دانلود مقاله شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن

«شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن»

1- مقدمه

به تصدیق همگان شناخت حسی بیواسطه ترین و ابتدایی ترین گونه شناخت است و داده هایی چنان وثیق از برای ادراک آدمی فراهم می آورد که حتی شکاکترین فلاسفه و حکما در درستی آنها تهدید نتوانسته اند کرد. در سراسر تاریخ دو هزار و پانصد ساله فلسفه، جز تنی چند از فلاسفه که در پندار گرایی(1) براه افراط رفته اند، هیچیک از فلاسفه دیگر ارزش و اصالت ادراکات حسی را انکار نکرده است. اما شناخت آدمی تنها به حصول ادراک حسی از جهان خارج محدود نمی گردد. تاثیرات حسی نخستین حلقه از زنجیر طولانی و پیچیده علم و ادراک انسان را تشکیل می‌دهند، که هم در عرصه تصورات (مفهوم سازی) و هم در حیطه تصدیقات (نظریه سازی) سنگ بنای اولیه و نخستین هرگونه فعل وانفعال ذهنی محسوب می گردند(2).

انسان از مشاهده مکرر مصادیق جزیی یک مفهوم کلی، به تعقل و تصور آن مفهوم می پردازد و چون در تجربه، صدق یک قضیه جزئی و خارجی را بارها و بارها بیازماید، به تعمیم آن پرداخته و قضایای کلی و جهانشمول می سازد. پرسشی که از دیرباز ذهن اندیشمندان و فلاسفه را بخود مشغول داشته است، چگونگی و به اصطلاح “مکانیسم” این تعمیم است. این مساله که در فلسفه جدید، در ضمن مسائل شناخت شناسی(3) مطرح می شود در قرون اخیر بویژه بخاطر رونق گرفتن مباحث فلسفه علم مجادلات و مناقشات فلسفی بسیاری برانگیخته است و به یقین می توان گفت که هیچیک از فلاسفه و مکاتب فلسفی غرب نتوانسته اند به آن پاسخی در خور و قانع کننده بدهند و حداکثر کاری که کرده اند بررسی جوانب مساله، یا در نهایت دور زدن و طفره از آن بوده است.

در این مقاله خواهیم کوشید ضمن طرح دقیق مساله، نظرات مهم فلاسفه را در اینمورد به اجمال و بطور فشرده بررسی کرده و در پایان راه حلی را که استاد شهید مرتضی مطهری در کتاب “مساله شناخت” خود بر مبنای آراء و اقوال فلاسفه اسلامی مطرح نموده اند ارائه می دهیم(4).

2- طرح مساله

این امری بدیهی است که (مادامیکه خود را به شناخت ماخذ از ادراکات حسی محدود کنیم) انسان تنها می تواند احکام و قضایای جزئی و خاص را تجربه کند. اما شکل غالب علم انسانی را گزاره های کلی و عام تشکیل می دهند. گزاره هایی مانند “آب در شرایط متعارف در 100 درجه سانتیگراد بجوش می آید” یا “انسان، فانی است”. روشن است که صدق این احکام هرگز بنحو بیواسطه به تجربه در نمی آیند. هر مشاهده گری می تواند مقداری آب را در شرایط متعارفی بتدریج گرم کند و مشاهده نماید که با رسیدن دمای آن به 100 درجه سانتیگراد، اب شروع به جوشیدن می کند.

حداکثر دمایی که این مشاهده گر می تواند بر مبنای این تجربه کند اینست که “این مقدار مشخص آب که در ظرف روبروی من قرار دارد، در 100 درجه سانتیگراد بجوش می‌آید”. او می تواند این آزمایش را بارها و بارها تکرار کند، اما هر بار قضیه‌ای که صدقش را تجربه می کند، قضیه ای جزئی و خاص از همین نوع خواهد بود.

مرگ میلیونها انسان تا کنون به تجربه آدمی در آمده است، اما آنچه که از این تجربه عاید علم انسانی می شود چیزی نیست جز میلیونها قضیه جزئی به شکل “سقراط، فانی است”. پس چگونه انسان از این مشاهدات جزیی بناگاه دست به تعمیم میزند و به قضایای کلی و عام دست می یابد. علت اعتبار این احکام کلی که از استقراء، یا به تعبیر منطقیون “استقراء ناقص” احکام جزیی محدود بدست آمده اند؟ چیست؟

این مساله که آن را “مشکل استقراء”(5) می نامند، مساله ای است که چندین قرن است فلاسفه غرب را بخود مشغول داشته است. فیلسوفان بسیاری در اطراف این مساله مطالعه کرده اند اما توفیق آنان ناچیز بوده است.

جمعی خواسته اند از طرح آن طفره بروند و به اصطلاح مساله را “منحل” کنند، اما خصلت بنیادین این مشکل برای اعتبار علوم، بویژه علوم تجربه معاصر چنان است که به هیچ وجه نمی توان آن را نادیده گرفت. ببینیم فلاسفه و مکاتب فلسفی غرب در اینباره چه گفته اند.

شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن

«شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن»

1- مقدمه

به تصدیق همگان شناخت حسی بیواسطه ترین و ابتدایی ترین گونه شناخت است و داده هایی چنان وثیق از برای ادراک آدمی فراهم می آورد که حتی شکاکترین فلاسفه و حکما در درستی آنها تهدید نتوانسته اند کرد. در سراسر تاریخ دو هزار و پانصد ساله فلسفه، جز تنی چند از فلاسفه که در پندار گرایی(1) براه افراط رفته اند، هیچیک از فلاسفه دیگر ارزش و اصالت ادراکات حسی را انکار نکرده است. اما شناخت آدمی تنها به حصول ادراک حسی از جهان خارج محدود نمی گردد. تاثیرات حسی نخستین حلقه از زنجیر طولانی و پیچیده علم و ادراک انسان را تشکیل می‌دهند، که هم در عرصه تصورات (مفهوم سازی) و هم در حیطه تصدیقات (نظریه سازی) سنگ بنای اولیه و نخستین هرگونه فعل وانفعال ذهنی محسوب می گردند(2).

انسان از مشاهده مکرر مصادیق جزیی یک مفهوم کلی، به تعقل و تصور آن مفهوم می پردازد و چون در تجربه، صدق یک قضیه جزئی و خارجی را بارها و بارها بیازماید، به تعمیم آن پرداخته و قضایای کلی و جهانشمول می سازد. پرسشی که از دیرباز ذهن اندیشمندان و فلاسفه را بخود مشغول داشته است، چگونگی و به اصطلاح “مکانیسم” این تعمیم است. این مساله که در فلسفه جدید، در ضمن مسائل شناخت شناسی(3) مطرح می شود در قرون اخیر بویژه بخاطر رونق گرفتن مباحث فلسفه علم مجادلات و مناقشات فلسفی بسیاری برانگیخته است و به یقین می توان گفت که هیچیک از فلاسفه و مکاتب فلسفی غرب نتوانسته اند به آن پاسخی در خور و قانع کننده بدهند و حداکثر کاری که کرده اند بررسی جوانب مساله، یا در نهایت دور زدن و طفره از آن بوده است.

در این مقاله خواهیم کوشید ضمن طرح دقیق مساله، نظرات مهم فلاسفه را در اینمورد به اجمال و بطور فشرده بررسی کرده و در پایان راه حلی را که استاد شهید مرتضی مطهری در کتاب “مساله شناخت” خود بر مبنای آراء و اقوال فلاسفه اسلامی مطرح نموده اند ارائه می دهیم(4).

2- طرح مساله

این امری بدیهی است که (مادامیکه خود را به شناخت ماخذ از ادراکات حسی محدود کنیم) انسان تنها می تواند احکام و قضایای جزئی و خاص را تجربه کند. اما شکل غالب علم انسانی را گزاره های کلی و عام تشکیل می دهند. گزاره هایی مانند “آب در شرایط متعارف در 100 درجه سانتیگراد بجوش می آید” یا “انسان، فانی است”. روشن است که صدق این احکام هرگز بنحو بیواسطه به تجربه در نمی آیند. هر مشاهده گری می تواند مقداری آب را در شرایط متعارفی بتدریج گرم کند و مشاهده نماید که با رسیدن دمای آن به 100 درجه سانتیگراد، اب شروع به جوشیدن می کند.

حداکثر دمایی که این مشاهده گر می تواند بر مبنای این تجربه کند اینست که “این مقدار مشخص آب که در ظرف روبروی من قرار دارد، در 100 درجه سانتیگراد بجوش می‌آید”. او می تواند این آزمایش را بارها و بارها تکرار کند، اما هر بار قضیه‌ای که صدقش را تجربه می کند، قضیه ای جزئی و خاص از همین نوع خواهد بود.

مرگ میلیونها انسان تا کنون به تجربه آدمی در آمده است، اما آنچه که از این تجربه عاید علم انسانی می شود چیزی نیست جز میلیونها قضیه جزئی به شکل “سقراط، فانی است”. پس چگونه انسان از این مشاهدات جزیی بناگاه دست به تعمیم میزند و به قضایای کلی و عام دست می یابد. علت اعتبار این احکام کلی که از استقراء، یا به تعبیر منطقیون “استقراء ناقص” احکام جزیی محدود بدست آمده اند؟ چیست؟

این مساله که آن را “مشکل استقراء”(5) می نامند، مساله ای است که چندین قرن است فلاسفه غرب را بخود مشغول داشته است. فیلسوفان بسیاری در اطراف این مساله مطالعه کرده اند اما توفیق آنان ناچیز بوده است.

جمعی خواسته اند از طرح آن طفره بروند و به اصطلاح مساله را “منحل” کنند، اما خصلت بنیادین این مشکل برای اعتبار علوم، بویژه علوم تجربه معاصر چنان است که به هیچ وجه نمی توان آن را نادیده گرفت. ببینیم فلاسفه و مکاتب فلسفی غرب در اینباره چه گفته اند.

