آزمایشگاه علوم تجربی دهم و یازدهم

بررسی کتاب جدید علوم آزمایشگاه سال دهم

آزمایشگاه علوم تجربی دهم و یازدهم

بررسی کتاب جدید علوم آزمایشگاه سال دهم

تدریس خصوصی آنلاین شیمی
کنکوری-تقویتی
مدرس : رسول طاهری(مدیر وبلاگ)
کارشناسی ارشد شیمی
بیش از شانزده سال سابقه تدریس
09163914299

۰۱خرداد

جهت یابی، در زندگی روزمره ضروری به نظر می رسد. گاه در خیابان قدم می زنید و تصمیم می گیرید که مسیر خود را عوض کنید. در صورتی که جهت یابی را انجام ندهید، ممکن است دچار مشکل شوید. این مشکل بیش تر در محیط های نا آشنا اتفاق می افتد. اگر سفری به شهرها و کشورهای دیگر داشته باشید، جهت یابی به شما کمک می کند که کم تر دچار دردسر شوید. بشر از همان ابتدا، با روش های ساده جهت یابی را آغاز کرد و به تدریج با افزایش دانش و بینش، توانست راههای متعددی را به راه های جهت یابی اضافه کند. امروزه، جهت یابی در روز و شب به کمک روش های ساده مانند به کارگیری ساعت( و نجومی )مانند استفاده از ماه و خورشید( و پیشرفته ) GPS  صورت می گیرد. یکی از این روش ها، جهت یابی با کمک ساعت عقربه دار است.

در یک روز آفتابی، ساعت عقربه دار را در دست بگیرید. عقربه ساعت شمار آن را به سمت خورشید بگیرید، به طوری که سایه عقربه در زیر آن تشکیل شود. زاویه کوچک تر بین عقربه ساعت شمار و عدد 12 را در نظر بگیرید و نیمساز آن را رسم کنید. امتداد این نیمساز، جهت جنوب جغرافیایی را نشان می دهد.ادامه نیمساز، در جهت مخالف، سمت شمال را نشانمی دهد. غرب و شرق نیز مشخص می شود.

 

دریافت
 

در این فیلم جهت یابی با استفاده از ساعت عقربه دار نمایش داده شده است 

رسول طاهری
۱۹ارديبهشت

مقداری هوا داخل قوطی کاغذی چای قرار دارد که به دلیل شعله گرم شده و چگالی آن کاهش می یابد و به طرف بالا حرکت می کند و همراه با خود باقیمانده های کاغذ سوخته را بالا می برد. در جریان همرفتی در سیالات و در این آزمایش، عامل حرکت به طرف بالا گرم شدن و کاهش چگالی سیال می باشد.

 

در این فیلم با آتش زدن کیسه چای ، باقی مانده های کاغذ سوخته به طرف بالا حرکت می کند

دریافت 

رسول طاهری
۱۱ارديبهشت

مقداری هوا داخل قوطی کاغذی چای قرار دارد که به دلیل شعله گرم شده و چگالی آن کاهش می یابد و به طرف بالا حرکت می کند و همراه با خود باقیمانده های کاغذ سوخته را بالا می برد. در جریان همرفتی در سیالات و در این آزمایش، عامل حرکت به طرف بالا گرم شدن و کاهش چگالی سیال می باشد.

 

 

دریافت
 

 


دریافت
 

رسول طاهری
۰۹اسفند

جریان همرفتی 

جریان همرفتی شارش مایع یا گاز بر اثر تغییر چگالی است . در مایعات و گازها مولکول ها می توانند به آسانی جابجا شده و گرما را با خود منتقل کنند.

همرفت (Convection) به انتقال گرما و حرکت هماهنگ گروهی از مولکول های سیال از منطقه گرم به منطقه سرد می گویند. فرض کنید ما می خواهیم هوای یک منطقه را گرم کنیم، هنگامی که هوا گرم می شود مولکول ها گسترش می یابند و چگالی هوا کمتر از قبل می شود. این بخش از هوا که سبک است به بالا می رود و جایگزین هوای سرد می شود. به این جابه جایی هوا از ناحیه گرم به  سرد همرفت می گویند. 

