در پناه اوزون

    آلوتروپ (دگر شکل): شکل های مختلف یک عنصر که در تعداد اتم یا ساختار متفاوت هستند
            مانند O2 و  O3  یا الماس Cو گرافیت C

1-   اوزون آلوتروپ  اکسیژن  و مولکولي سه اتمي با فرمول O3 است .

2-   بيش از 90% همه ي اوزون در فاصله 1۵ تا 50 کيلومتري سطح زمين جمع شده است .

3-   اوزون تابش فرا بنفش خورشيد را که براي انسان مضر است جذب کرده و آن را تبديل به تابش فرو سرخ مي کند که براي انسان ضرري ندارد. 

4-   اندکی تابش فرابنفش برای سلامتی لازم است اما مقدار زیاد آن بسیار خطرناک است و باعث آفتاب سوختگی و سرطان می شود .

5-   لایه ی اوزون ناحیه ای از استراتوسفر است که اوزون در آن جا بیش ترین غلظت را دارد .

6-   غلظت اوزون در بین ppm1 تاppm  3 متغیر است.

7-   یکای دابسون (DU) ضخامت لایه ی فرضی از گاز اوزون برحسب cm 1000/ 1 است .

8-   اگر در فشارatm 1 همه ی مولکول های اوزون را روی سطح زمین جمع کنیم لایه ای به ضخامت mm 3 تشکیل می دهد.

9-   لایه ی اوزون حدود 99% از تابش فرابنفش را به دام می اندازد.

10-                      چرخه ی اوزون :    فروسرخ+ O2 + O    D     O3   + فرابنفش

11-                      تخريب  لايه ي اوزون: هر عاملی که در چرخه ی اوزون اختلال ایجاد کند ، تولید دوباره اوزون را به مخاطره می اندازد .

12-                      CFC ها يا کلرفلو ئوروکربن ها که از آن ها به عنوان پيشران در افشانه ها و گاز سرمازا در يخچال و کولر گازی استفاده مي شود از عوامل تخريب کننده لايه ي اوزون هستند

13- CFC ها يا کلرفلو ئوروکربن ترکیباتی هستند که از اتصال اتم های کلر  فلوئور و کربن ساخته شده اند

14-  معروف ترین CFC ها  11 (CFCl2) CFCو 12CFC (CF2Cl2) با نام تجاری فریون به فروش می رسند .

15- در سال 1985 حفره ای بر فراز قطب جنوب مشاهده شد . و امروزه در قطب شمال حفره ای شناخته شده است.

16- بر اثر تابش فرابنفش ،مولکول های CFC می شکنند و اتم کلر ایجاد می شود هر اتم کلر بیش از 100000 مولکول اوزون را نابود می کند .

17-  در سال  1987 سازمان ملل توافق نامه مونترآل را برای متوقف کردن تولید و فروش مواد تخریب کننده تهیه کرد.

آلودگی هوا :

1- بر اثر دود خودروها ، نيروگاه هاي برق يا صنايع و کارخانجات مختلف بوجود آمده است .

 2-  فرآيند هاي طبيعي مثل فوران هاي آتشفشاني ، طوفان هاي صحرايي و گازهاي مرداب ها .

 اوزو ن تروپوسفری :  مقادیر کم اوزو ن در لايه تروپوسفر ، باعث سوزش چشم و مقادر زیاد باعث تورم ریوی ، خون ریزی و مرگ می شود . سخت شدن و ترک تایر خودرو ها و قطعات لاستیکی کاهش میزان فراورده های کشاورزی به ویژه گوجه فرنگی

 اوزون ترپوسفري بر اثر تابش پرتوهاي خورشيدي بر مولکولهاي NO2 بوجود مي آيد . 

              O  +  à  NO   نور خورشيد+   NO2

              O3 à     O2  +   O

مه دود فوتوشیمیایی : نوعی آلودگی که بر اثر تابش نور خورشید بر اکسید های نیتروژن ایجاد و هوا را قهوه ای می نماید

اثرات باران اسیدی :

1-   تخریب تدریجی مجسمه ها و بناهای مرمری

2-   اسیدی کردن آب دریاچه ها و ایجاد شرایط دشوار و گاهی مرگ آور زندگی آبزیان

3-   حل شدن مواد معدنی به ویژه یون های منیزیم و کلسیم و کاهش حاصل خیزی خاک

بخش ۳                                منابع طبيعي و  و انواع آن

منابع طبیعی : منابعی که طبیعت به رایگان در اختیار انسان گذاشته است .

 منابع  تجديد پذير : منابعی که خود را به طور طبیعی ترمیم و تکمیل می کنند : آب و خاک و گیاهان ، جانوران  و چشم اندازهای طبیعی 

تجدید ناپذیر : سرعت تشکیل یا جایگزین شدن ، چنان آهسته است که تأثیر چندانی بر مقدار آن ها ندارد : مانند مس ، نفت و آلومينيم

 منابع شيميايي : مواد شیمیایی که از هواکره( نيتروژن ، اكسيژن ، آرگون )- آب کره( آب و برخي مواد معدني) و سنگ کره (نفت و كانه هاي فلز دار) به دست مي آیند .

? بخش بیرونی یعنی لایه ی نازک خاک و سنگ ، تمام مواد خام مورد نیاز برای خانه سازی و لوازم مورد نیاز را فراهم می کنند

?بسياري از منابع مهم به طور يك نواخت در سراسر جهان توزيع نشده اند و هيچ رابطه اي هم ميان اين منابع و و سعت يك سرزمين يا جمعيت آن وجود ندارد .

قانون پايستگي ماده : اتم ها ي موجود در كره ي زمين ، بر اثر واكنش هاي شيميايي از بين نمي روند ، بلكه تنها از يك آرايش به آرايش ديگر ي در مي آيند.

قانون پايستگي جرم : دريک واکنش شيميايي جرم نه به وجود مي آيد و نه از بين مي رود مجموع

مجموع جرم واکنش دهنده ها =  مجموع جرم فرآورده ها

مول : به تعداد ۱۰۲۳×۶/۰۲۲  از هر ذره مانند  اتم ، مولکول یا یون يک مول گفته مي شود .

عدد آووگادرو :   به عدد  ۱۰۲۳×۶/۰۲۲ گفته می شود .

اتم گرم  :جرم يک مول اتم  را يک اتم گرم مي گويند .

مولکول گرم:  جرم يک مول مولکول   را مولکول گرم مي گويند .

جرم مولی : جرم یک مول از هر ذره را جرم مولی می گویند . g.mol-1

? با توجه به جرم اتمي عناصر مي توان جرم مولي يا مولکول گرم يک ماده را حساب کرد مثلاً جرم مولکولي CO2 مساوي است :
گرم بر مول ۴۴ = (۱۶×۲) + ۱۲= مولکول گرم CO2    ( 16=جرم اتمي اکسيژن  ،   12=جرم اتمي کربن  )

جدول تناوبي : مندليف دانشمند روسي عناصر را با توجه به خواص آنها به ترتیب افزایش  جرم ، کنار هم قرار داد به طوری که عنصر های مشابه زیر هم هستند . اين جدول هنوز هم مورد استفاده است .

گروه يا خانواده ي: ستون هاي عمودي جدول شامل عناصري است که خواص مشابه دارند ، آن ها را گروه يا خانواده ي عناصر ها مي نامند .

فلزهای قلیایی : به عنصر های گروه یک جدول تناوبی گفته می شود .

تقسیم بندی عنصر های جدول تناوبی :

 عنصر ها را بر اساس شباهت ها و تفاوت هاي خواص آنها به سه  دسته ي فلزها ، شبه فلز و  نافلزها طبقه بند ي مي کنند .

 الف)  فلز ها :

1- نقطه ی ذوب و جوش بالایی دارند .       2-  چکش خوارند و با خم کردن و کشیدن شکل می گیرند 3- رسانای گرما و جریان برق هستند .    4- سطح براق و درخشانی دارند.

ب) نافلزها :

1- بیش تر آن ها نقطه ی ذوب و جوش پایینی دارند .  2-  سطح کدر و مات دارند.

3- در حالت جامد شکننده اند.                               4- عایق جریان برق و گرما هستند .

ج) شبه فلز ها : تعداد اندکي ازعنصرها خواصي بين خواص فلزها و نافلزها دارند که به اين عنصرها شبه فلز مي گويند . مانند آرسنیک

پيشگويي خواص عناصر : مندليف توانست برخي ويژگي هاي مهم يک عنصر را از روي خواص اصلي خانواده اي که در آن قرار دارد پيشگويي کند . براي مثال  سدیم فلزی نرم ، قابل برش با چاقو پیش بینی می شود پتاسیم همین ویژگی ها را داشته باشد.

?بعضي ا زخواص يک عنصر مانند نقطه ی ذوب و جوش را مي توان با ميانگين گرفتن از خواص دو عنصر بالا و پايين آن عنصر تخمين زد .

?عناصري که در يک خانواده قرار دارند ترکيبات مشابهي را پديد مي آورند . مثلاً اگر فرمول آلومینیوم اکسيدAl2O3  باشد فرمول  آلومینیوم سولفيدAl2S3 می شود زیرا  گوگرد و اکسیژن در یک گروه هستند.
خواص عنصرها : بسياري از خواص عنصرها به تعداد الکترون ها در اتم هاي آن ها و چگونگي آرايش اين الکترون ها در اطراف هسته ي اتم بستگي دارد .

واکنش پذيري : هرچه  يک ماده سريع تر وارد يک واکنش شيميايي معين شود مي گوييم واکنش پذيري آن ماده بيشتر است مثلا واکنش پذیری پتاسیم از سدیم بیش تر است.

خواص فيزيكي و شيميايي مواد :  به ذره هاي سازنده و نيروي جاذبه بين آن ها وابسته است

بهبود خواص مواد: بسیاری از خواص ماده را به دو طریق بهبود می بخشند .

1-   مخلوط کردن با سایر مواد

2-    ايجاد تغييرات در سطح اتم ها و مولكول ها به علت گسترش همه جانبه دانش شيمي

مغز مداد : به طور عمده گرافيت است و با درجات مختلف سختي وجود دارد  . مداد سخت نمره 4 خطوط بسيار كم رنگ و مداد نرم نمره 1 خطوط پر رنگ دارد هر چه خاك رس بيش تر مداد سخت تر است.

پلي اتيلن : مي تواند  مانند شيشه سخت و شكننده باشد و يا نرم و تاشو

پني سيلين : در طبيعت به وسيله يك كپك توليدمي شود كه يك پادتن يا آنتي بيوتيك است و توسط شيميدان ها دست كاري و اصلاح شده است

با زباله هاي شهري و صنعتي چه مي كنند؟

1-   دور از مناطق مسكوني به طور بهداشتي دفن مي كنند

2-   فاضلاب شهري و صنعتي را تصفيه مي كنند تا مواد خطرناک آن وارد محیط زیست نشود.

3-   زباله هاي جامد قابل سوختن را در دستگاه هاي زباله سوز مي سوزانند (انرژي حاصل از آن براي توليد برق مصرف مي شود )

4-   زباله هايي مانند كاغذ، شیشه ، پلاستیک و فلزها را بازگرداني مي كنند.

5-   زباله هايي مانند مواد شيميايي سمي و مواد پرتو زا را انبار مي كنند.

