته بستگیدارد. لذا از خالصترین و بی‌بو ترین آنها استفاده می‌گردد. علاوه بر چربی و قلیامواد افزودنی دیگری هم در فرمولاسیون صابون وارد می‌شوند. این مواد عبارتند از:موادجلوگیری کننده از اکسیداسیون مثلتری اتانول آمین اولئات، مواد جلوگیریکننده از فساد صابون مانند دی سیانو دی آمیدو سدیم سولفانیلات، روغن‌های معطرهبرای ایجاد بوی خوب صابون و غیره.

پاک کننده های سنتزی (Synthetic detergents)

مواد شوینده سنتزی که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند صابون، از یک زنجیر هیدروکربن متصل به نمک یک اسید محلول در آب تشکیل شده است. البته درتهیه این پاک کننده‌ها باید توجه داشت که طول زنجیر و نوع هیدروکربن مورد استفادهبطور مناسب انتخاب گردد. از گروههای قطبی مشتق شده ازاسیدسولفوریکدر حد بسیار عمومی برای جایگزینی کربوکسیلات استفادهمی‌گردد. بعنوان مثال می‌توان به آلکیل سولفاتهاROSO3Na))، آلکان سولفوناتهاRSO3Na)) وآلکیل آریل سولفوناتها(R-C6H4-SO3Na) اشاره کرد و از مهمترین این مواد می‌توانسدیم لوریل (دودسیل) سولفات C12H25-OSNa)) وسدیم دودسیل بنزن سولفونات(C12H25-C6H4-SO3-Na)را که دارای قدرت پاک کنندگی بالایی هستند، نام برد. استرها و آمید اسیدهای چرب نیزکه ازتورین(H2NCH2CH2SO3H) واسیدایزاتیونیک ((HOCH2CH2SO3Hتهیه می‌شوند، از جملهاولین ترکیبات سنتزی تلقی می‌شوند. مضافا، آلکان فسفوناتهامعرف نوع دیگریاز مواد صناعیآنیونیمی‌باشد. از طرف دیگر احتمال دارد که تغییر و اصلاح گروههای قطبی بوسیلهتغییر در علامت بار الکتریکی یون فعال در سطح مسیر شود. یک مثال بسیار معروف ازمواد شویندهکاتیونی (invert soaps)ملحآمونیوم نوع چهارم این طبقه بفرمولC16H33N(CH3)Brاست. در طبقه دیگر یعنیمواد شوینده غیر معدنی، گروه قطبی عبارت از گروه آب دوست غیر مجتمع شده می‌باشد کهمعمولا حاوی چند گانگی وظایفاکسیژن(اتر و الکل) است که درپیوندهیدروژنیبا آب برگزیده شده است. مثالی در این مورد، استر تهیه شده از یک اسیدچرب و قند است. از انواع عمومی دیگر، می‌توان به پلیمریزاسیون تعدادی ازواحدهای اکسید اتیلن با یکالکلاشاره کرد که دارای فرمول عمومیR-O-(CH2CH2O)2Hمی‌باشد.

قیاس صابونو پاک کننده های سنتزی

صابون‌ها در هنگام واکنش با ناخالصیهای یونهای فلزی موجود در آبهای طبیعی، بویژه کلسیم و منیزیم، منجر به تشکیل نمکهای نامحلول در آب می‌شوند و به صورت رسوباز آب جدا می‌شوند. اما نمکهایفلزاتقلیایی خاکیو املاح فلزات سنگین مواد شوینده سنتزی در آب محلول هستند. لذا اینشوینده ها در آب سخت نیز پاک کنندگی خوبی دارند و رسوب جدید تشکیلنمی‌دهند. صابونهای کربوکسیلات در PH پایین، هیدرولیز شده و به صورت صابوناسیدی نامحلول راسب می‌شوند، ولی شوینده های سنتزی، پایداری زیادی در برابراسیدیته از خود نشان می‌دهند. زیرا پاک کننده های صابونی، نمکهایی هستند که آنیونتشکیل دهنده آنها، به اسیدهای ضعیف تعلق دارند و در محیط اسیدی به راحتیهیدرولیزمی‌شوند. از دیگر تفاوتهای شوینده های سنتزی با صابونها، تغییر و اصلاح درساختار این مواد نسبت بهمولکولصابون است که باعث ایجاد بهترین حالت تعادلی آب دوستی ف چربی دوستی و خصوصیاتانحلال پذیری، اثر میکروب کشی و ایجاد نرمی در منسوجات و غیرهمی‌شود. پاک کننده های سنتزی به تنهایی از نظر قدرت پاک کنندگی باصابونها معادل نیستند، اما دو افزاینده مهم، قابلیت تخمیر کنندگی آنها را به نحوقابل ملاحظه ای افزایش می‌دهد. سدیم تری پلی فسفاتکه به عنوان یک سازندهبکار می‌رود، قابلیت شکستن و تعلیق برخی از خاکهای رسی، رنگها و سایر مواد جامدبسیار ریز محلول در آب را داراست. بعلاوه این جسم با تعداد زیادی از یونهای فلزی، کی‌لیت تشکیل می‌دهد. اک کننده های خانگی، همچنین محتوی نیم تا یک درصدکربوکسی متیل سلولز CMC)) هستند که این جسم، از واکنشسلولزباکلرواستیک اسیددر محلول بازی تهیه می‌شود. این ماده پلیمری، قادر است که از رسوب مجدد جرم بر روی منسوجاتی که به وسیله پاک کننده ها پاک شدهاست، جلوگیری کند. سایر افزاینده های معمولی عبارتند از: مواد سفید کننده، مواد کفزا و یا سایر مواد تنظیم کننده می‌باشد.
علت اثر پاک کنندگی مواد پاککننده
ذره هایچربیو چرک، جامدند و به پارچه یا بدن می‌چسبند و با شستشوی ساده و بوسیلهآبزدوده نمی‌شوند، اما با صابون و دیگر شوینده ها شسته می‌شوند. اثر پاک کنندگی صابونوشوینده ها به این دلیل است که مولکول آنها از دو قسمت آبدوست (هیدروفیل) و آب گریزیا چربی دوست (هیدروفوب یا لیپوفیل) تشکیل شده است. قسمت آبدوست که همان سر نمکیصابون COO- یا گروه سولفات و دیگر گروههای قطبی در انتهای مولکول مواد شوینده است،مولکولهای آب را جذب می‌کند و در آب محلول می‌باشد و بوسیله حلالهای آلی دفعمی‌شود. سر دیگر مولکولهای صابون و مواد شوینده سنتزی یک هیدروکربن با زنجیر طولانیاست که آب را از خود دفع می‌کند، ولی در حلالهای آلی حل می‌شود. پس از حلشدن مولکولهای صابون در آب از طریق قسمت یونی، از بهم پیوستن زنجیرهای هیدروکربنیآب گریز، مجموعه های بسیار کوچکی بوجود می‌آیند که سطح خارجی آن را آنیونهایآبدوست می‌پوشانند. این مجموعه های کوچک با مولکولهای آب، پیوندهیدروژنیتشکیل می‌دهند و به صورت ذره های شناور در آب باقیمی‌مانند. بدین ترتیب مولکول صابون مانند پلی بین ذرات چربی و آب قرارگرفته، به واسطه انحلال ذرات چربی و چرک در ذره های شناور صابون از روی الیاف پارچهیا اجسام دیگر به داخل آب کشیده می‌شوند و با شستشو پاک می‌شوند. در شوینده هایسنتزی نیز چربی ها و چرکها به زنجیر آلکیل می چسبند و گروه سولفونات سبب حل شدنآنها در آب شده، همراه با آب برده می‌شوند.
مواد پاک کننده وآلودگی محیط زیست
موادشیمیاییمی توانند در چرخه های طبیعی وارد و در مرحله ای خاص بوسیله باکتری‌هاتجزیهشوند. به عنوان مثال چربی‌های موجود در طبیعت که مولکولهای آنها شاخه جانبی درزنجیره هیدروکربنی ندارند و صابون معمولی را از آنها می‌سازند، بوسیله باکتریهاتجزیه می‌شوند. تعدادی از شوینده های شنتزی، بویژهآلکیل بنزن سولفوناتهای مشتقشده از مواد شیمیایی نفت، دارای شاخه جانبی در زنجیره هیدروکربنی می‌باشند وتوسط باکتریها تجزیه می‌شوند. از این رو، باقی ماندن و تراکم این مواد غیر طبیعیساخته دست بشر در طبیعت، سبب آلودگی روزافزون آبها و مخازن زیرزمینیمی‌شود. برای جلوگیری از آلودگیهای روزافزون حاصل از این نوع پاک کننده ها، هم اکنون در بسیاری از کشورها، قوانین و مقررات ،اجازه استفاده از مواد شویندهمقاوم در برابر تجزیه بیولوژیکی (شوینده های سخت) را نمی‌دهد و کارخانجات بسویتولید مواد شوینده نرم با ساختمانهای راست زنجیر سوق داده شده‌اند. اشکال اساسیدیگر شوینده های سنتزی، ترکیبهای فسفردار آنهاست که برای تنظیم PH و جلوگیری ازواکنش یونهای کلیسم و منیزیم موجود در آب سخت با ماده شوینده، به آن افزودهمی‌شود. فسفاتها در اعماق رودخانه ها و دریاچه ها رسوخ کرده، سبب رشد غیر عادیقارچها و جلبکها می‌شوند و به این ترتیب با مصرف اکسیژن محلول در آب توسط اینگیاهان، زندگی ماهی ها و دیگر آبزیان به خطر می‌افتد.