مقاله درمورد شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن

«شناخت حسی و مکانیسم تعمیم آن»

1- مقدمه

به تصدیق همگان شناخت حسی بیواسطه ترین و ابتدایی ترین گونه شناخت است و داده هایی چنان وثیق از برای ادراک آدمی فراهم می آورد که حتی شکاکترین فلاسفه و حکما در درستی آنها تهدید نتوانسته اند کرد. در سراسر تاریخ دو هزار و پانصد ساله فلسفه، جز تنی چند از فلاسفه که در پندار گرایی(1) براه افراط رفته اند، هیچیک از فلاسفه دیگر ارزش و اصالت ادراکات حسی را انکار نکرده است. اما شناخت آدمی تنها به حصول ادراک حسی از جهان خارج محدود نمی گردد. تاثیرات حسی نخستین حلقه از زنجیر طولانی و پیچیده علم و ادراک انسان را تشکیل می‌دهند، که هم در عرصه تصورات (مفهوم سازی) و هم در حیطه تصدیقات (نظریه سازی) سنگ بنای اولیه و نخستین هرگونه فعل وانفعال ذهنی محسوب می گردند(2).

انسان از مشاهده مکرر مصادیق جزیی یک مفهوم کلی، به تعقل و تصور آن مفهوم می پردازد و چون در تجربه، صدق یک قضیه جزئی و خارجی را بارها و بارها بیازماید، به تعمیم آن پرداخته و قضایای کلی و جهانشمول می سازد. پرسشی که از دیرباز ذهن اندیشمندان و فلاسفه را بخود مشغول داشته است، چگونگی و به اصطلاح “مکانیسم” این تعمیم است. این مساله که در فلسفه جدید، در ضمن مسائل شناخت شناسی(3) مطرح می شود در قرون اخیر بویژه بخاطر رونق گرفتن مباحث فلسفه علم مجادلات و مناقشات فلسفی بسیاری برانگیخته است و به یقین می توان گفت که هیچیک از فلاسفه و مکاتب فلسفی غرب نتوانسته اند به آن پاسخی در خور و قانع کننده بدهند و حداکثر کاری که کرده اند بررسی جوانب مساله، یا در نهایت دور زدن و طفره از آن بوده است.

در این مقاله خواهیم کوشید ضمن طرح دقیق مساله، نظرات مهم فلاسفه را در اینمورد به اجمال و بطور فشرده بررسی کرده و در پایان راه حلی را که استاد شهید مرتضی مطهری در کتاب “مساله شناخت” خود بر مبنای آراء و اقوال فلاسفه اسلامی مطرح نموده اند ارائه می دهیم(4).

2- طرح مساله

این امری بدیهی است که (مادامیکه خود را به شناخت ماخذ از ادراکات حسی محدود کنیم) انسان تنها می تواند احکام و قضایای جزئی و خاص را تجربه کند. اما شکل غالب علم انسانی را گزاره های کلی و عام تشکیل می دهند. گزاره هایی مانند “آب در شرایط متعارف در 100 درجه سانتیگراد بجوش می آید” یا “انسان، فانی است”. روشن است که صدق این احکام هرگز بنحو بیواسطه به تجربه در نمی آیند. هر مشاهده گری می تواند مقداری آب را در شرایط متعارفی بتدریج گرم کند و مشاهده نماید که با رسیدن دمای آن به 100 درجه سانتیگراد، اب شروع به جوشیدن می کند.

حداکثر دمایی که این مشاهده گر می تواند بر مبنای این تجربه کند اینست که “این مقدار مشخص آب که در ظرف روبروی من قرار دارد، در 100 درجه سانتیگراد بجوش می‌آید”. او می تواند این آزمایش را بارها و بارها تکرار کند، اما هر بار قضیه‌ای که صدقش را تجربه می کند، قضیه ای جزئی و خاص از همین نوع خواهد بود.

مرگ میلیونها انسان تا کنون به تجربه آدمی در آمده است، اما آنچه که از این تجربه عاید علم انسانی می شود چیزی نیست جز میلیونها قضیه جزئی به شکل “سقراط، فانی است”. پس چگونه انسان از این مشاهدات جزیی بناگاه دست به تعمیم میزند و به قضایای کلی و عام دست می یابد. علت اعتبار این احکام کلی که از استقراء، یا به تعبیر منطقیون “استقراء ناقص” احکام جزیی محدود بدست آمده اند؟ چیست؟

این مساله که آن را “مشکل استقراء”(5) می نامند، مساله ای است که چندین قرن است فلاسفه غرب را بخود مشغول داشته است. فیلسوفان بسیاری در اطراف این مساله مطالعه کرده اند اما توفیق آنان ناچیز بوده است.

جمعی خواسته اند از طرح آن طفره بروند و به اصطلاح مساله را “منحل” کنند، اما خصلت بنیادین این مشکل برای اعتبار علوم، بویژه علوم تجربه معاصر چنان است که به هیچ وجه نمی توان آن را نادیده گرفت. ببینیم فلاسفه و مکاتب فلسفی غرب در اینباره چه گفته اند.

کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع 22ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

به نام خدا

عنوان مقاله

کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع

نگارنده:

خانم حوریه فرجی

ناحیه 4 تبریز

خلاصه:

کاتالیزگرها موادی هستند که سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌هند ولی در واکنش مصرف نمی‌شوند.

کاتالیزگرها چه در کاربردهای صنعتی وچه در فرآیندهای بیولوژیکی اهمیت بسیاری دارند زیرا در واکنشهای صنعتی لازم است که سرعت واکنش به طریقی مثلاً استفاده از کاتالیزگرها افزایش داده شود تا تولید فرآورده‌های حاصل از ان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد، اگر چه می‌توان با افزایش دما سرعت واکنش را به مقدار قابل توجهی افزایش داد ولی از آن جا که افزایش دما با مصرف انرژی همراه است، چنین اقدام صرفه‌ی اقتصادی نخواهد داشت، از سوی دیگر بسیاری از مواد نسبت به گرما حساس هستند و در اثر گرما تجزیه می‌شوند به همین دلیل مناسب‌ترین راه این است که برای سرعت دادن به واکنش‌های شیمیایی از کاتالیزگر استفاده گردد.

کاتالیزگرها در فرآیندهای بیولوژیکی هم از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. آنزیم‌ها مانند یک کاتالیزگر در کلیه اعمال زیستی نقش بسیار اساسی و ماهرانه‌ای را ایفا می‌کنند که کاتالیزگرها را می‌توانیم به یک کلید تشبیه کنیم که می‌تواند انواع قفل‌ها را با مکانیسم‌های مختلف باز کند یعنی نقشی که آنزیم‌ها در اعمال زیستی و حیاتی ایفا می‌کنند بسیار مؤثرتر از کاتالیزگرهایی است که ساخته‌ی دست بشر است در این مقاله سعی شده است که از تعریف کاتالزگر، خواص چند مکانیسم کاتالیزگرها مورد بحث و بررسی قرار گیرد و برخی از کاربردهای آن در صنعت بیان شده است نقش و اهمیت کاتالیزگرها در پالایش‌های نفت و بسیاری از سنتزها در سایه‌ی بهره‌گیری از کاتالیزگرهای خاصی با مکانیسم‌های معین انجام می‌گیرد و برخی از کاتالیزگرها نه تنها تشکیل یا شکستن پیوندها را آسان می‌کنند بلکه محصولات واکنش را هم در قالب هندسی خاصی تولید می‌کنند امیدواریم مورد توجه قرار گیرد.

مقدمه

تا اغاز قرن نوزدهم ماهیت کاتالیزگرها ناشناخته بود، سرانجام در سال 1835 میلادی، ژان یاکوب برسلیوس شیمیدان سوئدی در بررسی واکنشهای شیمیایی در طول سی سال پژوهش و بررسی یکی از خصوصیات مهم واکنشها را سرعت انجام آنها دانست زیرا واکنشهایی که در آزمایشگاه انجام می‌شود باید از سرعت کافی برخوردار باشد تا بتوان واکنشی را دنبال کرده و با مشاهده آزمایش به نتایجی دست یافت مانند هر گاه شعلة کبریت افروخته‌ای را به توده‌ای از قند تماس دهید قند گداخته می‌‌شود ولی نمی‌سوزد، برای سوزاندن قند می‌توانید مقداری خاکستر سیگار یا کمی از خاک گلدان روی آن بریزید در این صورت قند با شعله‌ی آبی خیره‌کننده‌ای همراه با صدای فش‌فش خواهد سوخت در این عمل خاکستر سیگار یا خاک گلدان کاتالیزگر است، یعنی سوختن قند در مجاورت خاکستر یا خاک انجام می‌گیرد، لیکن خاکستر یا خاک در پایان واکنش بدون تغییر شیمیایی به جا می‌ماند.

کشف کاتالیزگرهای جدید تأثیر فراوانی در صنعت داشته است و واکنشهای شیمیایی در صنعت باید نسبتاً سریع انجام شوند زیرا یک کارخانه‌دار نمی‌تواند سالها در انتظار بدست آمدن محصولی بماند که امروز بازار فروش خوبی دارد.

دانش روز افزون درباره‌ی آنزیم‌ها یعنی کاتالیزگرهای زیستی درک ما را درباره‌ی فرآیندهای زیستی دگرگون کرده است، به همین دلیل مطالعه و نحوه‌ی کاربرد آنها در بین مواد شیمیایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