  زباله هاي شهري و راه هاي دفع آن

بخش عمده اي از زباله هاي شهري مانند پسماند مواد غذايي و کاغد ، زيست تخريب پذيرند ، يعني اين مواد پس از مدفون شدن در خاک ، در غياب هوا ، به وسيله ي موجودات ذره بيني به مواد ساده تري تجزيه مي شوند .

 زيست گاز (بيوگاز) : از تجزيه ي مواد زيست تخريب پذير ، زيست گاز (بيوگاز) توليد مي شود که به طور عمده متان ، کربن و دي اکسيد است.

کاربرد زیست گاز : از سوزاندن زيست گاز مي توان براي توليد انرژي و نيروي برق استفاده کرد .

?متان و کربن دي اکسيد هر دو گاز گلخانه اي هستند اما اثر متان ۲۵ برابر کربن دي اکسيد است . پس بهتر است به جاي متان موجود در زيست گاز ، محصول احتراق آن يعني کربن دي اکسيد وارد هوا کره شود .

  چگونه مي توان عمر منابع تجديد ناپذير را طولاني کرد ؟

۱- بازنگري در مصرف   : اصلاح عادت های فردی و اجتماعی در استفاده از وسایل

۲- کاهش ميزان مصرف : کم کردن مصرف
۳- باز به کاربردي مواد  : استفاده مجدد از وسایل

۴- بازگرداندن  :    باز یافت مواد و تهیه ی وسایل تازه از آن ها

5- جايگزينی :  پيداکردن جايگزين مناسب مانند استفاده از رشته هاي نوري به جاي کابل هاي مسي در شبکه هاي ارتباطي استفاده مي شود.

  زباله هاي جامد : عمده زباله هاي جامد در يک کشور پيشرفته صنعتي عبارتند از :
۱- کاغذ و مقوا که يک منبع تجديد پذير وزيست تخريب پذير است . 36%     ( در تهران 9 % )
۲- مواد پلاستيکي که از نفت بدست مي آيند و تجديد ناپذيرند و زيست تخريب شدنشان بسيار کند است . 7%
۳- شيشه  8% که تجديد ناپذيرند .         ۴- پسماند مواد غذايي 9%   ( در تهران 70 % )

 ۵- چوب   4%                                 6-  فلز 9%
و ديگر زباله هاي جامد که از اين مجموعه کاغذ و مقوا و مواد پلاستيکي وشيشه و آلومينيم قابل بازگرداني اند .  

علت بازگرداني در كشور هاي پيشرفته :

1-   مناسب بودن  خواص آنها براي بازگرداني 2-   فناوري لازم براي بازگرداني آن ها در اختيار است

3- بازگرداني آنها از نظر اقتصادي به صرفه است                

 4- از راه بازگرداني اين مواد ، طول عمر منابع اوليه ي آن ها افزايش مي يابد.

  زباله هاي پلاستيکي و بازگرداني آنها

1- زباله هاي پلاستيکي 7% جرمي و 30% حجمي زباله هاي جامد را تشکيل مي دهند

2-  اين مواد يا زيست تخريب پذير نيستند يا تخريب آنها بسيار آهسته است .

3-  بازگرداني زباله هاي پلاستيکي از نظر حفظ محيط زيست اهميت زيادي دارد

4- بازگردانی  اين مواد  باعث افزايش طول عمر ذخاير نفتي که تجديد ناپذيرند مي شود .

5-  از پلاستيک هاي بازيافت شده در ساختمان سازي ، صنايع بسته بندي ، ساخت ظروف لاستيکي ، نيمکت پارک ها ، ميز و صندلي و ... استفاده مي شود .  

  زباله هاي کاغذي و بازگرداني آنها

1- ساختن کاغذ انرژي زيادي لازم دارد زیرا  براي توليد هر تن کاغذ حدود 17 درخت تنومند لازم است و 25 سال طول مي کشد که يک نهال رشد کند و درخت بزرگي بشود.

 2-  در فرآيند بازگرداني کاغذهاي باطله را در آب گرم به صورت خمير در مي آورند و پس از سفيد کردن خمير کاغذ ، از آن براي تهيه کاغذ استفاده مي شود  

بخش ۴                                           طلاي سياه ، اندوخته روبه پايان

نفت : پس از آب ، نفت فراوان ترين مايع در بخش هاي بالايي پوسته زمين است . نفت يک منبع غني از مواد شيميايي است .

 حدود 87% هر بشکه نفت براي سوزاندن و 13% براي ساخت بکار مي رود . بي توجهي در مصرف نفت باعث ورود مقادير زيادي CO2 در هوا و آلودگي هوا مي شود .
مندليف : «سوزاندن نفت براي توليد انرژي ماند روشن نگه داشتن اجاق گاز با سوزاندن اسكناس است.»

عدم توجه به سخن مندليف :  فراواني ظاهري ، سهولت انبار داري و حمل و نقل ، كاربرد آسان و بهاي ارزان نفت
سوخت هاي فسيلي : به زغال سنگ ، نفت خام و گاز طبيعي ، سوخت هاي فسيلي مي گويند زيرا از فسيل شدن اجساد و بقاياي جانوران و گياهاني به وجود آمده اند كه صد ها ميليون سال پيش مي زيسته اند .

?سوخت هاي فسيلي منابعي تجديد ناپذيرند زيرا تشکيل آنها بسيار آهسته است و سرانجام روزي تمام خواهد شد .

نفت طلاي سیاه : تركيبات مولكولي نفت دو خصلت شيميايي سودمند دارند :

1-    سرشار از انرژي هستند و به هنگام سوزاندن آزاد مي شوند.

2-    مولكول هاي نفت را مي توان به روش هاي شيميايي به يك ديگر تبديل كرد و مواد سودمند به دست آورد .

نفت خام :  نفتي كه از چاه استخراج مي شود و مايعي قهوه اي مايل به سياه كه ممكن است روان يا غليظ باشد

  پالايش نفت خام: به دست  آوردن، مخلوط هایی با نقطه ی جوش تقریبا برابر با استفاده ازتقطير جزء به جزء نفت خام را پالایش گویند .

1- هيدروکربن ها را از نمک ها و اسيد ها  جدا می کنند.

2-  هيدروکربن ها را در کوره تا حدودC ْ 400 گرم مي کنند.

3-  سپس آن را با پمپ به پايين برج تقطير که بيش از 30 متر ارتفاع دارد مي فرستند .

4-  مولکول هاي کوچک تر و سبک تر و زود جوش تر به سوي بالای ستون تقطير مي روند و مولکول ها ي سنگين تر و دير جوش تر به سمت پايين برج مي روند

برش نفتی : به مخلوطی از هیدروکربن ها می گویند که از بخش خاصی از برج تقطیر جدا می شود.
برش گازي نفت : شامل ترکيبهايي با نقطه جوش پايين است . مولکول هاي اين گازها از ۱ تا ۴ اتم کربن دارند .

 برش هاي مايع نفت : که شامل بنزين ، نفت و روغن هاي سنگين تر هستند شامل مولکول هاي ۵ تا 20 کربن هستند .

 برش جامد :  حتي در دماهاي بالا بخار نمي شوند مولکول هايي با بيش از 20 اتم کربن هستند .  

ته مانده : مولکول ها یي سنگين که دمای جوش بیش تر از 370درجه دارند به گاز تبدیل نمی شوند و به صورت مایعی غلیظ از پايين برج جدا مي شوند  مانند قیر

LPG : نفت گاز مایع شده که از آن برای پر کردن کپسول های گاز مایع استفاده می شود .

  شيمي آلي : شيمي  ترکيب هاي کربن را مي گويند .  

  هيدروکربن : ترکیباتی که فقط از هیدروژن و کربن تشکیل شده اند مانند  C4H10

هيدروکربن هاي سير شده : هر اتم کربن با چهار پيوند به چهار اتم ديگر متصل شده است در ساختار آن ها پیوند دوگانه= یا سه گانه  وجود ندارد  

 آلکان ها: هيدروکربنهایي سير شده با فرمول عمومی  CnH2n+1 می باشد .

 نام آلکان ها از دو بخش تشکيل شده است .

 بخش اول:  تعداد اتم هاي کربن         و             بخش دوم لفظ " ان " است.

متان – اتان – پروپان – بوتان – نپتان - هگزان – هپتان – اوکتان – نونان – دکان

آلکان ها ی راست زنجير : هر اتم كربن به يك يا دو اتم كربن ديگر متصل است .

شاخه دار :  يك يا چند اتم كربن با سه  يا چهار  اتم كربن ديگر متصل است .

 هم پار يا  ايزومر:  مولکول هايي که فرمول مولکولي يکسان دارند ، اما فرمول ساختاری (آرايش اتم ها) در آنها متفاوت است .

?آلکان هايي که چهار يا تعداد بيش تري اتم کربن داشته باشند داراي ايزومر هستند .

 ويژگي هاي مهم آلكان ها :

  1- همه ي آلکان ها ، گازها ، مايع ها يا جامدهايي بي رنگ هستند

2-  با افزايش تعداد کربن  نقطه ذوب و جوش و گرانروي افزايش مي يابد .

3-  همه ي آلکان ها در هوا با شعله زرد – آبي تميزي مي سوزند .  

گران روی (ویکوزیته ) : میزان مقاومت یک مایع برای جاری شدن را گران روی می گویند.

?در بین ایزومرهای یک ترکیب هر چه تعداد شاخه های فرعی بیش تر باشد دمای ذوب و جوش کم تر می شود .

? در آلکان ها  هر چه تعداد کربن بیش تر  نیروی جاذبه بین مولکولی قوی تر است .

  سوختن کامل هيدروکربن ها ( اکسیژن کافی) : 

انرژي نوراني و گرمايي( (KJ/mol + آب + CO2 à O2 + هيدروكربن

 سوختن ناقص (اکسيژن کافي نباشد) : 

انرژي نوراني و گرمايي( (KJ/mol + آب + COوCO2 à O2 + هيدروكربن

?در صورتي که اکسيژن باز هم کمتر شود ، مقداري دوده به عنوان فرآورده هاي فرعي توليد مي شود .  

? در بین آلکان ها ، با افزایش تعداد کربن ، گرمای سوختن به ازای یک گرم آلکان کم تر می شود

کراکينگ:  شکستن مولکول هاي  بزرگ و کم مصرف به مولکول هاي کوچک تر  و مفید تر را گویند

? برا ي نمونه ممکن است يک مولکول با 16 اتم کربن شکسته شود و دو مولکول با ۸ اتم کربن به وجود آيد .

?در عمل مي توان مولکول هايي را که از ۱ تا 14 يا تعداد بيش تري اتم کربن دارند ، از راه کراکينگ مولکول هاي بزرگ تر بدست آورد .

? مولکول هاي ۵ تا ۱۲ کربنه براي استفاده در بنزين سودمند هستند . به طور معمول بيش از يک سوم نفت خام کراکينگ مي شود .

? در سال ۱۹۱۳ ، شيميدان ها فرآيند کراکينگ را براي شکستن مولکول هاي نفت چراغ به مولکول هاي کوچک تر طراحی کردند .

انواع کراکینگ :

1- کراکینگ گرمايی :

در اين فرآيند ، مولکول ها به وسیله ی گرما ، در دمای حدودC  ْ 700 شکسته گرم مي شوند مانند کراکینگ نفت چراغ مي شود

 2- کراکينگ کاتاليزي: در این روش مولکول ها در دمای کم تری( دماي Cْ 500  به جايC ْ700) و با افزودن کاتاليز گرماي مناسب مانند آلومينيوم اکسيد (AL2O3 )  شکسته مي شوند.بازده اين فرآيند بالاتر بوده و از نظر مصرف انرژي کارايي بهتري دارد.  