[MIN@MAN]

معرفی گروه های عاملی روش های شناسایی
مقدمه:
پيوند كربن-كربن داراي ويژگي غيرعادي مخصوص به خود است.اگر چه اتم هاي ديگر نيزمي توانند اين ويژگي را داشته باشند ولي كاربرد پيوند كربن-كربن بسيار وسيع است .به دليل اين خاصيت منحصربه فرد بيشتر از سه ميليون تركيبات مختلف حاوي كربن به نام تركيبات آلي در كتب شيمي گزارش شده اند.در نتيجه جمع آوري دانشي كامل از خواص همه اين تركيبات عملا بسيار سخت است.پيچيدگي تركيبات آلي را مي توان تا حدودي از طريق جمع آوري اطلاعات به دست آمده از گروه هاي طبيعي اين تركيبات با خواص شيميايي مشابه تقليل داد.
اين گروه بندي ها توسط اتم يا گروهي از اتم ها كه قسمتي از مولكول آلي را تشكيل مي دهند شناسايي مي شوند.عموما اين اتم يا گره اتم را گروه عامل مي نامند.پس مي توان گروه عاملي را به صورت كامل تري تعريف كرد:
به هر يك از ويژگي هاي ساختاري كه مشخص كننده يك طبقه خاص از تركيبات آلي باشند گروه عاملي مي گويند.
هر گروه عامل نسبت به بقيه مولكول هاي آلي داراي خواص شيميايي جداگانه يافت مي شوند
هيدروكربن ها:
ساده ترين گروه در شيمي آلي هيدروكربن ها بوده كه تركيباتي حاوي ات هاي كربن و هيدروژن مي باشند.با توجه به خواص شيميايي آنها به سه زيرگروه تقسيم مي شوند:هيدروكربن هاي اشباع شده-هيدروكربن هاي اشباع نشده وهيدروكربن هاي آروماتيكي.
هيدروكربن هاي اشباع شده را هم چنين را هم چنين آلكان مي نامنددر آلكان ها همه پيوند هاي كربن-كربن از نوع پيوند ساده بوده كه انرژي پيوندي آن در حدود350كيلوژول مي باشد.انرژي پيوند هاي هيدروژن-كربن در حدود 420كيلوژول است.پس آلكانها از نظر شيميايي تقريبا بي اثر مي باشد.مهم ترين واكنش آنها سوختن است كه آب و دي اكسيدكربن(محصولات سوختن آلكان) توليد مي شوند.
هيدروكربن هاي اشباع نشده داراي 2زير گروه آلكنهاوآلكينها مي باشند.آلكنها داراي يك يا چند پيوند كربن-كربن بوده وآلكينها نيز حاوي يك يا چند پيوند سه گانه كربن-كربن مي باشند .پيوند هاي دو گانه وسه گانه كه پيوند هاي غير اشباع ناميده مي شوند از نظر شيميايي كاملا واكنش پذير مي باشند.
الكل ها :
يك الكل هيدروكربني است كه در آن يك گروه عامل-OHجانشين يك اتم هيدروژن شده باشد.همچنين يك الكل مانند آبي است كه در آن يك گروه آلكيل جانشين يك اتم هيدروژن در يك مولكول آب شده باشند.پس الكل ها خواصي بين خواص اب وهيدروكربن ها دارند.
ساختار الکلها :
فرمول عمومی الکلها ، ROH است که در آن ، R يک گروه آلکيل يا آلکيل استخلاف شده است. اين گروه می‌تواند نوع اول ، دوم يا سوم باشد، ممکن است زنجيرباز يا حلقه‌ای باشد، ممکن است دارای يک اتم هالوژن ، هيدروکسيل‌های بيشتر يا يکی از بسياری گروههای ديگری باشد که فعلا برای ما ناآشنا است.
همه الکلها ، دارای گروه هيدروکسيل (-OH) هستند که بعنوان گروه عاملی ، خواص مشخصه اين خانواده از ترکيبها را تعيين می‌کند. تغيير و تنوع در ساختار R می‌تواند بر سرعت واکنشهای الکلها و حتی در موارد معدودی بر نوع واکنشها نيز تاثير گذارد.
خواص فيزيکی الکلها :
دمای جوش در ميان هيدروکربنها ، به نظر می‌رسد که عوامل تعيين کننده دمای جوش ، عمدتا وزن مولکولی و شکل مولکول باشند. در الکلها ، با افزايش تعداد کربن ، دمای جوش بالا می‌رود و با شاخه‌دار کردن زنجير ، دمای جوش پايين می‌آيد، اما نکته غير عادی در مورد الکلها اين است که آنها در دمای بالا به جوش می‌آيند. اين دمای جوش بسيار بالاتر از دمای جوش هيدروکربنها با وزن مولکولی يکسان است و حتی از دمای جوش بسياری ترکيبها با قطعيت قابل ملاحظه بالاتر است.
دمای جوش بالای آنها ، به علت نياز به انرژی بيشتر برای شکستن پيوندهای هيدروژنی است که مولکولها را در کنار هم نگه داشته‌اند. حل شدن الکلها رفتار الکلها بعنوان حل شده نيز توانايی آنها برای تشکيل پيوندهای هيدروژنی را منعکس می‌کند. برخلاف هيدروکربنها ، الکلهای سبک با آب امتزاج‌پذيرند. از آنجا که نيروهای بين مولکولی الکلها همانند نيروهای بين مولکولی آب است، دو نوع مولکول با يکديگر قابل اختلاط هستند. انرژی لازم برای شکستن يک پيوند هيدروژنی بين دو مولکول آب يا دو مولکول الکل ، با تشکيل يک پيوند هيدروژنی بين يک مولکول آب و يک مولکول الکل تامين می‌شود.
آلدهيد:يك آلدهيد داراي گروه عامل –CHOدر مولكول آلي مي باشد.كلمه آلدهيد(Aldehyde)از دو اژه الكل وهيدروژن گيري گرفته شده است.هرگاه از الكل نوع اول هيدروژن گيري شود در آن صورت توليد مي گردد كه آلدهيد ناميده مي شود.
كتون: يک کتون يک گروه عاملی است که با يک گروه کربونيل که با دو اتم کربن ديگر پيوند دارد ؛ شناخته می‌شود. يک کتون را می‌توان با فرمول زير بيان کرد.
R۱(CO)R۲
اتم کربن که با دو اتم کربن پيوند دارد آن را از گروه‌های عاملی کربوکسيليک اسيدها ، آلدهيدها، استرها، آميدها و ديگر ترکيب‌های اکسيژندار جدا می‌کند. پيوند دوگانهٔ گروه کربونيل نيز کتون‌ها را از الکل ها و اترها باز می‌شناساند.
