هــــــــــــدف

تعریف نقطه ذوب : نقطه ذوب یک ترکیب دمایی است ، که در آن جامد و مایع بدون تغییر درجه حرارت ، با هم در تعادل باشند . چنانچه در نقطه ذوب ، به مخلوط جامد و مایع حرارت داده شود ، دما بالا نمی رود ، تا اینکه تمام جامد به مایع تبدیل شود ( ذوب شود ) . اگر از چنین مخلوطی گرما گرفته شود ، دما پایین نمی آید مگر آنکه همه مایع به جامد تبدیل شود . تغییرات فاز با زمان و درجه حرارت برای یک ترکیب در شکل زیر نشان داده شده است : دو ترکیب که نقطه ذوب یکسان داشته باشند ، احتمالاً یک ترکیب هستند . از این رو با اندازه گیری نقطه ذوب یک ترکیب خالص مجهول و مراجعه به کتب مرجع می توان ترکیب مجهول را شناسایی کرد . تغییرات فشار محیط بر روی نقطه ذوب ، تأثیر قابل ملاحظه ای ندارد ، زیرا مواد جامد دارای فشار بخار ناچیزی می باشند . ناخالصیهای فرار و غیر فرار ، سبب پایین آمدن دمای ذوب می شوند . لذا از این خصوصیت می توان برای تعیین خلوص مواد جامد معلوم ، استفاده کرد .
برای اندازه گیری نقطه ذوب به روش میکرو ، از لوله موئین و لوله تیل استفاده می شود .
لوله تیل وسیله ای ساده است که به سهولت قابل دسترسی است . لوله تیل به نحوی طراحی شده است ، که وقتی در آن روغن می ریزیم و لوله را گرم می کنیم ، در آن تبادل گرمایی صورت می گیرد ، به نحوی که توزیع دما در سراسر روغن داخل لوله یکنواخت باشد . در شکل زیر طرحی از لوله تیل را مشاهده می کنید :

چنانچه لوله تیل در دسترس نباشد ، از یک بشر ۵۰ یا ۱۰۰ میلی لیتری نیز می توان به عنوان حمام روغن استفاده کرد . مایع مورد استفاده در حمام روغن باید دارای نقطه جوش بالا و ثابت باشد ، مانند ؛ گلیسرول ، پارافین مایع ، روغن سیلیکون و روغن پنبه دانه . روش کار تعیین نقطه ذوب یک ترکیب : آماده کردن نمونه برای اندازه گیری نقطه ذوب : مقدار کمی از ترکیب جامد را در هاون بسایید و به صورت پودر نرمی درآورید . سپس یک لوله موئین به طول حدود ۱۰ سانتیمتر بردارید و یک انتهای آن را با استفاده از شعله مسدود کرده و انتهای باز لوله را در توده نرم شده فروکنید ، تا مقداری از آن داخل لوله شود . سپس ته لوله را چندین بار آهسته روی میز بزنید ، تا تمام پودر در انتهای آن قرار گیرد . همچنین می توانید ، یک لوله شیشه ای را که ابتدا و انتهای آن باز است به طور عمودی روی میز قرار دهید و لوله موئین را از سمت انتهای بسته در آن رها کنید . لوله موئین را به کمک یک نخ یا کش به دماسنج متصل کنید ، به طوری که انتهای لوله موئین و بخش جیوه ای دماسنج هم تراز شوند . اکنون دماسنج و لوله موئین را به کمک پایه و گیره در داخل حمام روغن قرار دهید . ( شکل زیر )
حمام را به آهستگی با شعله چراغ بونزن گرم کنید ؛ توجه داشته باشید که در اندازه گیری نقطه ذوب معمولاً دو عدد را در نظر می گیریم ؛ یکی دمای ذوب شدن اولین ذرات و ظاهر شدن اولین قطرات مایع در میان بلورها و دیگری دمای ذوب شدن تمام توده بلور . فاصله این دو عدد که روی دماسنج مشخص می شود ، گستره یا دامنه نقطه ذوب (Melting Point Range) نام دارد . معمولاً تفاوت نقطه شروع و خاتمه ذوب یک ترکیب نباید از حدود ۲ الی ۳ درجه بیشتر باشد . وجود ناخالصی در یک ترکیب ، غالباً سبب کاهش نقطه ذوب می شود . از این رو ، نقطه ذوب یک ترکیب خالص نسبت به ناخالص ، دارای دامنه ذوب کمتری است .