 کاتالیزگر :  ماده ای است که سرعت واکنش های شیمیایی را افزایش داده ولی خود در پایان باقی می ماند .

 عدد اوکتان: عددي بین صفر تا صد براي بيان کردن ميزان خوش سوزي يک هيدروکربن است .

? عدد اوکتان ایزواوکتان که یک ترکیب شاخه دار است 100 می باشد .

? عدد اوکتان هپتان راست زنجیر  0 می باشد .

?هرچه عدد اوکتان بزرگتر باشد خواص ضد کوبش بنزين بيشتر است و بنزين مرغوب تر است .

? بنزيني که بيشتر از آلکان هاي راست زنجير مانند هگزان ، هپتان ، و اوکتان تشکيل شده است ، به آساني مي سوزد و موجب کوبش (تق تق کردن ) موتور مي شود .
? يک راه نسبتاً ارزان براي بالا بردن عدد اوکتان افزودن تترا اتيل سرب 4(C2H5) pb به بنزين است . ولی به علت اثر های زیان آور سرب به محیط زیست ، دیگر استفاده نمی شود .  

آلکن ها :  هيدروکربنهایي سير نشده با فرمول عمومی CnH2n می باشد و پیوند دوگانه C=C دارند اتن (اتيلن ) ساده ترين عضو آلکن هاست.

 آلکین ها :  هيدروکربنهایي سير نشده با فرمول عمومی CnH2n-2 می باشد و پیوند سه گانه  دارند اتين(استيلن )  ساده ترين عضو آلکين هاست .

? واکنش پذيري هيدروکربن هاي سير نشده ، بيشتر از آلکان ها است .  

مشتق هیدروکربن ها : اگر به جای یک یا چند اتم هیدروژن در هیدروکربن ، عنصر هایی مانند اکسیژن ، نیتروژن ، کلر یا گوگرد جایگزین شود . ترکیب به دست آمده را مشتق هیدروکربن می گویند .

پتروشيمي: مطالعه فراورده هایی که از نفت به دست می آیند .

  فرآورده هاي پتروشيميايي : امروزه بسياري از اشياء و مواد متداول ساختني هستند که به وسيله صنايع شيميايي از نفت يا گاز طبيعي به دست مي آيند . اين ترکيب ها را فرآورده هاي پتروشيميايي مي نامند .

?برخي از اين مواد مثل پاک کننده ، حشره کش ها و مواد دارويي و آرايشي به طور مستقيم استفاده مي شوند ولي بيش تر اين مواد به عنوان ماده اوليه در توليد ترکيب هاي ديگر به ويژه پلاستيک ها بکار مي روند .  

  کاربرد اتن در پتروشيمي :يکي از آلکن هاي مهم صنعتي اتن است . واکنش پذيري پيوند دو گانه در اتن بسيار زياد است . از اين رو به آساني مي توان آن را به بسياري از فرآورده ها ي سودمند تبديل کرد . براي مثل وقتي که يک مولکول آب با پيوند دوگانه ي يک مولکول اتن واکنش مي دهد اتانول که يک ترکيب سيرشده است و کاربردهاي بسيار زيادي دارد تشکيل مي شود .  

  اتانول (اتيل الکل ) : به مقدار زياد به عنوان حلال در روغن هاي جلا و عطر ها ، در تهيه بسياري از اسانس ها و مواد دارويي استفاده مي شود

پلیمر یا بسپار : از اتصال تعداد زیادی مولکول کوچک و یکسان ، یک مولکول بسیار بزرگ به دست می آید که به آن بسپار یا پلیمر می گویند.

  پلي تن (پلي اتيلن ): یک پلیمر معروف و پر استفاده است که از مولکول های اتن به دست می آید واکنش تولید آن به صورت زیر است

 

 پلي تن (پلي اتيلن ): در ساخت کيسه هاي پلاستيکي و ورقه ها ي بسته بندي استفاده مي کنند و يکي از بسپارهاي (پليمرهاي ) مهم صنعتي است .

جايگزين نفت:  يکي از جايگزين های  احتمالي نفت ، توليد سوخت مايع از زغال سنگ است . انرژي هسته اي ، انرژي خورشيدي ، انرژي باد ، انرژي موج هاي دريا و انرژي زمين گرمايي هم مي توانند مناسبي براي تامين انرژي باشند . همچنين گاز طبيعي که بيشتر CH4 است و به صورت فشرده در مخزن هاي CNG که قابل پر شدن دوباره هستند را مي توان به عنوان سوخت خوردروها جايگزين کرد .



تاريخ : دوشنبه 1391/01/07 | 19 | نویسنده : علیرضا طاهری |

شيمي آلي

بخشي از علم شيمي است که درباره مواد آلي گفتگو مي کند . ويژگي آشکار ترکيب هاي آلي وجود اتمهاي کربن در همه آنهاست . از اين رو شيمي آلي را شيم يترکيب هاي کربن نيز مي گويند .

 

هيدروکربن هاي سير شده يا آلکان ها

در يک آلکان ، هر اتم کربن با چهار پيوند به چهار اتم ديگر متصل شده است . اين ، بيش ترين تعداد اتمي است که مي تواند به يک اتم کربن ديگر متصل شود . به اين علت آلکان ها راهيدروکربنهاي سير شده مي گويند . نام اعضاي اين خانواده از دو بخش تشکيل شده است . بخش اول تعداد اتم هاي کربن و بخش دوم لفظ " ان " است. متان نخستين و ساده ترين عضو اين گروه است . متان – اتان – پروپان – بوتان – نپتان -  هگزان – هپتان – اوکتان – نونان – دکان – نام آلکان هاي ۱ کربنه تا 10 کربنه است .

آلکان ها مي توانند راست زنجير يا شاخه دار باشند . مولکول هايي که فرم مولکولي يکسان دارند ، اما آرايش اتم ها در آنها متفاوت است . هم پارياايزوم مي نامند . آلکان هايي که چهار يا تعداد بيش تري اتم کربن داشته باشند داراي ايزوم هستند . همه ي آلکان ها ، گازها ، مايع ها يا جامدهايي بي رنگ هستند که با افزايش اعداد کربن به نقطه جوش و گرانوري آنها افزايش مي يابد . همه ي آلکان ها در هوا با شعله زرد – آبي تميزي مي سوزند .

 

سوختن هيدروکربن ها

انرژي نوراني و گرمايي + آب + گازکربن دي اکسيد = گاز اکسيژن + هيدروژن

معادله بالا ، سوختن کامل يک هيدروکربن را نشان مي دهد . انرژي آزاد شده را مي توان بر حسب KG/mol بيان کرد .

 

اگر مقدار اکسيژن کافي نباشد ، سوختن ناقص خواهد بود .

در سوختن ناقص ، افزون بر کربن د ياکسيد آب ، مقداري کربن مونوکسيد (Co) نيز تشکيل مي شود و در صورتي که اکسيژن باز هم کمتر شود ، مقداري دوده به عنوان فرآورده هاي مرغي توليد مي شود .

 

 

بهبود کيفيت سوخت

در سال ۱۹۱۳ ، شيميدان ها فرآيند کراکينگ را براي شکستن مولکول هاي نفت چراغ به مولکول هاي کوچک تر طراح يمي کردند . در اين فرآيند ، نفت چراغ تا حدود Cْ 700 گرم مي شود . برا ينمونه ممکن است يک مولکول با 16 اتم کربن شکسته شود و دو مولکول  با ۸ اتم کربن به وجود آيد . در عمل مي توان مولکول هايي را که از ۱ تا 14 يا تعداد بيش تري اتم کربن دارند ، از راه کراکينگ مولکول هاي بزرگ تر بدست آورد . مولکول هاي ۵ تا ۱۲ کربنه براي استفاده در بنزين سودمند هستند . به طور معمول بيش از يک سوم نفت خام کراکينگ مي شود . بازده اين فرآيند را با افزودن کاتاليز گرماي مناسب مانند آلومينيوم اکسيد (AL2O3 ) بالا برده اند . فرايند کراکينگ کاتاليزي از نظر مصرف انرژي کارايي بهتري دارد زيرا به جاي Cْ700 رد دماي Cْ 500 انجام مي شود .

عدد اوکتان و روش هاي بالا بردن آن

بنزيني که بيشتر از آلکان هاي راست زنجير مانند هگزان ، هپتان ، و اوکتان تشکيل شده است ، به آساني مي سوزد و موجب کوبش (تق تق کردن ) موتور مي شود .

آلکانهاي شاخ دار در موتور خودروها بهتر از آلکان هاي راست زنجير مي شوند . مثلاً ايزواوکتان که يکي از همپارهاي اوکتان است . بسيار خوش سوز مي باشد .

عدد اوکتان ، عددي براي بيان کردن ميزان خوش سوزي يک هيدروکربن است .هرچي عدد اوکتان بزرگتر باشد خواص ضد کوبش بنزين بيشتر است و بنزين مرغوب تر است . يک راه نسبتاً ارزان براي بالا بردن عدد اوکتان افزودن تترا اتيل سرب pb  ئ 4(C2H5) به بنزين است .

هيدروکربن هاي سيرنشده

در اين نوع هيدروکربن ها حداقل دو اتم کربن مي توان يافت که به جاي چهار اتم ، تنها با سه يا دو اتم پيوند دارد . آلکن ها و آلکين ها و اتين ساده ترين عضو آلکين هاست .

اتن (اتيلن )

اتين (استيلن )

واکنش پذيري هيدروکربن هاي سير نشده ، بيشتر از آلکان ها است .

فرآورده هاي پتروشيميايي

امروزه بسياري از اشياء و مواد متداول ساختني هستند که به وسيله صنايع شيميايي از نفت يا گاز طبيعي به دست مي آيند . اين ترکيب ها را فرآورده هاي پتروشيميايي مي نامند .برخي از اين مواد مثل پاک کننده ، حشره کش ها و مواد دارويي و آرايشي به طور مستقيم استفاده مي شوند و ل يبيشتر اين مواد به عنوان ماده اوليه در توليد ترکيب هاي ديگر به ويژه پلاستيک ها بکار مي روند .

کاربرد اتن در پتروشيمي

يکي از آلکن هاي مهم صنعتي اتن است . واکنش پذيري پيوند ده گانه در اتن بسيار زياد است . از اين رو به آساني مي توان آن را به بسياري از فرآورده ها يسودمند تبديل کرد . براي مثل وقتي که يک مولکول آب با پيوند دوگانه ي يک مولکول اتن واکنش مي دهد اتانول که يک ترکيب سيرشده است و کاربردهاي بسيار زيادي دارد تشکيل مي شود .

اتانول (اتين الکل )آباتن (اتيلن )

 همچنين از اتن براي تهيه پلاستيک ، پل يتن (پلي اتيلن ) استفاده مي شود که از آن در ساخت کيسه هاي پلاستيکي و ورقه ها يبسته بندي استفاده مي کنند .

پلي تن يکي از بسپارهاي (پليمرهاي ) مهم صنعتي است .



