مقدمه :

فرآيندي كه در آن جامد بدون عبور از مايع مستقيماً به بخار تبديل گردد تصعيد ناميده مي شود اين فرايند برگشت پذير است .

روش تصعيد را مي توان به جاي تبلور براي تخليص بعضي از جامدات به كار برد، در اين روش از اختلاف فشار بخار اجسام جامد استفاده مي شود و اين عمل از جهتي به تقطير ساده شباهت دارد . نمونه ناخالص در درجه حرارت پايين تر از نقطه ذوب آن گرم مي شود و مستقيماً از حالت جامد به صورت بخار در مي آيد و بعد بخار حاصل فوراً در سطح سردي به حالت جامد متراكم مي شود (متبلور مي شود). اين دو مرحله بدون مداخله حالت مايع صورت مي گيرد .

فشار بخار يك فرايند تصعيد : مولكولها در يك بخار حول محور خود در شبكه نوسان مي كنند توزيع انرژي جنبشي بين اين مولكولها نظير توزيع انرژي جنبشي بين مولكولهاي مايع و گاز است. در يك بلور انرژي از مولكولي به مولكول ديگر منتقل مي شود و از اين رو انرژي هيچ مولكولي ثابت نيست . مولكولهاي پر انرژي در سطح بلور مي توانند بر نيروهاي جاذبه بلور غلبه كرده به فاز بخار بگريزند .

تئوری آزمایش:

فرآیندی که در آن ، جامد بدون عبور از حالت مایع ، مستقیما به بخار تبدیل می‌گردد، تصعید نامیده می‌شود. این فرآیند برگشت پذیر است.

روش تصعید را میتوان به جای تبلور برای تخلیص بعضی از جامدات به کار برد. در این روش از اختلاف فشار بخار اجسام جامد استفاده میشود و این عمل از جهتی به تقطیر ساده شباهت دارد. نمونه ناخالص در درجه حرارتی پایین تر از نقطه ذوب آن گرم میشود و مستقیما از حالت جامد به صورت بخار در می آید و بعد بخار حاصل فورا در سطح سردی به حالت جامد متراکم میشود (متبلور میشود). این دو مرحله بدون مداخله حالت مایع صورت میگیرد. برای این که در این روش تخلیص به خوبی صورت گیرد باید دو اصل رعایت شود: (1) جسم باید فشار بخار نسبتا زیادی داشته باشد (2) فشار بخار ناخالصیها باید اختلاف زیادی با فشار بخار جسم اصلی داشته باشد (فشار کمتر بهتر است). چنانچه فشار بخار ناخالصی با فشار بخار جسم مورد نظر مشابه باشد، روش تصعید برای خالص سازی مناسب نخواهد بود زیرا بلورهای هر دو جسم در سطح سرد تشکیل میشوند.

به طور کلی روش تصعید اختصاص به موادی دارد که تقریبا قطبی نیستند و ساختمان نسبتا متقارنی دارند. در چنین شرایطی نیروی بین بلورها کمتر است و فشار بخار زیادتر است. شدت نیروی جاذبه ای که بین مولکولهای جسم جامد وجود دارد سهولت گریز مولکولها را از فاز جامد به فاز بخار تعیین میکند.

روش آزمایش

- مقداری نفتالین ناخالص را بر روی شیشه ساعت ریخته،

- انتهای یک قیف شیشه ای تمیز را مسدود ( با کاغذ یا پنبه ) و با دقت وزن می کنیم.

- قیف را روی شیشه ساعت حاوی نفتالین برگردانده طوری که هیچ منفذی به بیرون نداشته باشد.

- مجموع قیف و شیشه ساعت را به ملایمت گرم می کنیم؛ بهتر است براي گرم كردن از حمام بخار استفاده شود. چنانچه حمام بخار در دسترس نبود، بشري را كه قطر دهانه آن متناسب با قطر شيشه ساعت باشد تا دو سوم حجم از آب پر كنيد و شيشه ساعت و قيف را روي آن بگذاريد و آب را به ملايمت گرم كنيد. ( 30 الی 45 دقیقه آنرا به همان حال بگذارید )

- طی این مدت در اثر حرارت نفتالین تصعید شده و روی قیف سرد متراکم می شود.

