درسنامه آموزشی شیمی (2) کلاس یازدهم رشته ریاضی و تجربی
آنتالپی، آنتالپی پیوند، گروههای عاملی اکسیژندار و آنتالپی سوختن
آنتالپی، همان محتوای انرژی است؟
هر نمونه ماده شامل مجموعهای از شمار بسیار زیادی ذرههای سازنده است. این ذرهها افزون بر جنبشهای نامنظم، با یکدیگر برهم کنش نیز دارند. در واقع، ذرههای سازندهٔ یک نمونه ماده افزون بر انرژی جنبشی، دارای انرژی پتانسیل نیز هستند. میدانید که یک نمونه ماده با مقدار آن در دما و فشار معین توصیف میشود، به طوری که 200 گرم آب در دما و فشار اتاق را میتوان یک نمونه ماده دانست. اینک ظرفی را در نظر بگیرید که محتوی این نمونه ماده باشد، چنین مجموعهای یک سامانه به شمار میرود.
شیمیدانها انرژی کل چنین سامانهای را همارز با محتوای انرژی یا آنتالپی آن میدانند. با این توصیف هر سامانه در دما و فشار ثابت، آنتالپی معینی دارد. بدیهی است که با انجام واکنش شیمیایی گرماگیر در یک سامانه، مواد با محتوای انرژی (آنتالپی) کمتر به موادی با محتوای انرژی (آنتالپی) بیشتر تبدیل میشوند (نمودار 5).
انجام این واکنش، برخلاف اکسایش گلوکز با جذب انرژی همراه است. از آنجا که داد و ستد انرژی در واکنشها به طور عمده به شکل گرما ظاهر میشود، شیمیدانها تغییر آنتالپی هر واکنش را همارز با گرمایی میدانند که در فشار ثابت با محیط پیرامون دادوستد میکند و آن را با ${{Q}_{P}}$ نشان میدهند.
نماد آنتالپی، «$H$» است در حالی که نماد تغییر آنتالپی، «$\Delta H$» میباشد؛ کمیتی که با رابطه زیر بیان میشود:
خود را بیازمایید (صفحهٔ 66 کتاب درسی)
1- نماد $Q$ را در در هر معادله وارد کرده سپس علامت «$\Delta H$» را در هر مورد مشخص کنید.
|
$C{O_2}(s) + Q \to C{O_2}(g)$ $\Delta H \gt 0$ |
$C{H_4}(g) + 2{O_2}(g) \to C{O_2}(g) + 2{H_2}O(g)+Q$ $\Delta H \lt 0$ |
|
${N_2}{O_4}(g) +Q \to 2N{O_2}(g)$ $\Delta H \gt 0$ |
${H_2}O(l) \to {H_2}O(s)+Q$ $\Delta H \lt 0$ |
2- اگر برای تولید یک مول گاز اوزون از گاز اکسیژن، آنتالپی به اندازۀ $143kJ$ افزایش یابد، آنتالپی واکنش$3{{O}_{2}}(g)\underset{{}}{\leftrightarrows}2{{O}_{3}}(g)$ را در جهت رفت و در جهت برگشت حساب کنید.
$\Delta H({{O}_{3}})=+143\frac{kJ}{\text {mol}}$
$2\text {mol} O_3 \times \frac{+143kJ}{1 \text {mol}O_3}=+286kJ$ :در جهت رفت
$\Delta H=-286kJ$ :در جهت برگشت
مقدار آنتالپی در مسیر رفت و برگشت یکسان بوده و فقط علامت آن متفاوت میباشد.
آنتالپی پیوند و میانگین آن
انجام یک واکنش شیمیایی نشانهای از تغییر در شیوۀ اتصال اتمها به یکدیگر است که به تغییر در ساختار و خواص مواد منجر میشود. یکی از خواصی که در واکنشهای شیمیایی تغییر میکند، محتوای انرژی مواد است. این توصیف از واکنش، اهمیت پیوندهای شیمیایی و نقش انرژی وابسته به آنها را در گرمای یک واکنش نشان میدهد. برای درک انرژی پیوند میتوان بحث را با پیوند میان سادهترین اتمها ادامه داد.
