پاورپوینتـ آموزشی
درس 3
علوم تجربی ششم دبستان
کارخانه ی کاغذسازی
با افزایش جمعیت ، مصرف سالانه کاغذ در سراسر دنیا به شدت افزایش یافته است . به طوری که سالانه باید میلیون ها تُن کاغذ تولید شود .
برای تهیه و تولید این مقدار زیاد به کارخانه هایی احتیاج هست که کار تولید کاغذ را انجام دهند .
تولید کاغذ
در شکل های زیر بخش هایی از یک کارخانه کاغذسازی را می بینید . جنس وسایل بکار رفته در کارخانه اکثرا آهن است .
بخش های کارخانه کاغذسازی
فلز آهن یکی از موادی است که به طور گسترده در تولید وسایل لازم برای ساخت یک کارخانه ی کاغذ سازی به کار می رود.
به طوری که جنس غلتک های بزرگ مخصوص
خشک کردن کاغذ ، دستگاه چوب خُرد کن ،
دیگ های خمیرسازی و … از آهن است .
آهن در کارخانه
آهن ویژگی هایی دارد که سبب استفاده وسیع از آن شده ، مانند :
1. به فراوانی یافت می شود .
2. سخت و محکم است .
3. هزینه ی استخراج آن از فلزات دیگر کمتر است .
4. از مواد تشکیل دهنده ی زمین است .
5. دمای بالا را تحمل می کند .
ویژگی های آهن
دمای ذوب آهن 1538 درجه سانتی گراد است .
آهن در مجاورت اکسیژن و رطوبت زنگ می زند.
زنگ آهن یا اکسید آهن به رنگ قرمز قهوه ای است .
آهن وقتی زنگ می زند ، می پوسد.
نکات بیشتری در مورد آهن
برای بالا بردن مقاومت آهن و زیاد شدن سختی آن ، آهن را با چند عنصر دیگر مخلوط می کنند و آلیاژ می سازند .
برای اینکه آهن در مقابل اکسید شدن مقاوم شود ، آن را با فلز کروم و نافلز کربن مخلوط می کنند :
آهن زنگ نزن کروم + کربن + آهن
بهتر است در کارخانه کاغذسازی از آهن زنگ نزن استفاده شود .
آلیاژ آهن
وقتی گفته می شود ماده ای از ماده ی دیگر سخت تر است منظور این است که می توان به کمک ماده ی سخت تر بر روی ماده ی نرم تر خراش ایجاد کرد و یا آن را بُرید .
آهن فلزی سخت و مقاوم است .
سخت یا نرم
میزان سبکی یا سنگینی ماده به فشردگی و تراکم ذرات آن ماده بستگی دارد که با واحدی به نام چگالی بیان می شود .
فلز آهن چگالی بالایی دارد .
سبک یا سنگین
فلزات
فراوان ترین فلز ، آلومینیوم است و بعد از آن آهن می باشد .
در کل ، فلزات ویژگی های مشترکی دارند از جمله:
1. رسانای جریان برق و گرما هستند .
2. سطح تازه بریده شده ی آنها براق است .
3. مقاوم هستند ( چکش خوارند )
4. قابلیت مفتول شدن و ورقه شدن دارند ( شکل پذیرند )
5. جامد هستند .
تنها فلز مایع ، جیوه است .
برخی فلزات سمّی هستند و باید از تماس طولانی مدت با آنها پرهیز کرد مانند : سرب و جیوه
نکته
در مرحله تهیه ی خمیر کاغذ علاوه بر آب اکسیژنه از اسید نیز استفاده می شود .
اسیدها دو دسته اند: اسیدهای خوراکی و اسیدهای صنعتی
اسیدها
کاغذ پی اِچ ( PH) وسیله ی برای تشخیص میزان اسیدی بودن مواد است .کاغذ پی اچ زرد است و در تماس با اسیدها قرمز می شود . هر چه اسید قوی تر باشد رنگ قرمز تیره تر است .