به کربنی که به کربن گروه کربونيل چسبيده کربن آلفا و به هيدروژنی که به اين کربن چسبيده هيدروژن آلفا گويند. در حضور يک کاتاليزور اسيدی کتون به keto-enol tautomerism مربوط می‌شود. واکنش با يک پايه قوی انول متناظر را نتيجه ميدهد.
خواص شيميايي آلدهيد ها و كتون ها:
آلدهيد ها وكتون ها در چند نوع فعل و انفعال شركت مي كنند كه اهم آن به قرار زير است:
1)حمله الكترونخواهي اسيدهاي لوئيس روي اكسيژن گروه كربونيل موجب افزايش دانسيته بار مثبت كربن گروه كربونيل مي شود كه در نهايت موجب افزايش خصلت اسيدي پروتون ههاي كربن هاي آلفاي كربونيل مي گردد.صحت اين نكته به وسيله روش هاي افزاري تائيد شده است.
2)حمله هسته خواهي بركربن گروه كربونيل دومين دسته وسيع از واكنشهاي آلدهيد ها وكتون ها را تشكيل مي دهد.به عنوان مثال از افزايش آب بر آلدهيد ها وكتون ها ديول دوقلو(gemdiol)ايجاد مي شود و درصد تشكيل آن به ساختمان ماده و به پايداري محصول حاصل بستگي دارد.به عنوان مثال مقدار ديول دوقلوي حاصل از استون در دماي 20درجه سانتي گراد خيلي كم و قابل اغماض است در صورتيكه آلدهيد فرميك و تري كلرو استالدهيد به خوبي و به طور كامل به ديول دو قلو تبديل مي شوند.
تهيه آلدهيد ها و كتون ها از راه اكسايش الكل ها:
مصرف زياد آلدهيد و كتون در سنتزهاي آلي باعث مي شود كه نحوه تهيه آنها اهميت بسياري داشته باشد.اين اجسام را مي توان از آلكين ها –كربوكسيليك اسيدها و مشتق كربوكسيليك اسيدها سنتز كرد.آلكينها دراثرآبداركردن باكاتاليزور اسيد به وسيله هيدروبورداركردن-اكسايش به آلدهيد يا كتون تبديل مي شوند.
كربوكسيليك اسيدها يا مشتقات آنها با تركيبات آلي فلزدار يا معرف هاي كاهند ديگر تركيب مي شوند و آلدهيد يا كتون مي دهند.با وجود اين يكي از معمولترين روش هاي سنتزي اكسايش الكل هاي نوع اول و دوم با كروميك اسيد H2CrO4 يا پتاسيم پرمنگنات است.
در اين گزارش كار نحوه مصرف كروميك اسيد در تبديل الكلها به آلدهيد ها و كتون ها مورد بحث قرار مي گيرد.
كروميك اسيد براي مدت طولاني پايدار نيست و بنابراين آن را در هنگام لزوم از تركيب سديم يا پتاسيم دي كرومات با اسيد اضافي مانند سولفوريك يا اسد استيك يا با انحلال كروميك انيدريد در آب تهيه مي كنند.
در روش اخير سولفوريك اسيد يا استيك اسيد نيز اضافه مي شود زيرا كه سرعت اكسايش الكل ها با كروميك اسيد در محلول اسيدي بسيار زيادتر است.در تهيه يا اكسايش اجسامي كه در محيط اسيدي قوي تجزيه مي شوند كروميك انيدريدرا در پيريدين حل مي كنند يا پتاسيم پرمنگنات بازي را به عنوان معرف اكسيد كننده به كار مي برند.
الكلها در مجاورت كروميك اسيد به استر تبديل مي شوند.اين عمل كاملا به واكنش الكل ها وكربوكسيليك اسيدها شباهت دارد.
وجود چند واكنش جانبي مهم اكسايش الكل نوع اول به آلدهيد را پيچيده مي كند.
به احتمال زياد مهمترين واكنش جانبي اكسايش سريع آلدهيد با كروميك اسيد و تبديل آن به كربوكسيليك اسيد است.براي تقليل اين اكسايش اضافي نامطلوب كروميك اسيد را به الكل نوع اول اضافه مي كنند تا عامل اكسنده اضافي در مخلوط واكنش موجود نباشد وهم چنين آلدهيدرا در هنگام تشكيل از مخلوط واكنش تقطير مي كنند.بنابراين چنان چه در اكسايش با كرو ميك اسيد لازم باشد كه آلدهيد با بازده زيادي تهيه مي شودبايد آلدهيد موردنظر خيلي فرارباشد يعني در كمتر از حدود 150بجوشد.
كتون ها در محيط اسيدي ملايم در برابر اين اكسنده بسيار پايدارتر از آلدهيدها هستند از اين رو در تبديل الكل هاي نوع دوم به كتون ها ميزان واكنش هاي جانبي كه در اكسايش الكل هاي نوع اول گفته شد چندان قابل ملاحظه نيستند.ولي در شرايط بازي يا اسيدي قوي كتون هايي كه به فرم انولي در مي آيند اكسيد مي شوند و به دو قسمت كربونيل دار تجزيه مي شوند.براي مثال مي توان سيكلو هگزانول را با كروميك اسيد اكسيدكرد وبازده زيادي از سيكلوهگزانون به دست آورد ولي اين جسم در اثر تركيب با پتاسيم پرمنگنات در محيط بازي ضعيف به آديپيك اسيد تبديل مي شود.بدون شك در اين واكنش ابتدا كتون به يون انولات تبديل مي شود تبديل مي شودو بعداين يون با پرمنگنات اكسيد مي شود.
سيكلوهگزانون يك كتون متقارن است و فقط يك يون انولات مي دهد.چنان چه كتون متقارن نباشد دو يون انولات متفاوت تولي مي شود وهر يك از آنها با پرمنگنات به محصول جداگانه اي اكسيد مي شود.در اكسايش كتون هاي نامتقارن مخلوط پيچيده اي از چند محصول تشكيل مي شود وچنين مشكلي مصرف سنتزي اين واكنش ها را كم مي كند.
استرها:
يك استر از واكنش يك اسيد آلي با يك الكل توليد مي شود.استرها داراي گروه عامل-COO-بوده كه از يك پيوند دوگانه كربن-اكسيژن(-C=O)ويك پيوند ساده كربن-اكسيژن(C-O-)تشكيل شده اند.اغلب استرها فرار هستندوداراي بوي مطبوعي مي باشند.رايحه طبيعي بسياري از گلها وطعم بسياري ازميوه ها به حضور يك يا چند استر بستگي دارد.بعضي از استرهاي طبيعي مهم در چربي وروغن ها(روغم برزك-روغن دانه پنبه-روغن زيتون)در سنتزمارگارين(كره نباتي)كره بادام زميني وعصاره ي سبزيجات به كار مي روند.