یک نمونه گاز هیدروژن، مجموعهای از شمار بسیار زیادی مولکولهای دواتمی بوده و هر مولکول شامل دو اتم هیدروژن با یک پیوند اشتراکی است. انتظار میرود برای تبدیل این مولکولها به اتمهای جدا از هم انرژی صرف شود. شواهد تجربی نشان میدهد که انرژی لازم برای شکستن پیوندهای اشتراکی موجود در یک مول ${{H}_{2}}(g)$ و تبدیل آن به دو مول $H(g)$، حدود $436kJ$ است (نمودار 6).
${{H}_{2}}(g)+436kJ\to 2H(g)$
در ترموشیمی به مقدار $436kJ$، آنتالپی پیوند «$H-H$» می گویند و آن را با نماد $\Delta H(H-H)=436kJ \text {mol}^{-1}$ نشان میدهند. جدول 2، آنتالپی برخی پیوندها را نشان میدهد.
| پیوند | آنتالپی $(kJ\text {mol}^{-1})$ |
|---|---|
| $Cl-Cl$ | 242 |
| $Br-Br$ | 193 |
| $I-I$ | 151 |
| $H-F$ | 567 |
| $H-Cl$ | 431 |
| $O=O$ | 495 |
| $N\equiv N$ | 945 |
اینک شاید بپرسید که شیمیدانها چگونه آنتالپی پیوند را برای مولکولهای چنداتمی مانند $N{{H}_{3}}$، ${{H}_{2}}O$ و $C{{H}_{4}}$ تعیین و گزارش میکنند؟ در مولکولهایی از این دست، اتم مرکزی به چند اتم کناری یکسان با پیوندهای اشتراکی متصل است. یافتههای تجربی نشان میدهد که برای چنین مولکولهایی به کار بردن میانگین آنتالپی پیوند مناسبتر است. برای نمونه بر اساس واکنش:
$C{{H}_{4}}(g)+1660kJ\to C(g)+4H(g)$
میانگین آنتالپی پیوند «$C-H$» در جدولها، $415kJ \text {mol}^{-1}$ درج شده (چرا؟)، به دیگر سخن $\Delta H(C-H)=415kJ \text {mol}^{-1}$ است. جدول 3، میانگین آنتالپی برخی پیوندها را نشان میدهد.
| پیوند | آنتالپی $(kJ\text {mol}^{-1})$ |
|---|---|
| $C-O$ | 380 |
| $N-H$ | 391 |
| $O-H$ | 463 |
| $C-C$ | 348 |
| $C=C$ | 614 |
| $C\equiv C$ | 839 |
| $C=O$ | 799 |
| $N-N$ | 163 |
| $O-O$ | 146 |
خود را بیازمایید (صفحهٔ 68 کتاب درسی)
با استفاده از دادههای جدول 3، آنتالپی هریک از واکنشهای زیر را پیشبینی کنید.
الف) ${{H}_{2}}O(g)\xrightarrow{{}}O(g)+2H(g)$
الف) در ساختار مولکول آب
باید 2 پیوند $(O-H)$ موجود باید به طور کامل شکسته شود.
