تَخمیر پدیده‌ای است ناشی از مجموعه فعالیتهای زیستی که در آن ترکیبات آلی دارای مولکولهای بزرگ به ترکیبات دارای مولکولهای کوچک‌تر و ساده‌تر شکسته و تجزیه (کاتابولیسم) شده از فرآیند آن علاوه بر ایجاد ترکیبات آلی ساده‌تر، دی‌اکسیدکربن و انرژی نیز آزاد می‌گردد. با بیان دیگر تخمیر تجزیه ناقص بعضی از متابولیت‌ها (ترکیبات آلی) به ترکیبات ساده‌تر همراه با انرژی توسط عامل تخمیری است. ● نگاه کلی در گیاهان تخمیر بیولوژیکی تنها تخمیر الکلی نبوده، ممکن است با کمی تخمیر لاکتیک نیز همراه باشد، برخی از سازواره‌های حیاتی (میکروارگانیسم‌ها) مانند قارچ‌های میکروسکوپی نیز قادر به تخمیرهایی مانند تخمیرهای سیتریک و اکسالیک روی قندهای شش کربنی (هگزوزها) و تخمیر استیک روی الکل اتیلیک و غیره هستند. باکتریها عامل انواع دیگری از تخمیر در طبیعت هستند. تخمیر بوتیریک سلولز لاشه برگ‌ها و تجزیه آنها که سبب افزایش ترکیبات آلی خاک می‌شود و همچنین تخمیرهای تعفنی مواد آلی توسط باکتریها صورت می‌گیرد. ● تخمیر الکلی پاستور اولین کسی است که نقش مخمرهای الکلی را نشان داد. بهترین مثال مخمرها، مخمرهای خمیرترش یا مخمر نانوایی است. اگر این مخمرها در محیط کشت گلوکز و در حضور اکسیژن کافی قرار گیرند، به شدت تقسیم شده، اکسیژن جذب کرده، دی‌اکسیدکربن آزاد می‌سازند. بیشترین سرعت واکنشهای ناشی از تنفس و شدت اکسیداسیون گلوکز این مخمرها که از گروه آسکومیست هستند هنگامی است که تنفس هوازی دارند اگر این مخمرها در داخل یک ظرف در بسته کشت داده شوند پس از مصرف اکسیژن محدود و معین داخل ظرف و آزاد ساختن گازکربنیک دیگر قادر به تنفس عادی نبوده، شروع به تخمیر باقی مانده مواد می‌کنند. آغاز تخمیر ایجاد اکسیدکربن همراه با اتانول است و بوی اتانول در این هنگام وقوع عمل تخمیر را در محیط کشت معلوم می‌کند. C۶H۱۲O۶————>۲C۲H۵OH + ۲CO۲: ∆G = -۳۳ Kcal تخمیر C۶H۱۲O۶ + ۶O۲————>۶CO۲ + ۶H۲O: ∆G = ۶۸۶ Kcal_تنفس تخمیر همیشه با تشکیل الکل همراه نیست، در تخمیر ترکیبات دیگری مانند گلیسیرول نیز بوجود می‌آیند. پیدایش ترکیبات فرعی غیر از الکل در پدیده تخمیر و حضور این ترکیبات در محیط عمل از نظر ادامه تغییر اهمیت فراوان دارد. رشد مخمرها در شرایط تخمیری (تنفس بی‌هوازی) بسیار کند است، در شرایط تخمیر انرژی آزاد شده از مقدار معینی مواد قندی مانند یک گرم گلوکز محلول، درحدود ۲۱ بار کمتر از حالت تنفس عادی (هوازی است) انرژی حاصل از پدیده تخمیر بیشتر به صورت حرارت تلف می‌شود. محیط در حال تخمیر نسبت به محیطی که در آن تنفس عادی صورت می‌گیرد بسیار گرم‌تر است. تخمیر الکلی تحت اثر مجموعه در همی‌ از آنزیم‌های درون سلولی به نام (زیماز) صورت می‌گیرد. مجموعه آنزیمی هنگامی که مخمرهای آن زنده باشند بیشترین اثر تخمیری را دارند. بازده تخمیری آنزیم‌ها در خارج از سلول بسیار ضعیف‌تر از آنزیم‌های داخل سلول زنده است. بین اثر طبیعی آنزیم‌ها، نیروی زیستی و ساختار سلولی مخمرها بستگی‌هایی وجود دارد و به اصطلاح تخمیر پدیده‌ای درون سلولی است و آنزیم‌های استخراج شده از مخمرها در خارج از سلول بخش مهمی از قدرت تخمیری خود را از دست می‌دهند. ● تخمیر واقعی یا حقیقی هنگامی در ذخایر قندی یک بافت پیش می‌آید که در شرایط عادی از هوا قرار داشته، در آن تنفس بی هوازی پیش آید. اگر بخشی از یک بافت ذخیره‌ای دارای مواد قندی، مانند قطعاتی از غده چغندر بخش از میان بر میوه‌های آبدار و شیرین مثل انگور را داخل یک ظرف در بسته با مانومتر قرار دهیم، در بافت‌های قطعات مزبور ابتدا تنفس عادی با جذب اکسیژن و دفع دی‌اکسیدکربن صورت می‌گیرد. از آنجا که اکسیدکربن حاصل از تنفس عادی بعدا در داخل شیره واکوئلی سلولهای بافت حل می‌شود، فشار داخلی ظرف با جذب اکسیژن موجود به تدریج کم می‌شود وقتی اکسیژن درون ظرف تمام شده به ناچار شرایط بی‌هوازی (تخمیر) پیش آمده، با ازدیاد تدریجی اکسیدکربن و الکل در ظرف، بالا رفتن فشار داخلی آن شروع می‌شود. تخمیر به‌وسیله خود بافتها و بدون حضور میکروارگانیسم‌ها و مخمرها صورت گرفت. این تخمیر که در کلیه بافتهای گیاهی، میوه‌های سبز مانده در تاریکی و حتی در جلبک‌ها و قارچ‌ها نیز کم و بیش دیده می‌شود تخمیر درون بافتی و عاری از مخمر می‌گویند. تخمیر درون بافتی در بسیاری از دانه‌های جوان مانند نخود که پوسته آن نسبت به اکسیژن تا اندازه‌ای قابل نفوذ است و همچنین در بیشتر میوه‌های آبدار که اکسیژن در بافتهای داخلی آنها معمولاً کم است امری عمومی است. بویژه اگر مقدار زیادی میوه در یک جا انبار شود، موجبات و شرایط تخمیر در آنها کاملاً فراهم می‌شود. با توجه به مطالب فوق و تخمیر درون بافتی، باید آن را پدیده‌ای عمومی در گیاهان دانست و توجه به این امر که آنزیم‌های تشکیل دهنده زیماز منشا گیاهی دارند، تخمیر را باید امری طبیعی در گیاهان به شمار آورد. پدیده تخمر درون‌بافتی با مرگ یاخته‌های بافت مورد تخمیر معمولاً ارتباط ندارد، اگر بافتهای در حال تخمیر در هوای آزاد قرار داده شوند، تخمیر درونی آنها متوقف شده تنفس عادی مجدداً آغاز می‌شود. تخمیر در گیاهان فقط از نوع الکلی نیست همراه با ایجاد الکل ترکیبات دیگری مانند جوهر لیمو (اسید سیتریک)، اسید مالیک، اسید اکسالیک و اسید تارتاریک نیز کم و بیش بوجود می‌آیند. ● شدت تخمیر و اندازه گیری آن شدت تخمیر را با قرار دادن اندام دارای ذخیره قندی مانند دانه‌ها، غده‌ها و یا میوه‌ها در یک محیط فاقد اکسیژن و دارای ازت می‌توان به دقت اندازه گرفت و برای این سنجش از روش اندازه گیری دی‌اکسیدکربن آزاد شده نیز می‌توان استفاده کرد. ولی چون واکنشهای دیگر هم‌زمان با تخمیر می‌توانند CO۲ متصاعد کنند این روش ممکن است دقیق نباشد. بنابراین اندازه گیری مقدار الکل تولید شده از تخمیر معمولاً بهتر می‌تواند معرف و تعیین کننده شدت تخمیر باشد. مقدار الکل حاصل از تخمیر در واحد زمان در یک ترکیب قندی تقریباً معادل همان نسبتی است که از اندازه گیری شدت تنفس به دست می‌آید. ● سازوکار تخمیر سازوکار تخمیر الکلی تقریباً مشابه سازوکار (مکانیسم) تنفس عادی است و در بیشتر پیامدهای واکنشی، همانند هم هستند. برای مطالعه مکانیسم تخمیر، به واکنشهای تخمیر الکلی می‌پردازیم. تخمیر الکلی فقط روی گلوسیدها صورت گرفته، خود شامل دو مرحله است: ▪ مرحله اول انتهای پیامدهای واکنشی که حالت زنجیره‌ای دارند، همان مسیر EMP یا گلیکولیز است که به تشکیل اسید پیروویک ختم می‌شود. ▪ مرحله دوم با تجزیه اسید پیروویک که خود سرآغاز پیامدهای واکنشی جداگانه‌ای است که به هیچ وجه ادامه یا بخشی از مسیر گلیکولیز نیست شروع می‌شود. اسید پیروویک با آنکه در آخر مسیر گلیکولیز و پایان تمام پیامدهای زنجیره‌ای آن مانند هگزوزها، تری اوزها و همه اوزهای شکسته و تخریب یافته قرار دارد خود از گلوسیدها به شمار نمی‌آید. شروع تخمیر الکلی از راه گلیکولیز با استالوئید است. استالوئید را می‌توان به‌وسیله سولفیت سدیم از عصاره‌های تخمیری به صورت بی‌سولفیت جدا و استخراج نمود. در تخمیر الکلی به ازای مصرف هر مول گلوکز دو مول NADPH۲ دو مول ATP و دو مول اسید پیروویک حاصل می‌شود. در دومین مرحله تخمیر که تبدیل اسیدپیروویک به الکل اتیلیک است N ADH۲ حاصل از مسیر گلیکولیز مصرف و تبدیل شده، از تمام واکنشها فقط دومول ATP که حاصل از فسفریلاسیون‌های وابسته به متابولیتهای این مرحله است باقی خواهد ماند واکنش کلی تبدیل گلوکز به الکل اتیلیک بطور خلاصه عبارت است از: C۶H۱۲O۶۲CH۳CH۲OH+۲CO۲ + ۲ATP بازده نظری تخمیر در حدود ۴۴% و کمی بیش از بازده تنفس است. تجزیه گلوکز در واکنشهای تخمیری ناقص بوده از آن فقط ۲ مول ATP حاصل می‌شود. در فرآیندهای تنفس تجزیه گلوکز بطور کامل صورت گرفته، ۳۶ مول ATP از آن نتیجه می‌شود.

