מלכה יאיון.

Παρουσίαση με θέμα: "מלכה יאיון."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 מלכה יאיון

2 נתונים עולמיים כל 8 שניות מת , ילד ממחלה המיוחסת למים
בכל שנה מעל 5 מליון אנשים מתים ממחלות הקשורות לתברואת המים ,הסביבה , וסילוק הפרשות. כמחצית מאוכלוסיית המדינות המתפתחות, סובלת ממחלות הקשורות באיכות המים שפכים, ותברואה נמוכה לרבע מאוכלוסיית העולם אין נגישות למים בתנאי סניטציה נאותים

3 תפקידו של הכימאי במציאת פתרונות

4 האם ידעת ש-50% מאוכלוסיית העולם שותה מים מזוהמים המהווים סכנה בריאותית?

5 טכנולוגיה כימית יכולה לספק פתרון יעיל וזול לבעיה!!

6 יש לי כימיה עם הסביבה כימיה אנליטית שיטות לזיהוי וכימות חומרים
כימיה אנליטית שיטות לזיהוי וכימות חומרים כימיה סביבתית

7 מרכיבים מזהמים ודרכי טיהור
מבנה היחידה איכות המים בישראל: מרכיבים מזהמים ודרכי טיהור מהמים לאוויר וליבשה: מחזוריות בטבע

8 שיטות אנליטיות- ספקטרוסקופיה, טיטרציה
איך יודעים מה וכמה יש במים? ספקטרוסקופיה מה זה אור? מאפיינים של גל אלקטרומגנתי - λ, γ , c ספקטרום הקרינה אלקטרומגנטית מכשירים מוכרים שפועלים באמצעות קרינה אינטראקציה בין קרינה וחומר העברה\החזרה\פיזור\בליעה\פליטה ספקטרוסקופיה-שיטה אנליטית ספקטרום בליעה\פליטה\העברה הקשר בין ריכוז החומר לבליעה- חוק בר למבר וגרף כיול

9 בר טעימות- האם המים שאנו שותים מספיק נקיים?
פרק א: איכות מים בישראל בר טעימות- האם המים שאנו שותים מספיק נקיים? pH מוליכות נוכחות יוני סידן ומגנזיום (קשור לקשיות) נוכחות יוני כלוריד טעם מי ברז מים מזוקקים מים מינרלים Y מים חמים מים שעברו טיהור ......

10 האם המים שאנו שותים מספיק נקיים?
פרק א: איכות מים בישראל האם המים שאנו שותים מספיק נקיים? מה צריך לדעת על מנת לענות על שאלת היסוד? צריך לברר: מהם החומרים שמזהמים את המים? מהו התקן הישראלי למים נקיים? האם המים עומדים בתקן? האם פילטר המים בבית עושה איזושהי פעולה? האם מי השתייה בבית נקיים מספיק לשתייה? כיצד בודקים את המים (זיהוי וכימות מומסים)?

11 איך אפשר לגלות את הריכוז של מיץ הפטל ש____אוהב מבלי שהוא יגלה לי?
נפח תרכיז (מ"ל) 200 מ"ל תמיסה (כוס מים) ריכוז של מיץ הפטל =

12 גרף כיול: קביעת ריכוז מיץ פטל של ____
מכינים תמיסות בעלות ריכוז ידוע משווים לתמיסות בעלות ריכוז ידוע על פי הצבע יכולים לדעת את ריכוז תמיסת הנעלם

13 האם אפשר לצייר גרף? עוצמת הצבע 3 2 1
בעיה: כיצד מכמתים את עוצמת צבע התמיסה? נפח התרכיז בתמיסה (מ"ל)

14 "איכות המים בישראל ירודה, ריכוז יוני הכלור מעל המותר"
שיטות אנליטיות: ספקטרוסקופיה, טיטרציה, ועוד "איכות המים בישראל ירודה, ריכוז יוני הכלור מעל המותר" "במים מינרלים יש יוני נתרן בריכוז 32 מ"ג\מ"ל, יוני סידן בריכוז 26 מ"ג\מ"ל.." "אדם הגיע לבית החולים עם תופעות של שיכרות וטען שלא שתה..נשלחו בדיקות דם והתגלה ריכוז נמוך של יוני מגנזיום בדם" "ילדי ירושלים לא צריכים לקבל כדורי פלואוריד כי יש ריכוז גבוה של יוני F- במי השתייה בירושלים"

