آموزشی قانون‌های شیمی

[.Ghazal.]

قانون آووگادرو


قانون آووگادرو (گاهی با نام فرض آووگادرو یا اصل آووگادرو) یک قانون میان گازها است که برای بزرگداشت آمدئو آووگادرو به نام او نام گذاری شده‌است.[۱] در سال ۱۸۱۱، این دانشمند فرض کرد که دو نمونه از گاز کامل که دارای فشار، دما و حجم یکسانند، تعداد مولکول‌های یکسان نیز دارند. از این قانون می‌توان نتیجه گرفت که تعداد مولکول‌ها یا اتم‌ها در یک نمونه از گاز کامل به جرم مولی آن گاز وابسته نیست.

برای روشن‌تر شدن مطلب: دو نمونه که یکی دارای گاز نیتروژن است و دیگری هیدروژن، به شرطی که دما و فشار برابر داشته باشند، تعداد مولکول برابر نیز دارند البته گاز باید رفتار گاز کامل را داشته باشد. گازهایی که در دسترسند هیچ‌یک کامل نیستند؛ برای همین در این قانون کمی تقریب وجود دارد. با این حال، همچنان مفید است و اعتبار کافی را دارد.

 

[.Ghazal.]

قانون بیر_لامبرت



قانون بیر–لامبرت (به انگلیسی: Beer-Lambert law) یا قانون بیر–لامبرت–بوگوه و حتی ترکیب‌های مختلف دیگری از این نام‌ها مشهور است، یکی از قوانین اصلی در طیف بینی فوتومتری و اپتیک است. این قانون دربرگیرنده ارتباط شدت نور جذب شده در اثر عبور از ماده همگن بدون پراکندگی با خصوصیات مواد می باشد. این قانون به‌طور کلی به صورت زیر بیان می‌شود:

{\displaystyle Log({\frac {I_{0}}{I}})=A}Log(\frac{I_0}{I})=A

که در آن {\displaystyle I_{0}}I_0 شدت نور اولیه، I شدت نور عبوری و A مقدار جذب[۱] ماده است که به صورت زیر تعریف می‌شود:

{\displaystyle A=abc}A=abc

که در آن a ضریب جذب ماده (گاهی نیز با ε نشان داده می‌گردد)،[۲] b طول نمونه (ظرف نمونه) و c غلظت آن است.

قانون بیر-لامبرت بیان می‌کند که بخشی از نور پس از برخورد با شیشهٔ محلول رنگی، جذب و بخش دیگرش عبور می‌کند.

این قانون معمولاً در شیمی برای تجزیه و تحلیل و اندازه‌گیری‌های شیمیایی، در فیزیک اپتیک برای درک میرایی و تضعیف فوتونها، نوترونها و گازهای رقیق و در فیزیک ریاضی به عنوان راه حل معادله BGK استفاده می‌شود.

در بیوشیمی این قانون برای تحلیل نوع و ماهیت پروتئین کاربرد دارد.

 

[.Ghazal.]

پیر بوگر دانشمند فرانسوی و یوهان هاینریش لمبرت دانشمندی آلمانی است. رابطه بین شدت نور تابش شده و نور خروجی در سال ۱۷۶۰ توسط لامبرت بدست آمد و بیر در سال ۱۷۶۲ درستی آن را دربارهٔ محلول‌ها بررسی نمود و نتیجه گرفت که این رابطه در مورد محلول‌ها نیز صادق است.

مطابق قانون لامبرت جذب یک نمونه به‌طور مستقیم به ضخامت (طول مسیر) متناسب است؛ و مطابق قانون بیر، میزان جذب با غلظت نمونه متناسب است.

از ترکیب این دو، قانون بیر-لامبرت بدست می‌آید که بیانگر ارتباط جذب با ضخامت نمونه و غلظت آن است.

قانون بیر- لامبرت زمانی صادق است که:

نور منتشر شده بر روی ماده مورد نظر تک رنگ باشد.
غلظت ماده حل شده باید در محدوده خطی باشد

 

[.Ghazal.]

قانون بویل




قانون بویل قانونی در علم فیزیک است که بیان می‌کند در دمای ثابت حجم گازها با وارد شدن فشار به‌طور منظمی کاهش می‌یابد؛ به عبارت دیگر، در گازها همواره میان حجم و فشار رابطه‌ای وارونه وجود دارد. این قانون را دانشمند انگلیسی، رابرت بویل (۱۶۲۷–۱۶۹۱)، کشف کرده‌است. این قانون با عنوان قانون بویل–ماریوت نیز شناخته می‌شود

 

[.Ghazal.]

با انقباض و انبساط پرده دیافراگم، ماهیچه‌های شکمی و ماهیچه‌های بین‌دنده‌ای، حجم شش‌ها کم و زیاد می‌شود. هنگامی که حجم شش‌ها افزایش می‌یابد، فشار هوای بیرون بیش از فشار هوای درون شش‌هاست و بنابراین، دَم صورت می‌گیرد. با کاهش حجم شش‌ها، فشار هوای درون شش‌ها افزایش می‌یابد و بازدم صورت می‌گیرد.

 

[.Ghazal.]

قانون شارل




قانون شارل (که هم‌چنین با نام قانون حجم نیز شناخته می‌شود)، قانونی تجربی از قوانین گاز است که درباره منبسط شدن گاز در هنگام دادن حرارت به آن، توضیح می‌دهد. این قانون ابتدا در سال ۱۸۰۲ توسط فیلسوف فرانسوی، ژوزف لویی گیلوساک مطرح شد.[۱]

 

[.Ghazal.]