علاوه بر جامد، مایع، گاز و پلاسما حالت پنجم ماده چگالش بوز انیشتین است كه به اثرات كوانتومی این دسته مواد مربوط است. در این حالت ماده فاقد چسبندگی، كشش سطحی است و می خواهد خود را در حداكثر سطح بگستراند و از دیواره های ظرف خود بالا می رود؛. ظاهری شبیه مایع دارد و لی كاملاً مانند كاز ایده آل عمل می كند و اگر آن را به حركت در آوریم تا ابد به حركت خود ادامه می دهد! هلیم ۴ در دماهای بسیار پایین نمونه ای از آن است. اتم های انزواطلب (حالت ششم ماده!) محققان ناسا حالت جدیدی از ماده را كشف كردند كه حالت چگالیده فرمیونی نام دارد. طی مدت زمان طولانی ماده را به سه حالت می شناختند كه عبارت بودند از جامد، مایع و گاز. اما امروز می دانیم كه این سه حالت تنها نیمی از حالت های شناخته شده هستند و حداقل شش حالت برای ماده وجود دارد. این شش حالت عبارتند از جامد، مایع، گاز، پلاسما، حالت چگالیده، بوز - اینشتین و حالت چگالیده فرمیونی. دكتر جین دبورا (Jin Deborah) سرپرست گروه دانشمندانی كه چگالش فرمیونی را كشف كردند، درباره یافته های جدید می گوید: دسامبر سال گذشته، زمانی كه حالت جدید را كشف كردیم برای ما اوقات هیجان انگیزی بود گروه ما هم به خاطر هیجان ناشی از پیشرفت های چشمگیر و هم به خاطر رقابت فشرده برای كشف حالت جدید، بسیار سخت كار می كرد تا این كه نتیجه دلخواه به دست آمد. اگر از دانش آموزان دوره دبیرستان خواص معمولی مواد را بپرسید، در پاسخ می گویند جامد ها شكل ثابتی دارند و از نظر فیزیكی سخت هستند اما قابلیت خرد شدن را هم دارند. مایعات به آسانی جریان می یابند اما متراكم كردن آنها بسیار سخت است ودر هر ظرفی قرار بگیرند شكل آن ظرف را به خود می گیرند. گاز ها كمترین چگالی را در مقایسه با سایر حالات دارند و به آسانی متراكم می شوند. گاز ها نه تنها در هر ظرفی قرار بگیرند شكل ظرفی را به خود می گیرند، بلكه در تمام حجم ظرف پراكنده می شوند و تمام فضای ظرف را اشغال می كنند.» چهارمین شكل ماده پلاسماست. این حالت تقریباً گاز مانند است اما اتم های سازنده پلاسما به الكترون ها و یون ها شكافته شده اند. خورشید نمونه ای از حالت پلاسما است. در واقع بیشتر ماده جهان به شكل پلاسما است. پلاسما ها معمولاً بسیار داغ هستند از این رو نمی توان پلاسما را تولید و در ظرف های معمولی نگهداری كرد. پلاسما را با استفاده از میدان مغناطیسی می توان در یك محدوده از فضا حبس كرد. پنجمین شكل ماده، حالت چگالیده بوز - اینشتین است كه در سال ۱۹۹۵ كشف شد. این حالت از ماده زمانی پدید آمد كه دانشمندان موفق شدند بوزون ها را تا دمایی بسیار پایین سرد كنند. در دماهای بسیار پایین، بوزون ها به صورت سوپر ذرات منفردی درمی آیند كه بیشتر از آنكه ذره مادی باشند موج مانند به نظر می رسند. این حالت از ماده بسیار شكننده است و نور به آهستگی از میان آن عبور می كند. پس از چند سال از كشف حالت چگالیده بوز - اینشتین، اینك حالت چگالیده فرمیونی هم به حالت های قبلی اضافه شده است. این شكل از ماده چنان بدیع است كه هنوز اغلب خواص آن ناشناخته است. اما آنچه كه مسلم است این حالت هم در دمای بسیار پایین قابل دسترسی است. دكتر جین و همكارانش برای دستیابی به این حالت جدید، تعداد ۵۰۰ هزار اتم پتاسیم با عدد جرمی ۴۰ را تا دمایی كمتر از یك میلیونیوم كلوین سرد كردند. این دما بسیار نزدیك به صفر مطلق است. در این حالت اتم های پتاسیم بدون آن كه چسبندگی میان آنها وجود داشته باشد، به صورت مایع جریان یافتند. پایین تر ازاین دما چه اتفاقی می افتد؟ جواب این سئوال را كسی نمی داند. دانشمندان در حال حاضر برای یافتن پاسخ این سئوال به تحقیق مشغول هستند. حالت چگالیده فرمیونی تا حدی شبیه چگالش بوز - اینشتین است. هر دو حالت از اتم هایی تشكیل شده اند كه این اتم ها در دمای پایین به هم می پیوندند و جسم واحدی را تشكیل می دهند. در چگالش بوز - اینشتین اتم ها از نوع بوزون هستند در حالی كه در چگالش فرمیونی اتم ها فرمیون هستند. تفاوت میان بوزون ها و فرمیون ها چیست؟ رفتار بوزون ها به گونه ای است كه تمایل دارند با هم پیوند برقرار كنند و به هم متصل شوند. یك اتم در صورتی كه حاصل جمع تعداد الكترون، پروتون و نوترون هایش زوج باشد، بوزون است. به عنوان مثال اتم های سدیم بوزون هستند زیرا اتم های سدیم در حالت عادی یازده الكترون، یازده پروتون و دوازه نوترون دارند كه حاصل جمع آنها عدد زوج ۳۴ می شود. بنابراین اتم های سدیم این قابلیت را دارند كه در دماهای پایین به هم متصل شوند و حالت چگالیده بوز - اینشتین را پدید آورند اما از طرف دیگر فرمیون ها منزوی هستند. این ذرات طبق اصل طرد پائولی هنگامی كه در یك حالت كوانتومی قرار می گیرند همدیگر را دفع می كنند و اگر ذره ای در یك حالت كوانتومی خاص قرار گیرد مانع از آن می شود كه ذره دیگری هم بتواند به آن حالت دسترسی یابد. هر اتم كه حاصل جمع تعداد الكترون، پروتون و نوترون هایش فرد باشد، فرمیون است. به عنوان مثال، اتم های پتاسیم با عدد جرمی ۴۰ فرمیون هستند زیرا دارای ۱۹ الكترون، ۱۹ پروتون و ۲۱ نوترون هستند و حاصل جمع این سه عدد برابر ۵۹ می شود. دكتر جین و همكارانش بر پایه همین خاصیت انزوا طلبی فرمیون ها روشی را پیش گرفتند و از میدان های مغناطیسی كنترل شونده ای برای انجام آزمایش ها استفاده كردند. میدان مغناطیسی باعث می شود كه اتم های منفرد با هم جفت شوند و میزان جفت شدگی اتم ها در این حالت با تغییر میدان مغناطیسی قابل كنترل است. انتظار می رفت كه اتم های جفت شده پتاسیم خواص همانند بوزون ها داشته باشند اما آزمایش ها نشان دادند كه در بعضی از اتم ها كه میزان جفت شدگی ضعیف بود هنوز بعضی از خواص فرمیونی خود را از دست نداده بودند. در این حالت یك جفت از اتم های جفت شده می تواند به جفت دیگری متصل شود و این جفت شدگی به همین ترتیب ادامه یابد تا اینكه سرانجام باعث تشكیل حالت چگالیده فرمیونی شود. دكتر جین شك داشت كه جفت شدگی اتم های مشاهده شده همانند جفت شدگی اتم های هلیوم مایع باشد كه به آن ابرشارگی می گویند. ابرشاره ها نیز بدون آنكه خاصیت چسبندگی میان آنها باشد به راحتی جریان می یابند. وضعیت مشابه دیگر، حالت ابررسانایی است. در یك ابررسان الكترون های جفت شده (الكترون ها فرمیون هستند) بدون آن كه با مقاومت الكتریكی مواجه شوند به راحتی جریان می یابند. علاقه وافری به ابررساناها وجود دارد زیرا از آنها برای تولید الكتریسیته پاك و ارزان می توان استفاده كرد. در صورتی كه استفاده از ابر رساناها در تكنولوژی میسر شود، قطار های برقی سریع السیر و كامپیوترهای فوق سریع با قیمتی پایین روانه بازار خواهد شد. اما متأسّفانه استفاده از ابررساناها یا حتی تحقیق درباره آن ها دشوار است. بزرگ ترین مشكل این است كه حداقل دمایی كه لازم است تا یك ابررسانا ایجاد شود. ۱۳۵ - درجه سلسیوس است. بنابراین نیتروژن مایع یا دستگاه سردكننده دیگری لازم است تا سیم های رابط و هر وسیله جانبی دیگری كه الكترون های جفت شده در آن محیط قرار می گیرند را سرد نگه دارد. این فرآیند هزینه زیادی می خواهد و به دستگاه های پرحجمی نیاز دارد. اما اگر ابر رسانایی بر دمای اتاق برقرار شود، كار كردن با آن فوق العاده راحت می شود و استفاده از آن به خاطر مزیت های یاد شده سریعاً افزایش می یابد. دكتر جین می گوید: كنترل میزان جفت شدگی اتم ها با استفاده از تغییر میدان مغناطیسی، همانند تغییر دما برای یك ابررساناست. این روند ما را امیدوار می كند كه بتوانیم آموخته های خود از چگالش فرمیونی را به دیگر زمینه ها از جمله ابررسانایی در دمای اتاق تسریع دهیم. ناسا كاربرد های زیادی را برای ابررسانه ها در نظر گرفته است. به عنوان مثال استفاده از ابر رساناها باعث خواهد شد كه مدار ماهواره های چرخنده به دور زمین با دقت بسیار بالایی كنترل شوند. خاصیت اصلی ابررسانا ها به دلیل نداشتن مقاومت الكتریكی، امكان انتقال جریان الكتریكی بزرگی در حجم كوچكی از ابررسانا است. به همین خاطر اگر به جای سیم های مسی از ابررساناها استفاده شود، موتور های فضاپیما ها تا ۶ برابر نسبت به موتورهای فعلی كوچك تر و سبك تر خواهند شد و باعث می شود كه وزن و هزینه ارسال فضاپیما بسیار كاهش یابد. از دیگر زمینه هایی كه ابررساناها می توانند نقشی اساسی در آنها بازی کنند می توان كاوش های بعدی انسان از فضا را نام برد. ابررساناها بهترین گزینه برای تولید و انتقال بسیار كارآمد انرژی الكتریكی هستند و طی شب های طولانی ماه كه دما تا ۱۷3- درجه سانتی گراد پایین می آید و طی ماه های ژانویه تا مارس دستگاه های MRI ساخته شده از سیم های ابررسانا، ابزار تشخیصی دقیق و توانمندی در خدمت سلامت خدمه فضاپیماها خواهد بود.»