$\Delta H=2\times 463=+926kJ$
${{H}_{2}}O(g)+926kJ\to O(g)+2H(g)$
ب) $N{{H}_{2}}(g)+H(g)\xrightarrow{{}}N{{H}_{3}}(g)$
ب) هنگامی که پیوندی تشکیل میشود، مقداری گرما آزاد میشود. بنابراین علامت گرما منفی میباشد. در این واکنش تنها یک پیوند $(N-H)$ تشکیل شده است. بنابراین:
$\Delta H=-391kJ$
$N{{H}_{2}}(g)+H(g)\to N{{H}_{3}}(g)+391kJ$
آموختید که انجام فرایندهای فیزیکی و شیمیایی منجر به تغییر محتوای انرژی مواد میشود، از این رو انجام هریک از آنها با جذب یا از دست دادن گرما همراه است. تجربه نشان میدهد که گرمای تولید یا مصرف شده در واکنشهای شیمیایی قابل اندازه گیری بوده و یکی از هدفهایی است که در ترموشیمی دنبال میشود.
آنتالپی پیوند، راهی برای تعیین $\Delta H$ واکنش
شیمیدانها به کار بردن آنتالپی پیوند و میانگین آن را روشی برای تعیین آنتالپی یک واکنش میدانند. به دیگر سخن آنتالپیهای پیوند کمک میکند تا از یک روش غیر محاسباتی برای تعیین $\Delta H$ برخی واکنشها بهره برد؛ راهی که در آن تصور میشود شماری از پیوندهای اشتراکی در مولکولهای مواد واکنش دهنده، شکسته شده سپس شماری پیوند جدید تشکیل میشود تا مولکولهای فراورده پدید آیند؛ با این توصیف دوباره به واکنش میان گازهای هیدروژن و کلر توجه کنید (نمودار 7). این بار با این تصور که با شکسته شدن پیوندهای اشتراکی در مواد واکنش دهنده و تشکیل پیوندهای جدید، تنها فراورده این واکنش تولید میشود.
کمیت $a$ در نمدار 7، انرژی لازم برای شکستن پیوندهای اشتراکی $H-H$ و $Cl-Cl$ را در یک مول از هر کدام آنها نشان میدهد، به طوری که این مقدار انرژی همارز با مجموع آنتالپی این پیوندهاست:
$a=(1mol\times 436kJmo{{l}^{-1}})+(1mol\times 242kJmo{{l}^{-1}})=678kJ$
کمیت $b$ در این نمودار، انرژی حاصل از تشکیل پیوندهای اشتراکی $H-Cl$ را در دو مول از آن نشان میدهد، از این رو کمیت $b$ همارز با دو برابر آنتالپی این پیوند اما با علامت منفی است:
$b=-(2mol\times 431kJmo{{l}^{-1}})=-862kJ$
اینک از جمع جبری کمیتهای $a$ و $b$، آنتالپی واکنش به دست میآید:
$a + b = 678kJ + ( - 862kJ) = - 184kJ$ = (واکنش) $\Delta H$
شیمیدانها به کار بردن آنتالپیهای پیوند را برای تعیین $\Delta H$ واکنشهایی مناسب می دانند که همۀ مواد شرکت کننده در آنها به حالت گازند. در چنین واکنشهایی هر چه مولکولهای مواد شرکت کننده سادهتر باشند، آنتالپی واکنش محاسبه شده با دادههای تجربی همخوانی بیشتری دارد. به دیگر سخن به کار بردن میانگین آنتالپی پیوندها برای تعیین $\Delta H$ واکنشهای گازی با مولکولهای پیچیدهتر اغلب در مقایسه با دادههای تجربی، تفاوتی آشکار نشان میدهد.
آیا میدانید
در هوای سرد زمستان برای گرم نگه داشتن دستها میتوان از کیسههای گرمازا استفاده کرد. این کیسهها حاوی مواد شیمیایی هستند که در اثر مخلوط شدن با یکدیگر واکنش میدهند و گرما آزاد میشود. در برخی از این کیسهها از واکنش اکسایش آهن برای تولید گرما استفاده میشود.
$2Fe(s) + 3{O_2}(g) \to 2F{e_2}{O_3}(s)$
خود را بیازمایید (صفحهٔ 69 کتاب درسی)
1- دانش آموزی برای تعیین آنتالپی یک واکنش گازی از رابطۀ زیر استفاده کرده است، درستی این رابطه را بررسی کنید.