شناسايی گروههای عاملی
در شناسايی يک جسم مجهول پس از تجزيه و تعيين خواص فيزيکی آن با توجه به نتايج حاصله بايد آزمايشات شناسايی گروههای عاملی را روی نمونه انجام داد. مثلا اگر در تجزيه عنصری نمونه وجود O اثبات شده، حال اين مسئله پيش می آيد که اکسيژن ممکن است به صورت گروه –C=O يا –OH يا C–O–C و يا غيره باشد. بنابر اين يک سری آزمايشات برای تشخيص گروه عاملی نمونه لازم است. نکته ای که معمولا بايد به آن توجه کرد اين است که چنانچه در انجام آزماشات برای حل کردن نمونه از يک حلال استفاده نموديد برای اطمينان خاطر برای اينکه حتما بدانيد که حلال با معرف وارد واکنش نشده يک شاهد تهيه کنيد. بدين ترتيب که در يک لوله مقداری حلال ريخته و به همان اندازه معرفی اضافه کنيد که به محلول شامل حلال و نمونه مورد نظر اضافه نموده ايد و دو لوله را با يکديگر مقايسه کنيد.
بخش عملي:
شناسايی آلکنها:
الف) آزمايش برم در استيک اسيد: در يک لوله آزمايش 1 ميلی ليتر سيکلوهگزن ريخته و به آن محلول Br2/CH3COOH قطره قطره اضافه کنيد، با از بين رفتن رنگ برم ميتوان نتيجه گرفت که برم در واکنش شيميايی شرکت کرده و مصرف ميشود
ب) پرمنگنات پتاسيم: يک قطره سيکلوهگزن را در 2 ميلی ليتر آب حل کرده و به آن 3 قطره محلول KMnO4 اضافه نمائيد و محلول را خوب به هم زده و نتيجه مشاهده شده را يادداشت کنيد.
شناسايی الکلها:
الف) حلاليت: 6 لوله آزمايش برداشته و در هر کدام 1 ميلی ليتر آب ريخته و هر يک از الکلهای زير ر ا به يکی از لوله ها اضافه کنيد و هم بزنيد. 1) متانول 2) اتانول 3) پروپانول 4) نرمال بوتانول 5) بوتان 2-اُل 6) 2-متيل پروپان 2 - اُل
سپس اين آزمايش را برای حلال هگزان تکرار کنيد و نتايج هر کدام را بنويسيد.
ب) انيدريدکروميک: 3-1 ميلی ليتر از هر يک از الکلهای فوق را در لوله آزمايش ريخته به آن يک الی دو قطره معرف انيدريد کروميک اضافه کنيد. تشکيل رسوب سبز مايل به آبی دليل بر مثبت بودن آزمايش است. اين آزمايش برای الکلهای نوع اول و دوم جواب مثبت ميدهد.
ج) يدوفرم: در يک لوله آزمايش 5/0 ميلی ليتر اتانول ريخته بدان 1mL سود 10% افزوده و آنقدر به محلول اخير محلول يد در يديد پتاسيم (I2/KI) اضافه کنيد تا رنگ قهوه ای محلول اخير باقی بماند. بعد رنگ يد اضافی را با يک قطره سود 10% همراه با تکان دادن از بين ببريد. حال لوله را از آب پر کرده و آنرا برای 15 دقيقه به حال خود بگذاريد. تشکيل رسوب زرد ليموئی (رسوب يدوفرم) دليل بر مثبت بودن آزمايش است.
اين آزمايش را برای متانول – نرمال بوتانول – استن – بنزآلدئيد – استوفنون – ترشری بوتيل الکل انجام دهيد.
د) استری شدن الکلها توسط اسيدهای آلی: يک قطره از استيک اسيد غليظ را وارد 1mL اتانول نموده و قطره ای اسيد سولفوريک غليظ بدان اضافه کنيد حال محلول را در حمام آب گرم حرارت داده تا بجوش آيد، پس از مدتی بوی مخصوصی به مشام ميرسد. نوع بوی حس شده را با بوی اسيد مقايسه کنيد.
آزمايش لوکاس: بر روی نيم ميلی ليتر از ترشری بوتيل الکل 3 ميلی ليتر اسيد کلريدريک غليظ بريزيد. محلول ابتدا بيرنگ است ولی کم کم کدر شده و رسوب ميدهد. مشخصات رسوب را نوشته و اين آزمايش را برای اتانول و بوتان 2-اُل هم انجام دهيد
شناسايی آلدئيدها و کتونها
الف) 2، 4 دی نيترو فنيل هيدرازين: 1 ميلی ليتر استن در لوله آزمايش ريخته و بدان چند قطره معرف 2، 4 دی نيتروفنيل هيدرازين اضافه کنيد و مشاهده خود را يادداشت کنيد. اين آزمايش را روی بنزآلدئيد و استوفنون نيز انجام دهيد. اين آزمايش به آلدئيدها و کتونها جواب ميدهد.
ب) سديم بی سولفيت: يک ميلی ليتر از معرف غليظ را در يک لوله آزمايش ريخته به آن 3/0 ميلی ليتر از جسم مورد نظر اضافه کنيد و شديدا تکان دهيد، تشکيل رسوب سفيد دليل بر مثبت بودن آزمايش است. اکثر گروههای کربونيل فعال به اين آزمايش جواب مثبت ميدهند، چون اين واکنش نوکلئوفيلی است هرچقدر گروه کربنيل مثبت تر باشد امکان جواب مثبت بيشتر است، در نتيجه اين آزمايش بيشتر مخصوص آلدئيدها ميباشد. اين آزمايش را برای استون و بنزآلدئيد انجام دهيد.
ج) تالنز: 1 ميلی ليتر بنزآلدئيد در لوله آزمايش ريخته و به آن 1 ميلی ليتر از معرف تازه تهيه شده اضافه کنيد. در صورت لزوم کمی حرارت دهيد (توسط حمام آب گرم ملايم) تشکيل آئينه نقره ای مثبت بودن آزمايش را نشان ميدهد.
د) معرف کروميک اسيد: 1 قطره از جسم مايع يا يک صدم گرم از جسم جامد را در 1 ميلی ليتر استون حل کنيد و چند قطره معرف به آن اضافه نمائيد.
معرف اسيد کروميک
25 گرم انيدريد کروميک CrO3 را در 25 سی سی اسيد سولفوريک غليظ حل کنيد و به هم بزنيد تا خمير يکنواختی به دست آيد، بعد محلول حاصل را بوسيله 75 سی سی آب مقطر با احتياط رقيق نمائيد. رنگ معرف نارنجی روشن است.