15 ספקטרוסקופיה: שיטה שמזהה ומכמתת חומרים בעזרת האינטראקציה בינהם והאור
סיפור הספקטרוסקופיה התחיל כאשר ניוטון הניח מנסרה באמצע קרן אור שמש בחריץ בין הוילונות..

16 פעם חשבו שלאור אין מהירות.....מדוע?
אורך הגל תדירות מהירות-c אנרגיה גל מוגדר ע"י: פעם חשבו שלאור אין מהירות.....מדוע?

17 סוגי קרינה

18 אור נראה תדירותν ((x1014 Hz אורך גל , λ ((nm צבע 7.69-6.59 390-455
סגול כחול ירוק צהוב כתום אדום

19 גל=הפרעה שמתפשטת העברת אנרגיה -דומינו חבל מים מטען חשמלי שמתנדנד
גל=הפרעה שמתפשטת העברת אנרגיה -דומינו חבל מים מטען חשמלי שמתנדנד

20 אורך הגל  גל מוגדר ע"י: תדירות  מהירות c c =    = c מהירות האור
3x108m/sec = c

21

22  = c = c/  = 3x108m/sec =0.0327x102m 91.8x106 1/sec =3.27 m
חשב את אורך הגל של גל בעל תדירות של MHz  = c = c/    = 3x108m/sec 91.8x106 1/sec  =0.0327x102m =3.27 m  באיזו מהירות נע גל זה? מהירות האור = 3x108m/sec =C

23  = c/   באיזו מהירות נע גל זה?
חשב את תדירות הגל בעל אורך גל של 700 nm  = c/   = 3 x108 m/sec 7x10-7m =4.28x1014Hz באיזו מהירות נע גל זה? 3x108m/sec מהירות האור=

24

25 מהו ההבדל בין הגלים? (תדירות, אורך גל )
 אורך הגל= המרחק בין 2 שיאים סמוכים באופן אינטואיטיבי-למי יש אנרגיה גבוהה יותר?

26

27 שיטות אנליטיות- ספקטרוסקופיה, טיטרציה
איך יודעים מה וכמה יש במים? ספקטרוסקופיה מה זה אור? מאפיינים של גל אלקטרומגנתי - λ, γ , c ספקטרום הקרינה אלקטרומגנטית מכשירים מוכרים שפועלים באמצעות קרינה אינטראקציה בין קרינה וחומר העברה\החזרה\פיזור\בליעה\פליטה ספקטרוסקופיה-שיטה אנליטית ספקטרום בליעה\פליטה\העברה הקשר בין ריכוז החומר לבליעה- חוק בר למבר וגרף כיול

28 קרינה אלקטרומגנטית במפגש עם החומר אטום נבלעת מוחזרת מתפזרת

29 קרינה אלקטרומגנטית עוברת נבלעת מוחזרת מתפזרת במפגש עם החומר שקוף
מה נראה אם נקרין לייזר ירוק על פילטר: ירוק? אדום? עוברת נבלעת מה נראה אם נקרין לייזר אדום על פילטר: אדום? ירוק? מוחזרת מתפזרת

30 בליעה, פיזור והחזרה

31 גוף שקוף חסר צבע – מעביר,מפזר ומחזיר את כל גלי באור נראה.
גוף שקוף – מעביר, מפזר ומחזיר את הגלים באורכי הגל המתאימים לצבע הנראה שלו. גלים באורכי גל אחרים (הצבעים האחרים) נבלעים ע"י הגוף. צבעוני גוף אטום – אינו מעביר גלי אור בתחום הנראה. הוא בולע חלק מגלי האור ומחזיר גלי אור המאפיינים את הצבע שלו. צבעוני גוף שחור - בולע את כל אורכי הגל באור הנראה. שחור אינו צבע , הוא נראה על רקע צבעים אחרים. כדי לראות גופים, צבעוניים צריך מקור אור. בלי מקור אור הכל נראה שחור. גוף לבן אטום – מפזר ומחזיר את כל גלי האור הנראה ויוצר במוחנו תחושה של צבע לבן.

