انتقال جرم، فازمترِ مهندسی شیمی (Mass Transfer)

انتقال جرم، فازمترِ مهندسی شیمی

انتقال جرم-آبتیم

در مقاله « انتقال جرم، فازمترِ مهندسی شیمی»، سعی شده تا با نگاهی متفاوت، به سرگذشت پیدایش این علم، شناخت مفهوم اختلاف پتانسیل و آشنایی مختصر با دانشمندانی که عمر خود رو صرف پیشرفت بشر در این عرصه نمودند، بپردازه . ابتیم به شما پیشنهاد میده، تا با مطالعه این مطلب چند دقیقه ای جذاب، دیدی متفاوت نسبت به جرم و انتقال اون پیدا کنید…

 

فازت چیه؟

تاحالا کسی از پرسیده «فازت چیه؟»

تا حالا فاز کسی رو، متر کردی؟

اصان فاز چیه ؟؟

توی فیزیک دبیرستان، به ما یاد دادن که اگر دو نقطه از سیمی، با هم اختلاف بار داشته باشند

بین اونا جریانی نامرئی برقرار میشه که اصطلاحا به اون سیم، فاز میگیم.

واسه همین برقکارای ساختمون و حتی مهندسای برق هم واسه شناسایی این جریان نامرئی به یه وسیله ای نیاز دارند تا

حداقل با خیال راحت با اختراع ادیسون کارکنند .اون وسیله اسمش فازمتره.

وسیله ای که به ما رو از وجود اختلاف پتانسیل و در نتیجه جریان برق توی یک سیم، باخبر میکنه.این یعنی

«تا زمانی که چیزی به اسم اختلاف پتانسیل هست، وجود فازمتر ضروریه…»

اما جالب اینه، که تحقیقات شیمیدانها به ما میگه که

محلول ها هم فاز دارن و بین فاز های اونا هم اختلاف پتانسیل هست البته از نوع شیمیایی

پس با این توصیف، توی مهندسی شیمی هم، ما به یه فازمتر نیاز داریم که ما بهش میگیم « انتقال جرم».

درسی که رفتارای مواد توی فاز های مختلف و همچنین استفاده بهینه از اونا مورد بررسی قرار میده.

در ادامه با ابتیم همراه باش تا بیشتر با فازمتر مهندسی شیمی آشنا بشی.

 

ابوعلی سینا در عطر فروشی

 

انتقال جرم، فازمترِ مهندسی شیمی (Crime transfer)

شاید کمی عجیب به نظر بیاد ولی عرب ها، اولین کسایی بودن که از عطر واسه خوشبو کردن خودشون، استفاده کردن.

هوای داغ بیابونای عربستان و نبود آب، باعث شد تا عطر بهترین وسیله برای اعراب، واسه خلاصی از بوی بد عرق بدنشون باشه.

اگرچه اونا به همین اکتفا کردن ولی، این اروپاییا بودن که با توسعه عطرو ادکلن سازی، صنعتی پولساز رو، واسه خودشون دست و پا کردن.

اما پیشرفت این صنعت درست زمانی شروع شدکه ابوعلی سینا، پزشک ایرانی، تقطیر رو به عنوان ابداعی واسه عصاره گیری از گل وتولید عطر به دنیا معرفی کرد.

گرچه هدف بوعلی سینا، از تقطیر تهیه دارو بود ولی، شاید خودشم خبر نداشت که قرنها بعد،

ابداعش میتونه به عنوان مهم ترین فرایندهای جداسازی در پالایشگاهه های نفتی مورد استفاده قرار بگیره.

به هر حال خواسته یا نا خواسته، میشه گفت که کشف عطر و به دنبالش،

کنجکاوی واسه تولید مدل های مختلف از اون، یکی از مهم ترین عوامل پیدایش علم بررسی محلول ها یا همون «انتقال جرم» محسوب میشه.

اما چیزی که واسه من جالبه، اینه که توی هر بازه از تاریخ،

یه سری آدمای خاص اونم زمینه های مختلف، پیدا میشدن،

که واسه معرفی چیزای جدید به دنیا اطراف، خودشونو به آب و آتیش میزدن. 

 

پدر انتقال جرم

در سال 1901میلادی، در خانواده ای با اصالت و البته مشهور، پسری متولد شد که

تا سالها پس از مرگش، دانشمندان هوش و ذکاوت و هچنین پشتکار بی نظیرش رو مورد تحسین قرار میدادند.

کسی که به گفته اطرافیانش، بزرگی دستاورد هاش، هیچوقت باعث غرور و حتی شهرتش نشد.

