شیمی و گرایشهای آن

[دانه کولانه]

شیمی و گرایشهای آن


شيمي علم اتم‌ها، پيوندها و مولكول‌هاست. دانشي كه مي‌تواند خواص ماده، چگونگي تغييرات و شيوه توليد آن‌ها را از هسته اتم گرفته تا كهكشان‌ها بررسي كند و رشته شيمي، رشته‌اي است كه به پرورش متخصصاني مي‌پردازد كه با مطالعه و تحقيق و آزمايش به ابداع و نوآوري پرداخته و يا فرآورده‌هاي شيميايي را كنترل مي‌كنند.

دكتر محمدحسين رفيعي استاد شيمي دانشگاه تهران در معرفي اين رشته مي‌گويد:

«رشته شيمي داراي دو بخش علم شيمي و صنايع شيمي است كه علم شيمي به عنوان يكي از علوم پايه زيربناي علوم مختلفي همچون بيولوژي ، بيوتكنولوژي ، پزشكي ، دندانپزشكي ، داروسازي و رشته‌هاي متعدد مهندسي است. اما صنايع شيميايي عبارت است از صنايعي كه در آنها واكنش شيميايي انجام مي‌گيرد يعني اقسام مواد اوليه تبديل به محصولات جديد مي‌گردد كه خواص اين محصولات تا حدودي با مواد اوليه متفاوت است.»

وي در ادامه مي‌گويد:

«با توجه به تعريف فوق صنايع شيمي طيف گسترده‌اي از صنايع را در بر مي‌گيرد كه از آن جمله مي‌توان به صنايع غذايي، داروسازي، پتروشيمي ، الياف مصنوعي ، بهداشتي و آرايشي و صنايع توليد لوازم خانگي اشاره كرد.»

يكي ديگر از اساتيد دانشگاه در معرفي اين رشته مي‌گويد:

«بررسي و مطالعه اجمالي تركيب، ساختار و ويژگي‌هاي ماده و همچنين كنترل آزمايشگاهي فرآيندهاي شيميايي، مطالب و فعاليتهايي است كه در رشته شيمي در سطح كارشناسي ارائه مي‌گردد. در سطح كارشناسي ارشد و دكترا نيز دانشجويان در گرايش‌هاي تخصصي اين رشته كه عبارتند از : شيمي آلي ، شيمي تجزيه ، شيمي معدني ، شيمي فيزيك و شيمي كاربردي به صورت عميقتري با بخشي از علم شيمي آشنا مي‌گردند تا در آينده بتوانند مرزهاي دانش شيمي را گسترش دهند.»

تواناييهاي فارغ‌التحصيلان
فارغ‌التحصيلان اين دوره مي‌توانند مسؤوليت‌ زمينه‌هاي مختلف از جمله موارد زير را عهده‌دار باشند:

1- طرح، نظارت و اجراي طرحهاي تحقيقاتي كوچك و بزرگ شيميايي در سطوح مختلف كاربردي و علمي محض، در دانشگاهها، كارخانجات و مراكز تحقيقاتي ، به منظور ارتقاي كمي و كيفي محصولات مورد نياز جامعه .

2- مسووليت و ارائه خدمات در آزمايشگاههاي كنترل كيفي، پيگيري و ارائه معيارهاي استاندارد به منظور افزايش كميت و كيفيت محصولات توليدي و همچنين مواد مصرفي كارخانه‌ها و صنايع .

3- ارائه خدمات آموزشي در سطح دانشگاهها ، دبيرستانها و موسسات آموزشي.

4- ارائه طرحهاي پژوهشي به منظور استفاده از منابع اوليه ارزنده موجود در جامعه در جهت افزايش بهره‌وري از آنها و جلوگيري از صادرات بي‌رويه مواد اوليه ارزشمند و تبديل آنها به محصولات واسطه‌اي كه ارزش اقتصادي بالاتري دارند.

5- ارائه خدمات در كارخانجات پتروشيمي ، پلاستيك ، لاستيك ، رنگ و رزين ، الياف ، صنايع غذايي ، صنايع دارويي، بهداشتي و شوينده‌ها .

6- آمادگي براي ادامه تحصيلات در مقاطع بالاتر براي تامين كادر علمي دانشگاهها و ساير مراكز علمي.

7- كمك به توسعه صنايع دستي كه در سطح گسترده‌اي در جامعه پراكنده هستند؛ از جمله ساخت رنگهاي بهتر و متنوع‌تر، بخصوص استفاده از رنگهاي طبيعي موجود در صنعت فرش.

8- استفاده از گياهان دارويي فراواني كه در مملكت موجودند، به منظور استخراج و شناسايي موارد كاربرد اين گياهان به كمك متخصصان داروساز.

هدف از اين دوره تربيت كارشناساني است كه در زمينه‌هاي آموزش در دبيرستان، تربيت كمك پژوهشگر، آماده كردن دانشجويان براي ورودبه دوره‌هاي كارشناسي ارشد و دكتري به منظور تامين كادر آموزشي، پژوهشي مورد نياز دانشگاهها و موسسات تحقيقاتي ، كارشناسان مورد نياز صنايع شيميايي و بي‌نيازي از كارشناسان خارجي بتوانند از عهده برآيند. دوره داراي دو گرايش: شيمي محض ، شيمي كاربردي است. داوطلب بايد در دروس شيمي، فيزيك و رياضي دبيرستان قوي بوده ، علاقه ، انگيزه و روحيه كاوشگري لازم را دارا باشد. دروس به صورت عمومي ، پايه ، الزامي (مشترك بين دو گرايش ) و اختصاصي ارائه مي‌شود. بعضي دروس الزامي عبارت است از : شيمي آلي ، شيمي تجزيه، شيمي فيزيك، شيمي معدني، معادلات ديفرانسيل. علاوه بر اين دروس 32 واحد درسي در هر گرايش وجود دارد. در شاخه شيمي محض و شيمي كاربردي 20 واحد از اين 32 واحد انتخابي است.

بعضي تواناييهاي فارغ‌التحصيلان به شرح زير است:

عهده‌دار شدن مسووليت هدايت آزمايشگاهها و كمك به امر تدريس شيمي در دانشگاهها ، همكاري در زمينه‌هاي پژوهشي در موسسات ذيربط و دانشگاهها، سرپرستي آزمايشگاههاي كنترل كيفيت مواد اوليه و محصولات در صنايع شيميايي و رفع مشكلات شيميايي صنايع موجود ، ارائه روشهاي بهتر جهت بالا بردن سطح توليد از نظر كيفي و كمي.

با توجه به نياز دانشگاهها به مدرس شيمي، نياز صنايع مختلف شيميايي به پژوهشگر و كمبود متخصص ايراني براي اداره كنترل كيفيت آزمايشگاههاي شيمي صنايع موجود، اهميت اين رشته مشخص مي‌شود.