هرگاه واکنشی انجام شود، ابتدا پیوند میان واکنشدهندهها شکسته شده و این موضوع مستلزم صرف انرژی میباشد. بنابراین فرایند گرماگیر بوده و به هنگام تشکیل پیوند، مقدار قابل توجهی انرژی آزاد میشود. بنابراین به منظور به دست آوردن آنتالپی واکنش، مجموع آنتالپی پیوندهای تشکیل شده در فرآورده را میبایست از مجموع آنتالپیهای پیوند شکسته شده در واکنشدهندهها کم کرد.
2- با استفاده از جدول میانگین آنتالپی پیوندها، $\Delta H$ هر یک از واکنشهای ترموشیمیایی زیر را حساب نموده و با $\Delta H$ داده شده مقایسه کنید.
الف) $N\equiv N(g)+2{{H}_{2}}(g)\xrightarrow{{}}{{H}_{2}}N-N{{H}_{2}}(g)\begin{matrix}
{} & {} & {} & {} \\
\end{matrix}\Delta H=+91kJ$
$\Delta H = (N \equiv N + 2H - H) - (4N - H + N - N)$
$\Delta H = (945 + 2 \times 436) - (4 \times 391 + 163)$
$\Delta H = + 90kJ$
ب) $2C{{H}_{4}}(g)\xrightarrow{{}}{{C}_{2}}{{H}_{6}}(g)+{{H}_{2}}(g)\begin{matrix}
{} & {} & {} & {} \\
\end{matrix}\Delta H=+65kJ$
$\Delta H = (8C - H) - (6C - H + C - C + H - H)$
$\Delta H = (8 \times 415) - (6 \times 415 + 348 + 436)$
$\Delta H = + 46kJ$
پ) $2{{H}_{2}}(g)+{{O}_{2}}(g)\xrightarrow{{}}2{{H}_{2}}O(g)\begin{matrix}
{} & {} & {} & {} \\
\end{matrix}\Delta H=-484kJ$
$\Delta H = (2H - H + O = O) - (4O - H)$
$\Delta H = (2 \times 436 + 495) - (4 \times 463)$
$\Delta H = - 485kJ$
در ترکیبهای پیچیدهتر بین آنتالپی تجربی و محاسبه شده از طریق آنتالپی پیوند اختلاف بیشتری وجود دارد. اما در ترکیبهای ساده، اختلاف کمتری مشاهده میشود.
پیوند با زندگی
ادویهها نقش جالبی در تمدن و تاریخ ملتها دارند بهطوری که بو و مزه لذتبخش غذاهای بومی در هر جای جهان، اغلب به دلیل افزودن ادویههای ویژهای به آنها است. این مواد افزون بر رنگ، بو و مزه خوشایندی که به غذا میدهند، مصرف دارویی نیز دارند آن چنان که امروزه این مواد برای جلوگیری از گرسنگی، افزایش سوختوساز، جلوگیری از التهاب، پیشگیری از سرطان و گاهی بهبود یا رفع آن به کار میروند.
یافتههای تجربی نشان میدهند که چنین خواصی در ادویهها به طور عمده وابسته به ترکیبهای آلی موجود در آنها است؛ ترکیبهایی که در ساختار خود افزون بر اتمهای هیدروژن و کربن، اتمهای اکسیژن، گاهی نیتروژن و گوگرد نیز دارند. شواهد تجربی نشان میدهد که تفاوت در خواص ادویهها به دلیل تفاوت در ساختار این مواد آلی است. بررسی مواد آلی موجود در آنها نشان میدهد که وجود آرایش ویژهای از اتمها به نام گروه عاملی نقش تعیین کنندهای در خواص آنها دارد. در هر یک از این گروهها شیوه اتصال اتمها به یکدیگر یا پیوند میان آنها اهمیت ویژهای دارد. برای نمونه آرایش اتمهای کربن و اکسیژن با پیوند دوگانه 
نشانۀ وجود یک گروه عاملی به نام کربونیل است، گروهی که به آلدهیدها و کتونها خواص ویژهای میبخشد (شکل 6).