تاريخ : دوشنبه 1391/01/07 | 19 | نویسنده : علیرضا طاهری |

گاز طبیعی مایع

گاز مایع که بصورت مخفف LPG نامیده می شود معمولاً عمدتاً از دو ترکیب هیدروکربنی پروپان و بوتان با فرمول شیمیایی C4H10, C3H8 تشکیل شده است. بوتان خود شامل دو ترکیب ایزوبوتان ونرمال بوتان است. LPG که معمولاً در برخی نقاط دنیا به نام ترکیب عمده آن، پروپان، نیز شناخته می شود بعنوان محصول فرعی فرآیندهای تصفیه و تولید گاز طبیعی و پالایش نفت خام تولید می شود. LPG در آمریکا عمدتاً از ۹۰% پروپان، ۵/۲% بوتان و هیدروکربنهای سنگین و مقدار کمی نیز اتان و پروپلین تشکیل شده است. گاز مایع فاقد رنگ، بو و مزه است و بطور کلی زیان آور نیست ولی در صورتیکه حجم زیادی از آن استشمام گردد باعث بیهوشی خواهد شد. به منظور آگاهی از نشت گاز مایع ترکیبات گوگرد دار بنام مرکاپتان شامل “اتیل مرکاپتان” و “متیل مرکاپتان” به گاز مایع افزوده می شود. LPG در شرایط فشار و دمای عادی بصورت گاز است و تحت فشار atm10-8 ، اجزا آن به مایع تبدیل می شود. بنابراین نگهداری و حمل و نقل این محصول به سادگی امکان پذیر است. البته ترکیبات LPG برای مکانهای مختلف و در فصول مختلف متفاوت است. برای مثال گاز مایع ارائه شده به مصرف کنندگان در ایران در فصول مختلف بین (۹۰-۵۰) درصد بوتان و (۵۰-۱۰) درصد پروپان و تا ۲% ترکیبات سنگین تر مثلاً پنتان دارد. به علت کیفیت سوخت گاز مایع LPG و کاهش انتشار آلاینده ها، استفاده از این سوخت در جهان به صورت فزاینده ای مورد توجه بوده و در کشورهای مختلف مانند ایتالیا (با ۱۵۰۰۰۰۰ خودرو)، ژاپن، امریکا، انگلیس استفاده از این سوخت جایگزین مورد حمایت و تشویق دولتها می باشد.

مزایای LPG شامل در دسترس بودن ( درکشورهای تولید کننده)، ایمنی، نیاز به تغییرات جزیی در موتور خودروها و بازدهی مناسب سوخت می باشد. جهت مایع نمودن، این گاز در فشار حدود ۸ تا ۱۰ اتمسفر در مخازن فلزی با استحکام مناسب ذخیره می شود. چون این مخازن مجهز به شیر قطع جریان در صورت نشت از خطوط انتقال سوخت هستد استفاده از آنها ایمن تر از بنزین می باشد.
LPG به موتور محفظه احتراق به صورت بخار وارد می شود، لذا روغن را از دیواره سیلندرها نمی شوید، یا در شرایط سرد بودن موتور، روغن را رقیق نمی کند. همچنین، مواد آلاینده مانند اسید سولفوریک، یاذرات کربن را وارد روغن موتور نمی نماید.
بنابراین موتورهایی که با سوخت گاز مایع کار می کنند هزینه تعمیرات و نگهداری کمتری خواهند داشت. چون LPG دارای عدد اکتان بالا حدود (RON=105) می باشد قدرت موتور یا بازدهی سوخت بدون افزایش ضربه در موتور، با افزایش ضریب تراکم قابل افزایش است.

معایب LPG:
در مقایسه با بنزین، LPG دارای محتوای انرژی (energy content) کمتر است، لذا مخزن سوخت باید بزرگتر از مخزن بنزین بوده و بعلت اینکه مخزن تحت فشار می باشد سنگین تر خواهد بود و هزینه خودروهای با سوخت LPG بین ۲۰۰۰ –۱۰۰۰ دلار گرانتر از خودروهای بنزینی می باشد. البته قیمت LPG در سطح جهانی تقریبا” مشابه قیمت بنزین است.
با توجه به اینکه گاز مایع بعنوان محصول فرعی پالایشگاههای گاز و نفت تولید می شود لذا فراوانی منابع آن کاملاً محدود است. لذا بعنوان راه حل اساسی در کاهش الودگی و جایگزینی سوخت در بسیاری از نقاط جهان نمی تواند مطرح باشد.
به لحاظ ایمنی، چون گاز پروپان سنگین تر از هواست در صورت نشت، بصورت لکه روی سطح زمین باقی مانده و در آبهای زیرزمینی نیز نفوذ می کند. امکان شعله ور شدن آن روی سطح زمین نیز هست. لذا از این حیث باید در حمل و نقل و حین استفاده، نهایت دقت در جلوگیری از نشت LPG صورت گیرد.
از سایر معایب این سوخت می توان به افت قدرت موتور در موتورهای تبدیلی به میزان ۱۰-۱۵ درصد و عدم توانائی مناسب موتور در عبور از سربالائی ها اشاره نمود.
در موتورهای تبدیلی اگر موتور به طور مناسب تبدیل نگردیده باشد در تابستانها گاز بصورت خشک سوخته و باعث جوش آمدن موتور می گردد. و در زمستان نیز برای شروع و استارت موتور دارای مشکل بوده و باید با بنزین موتور تبدیلی روشن گردد.

انتشار گازهای آلاینده:
از دیدگاه زیست محیطی استفاده از LPG بصورت استاندارد دارای کمترین چرخه حیات انتشار گازهای گلخانه ای در مقایسه با سایر سوختهای تجاری است. پتانسیل کاهش اوزون با استفاده از این سوخت به نصف بنزین کاهش می یابد، همچنین انتشار هیدروکربنهای نسوخته ۳/۱ اکسیدهای نیتروژن ۲۰%، منواکسید کربن ۶۰% در مقایسه با بنزین کاهش می یابد


گاز طبیعی مایع (LNG) :
گاز طبیعی چنانچه در فشار اتمسفر تا دمای F º۲۶۰- سرد شود، به حالت مایع تبدیل می شود. LNG شامل بیش از ۹۵ درصد متان و درصد کمی اتان و پروپان و سایر هیدروکربورهای سنگین تر است. سایر ترکیبات و ناخالصی های گاز طبیعی مانند اکسیژن، آب، گازکربنیک و ترکیبات گوگردی طی فرآیند سرد کردن از گاز طبیعی جدا شده و گاز طبیعی در حالت مایع بدست می آید. البته LNG تا حد ۱۰۰ درصد متان خالص نیز قابل دستیابی است. حجم LNG 600/1 حجم گاز طبیعی و دانسیته آن ۴۲/۰ دانسیته آب است. این ماده، مایعی بی بو، بی رنگ و غیر سمی است و نسبت به فلزات یا سایر مواد حالت خورندگی ندارد. LNG وقتی تبخیر یا با هوا ترکیب شود در دامنه غلظت ۵ تا ۱۵ درصد می سوزد. LNG یا بخار آن در محیط و فضای باز حالت انفجاری ندارد. کلیه آزمایشات انجام شده و خواص LNG، ایمن بودن این سوخت را کاملاً تائید می کند زیرا نشت مایع LNG یا ابربخارات آن به محض تماس با زمین یا در اثر حرارت محیط به سرعت در هوا تبدیل به گاز شده و چون در این حالت از هوا سبک تر است در محیط پراکنده و منتشر می شود. LNG در وهله اول برای خودروهای سنگین دیزلی (HEAVY DUTY VEHICLE) کاربرد دارد. به لحاظ ارزش حرارتی و دانسیته انرژی، مشابه سوخت دیزل (گازوئیل) هست.
LNG در دمای
  ۲۶۰oF - و فشار اتمسفریک در حالت مایع اشباع ( در دمای جوش مایع) است. بنابر این مانند هر مایع در حال جوش چنانچه در فشار ثابت نگهداری شود (حتی با افزایش حرارت) در دمای ثابت خواهد ماند.
مادام که بخار LNG از مخازن خارج می شود (boil off)، دمای مخزن ثابت می ماند.

 

اجزاء سیستم خودروهای با سوخت LNG:
از لحاظ انتقال سوخت به موتور، مشابه موتورهای با سوخت CNG است و سوخت به صورت بخار وارد موتور می شود. فرق اساسی بین موتورهای CNG, LNG در نحوه نگهداری و تحویل سوخت است.
مخازن ذخیره LNG دوجداره می باشند و برای فشار کاری حداکثر تا ۲۳۰ psi یا ۱۶bar طراحی شده است. این مخازن دارای لوله و اتصالات لازم برای خارج کردن گاز در صورت افزایش فشار ( با توجه به انتقال حرارت از محیط به مخزن) و یا انتقال سوخت در زمان مصرف هستند. این مخازن مجهز به سیستم اعلام پایان سوخت گیری (پرشدن مخزن) نیز هستند. موتور خودروها گاز را در فشار ۴ الی ۹ بار (۶۰-۱۲۰ psi) مصرف می کند.

 

معایب استفاده از LNG:
بسیاری از مردم به استفاده از مواد در دماهای پایین عادت نداشته لذا نیاز به آموزش خاصی در زمینه استفاده از سوخت در دمای خیلی پایین هست.
در ایستگاههای سوخت گیری خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو ( شامل لوله ها شیرآلات و وسایل اندازه گیری) جهت انتقال LNG در حالت مایع باید پیش از شروع ، سوخت تا دمای ºF 260- سرد شوند در غیر اینصورت منجر به تبخیر بخشی از سوخت می شود.
- حداکثر پرشدن مخزن دوجداره Cryogenic تا حد ماکزیمم ظرفیت، امکان پذیر نیست زیرا به اندازه لازم فضای خالی در بالای سطح مایع جهت تبخیر یا جوشیدن مایع باید در مخزن در نظر گرفته شود.


مزایای استفاده از LNG:
دانسیته انرژی بالاتری نسبت به سوختهای گازی دارد، زیرا به شکل مایع ذخیره می شود. مسافت پیمایش بیشتر و وزن کمتر مخازن ذخیره، استفاده از آن را در خودروهای کوچکترامکان پذیر می سازد. سرعت سوختگیری بالا به نحوی که در خودروهای بزرگ زمان سوختگیری ۴ الی ۶ دقیقه می باشد (۱۰ الی ۴۰ گالن در دقیقه). ارزیابی و کنترل ترکیب سوخت با دقت بالایی امکان پذیر است و با توجه به اینکه LNG تولید شده برای خودروها تا ۹۹ درصد متان دارد، لذا کنترل و تعیین مناسب ترکیب سوخت بازدهی موتور و سوخت را نیز افزایش می دهد.



تاريخ : یکشنبه 1391/01/06 | 19 | نویسنده : علیرضا طاهری |
آرایش اتمها که مشخص کننده ایزومر فضایی ویژه‌ای است کنفیگوراسیون نامیده می‌شود...
با استفاده از آزمایش قابلیت انطباق نتیجه می‌گیریم که مثلاً دو ایزومر فضایی برای بوتیل کلرید نوع دوم وجود دارد؛ این کنفیگوراسیونها I و II هستند. در آزمایشگاه نمونه‌هایی از دو ترکیب با فرمولC2H5 CHlCH3را به دست آورده‌ایم. می‌دانیم که یکی از آنها صفحه نورپلاریزه را به طرف راست و دیگری آن را به سمت چپ می‌چرخاند؛ ما آنها را در دو شیشه قرار داده و یکی از آنها را با برچسب (+)- بوتیل کلرید نوع دوم «و دیگری با (-)- بوتیل کلرید نوع دوم» مشخص می‌نمائیم.