وجود جریان های گرم و سرد دریایی و انواع بادها در اثر جریان همرفتی به وجود می آید.
دستگاه آب گرم کن (شوفاژ)، دودکش کارخانه ها، لامپ های گازی بر اساس همین پدیده عمل می کنند.

یکی از مثال های جالب جریان همرفتی " نسیم " دریاست . دریاها ظرفیت گرمایی بالایی دارند و به همین خاظر در طول روز که خورشید می تابد دیرتر گرم می شوند اما خشکی ها به خاطر ظرفیت گرمایی پایین زودتر گرم شده و هوای روی خشکی نیز گرم می شود . هوای گرم حجم بیشتر و چگالی کمتری دارد بنابراین جای هوای گرم روی ساحل توسط هوای خنک روی دریا گرفته شده و نسیمی خنک از دریا به خشکی می وزد . شب هنگام این پدیده برعکس می شود .

برای سوختن یک شعله باید اکسیژن مورد نیاز سوختن به صورت پیوسته تامین شود . اگر شعله درون محفظه ای قرار داده شود گازهای گرم حاصل از فرآیند سوختن به سمت بالا حرکت کرده و مانع از ورود اکسیژن مورد نیاز شعله شده و شعله خاموش می شود .

اما اگر از یک طرف تیغه هوای گرم و گازهای تولید شده خارج شده و از طرف دیگر هوای تازه به داخل لوله شیشه ای وارد شده و شمع به سوختن ادامه می دهد.با قرار داده عود برافروخته می توان به سادگی مسیر ورود و خروج هوا به داخل لوله را مشاهده نمود.

دریافت

در این فیلم آزمایشی جذاب برای مشاهده جریان همرفتی را خواهید دید

 
رسول طاهری
۰۴اسفند

نی غواص 

مشاهده وبررسی شناوری و اثرچگالی بر آن

درون نی مقداری آب و هوا وجود دارد. مجموعه نی، گیره های کاغذ و آب و هوای داخل آن یک جسم را تشکیل می دهد که چگالی مشخصی دارد در حالت عادی چگالی این جسمی کمی از آب کمتر است و به این دلیل است که جسم در آب شناور است.

زمانی که بطری را فشار می دهیم طبق اصل پاسکال این فشار اضافه به کل مایع و اجسام داخل آن و دیواره ظرف منتقل می شود که باعث می شود هوای داخل نی متراکم شده و میزان آب جسم بیشتر شود و این عامل سبب می شود که چگالی جسم از چگالی آب بیشتر شده و جسم در آب فرو رود.با برداشتن فشار دوباره جسم بهحالت اول خود برگشته و به سطح آب می آید.

برای درک بهتر آزمایش ، باید اصول فیزیکی زیر را بدانیم :

الف) اصل پاسکال : اگر فشار بر یک مایع محصور تغییر کند این تغییر فشار به تمامی قسمت های مایع و دیواره ظرف وارد می شود.

ب)اصل ارشمیدس: وقتی تمام یا قسمتی از یک جسم در شاره ای فرو رود، شاره نیرویی بالاسو بر آن وارد می

کند که با وزن شاره جابجا شده توسط جسم برابراست.به عنوان نتیجه این اصل می توان گفت اگر چگالی جسم

از چگالی شاره کمتر باشد جسم روی شاره شناور می شود و اگر برابر باشد، جسم غوطه ور می شود و اگرچگالی جسم از چگالی شاره بیشتر باشد جسم ته نشین می شود.در مورد نی غواص بسته به فشاری که به دیواره بطری وارد می شود هر سه حالت می تواند پیش بیاید.