پتن یکی از موادی منفجره معروفی است که امروزه به مقدار فراوان از آن استفاده می گردد پتن و rdx از موادی هستند که پس از گذشت ۶۰ سال از جنگ جهانی دوم هنوز هم از آنان بعنوان ماده منفجره اصلی در عملیات های نظامی و امر تخریب استفاده می شود. اسم کامل پتن پنتا اریتتریتول تترا نیترات است و دارای سرعت انفجاری برابر با ۸۳۰۰ متر بر ثانیه است(سرعت rdx برابر با ۸۵۰۰ متر بر ثانیه است و دو ماده C-۴ و Semtex از مشتقات این ماده هستند) مشتقات پتن، پنتولیت و پترین می باشند که در جنگ جهانی دوم به مقدار فراوانی از آنها استفاده می شد. (پنتولیت ترکیب tnt و پتن به نسبت ۱ به ۱ است و پترین نیز از خانواده پتن است و در سوخت موشک استفاده می شود) پتن را نخستین بار یک دانشمند آلمانی اختراع کرد و از آن در مصارف پزشکی بهره برد ولی پیدایش و معروف شدن پتن را می توان از عواقب جنگ جهانی دوم دانست در آن زمان از پتن بیشتر در پر کردن چاشنی ها استفاده می کرند(پتن در چاشنی بعنوان ماده base explosive استفاده می شود) حساسیت پتن نسبت به حرارت و ضربه کم است و جزو مواد متوسط در رده بندی حساسیت مواد منفجره طبقه بندی می شود.اما حساسیت پتن را می توان نسبت به اصطکاک در حد زیاد معرفی کرد چون پتن به اصطکاک زیاد، حساس است و منفجر می شود(منظور از اصطکاک زیاد مالش شدید این ماده در بین دو جسم سخت می باشد که باید از این کار اجتناب کرد) ● نحوه ساخت : طریقه ساخت پتن خطرناک و مشکل نیست ولی حساس است (منظور از حساس استفاده کردن از درجه حرارت مشخص و درجه خلوص مواد است که باید آن را رعایت کرد) پتن را می توان به دو طریق ساخت: ۱) استفاده از اسید نیتریک ۹۹% سفید ۲) استفاده از اسید نیتریک ۶۵% به همراه کاتالیزگز اسید سولفوریک ۹۸% روش اول پیشنهاد می شود چون درجه خلوص پتن تولیدی بسیار بالا بوده و واکنش بدون مشکلی انجام می شود ولی در راه دوم علاوه بر تولید گرمای زیاد ترکیب دو اسید با هم و کنترل مشکل آن درجه خلوص پتن نیز تغییر می کند و نیاز مبرم به خالص سازی احساس می شود. ● مواد و تجهیزات لازم: ▪ اسید نیتریک ۱۰۰%(این اسید نیتریک قرمز رنگ و دود کننده و بسیار خطرناک است) ۴۰۰ سی سی ▪ پنتااریتتریتول(Pentaeriytritol) ۱۰۰ گرم ▪ بشر۱۰۰۰ سی سی ۱ عدد ▪ دستکش ▪ سیستم آب و یخ(وان به همراه یخ به میزان زیاد) ▪ دماسنج یک عدد ▪ اوره ۵ گرم ▪ وان ۴ لیتری ▪ کاغد یا پارچه صافی ۱) مقدار ۴۰۰ سی سی اسید نیتریک ۱۰۰% را در بشر ۱۰۰۰ سی سی ریخته وبشر را درون آب یخ می گذاریم تا دمای محلول به ۲ درجه سانتی گراد برسد در این حین ۵ گرم اوره را به اسید اضافه می کنیم و به آرامی اسید را هم می زنیم(این عمل برای این است که اسید نیتریک قرمز به سفید تبدیل گردد(منظور از اسید نیتریک قرمز اسید نیتریکی است که شامل ۱۰ تا ۱۴ درصد No۲ حل شده اضافی باشد این اسید در حال عادی گاز مذکور را آزاد می کند که استنشاق آن بسیار خطرناک است)) در صورتی که پس از مدت ۱۰ دقیقه هم زدن از قرمزی رنگ اسید کاسته نشد می بایستی بوسیله پمپ آکواریوم مقداری هوا را به آرامی وارد اسید نیتریک قرمز کنید تا کاملا سفید گردد(در این حین که آن را هم می زنید)(من در آزمایشات خودم از این پمپ استفاده کردم و نتیجه خوبی نیز گرفتم)(اگر از همان اسید نیتریک قرمز در نیتراسیون استفاده گردد واکنش در جهت دیگری پیش می رود و نتیجه به تولید پتن منتهی نمی شود) ۲) پس از سفید شدن اسید بکمک همان سیستم آب و یخ دمای محلول را به ۰ در جه سانتی گراد می رسانیم و سپس به آرامی و ذره ذره پنتااریتتریتول را به اسید در این حین که آن را هم می زنیم و نمی گذاریم که دما از۱۰ درجه بیشتر شود اضافه می کنیم. اضافه کرن کامل آن به اسید ۱ ساعت بطول می کشد و می بایستی دما را دایما با دماسنج مورد بررسی قرار دهیم. ۳) پس این مرحله می بایستی محلول را به مدت ۱۵ دقیقه در دمای۱۵ درجه سانتی گراد با استفاده از سیستم آب و یخ نگه داریم در این حین که آن را هم می زنیم. ۴) پس از این مرحله محلول را به وانی که حاوی ۳ لیتر آب ۱۰ درجه است اضافه می کنیم.و به مدت ۳۰ دقیقه محلول را به حال خود می گذاریم تا رسوب گذاری به اتمام رسد (رسوب شدن کامل پتن بسته به نحوه انجام واکنش بین ۳۰ تا ۹۰ دقیقه بطور کامل بطول می کشد) ۵) سپس محلول درون وان را از کاغذ یا پارچه صافی رد می کنیم تا پتن از محلول اسید ما جدا شود و بعد از انجام این حرکت می بایستی چندین بار با استفاده از آب خنک اقدام به پاک کردن پتن از اسید کنیم(برای انجام این حرکت می بایستی مقداری آب را در چندین مرحله به پتنی که در کاغذ صافی است بریزیم و اجاره دهیم تا پس از انجام این حرکت پتن خشک شود)(در این مرحله می توانید از جوش شیرین برای پاک کردن پتن از اسید نیز استفاده کنید که این کار در مقادیر زیاد پتن ضروری است) ۶) پس از خشک شدن کامل، پتن آماده برای استفاده است پتن بدست آمده بین ۸۰ تا ۹۵ درصد خلوص دارد که در صورت نیاز می توان آن را خالص کرد(در صورت نیاز به آن می پردازم) پتن ماده ای است بسیار مفید در امر انفجار و تخریب است و کار کردن با آن لازمه رعایت نکات قید شده در مقدمه است ساختن این ماده و یا هر ماده منفجره یا شیمیایی خطرناک دیگر لازمه داشتن مهارت در مواد شیمیایی و همچنین داشتن فضا و تجهیزات لازم برای انجام این کار است. (ترکیب بسیار مفیدی که می توان از آن ساخت ترکیب ۹ قسمت پتن و ۱ قسمت وازلین است که در نتیجه یک ماده پلاستیک انفجاری قدرتمند خواهد شد) قیمت ۱ لیتر اسید نیریک ۱۰۰% ساخت شرکت مرک آلمان ۱۰۰ هزار تومان و همچنین قیمت ۱ کیلو پنتااریتتریتول ساخت همین شرکت ۲۸ هزار تومان است. تجهیزات دیگر را می توان از شرکت قطران شیمی تهیه کرد.