شناساگر
اسیدهای خوراکی را با مزه ی ترش آن ها می شناسند، مانند لیمو ترش ،نارنج، نارنگی، کیوی و گوجه سبز
جوهر نمک یک اسید صنعتی است.
اسیدها
ویژگی های اسیدهای صنعتی :
بسیار سمّی و خطرناک
غیر قابل لمس کردن
غیر قابل خوردن
غیر قابل بوییدن
اسیدهای صنعتی
بهترین راه شناسایی اسیدها، استفاده از یک شناساگر است.
کاغذ پی اِچ وسیله ی شناسایی اسیدهاست.
جوهر نمک برگ گیاه را می سوزاند.
اسیدها سنگ مرمر را در خود حل کرده و از بین می برند.
سرعت حل شدن سنگ مرمر در جوهر نمک خیلی بیشتر از سرکه است.
شناساگر
کدام یک از خواص زیر در مورد آهن، نمی تواند علت استفاده از این فلز در کارخانه ی کاغذسازی باشد؟
1) زنگ زدن سریع آهن در محیط های با رطوبت کافی
2) استحکام خوب آهن در برابر فشار
3) تحمل دمای بسیار زیاد آهن
4) سختی مناسب سطح آن
فکر کنید
کدام یک جزو ویژگی های فلزها نمی باشد؟
1) همه ی فلزها جامدند.
2) رسانای جریان برق هستند.
3) رسانای گرما هستند.
4) به شکل های مختلف تبدیل می شوند(چکش خوارند )
فکر کنید
چرا ورود فاضلاب کارخانه ها به مزارع سبب از بین رفتن گیاهان می شود؟
1) زیرا مانع از رسیدن اکسیژن به گیاه می شود.
2) زیرا اسید با جذب آب موجود در گیاه، آن را خشک می کند.
3) زیرا اسید مانع جذب مواد معدنی می شود.
4) زیرا مانع از عمل فتوسنتز در گیاهان می شود.
فکر کنید
چرا به خمیر اسید می افزایند؟
1) برای کشتن میکرب های درون خمیرکاغذ
2) برای جدا کردن و حذف کردن براده های فلزها
3) برای سفید کردن کاغذ
4) هر سه گزینه درست است
فکر کنید
مطالب تکمیلی و پیشرفته
در اسلایدهای بعدی مطالب تکمیلی از این درس وجود دارد.
در صورت نیاز می توانید از آنها نیز استفاده کنید.
دسته بندی مواد
ویژگیهای فلزها:
جلا پذیرند.
چکش خوارند و خاصیت ورقه شدن را دارند.
در دمای معمولی جامدند.(تنها فلز مایع، جیوه است.)
به طور معمول نقطهی ذوب و جوش بالایی دارند.
رسانای جریان برق و گرما هستند.
محکم هستند.
ویژگیهای نافلزها:
درخشنده نیستند و سطح کدر و مات دارند.
خاصیت ورقه شدن ندارند و در برابر ضربه میشکنند.
یا جامد هستند مانند کربن و یا گازند مانند اکسیژن.(تنها نافلز مایع، برم است.)
بیشتر آنها نقطهی ذوب و جوش پایینی دارند.
رسانای جریان برق و گرما نیستند.(گرافیت تنها نافلزی است که میتواند جریانبرق را از خود عبور دهد)
فلزها به همراه ناخالصی از طبیعت خارج شده و سپس ناخالصی آنها گرفته میشود. اما فلز حاصل در زندگی روزانه به صورت مخلوط استفاده میشود زیرا مفیدتر است. این گونه مخلوطها را آلیاژ یا همجوشه میگویند. آلیاژها از آمیختن فلز با فلز یا فلز با نافلز مثلاً کربنحاصلمیشود. آلیاژ محلول جامد در جامد است.
آلیاژ چیست؟
مس: رسانای الکتریکی است و پس از نقره رتبهی دوم دارد. سرخ رنگ است و در برابر خوردگی مقاومت دارد. قابلیت مفتول شدن در سیمپیچها، سیمکشی خانهها و کارهای هنری را دارد.
