همه چيز در مورد شيمي

[pesare baba 2250]

هدف :

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.

[azarafrooz 14221]

«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.»

 

به شرط انکه مثل من پارتی بازی نکنند لحظه آخر پسر فلانی رو ببرند تو پتروشیمی !!!!!!!!

[YAGHOT SEFID 29302]

آشنایی با علم شیمی

 

ساختارهاي مواد معدني

ساختار بسياري از مواد آلي از چهار وجهي مشتق مي‌شود. فراواني آنها به اين دليل است که در مواد آلي ساده ، بيشترين ظرفيت کربن و همچون بيشتر عناصر ديگري (به استثناي هيدروژن) که معمولا به کربن پيوند مي‌شوند، چهار است. اما اجسام معدني وضعيت ساختاري بسيار پيچيده‌اي دارند، زيرا اتمها ممکن است خيلي بيشتر از چهار پيوند تشکيل دهند. بنابراين ، در مواد معدني ، اينکه اتمها پنج ، شش ، هفت ، هشت و تعداد بيشتري پيوند تشکيل دهند، امري عادي است. پس تنوع شکل هندسي در مواد معدني خيلي بيشتر از مواد آلي است.

ساختار مواد معدني اغلب بر اساس تعدادي از چند وجهي‌هاي با نظم کمتر ، نظير دو هرمي با قاعده مثلث ، منشور سه ضلعي و غيره و همچنين بر اساس شکلهاي باز چند وجهي‌هاي منتظم يا غير منتظم که در آنها يک يا چند راس حذف شده است، نيز مشاهده مي‌شود.

انواع واکنشهاي مواد معدني

در بيشتر واکنشهاي آلي مي‌توانيم در مورد مکانيسمي که واکنش از طريق آن انجام مي‌شود، بحث و بررسي کنيم، در صورتي که براي بسياري از واکنشهاي معدني فهم دقيق مکانيسم غير ممکن يا غير ضروري است. اين امر دو دليل عمده دارد:

اولا ، برخلاف بيشتر مواد آلي ، پيوندها در ترکيبات معدني غالبا تغيير ناپذيرند. در نتيجه رويدادهاي متعدد شکسته شدن پيوند و تشکيل پيوند در واکنشهاي معدني در جريان است. در چنين شرايطي واکنش ، توانايي توليد محصولات گوناگوني را بدست مي‌آورد.

افزون بر اين ، اغلب واکنشهاي معدني در شرايطي ويژه همچون به‌هم زدن شديد يک مخلوط ناهمگن در دما و فشار بالا انجام مي‌گيرد که تعيين مکانيسم را غير ممکن يا حداقل غير عملي مي‌سازد.

به اين دو دليل ، اغلب بهتر است که واکنشهاي معدني را فقط بر اساس نتيجه کلي واکنش توصيف کنيم. اين رهيافت به نام شيمي معدني توصيفي معروف است. بنابراين به سهولت مشخص مي‌شود که گرچه هر واکنش را مي‌توان بر اساس ماهيت و هويت محصولات واکنش در رابطه با ماهيت و هويت مواد واکنش دهنده توصيف کرد، اما نمي‌توان به هر واکنش مکانيسم معيني را نسبت داد. از نظر شيمي معدني توصيفي ، اکثر واکنشها را مي‌توان به يک يا چند طبقه از طبقه‌هاي زير نسبت داد:

واکنشهاي اسيد و باز (خنثي شدن) ، افزايشي _ حذفي ، اکسايش _ کاهش (ردوکس) ، استخلاف ، نوآرايي ، تبادلي ، حلال کافت ، کي‌ليت شدن ، حلقه‌اي شدن و تراکمي و واکنشهاي هسته‌اي.

رابطه شيمي آلي و شيمي معدني

شيمي آلي و معدني در مواردي در مباحث يکديگر وارد مي‌شوند. به‌عنوان مثال مي‌توان به ترکيبات آلي فلزي ، واکنشهاي اسيد و باز ، شيمي سيلسيم و ترکيبات کربن (وقتي که با اتمهاي هيدروژن ، نيتروژن ، اکسيژن ، گوگرد ، هالوژنها و چند عنصر ديگر نظير سيلسيم و آرسنيک متصل است) اشاره کرد.

پس شيمي معدني نه‌تنها با مواد مولکولي مشابه موادي که در شيمي آلي بررسي مي‌شوند، سروکار دارد، بلکه توجه خود را به انواع وسيعتري از مواد که شامل گازهاي اتمي ، جامدات غير مولکولي که به‌صورت آرايه‌هاي گسترش يافته‌اي هستند، ترکيبات حساس در مقابل هوا و رطوبت ، ترکيبات محلول در آب و ساير حلالهاي قطبي و همچنين مواد محلول در حلالهاي غير قطبي معطوف مي‌کند.

بنابراين شيميدان معدني با مسئله تعيين ساختار ، خواص و واکنش پذيري گستره فوق‌العاده وسيعي از مواد که داراي خواص بسيار متفاوت و الگوهاي فوق‌العاده پيچيده ساختاري و واکنش پذيري‌اند، مواجه است.

رابطه شيمي فيزيک و شيمي معدني

در توجيه موجوديت مواد معدني و در توصيف رفتار آنها ، به استفاده از جنبه‌هاي خاصي از شيمي فيزيک ، بخصوص ترموديناميک ، ساختارهاي الکتروني اتمها ، نظريه‌هاي تشکيل پيوند در مولکولها ، سينتيک واکنش و خواص فيزيکي مواد نياز داريم. بنابراين با استفاده از شيمي فيزيک مي‌توان به ساختار اتمي و مولکولي ، تشکيل پيوند شيميايي و ديگر اصول لازم براي درک ساختار و خواص مواد معدني پرداخت.