شیمی دوازدهم صفحه ۶۹ - خود را بیازمایید
خاک رس مخلوطی از مواد گوناگون است. جدول زیر درصد جرمی مواد سازندهٔ نوعی خاک رس را نشان میدهد که از یک معدن طلا استخراج شده است.
| ماده | $SiO_{2}$ | $Al_{2}O_{3}$ | $H_{2}O$ | $Na_{2}O$ | $Fe_{2}O_{3}$ | $MgO$ | $Au$ و دیگر مواد |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| درصد جرمی | ۴۶/۲۰ | ۳۷/۷۴ | ۱۳/۳۲ | ۱/۲۴ | ۰/۹۶ | ۰/۴۴ | ۰/۱ |
۱- با توجه به دادههای جدول به پرسشهای زیر پاسخ دهید:
آ) نام شیمیایی هر یک از مواد موجود در این نوع خاک را بنویسید.
ب) سرخفام بودن این نوع خاک رس را به وجود کدام ماده نسبت میدهید؟
پ) پیشبینی کنید هنگام پختن سفالینههای تهیه شده از این نوع خاک رس، از جرم کدام ماده به مقدار بیشتری کاسته میشود؟ چرا؟
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۶۹ - خود را بیازمایید
سلام به شیمیدانهای باهوش و کنجکاو! در این بخش میخواهیم با تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی خاک رس، به ویژگیهای فیزیکی و رفتارهای آن پی ببریم.
**آ) نام شیمیایی مواد موجود:**
بر اساس فرمولهای داده شده در جدول، نام هر ترکیب به صورت زیر است:
* **$SiO_{2}$**: سیلیسیم دیاکسید (سیلیس)
* **$Al_{2}O_{3}$**: آلومینیوم اکسید
* **$H_{2}O$**: آب
* **$Na_{2}O$**: سدیم اکسید
* **$Fe_{2}O_{3}$**: آهن ($III$) اکسید
* **$MgO$**: منیزیم اکسید
* **$Au$**: طلا
**ب) دلیل رنگ سرخ خاک:**
رنگ سرخ خاک رس به وجود ترکیب **آهن ($III$) اکسید ($Fe_{2}O_{3}$)** نسبت داده میشود.
در دنیای شیمی، بسیاری از کانیهای حاوی آهن در حالت اکسایش مثبت ۳، رنگهای طیف قرمز و قهوهای ایجاد میکنند.
**پ) تغییر جرم هنگام پختن سفال:**
هنگام پختن سفال در کوره، از جرم **آب ($H_{2}O$)** به مقدار بیشتری کاسته میشود.
دلیل این اتفاق بسیار ساده است: با افزایش دمای کوره، مولکولهای آب که به صورت فیزیکی یا شیمیایی در ساختار خاک رس وجود دارند، تبخیر شده و از بافت سفال خارج میشوند.
از آنجا که آب حدود ۱۳/۳۲ درصد از جرم کل این خاک را تشکیل میدهد، خروج آن تأثیر محسوسی بر وزن نهایی محصول دارد.
شیمی دوازدهم صفحه ۶۹ - تمرین ۲
۲- اگر اجزای این مخلوط نخست جداسازی شده سپس خالصسازی شوند، پیشبینی کنید ساختار ذرهای هر یک از این اجزا در حالت خالص و جامد (به جز $SiO_{2}$) با کدام الگوی زیر همخوانی دارد؟ چرا؟
(تصویر شامل سه الگوی بلوری است:
آ: ساختار بلوری با چیدمان منظم کاتیونها و آنیونها
ب: ساختار مولکولی آب به صورت جامد/یخ
پ: ساختار فلزی طلا با چیدمان منظم اتمهای طلا)
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۶۹ - تمرین ۲
در این بخش میخواهیم نوع پیوندهای شیمیایی و ساختار جامدات را بر اساس ماهیت عناصر سازنده آنها شناسایی کنیم.
**تحلیل الگوها:**
۱- **الگوی (آ) - شبکه بلوری یونی**: این الگو با اکسیدهای فلزی موجود در خاک یعنی **$Al_{2}O_{3}$**، **$Na_{2}O$**، **$Fe_{2}O_{3}$** و **$MgO$** همخوانی دارد.
چرا؟ چون این مواد از ترکیب یک فلز و یک نافلز تشکیل شدهاند و در حالت جامد، یونهای مثبت و منفی با جاذبههای قوی الکترواستاتیک در یک شبکه منظم کنار هم قرار میگیرند.
۲- **الگوی (ب) - جامد مولکولی**: این الگو با **آب ($H_{2}O$)** در حالت جامد (یخ) همخوانی دارد.
چرا؟ چون آب یک ترکیب مولکولی است که در حالت جامد، مولکولهای مجزای آن توسط پیوندهای هیدروژنی در یک ساختار منظم کنار هم قرار میگیرند، اما هویت مولکولی خود را حفظ میکنند.
۳- **الگوی (پ) - شبکه فلزی**: این الگو با **طلا ($Au$)** همخوانی دارد.
چرا؟ طلا یک عنصر فلزی است و در حالت خالص، اتمهای آن با پیوند فلزی و چیدمان بسیار فشرده و منظم در کنار هم قرار میگیرند تا یک جامد فلزی تشکیل دهند.
