پايگاه اطلاع ‏رساني شيمي

۱الف) در باره سختی جامدهای یونی می توان سه قاعده زیر موسوم به قاعده Fajans را بیان کرد:

1) در جامدهای یونی با ساختار بلوری یکسان و بار برابر، هر چه فاصله بین یونها کمتر باشد، بر میزان سختی بلور افزوده می‌شود.

2) در جامدهای یونی که ساختار یکسان و فاصله بین‌یونی نزدیک دارند، با افزایش بار آنیون و کاتیون، سختی بلور افزایش می‌یابد.

3) چنانچه یونها در یک جامد یونی دارای آرایش گاز بی‌اثر باشند، نسبت به جامدهای یونی دیگر که در آنها یونها آرایش گاز بی‌اثر ندارند، (در صورتی که بار، فاصله بین‌یونی و ساختار بلور یکسان باشند.) سختی بلور بیشتر است.

۲الف) سیتریک اسید، سدیم کربنات، جوش شیرین (سدیم بی‌کربنات)، سولفوریک اسید، دی اکسید کربن، هیدروژن پراکسید، آمونیوم پرکلرات، پتاسیم یدید، الکلها و... به عنوان سوخت شیمیایی خودروهای کوچک استفاده می‌شوند.

چند واکنش از این دست عبارتند از:

2 HOOH --> 2 H₂O + O₂   enzyme: catalyses

H₂CO₃ --> CO₂ + H₂O   enzyme: carbonic anhydride

در واکنشهای بالا که با استفاده از آنزیم انجام‌پذیرند، از انرژی به دست آمده از شکستن پیوند استفاده می‌شود.

سوختن اتانول:

C₂H₅OH + 3 O₂ --> 2 CO₂ + 3 H₂O

تجزیه اسید استیک:

CH₃CO₂H --> CO₂ + CH₄

یا تجزیه جوش شیرین:

2 NaHCO₃ --> Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

دو واکنش اخیر برای شروع به گرما نیاز دارند اما پس از شروع واکنش، گرماده هستند.

۳الف) کلرید آهنIII یا FeCl₃، ماده‌ای به شدت سمی، خورنده و اسیدی با رنگ متغیر است که رنگ آن به زاویه دید بستگی دارد و از سبز تیره تا بنفش تغییر می‌کند. انحلال آن در آب گرمازا ست و در اثر انحلال، محلول قهوه‌ای رنگ و اسیدی می‌دهد. در اثر  گرما، به کلرید آهنII و گاز سمی کلر تجزیه می‌شود:

FeCl₃ + Q --> FeCl₂ + 1/2 Cl₂

با ترکیب FeCl₃، جوش شیرین و آب در یک بطری می‌توان گازی فوق‌العاده‌ای تولید کرد که سبب می‌شود بطری نوشابه را مانند موشک پرتاب کند.

یادآوری می‌شود هر ماده منفجره به دو جزء ماده سوختنی و اکسنده نیاز دارد. برای مثال پتاسیم نیترات به شدت اکسنده است ولی به تنهایی منفجر نمی‌شود. اما ترکیب چهار به شش شکر (به عنوان ماده سوختنی) و پتاسیم نیترات به یک بمب دودزا منتهی می‌شود.

۴الف) فسفید فلزهایی مانند آلومینیوم، روی، کلسیم و منیزیم به عنوان یک گونه از سمهای دفع آفات، حشرات و جونده‌ها از دیرباز در بسیاری از کشورهای دنیا به کار می‌رفته‌اند که قیمت ارزان، کاربرد آسان و کارآیی بالا موجب مصرف گسترده آنها در کشاورزی شده است.

در ایران "فسفید آلومینیم" با نام قرص برنج به ویژه در شمال کشور برای نگهداری برنج در انبارها و جلوگیری از تخریب آن توسط حشر‌ه‌ها از سالیان گذشته استفاده می‌شده است.

قرصهای برنج در تماس با رطوبت موجود در برنج و غلات دیگر، گاز سمی فسفین آزاد می‌کنند که این گاز موجب نابودی آفات و حشر‌ه‌ها و ماندگاری محصول در انبار می‌شود. به علت فراریت و نیمه عمر کوتاه گاز فسفین در محیط، مصرف برنج و دیگر فراورده‌های کشاورزی نگهداری‌شده توسط این ماده، پیامدهای سوء در انسان ندارد.

البته فسفید آلومینیوم جزو سمهای کشنده برای انسان است و مقدار کشنده آن برای انسان بالغ با میانگین وزن 70 ک‌گ حدود 500 میلی‌گرم برآورد شده، این در حالی است که هر قرص برنج حاوی یک گرم فسفید آلومینیوم است. فسفید آلومینیوم در معده در اثر واکنش با آب و اسید معده گاز سمی فسفین آزاد می‌کند و نشانه‌های مسمومیت شامل طیف وسیعی از آشفتگیهای گوارشی، قلبی عروقی، کلیوی، کبدی، عصبی و تنفسی است که می‌توان استفراغ ، درد ناحیه شکم، سرگیجه، کاهش هوشیاری، کاهش فشار خون، بی‌نظمی تپش قلب، زردی، تشنج و بیهوشی را نام برد.

توضیح بیشتر درباره سم‌پاشی: دوره کارنس به زبان ساده عبارت است از مدت زمانی که پس از سم‌پاشی باید طی شود تا فراورده کشاورزی را بتوان مصرف کرد. مسلما پس از سم‌پاشی نه تنها بافتهای بیرونی گیاه و میوه‌ها به سم آغشته می‌گردند بلکه پاره‌ای از سمها از طریق روزنه‌های گیاه یا آوندهای چوبی و آبکش به بافتهای درونی نفوذ و به همه نقاط گیاه سرایت می‌کنند که مصرف چنین فراورده‌ای برای بدن زیان‌آور است.

۵الف) پتاسیم نیترات KNO3 یک ترکیب یونی به رنگ سفید و در آب محلول است. پتاسیم نیترات کاربردهای فراوان دارد که از جمله برای ساختن باروت و نیز در ترکیب خمیر دندان به کار می‌رود. واكنش انفجار باروت سیاه را می‌توان به این صورت نوشت:

4 KNO₃ + S + 4 C -> 2 N₂ (g) + 2 K₂O + 4 CO₂ (g) + SO₂ (g)

برخی واكنش انفجار باروت را در فضای محدود به صورت زیر نوشته‌اند:

2 KNO₃ + S + 3 C -> N₂ + 3 CO₂ + K₂S

هنگام انفجار دودی خارج می‌شود كه مربوط به ایجاد پتاسیم سولفید است.

اگر در هوای آزاد باروت را بسوزانیم معادله واكنش چنین است:

4 KNO₃ + 3 S + 2 C -> 2 N₂ + 2 K₂CO₃ + 3 SO₂

در عمل برای ساخت باروت سیاه 75 درصد پتاسیم نیترات، 14 درصد زغال چوب و 11 درصد گوگرد به كار می‌رود. پتاسیم نیترات (شوره) همان ماده سفید رنگی است كه به طور طبیعی در كنار دیوارهای مرطوب ایجاد می‌شود.

پتاسیم نیترات همچنین به عنوان یک ماده اکسنده نیز کاربرد دارد.