امكان ادامه تحصيل در اين رشته تا حد دكتري در داخل و خارج از كشور وجود دارد. برخي از مراكز جذب كارشناسهاي شيمي به شرح زير است:

وزارتخانه‌هاي آموزش و پرورش ، صنايع سنگين ، صنايع و معادن ، فرهنگ و آموزش عالي ، كشاورزي ، نفت و نيز آموزشگاههاي شيمي، صنايع شيميايي و نظاير آنها .

نظر دانشجويان : رشته شيمي از لحاظ محتوا بسيار گسترده و با اكثر صنايع به نحوي مرتبط است، به همين دلايل زمينه‌هاي پژوهش و استخدام بسيار وسيع است.

گرايش‌هاي مقطع ليسانس:

رشته شيمي در مقطع كارشناسي داراي دو گرايش «محض و كاربردي» مي‌باشد.

محض و كاربردي عنوان گرايش‌هاي بعضي از رشته‌هاي دانشگاهي مثل شيمي و رياضي است اما اين دو گرايش چه تفاوتي با يكديگر دارند؟

دكتر جمشيد مفيدي استاد شيمي دانشگاه تهران در معرفي اين دو گرايش مي‌گويد:

«در گرايش محض مبناي كار علم شيمي است و دانشجو درباره چهار گرايش اصلي علم شيمي كه عبارتنداز : شيمي آلي ، معدني ، تجزينه و شيمي فيزيك دروسي را مطالعه مي‌كند. اما در شيمي كاربردي، دروس پايه شيمي كمتر مطالعه مي‌شود و دانشجو يكسري از دروس مربوط به مهندسي شيمي مثل اصول صنايع شيميايي و تصفيه آب و فاضلاب را مي‌گذراند.»‌

دكتر مفيدي در مورد موقعيت شغلي فارغ‌التحصيلان اين دو گرايش مي‌گويد:

« فارغ‌التحصيل شيمي محض در شروع يك فعاليت صنعتي نقش دارد چرا كه او راهكارهاي تئوريك ساخت يك ماده را ارائه مي‌دهد و سپس يك فارغ‌التحصيل شيمي كاربردي و يا مهندس شيمي طراحي نيمه صنعتي ماده مورد نظر را ارائه مي‌دهد.»

دكتر پرويز رنجبر رشيدي استاد شيمي دانشگاه تهران نيز در معرفي اين دو گرايش مي‌گويد:

«تفاوت اين دو گرايش در نحوه نگرش آنها به علم شيمي است چون شيمي كاربردي نگرشي كاربردي به علم شيمي دارد و مي‌خواهد از آموخته‌هاي شيمي در صنعت استفاده كند و به همين دليل فارغ‌التصيلان اين گرايش با مفاهيمي كه در صنايع شيمي مطرح است آشنايي بيشتري داشته و بهتر جذب بازار كار مي‌شوند اما هدف شيمي محض پرورش دانشجوياني است كه كارهاي تحقيقاتي انجام بدهند و با تحصيل در دوره فوق‌ليسانس و دكترا به حل مسائل و ناشناخته‌هاي علمي شيمي بپردازند. از همين‌رو درس‌هاي نظري گرايش شيمي محض بيشتر از دروس كاربردي آن است.»

اميد خاكشور دانشجوي كارشناسي ارشد شيمي دانشگاه صنعتي شريف نيز ضمن معرفي اين دو گرايش مي‌گويد:

«هرچند كه شيمي محض بيشتر به تئوري‌هاي عميقتر شيمي مي‌پردازد و شيمي كاربردي با ارائه يكسري واحدهاي كاربردي، ارتباط نزديكتري با صنعت دارد ، اما اين دو گرايش در سطح ليسانس فرق زيادي با يكديگر ندارند و اگر كسي مايل باشد از هر دو گرايش اطلاع داشته باشد، مي‌تواند در دروس اختياري ، بعضي از واحدهاي اختصاصي گرايش ديگر را انتخاب كند. البته واقعيت اين است كه فارغ‌التحصيلان شيمي كاربردي راحتتر جذب بازار كار مي‌شوند كه آن هم بيشتر به خاطر عنوان اين گرايش است تا معلومات فارغ‌التحصيلان آن!»

آينده شغلي ، بازار كار ، درآمد:

دكتر رفيعي در انتها مي‌گويد:

«البته بايد گفت اين طور نيست كه هيچ فرصت شغلي براي فارغ‌التحصيلان اين رشته مهيا نباشد چون تعدادي از فارغ‌التحصيلان شيمي جذب صنايع شيميايي مختلف مثل صنايع رنگ‌سازي، چرم‌سازي، پتروشيمي ، موادغذايي، لوازم بهداشتي و آرايشي مي‌شوند و در بخش آزمايشگاههاي كنترل كيفيت محصولات شيميايي و يا واحد توليد آنها كار مي‌كنند.»

دكتر جمشيد مفيدي نيز در مورد فرصت‌هاي شغلي فارغ‌التحصيلان اين رشته مي‌گويد:

«من فكر مي‌كنم كه شيمي جزو معدود رشته‌هايي است كه فارغ‌التحصيل آن مي‌تواند هميشه مشغول به كار باشد. چون هر كارخانه‌اي كه داير شود، در بخش كنترل كيفيت كالاهاي ساخته شده نياز به يك شيميست دارد و يا در تمام صنايع احتياج به فارغ‌التحصيلان شيمي داريم تا مواد اوليه را با توجه به استانداردهاي جهاني بررسي كرده و رد يا قبول بكنند.

علاوه بر موارد فوق يك شيميست مي‌تواند در خانه خود با كمترين امكانات كارگاه كوچكي داير كرده و بعضي از مواد مورد نياز جامعه را توليد كند براي مثال من فردي را مي‌شناسم كه بعضي از مواد مورد نياز وزارت دفاع را در يك كارگاه كوچك تهيه مي‌كرد.»

دكتر پرويز رنجبر رشيدي نيز در همين زمينه مي‌گويد:

«فارغ‌التحصيلان اين رشته توانايي تغيير و تبديل بر روي مواد خام را دارند و به ياري همين توانايي‌، تعداد زيادي از فارغ‌التحصيلان اين رشته كارگاهها يا كارخانه‌هاي شيميايي كوچك يا بزرگ داير كرده و در كار خود نيز موفق بوده‌اند.

در ضمن فارغ‌التحصيل شيمي مي‌تواند در كارگاهها و كارخانه‌هاي تهيه مواد آلي، دارويي ،‌رنگها ، رزين‌ها و تهيه و ترخيص مواد معدني كار بكند. »

ظرفيت پذيرش كل و گرايش مختلف :

طي سه سال تحصيلي 76 تا 78 بطور متوسط در هر سال 446 نفر دانشجو از گره آزمايشي علوم رياضي و فني و 2772 نفر از گروه علوم تجربي در رشته شيمي پذيرفته شده‌اند.