دید کلی هر چند که در ساده‌ ترین تعریف، رادیکال آزاد، هر یک از مولکولها و اتمهایی است که دارای یک الکترون جفت نشده باشند. ولی باید توجه داشت که مولکولهایی مانند اکسید نیتریک و اکسیژن نیز از این قاعده پیروی می‌کنند، لکن بصورت عادی نمی‌توانند از باب رادیکالهای آزاد مطرح باشند بنابراین این اصطلاح (یعنی رادیکال آزاد) شامل مولکولهای عادی پایدار نمی‌شود. از جمله رادیکالهای آزاد ساده می‌توان به CH۳ ,CN ,OH ,Cl ,H اشاره کرد. چنینی رادیکالهایی از اهمیت فوق العاده‌ای در واکنشهای گرمایی و فتوشیمیایی، پلیمریزاسیون و احتراق برخوردارند. آنها در هر دو فاز مایع و گازی دارای اهمیت می‌باشند، لکن به هر حال دستگاههای فاز گازی بسیار ساده تر بوده و تفسیر قاطعانه‌تری را اجازه می‌دهند. با وجود این حتی در فاز گازی، روشهای تجربی بناچار پیچیده و غیر مستقیم هستند، زیرا موادی با چنین طول عمر کوتاه را نمی‌توان در غلظتهای زیاد تهیه کرد. بنابراین چنین عواملی، امکان تهیه، ارزیابی و شناسایی رادیکالها را با اشکالات بسیار زیاد مواجه می‌سازد. ● تاریخچه در طول قرن نوزده میلادی غالبا رادیکالهای آزاد بصورت ناصحیح بعنوان اصل مسلم در نظر گرفته می‌شده‌اند. فرضیه آووگادرو بوسیله شیمیدانان مواد آلی آن زمان بصورت جدی مورد توجه واقع نشده بود و موادی مانند C۲H۶ غالبا بصورت CH۳ توصیف می‌گردید. با پایان یافتن قرن نوزده میلادی، این وضعیت مورد بررسی قرار گرفت و امکان موجودیت رادیکالهای آزاد، با کشف تری‌فنیل‌متیل‌رادیکال بوسیله گامبرگ "Moses Gomberg" به وضوح تایید شد. پس از این تاریخ بسیاری از رادیکالهای آزاد کشف و چنینی ترکیباتی در مکانیزمهای شیمی آلی بعنوان یک اصل پذیرفته شد. ● تشکیل رادیکال آزاد بطور کلی، رادیکالهای آزاد بوسیله شکستگی یک پیوند در یک مولکول پایدار، با بوجود آمدن دو قطعه که هر یک از آنها حاوی یک الکترون جفت نشده است، تشکیل می‌شوند. R۱__R۲ <------> R۱. + .R۲ باید توجه داشت که امکان دارد قطعات حاصله بطریقی تغییر شکل یابند و بویژه این تغییر شکل از ترکیب شدن مجدد آنها شود. در بسیاری از موارد، ترکیب شدن مجدد تقریبا در هر برخورد R۱ و R۲ با همنوع خود رخ می‌دهد و ترکیب مخلوط تعادلی تحت شرایط معمولی، دلالت بر تجزیه مقدار بسیار کمی از ترکیب به رادیکالها می‌نماید. همچنین بسیاری از روشهای دیگر نیز باستثنای ترکیب شدن مجدد مورد ملاحظه قرار گرفته است که با استفاده از آنها، رادیکالها تغییر شکل داده اند. رادیکالها از طول عمر کوتاهی (معمولا کمتر از ۳- ۱۰ ثانیه) برخوردارند و به همین دلیل آنها غالبا دارای اهمیت بسیار زیادی در علم سینتیک واکنش هستند. ● روشهای تهیه رادیکال آزاد روشهای متداول تهیه رادیکالهای آزاد را می‌توان به سه نوع گرمایی، الکتریکی و فتوشیمیایی تقسیم نمود: روش گرمایی در روشهای گرمایی، یک مولکول پایدار در درجه حرارت زیاد تجزیه می‌شود. باید توجه داشت که در شرایط استثنایی امکان دارد که در یک حالت تعادلی، تفکیک بسوی رادیکالها قابل ملاحظه باشد. بنابراین امکان دارد که اتمهای هیدروژن بوسیله حرارت دادن به هیدروژن در یک درجه حرارت بسیار زیادی تهیه شوند: .H۲ <----> ۲H بعنوان مثال در دمای ۱۹۰۰ k&#۷۳۰; این حالت تعادلی در فشار یک اتمسفر بسوی ۱% تفکیک سوق داده می‌شود. همچنین در چند مورد، تفکیک بسوی رادیکالها در دمای اطاق در موادی در محلول، مشاهده شده است. بدین ترتیب امکان تهیه رادیکالها، در غلظتهای زیاد و با طول عمر قابل ملاحظه وجود دارد. از جمله مواردی که می‌توان بدان اشاره کرد، هگزا فنیل‌اتان است که در محلول بنزن در ۵ درجه سانتیگراد تا حد ۳% به رادیکالهای تری‌فنیل‌متیل با غلظت ۳-۲% تفکیک شده و نیز هگزا- (پارا- بی- فنیلیل)-اتان است که واقعا در شرایط مشابه تا حد ۱۰۰% تفکیک شده است. به هر حال معمولا تجزیه های گرمایی برگشت ناپذیر می‌باشند. در این حال اکثر مواد آلی گازی تماما و یا قسمتی از آنها بوسیله مکانیزمی که طی آن، شکافتن مولکول بسوی رادیکالها با تشکیل دو رادیکال متیل آغاز می‌شود، تجزیه می‌گردند. C۲H۶ <-------> ۲ .CH۳ ▪ روش الکتریکی در روش الکتریکی رادیکالها را می‌توان از طریق عبور گاز مورد نظر از مکانی که یک تخلیه الکتریکی در سرعت زیاد در آن برقرار می‌شود، تهیه نمود. در این روش طیفهای اتمی تهیه می‌شوند و از این روش غالبا برای بررسی واکنشهای شیمیایی اتمهای هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن استفاده می‌گردد. ـ روش فتوشیمیایی از جمله روشهایی که برای تهیه رادیکالهای آزاد بسیار عمومیت دارد، روشهای فتوشیمیایی است. تقریبا کلیه ترکیبات آلی گازی به روش فتوشیمیایی از مسیر رادیکالهای آزاد تجزیه می‌شوند و این روش از کاربرد گسترده‌ای برخوردار است. بدین روش، دو ماده کلر و استون در حد گسترده‌ای مورد استفاده واقع می‌شوند. کلر در تابش نور در ناحیه پیوسته طیف جذبی خود به اتمهای کلر تجزیه می‌شود. cl۲ + hv <------> ۲.cl بسیاری از واکنشهای اتمهای کلر بدین روش مورد بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین فتولیز "photolysis" استون در حد گسترده‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. در چنین واکنشی بدون هیچ گونه ابهامی ثابت شده است که شکافت اولیه با استفاده از تابش گستره ۲۵۳۷ تا ۳۱۳۰ آنگستروم رخ می‌دهد. CH۳COCH۳+ hv <---------> .CH۳CO+ .CH۳ این واکنش یکی از عمومی‌ترین منابع تهیه رادیکالهای متیل و استیل است. تابش امواج با طول موج کوتاه و ذرات بنیادی پر انرژی (مانند آنچه در فروپاشیهای هسته‌ای ملاحظه می‌شود) نیز امکان دارد که بسوی تهیه رادیکالها و یونها سوق داده شود. باید توجه داشت که چنین سیستمهایی همه روزه از اهمیت بیشتری برخوردار می‌شوند، لکن معمولا پیچیده هستند. ● شناسایی رادیکالها اولین روشهای شناسایی رادیکالها، مستلزم در نظر گرفتن خواص شیمیایی آنها بوده است. بعدها از روش های مطمئن‌تری مانند طیف سنجی جذبی و طیف سنجی جرمی استفاده شد. به طور کلی، شناسایی رادیکالها به روشهای زیر انجام می‌گیرد: ▪ روشهای شیمیایی ـ ازاله آئینه (mirror removal method) ـ گیر اندازی رادیکالها ▪ طیف‌بینی جذبی (absorption spectroscopy) ▪ طیف‌سنجی جرمی (mass spectrometry