آنزیم‌ها در تنظیم سرغت واکنشهای شیمیایی که در بدن موجودات زنده انجام می‌شوند، نقش بسیار اساسی دارند. آنزیم‌ها خود ترکیبهای پیچیده‌ای هستند که از مولکولهای بسیار سنگین پروتئینی ساخته شده‌اند. تنظیم و اداره هر یک از واکنشهای زیستی به عهده‌ی آنزیم ویژه‌ای است. امروزه تخمین زده‌اند که چندین هزار آنزیم مختلف در اداره‌ی اعمال زیستی بدن انسان شرکت دارند. بسیاری از فرآیندهای زیستی، مانند گوارش در جانوران و فتوسنتز در گیاهان ضروری هستند. آنزیم‌ها نقش مهمی در لخته شدن خون و انقباض بافتهای ماهیچه‌ای دارند، کاتالیزگرها حتی سبب تغییر رنگ برگ‌ها در پائیز و تبدیل گلولز به اتیل الکل (اتانول) مطابق با واکنش زیر می‌شوند:

نخستین بار لویی پاستور در دهة سال 1850 با پژوهشهای خود درباره‌ی تخمیر، کاتالیزگرهای زیستی را مورد مطالعه قرار داد، پاستور نشان داد که ارگانیسم ذره‌بینی مخمر سبب تبدیل گلولز به اتانول و کربن دی‌اکسید می‌شود که بعدها دانشمند آلمانی ادوارد بوخنر در سال 1897 نشان داد که این تخمیر توسط ماده‌ی موجود در عصارة مخمر حاصل می‌شود و این ماده را آنزیم نامیدند.

بعدها مواد دیگری کشف شدند که می‌توانستند به عنوان کاتالیزگر در فرآیندهای زیستی شرکت کنند سی سال پس از کشف بوخنر نخستین آنزیم به حالت بلوری خالص بدست آمد.

هر آنزیم معمولاً می‌تواند تنها در یک واکنش خاص به عنوان کاتالیزگر شرکت کند، بنابراین سلولهای زنده صدها انزیم مختلف را تولید می‌کنند تا این آنزیم‌ها در صدها واکنش شیمیایی مختلف، که ضرورت زنده ماندن سلولها هستند، به عنوان کاتالزگر شرکت کنند.

آنزیم‌ها کاتالیزگرهایی با کارآیی شگفت‌آوری هستند مقیاسی از این کارایی، عدد تبدیل است. عدد تبدیل تعداد مولکولهایی از ماده اولیه است که یک مولکول آنزیم در هر واحد زمانی به فرآورده‌های تبدیل می‌کند. عدد تبدیل آنزیم مالتوز ، که در تمام ارگانیسم‌های حیوانی یافت می‌شود در واکنش ئیدرولیز قند مالتوز است که در این واکنش گلولز تشکیل می‌شود.

سرعت انجام همه‌ی واکنشهای شیمیایی یکسان نمی‌باشد مثلاً بعضی از واکنشها سریع هستند مانند اگر مقدار کمی از سدیم را در آب بیاندازیم به سرعت با اکسیژن آب واکنش داده و محلول قلیا تولید می‌کند. برخی از واکنشها از سرعت بسیار کمی برخوردار هستند مانند مس در شرایط عادی به آرامی با اکسیژن هوا ترکیب می‌شود، از این رو ذخایری از این عنصر در سطح زمین یافت می‌شود، واکنشهای دیگری نیز هستند که سرعت متوسطی دارند مانند واکنش آهن با اکسیژن هوا که در شرایط عادی مدت زمان متوسطی طول می‌کشد تا آهن زنگ بزند البته واکنشهای فوق را می‌توان تحت شرایط سریع یا از سرعت آن کاست بنابراین عواملی مانند دما، غلظت، کاتالیزگر واکنش‌دهنده‌ها سطح تماس، ماهیت مواد اولیه کاتالیزگر به میزان قابل توجهی روی سرعت واکنش مؤثر خواهد بود.

برای مثال برسلیوس شرح داد که چگونه اسیدها، تبدیل نشاسته به قند را سرعت می‌دهند و چگونه در مجاورت فلز پلاتین، واکنشها بین گازها با سرعت بیشتر صورت می‌گیرد.

در سال 1902 ویلهلم استوالد شیمیدان آلمانی کاتالیزگر را ماده‌ای تعریف کرد که سرعت واکنشهای شیمیایی را تغییر می‌دهد و در پایان واکنش بدون تغییر، باقی می‌ماند و هم‌چنین توانست خصوصیات ویژه‌ای کاتالیزگرها را بیان نماید.

برخی از خصوصیات ویژه‌ی کاتالیزگرها

کاتالیزگرها در فعالیت خود ویژگی‌های کاملاً خاصی دارند در بعضی از موارد یک کاتالیزگر معین موجب سنتز نوعی محصولات خاص از بعضی مواد می‌شود حال آنکه کاتالیزگر دیگر موجب سنتز محصولات کاملاً متفاوت دیگری از همان مواد می‌شود و امکان وقوع هر دو واکنش از لحاظ ترمودینامیکی میسر است مانند مونوکسیدکربن و هیدروژن می‌توانند با توجه به کاتالیزگر به کار رفته و شرایط واکنش فرآورده‌های بسیار گوناگونی را تولید کنند. اگر یک کاتالیزگر کبالت یا نیکل در واکنش مونوکسیدکربن با ئیدروژن به کار رود، مخلوطی از ئیدروکربنها به دست می‌آید ولی اگر در همین واکنش مخلوطی از اکسیدهای روی و کروم به عنوان کاتالیزگر مصرف شود از 2Co و 2 H متانول تولید می‌‌شود یعنی:

ساده‌ترین و ارزان‌ترین راه برای سرعت بخشیدن به یک واکنش یافتن کاتالیزگر مناسبی است که اکثراً به صورت جامدات ریزی می‌باشند البته انتخاب کاتالیزگر برای هر واکنش بیشتر یک هنر است تا علم، برای انتخاب کاتالیزگر، مواد مختلفی آزمایش می‌شود و مؤثرترین آنها انتخاب می‌شود.

