ן¿½ן¿½ן¿½ן¿½ן¿½

רוצה להתייעץ עם מומחים בוידאו? לחץ כאן

שאלות ותשובות - כימיה

מומחי KOL בתחום מדעי הטבע והסביבה >> כימיה :
מר שרון חג'בי, גב' רותם פריזנט, מר אלעד ק, מר רועי רוטנברג, דר' הרולד בראושטיין, גב' עירית גיל-בוגן, גב' שירלי כהן, דר' אריק לין

פנה לעסק / מומחה בכימיה

מדעי הטבע והסביבה >> כימיה

עיבוד סיליקון

שאלה קצרה ופשוטה:
ברצוני ליצור חור זעיר וחלול בפיטמת סיליקון[כדוגמת חורים בפיטמת בקבוק avent לתינוק]ניסיונותי במחט קרה וגם במולבנת באש כשלו מכיון שעם הוצאת המחט התרחב הסיליקון והחור נסתם ולא נותר חלול אלא נותר קרע. שאלתי היא כיצד אפשר[אם בכלל] ליצור את המבוקש לעיל בתנאים ביתיים...
בתודה-ירמיהו

[31542] שלח לחבר:

הדפס:

הוסף תגובה:

אני מבקש לדעת האם

אני מבקש לדעת האם קיים לחץ בו המים לעולם לא יקפאו לא משנה כמה הטמפרטורה שלהם נמוכה? מהו?

ואם אין כזה לחץ זה אומר שבטמפרטורה מסוימת המים יקפאו תמיד -לא משנה מה גודל הלחץ- אם כן, מהיא הטמפרטורה הזאת? אודה על הסבר פשוט ברמת בית ספר.

http://www.unesco.org/webworld/ramp/html/r8707e/r8707e06.htm
http://www.unesco.org/webworld/ramp/html/r8707e/r8707e00.gif
שאלתך מתייחסת לדיאגרמת פאזות של מוצק/נוזל/גז בשיווי משקל.

במאמר המצורף, שפורסם ע"י ארגון אונסק"ו, תוכל להיווכח שמתחת ל 0 מעלות צלסיוס ומתחת ל 4.58 מ"מ כספית (טור) לא קיימת בכלל פאזה של מים. מתקיים מעבר ישיר מקרח לאדי מים - סובלימציה.
ראה עקומה שמסומנת ב A.
שאלתך מתמקדת בנקודה הקיצונית של עקומה שמסומנת באות B - ש"מ בין קרח למים.
למעשה אין לשאלה זו תשובה פשוטה. בנקודה הקיצונית הבלתי מזוהה בדיאגרמה - על עקומה B בכיוון מעלה ושמאלה נקבל מצב שבו לא יהיו לנו הגדרות ו/או כלים שבעזרתם נוכל להבחין בין מצב "מים" לבין מצב "קרח".
נקבל מצב חדש שנקרא "זכוכית" - חומר שנראה מוצק וקשה, שלמעשה
יש לו צמיגות גבוהה במיוחד ואין לו יכולת לשמור על צורה גאומטרית קבועה לאורך זמן.

כדי למצוא את הנקודה הזו נדרש להשקיע יותר מכמה דקות בחיפוש
לא פשוט. נא הודע להנהלת האתר אם הינך מעוניין בהמשך החקירה.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' עירית גיל-בוגן

ליהונתן צבי בר
נא קבל במצורף מקור נהדר ללימוד דיאגרמת הפאזות של מים בתנאים קיצוניים במיוחד.
בדיאגרמה זו תימצא 11 מצבי קרח שזוהו במעבדה ועוד 4 חזויים.
בקצה הימני תוכל להבחין בנקודה המשולשת של "מים מקוררים ביתר" -supercritical, קרח VII וקרח X.
הנקודה מזוהה כ 1000 מעלות קלווין (727 מעלות צלסיוס) ו 47
ג''יגה פאסקאל (4.7 מגהבר).
לשימושך

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' עירית גיל-בוגן

http://www.lsbu.ac.uk/water/phase.html

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' עירית גיל-בוגן

תיקון - 47 ג''יגהפאסקאל שווים ל 0.47 מגה בר.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' עירית גיל-בוגן

[29635] שלח לחבר:

הדפס:

הוסף תגובה:

מה העוצמה של ההתרחבות

מה העוצמה של ההתרחבות של הקרח? (כוונתי, בהנחה שהמים קופאים והופכים לקרח האם יש לחץ שניתן להפעיל על המים כדי למנוע מקרח להתרחב? אם כן מה הלחץ?)

