جواب فصل 3 شیمی یازدهم
جواب صفحه به صفحه فصل سوم شیمی یازدهم
جواب خود را بیازمایید صفحه 101 شیمی یازدهم
در هریک از جاهای خالی یکی از واژههای را «نخ، الیاف، دوزندگی، فراوری و بافندگی» قرار دهید.
پاسخ:
جواب در میان تار نمار ها صفحه 102 شیمی یازدهم
با مراجعه به منابع اینترنتی معتبر دربارۀ نام و ویژگیهای برخی پوشاک اقوام ایرانی اطلاعاتی جمع آوری و به کلاس گزارش کنید.
پاسخ:
گیلان – چُلوار و جِلیق (پوشاک زنانه گیلکی)
پوشش سنتی زنان گیلکی از پارچههای رنگارنگ و طرحدار تشکیل میشود. آنها معمولاً دامنهای چیندار پهن موسوم به «چلوار» و کت کوتاهی به نام «جلیق» میپوشند. روسریهای بزرگ و زیورآلات نقره یا طلا نیز بخشی از این لباس است. این پوشاک در گذشته برای کارهای روزمره و امروزه بیشتر در مراسمهای محلی، عروسی و جشن نوروز استفاده میشود. پارچهها در فصلهای مختلف متناسب با آبوهوا تغییر میکنند؛ برای مثال در زمستان از پارچههای ضخیمتر و در تابستان از جنس سبکتر استفاده میشود. رنگهای شاد این لباس نماد روحیهی پرنشاط مردم شمال و هماهنگی آن با طبیعت مرطوب و سرسبز گیلان است.
کردستان – کِراس و یِلِک (لباس محلی کردی)
لباس محلی مردم کرد بسیار رنگی و پرنقش است. زنان کردی پیراهنی بلند به نام «کراس» با آستینهای گشاد میپوشند و روی آن جلیقهای کوتاه (یِلِک) قرار میدهند. مردان نیز لباسهای گشاد، شال دور کمر و دستمال سر بزرگ دارند. این لباسها معمولاً در جشنها، رقصهای محلی، عروسیها و نوروز استفاده میشوند. تفاوت طرح و رنگ در مناطق مختلف کردستان نشانهای از محل زندگی یا قبیله است. رنگهای شاد و پارچههای براق، نمایانگر ذوق و هنر مردم کرد بوده و نماد غرور قومی و سنتی آنها به شمار میرود.
سیستان و بلوچستان – پیراهن و شلوار گشاد بلوچی با گلدوزی
لباس زنان بلوچ از یک پیراهن بلند همراه با شلوار گشاد و روسری بزرگ تشکیل شده است. مهمترین ویژگی این لباس، سوزندوزیهای ظریف و پرکار آن است که معمولاً با نقشهای هندسی یا گلوبوته تزئین میشود. این دوختها در قسمت یقه، سرآستین و جلو لباس جلوهی خاصی دارند. زنان بلوچ در جشنها، عروسیها و مراسم محلی از نسخههای پرکار این لباس استفاده میکنند و برای کار روزمره نوع سادهتر را میپوشند. رنگهای تند و شاد نشاندهندهی روح زندگی در منطقهی خشک بلوچستان است. علاوه بر زیبایی، این پوشش با گرمای هوا نیز هماهنگ طراحی شده است.
چهارمحال و بختیاری – چوقا و لاچک (لباس ایل بختیاری)
لباس سنتی مردم بختیاری با زندگی عشایریشان ارتباط نزدیکی دارد. مردان چوقا یا چوغای پشمی با طرحهای سیاه و سفید، شلوار گشاد و کلاه نمدی میپوشند که برای حرکت در کوهستان مناسب است. زنان لباسهایی رنگارنگ با چند لایه پیراهن، جلیقههای طرحدار و شالی زیبا به نام «لاچک» بر سر دارند. این پوشاک در مراسم عروسی، کوچ ایل و جشنهای قومی بیشترین کاربرد را دارد. دوخت دستی و استفاده از پارچههای محلی، نشانهی مهارت زنان ایل است. چوقا یکی از نمادهای اصلی هویت بختیاریها به شمار میرود و بیانگر استقامت و اصالت آنهاست.