اثر کاتالیزگرها در واکنشهای تعادلی

بنا به قوانین ترمودینامیک، یک سیستم در حال تعادل با اضافه کردن کاتالیزگر تغییر نمی‌کند. کاتالیزگر بر سرعت رسیدن سیستم به حالت نهایی تعادل می‌افزاید ولی نمی‌تواند مقدار ثابت تعادل را تغییر دهد زیرا در شرایط تعادل یک کاتالیزگر همان اثر را در افزودن سرعت واکنش معکوس (برگشتی) دارد که در واکنش مستقیم (رفت) نیز اعمال می‌کند.

نقش کاتالیزگری

فلزات واسطه به علت قدرت جذب سطحی زیاد، تمایل به تشکیل ترکیب‌های درون شبکه‌ای و یا کمپلسکهای فعال و سهولت شرکت در واکنش‌های اکسایش- کاهش می‌توانند بسیاری از مواد را به صورت ترکیبهای حد واسطه مناسبی که به آسانی به صورت مواد مورد نظر در می‌آیند، تبدیل کنند از این رو نقش کاتالیزگر را در بسیاری از واکنش‌ها می‌توانند ایفا کنند، به ویژه به صورت ترکیبهای آلی- فلزی مانند نقش کاتالیزگری نیکل در واکنشهای هیدروژن‌دار کردن و یا نقش کبالت در تبدیل آلکن‌ها با آلدئیدها در مجاورت Co و 2H

2- کاتالیزگر و انرژی فعالسازی

کاتالیزگر نمی‌تواند موجب وقوع واکنشهایی شود که از نظر ترمودینامیک امکان وقوع ندارند بعلاوه صرفاً حضور یک کاتالیزگر نیست که (احتمالاً به عنوان یک بخش فعال کننده) موجب اثر و سرعت واکنش می‌شود. در یک واکنش کاتالیز شده، کاتالیزگر در مراحلی

کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع 22ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

به نام خدا

عنوان مقاله

کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع

نگارنده:

خانم حوریه فرجی

ناحیه 4 تبریز

خلاصه:

کاتالیزگرها موادی هستند که سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌هند ولی در واکنش مصرف نمی‌شوند.

کاتالیزگرها چه در کاربردهای صنعتی وچه در فرآیندهای بیولوژیکی اهمیت بسیاری دارند زیرا در واکنشهای صنعتی لازم است که سرعت واکنش به طریقی مثلاً استفاده از کاتالیزگرها افزایش داده شود تا تولید فرآورده‌های حاصل از ان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد، اگر چه می‌توان با افزایش دما سرعت واکنش را به مقدار قابل توجهی افزایش داد ولی از آن جا که افزایش دما با مصرف انرژی همراه است، چنین اقدام صرفه‌ی اقتصادی نخواهد داشت، از سوی دیگر بسیاری از مواد نسبت به گرما حساس هستند و در اثر گرما تجزیه می‌شوند به همین دلیل مناسب‌ترین راه این است که برای سرعت دادن به واکنش‌های شیمیایی از کاتالیزگر استفاده گردد.

کاتالیزگرها در فرآیندهای بیولوژیکی هم از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. آنزیم‌ها مانند یک کاتالیزگر در کلیه اعمال زیستی نقش بسیار اساسی و ماهرانه‌ای را ایفا می‌کنند که کاتالیزگرها را می‌توانیم به یک کلید تشبیه کنیم که می‌تواند انواع قفل‌ها را با مکانیسم‌های مختلف باز کند یعنی نقشی که آنزیم‌ها در اعمال زیستی و حیاتی ایفا می‌کنند بسیار مؤثرتر از کاتالیزگرهایی است که ساخته‌ی دست بشر است در این مقاله سعی شده است که از تعریف کاتالزگر، خواص چند مکانیسم کاتالیزگرها مورد بحث و بررسی قرار گیرد و برخی از کاربردهای آن در صنعت بیان شده است نقش و اهمیت کاتالیزگرها در پالایش‌های نفت و بسیاری از سنتزها در سایه‌ی بهره‌گیری از کاتالیزگرهای خاصی با مکانیسم‌های معین انجام می‌گیرد و برخی از کاتالیزگرها نه تنها تشکیل یا شکستن پیوندها را آسان می‌کنند بلکه محصولات واکنش را هم در قالب هندسی خاصی تولید می‌کنند امیدواریم مورد توجه قرار گیرد.