[MIN@MAN]

ایزوتوپ ها و کاربرد آنها
برای بررسی ایزوتوپها از طیف نگار جرمی استفاده می شود.دستگاههایی از این نوع ابتدا توسط فرانسیس استون (۱۹۱۹) و آرتور دمپستر (۱۹۱۸) با پیروی از اصول روشهایی که جی جی تامسون در ۱۹۱۲ ارایه کرده بود ساخته شد. اگر عنصری شامل چند نوع اتم با جرمهای متفاوت (ایزوتوپها ) باشد، این تفاوت در مقادیر یونهای مثبت حاصل از این اتمها پدیدار می گردد.طیف نگار جرمی یونها را بر حسب مقادیر نسبت بار به جرم ، از یکدیگر جدا می کند، و سبب می شود که یونهای مثبت متفاوت در محلهای مختلف روی یک صفحه عکاسی اثر کند.
وقتی دستگاه کار می کند، اتمهای بخار ماده مورد مطالعه در معرض بمباران الکترونی قرار گرفته و به یونهای مثبت تبدیل می شوند.این یونها بر اثر عبور از یک میدان الکتریکی ، به قدرت چندین هزار ولت ، شتاب پیدا می کنند. اگر ولتاژ این میدان ثابت نگه داشته شود، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، با سرعت مساوی وارد یک میدان مغناطیسی می شوند. این سرعت، مقدار بار به جرم و شدت میدا مغناطیسی، شعاع مسیر یون را در میدان مغناطیسی تعیین می کند.
اگر شدت میدان مغناطیسی و ولتاژ شتاب دهنده ثابت نگه داشته شوند، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، در یک محل بر روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. این محل را می توان با تغییر پتانسیلی که موجب شتاب یونها می شود، تغییر داد. ولی یونهایی که مقدار بار به جرم متفاوت دارند در محلهای مختلف روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. هر گاه یک وسیله الکتریکی که شدت اشعه یونی را اندازه می گیرد، جای گزین صفحه عکاسی شود، دستگاه را طیف سنج جرمی می نامیم. با استفاده از طیف سنج جرمی می توان هم جرم اتمی دقیق ایزوتوپها و هم ترکیب ایزوتوپی عناصر (انواع ایزوتوپهای موجود و مقدار نسبی هر یک) را تعیین کرد.
ایزوتوپها، اتمهایی با عدد اتمی مساوی و عدد جرمی متفاوتند. این اتمها دارای خواص شیمیایی بسیار مشابه هم (در اغلب موارد غیر قابل تشخیص) هستند. مثلا در طبیعت دو نوع اتم کلر وجود داردکه هر دو ۱۷ پروتون و ۱۷ الکترون دارند ولی یکی دارای ۱۸ نوترون و دیگری دارای ۲۰ نوترون است. بنابراین، اختلاف ایزوتوپها در تعداد نوترونهای هسته ها آنهاست. بعضی از عناصر فقط به یک شکل ایزوتوپی در طبیعت وجود دارند(مثل سدیم، بریلیم و فلویور). ولی اغلب عناصر بیش از یک ایزوتوپ دارند.مثلا قلع دارای ده ایزوتوپ است. اصطلاح نوکلید، به طور کلی، برای گونه های اتمی به کار می رود.
بسیاری از ایزوتوپها از ایزوتوپها رادیواکتیو هستن ، یعنی ذراتی با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهای خود را ساطع می کنند . از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد.
● جریان خون
مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیو اکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود . سپس مسیر آن توسط آشکارسازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود . این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود ، که صفحه آن هر گونه اختلالی ، مانند انعقاد خون در رگها ، را نشان می دهد . با استفاده از روشی مشابه ، می توان از ایزوتوپها برای مطالعه جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز استفاده کرد.
● فرسودگی ماشین آلات
آهنگ فرسودگی ماشین آلات صنعتی را نیز می توان با استفاده از ایزوتوپها اندازه گرفت . مقادیر اندکی از ایزوتوپهای رادیواکتیو به بخشهای فلزی ماشین آلات ، مانند یاتاقانها و رینگ وپیستونها اضافه می شود . سپس سرعت فرسودگی با اندازه گرفتن رادیواکتیویته روغنی که برای روغنکاری این بخشها به کار رفته است محاسبه می شود.

[MIN@MAN]