32 עיצמו עיניים..מבלי להרדם

33

34 מהו ההבדל בין שחור לצל? האם רצוי לגדל צמח בחממה ירוקה או אדומה? מדוע בתקופת "עופרת יצוקה" היו בעיות בשלט הרחוק? מדוע אין קליטה במקלט או במעלית? מדוע צריך לצאת מכדור הארץ כדי לקלוט את כל סוגי הקרניים האלקטרומגנטיות?

35 חומרים צפופים כמו עצם ומתכת_________קרני X

36

37 אתר מומלץ עם אנימציות על צבע ואור
צילום ir

38 שיטות אנליטיות- ספקטרוסקופיה, טיטרציה
איך יודעים מה וכמה יש במים? ספקטרוסקופיה מה זה אור? מאפיינים של גל אלקטרומגנתי - λ, γ , c ספקטרום הקרינה אלקטרומגנטית מכשירים מוכרים שפועלים באמצעות קרינה אינטראקציה בין קרינה וחומר העברה\החזרה\פיזור\בליעה\פליטה ספקטרוסקופיה-שיטה אנליטית ספקטרום בליעה\פליטה\העברה הקשר בין ריכוז החומר לבליעה- חוק בר למבר וגרף כיול

39 רקע מדעי – אינטראקציה בין קרינה וחומר
שיטה אנליטית (פרק א) ברמת התופעה - מאקרו הבנת אפקט החממה (פרק ב) ברמה המולקולרית - מיקרו אינטראקציה אור = קרינה אלקטרומגנטית = אנרגיה

40 מודדים % העברה או בליעה בעזרת ספקטרופוטומטר
0% העברה 2 בליעה ג ל א י ר ש ם 100% העברה 0 בליעה המצב המתואר אידאלי: תמיסה אינה בולעת באורך גל מסוים אלא בתחום של אורכי גל וגם בתחומים אחרים

41

42 כחולה ספקטרום העברה של תמיסה אדום כתום כחול סגול ירוק צהוב % ה ע ב ר
אורך גל (nm) 400 500 600 700 אדום כתום כחול סגול ירוק צהוב ספקטרום העברה של תמיסה כחולה 0% % ה ע ב ר 100% עובר נבלע חלקית נבלע

43 בליעה כחולה ספקטרום בליעה של תמיסה אדום כתום כחול סגול ירוק צהוב נבלע
אורך גל (nm) 400 500 600 700 אדום כתום כחול סגול ירוק צהוב ספקטרום בליעה של תמיסה כחולה בליעה 2 נבלע נבלע חלקית עובר

44 צהובה ירקרקה אורך גל ספקטרום העברה של תמיסה 400 500 600 700 אדום כתום
(nm) 400 500 600 700 אדום כתום כחול סגול ירוק צהוב ספקטרום העברה של תמיסה 0% % ה ע ב ר 100% צהובה ירקרקה

45 ספקטרום הבליעה של תמיסה
אורך גל (nm) 400 500 600 700 אדום כתום כחול סגול ירוק צהוב ספקטרום הבליעה של תמיסה 0% בליעה 100% __________

46 נתון ספקטרום של תמיסה של חומר X בריכוז ppm1
בליעה 2.25 1.5 0.75 נתון ספקטרום של תמיסה של חומר X בריכוז ppm1 איזה ספקטרום מתאים לתמיסה של אותו חומר בעלת ריכוז גבוה יותר? (nm) אורך גל בליעה 2.25 1.5 0.75 (nm) אורך גל 2 בליעה 2.25 1.5 0.75 1 ככל שריכוז החומר גדול יותר הבליעה גדלה (עבור תמיסות מהולות) (nm) אורך גל בליעה 2.25 1.5 0.75 3 בליעה 2.25 1.5 0.75 (nm) אורך גל 4 (nm) אורך גל