دو مدل برای نمایش دو کنفیگوراسیون از این کلرید ساخته‌ایم و دو ترکیب ایزومری با فرمول مناسب نیز جداسازی نموده‌ایم. حال این سئوال پیش می‌آید که هر ایزومر دارای چه کنفیگوراسیونی می‌باشد؟ آیا ایزومر(+) دارای کنفیگوراسیون I است یا II؟ چگونه می‌توان فهمید که کدام یک از فرمولهای ساختمانی I یا II را بر روی برچسب کدام شیشه باید نوشت؟ یعنی باید گفت چگونه کنفیگوراسیون را مشخص می‌نمائیم؟

تا سال 1951 سئوال مربوط به کنفیگوراسیون هر ترکیب فعال نوری را نمی‌توانستیم به مفهوم مطلق پاسخ دهیم. اما در این سال جی.ام. بیژوت- مدیر برجسته آزمایشگاه وانت هوف در دانشگاه اوترخت - گزارش نمود که با استفاده از نوع ویژه‌ای از تجزیه با اشعه X (روش پراکندگی غیر معمولی) آرایش فضایی واقعی اتمهای یک ترکیب فعال نوری را تعیین کرده است. ترکیب مذکور، نمک(+)- تاتاریک
اسید بود، همان اسیدی که 100 سال پیش پاستور را به کشف ایزومری نوری هدایت نمود. سالها قبل از سال 1951، وجود ارتباط بین کنفیگوراسیون (+)- تاتاریک اسید و کنفیگوراسیون صدها ترکیب فعال نوری دیگر مشخص شده بود (به وسیلة روشی که بعداً مورد بررسی قرار خواهد گرفت؛ هنگامی که کنفیگوراسیون (+)- تاتاریک اسید شناخته شده، کنفیگوراسیونهای دیگری نیز سریعاً مشخص گردید. (مثلاً درمورد بوتیل کلریدهای نوع دوم معلوم گردید که ایزومر (-) دارای کنفیگوراسیون I و ایزومر (+) کنفیگوراسیونII را دارد).


تاريخ : یکشنبه 1391/01/06 | 14 | نویسنده : علیرضا طاهری |
 تعریف کربوهیدرات ها 

  بطور كلي،  كربوهيدرات ها تركيبات شيميايي خنثي حاوي عناصر كربن، هيدروژن و اكسيژن با فرمول تجربي (CH2O)n ‌ هستند.  n‌ برابر 3 يا بيشتر است . برخي تركيبات با خصوصيات عمومي كربوهيدرات ها نيز وجود دارند كه حاوي فسفر، نيتروژن يا گوگرد هستند. بعضي ديگر مانند داكسي ريبوز (C5H10O4) فاقد هيدروژن و اكسيژن در نسبتي مشابه با آب مي باشند. گروه كربوهيدراتها حاوي پلي‌هيدروكسي‌ آلدئيدها، كتونها، الكلها و اسيدها، مشتقات‌ ساده‌ آنها و هر تركيبي هستند‌ كه‌ ممكن‌ است‌ به‌ اين‌ مواد هيدروليز شوند‌.

 

  مونوساكاريدها

 منوساکاریدها ترکیبات کریستالی جامد و بی رنگ هستند  به راحتی در آب حل می شوند در حلال های غیر قطبی نامحلول می باشند.اکثر منو ساکاریدها مزه شیرین دارند . اسکلت منوساکاریدهای معمول را زنجیرهای کربنی غیر منشعبی تشکیل می دهند که تمامی اتمهای آنها دارای پیوند یگانه هستند.منو ساکاریدها به دو شکل آلدئیدی (آلدوز) و کتونی (کتوز) وجود دارند. دو تریوز سه کربنه گلیسرآلدئید و دی هیدروکسی آستون ساده ترین منوساکاریدها هستند.

 

ž      ایزومری نوری

ž      هرگاه نور معمولی را از منشور نیکل عبور دهیم قسمتی از اشعه خروجی در یک سطح از منشور خارج می شود.چنین اشعه ای را نور پلاریزه یا قطبی می نامند. ملکولهایی که دارای کربن کایرال یا نا متقارن هستند، نور پلاریزه را منحرف می نمایند.گلوکز راست بر و فروکتوز چپ بر هستند.

 ایزومرهای آنانتیومر

 تمام منوساکاریدها، به غیر از دی هیدروکسی آستون دارای یک یا چند اتم کربن نامتقارن (کایرال) هستند.

کربن کایرال به کربنی اطلاق می گردد که چهار ظرفیت آن با چهار استخلاف متفاوت اشغال شده باشد.   ساده ترین آلدوز یعنی گلیسرآلدئید دارای یک مرکز کایرال بوده و بنابراین دارای دو ایزومر نوری است که به آنها ایزومرهای آنانتیومر می گویند.

به طور قرار دادی یکی از این دو شکل به صورت ایزومر D و دیگری به شکل ایزومر L نمایش داده می شود.

به طور کلی ملکولی با n کربن کایرال، می تواند n2 ایزومر فضایی داشته باشد.

ž      هر گاه محلول قندهای با بیش از سه کربن از نوع D یا L را در دستگاه پلاریمتر قرار دهیم، هر یک از آنها به علت داشتن بیش از یک کربن نا متقارن ممکن است نو پلاریزه را به راست یا چپ منحرف نمایند که به ترتیب آنها را با علامت (+) یا (-) مشخص می نمایند.

ž       هرگاه دو ایزومر تصویر آینه ای یکدیگر باشند نور پلاریزه را به یک اندازه ولی یکی به طرف راست و دیگری به سمت چپ منحرف می کنند، یک چنین ایزومرهایی را آنانتیومر یا آنانتیومورف می نامند مانند اشکال D و L گلوکز.

ž      ایزومرهای اپی مر

ž      اتمهای کربن قند از انتهای زنجیر که به گروه کربونیل نزدیک تر است، شماره گذاری می شوند.

ž      دو قندی که تنها از نظر جهت قرار گیری گروه OH حول یک اتم کربن با یکدیگر متفاوتند را اپیمر می نامند.

 برای مثال گلوکز و مانوز اپیمر کربن 2 و گلوکز و گالاکتوز اپیمر کربن 4 نامیده می شوند

 

 اکثر قندهای طبیعی از نوع D بوده ولی بعضی از قندها به شکل ایزومر L در طبیعت وجود دارند، مانند L-آرابینوز.

شکل حلقوی قندها

برای سادگی کار ساختمان آلدوزها و کتوزهای مختلف به صورت زنجیر مستقیم داده می شوند. در حقیقت در محیط آبی آلدوتتروزها و تمامی منوساکاریدهای دارای بیش از چهار اتم کربن، غالباً به شکل ساختمان های حلقوی وجود دارند .این حلقوی شدن با افزایش یک کربن کایرال در ساختمان ملکول همراه بوده و بنابراین تعداد ایزومرهای فضایی را دو برابر می کند. برای مثال در D-گلوکز در محلول گروه هیدروکسیل آزاد کربن 5 با کربن آلدئیدی 1 واکنش نموده و با تبدیل کربن اخیر به یک کربن نامتقارن، تولید دو ایزومر فضایی به نامهای a و b می کند.

 

در محلول های آبی، آنومرهای الفا و بتا D-گلوکز از طریق فرایندی به نام موتاروتاسیون به یکدیگر تبدیل می شوند. محلولی از  a-D-گلوکز و  b-D- گلوکز نهایتاً به مخلوطی تبدیل می شود که از نظر فعالیت نوری متعادل است. این مخلوط حاوی حدود یک سوم  a-D-گلوکز و دو سوم b-D- گلوکز و مقادیر بسیار اندکی از اشکال خطی و حلقوی پنج ضلعی (گلوکوفورانز) می باشد. کتوهگزوزها نیز به اشکال آنومری آلفا و بتا وجود دارند.

 خواص‌ منوساكاريدها

بدليل‌ وجود يك‌ گروه‌ فعّال‌ آلدئيدي‌ يا كتوني‌، منوساكاريدها بصورت‌ موادي‌ احيا كننده‌ عمل‌ مي‌نمايند. خصوصيات‌ احياكنندگي‌ اين‌ قندها معمولاً به‌ وسيله‌ قابليت‌ آنها در احيا نمودن‌ يونهاي‌ فلزي‌ خاص‌ بويژه‌ مس‌ يا نقره‌ در محلول‌ قليايي‌ نشان‌ داده‌ مي‌شود. گروه‌هاي‌ آلدئيدي‌  و كتوني‌ ممكن‌ است‌ همچنين‌ به‌ طريقه‌ شيميايي‌ يا آنزيمي‌ احيا شده‌، الكل‌ قندهاي‌ مربوطه‌ را توليد نمايند.

پیوند گلیکوزیدی

دی ساکاریدهای مانند مالتوز، لاکتوز و سوکروز از دو منوساکارید تشکیل شده اند که توسط یک پیوند گلیکوزیدی بطور کوالان به یکدیگر متصل هستند. این پیوند زمانی تشکیل می شود که گروه هیدروکسیل یک یک قند با کربن آنومری قند دیگر واکنش می کند.پیوندهای گلیکوزیدی به سادگی توسط اسید هیدرولیز می شوند، ولی در برابر هیدرولیز توسط بازها مقاوم هستند. لذا دی ساکاریدها را می توان در محیط اسیدی رقیق و حرارت جوش به اجزای منوساکاریدی آزاد خود هیدرولیز نمود.

  پنتوزها

L-آرابينوز در قالب‌ پنتوزان‌ها در آرابينان‌ها يافت‌ مي‌شود. اين‌ ماده‌ بخشي‌ از همي‌سلولزها بوده‌ و در سيلو در اثر هيدروليز اين‌ مواد ايجاد مي‌گردد. L-آرابينوز همچنين‌ بخشي‌ از صمغ‌ عربي‌ و ديگر صمغها است‌. D-زايلوز نيز بصورت‌ پنتوزان‌ها در زايلان‌ها وجود دارد. تركيبات‌ اخير زنجير اصلي‌ در همي‌سلولزهاي‌ گراس‌ها راتشكيل‌ مي‌دهند. زايلوز همراه‌ با آرابينوز، هنگام‌ هيدروليز مواد گياهي‌ توسط‌ اسيد سولفوريك‌ نرمال‌، در مقاديري‌ قابل ‌توجه‌ توليد مي‌گردد.  D-ريبوز بعنوان‌ بخشي‌ از اسيد ريبونوكلئيك‌ (RNA) در تمام‌ سلولهاي‌ زنده‌ وجود داشته‌ و همچنين‌ بخشي‌ ازچندين‌ ويتامين‌ و كوآنزيم‌ است‌. مشتقات‌ فسفاته‌ D-زايلولوز و D-ريبولوز بعنوان‌ مواد حد واسط‌ در مسير متابوليك‌ پنتوز فسفات‌ پديد مي‌آيند.