- اجازه می دهیم سیستم کمی سرد شود. حال قیف را توزین کرده و وزن بلورها را گزارش می کنیم :

کربن

تاریخچـــــه

کربن ( واژه لاتین carbo به معنی ذغال چوب) با عدد اتمی 6 وعدد جرمی12.0107 در دوران ماقبل تاریخ کشف شد و برای مردم باستان که آنرا از سوختن مواد آلی در اکسیژن ضعیف تولید می کردند ، آشنا بود.( تولید ذغال چوب).مدت طولانی است که الماس بعنوان ماده ای زیبا و کمیاب به حساب می آید. فولرن ،آخرین آلوتروپ شناخته شده کربن در دهه 80 بعنوان محصولات جانبی آزمایشات پرتو مولکولی کشف شدند.

اشکال مختلف کربن

تاکنون چهار شکل مختلف از کربن شناخته شده است: غیر متبلور(آمورف) ، گرافیت  ،الماس و فولرن .
کربن در نوع غیر بلورین آن اساسا گرافیت  است اما بصورت ساختارهای بزرگ بلورین وجود ندارد.این شکل کربن ، بیشتر بصورت پودر است که بخش اصلی موادی مثل ذغال چوب و سیاهی چراغ ( دوده ) را تشکیل می دهد.
در فشار معمولی کربن به شکل گرافیت در می آید که در آن هر اتم با سه اتم دیگر بصورت حلقه های شش وجهی- درست مثل هدروکربنهای مطر - به هم متصل شده اند. هردو گونه شناخته شده از گرافیت ، آلفا (شش ضلعی ) و بتا ( منشور شش وجهی که سطوح آن لوزی است) خصوصیات فیزیکی مشابه دارند تنها تفاوت آنها در ساختار بلوری آنها می باشد.گرافیتهای طبیعی شامل بیش از 30% نوع بتا هستند در حالیکه گرافیتهای مصنوعی تنها حاوی نوع آلفا می باشند.نوع آلفا از طریق پردازش مکانیکی می تواند به بتا تبدیل شود و نوع بتا نیز براثر حرارت بالای 1000 درجه سانتیگراد دوباره بصورت آلفا بر می گردد.
گرافیت به سبب پراکندگی ابر pi هادی الکتریسیته است. این ماده نرم بوده و ورقه های آن که اغلب بوسیله اتمهای دیگر تفکیک شده اند ، تنها بوسیله نیروهای وان در والس به هم چسبیده اند به گونه ایکه به راحتی یکدیگر را کنار می زنند.
در فشارهای خیلی بالا آلوتروپ کربن به صورت الماس  در می آید که در آن هر اتم با چهار اتم دیگر پیوند دارد.الماس ساختار مکعبی همانند سیلیکون  و جرمانیم دارد.

ویژگیهای قابل توجه
کربن به دلایل زیادی قابل توجه است. اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم ترین ( گرافیت ) و یکی از سخت ترین ( الماس) موادر شناخته شده توسط انسان می باشد. بعلاوه کربن میل زیادی به پیوند با اتم های  کوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن ، داشته و اندازه بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را بوجود می آورد. این خصوصیات باعث شکل گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده است .ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمین  می سازند و چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشید و ستارگان دیگر را تامین می کند.
کربن در اثر انفجار بزرگ( Big Bang) حاصل نشده ، چون این عنصر برای تولید نیاز به یک برخورد سه مرحله ای ذرات آلفا ( هسته اتم هلیم ) دارد. جهان در ابتدا گسترش یافت و به چنان به سرعت سرد شد که امکان تولید آن غیر ممکن بود. به هر حال ، کربن درون ستارگانی که در رده افقی نمودار H-R قرار دارند ، یعنی جائی که ستارگان هسته  هلیم  را با فرایند سه گانه آلفا به کربن تبدیل می کنند ، تولید شد.