47 אפשר לחקור את התלות של עוצמת הבליעה בריכוז המומס בתמיסה!
עוצמת הצבע הבליעה 1.מכינים תמיסות בעלות ריכוז ידוע 2. בודקים את הבליעה שלהם באורך גל בו הבליעה מקסימאלית 3. מציירים גרף כיול 4. על פי הגרף או נוסחת השיפוע ניתן למצוא את ריכוז תמיסת הנעלם נפח התרכיז בתמיסה (מ"ל)

48 מה הקשר בין בליעת האור על-ידי החומר לבין ריכוזו?
ככל שהתמיסה מרוכזת יותר, יש בה יותר חלקיקים הבולעים קרינה ולכן עוצמת הבליעה עולה (בתמיסות מהולות). אור פוגע אור עובר כל פאקמן מייצג הרבה תצמידים

49 A =  C -A בליעה C- ריכוז חוק בר-למברט עוצמת הבליעה של תמיסה צבעונית
תלויה ביחס ישר בריכוז החומר המומס (בתמיסות מהולות). A =  C -A בליעה C- ריכוז

50 קביעת ריכוז יוני כלוריד במי שתייה בשיטה ספקטרוסקופית מקור יוני הכלור:
מלחים מומסים מסלעים ומי התהום- MgCl2 ,NaCl טיהור מי השתייה (ריכוז נמוך מאוד)

51 האם תמיסת NaCl בולעת אור בתחום הנראה?
אם היא חסרת צבע-ברור שלא! חייבים להגיב את יוני הכלוריד עם חומר אחר כך שיתקבל חומר צבעוני

52 שלב מקדים לקביעת הריכוז בשיטה ספקטרוסקופית
עריכת ספקטרום על מנת לקבוע מהו אורך הגל בו קיימת בליעה מקסימאלית בניסוי שלנו 460nm בליעה אורך גל אורך גל בו הבליעה מקסימלית מה צבע של הקרינה שנבלעת= ?460nm

53 בריכוזים נמוכים קיים קשר ישר בין A ל- C A=αC
עוצמת הבליעה ריכוז החומר בריכוזים נמוכים קיים קשר ישר בין A ל- C A=αC התחום הלינארי

54 השלבים לקביעת ריכוז יוני כלוריד:
א. הכנת תמיסות בריכוזים ידועים של יוני כלור והוספת ריאגנטים שנותנים לתמיסות צבע שנמצא ביחס ישר לריכוז הכלוריד. אם אורך הגל של הקרינה שנבלעת= 460nm, האם הגיוני שהתמיסה כתומה?

55 אור נראה תדירותν ((x1014 Hz אורך גל , λ ((nm צבע 7.69-6.59 390-455
סגול כחול ירוק צהוב כתום אדום צבע של התמיסה שבולעת קרינה באורך גל460nm= איננה ירוקה 15

56 השלבים לקביעת ריכוז יוני כלוריד:
ב. בניית גרף כיול ע"י בדיקת הבליעה של תמיסות בעלות ריכוזים ידועים של יוני כלור (באורך הגל בו הבליעה מקסימאלית) בליעה ריכוז כל פאקמן מייצג הרבה תצמידים

57 השלבים לקביעת ריכוז יוני כלוריד:
ג. בדיקת הבליעה של תמיסה בעלת ריכוז בלתי ידוע וקביעת הריכוז על פי הגרף או נוסחת הקו הישר. בליעה ריכוז כל פאקמן מייצג הרבה תצמידים

58 השלבים לקביעת ריכוז יוני כלוריד:
ד. אם הבליעה של תמיסת הנעלם גדולה מהבליעה שבו נקבע גרף הכיול. אי אפשר לדעת אם היא בתחום הלינארי ולכן לא ניתן להשתמש ישירות בגרף הכיול. בליעה ריכוז כל פאקמן מייצג הרבה תצמידים