چه تفاوت و چه شباهتی میان گروه عاملی آلدهیدی و کتونی وجود دارد؟
اما در ساختار برخی ادویهها گروههای عاملی دیگری نیز وجود دارد. گروههایی که در آنها اتم اکسیژن به یک یا دو اتم کربن با پیوند یگانه متصل است. این گروههای عاملی به ترتیب هیدروکسیل ${{(-O-H)}}$ و گروه اتری $(-O-)$ نام دارند. برای نمونه طعم و بوی گشنیز و رازیانه به طور عمده وابسته به وجود این گروههای عاملی است (شکل 7).
خود را بیازمایید (صفحهٔ 71 کتاب درسی)
1- هر ساختار زیر یک ترکیب آلی موجود در آن ادویه را نشان میدهد. گروههای عاملی موجود در هر مولکول را مشخص کنید و نام آنها را بنویسید.
|
|
|
2 با توجه به ساختار ترکیبهای آلی زیر به پرسشهای مطرح شده پاسخ دهید.
الف) شمار و نوع اتمهای سازنده آنها را با یکدیگر مقایسه کنید.
هر دو دارای شش اتم کربن و 12 اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن هستند و فرمول مولکولی یکسان ${C_6}{H_{12}}O$ دارند.
ب) آیا خواص فیزیکی و شیمیایی آنها یکسان است؟ چرا؟
خیر، زیرا ساختار و نحوهی تشکیل پیوندها در این دو ترکیب با یکدیگر متفاوت است و ترکیب سمت راست دارای گروه عاملی هیدروکسیل $(OH)$ بوده و الکل است در حالی که ترکیب سمت چپ آلدهید است.
پ) آیا محتوای انرژی آنها را یکسان پیشبینی میکنید؟ توضیح دهید.
خیر، به علت داشتن نوع پیوندهای متفاوت، دارای آنتالپیهای پیوند متفاوتی میباشند. بنابراین گرمای متفاوتی هم مبادله میشود.
هنگام کباب کردن گوشت و خوردن آن نقش و اهمیت ترموشیمی را احساس میکنید.
آنتالپی سوختن، تکیه گاهی برای تأمین انرژی
کباب کردن انواع گوشت، نمونهای کاربردی و خوشایند از ترموشیمی به ویژه آنتالپی سوختن در زندگی است. انرژی لازم برای پختن گوشت در این فرایند از سوختن زغال یا گاز شهری فراهم میشود و از سوی دیگر خوردن کباب، مواد و انرژی لازم برای انجام فعالیتهای بدن را تأمین میکند.
این دیدگاه شیمیایی در تهیۀ غذا کمک میکند تا افزون بر درک و تعیین آنتالپی واکنش سوختن مواد، به ارزش غذایی انواع خوراکیها نیز توجه شود.
بدن ما از غذا، مواد گوناگونی دریافت میکند. این مواد شامل کربوهیدراتها، چربیها، پروتئینها، آب، ویتامینها و مواد معدنی بوده که سه ماده نخست افزون بر تأمین مواد اولیه برای سوختوساز یاختهها، منابعی برای تأمین انرژی آنها نیز هستند. در این میان تنها کربوهیدراتها هستند که در بدن به گلوکز شکسته شده و گلوکز حاصل از آنها در خون حل میشود. خون این ماده را به یاختهها میرساند (گلوکز، قندخون است) و این ماده هنگام اکسایش در یاختهها، انرژی تولید میکند؛ این روند به آسانی انرژی مورد نیاز یاختهها را تأمین میکند. اما پرسش این است که چرا بدن ما، چربی را بیشتر ذخیره میکند؟
پژوهشها نشان میدهد که چربی ارزش سوختی بیشتری از کربوهیدراتها و پروتئینها نیز دارد. به دیگر سخن انرژی حاصل از اکسایش یک گرم چربی بیشتر از دو ماده غذایی دیگر است (جدول 4).