توانايي‌هاي مورد نياز و قابل توصيه
شيمي يعني حفظ كردن صدها فرمول، عدد و رقم . اين تصور بسياري از دانش‌آموزان دبيرستاني است . تصوري كه به اعتقاد دكتر جمشيد مفيدي از دبيرستان‌ها نشأت مي‌گيرد چرا كه حجم مطالب كتاب شيمي دبيرستاني زياد و فرصت تدريس محدود است و به ناچار دبيران و محصلان به جاي درك و استدلال مفاهيم، به سوي مسايل ذهني و حفظي كشيده مي‌شوند. در حالي كه شيمي تلفيقي از مهارتهاي ذهني و استدلالي است و اگر كسي بخواهد در اين رشته موفق گردد بايد در هر دو زمينه توانمند باشد و حتي مي‌توان گفت كه قدرت استدلال بيش از قدرت حافظه در اين رشته اهميت دارد چون حافظه فقط مي‌تواند به كار سرعت بدهد اما حلال مشكلات نيست.

وي همچنين معتقد است كه دانشجوي اين رشته لازم است در دروس رياضي، شيمي و فيزيك قوي باشد و رشته شيمي را دوست بدارد يعني از مطالعه درس شيمي لذت ببرد و خسته نشود.

«دانشجوي شيمي بايد به شيمي علاقه‌مند باشد نه اين كه رشته شيمي در فرم انتخاب رشته، انتخاب چهلم و پنجاهم او باشد. همچنين دانشجو بايد مثل مارگيرهاي قديمي كه مار را مي‌گرفتند و از آن استفاده بهينه مي‌كردند، شجاع بوده و وسواس نداشته باشد چون بعضي از مواد شيميايي مثل مار خطرناكند اما اگر كسي طرز استفاده از همين مواد را بلد باشد، موادي قابل كنترل و بسيار مفيد هستند.»

وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر :

رشته شيمي در ايران تا مقطع دكترا تدريس مي‌شود.

دوره كارشناسي ارشد شيمي دوره‌اي با گرايشهاي تخصصي در پنج گرايش (شيمي آلي ، شيمي تجزيه ، شيمي معدني ، شيمي فيزيك ، شيمي كاربردي ) است.

دوه دكتراي شيمي نيز پس از دوره كارشناسي ارشد در دو بخش «آموزشي و پژوهشي» ارائه مي‌گردد.

رشته‌هاي مشابه و نزديك به اين رشته :

اين رشته داراي واحدهاي مشابه با رشته مهندسي شيمي مي‌باشد.

وضعيت نياز كشور به اين رشته در حال حاضر:

شهرام سعادت دانشجوي اين رشته نيز با اشاره به اشتغال‌زايي اين رشته مي‌گويد:

«شيمي رشته‌اي است كه هم براي فارغ‌التحصيلان شيمي و هم براي افراد مختلف جامعه فرصت شغلي ايجاد مي‌كند. براي مثال با ايجاد هر شغل در صنعت پتروشيمي حدود بيست شغل در صنايع پايين دستي و وابسته به وجود مي‌آيد.»

دكتر رفيعي در تاييد اين سخن مي‌گويد:

«تنها كافي است وضعيت واردات كشور خودمان را بررسي كنيم تا به واقعيت سخن لينوس پاولينگ پي ببريم. چون درحال حاضر كشور ما هر ساله حدود 5 ميليارد دلار صرف خريد 3500 كالاي شيميايي مي‌كند. يعني ما يك كيلو نفت را 10 سنت مي‌فروشيم آن وقت يك كيلو از مواد شيميايي را 40 هزار ، 50 هزار و حتي بعضي از داروهاي شيميايي را تا 100 هزار دلار خريداري مي‌كنيم .

اين در حالي است كه كشور ما به دليل داشتن هيدرو كربن‌ها، منابع معدني و همچنين نيروي انساني متخصص مي‌تواند كالاهاي شيميايي بسياري را توليد كند. كاري كه چين انجام داد و توانست با كمترين امكانات ، بازار كالاهاي شيميايي دنيا را قبضه كند. »

وي در ادامه مي‌گويد:

«در ضمن بايد توجه داشت كه خريد كالاهاي شيميايي نه تنها به بودجه كشور فشار سنگيني وارد مي‌كند بلكه فرصت‌هاي شغلي صدها فارغ‌التحصيل رشته شيمي را نيز از بين مي‌برد. افرادي كه بايد با استفاده از منابع اوليه كشور به توليد كالاهاي شيميايي بپردازند. »

نكات تكميلي :

رشته شيمي از جمله رشته‌هايي است كه داوطلبان دو گروه آزمايشي علوم رياضي و فني و علوم تجربي مي‌توانند آن را انتخاب كنند. البته مواد امتحاني و ضرايب اين رشته در هر گروه آزمايشي متفاوت است و دانشگاهها نيز براي داوطلبان هر گروه ظرفيت پذيرش ويژه‌اي در نظر گرفته‌اند.

[رزیتا]

شیمی معدنی
شیمی معدنی شاخه‌ای از دانش شیمی است که با کانی‌ها (مواد معدنی) و خواص آنها سروکار دارد.

شیمی معدنی شاخه بزرگی از علم شیمی است که بطور کلی شامل بررسی، تحلیل و تفسیر نظریه‌های خواص و واکنشهای تمام عناصر و ترکیبات آنها بجز هیدروکربنها و اغلب مشتقات آنهاست.

به عبارت دیگر می‌توان چنین اظهار نظر کرد که شیمی معدنی کلیه موادی که از جمله ترکیبات کربن نباشند، به استثنای اکسیدهای کربن و دی سولفید کربن را دربر می‌گیرد.


نگاه کلی
در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله: ساختمان اتمی، بلورنگاری (کریستالوگرافی)، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی، یونی، هیدروژنی و ...، ترکیبات کوئوردیناسیون و نظریه‌های مربوطه از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی، واکنشهای اسید و باز، سرامیکها، تقارن مولکولی و انواع بخش‌های زیرطبقه الکتروشیمی (برقکافت، باطری، خوردگی، نیمه رسانایی و غیره) بحث می‌شود.

در باب اهمیت شیمی معدنی، ساندرسن چنین نوشته است:

در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتمها تشکیل می‌دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات، به ناچار ناشی از نوع اتمها و روشی است که با توجه به آن، اتمها به یکدیگر می‌پیوندند و مجموعه تشکیل می‌دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن بازآرایی اتمهاست. در این حال شیمی معدنی تنها بخشی از علم شیمی است که با توجه به آن می‌توان به صورتی ویژه، در باب مغایرتهای موجود در میان کلیه انواع اتمها بررسی نمود.

طبقه بندی مواد معدنی
در یک مفهوم گسترده، مواد معدنی را می‌توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر، ترکیبات یونی، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه‌ای یا بسپارها.