 

ž      هگزوزها

ž      D-گلوكز، قند انگور يا دكستروز به‌ حالت‌ آزاد و همچنين‌ به‌ شكل‌ تركيب‌ وجود دارد. اين‌ قند به‌ شكل‌ آزاد در گياهان‌، ميوه‌ها، عسل‌، خون‌، لنف‌ و مايع‌ مغزي‌-نخاعي‌ وجود داشته‌ و بخش‌ عمده‌ يا تنها جزء تشكيل‌ دهنده‌ بسياري ‌از اليگوساكاريدها، پلي‌ساكاريدها و گليكوزيدها است‌. در حالت‌ خالص‌، گلوكز يك‌ ماده‌ جامد بلوري‌ سفيد رنگ‌ بوده‌ و مانند همه‌ قندها در آب‌ محلول‌ است‌ .در گلوکز و سایر آلدوهگزوزها کربن آنومری کربن شماره 1 است. D-فروكتوز، قند ميوه‌ يا لوولوز بطور آزاد در برگهاي‌ سبز، ميوه‌ها و عسل‌ يافت‌ شده‌، همچنين‌ در دي‌ساكاريد سوكروز و در فروكتان‌ها وجود دارد.

ž      محصولات‌ داراي‌ برگهاي‌ سبز معمولاً حاوي‌ مقادير قابل‌ توجه‌اي‌ از اين‌ قند در هر دو شكل‌ آزاد و پليمريزه‌ هستند.اين‌ قند  به‌ شكل‌ آزاد يك‌ ماده‌ جامد بلوري‌ سفيد رنگ‌ است‌ و نسبت‌ به‌ گلوكز مزه‌اي‌ شيرينتر دارد. طعم‌ شيرين‌ استثنايي‌ عسل‌ بدليل‌ وجود اين‌ قند است‌. در فروکتوز کربن شماره 2 کربن آنومری محسوب می شود. D-مانوز بصورت‌ آزاد در طبيعت‌ وجود نداشته‌، اما در شكل‌ پليمريزه‌ بصورت‌ مانان‌ و نيز بعنوان‌ بخشي‌ از گليكوپروتئين‌ها وجود دارد. مانان‌ها بطور گسترده‌اي‌ در مخمرها، كپكها و باكتري‌ها يافت‌ مي‌شوند. D-گالاكتوز، بجز بعنوان‌ يك‌ فرآورده‌ حاصل‌ از تجزيه‌ در طي‌ روند تخمير، بطور آزاد در طبيعت‌ يافت‌ نمي‌شوند. اين‌ قند بخشي‌ از دي‌ساكاريد لاكتوز موجود در شير است‌. گالاكتوز همچنين‌ بعنوان‌ بخشي‌ از رنگدانه‌هاي‌ آنتوسيانين‌، گالاكتوليپيدها، صمغها و لعابها يافت‌ مي‌شود.

 هپتوزها  

 D-سدوهپتولوز نمونه‌اي‌ مهم‌ّ از يك‌ منوساكاريد حاوي‌ هفت‌ اتم‌ كربن بوده و بصورت‌ فسفاته‌ بعنوان‌ يك‌ ماده‌ حدواسط‌ در مسيرمتابوليك‌ پنتوز فسفات‌ يافت مي شود.

 هپتوزها

 مشتقات‌ منوساكاريدها

استرهاي‌ اسيد فسفوريكي‌ قندها نقشي‌ مهم‌ّ در انواع‌ متعددي‌ از واكنشهاي‌ متابوليكي‌ در موجودات‌ زنده‌ بعهده‌ دارند. فراوان‌ترين‌ اين‌ مشتقات‌ تركيباتي‌ هستند كه‌ از گلوكز تشكيل‌ مي‌شوند، استري‌ شدن‌ در هر يك‌ از اتم‌هاي‌ كربن‌ 1 يا 6 و يا هر دو رخ‌ مي‌دهد.

مشتقات‌ منوساكاريدها

قندهاي‌ دزوكسي‌

جايگزيني‌ يك‌ گروه‌ هيدروكسيل‌ توسط‌ هيدروژن‌، يك‌ قند دزوكسي‌ توليد مي‌نمايد. مشتق‌ حاصل‌ از ريبوز يعني ‌دزوكسي ‌ريبوز، بخشي‌ از اسيد دزوكسي‌ريبونوكلوئيك‌ (DNA) است‌. مشتقات‌ دزوكسي‌ حاصل‌ از دوهگزوز گالاكتوز و مانوز به‌ ترتيب‌ به‌ شكل‌ فوكوز و رامنوز يافت‌ مي‌شوند كه‌ اجزاي‌ تشكيل‌ دهنده هتروپلي‌ساكاريدهايي‌ ويژه‌ هستند.

 قندهاي‌ دزوكسي‌

اسيدهاي‌ قندي‌

آلدوزها مي‌توانند در اثر اكسيداسيون‌ توليد تعدادي‌ اسيد نمايند كه‌ مهمّترين‌ آنها عبارتند از :

اسيدهاي‌ قندي‌

 در مورد گلوكز، مشتقات‌ منطبق‌ با اين‌ فرمولها به‌ ترتيب‌ عبارتند از :

 اسيدهاي‌ گلوكونيك‌، گلوكاريك‌ و گلوكورونيك‌.

از اين‌ بين‌، اسيدهاي‌ اورونيك‌ و بخصوص‌ تركيبات‌ مشتق‌ از گلوكز و گالاكتوز، اجزايي‌ مهم‌ّ در تعدادي‌ از هتروپلي‌ساكاريدها هستند.

 الكلهاي‌ قندي‌

قندهاي‌ ساده‌ مي‌توانند به‌ الكلهاي‌ پلي‌هيدريك‌ احيا شوند. براي‌ مثال‌، گلوكز توليد سوربيتول‌ و گالاكتوز توليد دولسيتول‌ نموده. حال‌ آن‌ كه‌ هر دو قند مانوز و فروكتوز، مانيتول‌ توليد مي‌نمايند. اين‌ الكل‌ در سيلوي‌ گراس‌ يافت‌ شده‌ و به‌ وسيله‌ عمل‌ باكتري‌هاي‌ هوازي‌ خاص‌ بر روي‌ فروكتوز موجود در گراس‌ ايجاد مي‌شود.

الكلهاي‌ قندي‌

گليكوزيدهاي‌ سيانوژنيك‌

گليكوزيدهاي‌ سيانوژنيك‌ در اثر هيدروليز، سيانيد هيدروژن‌ (HCN) آزاد نموده‌ و بدليل‌ طبيعت‌ سمّي‌ اين‌ تركيب‌، گياهان‌ حاوي‌ اين‌ نوع‌ گليكوزيد مي‌توانند براي‌ حيوانات‌ خطرناك‌ باشند. خود گليكوزيد سمي‌ نبوده‌ و بايد قبل‌ از بروز اثر مسموميت‌زايي‌ هيدروليز گردد.با وجود اين‌، گليكوزيد به‌ وسيله‌ آنزيمي‌ كه‌ معمولاً در گياه‌ وجود دارد بسهولت‌ به‌ اجزاي‌تشكيل‌ دهنده‌ خود تجزيه‌ مي‌شود. يك‌ نمونه‌ از گليكوزيدهاي‌ سيانوژنيك‌، لينامارين‌ است‌ (فازئولوناتين‌ نيز ناميده‌ مي‌شود) كه‌ در بذر كتان‌، لوبياي‌جاوه‌اي‌ و كاساوا يافت‌ مي‌شود. اگر آرد مرطوب‌ يا اوماجهاي‌ حاوي‌ اين‌ خوراكها به‌ حيوانات‌ داده‌ شود، جهت‌ غيرفعّال ‌شدن‌ همه‌ آنزيم‌هاي‌ موجود، استفاده‌ از حرارت‌ در هنگام‌ مخلوط‌ كردن‌ توصيه‌ مي‌شود. در اثر هيدروليز، لينامارين‌،گلوكز، استون‌ و سيانيد هيدروژن‌ توليد مي‌كند.

گليكوزيدهاي‌ سيانوژنيك‌

اليگوساكاريدها

 دي‌ساكاريدها

بطور نظري‌، وجود تعداد زيادي‌ تركيبات‌ دي‌ساكاريدي‌ با توجه‌ به‌ نوع‌ منوساكاريدها و نحوه‌ اتصال‌ آنها امكان‌پذيراست‌.  مهمّترين‌ دي‌ساكاريدها از نظر تغذيه‌اي‌ عبارتند از : سوكروز، مالتوز، لاكتوز و سلوبيوز كه‌ در اثر هيدروليز توليد دو ملكول‌ هگزوز مي‌نمايند.

قندهاي‌ آميني‌

 در صورتي‌ كه‌ گروه‌ هيدروكسيل‌ موجود بر روي‌ اتم‌ كربن‌ شماره‌ 2 در يك‌ آلدوهگزوز توسط‌ يك‌ گروه‌ آميني (NH2) جايگزين‌ گردد، تركيب‌ حاصله‌ يك‌ قند آميني‌ خواهد بود.

 دو تركيب‌ مهم‌ّ از اين‌ نوع‌ كه‌ بطور طبيعي‌ يافت‌ مي‌شوندعبارتند

D-گلوكزآمين‌ كه‌ جزء اصلي‌ تشكيل‌ دهندة‌ كيتين‌ است

D-گالاكتوزآمين‌ كه‌ بخشي‌از پلي‌ساكاريد غضروف‌ است‌.

سوكروز

سوكروز از يك‌ ملكول‌ آلفا-D-گلوكز و يك‌ ملكول‌ بتا-D-فروكتوز تشكيل‌ مي‌شود كه‌ از طريق‌ يك‌ پل‌ اكسيژني ‌بين‌ اتم‌هاي كربن 1 و 2 به‌ يكديگر متصل‌ شده‌اند. در نتيجه‌ سوكروز فاقد گروه‌ احيا كننده‌ فعّال‌ است‌. سوكروز فراوان‌ترين‌ دي‌ساكاريد موجود در گياهان است. سوكروز بسهولت‌ توسط‌ آنزيم‌ سوكراز يا اسيدهاي‌ رقيق‌ هيدروليز مي‌گردد.

لاكتوز

لاكتوز يا قند شير فرآورده‌اي‌ از غده‌ پستان‌ بوده‌ و شير گاو حاوي‌ 43 تا 48 گرم‌ در كيلوگرم‌ از اين‌ قند است‌. لاكتوز به ‌اندازه‌ سوكروز محلول‌ نيست‌، شيريني‌ آن‌ كمتر بوده‌ و تنها يك‌ طعم‌ شيرين‌ جزيي‌ به‌ شير مي‌دهد. لاكتوز از يك‌ ملكول‌D-بتا-گلوكز متصل‌ به‌ يك‌ بتا-D-گالاكتوز از طريق‌ يك‌ پيوند بتا-(1 ¬ 4)، تشكيل‌ شده‌ و داراي‌ يك‌ گروه‌ احياكننده‌ فعّال‌ است‌.

 

 مالتوز

 مالتوز يا قند مالت‌، طي‌ هيدروليز نشاسته‌ و گليكوژن‌ توسط‌ اسيدهاي‌ رقيق‌ يا آنزيم‌ها توليد مي‌شود.

 اين‌ قند طي‌جوانه‌زني‌ جو توسط‌ عمل‌ آنزيم‌ آميلاز از نشاسته‌ توليد مي‌گردد.

مالتوز در آب‌ محلول‌ بوده‌، اما به‌ شيريني‌ سوكروز نيست‌.

مالتوز از نظر ساختماني‌ از دو ملكول‌ آلفا-D-گلوكز تشكيل‌ مي‌شود كه‌ در موقعيتهاي‌ آلفا-1 و 4 به‌ يكديگر متصل‌ بوده‌ و داراي‌ يك‌ گروه‌ احيا كننده‌ فعّال‌ است‌.

