تحقیق مقاله شیمی

شیمی

کلاس‌ درس برخطی مربوط به موضوع این مقاله در کلاس‌های درس اینترنتی در بخش شیمی موجود است.

شیمی مطالعهٔ ساختار، خواص، ترکیبات، و تغییر شکل مواد است.

شیمی مطالعهٔ ساختار، خواص، ترکیبات، و تغییر شکل مواد است. این علم مربوط می‌شود به عناصر شیمیایی و ترکیبات شیمیایی که شامل اتمها، مولکولها، و برهم‌کنش میان آنهاست.

تاریخچه

واژه شیمی خود داستان درازی دارد. ریشه این نام در واژه کیمیا است. خاستگاه واژه کیمیا از زبان پارسی باستان است. این واژه و داستان دانش شگفت انگیز پشت آن به همراه دانشش به زبان عربی نوشته شد و اروپاییان با این واژه و دانش آن از راه مسلمانان آشنا شدند و این دانش را با نام alchemy شناختند. آنگاه آن را در میان خود پروردند تا در سده‌های نزدیک به ریخت فرانسه شیمی به زبان ما بازگشت. دانش شیمی به دو گرایش شیمی محض و شیمی کاربردی تقسیم می‌شود.علم شیمی از ابتدا تا کنون به ۵ دوران تقسیم می‌شود ۱.دوران رشد کارهای تجربی ۲.دوران رشد جنبه‌های تئوری شیمی ۳.دوران کیمیا گری ۴.دوران اصل اتش ۵.دوران شیمی مدرن

نگاه گذرا

تئوری اتمی پایه و اساس علم شیمی است. این تئوری بیان می‌دارد که تمام مواد از واحدهای بسیار کوچکی به نام اتم تشکیل شده‌اند. یکی از اصول و قوانینی که در مطرح شدن شیمی به عنوان یک علم تأثیر به‌سزایی داشته، اصل بقای جرم است. این قانون بیان می‌کند که در طول انجام یک واکنش شیمیایی معمولی، مقدار ماده تغییر نمی‌کند. (امروزه فیزیک مدرن ثابت کرده که در واقع این انرژی است که بدون تغییر می‌ماند و همچنین انرژی و جرم با یکدیگر رابطه دارند.)

این مطلب به طور ساده به این معنی است که اگر ده‌هزار اتم داشته باشیم و مقدار زیادی واکنش شیمیایی انجام پذیرد، در پایان ما همچنان بطور دقیق ده‌هزار اتم خواهیم داشت. اگر انرژی از دست رفته یا به‌دست‌آمده را مد نظر قرار دهیم، مقدار جرم نیز تغییر نمی‌کند. شیمی کنش و واکنش میان اتم‌ها را به تنهایی یا در بیشتر موارد به‌همراه دیگر اتم‌ها و به‌صورت یون یا مولکول (ترکیب) بررسی می‌کند.

این اتم‌ها اغلب با اتم‌های دیگر واکنش‌هایی را انجام می‌دهند. (برای نمونه زمانی‌که آتش چوب را می‌سوزاند واکنشی است بین اتم‌های اکسیژن موجود در هوا که نور بر روی مواد شیمیایی فیلم عکاسی ایجاد می‌کند شکل می‌گیرد.)

یکی از یافته‌های بنیادین و جالب دانش شیمی این بوده‌است که اتم‌ها روی‌هم‌رفته همیشه به نسبت برابر با یکدیگر ترکیب می‌شوند. سیلیس دارای ساختمانی است که نسبت اتم‌های سیلیسیوم به اکسیژن در آن یک به دو است. امروزه ثابت شده‌است که استثناهایی در زمینهٔ قانون نسبت‌های معین وجود دارد(مواد غیر استوکیومتری).

یکی دیگر از یافته‌های کلیدی شیمی این بود که زمانی که یک واکنش شیمیایی مشخص رخ می‌دهد، مقدار انرژی که بدست می‌آید یا از دست می‌رود همواره یکسان است. این امر ما را به مفاهیم مهمی مانند تعادل ، ترمودینامیک می‌رساند.

شیمی فیزیک بر پایهٔ فیزیک پیشرفته (مدرن) بنا شده‌است. اصولاً می‌توان تمام سیستم‌های شیمیایی را با استفاده از تئوری مکانیک کوانتوم شرح داد. این تئوری از لحاظ ریاضی پیچیده بوده و عمیقاً شهودی است. به هر حال در عمل و بطور واقعی تنها بررسی سیستم‌های سادهٔ شیمیایی قابل بررسی با مفاهیم مکانیکی کوانتوم امکان‌پذیر است و در اکثر مواقع باید از تقریب استفاده کرد(مانند تئوری کاری دانسیته). بنابراین درک کامل مکانیک کوانتوم برای تمامی مباحث شیمی کاربرد ندارد؛ زیرا نتایج مهم این تئوری (بخصوص اربیتال اتمی) با استفاده از مفاهیم ساده‌تری قابل درک و به‌کارگیری هستند.

با اینکه در بسیاری موارد ممکن است مکانیک کوانتوم نادیده گرفته شود، اما از مفهوم اساسی آن، یعنی کوانتومی کردن انرژی، نمی‌توان صرف نظر کرد. شیمی‌دان‌ها برای بکارگیری کلیه روش‌های طیف نمایی به آثار و نتایج کوانتوم وابسته‌اند. علم فیزیک هم ممکن است مورد بی توجهی واقع شود، اما به هر حال برآیند نهایی آن (مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای) پژوهیده و مطالعه می‌شود.

یکی دیگر از تئوری‌های اصلی فیزیک مدرن که نباید نادیده گرفته شود نظریه نسبیت است. این نظریه که از دیدگاه ریاضی پیچیده‌است، شرح کامل فیزیکی علم شیمی است. مفاهیم نسبیتی تنها در برخی از محاسبات خیلی دقیق ساختمان هسته، به‌ویژه در عناصر سنگین‌تر، کاربرد دارند و در عمل تقریباً با شیمی پیوند ندارند.

بخش‌های اصلی دانش شیمی عبارت‌اند از:

شیمی تجزیه، که به تعیین ترکیبات مواد و اجزای تشکیل دهنده آن‌ها می‌پردازد.

شیمی آلی، که به مطالعهٔ ترکیبات کربن‌دار، غیر از ترکیباتی چون دو اکسید کربن (دی اکسید کربن) می‌پردازد.

شیمی معدنی، که به اکثریت عناصری که در شیمی آلی روی آنها تاکید نشده و برخی خواص مولکولها می‌پردازد.

شیمی فیزیک، که پایه و اساس کلیهٔ شاخه‌های دیگر را تشکیل می‌دهد، و شامل ویژگی‌های فیزیکی مواد و ابزار تئوری بررسی آنهاست.

دیگر رشته‌های مطالعاتی و شاخه‌های تخصصی که با شیمی پیوند دارند عبارت‌اند از: علم مواد، مهندسی شیمی، شیمی بسپار، شیمی محیط زیست و داروسازی.

شاخه‌های شیمی

شیمی آلی

شیمی معدنی

شیمی شیمی

شیمی گاز

نانو طراحی فرآیندهای صنایع نفت

فیتو شیمی

شیمی کاربردی

شیمی پالایش

زیست‌شیمی (بیوشیمی)

شیمی محض

شیمی دریا

شیمی آموزش

کلمهٔ کیمیا از کلمهای فارسی بوده و به معنای طلا است.و به خاطر قدمت این علم در ایران آن را علم بومی ایران دانسته‌اند.[

کلاس‌ درس برخطی مربوط به موضوع این مقاله در کلاس‌های درس اینترنتی در بخش مهندسی مواد موجود است.

گرایش‌های اصلی

سرامیک

شکل‌دهی فلزات

ریخته‌گری

جوشکاری

استخراج فلزات

نانو مواد

بیو متریال

حفاظت و خوردگی

مهندسی سطح

شناسایی و انتخاب مواد

خوردگی فلزات زیر آبی

متالو‍‍ژی شیمی

مقدمه

از زمانی که انسان فلز را شناخت، متالورژی را به عنوان یک هنر فرا گرفت. صنعت ریخته گری از دیر باز در جهان به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده و با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی نقش آن اشکار می‌گردد. تحقیقات باستان‌شناسی نشان می‌دهند که اولین اقوامی که موفق به کشف و استفاده از آن شدند، ساکنان مشهد بودند.در نوشته‌های تاریخی آمده است که اولین بار یکی از ساکنان این شهر به نام نفیسه موفق به کشف این علم شده است و هم اکنون به عنوان استاد مشغول به فعالیت و تحقیق در دانشگاه فردوسی می‌باشد می‌باشد.

تاریخچه

دوره فلزات بعد از عصر حجر و از حدود ۶ تا ۷ هزار سال قبل از هجرت آغاز شده‌است. شاید مس اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته‌است. انواع سنگهای مس از ظاهری فلزی با رنگهای مختلف مانند نیلی، لاجوردی، سبز، طلایی و سرخ برخوردار هستند. این امر می‌تواند یکی از عوامل توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد.