שלום רב,
טבעו של תהליך הקפיאה גורם לשינוי פיזיקלי חשוב מאוד במבנה מולקולת המים (שתי אטומי מימן ואטום חמצן), מולקולות המים מסתדרות במבנה ארגוני דמוי טרפז ויוצרות (ברמת המאקרו) מבני גבישים, אם נביט במבנה המרחבי של המולקולות (h2o) בצורת הנוזל נראה (בהתאם לפיזיקת הנוזלים) מן שרשראות המחליקות אחת על גבי השנייה- במבנה זה המולקולות "צמודות" אחת לשנייה, בהשוואה למבנה הגבישים- המבנים לא בהכרח צמודים זה לזה נוצרים מרווחים הנובעים משינוי במבני הקשרים הפנימיים (נקרא בעגה המקצועית קשרים קוולנטים), זה הסיבה לגדילת נפחה של מאסת מים בעת הקפיאה,
עכשיו לגבי דחיסה- אם נשאלת את השאלה הזו במבחן הרי זו שאלה מכשילה מיסודה, לשם התחלה- לא ניתן (*) לדחוס נוזלים, רמת הדחיסה בעת הפעלת כוח מכאני על מאסת נוזל היא זניחה, עובדה המשמשת בתעשיית המכאניקה ההידראולית (למשל ג''ק להגבהת הרכב משתמש במנגנון תמסורת הידראולי-להעברת הלחץ אל המשטח מולו,

לגבי קרח- מכיוון שקרח (בעולם האמיתי לא בשאלת פיזיקה), אינו טהור- כלומר לא בנוי מולקולות h2o בלבד אלא ''מזוהם'' במומסים שונים, דוגמאת פחמן-דו-חמצני (הנמס ''בשמחה'' במים, גם בלחץ הסטנדרטי של אטמוספרה אחת), כמו גם חמצן, ותערובות גזים אחרות,
אם נביט גם בצורות התגבשות שונות של קרח ניתן להעריך שקרח "בעולם האמיתי" מגיע במגוון רחב של דחיסויות- הנה דוגמה לדחיסויות של סוגי קרח שונים:
קרח בעולם הפיזיקלי- רק h2o טהור- דחיסות הקרח 1.0 (100% שלנו)
קרח סטנדרטי ממים נקים לשתיה (אקוויפר החוף לדוגמה) 0.89,
קרח טבעי הנופל לקרקע בצורת ברד (לדוגמה) 0.55 (ממוסס גזים רבים ''בדרכו'' לארץ)
שלג 0.10- תהליך הקפיאה מואץ בשל לחץ אוויר נמוך, תנועת השלג בענן היוצרת חשמל סטטי רב- גורמים אלו מגבשים את המולקולות בצורה שונה (צורה טיפוסית של פתית שלג).

הסבר מסכם:
דחיסת קרח "בצורה התיאורטית- מבחינת עובדות פיזיקליות" אינה אפשרית (זניחה).

נקודה שצריך לשים לב אליה:
אם אנו מדברים על קרח טבעי- גז מומס בלחצים משתנים משתחרר כבועיות זעירות, אותן ניתן לדחוס, כך שהמאסה של המים ניתנת לדחיסה מעט יותר- גם היא ברמה זניחה.
מים מותססים או המכילים גז מומס והלחץ המופעל על המים (לחץ אטמוספרי לדוגמה) יורד יגרום לשחרור הגז המומס (בדר"כ) כבועיות בגדלים משתנים.