قانون نفوذ فیک



قوانین نفوذ فیک در سال ۱۸۵۵ توسط آدولف فیک بدست آمد. این قوانین سرعت نفوذ را توصیف می‌کنند و در حل مسائل مربوط به ضریب نفوذ قابل استفاده می‌باشند از قانون اول فیک می‌توان برای دستیابی به قانون دوم استفاده نمود که در واقع همان معادله دیفرانسیل می‌باشد. همچنین بخش دیگری که به عنوان قوانین فسک شناخته میشود به این صورت است که فرد نمیتواند خود را کنترل کند و هر رازی که کسی به او میگوید را به بقیه انتقال میدهد

 

[.Ghazal.]

قانون اول فیک



قانون اول فیک جریان نفوذ را تحت شرایط ثابت به غلظت مرتبط می‌سازد. فرض یر این است که جریان از یک ناحیه با غلظت بیشتر همراه با یک شیب غلظت متناسب (مشتقات فضایی) به یک ناحیه با غلظت کمتر حرکت می‌کند یا به عبارت ساده‌تر یک حلال در میان شیب غلظت از یک ناحیه با غلظت زیاد به طرف یک ناحیه با غلظت کم حرکت می‌کند. در یک بعد (فضایی) قانون به صورت زیر می‌باشد:

{\displaystyle }{\displaystyle }
که در آن

J شار نفوذ است، مقدار عبور ماده از سطح هر ناحیه در واحد زمان می‌باشد بنابراین به صورتmol/m-2s-1 بیان می‌شود.J مقدار موادی که در یک ناحیه در یک فاصله زمانی عبور می‌کند را اندازه‌گیری می‌نماید.

D ضریب نفوذ یا پخش می‌باشد. ابعاد آن سطح در واحد زمان می‌باشد؛ بنابراین یکای آن می‌تواند به صورت m2/s بیان گردد.
(برای ترکیب‌های ایدئال) غلظت است، ابعاد آن مقدار حجم در واحد سطح می‌باشد که به صورت mol/m3 بیان می‌شود.
X موقعیت است که ابعاد آن طول می‌باشد که یکای آن m می‌باشد
D با سرعت مربع ذرات پخش شده متناسب است که به دما، ویسکوزیته مایع و اندازه ذرات بر اساس رابطه استوکس- انیشتین بستگی دارد. در محلول‌های آبی رقیق، ضریب انتشار بیشتر یون‌ها مشابه هستند و مقادیری دارند که در دمای اتاق در محدوده‌های ۰٫۶ × ۱۰–۹ تا ۲ ×10-9 m2/s می‌باشد. برای مولکول‌های بیولوژیکی ضرایب نفوذ معمولاً از ۱۰–۱۱ به 10-10 m2/s می‌رسد.

در دو یا چند بعد ما باید از ∇، del یا gradient operator استفاده کنیم که از طریق مشتق اول به دست می‌آید:

{\displaystyle }{\displaystyle }
که J بردار جریان نفوذ را نشان می‌دهد.

نیروی محرکه برای نفوذ یک بعدی، مقدار −∂φ/∂x است، که برای ترکیب ایدئال به صورت شیب غلظت می‌باشد. در سیستم‌های شیمیایی غیر حلال یا ترکیب‌های ایدئال، نیروی محرکه برای نفوذ هر نوع به صورت شیب پتانسیل شیمیایی این نوع می‌باشد، بنابراین قانون اول فیک (در حالت یک بعدی) را می‌توان به صورت زیر نوشت:

{\displaystyle }{\displaystyle }
جایی که شاخص i نشان دهنده نوع گونه iام ،c غلظت (mol/m3)، R ثابت گاز جهانی{(j/(k.mol}, Tدمای مطلق (k)وµ پتانسیل شیمیایی (j/mol) می‌باشد. اگر متغیر اولیه کسری از جرم باشد(yi داده شده برای مثال به صورت kg/kg) بنابراین معادله جدید را می‌توان به صورت زیر تغییر داد:

جایی که ρ چگالی مایع (به عنوان مثالkg/m3) می‌باشد. توجه داشته باشید که چگالی خارج از اپراتور شیب است.

{\displaystyle }{\displaystyle }
که ρ چگالی مایع (به عنوان مثالkg/m3) می‌باشد. توجه داشته باشید که چگالی خارج از اپراتور شیب است.

 

[.Ghazal.]

قانون هنری



قانون هنری (به انگلیسی: Henry's law) که به افتخار ویلیام هنری نام‌گذاری شده‌است به مقداری از یک گاز که در حجم معینی از یک مایع در دمای ثابت حل می‌شود و با فشار گاز متناسب است اطلاق می‌گردد.در شیمی، قانون هنری قانون گاز است که بیان می‌کند که مقدار گاز حل شده با فشار جزئی آن در فاز گاز متناسب است.عامل تناسب ثابت قانون هنری نامیده می‌شود. این قانون توسط شیمیدان انگلیسی ویلیام هنری،که در اوایل قرن نوزدهم مورد مطالعه قرار گرفت، فرموله شد. او در نشریه خود در مورد مقدار گازهای جذب شده توسط آب، نتایج آزمایش هایش را شرح داد:

شرط پیروی از این قانون آن است که میان گاز و مایع واکنش شیمیایی رخ ندهد.

 

[.Ghazal.]

قانون هس


قانون هس (به انگلیسی: Hess's law) بیانگر این نکته است که گرمای آزاد شده یا جذب شده در یک واکنش شیمیایی به تعداد مراحل انجام واکنش وابسته نبوده اگر واکنش در یک یا چند مرحله انجام شود، این مقدار یکسان خواهد بود.