 

ž      سلوبيوز

سلوبيوز بطور طبيعي‌ بعنوان‌ يك‌ قند آزاد موجود نبوده‌، اما واحد پايه‌ تكرار شونده‌ در سلولز است‌. اين‌ قند از دوملكول‌ بتا-D-گلوكز تشكيل‌ مي‌شود كه‌ از طريق‌ يك‌ پيوند بتا-(1 ¬ 4) به‌ يكديگر متصل‌ هستند. آنزيم‌هاي ‌پستانداران‌ قادر به‌ گسستن‌ اين‌ پيوند نبوده‌، با وجود اين‌، پيوند مذكور مي‌تواند به‌ وسيله‌ آنزيم‌هاي‌ ميكروبي‌ شكسته‌ شود. همانند مالتوز، سلوبيوز داراي‌ يك‌ گروه‌ احيا كننده‌ فعّال‌ است‌.

سلوبیوز

تري‌ساكاريدها

رافينوز معمولترين‌ عضو از اين‌ گروه‌ است‌ كه‌ تقريباً به‌ فراواني‌ سوكروز در گياهان‌ يافت‌ مي‌شود. اين‌ قند در مقاديري‌ اندك‌ در چغندر قند وجود داشته‌ و طي‌ توليد تجاري‌ سوكروز، در ملاس‌ تجمع‌ مي‌يابد. در اثر هيدروليز، رافينوز توليد گلوكز، فروكتوز و گالاكتوز مي‌نمايد.كستوز و ايزومر آن‌ ايزوكستوز در بخشهاي‌ رويشي‌ و بذر گراس‌ها يافت‌ مي‌شوند. اين‌ دو تري‌ساكاريد از يك‌ واحد فروكتوز متصل‌ به‌ يك‌ ملكول‌ سوكروز تشكيل‌ مي‌گردند.

تتراساكاريدها

 تتراساكاريدها از چهار واحد منوساكاريدي‌ ساخته‌ مي‌شوند. استاكيوز كه‌ عضوي‌ از اين‌ گروه‌ است‌ تقريباً در گياهان‌ عالي ‌به‌ فراواني‌ رافينوز وجود داشته‌ و حدوداً از 165 گونه‌ جدا شده‌ است‌. اين‌ ماده‌ يك‌ قند غيراحيا كننده‌ است‌ و بر اثرهيدروليز، دو ملكول‌ گالاكتوز، يك‌ ملكول‌ گلوكز و يك‌ ملكول‌ فروكتوز توليد مي‌نمايد.

پلي‌ساكاريدها

هموگليكان‌ها

اين‌ كربوهيدرات‌ها تفاوتهاي‌ زيادي‌ با قندها دارند. اكثر آنها داراي‌ وزن‌ ملكولي‌ بالايي‌ بوده‌، از تعداد زيادي‌ واحدهاي ‌پنتوز يا هگزوز تشكيل‌ مي‌شوند. هموگليكان‌ها واكنشهاي‌ مختلف‌ قندي‌ مخصوص‌ آلدوزها و كتوزها را نشان‌ نمي‌دهند. بسياري‌ از آنها در گياهان‌ بعنوان‌ مواد غذايي‌ ذخيره‌اي‌ نظير نشاسته‌ يا مواد ساختماني‌ مانند سلولز وجود دارند.

 آرابينان‌ها و زايلان‌ها

 اين تركيبات به‌ ترتيب‌ پليمرهايي‌ از آرابينوز و زايلوز هستند. اگر چه‌ هموگليكان‌هاي‌ ساخته‌ شده‌ از اين‌ دو پنتوز شناخته‌ شده‌اند، ولي‌ اين‌ تركيبات‌ بيشتر در تركيب‌ با ساير قندها و بعنوان‌ بخشي‌ از هتروگليكان‌ها يافت‌ مي‌شوند.

 گلوكان‌ها

 نشاسته‌ يك‌ گلوكان‌ است‌ و در بسياري‌ از گياهان‌ بعنوان‌ يك‌ كربوهيدرات‌ ذخيره‌اي‌ وجود دارد. وفور آن‌ در دانه‌ها، ميوه‌ها، غده‌ها و ريشه‌ها بيشتر است‌. نشاسته‌ بطور طبيعي‌ به‌ شكل‌ گرانول‌هايي‌ وجود دارد كه‌ اندازه‌ و شكل‌ آنها در گياهان‌ مختلف‌ متفاوت‌ است‌. گرانول‌ها بصورت‌ لايه‌هايي‌ متحدالمركز ساخته‌ شده‌ و اگر چه‌ گلوكان‌ جزء اصلي‌گرانول‌ها را تشكيل‌ مي‌دهد، آنها همچنين‌ حاوي‌ اجزايي‌ فرعي‌ نظير پروتئين‌، اسيدهاي‌ چرب‌ و تركيبات‌ گوگردي‌ هستند كه‌ ممكن‌ است‌ خصوصيات‌ آنها را تحت‌ تأثير قرار دهند.

نشاسته

نشاسته‌ها از نظر تركيب‌ شيميايي‌ متفاوت‌ بوده‌ و بجز مواردي‌ معدود، مخلوطي‌ از دو پلي‌ساكاريد متفاوت‌ از نظرساختماني‌ يعني‌ آميلوز و آميلوپكتين‌ هستند. نسبت‌ اين‌ دو تركيب‌ در نشاسته‌هاي‌ طبيعي‌ به‌ منبع‌ آن‌ بستگي‌ داشته‌، با وجود اين‌، در بيشتر نشاسته‌ها آميلوپكتين‌ تركيب‌ اصلي‌ بوده‌ و در حدود 70 تا 80 درصد از كل‌ نشاسته‌ را شامل‌ مي‌شود.يكآزمون‌ كيفي‌ مهم‌ براي‌ نشاسته‌ واكنش‌ آن‌ با يُد است‌ كه‌ طي‌ آن‌ آميلوز توليد رنگ‌ آبي‌ سير و محلول‌ آميلوپكتين‌توليد رنگ‌ آبي‌-بنفش‌ يا ارغواني‌ مي‌نمايد. آميلوز عمدتاً ساختماني‌ خطي‌ داشته‌ و در آن‌، واحدهاي‌آلفا-D-گلوكز از طريق‌ اتم‌ كربن‌ شماره‌ 1 از يك‌ ملكول‌ و اتم‌ كربن‌ شماره‌ 4 از ملكول‌ مجاور به‌ يكديگر متصل‌ هستند. ممكن‌ است‌ نسبت‌ اندكي‌ از اتصالات‌ آلفا-(1 ¬ 6) نيز وجود داشته‌ باشند. آميلوپكتين‌ داراي‌ ساختماني‌ بوته‌ مانند بوده ‌و عمدتاً حاوي‌ اتصالات‌ آلفا-(1 ¬ 4) است‌، اما مقادير قابل‌ توجه‌اي‌ اتصالات‌ آلفا-(1 ¬ 6) نيز در آن‌ وجود دارند.

 

گرانول‌هاي‌ نشاسته‌ در آب‌ سرد نامحلول‌ بوده‌، اما هنگامي‌ كه‌ مخلوط‌ معلق‌ ايجاد شده‌ در آب‌ حرارت‌ داده‌ مي‌شود، گرانول‌ها متورم‌ شده‌ و نهايتاً ژلاتينه‌ مي‌گردند. طي‌ ژلاتينه‌ شدن‌ گرانول‌هاي‌ نشاسته‌ سيب‌زميني‌ به‌ ميزان‌ زيادي ‌متورم‌ شده‌ و سپس‌ بر اثر پاره‌ شدن‌ باز مي‌شوند؛ نشاسته‌هاي‌ غلات‌، متورم‌ شده‌ اما در برابر پاره‌ شدن‌ مقاومت‌ مي‌كنند. حيوانات‌ مقادير زيادي‌ نشاسته‌ را بصورت‌ دانه‌هاي‌ غلات‌، محصولات‌ فرعي‌ غلات‌ و غده‌ها مصرف‌ مي‌كنند.

 گليكوژن

گليكوژن‌ اصطلاحي‌ است‌ كه‌ جهت‌ توصيف‌ گروهي‌ از پلي‌ساكاريدهاي‌ بسيار شاخه‌دار جدا شده‌ از حيوانات‌ يا ميكروارگانيسم‌ها بكار مي‌رود. گليكوژن‌ها در كبد، ماهيچه‌ و ساير بافتهاي‌ حيواني‌ يافت‌ مي‌شوند.

 آنها گلوكان‌هايي‌ از لحاظ‌ ساختماني‌ شبيه‌ به‌ آميلوپكتين‌ بوده‌ و بعنوان‌ نشاسته‌ حيواني‌ شناخته‌ مي‌شوند.

گليكوژن‌ كربوهيدرات‌ ذخيره‌اي ‌اصلي‌ بدن‌ حيوان‌ است‌ و نقشي‌ اساسي‌ در سوخت‌ و ساز انرژي‌ بر عهده‌ دارد.

دكسترين‌ها

دكسترين‌ها محصولات‌ حدواسط‌ در هيدروليز نشاسته‌ و گليكوژن‌ هستند .دكسترين‌ها در آب‌ حل‌ شده‌ و محلولهايي‌ صمغ‌ مانند توليد مي‌كنند. اعضاي‌ بزرگتر اين‌ تركيبات‌ حدواسط‌ با يُد رنگ ‌قرمز توليد نموده‌، در حالي‌ كه‌ اعضاي‌ كوچكتر رنگي‌ ايجاد نمي‌كنند. وجود دكسترين‌ها طعمي‌ خاص‌ به‌ لايه‌ قشري‌ نان ‌برشته‌ و خوراكهاي‌ حاوي‌ غلات‌ تا حدودي‌ برشته‌ شده‌، مي‌دهد.

 دکسترین

سلولز

سلولز فراوان‌ترين‌ پليمر در سلسلة‌ گياهان‌ است‌ و ساختمان‌ اصلي‌ ديواره‌ سلول‌هاي‌ گياهي‌ را تشكيل‌ مي‌دهد. اين‌ ماده‌ همچنين‌ به‌ شكل‌ تقريباً خالص‌ در پنبه‌ يافت‌ مي‌شود. سلولز خالص‌ يك‌ هموگليكان‌ با وزن‌ ملكولي‌ بالا با واحد تكرار شونده‌ سلوبيوز است‌. در اين‌ تركيب‌ واحدهاي‌بتا-گلوكز بصورت‌ اتصالات‌ 1 و 4 به‌ يكديگر متصل‌ هستند.

فروكتان‌ها

اين تركيبات بعنوان‌ مواد ذخيره‌اي‌ در ريشه‌، ساقه‌، برگ‌ و دانه‌هاي‌ گياهان‌ مختلف‌ بخصوص‌ خانواده‌هاي‌ مركبيان‌ و گرامينه‌ وجود دارند.اين‌ پلي‌ساكاريدها در آب‌ سرد محلول‌ بوده‌ و داراي‌ وزن‌ ملكولي‌ نسبتاً پاييني‌ هستند. تمام‌ فروكتان‌هاي‌ شناخته‌ شده‌ داراي‌ واحدهاي‌بتا-D-فروكتوز هستند كه‌ از طريق‌ اتصالات‌ 2 و 6 يا 2 و 1 به‌ يكديگر متصلند.

 اين‌ تركيبات‌ را مي‌توان‌ به‌ سه‌ گروه‌ تقسيم‌ نمود :

  1. گروه‌ لوان‌ كه‌ به‌ وسيله‌ اتصالات‌ 2 و 6 مشخص‌ مي‌شوند؛
  2. گروه‌ اينولين‌ كه‌ حاوي‌ اتصالات‌ 2 و 1 هستند و
  3. گروهي‌ از فروكتان‌هاي‌ بسيار شاخه‌دار كه‌ حاوي‌ هر دو نوع‌ اتصال‌ است‌.


 بيشتر فروكتان‌ها طي‌ هيدروليز علاوه‌ بر D-فروكتوز مقدار ناچيزي‌ D-گلوكز نيز توليد مي‌كنند كه‌ از واحد سوكروزانتهايي‌ در ملكول‌ فروكتان‌ مشتق‌ مي‌شود.

 فروكتان‌ها

گالاكتان‌ها و مانان‌ها

 گالاكتان‌ها و مانان‌ها به‌ ترتيب‌ پليمرهايي‌ از گالاكتوز و مانوز بوده‌ و در ديواره‌هاي‌ سلولي‌ گياهان‌ وجود دارند. يك‌ نوع‌ مانان‌ جزء اصلي‌ ديواره‌هاي‌ سلولي‌ در دانه‌ نخل‌ است‌ كه‌ در اين‌ حالت‌ بعنوان‌ يك‌ ذخيره‌ غذايي‌ عمل‌ نموده‌ و در طي‌جوانه‌زني‌ ناپديد مي‌شود. يك‌ منبع‌ غني‌ از مانان‌، اندوسپرم‌ ميوه‌ درخت‌ نخل‌ عاج‌ آمريكاي‌ جنوبي‌ (فيتيلفاس‌ماكروكارپا) است‌.دانه‌هاي‌ بسياري‌ از بقولات‌ مانند شبدر، شبدر سه‌ برگ‌ و يونجه‌ حاوي‌ گالاكتان‌ها هستند.

گلوكزآمين‌ها

 كيتين‌ تنها نمونه‌ شناخته‌ شده‌ از يك‌ هموگليكان‌ حاوي‌ گلوكزآمين‌ بوده‌ و پليمري‌ خطي‌ از استيل‌-D-گلوكزآمين‌ است‌. كيتين‌ بطور گسترده‌اي‌ در حيوانات‌ پست‌ وجود دارد و بخصوص‌ در سخت‌ پوستان‌، قارچها و برخي‌ جلبكهاي‌ سبز به‌ وفور يافت‌ مي‌شود. احتمالاً اين‌ تركيب‌ بعد از سلولز فراوان‌ترين‌ پلي‌ساكاريد در طبيعت‌ است‌.

 هتروگليكان‌ها

 تركيبات‌ پكتيكي‌

تركيبات‌ پكتيكي‌ بصورت‌ اجزاي‌ تشكيل‌دهنده‌ ديواره‌هاي‌ سلولي‌ اوليه‌ و بخشهاي‌ داخل‌ سلولي‌ گياهان‌ عالي‌ وجود دارند. اين‌ تركيبات‌ بخصوص‌ در بافتهاي‌ نرم ‌نظير پوست‌ ميوه‌ مركبات‌ و تفاله‌ چغندر قند به‌ وفور يافت‌ مي‌شوند. پكتين‌ عضو اصلي‌ اين‌ گروه‌ بوده‌ و از يك‌ زنجير خطي‌ از واحدهاي‌ اسيد D-گالاكتورونيك‌ تشكيل‌ مي‌شود كه‌ در آن‌ نسبتهاي‌ متغيري‌ از گروه‌هاي‌ اسيدي‌ بصورت ‌استرهاي‌ متيل‌ وجود دارند. زنجيرها در فواصلي‌ توسط‌ ورود واحدهاي‌ L-رامنوز قطع‌ مي‌گردند. ساير قندهاي‌ تشكيل‌دهنده‌ مانند D-گالاكتوز، L-آرابينوز و D-زايلوز، بصورت‌ زنجيرهاي‌ جانبي‌ به‌ آن‌ متصل‌ هستند.تركيبات‌ پكتيكي‌ داراي ‌خواص‌ ايجاد ژل‌ قابل‌ توجه‌اي‌ بوده‌ و بطور تجاري‌ در توليد مربا بكار مي‌روند.

همي‌سلولزها

 همي‌سلولزها بصورت‌ پلي‌ساكاريدهاي‌ ديواره‌ سلولي‌ كه‌ در مواد قليايي‌ محلول‌ هستند، تعريف‌ می شوند.‌ این ترکیبات به‌ ميزان‌ زيادي‌ همراه‌ با سلولز وجود دارند.از لحاظ‌ ساختماني‌، همي‌سلولزها عمدتاً از واحدهاي‌ D-گلوكز، D-گالاكتوز، D-مانوز، D-زايلوز و L-آرابينوز متصل‌ به‌ يكديگر در تركيبهاي‌ مختلف‌ و توسط‌ اتصالات‌ مختلف‌ گليكوزيدي‌ تشكيل‌ مي‌شوند.

همي‌سلولزهاي‌ از منشأ گراس‌ها، حاوي‌ يك‌ زنجير اصلي‌ از زايلان‌، متشكل‌ از واحدهاي‌ D-زايلوز با اتصالات‌
بتا-(1 ¬ 4) با زنجيرهاي‌ جانبي‌ حاوي‌ اسيد متيل‌گلوكورونيك‌ و غالباً گلوكز، گالاكتوز و آرابينوز هستند.

صمغهاي‌ تراوشي‌ و لعاب هاي اسيدي

صمغهاي‌ تراوشي‌ اغلب‌ از ناحيه‌ جراحات‌ در گياهان‌ توليد میشوند.صمغها بطور طبيعي‌ بصورت‌ نمك‌ بخصوص‌ نمكهاي‌ كلسيم‌ و منيزيم‌ يافت‌ شده‌ و در برخي ‌موارد بخشي‌ از گروه‌هاي‌ هيدروكسيل‌ معمولاً بصورت‌ استات‌ها استريفيه‌ مي‌شوند. صمغ‌ عربي‌ (صمغ‌ آكاسيا) كه‌ از مدتها قبل‌ ماده‌اي‌ شناخته‌ شده‌ است‌، در اثر هيدروليز، آرابينوز، گالاكتوز، رامنوز و اسيد گلوكورونيك‌ توليد مي‌كند. لعابهاي‌ اسيدي‌ از پوست‌، ريشه‌ها، برگها و دانه‌هاي‌ گروهي‌ از گياهان‌ بدست‌ مي‌آيند. لعاب‌ كتان‌ مثالي‌ شناخته‌ شده‌ است‌ كه‌ بر اثر تجزيه‌ توليد آرابينوز، گالاكتوز، رامنوز و اسيد گالاكتورونيك‌ مي‌كند.

 اسيد هيالورونيك‌ و كندرويتين‌

اين‌ دو پلي‌ساكاريد داراي‌ يك‌ واحد تكرار شونده‌ متشكل‌ از يك‌ قند آميني‌ و اسيد D-گلوكورونيك‌ هستند. اسيدهيالورورنيك‌ كه‌ حاوي‌ استيل‌-D-گلوكزآمين‌ است‌، در پوست‌، مايع‌ بين‌ مفصلي‌ و بند ناف‌ وجود دارد. محلولهاي‌ اين ‌اسيد لزج‌ بوده‌ و نقش‌ مهمّي‌ در لغزنده‌ كردن‌ مفاصل‌ بر عهده‌ دارند. كندرويتين‌ از نظر شيميايي‌ شبيه‌ به‌ اسيد هيالورونيك‌ بوده‌، اما به‌ جاي‌ گلوكزآمين‌ حاوي‌ گالاكتوزآمين‌ است‌. استرهاي‌ سولفاته‌ كندرويتين‌، اجزاي‌ ساختماني‌ اصلي‌ غضروف‌، زردپي‌ها و استخوانها هستند.

لیگنین

 ليگنين‌ يك‌ كربوهيدرات‌ نبوده‌، اما رابطه‌ نزديكي‌ با اين‌ گروه‌ از تركيبات‌ دارد .در ديواره‌ سلولي‌ مقاومت‌ شيميايي‌ و زيستي‌ ايجاد نموده‌ و به‌ گياه‌ از نظر مكانيكي‌ استحكام‌ مي‌بخشد. در واقع‌ اصطلاح‌ ليگنين‌ دقيقاً نشانگر يك‌ تركيب ‌واحد بخوبي‌ تعريف‌ شده‌ نبوده‌ و اصطلاحي‌ كلي‌ است‌ كه‌ تمام‌ تركيبات‌ نزديك‌ به‌ هم‌ را در برمي‌گيرد.ليگنين‌ پليمري‌ است‌ كه‌ از سه‌ مشتق‌ فنيل‌ پروپان‌ شامل‌ الكل‌ كوماريل‌، الكل‌ كونيفريل‌ و الكل‌ سيناپيل‌ منشأ مي‌گيرد. ليگنين‌ بدليل‌ مقاومت‌ زياد در برابر تجزيه‌ شيميايي‌، در تغذيه‌ دام‌ مورد توجه‌ خاص‌ است‌. پوشانده‌ شدن‌ فيزيكي ‌الياف‌ گياهي‌ توسط‌ ليگنين‌، الياف‌ را از دسترس‌ آنزيم‌هايي‌ كه‌ بطور طبيعي‌ مي‌توانند آنها را هضم‌ كنند به‌ دور نگه ‌مي‌دارد. رآورده‌هاي‌ چوب‌، علوفه‌ بالغ‌ و كاه‌ها غني‌ از ليگنين‌ بوده‌ و در نتيجه‌ قابليت‌ هضم‌ پاييني‌ دارند، مگر آن‌ كه‌ براي ‌شكستن‌ پيوندهاي‌ بين‌ ليگنين‌ و ساير كربوهيدرات‌ها تحت‌ فرآوري‌ شيميايي‌ قرار گيرند.

لیگنین



تاريخ : چهارشنبه 1391/01/02 | 2 | نویسنده : علیرضا طاهری |

خواص بلورها

خواص بلورها
 

در بلورها پراکندگی و فاصله اجزا ٬ دارای نظم هندسی ویژه ای است که معمولا" در تمام جهت ها یکسان نیست . برخلاف بلورها در جامدهای بی شکل یا غیر بلورین پراکندگی و فاصله اجزای سازنده آنها در همه جهتها یکسان است از این رو بعضی از خواص فیزیکی جامدهای غیر بلورین ٬ مانند رسانایی گرمایی ٬ انتشار نور و رسانایی الکتریکی نیز در همه جهت ها یکسان است . به این جامدهای غیر بلورین همسانگرد (ایزوتروپ) می گویند . چون خواص فیزیکی بیشتر جامدهای بلورین در جهت های مختلف متفاوت است به آنها ناهمسانگرد ( آن ایزوتروپ ) می گویند . تنها بلورهایی که در دستگاه مکعبی متبلور می شوند مانند اجسام غیر بلورین عمل می کنند چون در سه جهت فضایی دارای ابعاد مساوی هستند .
 



ادامه مطلب
تاريخ : چهارشنبه 1391/01/02 | 2 | نویسنده : علیرضا طاهری |
.: Weblog Themes By VatanSkin :.