دریافت


 

رسول طاهری
۲۲دی

معرف بیوره برای شناسایی پروتئین ها(غذاهای پشتیبان رشد بدن )

¢عنوان آزمایش : غذاهای پشتیبان رشد بدن
 
¢هدف از اجرای آزمایش: بررسی و اثبات وجود پروتئین در مواد  
 
غذایی

 

نتیجه آزمایش: شیر و سفیده تخم مرغ مورد استفاده در این آزمایش 

پروتئین دارند ولی آب میوه فاقد پروتئین است.

 

¢نکته:
¢ الف)بهتر است حجم شیر و سفیده تخم مرغ در لوله های
 
آزمایش برابر باشد.
 
¢ب) هنگام افزودن معرف بیوره نباید لوله های آزمایش را تکان داد.

 

¢ج) می توان در این آزمایش از مواد غذایی دیگر مانند آب گوشت
پخته، پنیر ، ماست ، کره ، برنج و حبوبات پخته نیز استفاده کرد
 
معرف بیوره : بیوره معرف پروتئین ها میباشد این معرف شامل
 
 
 سولفات مس و هیدروکسید سدیم میباشد که در واقع ماده اصلی آن 
 
 
سولفات مس میباشد. رنگ این معرف حدودا آبیرنگ است.
 
 
¢+ +Cu2 با پیوندهای پپتیدی پروتئین ها = کمپلکس بنفش رنگ
 
 
¢از آنجایی که پروتئین ها هم گروه آمین و هم گروه کربوکسیل
 
شان اکثرا درگیر پیوند است، نمی توان از آزمایش های آمینو
 
اسیدی برای تشخیص آنها استفاده کرد.بنابراین از معرف بیوره
 
برای شناسایی آنها استفاده می شودو درصورتی که رنگ مایل
 
 به بنفش ایجاد شود نشان از وجود پروتئین و مثبت بودن
 
 آزمایش است.
 
¢اساس کار : اساس روش بیوره این است که یون مس دو
 
 ظرفیتی (cu2) در محیط قلیایی با عامل آمین پیوند های 
 
پپتیدی، کمپلکس آبی رنگی ایجاد میکند که در طول موج
 
nm540جذب دارد. به دلیل اینکه مولکول بیوره نیز همین
 
کمپلکس آبی را باcu2 تشکیل می دهد، این آزمایش بیوره نام
 
دارد.

 

¢ نتیجه آزمایش :درست شدن حلقه ی بنفش رنگ بین دو فاز
 
بیانگرو نشان دهنده ی وجود یون مس در بیوندهای ببتیدی
 
است و وجود حداقل دو پیوند ببتیدی را در محلول مد نظر
 
ازمایش را به اثبات رساند و هر چه تعداد پیوند ها پپتیدی
 
بیشتر باشد ، شدت و غلظت رنگ بنفش بیشتر خواهد بود.
¢طرز تهیه بیوره: به یک لیتر محلول سود
 
 10درصد 25 میلی لیتر محلول سولفات 
 
مس 3درصد بیفزائید.

(3 گرم سولفات مس را به100 میلی لیتر

 

آب اضافه کنید محلول 3درصد ساخته

 

خواهد شد)

این محلول در صورت ماندن خراب

 

 می شود پس باید تازه تهیه شود.

محلول را در ظرف پلاستیکی و در جای تاریک نگهداری

نمایید .برای اینکه محلول را برای مدت زیادی نگهداری

کنید , می توانید 1.0g پتاسیم یداید ( Potassium Iodide ) به آن اضافه کنید , تا مانع احیای مس

شوید

در این فیلم تاثیر معرف بیوره را بر چند ماده غذایی مشاهده می کید

دریافت
 

چند پرسش :
 محلول بیوره، شناساگر پروتئین هاست. کدام یک از مواد مورد آزمایش پروتئین دارد؟ 
شیر و سفیده تخم مرغ
کدام یک از مواد مورد استفاده در آزمایش، پروتئین بیشتری دارد؟
سفیده تخم مرغ
 