آلومینیم: فلزی نرم و سبک اما قوی با ظاهری نقرهای-خاکستری است. دومین فلز چکشخوار و ششمین فلز انعطافپذیر است.در بستهبندی(قوطی و قرص)، حمل و نقل(بدنهی هواپیما) ساختمان سازی و… کاربرد دارد.
کاربرد فلزها
آهن: پس از اکسیژن، سیلیسیم و آلومینیم، آهن فراوانترین عنصر در زمین است. کاربرد آهن از تمام فلزها بیشتر است و 95 درصد فلزهای تولید شده در سراسر جهان را تشکیل میدهد. آهن از سنگ معدن استخراج میشود. کاربرد آن در ساختمان سازی، حمل و نقل و درکارخانهی کاغذسازی در بدنهی غلطک، دیگ خمیرسازی، ارّهی چوب بری، صفحهی مشبک و… کاربرد دارد.
کاربرد فلزها
بازها ( قلیاها )
بازها مواد شیمیایی هستند که در مولکولهایشان، یک OH دارند، یعنی یک اکسیژن و هیدروژن چسبیده به هم.
بازها مزهای تلخ و گس دارند.
در تماس با پوست، احساس لیزی میکنیم.
برخی از بازهای خیلی مشهور
وایتکس(سفیدکننده و لکه بر قوی لباسها) بسیار قوی
آمونیاک قوی
صابون(از بین برنده چربی اضافی) متوسط
خون ضعیف
آب دهان( بزاق ) بسیار ضعیف
شناسایی بازها
بازها را به وسیلهی شناساگرکاغذی به نام PH انجام میگیرد. اگر این کاغذ را درون مادههایی با خاصیت بازها قرار گیرد، رنگهای متفاوتی پیدا میکنند، که برای هر رنگ عددی پیشنهاد شده است. این اعداد بین 7 تا 14 میباشد.
شناساگرهای دیگری مانند کاغذ تورنسل نیز در درون مادهی قلیایی (باز) به رنگ آبی در میآیند و هرچه خاصیت باز قوی تر باشد رنگ کاغذ به بنفش شبیهتر خواهد شد.
اسیدها
اسیدها موادی ترشمزه هستند، میوههای ترش(پرتقال، نارنگی وآلبالو) یا موادی مانند آبلیمو، آبغوره و ویتامین ث اسید میباشند.
اسیدهای زیادی هم وجود دارند که خوراکی نبوده، بلکه در آزمایشگاه و صنایع شیمیایی ساخته میشوند و خوردن آنها بسیار خطرناک است. مانند اسید نیتریک ، سولفوریک اسید
اسیدهای آلی، اسیدهایی هستند که موادگیاهی و حیوانی استخراج میشوند. مانند استیک اسید(سرکه)، لاکتیک اسید(شیرترش)، سیتریک اسید(لیمو)
خاصیتهای مهم اسیدها
همهی اسیدها دارای عامل اسیدی H هستند.
ترش مزه هستند.
رنگ بیشتر عصارههای گیاهی و گلبرگها را تغییر می دهد.
در مجاورت شناساگرها تغییر رنگ میدهند.
با برخی فلزها ترکیب شده وتولید گاز و نمک میکنند.
با بازها واکنش نشان میدهند و آن را خنثی میکنند.
محلول آنها رسانای جریان برق است.
شناسایی اسیدها
قدرت اسیدها به مقدار H که آزاد میکنند، بستگی دارد. با کاغذ پی اچ PH میتوان قدرت اسیدها را اندازه گرفت.
دامنهی تغییرات PH اسیدها بین 7-0 است. هرچه به 7 نزدیکتر باشد اسید ضعیفتری است.
کاربرد اسیدها در کاغذسازی
در پایان کارکاغذ سازی اگر لازم باشد، برای خنثی کردن بازهای اضافی که در خمیر کاغذ باقی مانده، به آن اندکی اسید میزنند که بازها را خنثی کرده و با برادههایی که از چرخ دندهها، ارّهها یا غلطکهای فلزی جداشده و درون خمیر کاغذ افتاده واکنش دهند.