| مادهٔ غذایی | کربوهیدرات | چربی | پروتئین |
|---|---|---|---|
| ارزش سوختی $(kJ{{g}^{-1}})$ | 17 | 38 | 17 |
با این الگو میتوان مقدار انرژیای که با مصرف مقدار معینی از هر غذا به بدن میرسد را حساب کرد. برای این کار میتوان از جدولهایی همانند جدول 5 که در منابع علمی معتبر موجود است، استفاده کرد. باید توجه داشت که میزان انرژی مورد نیاز بدن هر فرد به وزن، سن و میزان فعالیتهای روزانهٔ او بستگی دارد. هر مقدار اضافی از مواد و انرژی دریافتی از مواد غذایی به طور عمده به شکل چربی در بدن ذخیره شده و باعث چاقی میشود.
| خوراکی | ارزش سوختی $(kJ{{g}^{-1}})$ |
|---|---|
| نان | 11/5 |
| پنیر | 20/0 |
| تخممرغ | 6/0 |
| شکلات | 18/0 |
| شیر | 3/0 |
| بادام زمینی | 23 |
آشکار است که تهیۀ هر غذای گرمی به انرژی نیاز دارد، انرژیای که به طور عمده از واکنش سوختن سوختهای فسیلی تأمین میشود. یکی از این سوختها متان است که بخش عمدۀ گاز شهری را تشکیل میدهد. این ماده در حضور اکسیژن کافی به طور کامل میسوزد و افزون بر $C{{O}_{2}}(g)$ و ${{H}_{2}}O(g)$ مقدار زیادی انرژی تولید میکند. این ویژگی در واکنشهای سوختن باعث شده که سوختهای فسیلی تکیه گاهی برای تأمین انرژی در صنعت، کشاورزی و زندگی روزانه باشند.
شیمیدانها بر اساس این واکنشها، آنتالپی سوختن یک ماده را هم ارز با آنتالپی واکنشی میدانند که در آن یک مول ماده در اکسیژن کافی به طور کامل میسوزد. جدول 6، آنتالپی سوختن برخی ترکیبهای آلی را در $25{}^\circ C$ نشان میدهد.
| مادهٔ آلی | آنتالپی سوختن $(kJmo{{l}^{-1}})$ |
|---|---|
| $C{{H}_{4}}(g)$ | 890- |
| ${{C}_{2}}{{H}_{6}}(g)$ | 1560- |
| ${{C}_{2}}{{H}_{4}}(g)$ | 1410- |
| ${{C}_{3}}{{H}_{6}}(g)$ | 2058- |
| ${{C}_{2}}{{H}_{2}}(g)$ | 1300- |
| ${{C}_{3}}{{H}_{4}}(g)$ | 1938- |
| $C{{H}_{3}}OH(l)$ | 726- |
| ${{C}_{2}}{{H}_{5}}OH(l)$ | 1368- |
خود را بیازمایید (صفحهٔ 73 کتاب درسی)
1- با توجه به جدول 6 آنتالپی سوختن پروپان $({{C}_{3}}{{H}_{8}})$ و 1- بوتن $({{C}_{4}}{{H}_{8}})$ را پیشبینی کرده سپس با مراجعه به منابع علمی معتبر درستی پیشبینی خود را بررسی کنید.