عطر ها
به طور کلی در تعریف عطر میتوان گفت که عطر مجموعه ای از مواد خوشبو کننده بعلاوه یک حلال مناسب است اجزای اصلی یک عطر را :
۱) حلال یا حامل
از حلالهای جدید و پرکار امروزی برای نگهداری مواد معطر مخلوط اتیل الکل بسیار خالص به همراه مقدار کم یا زیاد آب است . میزان آب بر طبق انحلال پذیری روغنهای مورد استفاده تعیین میشود . حلال مذکور بدلیل فراریت بالایی که دارد پخش بویی را که حمل میکند آسان میسازد و ضمن آنکه تاثیر سویی هم بر پوست و همچنین واکنش خاصی با مواد حل شونده ندارد . اما قبل از هر چیز باید بوی الکل از بین برود که برای اینکار از مواد برطرف کننده بو یا پیش تثبیت کننده استفاده میشود از موادی که چنین کاری را انجام میدهند میتوان به صمغ بنزویین و یا دیگر تثبیت کننده های رزینی اشاره کرد که این مواد به الکل اضافه میشوند و بعد از مدت یک یا دو هفته الکل تقریبا بی بو بدست می آید ، بوی خام طبیعی آن با رزین خنثی میشود .
تثبیت کننده ها : به طور کلی در یک محلول حاوی مواد معطر و فرار ، جزیی که فراریت
بالاتری دارد اول تبخیر میشود ، و از آنجایی که مجموعه مواد مختلف ایجاد بوی معطر میکنند باید بر این اشکال غلبه کرد برای همین از یک تثبیت کننده استفاده میکنند ، ماده ایکه فراریت پایین تر از روغنهای عطری دارند و سرعت تبخیر اجزای تشکیل دهنده و معطر را کند و یکسان میکنند .
● از انواع تثبیت کننده ها میتوان به
۱) ترشحات حیوانی نظیر مشک و عنبر و …
۲) محصولات رزینی که بر اثر آسیب دیدگی و یا بطور طبیعی از گیاهان خاصی ترشح میشوند مانند:بنزویین و صمغ یا ترپنها
۳) روغنهای اسانسی که هم بوی خوش و هم نقطه جوش بالاتر از حد متعارف {۲۸۵-۲۹۰درجه سلسیوس}دارند مانند مرموک و صندل و ….
۴) مواد تثبیت کننده سنتزی : برخی از استرهای نسبتا بی بو با نقطه جوش بالا مانند گیسریل دی استات نقطه جوش ۲۵۹درجه سلسیوس و اتیل فتالات با نقطه جوش ۲۹۵ درجه بنزیل بنزوات با نقطه جوش ۳۲۳ درجه سلسیوس و همچنین مواد که بوی خاصی دارند و پس از اضافه شدن به مجموعه مواد معطر بوی خود را منتقل میکنند مانند : آمیل بنزوات ، استوفنون، استرهای الکلی سینامیک ، استر های اسیدی سینامیک و….
● به طور کلی مواد خوشبوی موجود در عطرها به موارد زیر تقسیم میشوند :
۱) روغن اسانسی
۲) مواد مستقل
۳) مواد شیمیایی سنتزی یا نیم سنتزی
روغنهای اسانسی :در حقیقت از نوع روغنهای خوشبوی فرار با منشاء گیاهی هستند . البته باید میان روغنهای بدست آمده از عطرگیری با روغنهای جاذب یا استخراج توسط حلال و روغنهای اسانسی بازیابی شده توسط تقطیر تفاوت قایل شد . در روغنهای حاصل از تقطیر ممکن است اجزای سازنده غیر فرار و اجزایی که بدلیل تقطیر از بین رفته اند را نداشته باشد ، به طور کلی میشود گفت در عمل تقطیر ما قسمتی از مواد مورد نیاز مان را از دست میدهیم بعنوان مثال : گل محمدی که فنیل الکل در بخش آبی محصول تقطیر از بین میرود و یا عصاره بهار نارنج که روغن تقطیر شده بخش بسیار کوچکی از متیل آنترانیلات است در حالی که روغن استخراج شده ممکن است حدود یک ششم این جزء سازنده را داشته باشد .
روغنهای اسانسی در اصل در آب نامحلول و در حلالهای آبی محلول هستند ، همانطور که در مورد گلاب و عصاره بهار نارنج دیده میشود مقدار کافی روغن ممکن است در آب حل شود و بوی تندی به محلول بدهند . این روغنهای به قدر کافی فرار هستند که در بیشتر مواد هنگام تقطیر تغییر نمیکنند و همچنین با بخار آب فرار هستند و رنگشان از بی رنگ تا زرد یا قهوه ای است یک روغن اسانسی معمولا مخلوطی از ترکیبات است .
● ترکیباتی را که در روغنهای اسانسی بوجود میآیند میتوان بصورت زیر دسته بندی کرد :
▪ استرها : عمدتا بنزوییک ؛استیک ؛ سالسیلیک ؛ و سینامیک اسیدها . الکلها : منتول و بورنیول و.. . آلدهیدها : بنزآلدهید ؛ سینامالدهید ؛ سیترال ، اسیدها : بنزوییک ؛ سینامیک ؛ ایزووالریک در حالت آزاد . فنولها: تیمول ؛ اوژنول ، کارواکرول . کتونها : کارون ؛ منتون؛ ایرون ؛کامفور و…لاکتونها: کومارین و.. ترپنها : کامفیین ؛ پینن ؛ لیمونن؛ سدرین ؛ فلاندرین وهیدروکربنها : سیمین ؛ استیرن ؛ فنیل اتیلن
در گیاهان زنده روغنهای اسانسی احتمالا در متابولیسم یا حفاظت در برابر دشمن دخالت دارند ، هر بخش از گیاهان یا تمام بخشها ممکن است حاوی روغن باشند ، روغنهای اسانسی در غنچه ها ؛ گلها ؛ برگها ؛ پوست ؛ ساقه ؛ میوه ؛ تخمها ؛ چوب ؛ریشه ها و ساقه های زیر زمینی و در برخی از درختان در ترشح صمغ روغنی یافت میشود . روغنهای فرار را میتوان از گیاهان با روشهای گوناگونی بدست آورد که عبارتند از : فشردن ؛ تقطیر ؛ استخراج با حلالهای فرار ؛ روغن های جاذب و خیساندن ، لازم به ذکر است که استخراج با حلالهای فرار یک روش جدید است که میتواند جایگزین روشهای دیگر شود اما از تقطیر گرانتر است ،بیشتر روغنها معمولا بوسیله تقطیر با بخار آب بدست می آیند . اما در برخی از روغنها دما اثر معکوسی دارد مثل روغن مرکبات که با فشردن پوست آنها روی اسفنج بدست میآیند، روغنی که به اسفنج منتقل میشود در مراحل بعدی با فشردن اسفنج جمع می گردد . در برخی ازگلها بوسیله تقطیر روغنی بدست نمی آید یا روغن آنها در اثر تقطیر تخریب میشود برای همین از روشهای دیگری استفاده میشود .
▪ تقطیر با بخار آب:
گلها و گیاهان دارای برگ باریک داخل دستگاه تقطیر ریخته میشوند ، برگها وریشه های آبدار و ساقه های کوچکتر باید به ذرات کوچکی تبدیل شوند ؛ مواد خشک پودر میشوند ؛ چوبها و ریشه های سفت به قطعات کوچکی خرد میشوند ؛ انگور در حالت طبیعی به دستگاه خورانده میشود چون گرمای تقطیر به سرعت فشار کافی برای شکافتن پوسته بیرونی آنها فراهم میکند ، تقطیر معمولا در فشار جو انجام میشود مگر اینکه اجزای روغن هیدرولیز شوند در آن صورت بهتر است که در خلا انجام شود ، در بیشتر موارد تقطیر به روش سنتی انجام میشود ، مانند گلاب گیری که البته کارایی این روشها پایین است و روغن با مواد دیگری همانند آکرولیین ؛ تری متیل آمین و مواد کرزوت آلوده میشود . روش هم بدین صورت است که از بشکه های روغن یا دیگهای مسی مجهز به لوله های چگالنده هستند.
که از میان حمام آبی میگذرند . مواد و آب به درون دستگاه تقطیر ریخته میشود و یک آتش مستقیم از موادی که از تقطیر پیش برجا مانده در زیر دستگاه روشن میشود .بدین ترتیب با عمل تقطیر روغن گیری انجام میشود.
۲) مواد تثبیت کننده
۳) عناصر خوشبو تشکیل میدهند .