مقدمه

تا اغاز قرن نوزدهم ماهیت کاتالیزگرها ناشناخته بود، سرانجام در سال 1835 میلادی، ژان یاکوب برسلیوس شیمیدان سوئدی در بررسی واکنشهای شیمیایی در طول سی سال پژوهش و بررسی یکی از خصوصیات مهم واکنشها را سرعت انجام آنها دانست زیرا واکنشهایی که در آزمایشگاه انجام می‌شود باید از سرعت کافی برخوردار باشد تا بتوان واکنشی را دنبال کرده و با مشاهده آزمایش به نتایجی دست یافت مانند هر گاه شعلة کبریت افروخته‌ای را به توده‌ای از قند تماس دهید قند گداخته می‌‌شود ولی نمی‌سوزد، برای سوزاندن قند می‌توانید مقداری خاکستر سیگار یا کمی از خاک گلدان روی آن بریزید در این صورت قند با شعله‌ی آبی خیره‌کننده‌ای همراه با صدای فش‌فش خواهد سوخت در این عمل خاکستر سیگار یا خاک گلدان کاتالیزگر است، یعنی سوختن قند در مجاورت خاکستر یا خاک انجام می‌گیرد، لیکن خاکستر یا خاک در پایان واکنش بدون تغییر شیمیایی به جا می‌ماند.

کشف کاتالیزگرهای جدید تأثیر فراوانی در صنعت داشته است و واکنشهای شیمیایی در صنعت باید نسبتاً سریع انجام شوند زیرا یک کارخانه‌دار نمی‌تواند سالها در انتظار بدست آمدن محصولی بماند که امروز بازار فروش خوبی دارد.

دانش روز افزون درباره‌ی آنزیم‌ها یعنی کاتالیزگرهای زیستی درک ما را درباره‌ی فرآیندهای زیستی دگرگون کرده است، به همین دلیل مطالعه و نحوه‌ی کاربرد آنها در بین مواد شیمیایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

آنزیم‌ها در تنظیم سرغت واکنشهای شیمیایی که در بدن موجودات زنده انجام می‌شوند، نقش بسیار اساسی دارند. آنزیم‌ها خود ترکیبهای پیچیده‌ای هستند که از مولکولهای بسیار سنگین پروتئینی ساخته شده‌اند. تنظیم و اداره هر یک از واکنشهای زیستی به عهده‌ی آنزیم ویژه‌ای است. امروزه تخمین زده‌اند که چندین هزار آنزیم مختلف در اداره‌ی اعمال زیستی بدن انسان شرکت دارند. بسیاری از فرآیندهای زیستی، مانند گوارش در جانوران و فتوسنتز در گیاهان ضروری هستند. آنزیم‌ها نقش مهمی در لخته شدن خون و انقباض بافتهای ماهیچه‌ای دارند، کاتالیزگرها حتی سبب تغییر رنگ برگ‌ها در پائیز و تبدیل گلولز به اتیل الکل (اتانول) مطابق با واکنش زیر می‌شوند:

نخستین بار لویی پاستور در دهة سال 1850 با پژوهشهای خود درباره‌ی تخمیر، کاتالیزگرهای زیستی را مورد مطالعه قرار داد، پاستور نشان داد که ارگانیسم ذره‌بینی مخمر سبب تبدیل گلولز به اتانول و کربن دی‌اکسید می‌شود که بعدها دانشمند آلمانی ادوارد بوخنر در سال 1897 نشان داد که این تخمیر توسط ماده‌ی موجود در عصارة مخمر حاصل می‌شود و این ماده را آنزیم نامیدند.

بعدها مواد دیگری کشف شدند که می‌توانستند به عنوان کاتالیزگر در فرآیندهای زیستی شرکت کنند سی سال پس از کشف بوخنر نخستین آنزیم به حالت بلوری خالص بدست آمد.

هر آنزیم معمولاً می‌تواند تنها در یک واکنش خاص به عنوان کاتالیزگر شرکت کند، بنابراین سلولهای زنده صدها انزیم مختلف را تولید می‌کنند تا این آنزیم‌ها در صدها واکنش شیمیایی مختلف، که ضرورت زنده ماندن سلولها هستند، به عنوان کاتالزگر شرکت کنند.

آنزیم‌ها کاتالیزگرهایی با کارآیی شگفت‌آوری هستند مقیاسی از این کارایی، عدد تبدیل است. عدد تبدیل تعداد مولکولهایی از ماده اولیه است که یک مولکول آنزیم در هر واحد زمانی به فرآورده‌های تبدیل می‌کند. عدد تبدیل آنزیم مالتوز ، که در تمام ارگانیسم‌های حیوانی یافت می‌شود در واکنش ئیدرولیز قند مالتوز است که در این واکنش گلولز تشکیل می‌شود.