شیمیدان های نامی اسلام

آغاز كیمیاگری اسلامی با اسامی مردانی همراه است كه احتمالا خود كیمیاگر نبوده‌اند، اما با گذشت زمان و فرارسیدن قرن دهم میلادی ، كیمیاگران شهیری از میان آنان برخاستند كه علاوه بر تفكراتشان ، نوشتارهای كاملا جدید و نوینی خلق كردند.   امام جعفر صادق علیه السلام (148 ـ 82 هـ . ق. / 770 ـ 705 م.) محضر پر فیض حضرت امام صادق (ع) ، مجمع جویندگان علوم بود. با دانش پژوهی كه به محفل آن حضرت راه مییافت از خرمن لایزال دانش او بهره مند میشد. در علم كیمیا ایشان نخستین كسی بودند كه عقیده به عناصر چهارگانه (عناصر اربعه) آب ، آتش ، خاك و باد را متزلزل كردند. از فرموده‌های ایشان است كه : «من تعجب میكنم مردی چون ارسطو چگونه متوجه نشده بود كه خاك یك عنصر نیست. بلكه عنصرهای متعددی در آن وجود دارد.» ایشان هزار سال پیش از پرسینلی ، لاووازیه و ... دریافته بود كه در آب چیزی هست كه میسوزد (كه امروزه آن را هیدروژن مینامند).   از امام صادق (ع) ، رساله‌ای در علم كیمیا تحت عنوان «رسالة فی علم الصناعة و الحجر المكرم» باقیمانده كه دكتر «روسكا» آن را به زبان آلمانی ترجمه و در سال 1924 آن را تحت عنوان «جعفر صادق امام شیعیان ، كیمیاگر عربی» در «هایدبرگ» به چاپ رسانده است. به عنوان مثال و برای آشنایی با نظرات حضرت صادق (ع) در شیمی ، خلاصه‌ای از بررسی دكتر «محمد یحیی هاشمی» را در ذیل درج میكنیم:   از شرحی كه امام صادق (ع) برای اكسید میدهد، چنین معلوم میشود كه اكسید جسمی بوده كه از آن برای رفع ناخالصی در فلزات استفاده شده است. ایشان تهیه اكسید اصغر (اكسید زرد) را از خود و آهن و خاكستر به كمك حرارت و با وسایل آزمایشگاهی آن دوره ، مفصلا شرح داده و نتیجه عمل را كه جسمی زرد رنگ است، اكسید زرد نام نهاده‌اند. این شرح كاملا با فروسیانید پتاسیم كه جسمی است زرد رنگ به فرمول Fe(CN)6] K4] منطبق است و ... . نتیجه عمل بعد از طی مراحلی ایجاد و تهیه طلای خالص است. امروزه نیز از همین خاصیت سیانور مضاعف طلا و پتاس برای آبكاری با طلا استفاده میشود.   جابر بن حیان (200 ـ 107 هـ . ق / 815 ـ 725 میلادی) جابربین حیان معروف به صوفی یا كوفی ، كیمیاگر ایرانی بوده و در قرن نهم میلادی میزیسته و بنا به نظریه اكثریت قریب به اتفاق كیمیاگران اسلامی ، وی سرآمد كیمیاگران اسلامی قلمداد میشود. شهرت جابر نه تنها به جهان اسلام محدود نمیشود و غربیها او را تحت عنوان «گبر» میشناسند.ابن خلدون درباره جابر گفته است: جابربن حیان پیشوای تدوین كنندگان فن كیمیاگری است.   جابربن حیان ، كتابی مشتمل بر هزار برگ و متضمن 500 رساله ، تالیف كرده است. «برتلو» شیمیدان فرانسوی كه به «پدر شیمی سنتز» مشهور است، سخت تحت تاثیر جابر واقع شده و میگوید: «جابر در علم شیمی همان مقام و پایه را داشت كه ارسطو در منطق .» جورج سارتون میگوید: «جابر را باید بزرگترین دانشمند در صحنه علوم در قرون وسطی دانست.» اریك جان هولیمارد ، خاورشناس انگلیسی كه تخصص وافری در پژوهشهای تاریخی درباره جابر دارد، چنین مینویسد: جابر شاگرد و دوست امام صادق (ع) بود و امام را شخصی والا و مهربان یافت؛ بطوری كه نمیتوانست از او جدا ولی بی نیاز بماند. جابر میكوشید تا با راهنمایی استادش ، علم شیمی را از بند افسانه‌های كهن مكاتب اسكندریه برهاند و در این كار تا اندازه‌ای به هدف خود رسید. برخی از كتابهایی كه جابر در زمینه شیمی نوشته عبارتند از : الزیبق ، كتاب نارالحجر ، خواص اكسیرالذهب ، الخواص ، الریاض و ... .   وی به آزمایش بسیار علاقمند بود. از این رو ، می توان گفت نخستین دانشمند اسلامی است كه علم شیمی را بر پایه آزمایش بنا نهاد. جابر نخستین كسی است كه اسید سولفوریك یا گوگرد را از تكلیس زاج سبز و حل گازهای حاصل در آب بدست آورد و آن را زینت الزاح نامید. جابر اسید نیتریك یا جوهر شوره را نیز نخستین بار از تقطیر آمیزه‌ای از زاج سبز ، نیترات پتاسیم و زاج سفید بدست آورد.   رازی ، ابوبكر محمد بن زكریا (313 ـ 251 هـ . ق / 923 ـ 865 م.) زكریای رازی به عنوان یكی از بزرگترین حكیمان مسلمان شناخته شده و غربیها او را به نام «رازس» میشناسند. رازی در علم كیمیا ، روش علمی محض را انتخاب كرده و بر خلاف روشهای تمثیلی و متافیزیك ، به روشهای علمی ارزش زیادی قائل شده. رازی موسس علم شیمی جدید و نخستین كسی است كه «زیست شیمی» را پایه‌گذاری نموده است. دكتر «روسكا» شیمیدان آلمانی گفته است: «رازی برای اولین بار مكتب جدیدی در علم كیمیا بوجود آورده است كه آن را مكتب علم شیمی تجربی و علمی می توان نامید.   