آذربایجان – چوخا و لباسهای گلدوزیشده (پوشاک آذری)
پوشش سنتی آذریها بسیار آراسته و زیباست. زنان آذربایجانی پیراهنهای بلند با دامنهای پرچین و جلیقههای تزئینشده میپوشند. روسریهای حریر یا ساتن با گلدوزیهای ظریف از ویژگیهای این لباس است. مردان نیز لباس بلند سنتی به نام «چوخا» و شال دور کمر دارند. این پوششها در جشنهای نوروز، عروسیها و آیینهای فرهنگی بهویژه در شهرهای اردبیل، تبریز و زنجان به کار میرود. رنگ و نوع پارچه گاهی بیانگر سن یا وضعیت تأهل فرد است. لباسهای آذری ترکیبی از هنر دوخت و ذوق شرقیاند و هنوز در مراسم فرهنگی زنده نگه داشته میشوند.
جواب با هم بیندیشیم صفحه 103 شیمی یازدهم
پاسخ:
ب) به دستهای از ترکیبهای جدول، درشت مولکول میگویند. این مفهوم را در یک سطر تعریف کنید:
پاسخ: مولکولهایی که اندازه بزرگ دارند، تعداد اتمهای سازندهشان بسیار زیاد است و جرم مولی آنها بسیار بالا میباشد.
پ) درشت مولکولهای جدول صفحه قبل را با هم مقایسه کنید. چه شباهتها و تفاوتهایی دارند؟
پاسخ:
شباهتها: این مولکولها از تعداد زیادی اتم تشکیل شدهاند، اتمهای آنها از طریق پیوندهای کووالانسی به هم متصل هستند، دارای جرم مولی بالا و مولکولهای بزرگی هستند.
تفاوتها: ساختار آنها متفاوت است و همین تفاوتها موجب ایجاد خواص فیزیکی و شیمیایی مختلفی میشود. برخی از این مولکولها طبیعی و برخی دیگر مصنوعی هستند.
ت) در کدام مولکولها بخشهایی هست که در سرتاسر مولکول تکرار شده است؟
پاسخ: در مولکولهای درشت مانند پلیاتیلن، نشاسته، سلولز، انسولین و نایلون، بخشهایی در سرتاسر مولکول تکرار میشود.
ث) سلولز و نشاسته، پلیمر (بسپار) اند، با توجه به ساختار آنها پلیمر را تعریف کنید.
پاسخ: پلیمرها درشت مولکولهایی هستند که ساختار آنها شامل بخشهایی است که در سراسر مولکول به طور مکرر تکرار میشود.
ج) پیشبینی کنید نیروی بین مولکولی در کدام دسته از مواد قویتر است؟ چرا؟
پاسخ: نیروی بین مولکولی در درشت مولکولها قویتر است، زیرا جرم مولکولی بالاتر و تعداد پیوندها بیشتر است که باعث افزایش این نیروها میشود.
جواب خود را بیازمایید صفحه 106 شیمی یازدهم
در جدول زیر هر یک از جاهای خالی را پر کنید.
پاسخ:
جواب خود را بیازمایید صفحه 109 شیمی یازدهم
دادههای تجربی نشان میدهد که چگالی پلی اتنهای نشان داده شده در شکل ۸ برابر با ۰/۹۷ و ۰/۹۲ گرم بر سانتی متر مکعب است.
الف) کدام چگالی به کدام پلیاتن تعلق دارد؟ چرا؟
پاسخ: چگالی ۰/۹۲ مربوط به پلیاتن شاخهدار و چگالی ۰/۹۷ مربوط به پلیاتن بدون شاخه است، زیرا در پلیاتن شاخهدار به علت وجود شاخهها، زنجیرهای مولکولی فاصله بیشتری از هم دارند و در نتیجه جرم کمتری در حجم یکسان جای میگیرد. به همین دلیل چگالی آن کمتر است، در حالی که در پلیاتن بدون شاخه زنجیرها منظمتر و فشردهترند و چگالی افزایش مییابد.
ب) کدام پلیاتن سبک و کدام سنگین است؟
پاسخ: پلیاتن شاخهدار، پلیاتن سبک و پلیاتن بدون شاخه، پلیاتن سنگین نام دارد.