 
رسول طاهری
۰۱دی

چاه آرتزین

´چاه آرتزین (به انگلیسیArtesian) گونه‌ای چاه (ساخته انسان) است که یک جریان آب دائمی را تامین می‌کند. در چاه آرتزین، آب با فشار مربوط به موازنه آب‌های ساکن (فشار هیدروستاتیک) مجبور به بالا آمدن از دهانه چاه می‌شود بدون اینکه نیاز به وارد آوردن نیرویی دیگر باشد. این فشار به علت مخرج چاه است که در عمقی زیر سطح منبع آب قرار دارد
´عمق چاه‌های آرتزین متفاوت است. گروهی از این چاه‌ها تنها چند متر عمق دارند اما ژرفای پاره‌ای از آنها به صدها متر می‌رسد. چاههای آرتزین به ویژه برای آبیاری مناطق نیمه خشک مانند دشت‌های بزرگ ایالات متحده آمریکا و قسمت‌هایی از استرالیا با ارزش هستند.
´هرگاه ارتفاع آب در داخل چاه بالاتر از سطح لایه آبدار اطراف آن باشد یا تحت فشار از چاه بیرون بریزد چاه آرتزین گویند.

 

´ریشه‌شناسی نام آرتزین برگرفته از کلمه آرتویز (به انگلیسیArtois) است که نام استانی قدیمی در فرانسه است . قدیمی‌ترین چاههای آرتزین حفر شده در این ناحیه مشاهده شده‌اند.
آب باران به داخل زمین نفوذ می کند و می رود تا می رسد به شن یا سنگ های سوراخ سوراخی که در میان دو لایه از سنگ های محکم و نفوذناپذیر قرار گرفته اند. آنگاه در اطراف چنین آبی فشار جمع می شود، و سپس هنگامی که سوراخی به مخزن آب بزنند، آب با فشار بیرون می جهد. البته چاه آرتزین را می بایست در جایی زد که پایین تر از سطح نفوذ آب به داخل زمین باشد.
هرگاه ارتفاع آب در داخل چاه بالاتر از سطح لایه آبدار اطراف آن باشد یا تحت فشار از چاه بیرون بریزد،چاه را چاه آرتزین گویند
چاه آرتزین، چاهی است که آب به صورت جهنده از آن خارج می شود بدون آن که، نیاز به پمپ داشته باشد. با ساخت ماکتی مشابه مناطق تحت فشار، می توان جهش آب از چاه آرتزین را مشاهده کرد.
وقتى بخواهیم مقدار قابل توجهى آب از زیر زمین برداشت کنیم، به دنبال یک آبخوان مى گردیم. آبخوان یا سفره آب زیرزمینی، لایه یا لایه هایى از
رسوبات با سنگ هاى نفوذپذیر اشباع از آب در زیر زمین است که آب بتواند به آسانى در آن حرکت کند. رسوبات سخت نشده ی ماسه، شن، ریگ
و غیره معمولاً از نظر تشکیل آبخوان بسیار مناسب اند. برخى از سنگ ها، مثل سنگ آهک، ماسه سنگ و حتى سنگ هاى آذرین و دگرگون شده
نیز، در صورت داشتن منافذ انحلالى، شکستگى، یا هوازدگى مى توانند آبخوان تشکیل دهند.
رس ها، گرچه تخلخل زیادى دارند، به علت نفوذپذیرى خیلى کم، قادر به تشکیل آبخوان مناسبی نیستند.
آبخوان تحت فشار و چاه آرتزین
آبخوان را معمولاً به دو نوع آزاد و تحت فشار تقسیم مى کنند. در آبخوان آزاد، سطح ایستابى،
سطح فوقانى منطقه اشباع را تشکیل مى دهد.
وقتى چاهى در یک لایه ی آب دار آزاد حفر شود، تراز آب در چاه نمایانگر سطح ایستابى در
آن نقطه است. فشار در سطح فوقانى لایه آب دار آزاد(در سطح ایستابى) برابر فشار اتمسفر
است.
در آبخوان تحت فشار، لایه نفوذپذیر بین لایه هاى نسبتاً نفوذناپذیرى محصور شده است. بنابراین،
سطح فوقانى منطقه اشباع ، تحت فشارى بیش
از فشار اتمسفر است. آب باران و غیره از جایى که لایه نفوذپذیر در سطح زمین بیرون زدگى دارد،
وارد آن مى شود، که به آن منطقه تغذیه یاآبگیرى مى گویند. وقتى چاهى تا یک سفره تحت فشار
حفر شود آب در آن بالا مى آید. ارتفاعى که آب تا آنجا بالا مى آید، با سطح پیزومتریک
مشخص مى شود. در برخى نقاط، سطح پیزومتریک بالاتر از سطح زمین است و در نتیجه، آب خود
به خود از دهانه چاه بیرون مى ریزد.چنین چاهى را معمولاً آرتزین مى خوانند.
در آبخوان تحت فشار، لایه نفوذپذیر بین لایه هاى نسبتاً نفوذناپذیرى محصور شده است. بنابراین،
سطح فوقانى منطقه اشباع ، تحت فشارى بیش
از فشار اتمسفر است. آب باران و غیره از جایى که لایه نفوذپذیر در سطح زمین بیرون زدگى دارد،
وارد آن مى شود، که به آن منطقه تغذیه یاآبگیرى مى گویند. وقتى چاهى تا یک سفره تحت فشار
حفر شود آب در آن بالا مى آید. ارتفاعى که آب تا آنجا بالا مى آید، با سطح پیزومتریکمشخص
مى شود. در برخى نقاط، سطح پیزومتریک بالاتر از سطح زمین است و در نتیجه، آب خود به خوداز دهانه چاه بیرون مى ریزد. چنین چاهى را معمولاً آرتزین مى خوانند.

-1 نحوۀ خروج آب را از دهانه شیلنگ در دو مرحله با هم مقایسه کنید.

فشار حاصل از آب سرنگ در دهانه ورودی، سبب فوران آب از دهانه خروجی می شود. در حالی که در مرحله اول، آب به صورت جهشی خارج نمی شد.

2 ساز وکار چاه آرتزین را با این الگو مقایسه کنید.

2 چاه آرتزین، نیازی به پمپ ندارد و به علت بالاتر بودن سطح ایستابی)پیزومتریک( منبع تغذیه نسبت به دهانه چاه،و تحت فشار بودن، آب با فوران خارج می شود.

 

رسول طاهری
۲۳آذر

پرده ای از آب

سعی کنید یک گیره کاغذ را با انگشتان دست روی سطح آب شناورکنید. آیا موفق می شوید؟

گیره کاغذ را به شکل دستگیره درآورید و گیره دیگری را به کمک آن روی سطح آب شناور کنید بعد از اینکه گیره روی آب شناور شد ، کمی پودر یا مایع شست وشو به آب اضافه کنید. چه اتفاقی می افتد؟ چه نتیجه ای می گیرید؟

آب جوش را داخل یک لیوان بریزید؛ پس از چند لحظه گیره کاغذ را با همان روش روی سطح آب شناور کنید.

شناور کردن گیره روی آب سرد راحت تر است یا آب داغ؟ چه نتیجه ای می گیرید؟ 

کشش سطحی (به انگلیسیSurface tension) ویژگی‌ای در مایع‌ها است که باعث می‌شود لایه بیرونی آن‌ها به صورت ورقه‌ای کشسان عمل کند.

´مواد فعال سطحی موادی هستند که به خاطر ساختمان مولکولی خود بیشتر در سطح مایع جمع میشوند. به عنوان مثال مواد شوینده جز مواد فعال سطحی هستند زیرا این مواد دارای مولکولهایی هستند که یک سر آن جذب مولکول آب میشود وسر دیگر آن از مولکول آب دفع میشود پس این مواد در سطح آب جمع میشوند طوریکه سمت آب دوست به طرف آب وسمت آب گریز مولکول به طرف بیرون سطح قرار میگیرد.مواد فعال سطحی چون کشش سطحی را کم میکنند باعث افزایش کف در مایع میشوند.
´افزایش دما تاثیر زیادی روی جاذبه ندارد اما انرژی جنبشی را به شدت افزایش میدهد.بنابراین در یک مایع با افزایش دما مولکولهای که روی سطح قرار دارند با نیروی جاذبه کمتری به داخل مایع کشیده میشوند بنابراین کشش سطحی مایع کاهش می یابد.
رسول طاهری
۱۹آذر
´مواد فعال سطحی موادی هستند که به خاطر ساختمان مولکولی خود بیشتر در سطح مایع جمع میشوند. به عنوان مثال مواد شوینده جز مواد فعال سطحی هستند زیرا این مواد دارای مولکولهایی هستند که یک سر آن جذب مولکول آب میشود وسر دیگر آن از مولکول آب دفع میشود پس این مواد در سطح آب جمع میشوند طوریکه سمت آب دوست به طرف آب وسمت آب گریز مولکول به طرف بیرون سطح قرار میگیرد.مواد فعال سطحی چون کشش سطحی را کم میکنند باعث افزایش کف در مایع میشوند.
افزایش دما تاثیر زیادی روی جاذبه ندارد اما انرژی جنبشی را به شدت افزایش میدهد.بنابراین در یک مایع با افزایش دما مولکولهای که روی سطح قرار دارند با نیروی جاذبه کمتری به داخل مایع کشیده میشوند بنابراین کشش سطحی مایع کاهش می یابد.
 
رسول طاهری
۱۸آذر

کربن دی اکسید در هوای بازدمی

برم تیمول آبی ، برای تشخیص حضور دی‌اکسید کربن بکار می‌رود.

رنگ این معرف در حضور مقادیر مختلف کربن  دی‌اکسیداز آبی به سبز و سرانجام به زرد تبدیل می‌شود.
واکنش در دو مرحله اتفاق می‌افتد. ابتدا  کربن  دی‌اکسید  با آب واکنش می‌کند و  کربنیک  اسید تولید می‌شود. سپس این اسید با برم تیمول آبی ، ترکیب شده و سبب تغییر رنگ آن از آبی به زرد می‌شود.

 

CO2 + H2O → H2CO3

 

 

Ca(OH)2(s) + H2CO3  CaCO3(s) + H2O) 

دریافت
 

برموتیمول آبی در محیط اسیدی زرد و در محیط بازی آبی است. برم تیمول بلو یک معرف شیمیائی است که برای تشخیص اسیدها و بازهای ضعیف مورد استفاده قرار می گیرد. برم تیمول بلو در محلول های خنثی به رنگ  سبز است و در محلول های اسیدی زرد رنگ و در محلول های بازی آبی رنگ می شود. وقتی به آن دی اکسیدکربن اضافه شود زرد رنگ میشود. البته برم تیمول بلو تنها یک معرف کربن دی اکسید نیست چون در تمام محلول های اسیدی زرد رنگ می شود

 

چند سوال:

آیا میزان دمیدن در محلول لوله ها بر نتیجه آزمایش تأثیر دارد؟چرا؟

در صورت دمیدن به محلول آبی رنگ برم تیمول، ابتدا تغییر رنگ محلول به سمت سبز و با ادامه ی دمیدن زرد

 

رنگ می شود.

آیا دمیدن در لوله ها پس از انجام فعالیت بدنی، در نتیجه آزمایش تأثیر دارد؟ چرا؟

بله. به دلیل افزایش متابولیسم یا سوخت و ساز طی فعالیتهای بدنی ، میزان دفع کربن دی اکسید افزایش می

 

یابد.

رسول طاهری