مطلبی كه قابل انكار نیست اینست كه زكریای رازی پدر علم شیمی بوده است.» كتابهای او در زمینه كیمیا در واقع اولین كتابهای شیمی است. مهمترین اثر رازی در زمینه كیمیا كتاب «سرالاسرار» است. ظاهرا رازی 24 كتاب یا رساله در علم كیمیا نوشته كه متاسفانه فقط معدودی از آنها بدست آمده و در كتابخانه‌های مشهور دنیا نگهداری میشود. وی نخستین بار از تقطیر شراب در قرع و انبیق ماده‌ای بدست آورد كه آن را الكحل نامید كه بعدها به هر نوع ماده پودری شكل حتی به جوهر هم داده شد، از این رو آن جوهر را جوهر شراب نیز نامیدند. گفته میشود كه رازی كربنات آمونیوم را از نشادر و همچنین كربنات سدیم را تهیه كرده است.   ابن سینا ، حسین (428 ـ 370 هـ . ق / 1036 ـ 980 م.) ابن سینا ملقب به شیخ الرئیس ، بزرگترین فیلسوف و دانشمند اسلامی و چهره‌ای بسیار موثر در میدان علوم و فنون است. غربیها وی را به نام «اوسینیا» میشناسند. ابن سینا ، رنجی برای كیمیاگری و ساختن طلا نكشید؛ زیرا او به استحاله باور نداشت و صریحا تبدیل فلزات به یكدیگر را ناممكن و غیر عملی میدانست.   ابو علی سینا از ادویه منفرد ، 785 قلم دارو را به ترتیب حروف ابجد نام برده و به ذكر ماهیت آنها پرداخته و خواص تاثیر آن داروها را شرح داد. وی ضمن توصیف این مواد ، آگاهیهای جالبی در زمینه «شیمی كانی» به خوانندگان میدهد و میگوید از تركیب گوگرد و جیوه می توان شنگرف تهیه كرد. وی نخستین كسی است كه خواص شیمیایی الكل و اسید سولفوریك را از نظر دارویی شرح داد.   بیرونی ، ابوریحان محمد (442 ـ 362 هـ . ق / 1050 ـ 972 م.) كانی شناس و دارو شناس جهان اسلام و یكی از بزرگترین دانشمندان اسلام است كه با ریاضیات ، نجوم ، فیزیك ، كانی شناسی ، دارو سازی و اغلب زبانهای زنده زمان خود آشنایی داشته است. یكی از آثار مهم بیرونی در شیمی كتاب الجواهر وی است كه در بخشی از آن ، نتایج تجربی مربوطه به تعیین جرم حجمی امروزی آنها تفاوت خیلی كم دارد و یكی از كاربردهای مهم وی به شمار میرود كه در علوم تجربی ، انقلابی بزرگ به وجود آورد. برای تعیین جرم اجسام ، ترازویی ابداع كرد.   بیرونی همچنین در كتاب الجماهیر (در شناسایی جوهرها) به معرفی مواد كانی به ویژه جواهرات گوناگون پرداخت. بیرونی ، چگالی سنج را برای تعیین جرم حجمی كانیها به ویژه جوهرها و فلزها نوآوری كرد كه در آزمایشگاه امروزی كاربرد دارد.

1.  گاز طبیعی سوختی با احتراق بهینه، پاكیزه و تمیز است كه سبب افزایش عمر موتور و كاهش تعمیرات آن می گردد. تعویض شمع در موتورهای بنزینی تا 32000 كیلومتر و در گاز سوز تا 120000 كیلومتر دوام دارد.     

2.  این سوخت قابل انتقال ومكش از مخزن اتومبیل نمی باشد و احتمال سرقت سوخت كاهش می یابد. كما اینكه در صورت بالارفتن قیمت سوخت معضل سرقت سوخت نیز اضافه می گردد.

3.   زمان سوخت گیری سریع بین 5 تا 6 دقیقه و آهسته آن 5 تا 8 ساعت زمان می برد.

4.   در صورت احتراق گاز طبیعی (CNG) ،گاز منو اكسید كربن در حدود 70درصد و مواد آلاینده گازی غیر متانی 89 درصد و اكسیدنیتروژن 87 درصد كمتر است.

5.  از نظر ایمنی،گاز طبیعی ایمن تر است.زیرا گاز طبیعی برخلاف بنزین در زمان وقوع حوادث و تصادفات در هوا نشر وپراكنده می گردد. اما حوضچه های بنزین بر روی زمین ایجاد خطر آتش سوزی می كنند. از طرفی كپسولهای ذخیره گاز مورد استفاده بسیارمستحكمتر از تانكهای سوخت بنزینی می باشند.

طراحی این كپسولها منوط به اجرای شدیدترین آزمونهای ایمنی نظیر حرارت وفشارهای بسیار زیاد،تیر اندازی وبرخوردهای شدید است.

CNG درمقایسه با بنزین چقدر انرژی آزاد می كند؟

میزان انرژی گاز طبیعی در حدود 47 مگاژول بر كیلوگرم و یا 40مگاژول بر متر مكعب است.كه این مقایسه برای بنزین 60مگاژول بر كیلوگرم یا 46 مگاژول بر متر مكعب است.به عبارتی یك كیلوگرم گاز معادل 33/1 لیتر بنزین یا 22/1 لیتر گازوئیل است. رانندگی در ارتفاعات بلند: در ارتفاعات، هوا رقیق تر شده وموتور با تركیب سوخت غنی تری(نسبت بیشتری از سوخت به هوا) كار می كند.