پ) نیروی بین مولکولی در پلیاتن چیست؟
پاسخ: نیروی بین مولکولی در پلیاتن از نوع نیروهای واندروالس است.
ت) چرا استحکام پلیاتن سنگین از سبک بیشتر است؟
پاسخ: زیرا در پلیاتن بدون شاخه، زنجیرهای مولکولی میتوانند بهصورت منظمتر و فشردهتر در کنار هم قرار گیرند و همین باعث افزایش سطح تماس و تقویت نیروهای بین مولکولی میشود؛ در نتیجه، پلیاتن سنگین استحکام بیشتری نسبت به نوع سبک دارد.
جواب با هم بیندیشیم صفحه 112 شیمی یازدهم
۱– با توجه به دو ساختار داده شده به پرسشها پاسخ دهید:
الف) پیشبینی کنید چه نوع نیروهای بین مولکولی در این دو الکل وجود دارد؟
پاسخ: در این دو الکل، از سمت گروه هیدروکسیل (OH) پیوندهای هیدروژنی و از سوی زنجیرهای کربنی، نیروهای واندروالس میان مولکولها برقرار میشود.
ب) مولکول این الکلها دو بخش قطبی و نا قطبی دارند. با توجه به اینکه گشتاور دوقطبی هیدروکربنها حدود صفر است، این دو بخش را در هر مولکول بالا مشخص کنید.
پاسخ:
پ) پیشبینی کنید در شرایط یکسان انحلالپذیری کدام الکل در آب بیشتر است؟
پاسخ: اتانول در آب انحلالپذیری بیشتری دارد، زیرا هرچه بخش ناقطبی مولکول (زنجیر کربنی) کوچکتر باشد، اثر بخش قطبی (گروه OH) بیشتر شده و توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی با آب افزایش مییابد. در نتیجه اتانول که زنجیر کوتاهتری دارد، بهتر در آب حل میشود.
ت) درستی پیشبینی خود را با توجه به دادههای جدول زیر بررسی کنید.
پاسخ: همانطور که جدول نشان میدهد، با افزایش طول زنجیر کربنی، یعنی بزرگتر شدن بخش ناقطبی، میزان انحلالپذیری الکل در آب کاهش مییابد. به بیان دیگر، هرچه مولکول الکل سنگینتر و ناقطبیتر شود، برهمکنش آن با مولکولهای قطبی آب کمتر شده و در نتیجه حل شدنش دشوارتر میشود.
ث) درباره درستی جمله زیر گفتوگو کنید.
«با افزایش طول زنجیر هیدروکربنی در الکلها، نیروی واندروالس بر پیوند هیدروژنی غلبه میکند و ویژگی ناقطبی الکل افزایش مییابد.»
پاسخ: این جمله درست است، زیرا در مولکولهای الکل دو نوع نیروی بینمولکولی وجود دارد: پیوند هیدروژنی که از سمت گروه هیدروکسیل (–OH) ایجاد میشود، و نیروی واندروالس که از بخش زنجیر کربنی سرچشمه میگیرد. هرچه طول زنجیر کربنی بیشتر شود، تأثیر نیروی واندروالس افزایش یافته و بر پیوندهای هیدروژنی غلبه میکند؛ در نتیجه خاصیت ناقطبی مولکول بیشتر میشود.
ج) نمودار زیر انحلالپذیری الکلها را در مقایسه با هیدروکربنها در آب نشان میدهد. روند تغییر آنها را توضیح دهید.
پاسخ: در آلکانهای زنجیرهای، با افزایش تعداد اتمهای کربن تغییری در میزان انحلالپذیری دیده نمیشود، زیرا این ترکیبات کاملاً ناقطبیاند و نیروهای بینمولکولی آنها از نوع واندروالس است. اما در الکلها، به دلیل وجود گروه هیدروکسیل، بخشی از مولکول قطبی است. در الکلهای سبک، بخش قطبی غالب بوده و بهراحتی با آب پیوند هیدروژنی برقرار میکند، بنابراین به خوبی حل میشوند. با افزایش طول زنجیر کربنی، بخش ناقطبی بزرگتر شده و اثر آن بر پیوندهای هیدروژنی غلبه میکند؛ در نتیجه، انحلالپذیری در آب (که حلالی قطبی است) کاهش مییابد.