הסבר על ידי דוגמה:
מזגת כוס מים בתל אביב, החזקת אותה ביד, עלית על ההימלאיה (תיאורטית כמובן תוך מאית שנייה),
הלחץ האטמוספרי ירד, בועיות יתחילו להשתחרר לשטח הנוזל וידחו כלפי ראש הכוס-
אם הית מנסה לדחוס את המאסה (במערכת פיזיקלית סגורה) הית מצליח לדחוס את "שכבת הבועיות" במעט על השתוות הלחץ של הגז ללחץ המופעל מן המים חזרה (חוק שני של ניוטון)
ואל הלחץ המופעל מפני השטח (כנ"ל).

אם יש לך שאלות נוספות, או הבהרות אל תהסס לשלוח אלי שאלה חדשה נוספת.

בברכה,
אלעד קרקו.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL מר אלעד ק

תיקון קטן בהמשך לתשובתי (אלעד קרקו) ממקודם-

נניח שאנו מדברים על קרח "טבעי" בטמפר'' של מינוס 20 (מצב יציב)
נגיד שהקרח דחוס (לפי מדד ה bulk modulus) שלו כך שהוא 8.8E9 פסקל,

כלומר אם היית רוצה לדחוס תיאורטית את הקרח חזרה למימדי המקוריים כמים (לאחר התפשטות של כ 9 אחוזים),

היית צריך לדחוף אותו ב 790 מגה-פסקל של כוח (8,800,000,000*0.09). שזה בערך 114,000 PSI.

דרך אגב זה בדיוק הכוח שיופעל בהתפשטות,
ניתן להשפיע, על קפיאה על ידי שינויי הלחץ על הנוזל.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL מר אלעד ק

[28726] שלח לחבר:

הדפס:

הוסף תגובה:

ברצוני לדעת את היחסים

ברצוני לדעת את היחסים בין לחץ (ביחידות של קילוגרמים) לבין נקודת הקיפאון של מים? האם יש לחץ בו המים לא יקפאו? מהוא?

התשובה לשאלתך ניתנת בסדרת מאמרים חדשים מאד. להלן אחד מהם
מ 30.9.2008:

Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 September 30; 105(39): 14779–14783.
doi: 10.1073/pnas.0808137105. PMCID: PMC2547417

Copyright © 2008 by The National Academy of Sciences of the USA
Physics
Melting of ice under pressure
Eric Schwegler,*† Manu Sharma,‡ François Gygi,*§ and Giulia Galli*‡
*Lawrence Livermore National Laboratory, 7000 East Avenue, Livermore, CA 94550; and
Departments of ‡Chemistry and
§Applied Science, University of California, Davis, CA 95616

כפי שתוכל להיווכח בעצמך מדובר בלחצים של 50 ג''יגה פאסקאל ומעלה ובטמפרטורות שמעל ל 2000 מעלות קלווין (אבסולוטיות).

לשאלתך - אטמוספירה (ק"ג/סמ"ר) אחת שווה ל 101,325 פאסקאל,
כך שמדובר בלחצים של 500,000 אטמוספירות ומעלה.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' עירית גיל-בוגן

[28725] שלח לחבר:

הדפס:

הוסף תגובה:

האם כל תרכובת חדשה

האם כל תרכובת חדשה שניצור (שעדיין לא התגלתה קודם לכן בשום ניסוי מדעי כלשהו) תהייה בעלת תכונות שלא היינו יכולים לדעת מראש מה יהיו לפני שיצרנו אותה? או שמא כן ניתן לדעת זו מראש? לדוגמא: יש לי תרכובת א' אם אוסיף חומר ב' לתרכובת הקיימת תיווצר תרכובת ג' - האם ניתן יהיה לדעת מה יהיו תכונותיה של תרכובת ג' לפני הוספת חומר ב' במידה ותרכובת ג' היא תרכובת חדשה שעדיין לא התגלתה קודם לכן בשום ניסוי מדעי?