از رو قدرت موتور به دلیل كاهش تنفس موتور و تأمین اكسیژن كمتر ونیز جریان غنی تر وشدیدتر سوخت افت می كند. دراین حالت، چون موتور گاز سوز بعلت اینكه گاز در حدود 12 درصد حجم ورودی را تشكیل داده وبا كاهش چگالی هوا براثر رقیق تر شدن آن ، حجم سوخت نیز پایین می آید و توان موتور نیز 12 تا14 درصد افت می كند. لذا در صورت دوگانه سوز بودن وسیله نقلیه بهتر است در ارتفاعات از سوخت بنزین استفاده گردد.

عوامل مؤثر بر بازده سوخت CNG:

مقادیر ارزش حرارتی خالص بنزین،گازوئیل ،LPG و CNG به ترتیب  44،45 ، 43،46 است. بنابراین تفاوت زیادی وجود ندارد و لیكن مقادیر ارزش حرارتی نیز به میزان زیادی بستگی به تركیب سوخت دارد مخصوص برای LPG و CNG.

راندمان موتور، تابعی از عوامل موتور است كه مهمترین آن ضریب تراكم موتور است. سوخت دیزل (گازوئیل) در یك موتور احتراقی تراكمی دارای ضریب تراكم 14 به 1 است. ودارای بالاترین راندمان 40 درصد به عنوان حد بالائی بازده است.

بالاترین بازده بعدی برای سوخت CNG است كه با ضریب تراكم 12 به 1 دارای راندمان حدود 35 درصد است .

موتورهای بنزینی وسوخت LPG دارای ضریب تراكم بیشینه 9 به 1 دارای راندمانی در حدود 30 درصد هستند . مقادیر راندمان های مذكور حدود بالائی آنها بوده در بار كامل می باشند.

در بسیاری از كشورها CNG دارای بهترین ارزش و آنگاه گازوئیل و بعد LNG و در نهایت بنزین است. چنانچه یك موتور بنزینی به سوخت CNG تبدیل شده باشد به بالاترین بازده فوق الذكر دست نخواهد یافت. زیرا ضریب تراكم در سطح مورد نیاز برای سوخت بنزین ثابت باقی می ماند.

بنابراین دستیابی به بالاترین راندمان فقط درخودروهای OEM (خودروهای با موتورهای اصلی سوخت CNG) امكان پذیر است.

 مسائل ایمنی در خصوص سوخت های گازی

عموماً خطر آتش سوزی در شرایط عادی كاركرد در واقع بسیار كم است. گاز CNG از هواسبكتر است و در فضا پراكنده می شود. بخار LPG از هوا سنگین تر است و به تشكیل حوضچه در نزدیكی زمین تمایل دارد.

عملكرد و كارائی وسائل نقلیه دو گانه سوز بنزین و گاز طبیعی چگونه است ؟

بر حسب قدرت وسائل نقلیه دوگانه سوز( CNG ) در حدود 10 تا 12 درصد قدرت خود را بعلت اینكه گاز طبیعی جای اكسیژن در محفظه احتراق موتور را می گیرد ،از دست می دهند.

 آیا یك موتور گازسوز داغ تر از یك موتور بنزینی است ؟

موتورهای گاز سوز كه از عملكرد بنزینی تبدیل به موتورگاز سوز شده اند دارای اگزوزهائی با درجه حرارت بیشتر می باشند. (موتور آنها داغ تر از موتورهای یگانه سوز بنزینی است) .

دلایل :

در موتورهای بنزینی ، تأخیر بنزین تأثیر خنك كننده ای در سیستم مكش سوخت و سیلندرها دارد. این امر در مورد گاز اتفاق نمی افتد. از طرفی یك مخلوط گازی تمایل به احتراق آهسته تری نسبت به بنزین دارد وممكن است به هنگام عبور و خروج از سوپاپها باز هم در حال سوختن باشد.

علل كوبش موتور :

دلایل :

نخستین علت كاركرد موتور در شرایط جوی با درجه حرارت بالا می باشد. علل دیگر عبارتند از : زمان بندی نادرست احتراق، تغییرات  آنالیز وتركیب شیمیائی گاز ، لذا در خودروهای گاز سوز كه گاز طبیعی با درصد بالای متان مقاومت بسیار خوبی در مقابل كوبش موتور دارد.

LPG(Liquefied Petroleum GAS) یا گاز مایع

گاز مایع كه بصورت مخفف LPG نامیده می شود معمولاً عمدتاً از دو تركیب هیدروكربنی پروپان و بوتان با فرمول شیمیایی C4H10, C3H8 تشكیل شده است. بوتان خود شامل دو تركیب ایزوبوتان ونرمال بوتان است. LPG كه معمولاً در برخی نقاط دنیا به نام تركیب عمده آن، پروپان، نیز شناخته می شود بعنوان محصول فرعی فرآیندهای تصفیه و تولید گاز طبیعی و پالایش نفت خام تولید می شود. LPG در آمریكا عمدتاً از 90% پروپان، 5/2% بوتان و هیدروكربنهای سنگین و مقدار كمی نیز اتان و پروپلین تشكیل شده است. گاز مایع فاقد رنگ، بو و مزه است و بطور كلی زیان آور نیست ولی در صورتیكه حجم زیادی از آن استشمام گردد باعث بیهوشی خواهد شد. به منظور آگاهی از نشت گاز مایع تركیبات گوگرد دار بنام مركاپتان شامل "اتیل مركاپتان" و "متیل مركاپتان" به گاز مایع افزوده می شود. LPG در شرایط فشار و دمای عادی بصورت گاز است و تحت فشار atm10-8 ، اجزا آن به مایع تبدیل می شود. بنابراین نگهداری و حمل و نقل این محصول به سادگی امكان پذیر است. البته تركیبات LPG برای مكانهای مختلف و در فصول مختلف متفاوت است. برای مثال گاز مایع ارائه شده به مصرف كنندگان در ایران در فصول مختلف بین (90-50) درصد بوتان و (50-10) درصد پروپان و تا 2% تركیبات سنگین تر مثلاً پنتان دارد. به علت كیفیت سوخت گاز مایع LPG و كاهش انتشار آلاینده ها، استفاده از این سوخت در جهان به صورت فزاینده ای مورد توجه بوده و در كشورهای مختلف مانند ایتالیا (با 1500000 خودرو)، ژاپن، امریكا، انگلیس استفاده از این سوخت جایگزین مورد حمایت و تشویق دولتها می باشد.

مزایای LPG شامل در دسترس بودن ( دركشورهای تولید كننده)، ایمنی، نیاز به تغییرات جزیی در موتور خودروها و بازدهی مناسب سوخت می باشد. جهت مایع نمودن، این گاز در فشار حدود 8 تا 10 اتمسفر در مخازن فلزی با استحكام مناسب ذخیره می شود. چون این مخازن مجهز به شیر قطع جریان در صورت نشت از خطوط انتقال سوخت هستد استفاده از آنها ایمن تر از بنزین می باشد.

LPG به موتور محفظه احتراق به صورت بخار وارد می شود، لذا روغن را از دیواره سیلندرها نمی شوید، یا در شرایط سرد بودن موتور، روغن را رقیق نمی كند. همچنین، مواد آلاینده مانند اسید سولفوریك، یاذرات كربن را وارد روغن موتور نمی نماید.

بنابراین موتورهایی كه با سوخت گاز مایع كار می كنند هزینه تعمیرات و نگهداری كمتری خواهند داشت. چون LPG دارای عدد اكتان بالا حدود (RON=105) می باشد قدرت موتور یا بازدهی سوخت بدون افزایش ضربه در موتور، با افزایش ضریب تراكم قابل افزایش است.