جواب خود را بیازمایید صفحه 113 و 114 شیمی یازدهم
۱- کدام ویتامینهای زیر در آب و کدامها در چربی حل میشوند؟ چرا؟
پاسخ: ویتامینهای A، D و K در چربی حل میشوند، زیرا ساختار آنها دارای بخشهای ناقطبی بیشتری است و با حلالهای ناقطبی مانند چربی سازگاری دارند. در مقابل، ویتامین C به دلیل دارا بودن گروههای قطبی فراوان، خاصیت قطبی دارد و در نتیجه در حلالهای قطبی مانند آب بهخوبی حل میشود.
۲- مصرف زیاد کدام گروه از ویتامینها معمولاً برای بدن خطرناک نیست؟ چرا؟
پاسخ: ویتامینهای محلول در آب، مانند ویتامین C، در صورت مصرف بیش از نیاز، مشکلساز نمیشوند زیرا مقدار اضافی آنها در آب حل شده و بهراحتی از طریق ادرار از بدن دفع میشود.
۳– گروههای عاملی موجود در هر یک از ترکیبهای بالا را مشخص کنید.
پاسخ:
۴– عبارت زیر را با خط زدن واژۀ نادرست در هر مورد کامل کنید.
پاسخ:
جواب خود را بیازمایید صفحه 115 شیمی یازدهم
با رسم ساختار الکل و اسید سازنده برای هر یک از استرهای داده شده در جدول زیر، آن را کامل کنید.
پاسخ:
جواب خود را بیازمایید صفحه 119 و 120 شیمی یازدهم
۱– در کدام شرایط زیر لباسهای نخی زودتر پوسیده میشوند؟ چرا؟
الف) محیط سرد و خشک ب) محیط گرم و مرطوب
پاسخ: محیط گرم و مرطوب، زیرا رطوبت و دمای بالا باعث واکنش پلیآمیدها و پلیاسترها با آب شده و پیوندهای مولکولی شکسته میشوند. در نتیجه استحکام الیاف کاهش یافته و تار و پود پارچه راحتتر از هم جدا میشود.
۲– چرا استفاده بی رویه از شویندهها در شستن لباسها سبب پوسیده شدن سریعتر آنها میشود؟
پاسخ: مواد قلیایی و اسیدی موجود در شویندهها مانند کاتالیزگر عمل کرده و سرعت واکنشهای آبکافت الیاف را افزایش میدهند، بنابراین لباس سریعتر خراب میشود.
۳– اگر لباسها را برای مدت طولانی در محلول آب و شوینده قرار دهید، بوی بد و نافذی پیدا میکنند. توضیح دهید چه رخ میدهد؟
پاسخ: پلیمرهای سازنده الیاف در این شرایط به مونومرهای پایهای خود تجزیه میشوند و بوی بد ناشی از تشکیل و آزاد شدن این مونومرهاست.
۴– برای شستن تمیزتر لباسها از شویندهها و سفیدکنندهها استفاده میکنند. اگر سفید کنندهها را به طور مستقیم روی لباس بریزند، رنگ لباس در محل تماس به سرعت از بین میرود. اما اگر سفیدکننده را در آب بریزید سپس لباس را درون محلول فرو ببرید، تغییر محسوسی در رنگ لباس ایجاد نمیشود. چرا؟
پاسخ: وقتی سفیدکننده مستقیماً روی لباس ریخته میشود، غلظت بالای آن باعث افزایش سرعت واکنش و اثر سریع روی رنگ میشود. اما اگر ابتدا در آب حل شود، غلظت کمتر شده و سرعت واکنش کاهش مییابد، بنابراین تغییر رنگ به آرامی اتفاق میافتد.
۵- لباسهای پلی استری در اثر عوامل محیطی در طول زمان پوسیده میشوند. این پوسیده شدن به معنی شکستن پیوندهای استری و سست شدن تار و پود لباس است. جدول صفحه بعد دادههای مربوط به واکنش تجزیه یک نوع استر را در حضور اسید نشان میدهد. با توجه به آن به پرسشهای مطرح شده پاسخ دهید:
الف) نمودار تغییر غلظت استر برحسب زمان را رسم کنید.
پاسخ:
ب) سرعت متوسط تجزیه استر در بازه زمانی صفر تا ۳۰ ثانیه چند مول بر لیتر بر ثانیه است؟
پاسخ:
پ) سرعت واکنش در کدام بازه زمانی بیشتر است؟ چرا؟
صفر تا ۲۰ ثانیه / ۶۰ تا ۹۰ ثانیه
پاسخ: در بازه زمانی صفر تا ۲۰ ثانیه، زیرا در ابتدای واکنش غلظت واکنشدهندهها بالاست و هرچه زمان میگذرد و غلظت کاهش مییابد، سرعت واکنش نیز کاهش پیدا میکند.
جواب در میان تارنما ها صفحه 121 شیمی 11
شیمیدانها همچنان در جستجوی پلیمرهای جدید با کاربردهای ویژهای هستند. برخی از آنها عبارتاند از:
- مواد پرکننده دندان
- آستر نرم برای دندان مصنوعی
- پوشاک ضد آب
- پلاستیکهای رسانا
- نخ بخیه هوشمند
با مراجعه به منابع اینترنتی معتبر دربارۀ آنها اطلاعات جمع آوری و در کلاس ارائه کنید.
پاسخ:
پلیمرها و کاربردهای نوین آنها
پلیمر چیست؟
پلیمرها مولکولهای بسیار بزرگ و بلند هستند که از تکرار واحدهای کوچکتر به نام مونومر ساخته شدهاند. این مولکولها میتوانند از چند هزار اتم تا چند میلیون اتم تشکیل شده باشند و محدودیتی در وزن مولکولی ندارند. وقتی مونومرها به هم پیوند میخورند، ماکرومولکولهایی با ساختار سهبعدی و خواص ویژه به وجود میآیند که در زندگی روزمره و صنایع مختلف کاربرد فراوان دارند.
پلیمرها میتوانند طبیعی باشند، مثل سلولز (الگوی اصلی پنبه و چوب)، پروتئینها، کائوچو و برخی رزینها، یا مصنوعی و ساخته دست انسان، مانند نایلون، پلیاتیلن و پلیاستر. جالب است بدانید بدن انسان نیز از پلیمرها ساخته شده است؛ پروتئینها، کروموزومها و DNA نمونههایی از پلیمرهای طبیعی هستند.
نقش صنعت پلیمر و پتروشیمی
صنعت پتروشیمی بهعنوان بخشی از صنعت شیمی، مواد خام نفت و گاز را به محصولات باارزش تبدیل میکند. فرآیند تولید از هیدروکربنهای نفت خام و گاز طبیعی آغاز شده و پس از تبدیل شیمیایی، به مواد پایه و سپس محصولات پاییندست تبدیل میشود.
نمونه محصولات پاییندست:
- الیاف مصنوعی و پوشاک
- روغنهای صنعتی و روانکنندهها
- رنگها و پوششهای حفاظتی
- شویندهها و مواد بهداشتی
- ظروف و قطعات پلاستیکی
- وسایل ورزشی و اسباببازیها
این محصولات با نزدیکتر بودن به بازار مصرف، ارزش افزوده بیشتری نسبت به مواد اولیه دارند. کشورهایی مانند آلمان با توسعه صنایع پاییندست پتروشیمی و ایجاد شرکتهای دانشبنیان، توانستهاند پلیمرهای مهندسی با کاربردهای ویژه تولید کنند که قیمت و ارزش افزوده بالاتری دارند.
کاربردهای روزمره و پزشکی پلیمرها
پلیمرها بخش جداییناپذیر زندگی ما هستند. لباسها، کفشها، ظروف آشپزخانه، لاستیک خودرو، روکش کابل برق، چسبها و رنگها همه از این مواد ساخته شدهاند. در حوزه پزشکی و بهداشت نیز کاربردهای پیشرفتهای دارند:
۱. مواد پرکننده دندان (Dental Fillings)
مواد پرکننده دندان از ترکیب رزینهای پلیمری و ذرات معدنی ریز ساخته میشوند. این ترکیب باعث میشود که ماده هم مقاوم و سخت باشد و هم ظاهری طبیعی شبیه مینای دندان داشته باشد. پلیمرهای مورد استفاده معمولاً کامپوزیتهای رزینی هستند که به راحتی قالبگیری میشوند و با نور آبی خاص سخت میشوند. این مواد نه تنها برای ترمیم پوسیدگی، بلکه برای زیبایی دندانها و اصلاح شکل دندانها نیز کاربرد دارند.
ویژگیها:
- سازگار با بافت دندان
- مقاومت مکانیکی بالا
- ظاهر طبیعی و شفاف
- دوام طولانی و عدم تغییر رنگ سریع
۲. آستر نرم برای دندان مصنوعی (Soft Denture Liners)
آسترهای نرم از پلیمرهای انعطافپذیر ساخته شدهاند که روی دندان مصنوعی قرار میگیرند تا فشار ناشی از تماس دندان با لثه را کاهش دهند. این مواد باعث راحتی بیشتر فرد و جلوگیری از ایجاد زخم و ناراحتی میشوند.
ویژگیها:
- نرم و انعطافپذیر
- مقاوم در برابر فرسایش و فشار
- کاهش تحریک و التهاب لثه
- امکان شکلگیری دقیق و تطبیق با فک فرد
۳. پوشاک ضد آب (Waterproof Clothing)
این دسته پلیمرها به پارچهها خاصیت ضدآب و تنفسپذیری میدهند. معمولاً پلیمرهایی مانند پلییورتان یا پلیتترافلورواتیلن (PTFE) به لایههای پارچه اضافه میشوند. این مواد مانع ورود آب میشوند اما اجازه میدهند بخار آب (عرق) عبور کند، بنابراین مناسب فعالیتهای ورزشی و فضای باز هستند.
ویژگیها:
- دفع آب و رطوبت
- تنفسپذیری و راحتی در پوشیدن
- سبک و مقاوم در برابر سایش
- مناسب برای کوهنوردی، دوچرخهسواری و ورزشهای خارج از منزل
۴. پلاستیکهای رسانا (Conductive Polymers)
این پلیمرها قادر به انتقال جریان الکتریکی هستند و در زمینههایی مانند لباسهای هوشمند، حسگرها و تجهیزات الکترونیکی انعطافپذیر کاربرد دارند. نمونه معروف آن پلیآنیلین و پلیپیریول است.
ویژگیها:
- رسانایی الکتریکی قابل تنظیم
- انعطافپذیر و سبک
- مقاوم در برابر فرسایش
- مناسب برای ادغام با پارچه و تولید پوشاک هوشمند
۵. نخ بخیه هوشمند (Smart Sutures)
این نخهای بخیه از پلیمرهای زیستسازگار ساخته میشوند و علاوه بر بخیه کردن زخم، میتوانند دارو آزاد کنند یا وضعیت زخم را مانیتور کنند. این نخها باعث تسریع بهبود، کاهش عفونت و کنترل دقیق درمان میشوند.
ویژگیها:
- زیستسازگار و بدون آسیب بافتی
- قابلیت آزادسازی دارو
- مقاومت مکانیکی کافی برای نگه داشتن زخم
- کاربرد در جراحیهای پیچیده و پیشرفته
ویژگیها و مزایای پلیمرها
- تنوع ساختار و خواص: میتوانند سخت، انعطافپذیر، شفاف یا مقاوم در برابر حرارت باشند.
- سبک بودن و قابلیت جایگزینی مواد سنتی: جایگزین فلز، شیشه و چوب در بسیاری از کاربردها شدهاند.
- امکان ساخت محصولات هوشمند: پلیمرهای جدید میتوانند حسگر دار، رسانا یا زیستسازگار باشند.
- ارزش افزوده بالا: پلیمرهای پاییندست و مهندسی نسبت به مواد اولیه ارزش بیشتری ایجاد میکنند.
جمعبندی
پلیمرها مولکولهای بلند و تکراری هستند که میتوانند از منابع طبیعی یا مواد مصنوعی تولید شوند. صنعت پتروشیمی و پلیمر، با فرآوری مواد خام و ایجاد محصولات پاییندست، علاوه بر خلق ارزش افزوده بالا، زمینه نوآوری و تولید محصولات هوشمند و تخصصی را فراهم میکند. از لباس و اسباببازی گرفته تا پزشکی و تجهیزات پیشرفته، پلیمرها بخش مهمی از زندگی مدرن ما را شکل دادهاند.