تهیه زاجها

یکی از مهمترین الگوهای سه بعدی که در طبیعت یافت می شود بلورهاست. الگوهای سه بعدی شامل یک موتیف و یک شبکه هستند. در بلورها یک موتیف از یک یا چند اتم ساخته شده اند و این ابتکار طبیعت است. بلورها در یک الگوی سه بعدی بوده که اتم ها  اجزاء تشکیل دهنده آن میباشند و اتم یا مولکول ها یک الگوی تکراری منظم را تشکیل میدهند.

تک بلور یک قطعه مجزا از یک جامد بلوری است. مانند برف یا نمک طعام. یک شبکه فضایی آرایه ای نامحدود از نقاط در سه بعدی فضاست که هر نقطه غیر قابل تشخیص از نقاط دیگر است.

زاج جسمي است معدني و بلوري شكل به رنگ هاي سفيد، كبود، سبز، سياه ، كه مزه آن شيرين وقابض است و معمولاً در آب حل مي شود.

زاجها نوعی نمکهای مضاعف هستند. نمکهای مضاعف در اثر تبلور همزمان دو نمک با هم به نسبت مولی ساده بوجود می آيند. شکل و سيستم بلوری نمک مضاعف با شکل بلوری دو نمک سازنده يکی است..

واحد های بلوری زاجها لزومی به شباهت با نمکهای سازنده  ندارند. در ساختمان زاج دو کمپلکس و نمکهای مضاعف يک کمپلکس با يک نمک ساده وجود دارند.

تفاوت دیگر زاجها با نمک های مضاعف این است که در ساختمان آن دو کمپلکس شرکت دارند در صورتیکه در نمک های مضاعف یک کمپلکس با یک نمک ساده ترکیب میشوند.

ساختمان حلال و ماهیت حوزه های حلال پوشی گونه های حل شده موجود و واکنشهای بین گونه ها و تعادلهای ناشی از آن همگی بر پایداری کمپلکس ها اثر میگذارند. پايداری کمپلکس ها وابسته به نوع فلز مرکزی (عدد اکسايش، شعاع) و ليگند(قدرت نوکلئوفيلی، ممانعت فضايی والکتروستاتيکی و کی ليت سازی)می باشد.

زاج ها دارای فرمول عمومی MIMIII(SO4)2,12H2O هستند. فلز يک ظرفيتی می تواند پتاسيم، روبيديم، سزيم و آمونيوم، و فلز سه ظرفيتی کبالت(III)، آهن (III)، کروم(III)، آلومينيوم(III)، تيتانيم(III) و اسکانديم (III)است.

پايداری زاج ها وابسته به اندازه يونهای فلزی است. يونهای يک ظرفيتی می توانند زاجهای پايداری را تشکيل دهند، ولی هر قدر يون سه ظرفيتی بزرگتر باشد، از پايداری زاج کاسته می شود. دو کمپلکس تشکيل دهنده زاج از طريق يونهای سولفات به هم متصل می شوند(هيبريد فلزات) sp3d2 و يا d2sp3 می باشد

کاربرد زاج ها

اضافه کردن زاج برای سفید کردن سطح نان. درطب سنتي براي درمان زخم هاي دهاني و دباغی مورد استفاده قرار مي گیرد.

 همانطور که میدانیم نان سفید در پاره‌ای از مناطق دارای طرفداران بیشتری است بنابراین عده‌ای از فروشندگان ناآگاه مقداری زاج به آردهای تیره اضافه می‌کنند. همچنین در رنگرزی به عنوان دندانه مخصوصا در پشم ها سبب پذیرش رنگ. در صنایع غذایی براي تهيه مربا و شربت کاربرد دارد و  درزمینه پزشکی وتهیه ی لوازم آرایشی وبهداشتیو زيبايي  براي پوستهاي چرب استفاده میشود.

تهيه زاجهای بلورين                                          
محلولی هم اکی والان سولفات فلز سه ظرفيتی و يک ظرفيتی را در دمای معمولی تبخير کنيد. بلورهای هشت وجهی زاج به دست می آيد. (قرار دادن يک تکه بلور در محلول سير شده وهمگن بودن محلول از عوامل موثر در رشد بلور خواهد بود.

 شرح انجام آزمایش:

تهیه ی پتاسیم1،کروم 3سولفات12آبه

اين ترکيب به نام زاج کروم معروف است.

مقدار2.5گرم دی کرومات پتاسیم را در 25 میلی لیتر آب مقطر حل میکنیم. مقدارآب نباید زیادباشد.تا محلول سریعتر به نقطه ی اشباع برسد.بشر را در کاسه ی پلاستیکی آب و یخ قرار میدهیم.2.8میلی لیتراسیدسولفوریک غلیظ  را به آن اضافه کرده.محلول را خنک میکنیم و سپس با اتانول 96%از بورت احیا میکنیم.محلول نباید دمای بالایی داشته باشد(زیر40) و کروم+6را به کروم3+ احیا میکنیم.با تغییر رنگ از نارنجی به سبز تیره افزودن اتانول را قطع میکنیم.محلول حاصل را در زیر هود نگهداری میکنیم.پس از چند روز بلور هشت وجهی زاج کروم مشاهده خواهد شد.

 محاسبات:

2.5 gr k₂Cr₂O₇*  * *  98.08 gr  H₂SO₄/1mol=3.334 gr

_وزن اسید  سولفوریک خالص

3.334*1.5=5.001grH₂SO₄

1766.4gr               1000ml

5.001                     X

x=2.8ml

Mol H₂SO₄=5.001gr* =0.05 mol

Mol K₂Cr₂O₇=2.5grK₂Cr₂O₇* =

محدودکننده0.0084 mol

?gr kCr(SO₄) =0.0084 mol k₂Cr₂O₇ * 2molKCr(SO₄)₂ /1mol   *  500.4 gr kCr(SO4)2.12H2O/1MOL=8.4gr بازده نظری    

؟grkCr(SO₄)₂=8.4 gr  نظری   

راندمان=عملی/نظریX100

3.52=grوزن بلور

Ra=3.52/8.4 * 100=72.87 %

منابع ایجاد خطا:

-افزودن اتانول به مقدار زیاد

-افزودن آب به میزان زیاد

-اشتباه در تعیین نقطه ی پایانی بعلت خطا در رویت رنگ سبز