پتاسیم فلزی نرم به رنگ سفید - نقره ای است که شدیداًً از لحاظ

شیمیایی فعال است.این عنصر در سال 1807 توسط Humphry Davy

دانشمند انگلیسی کشف گردید.

پتاسیم به صورت غیر ترکیبی درطبیعت یافت نمی شود.ترکیبات این عنصر

درفلدسپار, میکا و سایر مواد معدنی یافت می شود.از نظر فراوانی در پوسته

زمین هفتمین عنصر و در محلولها و اقیانوسها ششمین عنصر می باشد.این

عنصر در آبهای معدنی, شورابه ها و رسوبات نمکی نیز یافت می شود.فلز

پتاسیم به صورت تجاری از طریق پروسه ترموشیمیایی که در این روش کلرید

پتاسیم مذاب با بخار سدیم واکنش داده می شود.این فلز از طریق الکترولیز

پتاسیم هیدروکسید مذاب نیز تهیه می شود.

حدود 2.4 % پوسته زمین را از نظر وزنی پتاسیم تشکیل می دهد. بیشتر

کانی های پتاسیم نامحلولند و روش به دست آوردن این فلز بسیار مشکل

است.

کانی هایی که دارای پتاسیم هستند شامل سیلویت، کارنالایت، لانژبنیت و

پلی هالیت می باشند. که این کانی ها در دریاچه های قدیمی و کف دریا و

نهشته های گسترده پتاسیم و نهشته های نمکی به دست می آید. معدن

پتاس در آلمان، نیومکزیکو، کالیفرنیا و چند ایالت دیگر آمریکا یافت می شود.

معدنهای بزرگ پتاس در اعماق زیاد حدود 3000 فوت یافت می شود و

پتاسیم همچنین در اقیانوس ها نیز یافت میشود .

پتاسیم به حالت آزاد در طبیعت یافت نمی شود و از الکترولیز هیدروکسید

پتاسیم حاصل می شود. روشهای گرمایی همچنین برای تولید پتاسیم

استفاده می شود. مثل روش کاهش ترکیبات پتاسیم با استفاده از ترکیبات

CaC2, C, Si, Na .

استفاده عمده پتاسیم و ترکیبات آن در کودهای شیمایی می باشد. پتاشیم

عامل ضروری برای رشد و نمو گیاهان است و در بسیاری از خاکها یافت می

شود.

ترکیب سدیم و پتاسیم NaK برای انتقال حرارت در حد متوسط استفاده می

شود. مهمترین نمکهای پتاسیم که اهمیت ویژه ای دارند عبارتند از

هیدروکسید، کربنات، کلرید، کلرات، برومید، یدید، سیانید، سولفات، کرومات

و کرومیت.

پتاسیم عنصری بسیار واکنش پذیر و با الکتروپوزیتیوه بالا در بین فلزات است.

بعد از لیتیم یکی از سبکترین فلزات به شمار می رود. این عنصر نرم و سبک

است به راحتی با چاقو بردیده می شود و رنگ آن تقریباً نقره ای است . این

عنصر به سرعت در مجاورت اکسیژن هوا اکسیده می شود و برای جلوگیری

از اکسید شدن آن باید این عنصر را در نفت نگهداری کرد. مانند دیگر عناصر

گروه آلکانها پتاسیم نیز در آب تجزیه می شود و هیدروژن آزاد می

شود.

پتاسیم در آب به خودی خود آتش می گیرد. پتاسیم و ترکیبات نمکی آن با

شعله بنفش می سوزند.

برا ی عنصر پتاسیم 17 ایزوتوپ شناخته شده است.