برخی معتقدند که گویا اولین بار ذرات طلا که در کنار ماسه‌های کنار رودخانه‌ها پراکنده بودند، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیشتر از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشتند، اما در ایران از دوره هخامنشی، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده‌است. با گذشت زمان فلزات دیگری مانند نقره، سرب، آنتیموان و قلع نیز کشف شدند و بشر توانست با استفاده از آتش، ذوب فلزات را تجربه نموده و آلیاژهای مختلف را بدست آورد. به عنوان مثال، از مخلوط کردن قلع و مس، مفرغ بدست آمد و به این ترتیب عصر مفرغ شروع شد.

در عصر حاضر می‌توان متالورژی را مادر صنعت دانست. در دنیایی صنعتی امروز بی شک اگر آلیاژهای خاص و کاربر با کمک علم متالورژی به وجود نمی‌آمد هم اکنون ما شاهد خیلی از پیشرفت‌های بشر نبودیم!

گرایش‌ها

متالورژی صنعتی

متالورژی استخراجی

سرامیک ها

روشهای تولید مصنوعات فلزی

ریخته‌گری

متالورژی پودر

شکل‌دهی فلزات

جوشکاری

ماشین‌کاری

متالورژی فیزیکی

مبحث متالورژی فیزیکی یا متالورژی ساختاری به توضیح اصول پدیده‌های متالورژیکی، شناسایی ترکیب‌ها، روش‌های تولید و خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی محصولات حاصل از متالورژی می‌پردازد.

زیرشاخه‌ها

ساختار کریستالی فلزات

رفتار الاستیک فلزات

عیوب کریستالی

تغییر شکل پلاستیک و شکست

متالوگرافی

نمودارهای فازی

نفوذ در فلزات

استحاله‌های فازی

خوردگی و اکسیداسیون

ساختار الکترونی فلزات

عملیات حرارتی

متالورژی استخراجی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به: ناوبری, جستجو

متالورژی استخراجی فن جدا کردن فلز از کانی‌ها و تصفیه و نیز بازیافت آن است.

استخراج فلزات از کانی‌های فلزی بر انسان‌های اولیه شناخته بوده است. فرآیندهای استخراج فلزات در قدیم به صورت روش‌های سعی و خطا بود. طلا و مس از اولین فلزاتی بود که استفاده شدند چون به صورت خالص در طبیعت یافت می‌شود.

استخراج فلز خارج کردن سنگ یا کانی آن از معدن نیست بلکه به معنی جدا کردن فلز از کانی محتوی آن فلز است. استخراج فلز را با توجه به فرآیندهای آن به دو گروه کلی متالورژی حرارتی و متالورژی آبی تقسیم می‌کنند. اصول متالورژی حرارتی بر اساس ذوب و متالورژی آبی بر اساس حل‌سازی کانی می‌باشد. بیشتر فلزات موجود در طبیعت به صورتهای اکسید، سولفید، کلرید و کربنات می‌باشند. مهم‌ترین مرحله جداسازی این فلزات از سنگ معدن آنها احیا شیمیایی آنها است.

متالورژی پودر

این مقاله به تمیزکاری نیاز دارد. لطفاً آن را تا جایی که ممکن است از نظر املا، انشا، چیدمان و درستی بهتر کنید. سپس این الگو را از بالای مقاله حذف کنید. محتویات این مقاله ممکن است غیرقابل اعتماد و نادرست یا جانبدارانه باشد یا قوانین حقوق پدیدآورندگان را نقض کرده باشد.

متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که اساس آن بر فشردن پودر مواد به شکل مورد نظر و تف‌جوشی آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت می‌پذیرد.

متالورژی پودر بخشی کوچک ولی بسیار مهم از صنایع فلزگری می‌باشد. اولین کاربرد متالورژی پودر برای تولید پلاتین با دانسیته کامل بود که در قرن ۱۹ میلادی صورت گرفت چون در آن زمان امکان ذوب پلاتین به دلیل نقطه ذوب بالا وجود نداشت. در اوایل قرن بیستم فلزهای دیر گدازی مانند تنگستن، مولیبدن توسط روش متالورژی پودر شکل داده شدند. کاربیدهای سمانیت و یاتاقانهای برنزی متخلخل نسل بعدی قطعات متالورژی پودر بودند. به این صورت قطعات متالورژی پودر در انواع صنایع مانند لوازم خانگی، اسباب بازی سازی و الکترونیک کاربرد پیدا نمود. آخرین کاربردهای قطعات متالورژی پودر در صنایع خودرو سازی می‌بود که موازی با رشد صنایع اتومبیل سازی رشد نمود به صورتی که امروزه بقای صنعت متالورژی پودر در کشورهای صنعتی بسیار وابسته به صنعت خودرو سازی می‌باشد.