عناصر: عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند. بنابراین می‌توانند به یکی از صورتهای زیر باشند:


گازهای اتمی (Kr , Ar) و یا گازهای مولکولی (Latex Error:

{O_2 , H_2})


جامدات مولکولی (Latex Error:

{C_6 , S_8 , P_4})


مولکولها و یا جامدات شبکه‌ای گسترش یافته (الماس، گرافیت)


فلزات جامد (Co , W) و یا مایع (Hg , Ca)


ترکیبات یونی: این ترکیبات در دما و فشار استاندارد همواره جامدند و عبارت‌اند از:


ترکیبات یونی ساده، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلالهای قطبی محلول‌اند.


اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول‌اند، مانند () و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل (Latex Error:

{MgAl_2O_4})، سیلیکاتهای مختلف مانند Latex Error:

{CaMg(SiO_3)_2} و ...


دیگر هالیدهای دوتایی، کاربیدها، سولفیدها و مواد مشابه. چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.


ترکیباتی که دارای یونهای چند اتمی (به اصطلاح کمپلکس) هستند، همچون Latex Error:

{Ni(H_2O)_6{2+} , Co(NH_3)_6{3+} , SiF_6^{2-}} .


ترکیبات مولکولی: این ترکیبات ممکن است جامد، مایع و یا گاز باشند و مثالهای زیر را دربر می‌گیرند:


ترکیبا دوتایی ساده همچون Latex Error:

{UF_6 , OsO_4 , SO_2 , PF_3} .


ترکیبات پیچیده فلزدار همچون Latex Error:

{RuH(CO_2Me)(PPh_3)_3 , PtCl2(PMe_3)_2} .


ترکیبات آلی فلزی که مشخصا پیوندهای فلز به کربن دارند، مانند Latex Error:

{Zr(Cn_2C_6H_5)_4 , Ni(CO)_4} .


جامدات شبکه‌ای یا بسپارها: نمونه‌های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها است. فرمول نمونه‌ای از ترکیبات اخیر Latex Error:

{YBa_2Cu_3O_7} است.


ساختارهای مواد معدنی
ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود. فراوانی آنها به این دلیل است که در مواد آلی ساده، بیشترین ظرفیت کربن و همچون بیشتر عناصر دیگری (به استثنای هیدروژن) که معمولاً به کربن پیوند می‌شوند، چهار است. اما اجسام معدنی وضعیت ساختاری بسیار پیچیده‌ای دارند، زیرا اتمها ممکن است خیلی بیشتر از چهار پیوند تشکیل دهند. بنابراین، در مواد معدنی اینکه اتمها پنج، شش، هفت، هشت و تعداد بیشتری پیوند تشکیل دهند، امری عادی است. پس تنوع شکل هندسی در مواد معدنی خیلی بیشتر از مواد آلی است.

ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از وجیهای با نظم کمتر، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکلهای باز چند وجیهای منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می‌شود.



انواع واکنشهای مواد معدنی
در بیشتر واکنشهای آلی می‌توانیم در مورد مکانیسمی که واکنش از طریق آن انجام می‌شود، بحث و بررسی کنیم، در صورتی که برای بسیاری از واکنشهای معدنی فهم دقیق مکانیسم غیر ممکن یا غیر ضروری است.



رابطه شیمی فیزیک و شیمی معدنی
در توجیه موجودیت مواد معدنی و در توصیف رفتار آنها، به استفاده از جنبه‌های خاصی از شیمی فیزیک، بخصوص ترمودینامیک، ساختارهای الکترونی اتمها، نظریه‌های تشکیل پیوند در مولکولها، سینتیک واکنش و خواص فیزیکی مواد نیاز داریم. بنابراین با استفاده از شیمی فیزیک می‌توان به ساختار اتمی و مولکولی، تشکیل پیوند شیمیایی و دیگر اصول لازم برای درک ساختار و خواص مواد معدنی پرداخت.

[رزیتا]

شیمی سیمان
سيمان : هر يك از انواع خاص سيمان نسبتهاي مختلفي از سيستم سه تايي SiO2 _ AlO2 _ CaO مي باشد.

سيمان به عنوان چسب:


سيمان به عنوان چسب براي چسباندن خرده ها و ذرات چوب سالها مورد استفاده بوده است. با اين ماده و با استفاده از خاك اره بلوكهايي براي تهيه ي ديوارهاي داخلي منازل تهيه مي شد. در اروپا قطعاتي مركب از چوب و پشم تهيه مي شد كه به دليل دارا بودن دوام زياد و هدايت گرمايي كم كاربرد وسيعي در ساخت پوشش روي سقف ساختمانها داشت.تلاش هاي اوليه براي توليد تخته هاي ساخته شده از سيمان و خرده چوب به دليل سنگيني زياد و استحكام كم محصول و به ويژه مقاومت كم ان در برابر ضربه چندان موفقيت آميز نبود. در تهيه ي چند سازه هاي چوب _ سيمان بايستي در انتخاب گونه ي چوب مناسب دقت شود تا از تخريب شيميايي سيمان (مسموم شدن سيمان ) جلوگيري شود. به دليل مقدار و نوع قند ها ٬ همي سلولزها و تركيبات فنولي موجود در چوب اغلب گونه ها گاهي اوقات سيمان خودش را نمي گيرد.در اينجا بايد پرورده شدن (سفت شدن ) تحت فشار انجام گيرد.از آنجا كه پرورده شدن سيمان فرايند بسيار كندي است لازم است قطعات ساخته شده را به صورت متصل به گيره به مدت 6 تا 8 ساعت در اتاق هاي گرم 70 تا 80 درجه ي سانتي گراد نگه داشت. همين موضوع فرايند توليد را كند مي كند و قيمت فراورده را بالا مي برد. گرچه با استفاده از چسب هاي سيماني تخته هاي سنگيني توليد مي شود با استفاده از سيمان پورتلند تخته هايي توليد مي شود كه پايداري ابعادي زيادي دارند. اين تخته ها بسيار پردوام بوده و تقريبا نسوزمي باشند.


سيمان پرتلند : اين نوع سيمان مهمترين نوع سيمان از نظر توليد و مصرف به شمار مي رود. اين ماده از كلينكر و افزودني هاي گچ يا آنيدريت تشكيل شده است.مواد اوليه ي مورد استفاده در توليد كلينكرهاي سيمان پرتلند عبارتند از : مارل آهكي (مخلوط طبيعي سنگ آهك و رس ) يا مخلوط سنگ آهك يا نرم آهك با رس.