کودکی که نبوغش، بارها و بار ها،تحسین معلماش رو برانگیخت تا جایی که در سن کم 15 سالگی وارد دانشگاه شد.

بلافاصله بعد از فاغ التحصیلی، عضو انجمنی معتبری شد که اعضا اصلیش، اساتید دانشگاه خودش بودند.

جوسایا ویلاررد گیبس، مغز متفکر آمریکایی که به دلیل خدماتش به بزرگترین افتخار علمی در سطح بین المللی یعنی کاپلی لندن دست پیدا کرد.

علاقه و استعداد او در ریاضیات، شیمی و فیزیک باعث شد از او یک محقق برجسته ساخته بشه.

ثمره این تلاش در زمینه های مختلف، انتشار کتابی مهم در زمینه ترمودینامیک بود.

کتابی که اگرچه به زبان خیلی سخت و پیچیده ای نوشته شده بود، ولی توجه بسیاری از دانشمندای اون زمان از جمله ماکسول رو به خودش جلب کرد.

تا جایی که حتی ماکسول حاضر شد تا بخشی از تحقیقاتش در زمینه گرما رو، به کتاب گیبس ضمیمه کرد.

ویلارد به معنای واقعی کلمه آقازاده بود چراکه جد پدری اش سالها ریاست دانشگاه هاروارد رو بر عهده داشت و پدرش نیز زبان شناس و متخصص الهیات بود که نقش مهمی در «الغای قانون برده داری» داشت.

 

قانون مهم انتقال جرم

 

انتقال جرم، فازمترِ مهندسی شیمی (Crime transfer)

« قانون گیبس» یکی از مهم ترین دستاورد های ویلارد گیبس بود که در اون، فاز های مختلف یک محلولِ در حال تعادل را مورد بررسی قرار میگرفت .

گیبس نخستین کسی بود که مفهوم پتانسیل شیمیایی رو بیان کرد.

به اعتقاد اون اگر

«به مقدار مشخصی از ماده، جزء بی نهایت کوچکی رو اضافه کنیم، به طوری که ماده همگن بمونه وآنتروپی یا بی نظمی آن هم تغییر نکنه، انرژیی که این ذره در این ماده ایجاد میکنه باعث به وجود اومد مفهومی میشه که توی مهندسی شیمی به اون میگن اختلاف پتانسیل .»

به زبان ساده عامل انتقال جرم یا ایجاد جریانی از جرم در محلول ها، اختلاف پتانسیل شیمیایی ست .

گیبس بعد ها بیان کرد که این محلول میتواند شامل هر عنصر شیمیایی و یا مخلوطی از عناصر با ترکیب های مختلف همگن یا غیر همگن باشه. این باعث شد که پتانسیل شیمیایی در بسیاری از زمینه ها کاربرد پیدا کنه.

نتایج تحقیقات گیبس، حالا نه تنها، به عنوان مبحث درسی در دانشگاه های دنیا تدریس میشه و بلکه

پایه مهم ترین فرایند ها، درپالایشگاه ها به حساب میاد.

گیبس نخستین فرد در تاریخ آمریکا بود که به مرتبه پرفسوری رسید.

کسی که هیچگاه از علمش به عنوان ابزاری برای کسب شهرت استفاده نکرد. استادی شیک پوش،با صلابت والبته مجرد.

 

انتقال جرم، درسی مهم

انتقال جرم، فازمترِ مهندسی شیمی (Crime transfer)

به طور کلی هر وقت توی محلول های شیمیایی، اختلاف پتانسیلی ایجاد بشه و ذرات

از جایی به جای دیگه منتقل بشن، به این پدیده انتقال جرم میگیم .

توی خیلی از فرایند های شیمیایی ما نیاز به تغیر غلظت یه محلول داریم.

حالا میتونیم ماهیت ماده رو تغییر بدیم یا به اصطلاح واکنش شیمیایی ایجاد کنیم یا فیزیکی که بهش جداسازی میگن.

مهم ترین روش جداسازی، روش تقطیره که در حال حاضر در بسیاری پالایشگاه ها به عنوان اقتصادی ترین راه، به کار میره.

مراجع و کتاب های زیادی توی دنیا سعی بر آموزش راحت و کاربردی درس مهم انتقال جرم کردن اما به طور حتم کتاب انتقال جرم تری بال، که در ایران معمولا به نام کتاب انتقال تری بال نیز شناخته می شود. جزو معروف ترین اونا هاس.

   

 

جواد فرزانی پور
ژوئن 28, 2020
برچسب ها :

این مطلب بدون برچسب می باشد.