معایب LPG:

در مقایسه با بنزین، LPG دارای محتوای انرژی (energy content) كمتر است، لذا مخزن سوخت باید بزرگتر از مخزن بنزین بوده و بعلت اینكه مخزن تحت فشار می باشد سنگین تر خواهد بود و هزینه خودروهای با سوخت LPG بین 2000 –1000 دلار گرانتر از خودروهای بنزینی می باشد. البته قیمت LPG در سطح جهانی تقریبا" مشابه قیمت بنزین است.

با توجه به اینكه گاز مایع بعنوان محصول فرعی پالایشگاههای گاز و نفت تولید می شود لذا فراوانی منابع آن كاملاً محدود است. لذا بعنوان راه حل اساسی در كاهش الودگی و جایگزینی سوخت در بسیاری از نقاط جهان نمی تواند مطرح باشد.

به لحاظ ایمنی، چون گاز پروپان سنگین تر از هواست در صورت نشت، بصورت لكه روی سطح زمین باقی مانده و در آبهای زیرزمینی نیز نفوذ می كند. امكان شعله ور شدن آن روی سطح زمین نیز هست. لذا از این حیث باید در حمل و نقل و حین استفاده، نهایت دقت در جلوگیری از نشت LPG صورت گیرد.

از سایر معایب این سوخت می توان به افت قدرت موتور در موتورهای تبدیلی به میزان 10-15 درصد و عدم توانائی مناسب موتور در عبور از سربالائی ها اشاره نمود.

در موتورهای تبدیلی اگر موتور به طور مناسب تبدیل نگردیده باشد در تابستانها گاز بصورت خشك سوخته و باعث جوش آمدن موتور می گردد. و در زمستان نیز برای شروع و استارت موتور دارای مشكل بوده و باید با بنزین موتور تبدیلی روشن گردد.

انتشار گازهای آلاینده:

از دیدگاه زیست محیطی استفاده از LPG بصورت استاندارددارای كمترین چرخه حیات انتشار گازهای گلخانه ای در مقایسه با سایر سوختهای تجاری است. پتانسیل كاهش اوزون با استفاده از این سوخت به نصف بنزین كاهش می یابد، همچنین انتشار هیدروكربنهای نسوخته 3/1 اكسیدهای نیتروژن 20%، منواكسید كربن 60% در مقایسه با بنزین كاهش می یابد

گاز طبیعی مایع (LNG)

گاز طبیعی چنانچه در فشار اتمسفر تا دمای F º260- سرد شود، به حالت مایع تبدیل می شود. LNG شامل بیش از 95 درصد متان و درصد كمی اتان و پروپان و سایر هیدروكربورهای سنگین تر است. سایر تركیبات و ناخالصی های گاز طبیعی مانند اكسیژن، آب، گازكربنیك و تركیبات گوگردی طی فرآیند سرد كردن از گاز طبیعی جدا شده و گاز طبیعی در حالت مایع بدست می آید. البته LNG تا حد 100 درصد متان خالص نیز قابل دستیابی است. حجم LNG 600/1 حجم گاز طبیعی و دانسیته آن 42/0 دانسیته آب است. این ماده، مایعی بی بو، بی رنگ و غیر سمی است و نسبت به فلزات یا سایر مواد حالت خورندگی ندارد. LNG وقتی تبخیر یا با هوا تركیب شود در دامنه غلظت 5 تا 15 درصد می سوزد. LNG یا بخار آن در محیط و فضای باز حالت انفجاری ندارد. كلیه آزمایشات انجام شده و خواص LNG، ایمن بودن این سوخت را كاملاً تائید می كند زیرا نشت مایع LNG یا ابربخارات آن به محض تماس با زمین یا در اثر حرارت محیط به سرعت در هوا تبدیل به گاز شده و چون در این حالت از هوا سبك تر است در محیط پراكنده و منتشر می شود. LNG در وهله اول برای خودروهای سنگین دیزلی (HEAVY DUTY VEHICLE) كاربرد دارد. به لحاظ ارزش حرارتی و دانسیته انرژی، مشابه سوخت دیزل (گازوئیل) هست.

LNG در دمای ºF260- و فشار اتمسفریك در حالت مایع اشباع ( در دمای جوش مایع) است. بنابر این مانند هر مایع در حال جوش چنانچه در فشار ثابت نگهداری شود (حتی با افزایش حرارت) در دمای ثابت خواهد ماند.

مادام كه بخار LNG از مخازن خارج می شود (boil off)، دمای مخزن ثابت می ماند. اجزاء سیستم خودروهای با سوخت LNG:

از لحاظ انتقال سوخت به موتور، مشابه موتورهای با سوخت CNG است و سوخت به صورت بخار وارد موتور می شود. فرق اساسی بین موتورهای CNG, LNG در نحوه نگهداری و تحویل سوخت است.

مخازن ذخیره LNG دوجداره می باشند و برای فشار كاری حداكثر تا 230 psi یا 16bar طراحی شده است. این مخازن دارای لوله و اتصالات لازم برای خارج كردن گاز در صورت افزایش فشار ( با توجه به انتقال حرارت از محیط به مخزن) و یا انتقال سوخت در زمان مصرف هستند. این مخازن مجهز به سیستم اعلام پایان سوخت گیری (پرشدن مخزن) نیز هستند. موتور خودروها گاز را در فشار 4 الی 9 بار (60-120 psi) مصرف می كند.

معایب استفاده از LNG:

بسیاری از مردم به استفاده از مواد در دماهای پایین عادت نداشته لذا نیاز به آموزش خاصی در زمینه استفاده از سوخت در دمای خیلی پایین هست.

در ایستگاههای سوخت گیری خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو ( شامل لوله ها شیرآلات و وسایل اندازه گیری) جهت انتقال LNG در حالت مایع باید پیش از شروع ، سوخت تا دمای ºF 260- سرد شوند در غیر اینصورت منجر به تبخیر بخشی از سوخت می شود.

- حداكثر پرشدن مخزن دوجداره Cryogenic تا حد ماكزیمم ظرفیت، امكان پذیر نیست زیرا به اندازه لازم فضای خالی در بالای سطح مایع جهت تبخیر یا جوشیدن مایع باید در مخزن در نظر گرفته شود.

مزایای استفاده از LNG:

دانسیته انرژی بالاتری نسبت به سوختهای گازی دارد، زیرا به شكل مایع ذخیره می شود. مسافت پیمایش بیشتر و وزن كمتر مخازن ذخیره، استفاده از آن را در خودروهای كوچكترامكان پذیر می سازد. سرعت سوختگیری بالا به نحوی كه در خودروهای بزرگ زمان سوختگیری 4 الی 6 دقیقه می باشد (10 الی 40 گالن در دقیقه). ارزیابی و كنترل تركیب سوخت با دقت بالایی امكان پذیر است و با توجه به اینكه LNG تولید شده برای خودروها تا 99 درصد متان دارد، لذا كنترل و تعیین مناسب تركیب سوخت بازدهی موتور و سوخت را نیز افزایش می دهد.

حداکثر مقدار مجاز مواد شیمیایی کافی موجود درآب آشامیدنی در جدول شماره 4 آمده است.

جدول شماره (4) – مواد شیمیایی کافی موجود در آب آشامیدنی

یادآوری: نظر به اینکه بین یون منیزیم و سولفات از نظر تغییر طعم و امکان اختلال در جهاز هاضمه وجود دارد از این رو در شرایطی که مقدار منیزیم از 30 میلی گرم در لیتر تجاوز کند مقدار سولفات نباید بیش از 250 گرم در لیتر باشد.

1- Total Dlssolved solids

2- در شرایط ویژه فقدان منبع آب با کیفیت بر تر در منطق تا 2000 میلی گرم در لیتر مجاز می باشد.

3- سازمان بهداشت جهانی از دیدگاه بهداشتی حدی برای سختی آب توصیه نگرده است و حد مورد اشاره در این جدول از نظر فنی – مهندسی و اقتصادی می باشد. در مورد نیترات و تیتریت- مجموع نسبت غلظت هر کدام به مقادیر توصیه شده نباید از یک تجاوز کند. و نباید  به تنهائی مورد قضاوت قرار گیرد.

<1=1      4-                  غلظت نیتریت اندازه گیری شده + غلظت نیترات اندازه گیری شده

                               غلظت نیتریت استاندارد        +        غلظت نیترات استاندارد