اجزاء كلينكر سيمان پرتلند : وجود تري كلسيم سيليكات در سيمان پرتلند اين ماده را از خواص مطلوبي نظير سخت شدن سريع و استحكام بالا بهره مند مي سازد. به همين دليل در توليد كلينكرهاي سيمان پرتلند اطمينان از مقدار تري كلسيم سيليكات تا بيشترين حد ممكن حائز اهميت است. تنظيم دقيق مقدار آهك از اهميت فراواني برخوردار است. طبق نظر اچ كوهل حداكثر مقدار آهكي كه مي تواند با SiO2 ٫ Al2 O3 و Fe2 O3 تركيب شود با استفاده از فرمول زير محاسبه مي شود:

CaOMax = 2.8x SiO2 + 1.1xAl2 O3 + 0.7x Fe2 O3


وقتي مقدار آهك از مقدار مجاز بالاتر باشد در كلينكر آهك آزاد وجود خواهد داشت. Ca( OH)2 يا Mg(OH)2 كه در اثر هيدراته شدن آهك آزاد (CaO يا MgO) ايجاد مي شود فضاي بيشتري نسبت به اكسيد اوليه اشغال مي كند. پديده ي معروف به انفجار آهكي يا انفجار منيزيايي ناشي از حضور همين كلوخه هاي درشت بلورين CaO يا MgO است زيرا واكنش با آب بسيار آهسته انجام مي گيرد و پس از سخت شدن سيمان نيز ادامه مي يابد. در نتيجه مقدار اهك اضافه شده هميشه كمتر از مقدار محاسبه شده مي باشد.

توليد سيمان پرتلند: براي توليد كلينكر از روشهاي مختلفي استفاده مي شود: در روش تر مواد آغازين به صورت تر آسياب مي شوند تا يك دوغاب خام به وجود ايد سپس اين دوغاب در كوره ي دوار خشك و پخته مي شود در اين روش امكان تامين ساده و دقيق مقدار اجزاء تركيب وجود دارد و مرحله ي آسياب به انرژي كمي نياز دارد. در صورتي كه در مرحله ي پخت بعدي به دليل مقدار آبي كه بايد تبخير شود انرژي بيشتري مصر ف خواهد شد. استفاده از روش تر صرفا در مواردي كه مقدار آب موجود در مواد آغازين بيش از بيست در صد و يا انجام عمليات تر اجتناب ناپذير باشد. در روش نيمه تر آب دوغاب خام كه به صورت تر تهيه شده به كمك صافي فشار (----- پرس ) خارج مي شود خمير حاصل به شكل گندله پرس شده و به همين صورت در كوره ي دوار پخته مي شود. در روش نيمه خشك كه متفاوت از روش نيمه تر است مواد آغازين به صورت خشك آسياب و مخلوط مي شوند. سپس خوراك خام همگن شده ي حاصله به كمك آب و برروي ميز گرانول سازي به شكل گندله تبديل مي شود.در روش خشك مواد آغازين به صورت خشك آسياب و مخلوط مي شوند تا خوراك خام به دست آيد مواد در حال آسياب شدن به كمك گازهاي داغ خروجي پخت خشك مي شوند به طوري كه مقدار رطوبت باقي مانده كمتر از يك در صد شود و بعد از آن به كوره ي پخت انتقال داده مي شوند.در تمام روشهاي فوق پخت مواد اوليه در دماي حدود 1450 درجه ي سانتي گراد و معمولا در كوره هاي دوار انجام مي شود. در كوره هاي دوارخوراك خام توسط گازهاي داغ خروجي پيش گرم مي شود با استفاده از پيش گرم هاي ويژه (پيش گرم كنهاي مشبك و پيش گرمكنهاي سيكلوني) بازيابي گرما با كارايي بيشتري صورت مي گيرد. و اما كوره هاي استوانه اي صرفا براي كارخانه هاي خيلي كوچك (كمتر از 300 تن در روز )اقتصادي هستند.نهايتا پس از گذشتن از مراحل فوق كلينكر به دست آمده آسياب مي شود. قبل از آسياب كردن تا 6.5 در صد گچ ( 2H2 O CaSO4 ) يا آنيدريت ( CaSO4 ) به كلينكر اضافه مي شود.

كاربردهاي سيمان پرتلند: اين سيمان در صنايع ساختماني براي توليد بتون همراه با موادي مانند قلوه سنگ ماسه و مواد انبساط يافته و نيز به همراه تقويت كننده ي فولادي (آرماتور) به عنوان بتون مسلح و همچنين به عنوان اتصال دهنده ي آجرها و بلوك هاي ساختماني ديگر به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرد.

[رزیتا]

کود کامل

به طور كلي هر ماده معدني يا آلي كه عناصر مورد نياز گياه را از نظر كمي و كيفي تأمين كند و باعث
بهبود وضعيت گياه از لحاظ رشد، عملكرد و مقاومت به بيماري ها شود، كود ناميده مي شود.


كودها به دو دسته اصلي تقسيم مي شود.
الف- كودهاي شيميايي يا معدني
ب- كودهاي آلي و بيولوژيك


الف- كودهاي شيميايي يا معدني
اين دسته از كودها شامل كودهاي ازته، كودهاي فسفاته، كود كامل ماكرو، كودهاي گوگردي و كودهاي
ريز مغذي و... مي شود.
انواع كودهاي معدني در شكل ١ ارائه شده است.

ب- كودهاي آلي يا بيولوژيك
اين دسته از كودها شامل كودهاي حيواني و صنعتي، كود سبز و كود بيولوژيك مي باشد.

كود مورد بررسي در اين گزارش كود كامل ماكرو است كه طبق تعاريف د ر دسته اول يعني كودهاي شيميايي و معدني قرار مي گيرد.


كود كامل به صورت جامد •
كود كامل ماكرو از مهمترين كودهاي توليد داخل كشور است كه داراي سه عنصر اصلي ازت، فسفر و نيز پتاسيم است و تحت عنوان NPK شناخته مي شود . بعضاً در تركيب اين كود از تركيبات روي نيز به ميزان بسيار كم استفاده مي شود. اين كود مصرف عمده و فراواني در بخش كشاور زي داشته و به صورت گرانول به بازار عرضه مي گردد. استفاده از كود ماكرو در مقايسه با كودهاي ازته، فسفر و پتاسيم سبب استفاده بهينه از خاك مي شود.
طبق اطلاعات گرفته شده از شركت خدمات حمايتي كشاورزي كه وظيفه تأمين و توزيع كود كشور را بر عهده دارد ، كود كامل ماكرو مورد استفاده در اراضي كشاورزي كشور محتوي ١٥ درصد ازت، ٨ درصد فسفر و بعضاً شامل ١ تا ٢ درصد روي نيز مي باشد.

موارد كاربرد
انسان براي تأمين غذا كه مهمترين نياز اوست مي بايست از تمامي عوامل مؤثر در تهيه آن استفاده نمايد.
با توجه به رابطه مستقيم مواد غذايي با بخش كشاورزي و همچنين با توجه به روند روز افزون جمعيت جهاني، اين بخش بايد مورد توجه ويژه اي قرار گيرد ، تا با افزايش بهره وري از طريق استفاده بهينه از نهاده هاي كشاورزي از جمله كودهاي شيميايي مواد غذايي مناسب و كافي تهيه شود.
بطور كلي عوامل متعددي نظير آب، كود، حاصلخيزي خاك و دفع آفات در ميزان توليدات كشاورزي دخيل هستند. اما در سال ١٩٩٨ در بيانيه جهاني غذا (WFS)حاصلخيزي خاك به عنوان مهمترين عامل كليدي در برقراري امنيت غذايي و كشاورزي پايدار ذكر شده است.