[MIN@MAN]

محلول اشباع و فوق اشباع
محلولی که در آن ، جسم حل‌شده به صورت مولکول یا یون با جسم حل‌نشده در حال تعادل باشد، آن را "اشباع شده" می گویند. حال اگر محلولی بیش از مقدار اشباع حل‌شونده داشته باشد، آن را "فوق‌ اشباع" می‌نامند که محلولی‌است ناپایدار.
● محلول
محلولها ، مخلوطهایی همگن‌اند. محلولها را معمولا بر حسب حالت فیزیکی آنها طبقه‌بندی می‌کنند. محلولهای گازی ، محلولهای مایع و محلولهای جامد را می‌توان تهیه کرد. قانون فشارهای جزئی دالتون رفتار محلولهای گازی را که هوا متداولترین آنهاست، بیان می‌کند.
بعضی از آلیاژها محلولهای جامدند. سکه‌های نقره‌ای محلولهایی از مس و نقره‌اند و برنج محلولی جامد از روی در مس است.
هر آلیاژی محلولی جامد نیست، بعضی از آلیاژها مخلوطهایی ناهمگن‌اند و بعضی دیگر در زمره ترکیبهای بین‌فلزی به شمار می‌آیند. محلولهای مایع متداولترین محلولها هستند و احتمالا بیشترین کاربرد را توسط شیمیدانها در بررسی‌های شیمیایی دارند.
● ماهیت محلولها
معمولا جزئی از یک محلول را که از لحاظ کمیت بیش از اجزای دیگر است، حلال و سایر اجزا را حل شده (یا حل شونده) می‌گوییم. اطلاق این اصطلاحات اختیاری‌است و دقت چندانی ندارد. گاهی آسانتر آن است که جزئی از محلول را با آن که مقدارش کم است، حلال بنامیم و گاهی اصلا اطلاق نام حلال و حل شده به اجزای یک محلول (مثلا محلولهای گازی) چندان اهمیتی ندارد.
بعضی از مواد به هر نسبت در یکدیگر حل می‌شوند. امتزاج پذیری کامل از ویژگی‌های اجزای تمام محلولهای گازی و بعضی از اجزای محلولهای مایع و جامد است. ولی غالبا ، مقدار ماده‌ ای که در حلال معینی حل می‌شود، محدود است.
انحلال پذیری یک ماده در یک حلال مخصوص و در دمای معینی بیشترین مقداری از آن ماده است که در مقدار معینی از حلال حل می‌شود و یک سیستم پایدار بوجود می‌آورد.
● غلظت
برای یک محلول معین ، مقدار ماده حل‌شده در واحد حجم محلول را غلظت ماده حل‌شده می‌گوییم.
● محلولهای رقیق و غلیظ
محلولهایی که غلظت ماده حل‌شده آنها نسبتا کم است، محلولهای رقیق نامیده می‌شوند و آنهایی را که غلظت نسبتا زیاد دارند، محلولهای غلیظ می‌گوییم.
● محلول اشباع یا سیر شده
اگر به مقداری از یک حلال مایع ، مقدار زیادی از ماده حل‌شده (بیشتر از آنچه معمولا حل می‌شود) بیفزاییم، بین ماده حل‌شده و ماده حل‌شونده باقیمانده تعادل برقرار می‌شود:
ماده حل‌شده <----------> ماده حل‌شونده باقیمانده
ماده حل‌شونده باقیمانده ممکن است جامد ، مایع یا گاز باشد. در تعادل چنین سیستمی ، سرعت انحلال ماده حل‌شونده برابر با سرعت خارج شدن ماده حل‌شده از محلول است. بنابراین در حالت تعادل ، غلظت ماده حل‌شده مقداری ثابت است. چنین محلولی را محلول اشباع یا سیرشده می گوییم و غلظت آن ، برابر با انحلال پذیری ماده حل‌شونده مورد نظر است.
● تعادل پویا
وجود اینگونه تعادل های پویا (دینامیک)، از طریق آزمایش نشان داده شده‌است. اگر بلورهای کوچک از یک ماده حل شونده را به محلول سیر شده همان ماده اضافه نماییم، ملاحظه می‌کنیم که اندازه و شکل بلورها تغییر می‌کند. در صورتی که در تمام طول آزمایش، غلظت محلول سیرشده تغییری نمی‌کند و مقدار اضافی ماده حل‌شونده نیز افزایش یا کاهش نمی‌یابد.
● محلول فوق اشباع یا ابر سیرشده
غلظت ماده حل‌شده در یک محلول سیرنشده کمتر از غلظت آن در یک محلول سیرشده است. اما گاهی می‌توان از یک ماده حل‌شونده جامد ، محلولی ابر سیرشده تهیه کرد که در آن، غلظت ماده حل‌شده بیشتر از غلظت آن در محلول سیرشده است.
این محلول ابر سیرشده یا فوق اشباع ، حالتی نیم پایدار دارد و اگر مقدار بسیار کمی از ماده حل‌شونده خالص بدان افزوده شود، مقداری از ماده حل‌شده که بیش از مقدار لازم برای سیر شدن محلول در آن وجود دارد، رسوب می‌کند.

[MIN@MAN]