יהיה ניתן להעריך מה תהיינה התגובות של תרכובת ג'' לריאקציות כל שהן. הדבר נעשה, אם מדובר בתרכובות מבוססות CARBON, על FUNCTIONL GROUPS שתרכובת ג'' תכיל. לפני ביצוע הניסוי, יהיה על המדען לסרטט את הריאקציה וע"פ כללים כימיים לדעת מהן הקבוצעות הפעילות בתרכובת ג''. על פיהן , הוא/היא ידעו את התכונות /איפיון של תרכובת ג''.

התשובה הכללית היא כן - אולם זה תלוי.
תלוי בדיוק באילו תרכובות מדובר.
הקדמה - האיפיון הכימי של כל תרכובת יכול להתבצע במעבדה על ידי ניסוי וטעיה. כך, ה
functional group
של המולקולות של התרכבת יכולות להתגלות
מהם ה
functional groups?
הם חלקים מהמולקוות שקובעים את המאפיינים שלה. לרוב הם מחוברים ל
CARBON
וקובעים את האיפיונים הבסיסיים , לדוגמא
solubility / polarity
וכד.
לכן, אם יודעים מראש את ה
functional groups
וכן את המבנה המולקולרי של שתי תרכובות, ואם וכאשר יודעים מה בדיוק יקרה בריאציה בינהם
oxidation / resuction וכד'
יהיה ניתן לחזות את האיפיוניים הכימיים של תרגובת ג'

Functional group

התשובה ניתנה על ידי מירי כהן מצוות מידעני KOL

לשואל שלום רב,
על שאלה פילוסופית אתן תשובה פילוסופית. סימוכין ניתן למצוא במקורות רבים שעוסקים בפילוסופיה של המדע.
המחשבה שניתן לדעת, או לקבוע, מראש תכונות של חומר חדש מורידה את יסודות הכימיה, הביוכימיה והביולוגיה לרמה של טכנאות מדעית.
לו זה היה המצב לא היינו מדברים על סקרנות מדעית וסקרנות בכלל, לא היינו מדברים על תגליות מרעישות מצד אחד ועל כשלונות ומפח נפש מצד שני.
קל יותר להמחיש זאת בביולוגיה, כמשל. ידיעת הצופן הגנטי המלא של שני ההורים אינה מכינה אותנו בשום צורה להפתעות הטמונות בהתרחשות של מוטציות או סינרגיות. את אלה ניתן לחקור ולהסביר רק בדיעבד.
כדאי לעיין בכל ספר לימוד שמציג את המשמעויות המילוליות והפילוסופיות של היפותזה, של תאוריה, של מחקר וכיו"ב.
בנוסח של השאלה ראוי להחליף את המילה "ידיעה" במונח המדעי "השערה".
בברכה

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' עירית גיל-בוגן

שלום דן,

יש תכונות שקל לחזותן, למשל, אם איזוטופ רדיואקטיבי בתרכובת, היא תהיה גם כן רדיואקטיבית, ואם אשלב יסוד כבד, בהכרח גם משקל המולקולה יעלה. אותו הדין לגבי שילוב קבוצה כימית אשר הינה בעל יכולת הגבה חזקה בתנאים כאלה או אחרים, תכונה אשר תתווסף למולקולה.
אבל, אני סבור שהמצב כיום הוא שרק במיעוט המקרים ניתן להקיש מידע טהור על תכונותיו של חומר שלא נצפה.

אחת מהעדויות לחשיבותה של מכניקת הקוונטים היא ההסבר הפיסיקלי שהיא נותנת לאופיים של חומרים: קושי, ברק, הולכת חום, וכדומה.
יש מעבדה פיסיקלית במכון ויצמן (שאת שמו של העומד בראשה איני זוכר) אשר מנסים לעשות בדיוק את מה שאתה שואל, ולהקיש מתכונות קוונטיות על טיבם של חומרים שעוד לא ניצפו.
מעצם העיסוק בתחום ניתן להבין שאין זה נושא טריויאלי וכי הוא מצוי בחזית המחקר.

בברכה,
ארז

התשובה ניתנה על ידי ארז ליבנה מצוות מידעני KOL

[21664] שלח לחבר:

הדפס:

הוסף תגובה:

[1]

חזרה לאינדקס>>

***