از طرف ديگر مهمترين عامل در حاصلخيزي خاك، كود دهي مي باشد. به طوريكه مطالعات انجام شده طي سه دهه گذشته بيانگر آن است كه ٣٣ الي ٦٠ درصد افزايش توليدات كشاورزي مرهون مصرف كود در زمين هاي كشاورزي بوده است.
به عبارت ديگر كاربرد اصلي كود كامل ماكرو همچون ساير كودهاي شيميايي تأمين عناصر غذايي خاك به منظور تأمين نياز غذايي گياهان جهت حداكثر بهره وري از خاك است.

كود كامل ماكرو هم در زمين هاي زراعي و هم در زمين هاي باغباني و نيز اراضي شور مورد استفاده قرار مي گيرد.
كود كامل مورد استفاده در زمين هاي زراعي بيش از ٩٥ درصد مصرف كود كامل را به خود اختصاص مي دهد. كود كامل مورد استفاده در اين زمينه به صورت گرانول توليد و مصرف م ي شود. اين كود براي تمام محصولات كشاورزي مناسب مي باشد ولي لازم است قبل از كشت با استفاده از عميق كاري و يا شخم زمين در محل هاي علامت گذاري شده زير خاك قرار گيرند.
در باغباني و اراضي شور نيز كود كامل ماكرو مورد استفاده قرار مي گيرد. اما ترجيحاً توصيه براي مصرف اين كود بايستي براساس آزمون خاك صورت گيرد . اين كود در مرحله قبل از كاشت درخت در چاله غرس نهال و يا در اوايل فصل به عنوان كود پايه مورد استفاده قرار مي گيرد.

همچنين اين كود در درختاني كه مشكل زرد برگي مشابه علائم كمبود ازت و روي دارند نيز مورد استفاده قرار مي گيرد.

علاوه بر آن اين كود براي محصولاتي كه نياز به پتاسيم بالا دارند ، نيز مورد استفاده قرار مي گيرد . مانند محصولات جاليزي به عنوان كود پايه در زمان كاشت و يا در مرحله خاك دهي مناسب مي باشد.
كود كامل ماكرو در خا ك هايي كه ميزان فسفر و پتاسيم آن بالاست، مورد استفاده قرار نمي گيرد. در بعضي موارد نيز اين كود در سيستم آبياري تزريق شده و به همراه آب به خاك داده مي شود.

با توجه به عدم وجود يون كلر در اين كود م ي توان از آن در مزارعي كه احتمال وجود يون كلر بالا به دليل شوري وجود دارد نيز استفاده نمود.
در كشت انواع صيفي و سبزي نيز اين كود م ي تواند هم به صورت تقسيط و هم قبل از كاشت و هم به شكل نواري با جايگزيني عمقي مصرف گردد.

يكي از نكات بسيار مهم در بكار گيري كودهاي ماكرو كنترل كيفيت آنها پيش از مصرف است . به طور كلي كودهاي توليد شده توسط بخش خصوصي و پتروشيمي ها و همچنين كودهاي وارداتي مستمرا تحت كنترل كيفي و آزمايشگاهي قرار مي گيرند و در صورت غير استاندارد بودن از توزيع آنها جلوگيري مي شود. اين امر بدين صورت انج ام مي شود كه كودهاي وارداتي توسط نمايندگي هاي بنادر مطابق روش هاي استا ندارد نمونه برداري شده و براي شركت خدمات حمايتي جهت آزمايش و تائيد فرستاده مي شود . بخش كنترل كيفي امور كود نيز كودهاي ارسالي را از نظر ظاهري بررسي و در صورت تاييد به آزمايشگاه ارسال مي شود.
كودهاي توليدي بخش خصوصي و پتروشيمي ها نيز توسط شعب شركت در مناطق نمونه برداري شده و همانند نمونه هاي وارداتي به بخش كنترل كيفيت ارسال مي شود . به جز عناصر موثر كه مي بايست در كودهاي شيميايي در حد استاندارد باشد، عناصر سرب و كادميوم عناصر مضري هستند كه م ي بايست ميزان آنها زير حد تعيين شده باشند.


٣-فرايند توليد كود كامل
فرايند توليد كود كامل به صورت جامد در واقع شامل يك فرايند Mixingو گرانول سازي است و واحدهاي موجود توليد كننده اين نوع كود در جهان از همين روش جهت توليد كود كامل گرانوله شامل هر سه عنصر NPK استفاده مي كنند.
در فرايند توليد NPK ابتدا مواد اوليه يعني سولفات آمونيوم، سولفات پتاسيم و فسفات آمونيوم توسط آسياب به ذرات ريز تبديل مي شوند. بعد از آسياب مواد با نسبتهاي تعيين شده مطابق فرمولاسيون كود، توزين شده و از طريق قيف هاي خوراك دهنده وارد سيستم مي شوند.
در مرحله اول فرايند مواد درون مخازن استوانه اي همزن دار با يكديگر مخلوط مي شوند. پس از اختلاط توسط سيستم هاي انتقال دهنده به بخش گرانول سازي منتقل مي شوند.
در بخش گرانول سازي مخلوط در دستگاههاي گرانول ساز گرم مي شوند. حرارت سبب ذوب نسبي تركيبات و چسبندگي آنها مي شود. با چرخش همزن ها گرانول ها در سايز هاي مختلف شكل مي گيرند.
در مرحله بعد گرانول ها وارد سيستم خشك كن مي شوند. با استفاده از هواي سرد گرانول ها تشيكل شده و سايزشان تثبيت مي شود.
در مرحله آخر نيز گرانولها الك شده و سايز بندي مي شود و پس از آن توسط تسمه نقاله وارد قسمت بسته بندي مي گردد. نهايتا در اين بخش كود گرانوله درون كيسه (عمدتا ٥٠ كيلوگرمي) بسته بندي شده و قابل عرضه به بازار خواهد بود.