همانطور که در جدول 6 دیده میشود، با افزایش تعداد کربن هیدروکربنها، مقدار آنتالپی سوختن افزایش مییابد. از طرف دیگر آنتالپی سوختن همواره مقداری منفی میباشد زیرا فرایند سوختن گرماده است. بنابراین ابتدا جرم مولی هر یک از ترکیبها را محاسبه میکنیم:
${{C}_{4}}{{H}_{8}}:4(12)+8(1)=56g.mo{{l}^{-1}}$ ، ${{C}_{3}}{{H}_{8}}:3(12)+8(1)=44g.mo{{l}^{-1}}$
به دلیل بیشتر بودن جرم مولی $-1$ بوتن $({{C}_{4}}{{H}_{8}})$ گرمای بیشتری بر اثر سوختن، تولید میشود و قدر مطلق آنتالپی سوختن آن نیز بیشتر خواهد بود.
${{C}_{4}}{{H}_{8}}>{{C}_{3}}{{H}_{8}}>{{C}_{3}}{{H}_{6}}$
2- با توجه به معادلۀ واکنش سوختن کامل اتان و اتانول به پرسشهای مطرح شده پاسخ دهید.
$2{{C}_{2}}{{H}_{6}}(g)+7{{O}_{2}}(g)\xrightarrow{25{}^\circ C}4C{{O}_{2}}(g)+6{{H}_{2}}O(l)+3120kJ$
${{C}_{2}}{{H}_{5}}OH(g)+3{{O}_{2}}(g)\xrightarrow{25{}^\circ C}2C{{O}_{2}}(g)+3{{H}_{2}}O(l)+1368kJ$
آ) ارزش سوختی هریک را محاسبه و با یکدیگر مقایسه کنید.
گرمای آزاد شده به هنگام سوختن یک مول اتان
$\frac{-3120kJ}{2mol}=-1560kJ.mo{{l}^{-1}}$
گرمای آزاد شده به هنگام سوختن یک مول اتانول
$\frac{-1368kJ}{1mol}=-1368kJ.mo{{l}^{-1}}$
بنابراین مقدار گرمای بیشتری به ازای سوختن یک مول اتان آزاد میشود.
ب) جرم $C{{O}_{2}}$ حاصل از سوختن یک گرم از هریک را محاسبه و با یکدیگر مقایسه کنید.
ابتدا جرم مولی اتان، اتانول و کربن دیاکسید را به دست میآوریم:
${{C}_{2}}{{H}_{6}}:2(12)+6(1)=30g.mo{{l}^{-1}}$
${{C}_{2}}{{H}_{5}}OH:2(12)+6(1)+16=46g.mo{{l}^{-1}}$
$C{{O}_{2}}:12+2(16)=44g.mo{{l}^{-1}}$
سپس جرم $C{{O}_{2}}$ را محاسبه میکنیم:
$1g{{C}_{2}}{{H}_{6}}\times \frac{1mol{{C}_{2}}{{H}_{6}}}{30g{{C}_{2}}{{H}_{6}}}\times \frac{4molC{{O}_{2}}}{2mol{{C}_{2}}{{H}_{6}}}\times \frac{44gC{{O}_{2}}}{1molC{{O}_{2}}}=2/93gC{{O}_{2}}$
$1g{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH\times \frac{1mol{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH}{46g{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH}\times \frac{44gC{{O}_{2}}}{1molC{{O}_{2}}}=1/91gC{{O}_{2}}$
همانطور که دیده میشود جرم کربندی اکسید تولید شده حاصل از سوختن یک گرم اتانول کمتر از یک گرم اتان است.
پ) توضیح دهید چرا اتانول سوخت سبز به شمار میرود؟
زیرا میزان کربن دیاکسید حاصل از سوختن آن نسبت به سایر سوختها، کمتر است.
در میان تارنماها (صفحهٔ 74 کتاب درسی)
با مراجعه به منابع علمی معتبر گزارشی از مواد انرژی زایا نیروزا در ورزشهای قهرمانی و آثار زیان بار آنها بر بدن تهیه و در کلاس ارائه کنید.