سرعت انجام همه‌ی واکنشهای شیمیایی یکسان نمی‌باشد مثلاً بعضی از واکنشها سریع هستند مانند اگر مقدار کمی از سدیم را در آب بیاندازیم به سرعت با اکسیژن آب واکنش داده و محلول قلیا تولید می‌کند. برخی از واکنشها از سرعت بسیار کمی برخوردار هستند مانند مس در شرایط عادی به آرامی با اکسیژن هوا ترکیب می‌شود، از این رو ذخایری از این عنصر در سطح زمین یافت می‌شود، واکنشهای دیگری نیز هستند که سرعت متوسطی دارند مانند واکنش آهن با اکسیژن هوا که در شرایط عادی مدت زمان متوسطی طول می‌کشد تا آهن زنگ بزند البته واکنشهای فوق را می‌توان تحت شرایط سریع یا از سرعت آن کاست بنابراین عواملی مانند دما، غلظت، کاتالیزگر واکنش‌دهنده‌ها سطح تماس، ماهیت مواد اولیه کاتالیزگر به میزان قابل توجهی روی سرعت واکنش مؤثر خواهد بود.

برای مثال برسلیوس شرح داد که چگونه اسیدها، تبدیل نشاسته به قند را سرعت می‌دهند و چگونه در مجاورت فلز پلاتین، واکنشها بین گازها با سرعت بیشتر صورت می‌گیرد.

در سال 1902 ویلهلم استوالد شیمیدان آلمانی کاتالیزگر را ماده‌ای تعریف کرد که سرعت واکنشهای شیمیایی را تغییر می‌دهد و در پایان واکنش بدون تغییر، باقی می‌ماند و هم‌چنین توانست خصوصیات ویژه‌ای کاتالیزگرها را بیان نماید.

برخی از خصوصیات ویژه‌ی کاتالیزگرها

کاتالیزگرها در فعالیت خود ویژگی‌های کاملاً خاصی دارند در بعضی از موارد یک کاتالیزگر معین موجب سنتز نوعی محصولات خاص از بعضی مواد می‌شود حال آنکه کاتالیزگر دیگر موجب سنتز محصولات کاملاً متفاوت دیگری از همان مواد می‌شود و امکان وقوع هر دو واکنش از لحاظ ترمودینامیکی میسر است مانند مونوکسیدکربن و هیدروژن می‌توانند با توجه به کاتالیزگر به کار رفته و شرایط واکنش فرآورده‌های بسیار گوناگونی را تولید کنند. اگر یک کاتالیزگر کبالت یا نیکل در واکنش مونوکسیدکربن با ئیدروژن به کار رود، مخلوطی از ئیدروکربنها به دست می‌آید ولی اگر در همین واکنش مخلوطی از اکسیدهای روی و کروم به عنوان کاتالیزگر مصرف شود از 2Co و 2 H متانول تولید می‌‌شود یعنی:

ساده‌ترین و ارزان‌ترین راه برای سرعت بخشیدن به یک واکنش یافتن کاتالیزگر مناسبی است که اکثراً به صورت جامدات ریزی می‌باشند البته انتخاب کاتالیزگر برای هر واکنش بیشتر یک هنر است تا علم، برای انتخاب کاتالیزگر، مواد مختلفی آزمایش می‌شود و مؤثرترین آنها انتخاب می‌شود.

اثر کاتالیزگرها در واکنشهای تعادلی

بنا به قوانین ترمودینامیک، یک سیستم در حال تعادل با اضافه کردن کاتالیزگر تغییر نمی‌کند. کاتالیزگر بر سرعت رسیدن سیستم به حالت نهایی تعادل می‌افزاید ولی نمی‌تواند مقدار ثابت تعادل را تغییر دهد زیرا در شرایط تعادل یک کاتالیزگر همان اثر را در افزودن سرعت واکنش معکوس (برگشتی) دارد که در واکنش مستقیم (رفت) نیز اعمال می‌کند.

نقش کاتالیزگری

فلزات واسطه به علت قدرت جذب سطحی زیاد، تمایل به تشکیل ترکیب‌های درون شبکه‌ای و یا کمپلسکهای فعال و سهولت شرکت در واکنش‌های اکسایش- کاهش می‌توانند بسیاری از مواد را به صورت ترکیبهای حد واسطه مناسبی که به آسانی به صورت مواد مورد نظر در می‌آیند، تبدیل کنند از این رو نقش کاتالیزگر را در بسیاری از واکنش‌ها می‌توانند ایفا کنند، به ویژه به صورت ترکیبهای آلی- فلزی مانند نقش کاتالیزگری نیکل در واکنشهای هیدروژن‌دار کردن و یا نقش کبالت در تبدیل آلکن‌ها با آلدئیدها در مجاورت Co و 2H

2- کاتالیزگر و انرژی فعالسازی

کاتالیزگر نمی‌تواند موجب وقوع واکنشهایی شود که از نظر ترمودینامیک امکان وقوع ندارند بعلاوه صرفاً حضور یک کاتالیزگر نیست که (احتمالاً به عنوان یک بخش فعال کننده) موجب اثر و سرعت واکنش می‌شود. در یک واکنش کاتالیز شده، کاتالیزگر در مراحلی