منبع: جزوات اداره صنایع

[رزیتا]

آزمايش تامسون ( محاسبه نسبت بار به جرم الكترون )

در آزمايش تامسون از اثر ميدان الكتريكي و ميدان مغناطيسي استفاده شده است. دستگاهي كه در اين آزمايش مورد استفاده قرار گرفته است از قسمتهاي زير تشكيل شده است:

الف ) اطاق يونش كه در حقيقت چشمه تهيه الكترون با سرعت معين مي باشد بين كاتد و آند قرار گرفته است. در اين قسمت در اثر تخليه الكتريكي درون گاز ذرات كاتدي ( الكترون ) بوجود آمده بطرف قطب مثبت حركت مي كنند و با سرعت معيني از منفذي كه روي آند تعبيه شده گذشته وارد قسمت دوم مي شود. اگر بار الكتريكي q تحت تاثير يك ميدان الكتريكي بشدت E قرار گيرد، نيروييكه از طرف ميدان بر اين بار الكتريكي وارد مي شود برابر است با:

F= q.E

در آزمايش تامسون چون ذرات الكترون مي باشند q = -e بنابراين:

F= -eE

از طرف ديگر چون شدت ميدان E در جهت پتانسيلهاي نزولي يعني از قطب مثبت بطرف قطب منفي است بنابراين جهت نيرويF در خلاف جهت يعني از قطب منفي بطرف قطب مثبت مي باشد. اگرx فاصله بين آند و كاتد باشد كار نيروي F در اين فاصله برابر است با تغييرات انرژي جنبشي ذرات . از آنجاييكه كار انجام شده در اين فاصله برابراست با مقدار بار ذره در اختلاف پتانسيل موجود بين كاتد وآند بنابراين خواهيم داشت

ev0 =½m0v2

كه در آن v0 اختلاف پتانسيل بين كاتد و آند e بار الكترون v سرعت الكترون و m0 جرم آن مي باشد. بديهي است اگر v0 زياد نباشد يعني تا حدود هزار ولت رابطه فوق صدق مي كند يعني سرعت الكترون مقداري خواهد بود كه مي توان از تغييرات جرم آن صرفنظ نمود . بنابراين سرعت الكترون در لحظه عبور از آند بسمت قسمت دوم دستگاه برابر است با:

v = √(2e v0/ m0)


ب) قسمت دوم دستگاه كه پرتو الكتروني با سرعت v وارد آن مي شود شامل قسمتهاي زير است :

1- يك خازن مسطح كه از دو جوشن A وB تشكيل شده است اختلاف پتانسيل بين دو جوشن حدود دويست تا سيصد ولت مي باشد اگر پتانسيل بين دو جوشن را به v1 و فاصله دو جوشن را به d نمايش دهيم شدت ميدان الكتريكي درون اين خازن E = v1/d خواهد بود كه در جهت پتانسيلهاي نزولي است.



2- يك آهنربا كه در دو طرف حباب شيشه اي قرار گرفته و در داخل دو جوشن خازن: يك ميدان مغناطيسي با شدت B ايجاد مي نمايد . آهنربا را طوري قرار دهيد كه ميدان مغناطيسي حاصل بر امتداد ox امتداد سرعت - و امتداد oy امتداد ميدان الكتريكي - عمود باشد.

پ) قسمت سوم دستگاه سطح دروني آن به روي سولفيد آغشته شده كه محل برخورد الكترونها را مشخص مي كند.

وقتي الكترو از آند گذشت و وارد قسمت دوم شد اگر دو ميدان الكتريكي و مغناطيسي تاثير ننمايند نيرويي بر آنها وارد نمي شود لذا مسير ذرات يعني پرتو الكتروني مستقيم و در امتداد ox امتداد سرعت ) خواهد بود و در مركز پرده حساس p يعني نقطه p0 اثر نوراني ظاهر مي سازد.

اگر بين دو جوشن خازن اختلاف پتانسيلv1 را برقرار كنيم شدت ميدان الكتريكي داراي مقدار معين E خواهد بود و نيروي وارد از طرف چنين ميداني بر الكترون برابر است با FE = e E اين نيرو در امتداد oy و در خلاف جهت ميدان يعني از بالا به پايين است.

ميدان مغناطيسي B را طوري قرار مي دهند كه برسرعتv عمود باشد . الكترون در عين حال در ميدان مغناطيسي هم قرار مي گيرد و نيرويي از طرف اين ميدان بر آن وارد مي شود كه عمود بر سرعت و بر ميدان خواهد بود . اگر اين نيرو را بصورت حاصلضرب برداري نشان دهيم برابر است با:


FM = q.(VXB)

در اينجا q = e پس:

FM = q.(VXB)

و مقدار عددي اين نيرو مساوي است با F = e v B زيرا ميدان B بر سرعت v عمود است يعني زاويه بين آنها 90 درجه و سينوس آن برابر واحد است. اگر ميدان B عمود بر صفحه تصوير و جهت آن بجلوي صفحه تصوير باشد امتداد و جهت نيروي FM در جهت oy يعني در خلاف جهت FE خواهد بود. حال ميدان مغناطيسي B را طوري تنظيم مي نمايند كهFE = FM گردد و اين دو نيرو همديگر را خنثي نمايند. اين حالت وقتي دست مي دهد كه اثر پرتو الكتروني روي پرده بي تغيير بماند پس در اين صورت خواهيم داشت:

FM = FE

e.v.B = e E

v = E/ B

چون مقدار E و B معلوم است لذا از اين رابطه مقدار سرعت الكترون در لحظه ورودي به خازن بدست مي ايد . حال كه سرعت الكترون بدست آمد ميدان مغناطيسي B را حذف مي كنيم تا ميدان الكتريكي به تنهاي بر الكترون تاثير نمايد . از آنجاييكه در جهت ox نيرويي بر الكترون وارد نمي شود و فقط نيروي FE بطور دائم آنرا بطرف پايين مي كشد لذا حركت الكترون در داخل خازن مشابه حركت پرتابي يك گلوله در امتداد افقي مي باشد و چون سرعت الكترون را نسبتا كوچك در نظر مي گيريم معادلات حركت الكترون ( پرتو الكتروني ) در دو جهت ox و oy معادلات ديفرانسيل بوده و عبارت خواهد بود از

m0(d2x /dt2)/span>=0 در امتداox

m0d2y /dt2)=e. E در امتداoy

با توجه به اينكه مبدا حركت را نقطه ورود به خازن فرض مي كنيم اگر از معادلات فوق انتگرال بگيريم خواهيم داشت:

y=(1/2)(e.E)t2/m0

x=v.t

معادلات فوق نشان مي دهد كه مسير حركت يك سهمي است و مقدار انحراف پرتو الكتروني از امتداد اوليه (ox ) در نقطه خروج از خازن مقدار y در اين لحظه خواهد بود . اگرطول خازن را به L نمايش دهيم x = L زمان لازم براي سيدن به انتهاي خازن عبارت خواهد بود از t = L / v اگر اين مقدار t را در معادله y قرار دهيم مقدار انحراف در لحظه خروج از خازن به دست مي آيد:

Y = ½ e( E/m0) ( L/ v )2

e/ m0 = ( 2y/ E ) ( v/ L )2

كه در آن v سرعت الكترون كه قبلا بدست آمده است. L و E بترتيب طول خازن و شدت ميدان الكتريكي كه هر دو معلوم است پس اگر مقدار y را اندازه بگيريم بار ويژه يا e/m0 محاسبه مي شود.