موادی که به نام مواد نیروزا شناخته میشوند موادی با اثرات شبه دارویی هستند که بیش از نیاز تجویز میشوند تا بدن را عضلانی کنند، تحمل و استقامت را افزایش دهند، ایجاد انرژی کنند، مانع از احساس خستگی شوند، تمرکز حواس ایجاد کنند و... . از آن جایی که برخی از این مواد عواقب بدی برای بدن دارند نسبت به مصرف آنها حساسیت وجود دارد. معمولاً مردان در سنین 18-17 سالگی تا 30 سالگی از این داروها استفاده میکنند چون میخواهند در مسابقهها شرکت کنند. اما حتی بعضی از نوجوانان هم که ورزش نمیکنند به خاطر عضلانی شدن بدنشان به این مواد روی میآورند. زنان هم داروهای مردانه را برای عضلانی شدن به مصرف میرسانند. بعضی از دختران هم به خاطر ضداشتها بودن بعضی از این مواد از آنها استفاده میکنند. علاوه بر توصیه باشگاهها، بعضی از نوجوانان به توصیه دوستان و همسالانشان به مصرف این مواد روی میآورند. ظاهراً به بسیاری از افراد تلقین شده که با استفاده از این داروها میتوانند راههای موفقیت ورزشی را به سرعت طی کنند و به مقام قهرمانی و پول و شهرت برسند. برخی هم فکر میکنند که بدنشان دلخواهشان نیست و با عضلانی شدن و یا لاغر شدن میتوانند خودشان را نشان دهند. در واقع این افراد به خاطر نداشتن اعتماد به نفس لازم در روابط اجتماعی به این مواد روی میآورند. اما مهمترین نکتهای که درباره مصرف این مواد میشود گفت این واقعیت است که بسیاری از ما به سلامتی خود اهمیت زیادی نمیدهیم. نتیجه این که به عواقبی که مصرف این مواد برایمان دارد نیز اهمیت نمیدهیم. در اثر مصرف داروهای مخدر و مسکن عمر قهرمانی بسیاری از ورزشکاران زود تمام میشود. همچنین بسیاری از قهرمانانی که دوپینگ می کنند، در معرض خطر اعتیاد قرار دارند. مصرف این مواد در طول هفتهها و ماه ها حتی ممکن است به مرگ ورزشکار بینجامد. به عنوان مثال نسج کلیه بعضی از ورزشکاران به خاطر استفاده زیاد از این مواد از بین میرود و یا شاهدیم که بسیاری از ورزشکارهای دنیا در اثر سرطانهای مختلف فوت کردهاند. یا ورزشکاری با چند سال سابقه در تیم ملی در نهایت بر اثر تزریق هروئین فوت میکند. نکته دیگر توجه به بعد اخلاقی در ورزش است. بسیاری از ورزشکاران ما به این نکته فکر نمیکنند که استفاده از مواد غیرمجاز نیروزا به قصد قهرمانی زیر پا گذاشتن اصول اخلاقی و تضییع حق دیگری است. در بروشوری مربوط به وزارت بهداشت، نازایی دائمی، افسردگی و هیجان، بروز حملات قلبی، یرقان، سرطان کبد و بروز صفات زنانه در مردان و صفات مردانه در زنان که به خصوص در خانمهای مصرف کننده زیر 19 سال ممکن است دائمی باشد، به عنوان عوارض استفاده از داروهای نیروزا ذکر شده است.
بروز سرطان، عقیمی، افسردگی، بدبینی، بروز صفات زنانه در مردان و صفات مردانه در زنان، ضعف سیستم دفاعی بدن، تنگی نفس، عوارض قلبی، خشونت، اعتیاد، ریزش مو، بروز سکته و پرخاشگری از جمله برخی از عوارض این داروها به شمار میروند. خیلیها به خاطر عوارض این مواد به پزشکان مراجعه میکنند.
آیا میدانید
برای اندازهگیری دقیق گرمای سوختن یک ماده میتوان از گرماسنج بمبی استفاده کرد.