هیدروكربنهای هالوژن دار
هیدروكربنهای دارای كلرفلوئر برم و ید(هالوژنها) باهیدروكربنهای نفتی تفاوت دارند چراكه اكثر انها براحتی طی اكسیداسیون شیمیایی یا فعالیت باكتریایی تجزیه نمی گردند.مشابه فلزات الاینده های پایدار بوده واضافات دائمی در محیط زیست دریایی هستند.برخلاف فلزات بیشتر انها ساخته دست انسان بوده وبصودژرت طبیعی وجود ندارندو درضمن در رسوبات وبدن جانوران مجتمع میشوند.اكثریت بزرگی از انها حاوی كلر هستند وتحت عنوان هیدروكربنهای كلردارشناخته می شوند.
● تركیبات باوزن مولكولی كم
هیدروكربنهای هالوژن دار شامل محدوده وسیعی از تركیبات هستند.هیدروكربنهای با وزن مولكولی كم خصوصتا متان توسط جلبكهای دریایی واحتمالا بوسیله تعداد كمی از بیمهرگان ساخته شده و معمولا حاوی كار برم یا ندرتا ید می باشند.بنابراین شاید افزایش غلظت این تركیبات ناشی از منابع طبیعی و نه نتیجه فعالیتهای انسانی باشد.
حتی هیدرو كربنهای هالوژن دار فرار با وزن مولكولی كم درمقادیر بسیار زیاد ساخته شده و تقریبا تمامی این تولیدات به محیط زیست راه میابند.گروه دیگری از هیدروكربن های هالوژن دار با وزن مولكولی پایین فرئونها یا كلرو فلوركربنها هستند.این تركیبات شدیدا پایدار غیر قابل اشتعال یا سمی وبا تولید ارزان میباشند.انها اساسا به عنوان سردكننده در یخچالها و دستگاههای خنك كننده هوا به میان امدهاند اما بعدها در مقیاس وسیع بصورت محركهای آئروسل و در فومهای پلاستیكی بكار گرفته شدند.
برخی از هیدروكربن های هالوژنه با وزن مولكولی پایین بخصوص س ف س ها عامل تخریب لایه ازن در بالای اتمسفر هستند.تاسال ۱۹۸۶ تولید جهانی س ف س ها به بیش از یك میلیون تن در سال رسید امادر نشست بین المللی سال بعد براساس پروتكل مونترال قرار شد كه كاربرد س ف س ها تا سال ۱۹۹۶ به نصف تقلیل یافته و تا سال ۲۰۰۰ تمامی انها كنار گذاشته شود.در حقیقت تولید جهانی س ف س ها بین سالهای ۱۹۸۸ و ۱۹۹۲_ ۴۰ درصد كاهش یافته واتحادیه اروپا و ایالات متحده امریكا تولید واستفاده از انها را تا پایان سال ۱۹۹۵ متوقف نمودند.
هیدروكربن های هالوژنه با وزن مولكولی پایین به عنوان یك تهدید جدی در دریا بشمار نمی روند اما اكثر انها شامل تتراكلرید كربن كلروفورم تری كلرو اتان همانند س ف س ها در حال كنار گذاشتن میباشند.
هیدروكربن های مولكولی كلر دار با وزن مولكولی بیشتر موضوعی مورد توجه خاص میباشند چرا كه برخلاف تركیبات سبك به ا***یستمهای دریایی راه یافته ودر بافتهای حیوانی خصوصا در بافتهای چربی تجمع می یابند.این هیدروكربن های كلردار در برگیرنده چندین گروه از افت كشها و بی فنیلهای پلی كلرینه می باشند.
كاربردهایی كه منحصر به ایجاد آفت كشها و اكثر تركیبات پ س ب شدند توضیع گسترده انان در محیط زیست را به دنبال داشت.اما منبع اصلی پراكندگی الودگی آفت كشی استفاده كشاورزی انان است.انتقال هوایی مهمترین مسیر انها برای رسیدن به دریاست.
هیدروكربنهای كلردار با وزن مولكولی كم فرار هستند. تمام آفت كشهای كلردار آلی فرار اند وخصوصا در مناطق گرمسیر كه همچنان در مقادیر زیادی استفاده میشوند شرایط اب و هوایی برای آزاد سازی انها به اتمسفر مناسب است.و صریعا در حضور بخار اب به جو راه می یابند.
در برخی از اعمال كشاورزی پاشیدن هوایی آفت كشها مطلوب و مدنظر است.
● اسپری هوایی.
در مناطق پرورش میوه و سبزیجات كالیفرنیا جایی كه استفاده زیادی از آفت كش ها میشود تخمین زده شده كه ۵۰ درصد از افت كشهای ناشی از هواپیمای اسپری محصول هرگز به زمین نرسیده و با تشكیل آئروسل ها و مانند انها مسافت های زیادی را طی می كنند.
● كشت و زرع در مناطق خشك.
احتمال دارد كه مناطق بایر باكمك سیستم ابیاری تحت كشت قرار بگیرند اما خاك خشك با ذخیره فراوان از آفت كشها جذب شده توسط طوفانهای خاك انتقال می یابند.
انتقال هوایی موجب گسترش همه جانبه آفت كشهای كلردار آلی می گردد. د د ت یك تركیب ساخته دست بشر بوده و بطور طبیعی یافت نمی شود و تنها از سال ۱۹۴۰ مورد استفاده فرار گرفته است. با این حال طی ۲۰ سال د د ت وبقایای ان به كل بیوسفر نفوذ كرده اند. حتی در پنگوئن های امپراتور در قطب جنوب چند هزار كیلومتر دورتر از مكانهای استفاده از د د ت مقادیر قابل ردیابی از این تركیب یافت می شود.
هیدروكربن های كلردار كاملا غیر محلول در اب با یك غلظت اشباع كمتر از پ پ ب هستند اما در چربی ها حل شده و شدیدا بر روی ذرات و قطعات جذب می گردند بنابراین توزیع انها در دریا یك نواخت نیست.
لایه سطحی دریا یك فیلم باضخامت متفاوت از چند میكرومتر تا یك میلی متر است.مطالعه این منطقه بسیار مشكل است و هم چنان توجهی به ان نمی شود اما معلوم شده دارای اسید های چرب استتر كیبات الی كلر دار به دلیل حلالیت درچربیاحتمالا در این ناحیه تجمع می یابند.در حالی كه باید در مقدار كلی زیاد نباشند غنا وپر باری فیلم سطحی از تركیبات آلی كلردار اهمیت زیادی برای موجودات زنده سطح زی یا پرندگانی مانند مرغ طوفان كه چربی را از سطح دریا جدا می كنند خواهند داشت.از انجا كه سطح دریا جایگاه تبادل با اتمسفر است تركیبات آلی كلردار توسط قطرات آئروسل به هوا انتقال می یابند.
در جایی كه توده های آب با ویژگی های فیزیكی و شیمیایی متفاوت با هم برخورد می كنند یك جبهه شكل می گیرد جبهه های اقیانوسی و ساحل مواد شناور مانند نفت سطحی را جمع می كنند.جبه ها دارای تولید گسترده ای بوده و تعداد زیادی از ماهیان پرندگان و پستانداران دریایی را بسوی خود جلب می كنند كه در نتیجه رژیم غذایی پر بار از تركیبات آلی كلردار دریافت می كنند.یك مقدار قابل ملاحظه از تركیبات آلی كلردار برسی ذرات مطلق یا روی میروارگانیسم ها است.
این مسئله مشكلاتی رابرای آنالیز فراهم می كند چرا كه جدا از مشكل تشخیص هیدروكربن های هالوژن دار مختلف تصمیم گیری در مورد اینكه چه موادی در داخل موجودات و چه موادی به سطح خارجی انها جذب شده اند دشوار است.مورد اول روی موجودات اثری می گذارد در حالی كه مورد دوم نمی تواند اما از نظر بیولوژیك برای موجودات تغذیه كننده از ارگانیسم های آلوده در دسترس خواهد بود.
هیدروكربن های كلردار جذب شده بر روی قطعات و ذرات غیر آلی در نهایت به بستر دریا حل شده و به عنوان یك جایگاه برای این تركیبات عمل می كنند. با این حال قطعات معلق یا دوباره معلق شده اگر دارای اندازه یا دانسیته مناسب باشند توسط حیوانات ----- كننده هضم شده و هیدروكربن های كلردار طی این مسیر وارد زنجیره های غذایی می گردند.
هیدروكربن های هالوژن دار به ویژه د د ت و مشتقات ان در تمام موجودات زنده ودر همه محیطهای زیست وجود دارند و مقدار قابل ملاحظه ای از كل تركیبات هالوژن دار در دریا در بدن موجودات زنده دریایی است و به چرخش در داخل شبكه های غذایی ادامه خواهند داد.
● تاثیر سوء هیدروكربن های كلردار
كاربرد زیاد آفت كشها وبیش از حد د د ت عواقب بدی برای محیط زیست در پی دارد مثال هایی از وقوع چنین عواقب بدی:
۱) ماهیان مرده در مناطق اطراف خروجی یك كارخانه دانماركی تولید كننده آفت كش .
۲) درهای در كالیفرنیا كه یكی از غنی ترین مناطق كشاورزی در مورد سبزیجات سالادی است . رودخانه ای كه دره را شستشو می دهد به دلیل اینكه یك مانع شنی دهانه ان را مسدود می كند در تابستان جریان نمی یابد طی فصل بارانی رودخانه از سدی عبور كرده به داخل خلیج جاری می شود گر چه این خلیج به اقیانوس آرام راه دارد جریان چرخشی بی قاعده گستردهای داشته و هرگونه آلودگی برای مدت زمانی در ان باقی می ماند طی فصول بارانی رودخانه طقیان نموده و مناطق وسیعی از زمین های كشاورزی را می پوشاند .
در سال ۱۹۶۹ زمانی كه رودخانه سد شنی را در هم شكسته و مقدار زیادی از خاك را به داخل خلیج وارد كرده وبه همراه سیلاب بقایای آفت كش به داخل خلیج حمل گشت.این واقعه با مرگ و میر استثنایی تعداد زیادی پرنده دریایی درمان های بعد ادامه یافت كه همه انها دارای كبدهایی باغلظت هایی بسیار بالااز بقایای د د ت بودند.