پس از خروج الكترون از خازن ديگر هيچ نيرويي بر آن وارد نمي شود بنابراين از آن لحظه به بعد حركت ذره مستقيم الخط خواهد بود و مسير آن مماس بر سهمي در نقطه خروج از خازن است . اگر a فاصله پرده از خازن يعني D P0 باشد مي توانيم بنويسيم:

P0P1 = y + DP0 tgθ

tgθعبارتست از ضريب زاويه مماس بر منحني مسير در نقطه خروج از خازن و بنابراين مقدار يست معلوم پس بايد با اندازه گرفتن فاصله اثر روي پرده( P0 P1)به مقدار y رسيد و در نتيجه مي توانيم e/ m0 را محاسبه نماييم.

مقداري كه در آزمايشات اوليه بدست آمده بود 108×7/1 كولن بر گرم بود مقداريكه امروزه مورد قبول است و دقيقتر از مقدار قبلي است برابر 108×7589/1 كولن بر گرم است.

علاوه بر تامسون، ميليكان نيز از سال 1906 تا 1913 به مدت هفت سال با روشي متفاوت به اندازه گيري بار الكترون پرداخت.

[رزیتا]

حقيقت امر لايه ازن چيست؟

لايه ازون در قسمت شمالي زمين در سال 1980 بين 15تا20 درصد كاهش پيدا كرده است. براي رفع اين مشكل جمعي ازبهترين متخصصان زمين شناسي هر سال براي تحقيق وجستجو دور يكديگر جمع مي شوند .در سال 1992 پروكتيل مونترئال درباره' لايه اوزون مطالعه و تحقيقي داشت كه فهميد بزرگ شدن سوراخ لايه اوزون بستگي به آلودگي هوا و توليد مواد سمّي دارد.در همان سال سازمان ملل متحد و حفاظت از محيط زيست برنامه اي را طرّاحي كرد كه اين برنامه جهت محافظت و حمايت از محيط زيست و مخصوصا لايه اوزون به نام برنامهUNEPطراحي كرد كه اين برنامه جهت جلوگيري از توليد مواد سمّي و مواد شيميايي آلوده كننده،است.مولكولهاي اكسيژن(O2) به اكسيژن اتميك (O) تبديل مي -شوند .اكسيژن اتميك به سرعت با مو لكولهاي بيشتري تركيب شده و به شكل اوزون مي شود .ان پوشش حرارتي كه در سطح بالا رشد كرده و سلامتي لايه اوزون را به خطر انداخته است و اين مورد باعث شده است كه اگر استراتوسفر نباشد ما نتوانيم بدون آن زنده بمانيم . بالاي استراتوسفر مقداري از آلودگي مضّر اشعه مادون بنفش را و همچنين تشعشعاتي از خورشيد (امواج بين 320 تا 240) را كه باعث مي شود لايه اوزون آسيب ببيند و همچنين جان گياهان به خطر بيفتد را جذب ميكند.اشعه مادون بنفش با تابيدن نور مولكولهاي اوزون را ميشكافد ولي اوزون مي تواند تغيير شكل بدهد و عكس العمل زير ازآن حاصل ميشود:

O + O2 è مادون قرمز +O3

O2 + O è O3

همچنين اوزون در اثر عكس العمل زير نابود ميشود :

O3 + O è O2 + O2

عكس العمل دوم با افزايش پيدا كردن ارتفاع آهسته انجام مي شود امّا عكس العمل سوم سريعتر انجام مي شود. دربين همكاري عكس العمل ها تمركز اوزون درحال تعا دل است. دربالاي اتمسفر اكسيژن اتميك هنگا مي كه اشعه مادون بنفش در سطح بالايي است، پيدا مي شود. در اثر حركت استراتوسفر هواي متراكم تري بدست مي آيد وجذب اشعه ي مادون بنفش افزايش مي يابد و سطح اوزون به حد اكثر و تخمينا" km20مي رسد.همراه با تئوري كمپمن يك مشكل نيز وجود داشت كه اين مشكل در سال 1960 تشخيص داده شد وحقيقت اين بود كه اوزون به وسيله عكس العمل 4 آهسته حركت مي كرد و ديده نمي شود. گرم شدن زمين ترميم حفره اوزون را به تعويق مي اندازد دانشمندان هشدار داده اند :پديده گرم شدن زمين مي تواند تلاشها براي ترميم حفره اوزون را كه قرار بود تا سال 2050 انجام گيرد،حدود30سال به تعويق اندازد .اين مو ضوع به رقم پيشرفتهايي است كه باي از رده خارج كردن مواد شيميايي مخرّب اوزون انجام شده است.

طبق گزارشي كاهش فراواني در مصرف گازهاي ساخته دست انسان بنام (كلروفلورو كربن) پديد آمده است .اينها گازهايي هستندكه لايه محافظ زمين را مي خورند .دانشمندان گفتند:اگر كشورها مصمم به دنبال نمودن اين روند باشند ،(حفره داخل لايه اوزون به آغاز به جمع شدن و كوچك شدن خواهد نمودتا اينكه ظرف 50 سال ترميم خواهد شد . ) اين جمع بندي و نتيجه گيري توسط (مجمع بررسي فرايند هاي استراتوسفر و نقش آن در آب و هوا SPARC به عمل آمد .اين مجمع از صد ها كارشناس اقليمي كه دسامبر سال 1999در آرژانتين گرد هم آمدندو در سايه توجهات سازمان هواشناسي جهاني تشكيل جلسه دادند،شكل گرفته است. اين دانشمندان هشدار دادند: حتّي اگر كاهش مصرف گازهايCFC برآورده شود،پديده گرم شدن زمين_كه نتيجه تولييد گازهاي گلخانه اي با وجود كربن به عنوان عنصر اصلي آن است و از سوختهاي سنگواره اي بدست مي آيد _ميتواند محلت ترميم حفره اوزون را چند دهه به تعويق اندازد.به عنوان يك تناقض ، گرم شدن زمين ،جو را در نزديكي سطح زمين حرارت ميدهد اما لايه پاييني (استراتوسفر) يعني جايي را كه اوزون قرار دارد همچنان سرد نگه ميدارد . اين دماهاي پايين به ويژه درزمستان مسبب جمع شدن ابرهاي استراتوسفر در نواحي قطبي ميشود . اين پديده آغازگر واكنشهاي نابود كننده اوزون توسط مولكولهاي كلري استكه توسط كلروفلورو كربن ها آزاد ميشوند. پيش بيني هاي داير بر اين كه حفره اوزون كه بالاي قطب جنوب قرار دارد، به زودي كوچك خواهد شد با آخرين اطلا عات مغايرت دارد كه نشان ميدهد كه اين حفره درحال گسترش است وبه طور بي سابقه اي در چند سال اخير بزرگ شده است