59 השלבים לקביעת ריכוז יוני כלוריד:
בריכוזים גבוהים לא כל חלקיק "חשוף" לקרינה במידה שווה ולכן לא כל חלקיק בולע קרינה ולכן אין יחס ישר בין הריכוז לבליעה. לכן: לא מגיעה אלינו קרינה עוצמת הבליעה ריכוז החומר כל פאקמן מייצג הרבה תצמידים

60 השלבים לקביעת ריכוז יוני כלוריד:
מוהלים את התמיסה עד שהבליעה בתחום של עקומת הכיול. קובעים את הריכוז בעזרת עקומת הכיול. מחשבים את הריכוז של התמיסה המרוכזת. כל פאקמן מייצג הרבה תצמידים עוצמת הבליעה ריכוז החומר

61

62 מקרינים את הדוגמה באורך גל בו הבליעה מקסימאלית
כיצד ניתן לזהות חומרים ולקבוע את ריכוזם באמצעות האינטראקציה שלהם עם קרינה אלקטרומגנטית? מקרינים את הדוגמה באורך גל בו הבליעה מקסימאלית כל חלקיק בולע קרינה אופיינית נמדוד עוצמת הקרינה שעברה קובע את עוצמת הקרינה שנבלעה לפי מדידת עוצמת הקרינה האלקטרומגנטית (בנפח ידוע) תלויה בכמות החלקיקים שבלעו בנפח קבוע (C)

63 מה היתרונות של שיטות ספקטראליות?
רגישות גבוהה מאוד לכן ניתן לזהות ולכמת ריכוזים נמוכים של חומר. לא פוגעים בחומר הנבדק (אם הוא בולע בתחום) בדיקה נוחה וקלה יחסית ניתן לבדוק באותה דוגמה מספר חומרים זולה יחסית מדויקת ומהימנה

64 התייחסות בדוח ל: כותרת הטבלה והגרף: משתנה תלוי כתלות במשתנה הבלתי תלוי (ללא יחידות). כותרת בעמודות: נפח, ריכוז, בליעה, וכו (תוך ציון חומרים ויחידות). בצירים: משתנה תלוי בציר Y (יחידות). במשתנה בלתי תלוי בציר X (יחידות).

65 דוח ברמה 2: סוגי המים שנבדוק
מים מינרלים – כל הכיתה תבדוק את אותם המים על מנת לקבוע דיוק ומהימנות מים שברצונכם לבדוק בהתאם לשאלת החקר: כיצד משתנה ריכוז הכלורידים במים כתלות: בכמות גרגירי המסנן (למשל בריטה) דרכו הוא עובר? בזמן המגע עם המסנן דרכו הוא עובר? בזמן תפיחת ההידרוג'ל? במקום ברחובות?..בפולין? במקום הברז בבית שלי -אחרי דוד(מים חמים), ברז ראשי, מטבח, גינה, אחרי מסנן,אחרי מכונת כביסה, מקלחת)? במקור המים (מי גשם, מי גשם שעברו דרך חול, אדמה, כביש)?

66 שאלות חקר שקשורות לעוצמת הבליעה של התצמיד:
כיצד משתנה הבליעה כפונקציה של הטמפרטורה? כיצד משתנה הבליעה במיהול? כיצד משתנה הבליעה בתגובה עם חומר שמסיט את שיווי המשקל טיפות K2HPO4 -KSCN- 0.2M Fe(NO3)3 ? כיצד משתנה הבליעה כתלות באורך הגל?

67 חומרים, תנאי הניסוי והציוד הרלוונטי לשאלות החקר
תצפיות לפני הניסוי הגדלה: הוספת חומר הקטנה: שיקוע מקורות שונים אורך גל ריכוז ריכוז צבע מים בליעה יוני כלוריד יוני ברזל Fe3+(aq) יוני תיוציאנט SCN-(aq) תנאי הסביבה קביעת ריכוז יוני כלור בשיטה ספקטרוסקופית טמפרטורה הפרת ש"מ: מיהול שינוי טמפ תהליך ש"מ תצפיות אחרי הניסוי Fe(SCN)2+(aq) מים שונים ריכוזי כלוריד שונים עוצמת הצבע זמן =20 דקות