کاربردهـــــــــا
کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده است و تا آنجا که می دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت( به برتر پنداری کربن مراجعه کنید).عمده ترین کاربرد اقتصادی کربن ، فرم هیدروکربنها می باشد که قابل توجه ترین آنها سوختهای فسیلی ، گاز متان و نفت خام  است.نفت خام در صنایع پتروشیمی برای تولید محصولات زیادی از جمله مهمترین آنها بنزین  ، گازوئیل ونفت سفید بکار می رود که از طریق فرآیند تقطیر درپالایشگاه ها  بدست می آیند. از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی ، که بسیاری از آنها در مجموع  پلاستیک  نامیده می شوند ، شکل می گیرد.

سایر کاربردها

1)ایزوتوپ C-14 که در 27 فوریه 1930 کشف شد در سن یابی کربن پرتوزا مورد استفاده است.

2)گرافیت در ترکیب با خاک رس بعنوان مغز مداد بکار می رود.

3)الماس جهت تزئین ونیز در مته ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده است کاربرد د ارد.

4)برای تولید فولاد، به آهن کربن اضافه می کنند.

کربن در میله کنترل در رآکتورهای اتمی بکار می رود.

5)گرافیت به شکل پودر و سفت شده بعنوان ذغال چوب برای پخت غذا ،در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

6)قرصهای ذغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند.

خصوصیات ساختمانی و شیمیایی فولرن به شکل ریزتیوب کربن ، کاربردهای بالقوه امیدوار کننده ای در رشته در حال شکل گیری نانوتکنولوژی دارد.

بنزوئیک اسید

بنزوئیک اسید C6H5COOH, یک جامد کریستالی بیرنگ و ساده ترین کربوکسیلیک اسید آروماتیک می باشد. نام آن از صمغ بنزوئین گرفته شده که برای مدت طولانی، تنها منبع بنزوئیک اسید بوده است. این اسید ضعیف و مشتقات آن به عنوان نگهدارنده ی غذاها و جلوگیری از فساد آنها مورد استفاده قرار می گیرند. بنزوئیک اسید یک پیش ماده ی مهم برای سنتز بسیاری از مواد آلی دیگر به شمار می رود.

مواد مورد نیاز:

1- بشر

2- هیتر

3- شیشه ساعت

4- قیف

5- پنبه

6- ورق کاغذ

شرح آزمايش :

ابتدا 5/گرم کربن فعال و 1گرم بنزوئيك اسيد خالص را در وسط یک شيشه ساعت مي ريزيم و آنها را با هم مخلوط می کنیم. بعد يك قيف ساده كه يك طرف آن را با پنبه مسدود کرده ایم را به صورت وارونه روي مواد داخل شیشه ساعت قرار مي دهيم.سپس یک بشر کوچک را در آن آب ریخته ایم میاوریم و آن را بالای هیتر قرار میدهیم و شيشه ساعت را روی دهانه ی بشر قرار میدهیم به ملايمت حرارت مي دهيم و حدود 15دقیقه بعد از جوش آمدن آب صبر میکنیم در این زمان مشاهده مي كنيم كه ماده جامد شروع به تغيير حالت از جامد به گاز مي كند و به جدار قيف مي چسبد .حال قيف را به آرامی از روی شیشه ساعت بر میداریم به گونه ای که باد یا حتی نفسمان به آن نخورد(زیرا در این صورت ذرات ریز کریستال را باد میبرد) و آن را بر روی یک ورقه کاغذ میریزیم(در این حالت شاهد ذرات کریستالی تشکیل شده از تصعید هستیم.این عمل را دو بار دیگر انجام میدهیم.

نتيجه گيري :

ما از اين آزمايش نتيجه مي گيريم كه همه مواد جامد قابليت تصعيد شدن را ندارند و فقط موادي كه نقطه ذوب و جوش آنها به هم خيلي نزديك است مي توانند تصعيد شوند و همچنين نتيجه مي گيريم كه فرايند تصعيد يك فرايند برگشت پذير است.