پتاسیم معمولی ترکیبی از 3 ایزوتوپ است که ایزوتوپ پتاسیم 40 رادیواکتیو

می باشد و نیمه عمر آن 1.28 x 109 سال می باشد.

به علت خاصیت رادیواکتیو بودن این عنصر با در موقع کار با آن دقت کرد .

قیمت فلز پتاسیم در بازار 40 دلار در هر پوند است.

اترات پتاسيم بر سلامتي انسان:

پتاسيم در سبزيجات، ميوه، سيب زميني، گوشت، نان، شير و آجيل وجود

دارد. پتاسيم نقش مهمي در سيستم مايعات فيزيکي بدن انسان دارد و به

سيستم عصبي بدن کمک ميکند. اگر مقدار پتاسيم در بدن افزايش يابد،

ممکن است باعث از کار افتادگي کليه ها شود. همچنين مقدار زياد پتاسيم

بر ضربان قلب اثر ميگذارد.

پتاسيم بر تنفس انسان اثر ميگذارد. غبار پتاسيم باعث تحريک چشمها،

گوش، گلو، ششها شده، سبب عطسه، سرفه و گلو درد ميشود. مقدار زياد

پتاسيم باعث آب آوردگي ريه ها شده و ممکن است منجر به مرگ شود. بر

اثر تماس پتاسيم با پوست و چشم، سوختگي شديد اتفاق مي افتد و

آسيب دائمي را سبب ميشود.

پتاسيم همراه با نيتروژن و فسفر يکي از ماکرومينرالهاي اصلي براي بقاي

گياهان به شمار ميرود. وجود چنين ترکيبي براي سلامت خاک، رشد گياهان

و تغذيه جانوران ارزش زيادي دارد. يکي اثرات مهم پتاسيم در گياه، نقشي

است که پتاسيم در حفظ فشار اسمزي و اندازه سلول دارد، بنابراين پتاسيم

بر فتوسنتز و توليد انرژي اثر ميگذارد، همانطور دي اکسيد کربن بر جابجايي و

تورژسانس مواد غذايي در گياه موثر است. به اين ترتيب، بخش قابل توجهي

از عنصر شيميايي پتاسيم مورد استفاده براي رشد گياهان است.

نتيجه پايين آمدن پتاسيم در گياه با علائم زير همراه است:

رشد کم، کاهش گلدهي گياه و توليد اندک آن.

سطح بالاي پتاسيم محلول در آب سبب جوانه زني بذرها شده و مانع بيشتر

شدن مقدار ساير مواد معدني در گياه شده و کيفيت محصول را پايين مي

آورد.

 

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر پتاسیم :

عدد اتمی:19

جرم اتمی: 39.0983

نقطه ذوب: C°63.7

نقطه جوش : C°759

شعاع اتمی : Å 2.77

ظرفیت: 1+

رنگ: نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: 1

انرژی یونیزاسیون Kj/mol 418.8

شکل الکترونی: 1s2 2s2p6 3s2p6 4s1

شعاع یونی: Å 1.38

الکترونگاتیوی: 0.82

حالت اکسیداسیون: 1

دانسیته: 0.856

گرمای فروپاشی: Kj/mol 89.6

گرمای تبخیر : Kj/mol 79

مقاومت الکتریکی : Ohm 0.0000000719

گرمای ویژه: J/g Ko 0.757

دوره تناوبی: 4

شماره سطح انرژی : 4

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 8

چهارمین انرژی : 1

ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

K-39 پایدار

K-40 1.28سال

K-41 پایدار

K-42 12.4 ساعت

K-43 22.3 ساعت

اشکال دیگر :

اکسید پتاسیم K2O

هیدرید پتاسیم KH

کلرید پتاسیم KCl


منابع :

کانی سیلویت و کارنالیت


کاربرد :

در ساخت شیشه ، صابون ، نمک و انواع لنزها به کار می رود . در ساخت

کودهای شیمیایی و در کارهای منفجره و در آتشبازی برای ایجاد رنگ بنفش

به کار می رود .


روش شناسایی:

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

FP:Flame Photometry

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

NA:Neutron Activation Analysis

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry