تبليغاتX
فراشیمی

Chemistry Of Cooking
A Biochemist Explains The Chemistry Of Cooking

January 1, 2009 — A biochemist and cook explains that cooking is all about chemistry and knowing some facts can help chefs understand why recipes go wrong. Because cooking is essentially a series of chemical reactions, it is helpful to know some basics. For example, plunging asparagus into boiling water causes the cells to pop and result in a brighter green. Longer cooking, however, causes the plant's cell walls to shrink and releases an acid. This turns the asparagus an unappetizing shade of grey.

  • 2009 - Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz, Ada E. Yonath
  • 2008 - Osamu Shimomura, Martin Chalfie, Roger Y. Tsien
  • 2007 - Gerhard Ertl
  • 2006 - Roger D. Kornberg
  • 2005 - Yves Chauvin, Robert H. Grubbs, Richard R. Schrock
  • 2004 - Aaron Ciechanover, Avram Hershko, Irwin Rose
  • 2003 - Peter Agre, Roderick MacKinnon
  • 2002 - John B. Fenn, Koichi Tanaka, Kurt Wüthrich
  • 2001 - William S. Knowles, Ryoji Noyori, K. Barry Sharpless
  • 2000 - Alan Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa
  • 1999 - Ahmed Zewail
  • 1998 - Walter Kohn, John Pople
  • 1997 - Paul D. Boyer, John E. Walker, Jens C. Skou
  • 1996 - Robert F. Curl Jr., Sir Harold Kroto, Richard E. Smalley
  • 1995 - Paul J. Crutzen, Mario J. Molina, F. Sherwood Rowland
  • 1994 - George A. Olah
  • 1993 - Kary B. Mullis, Michael Smith
  • 1992 - Rudolph A. Marcus
  • 1991 - Richard R. Ernst
  • 1990 - Elias James Corey
  • 1989 - Sidney Altman, Thomas R. Cech
  • 1988 - Johann Deisenhofer, Robert Huber, Hartmut Michel
  • 1987 - Donald J. Cram, Jean-Marie Lehn, Charles J. Pedersen
  • 1986 - Dudley R. Herschbach, Yuan T. Lee, John C. Polanyi
  • 1985 - Herbert A. Hauptman, Jerome Karle
  • 1984 - Bruce Merrifield
  • 1983 - Henry Taube
  • 1982 - Aaron Klug
  • 1981 - Kenichi Fukui, Roald Hoffmann
  • 1980 - Paul Berg, Walter Gilbert, Frederick Sanger
  • 1979 - Herbert C. Brown, Georg Wittig
  • 1978 - Peter Mitchell
  • 1977 - Ilya Prigogine
  • 1976 - William Lipscomb
  • 1975 - John Cornforth, Vladimir Prelog
  • 1974 - Paul J. Flory
  • 1973 - Ernst Otto Fischer, Geoffrey Wilkinson
  • 1972 - Christian Anfinsen, Stanford Moore, William H. Stein
  • 1971 - Gerhard Herzberg
  • 1970 - Luis Leloir
  • 1969 - Derek Barton, Odd Hassel
  • 1968 - Lars Onsager
  • 1967 - Manfred Eigen, Ronald G.W. Norrish, George Porter
  • 1966 - Robert S. Mulliken
  • 1965 - Robert B. Woodward
  • 1964 - Dorothy Crowfoot Hodgkin
  • 1963 - Karl Ziegler, Giulio Natta
  • 1962 - Max F. Perutz, John C. Kendrew
  • 1961 - Melvin Calvin
  • 1960 - Willard F. Libby
  • 1959 - Jaroslav Heyrovsky
  • 1958 - Frederick Sanger
  • 1957 - Lord Todd
  • 1956 - Sir Cyril Hinshelwood, Nikolay Semenov
  • 1955 - Vincent du Vigneaud
  • 1954 - Linus Pauling
  • 1953 - Hermann Staudinger
  • 1952 - Archer J.P. Martin, Richard L.M. Synge
  • 1951 - Edwin M. McMillan, Glenn T. Seaborg
  • 1950 - Otto Diels, Kurt Alder
  • 1949 - William F. Giauque
  • 1948 - Arne Tiselius
  • 1947 - Sir Robert Robinson
  • 1946 - James B. Sumner, John H. Northrop, Wendell M. Stanley
  • 1945 - Artturi Virtanen
  • 1944 - Otto Hahn
  • 1943 - George de Hevesy
  • 1942 - The prize money was with 1/3 allocated to the Main Fund and with 2/3 to the Special Fund of this prize section
  • 1941 - The prize money was with 1/3 allocated to the Main Fund and with 2/3 to the Special Fund of this prize section
  • 1940 - The prize money was with 1/3 allocated to the Main Fund and with 2/3 to the Special Fund of this prize section
  • 1939 - Adolf Butenandt, Leopold Ruzicka
  • 1938 - Richard Kuhn
  • 1937 - Norman Haworth, Paul Karrer
  • 1936 - Peter Debye
  • 1935 - Frédéric Joliot, Irène Joliot-Curie
  • 1934 - Harold C. Urey
  • 1933 - The prize money was with 1/3 allocated to the Main Fund and with 2/3 to the Special Fund of this prize section
  • 1932 - Irving Langmuir
  • 1931 - Carl Bosch, Friedrich Bergius
  • 1930 - Hans Fischer
  • 1929 - Arthur Harden, Hans von Euler-Chelpin
  • 1928 - Adolf Windaus
  • 1927 - Heinrich Wieland
  • 1926 - The Svedberg
  • 1925 - Richard Zsigmondy
  • 1924 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section
  • 1923 - Fritz Pregl
  • 1922 - Francis W. Aston
  • 1921 - Frederick Soddy
  • 1920 - Walther Nernst
  • 1919 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section
  • 1918 - Fritz Haber
  • 1917 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section
  • 1916 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section
  • 1915 - Richard Willstätter
  • 1914 - Theodore W. Richards
  • 1913 - Alfred Werner
  • 1912 - Victor Grignard, Paul Sabatier
  • 1911 - Marie Curie
  • 1910 - Otto Wallach
  • 1909 - Wilhelm Ostwald
  • 1907 - Eduard Buchner
  • 1906 - Henri Moissan
  • 1905 - Adolf von Baeyer
  • 1904 - Sir William Ramsay
  • 1903 - Svante Arrhenius
  • 1902 - Emil Fischer
  • 1901 - Jacobus H. van 't Hoff
  • 7 October 2009

    The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Chemistry for 2009 jointly to

    Venkatraman Ramakrishnan
    MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, United Kingdom

    Thomas A. Steitz
    Yale University, New Haven, CT, USA

    Ada E. Yonath
    Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel

    The ribosome translates the DNA code into life


    The Nobel Prize in Chemistry for 2009 awards studies of one of life's core processes: the ribosome's translation of DNA information into life. Ribosomes produce proteins, which in turn control the chemistry in all living organisms. As ribosomes are crucial to life, they are also a major target for new antibiotics.


    This year's Nobel Prize in Chemistry awards Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz and Ada E. Yonath for having showed what the ribosome looks like and how it functions at the atomic level. All three have used a method called X-ray crystallography to map the position for each and every one of the hundreds of thousands of atoms that make up the ribosome.

    Inside every cell in all organisms, there are DNA molecules. They contain the blueprints for how a human being, a plant or a bacterium, looks and functions. But the DNA molecule is passive. If there was nothing else, there would be no life.

    The blueprints become transformed into living matter through the work of ribosomes. Based upon the information in DNA, ribosomes make proteins: oxygen-transporting haemoglobin, antibodies of the immune system, hormones such as insulin, the collagen of the skin, or enzymes that break down sugar. There are tens of thousands of proteins in the body and they all have different forms and functions. They build and control life at the chemical level.

    An understanding of the ribosome's innermost workings is important for a scientific understanding of life. This knowledge can be put to a practical and immediate use; many of today's antibiotics cure various diseases by blocking the function of bacterial ribosomes. Without functional ribosomes, bacteria cannot survive. This is why ribosomes are such an important target for new antibiotics.

    This year's three Laureates have all generated 3D models that show how different antibiotics bind to the ribosome. These models are now used by scientists in order to develop new antibiotics, directly assisting the saving of lives and decreasing humanity's suffering.

    The Prize amount: SEK 10 million to be shared equally between the Laureates

    Water on the moon
    At the time of writing, NASA was on the verge of colliding a spacecraft with a crater of the moon in order to analyze the chemistry of matter at the darkest depths of the surface. But, earlier, scientists had studied data from India's Chandrayaan-1 probe and the Deep Impact and Cassini missions to see if they could spot water on the moon. The researchers, in India and the US, analyzed the reflectance spectra to determine the content of minerals in the thin layer of upper soil on the surface of the moon. The data revealed the presence of chemical bonds between hydrogen and oxygen atoms, which they say are indicative of hydroxy ions, which in the presence of protons from the solar wind are likely to form water molecules in situ
    .

    سولفيران، فرايندي سبز براي حذف سولفيد هيدروژن از گازها

    سولفيران فرايندي است كه سولفيد هيدروژن را از جريان گازي حذف و به صورت مستقيم و در يك مرحله توسط يك كاتاليست هموژن حاوي محلول كمپلكس از نمك آهن معروف به كيلات آهن به گوگرد عنصري تبديل مي كند. در طي اين فرايند، سولفيران هيدوژن به طور سريع و كاملا انتخابي توسط محلول كيلات آهن، جذب مي شود و سپس در اثر واكنش اكسيداسيون احيا، تبديل به گوگرد مي شود به اين نوع فرايندها در صنعت پالايش گاز، فرايندهاي Liquid Redox  اطلاق مي شود.

    سولفيران فرايندي است كه براي حذف گاز سولفيد هيدروژن از جريانات گازي كاربرد دارد. گاز سولفيد هيدروژن توسط يك محلول كاتاليستي در يك مرحله و بطور مستقيم به گوگرد عنصري تبديل مي شود. يعني برخلاف سيستم هاي آمين كه حذف و تبديل گاز سولفيد هيدروژن در دو مرحله انجام مي شود. در فرآيند سولفيران حذف و تبديل سولفيد هيدروژن به گوگرد عنصري همزمان اتفاق مي افتد اين فن آوري اولين بار است كه با اين ماهيت در ايران و در پژوهشگاه صنعت نفت ابداع شده و با استفاده از آن مي توان بسياري از گازهاي ترش را با توجه به جنبه هاي اقتصادي تصفيه كرد. سولفيران مي تواند سولفيد هيدروژن را بصورت 100در صد از گاز حذف نمايد.

    اين فرآيند براي حذف سولفيد هيدروژن با غلظت متوسط ازتمامي گازها قابل استفاده مي باشد. تصفيه گاز طبيعي، تصفيه   Fuel gas‌‌، تصفيه اسيد گاز واحدهاي آمين، تصفيه Tail gas واحد كلاوس و گازهاي همراه از كاربردهاي رايج اين نوع فرايند در صنايع مختلف نفت، گاز و پتروشيمي است. سولفيران مي تواند بصورت 100 درصد سولفيد هيدروژن را از گاز حذف كند. وقتي سولفيران اقتصادي است كه مقدار گوگرد موجود در گاز بين 200 كيلوگرم تا 20 تن در روز باشد. اگر مقدار گوگرد كمتر از 200 كيلوگرم در روز باشد. اسكا ونجرهاي شيميائي استفاده مي شوند و اگر بيشتر از 20 تن در روز باشد واحد كلاوس )Claus( معمولاً اقتصادي است. اما Tail gas واحدهاي كلاوس نيز بايد تصفيه شوند بنابراين فرايند سولفيران مي تواند براي اصلاح واحد كلاوس يعني تصفيه Tail gas‌‌آن نيز بكار برده شود. اگر غلظت هيدروژن سولفيد كمتر از 20 درصد در اسيد گاز ورودي به واحد كلاوس باشد واحد كلاوس با مشكل مواجه مي شود سولفيران براي تصفيه اين نوع اسيد گاز ورودي به واحد كلاوس مفيد است.

    يكي از كاركردهاي مهم اين فرايند در زمينه زيست محيطي است. گازهايي كه حاوي هيدروژن سولفيد بوده و به آتمسفر فرستاده مي شوند بدليل مشكلات زيست محيطي، باران هاي اسيدي و آلودگي هوا و آب و خاك كه از عوارض نشت اين گاز مضر به محيط زيست است، با اين فرايند تصفيه شده و از اين منظر فرايند سولفيران يك فرايند سبز است.


    مقدمه مترجم:

    کتابی که با نام شیمی حالت جامد ترجمه شده است، ترجمه کتاب :

    Solid State Chemistry

    است. به منظور استفاده بهتر دانشجویان از این کتاب و آشنایی با نکات مهمتر هر فصل، تغییرات جزئی در ترجمه آن صورت گرفته است. به اعتقاد اینجانب، همان طوری که در مقدمه مؤلف نیز آمده است از مزایای بسیار خوب این کتاب، شروع مباحث از پایه است به طوری که خواننده به صورت خودخوان می تواند مطالب آن را فراگیرد. چنانچه خواننده در برخی از مفاهیم و معادلات ریاضی یا شیمی فیزیکی مشکلی داشته باشد به آسانی می تواند با مراجعه به بخش خواندنیهای پیشنهادی و پیوستهای آخر هر فصل دانش خود را در آن زمینه تقویت نماید. از نکات برجسته دیگر این کتاب ارائه پرسشهای آخر هر فصل است که دانشجو می تواند میزان برداشت خود از مطالب ارائه شده در هر فصل را بسنجد. ویژگی دیگر این کتاب آن است که مؤلف خود از پیشتازان دانش شیمی حالت جامد است و در زمینه های مختلف نظری و تجربی مربوط به این رشته صاحب نظر است، این کتاب را به زبان بسیار ساده با حفظ پیوستگی مطالب آن نگارش نموده است. مترجم تلاش کرده است از واژه های علمی رایج بین شیمیدانها در کشور استفاده نماید و به منظور آگاهی از اصطلاحات علمی و تقویت دامنه لغات تخصصی دانشجویان هر جا که ضرورت داشته است در پاورقی ها اصل لغت یا اصطلاح علمی آورده شده است. مترجم مفتخر است با گشاده رویی و امتنان از تمام نقدها، پیشنهادات  و نظرات همکاران عزیز دانشگاهی استقبال نماید و مصمم است از تمام آنها در ویرایشهای بعدی و کتابهای دیگر استفاده نماید. در پایان برخود لازم می دانم تا از کوششهای صبورانه همسر عزیزم سرکار خانم ناهید زمانی که با حوصله فراوان نسخه تایپ شده این کتاب را مطالعه و کامل نمودند، سپاسگزاری کنم. همچنین از تلاشهای فراوان سرپرست محترم دانشگاه پیام نور گناباد جناب آقای کاظم گلباف و معاونت محترم آموزشی جناب آقای جواد مؤمنی در این زمینه تشکر نمایم. با این امید که این اثر گامی در جهت اعتلای علمی و پژوهشی میهن اسلامی عزیزمان باشد.

    محمد ایزدیار

    واكنش‌هاي Retro-ene

    جهت معكوس يك واكنش ene، انتقال درون ملكولي اتم هيدروژن  به يك مركز غيراشباع بر اساس تشكيل حالت گذار حلقوي شش عضوي است كه معمولاً بر اثر گرما انجام مي‌شود،
    واكنش Retro-ene ناميده مي‌شود (شماي 1).

     اگرچه ماهيت concerted اين فرايند بصورت تجربي تاييد شده است ]30[ ولي برخي مشاهدات و مطالعات تجربي ديگر در فاز گاز وجود مكانيسم راديكالي براي اين فرايند را نشان مي‌دهند
    ]31[. پيوندهاي  واكنش‌پذير براي واكنش Retro-ene شامل الفين‌ها، استيلني‌ها، آلنها، سيكلوپروپيل، پيوند كربن با هترواتم (C=O و C=S و C=Si) و پيوند هترواتم- هترواتم
    (N=N) مي‌باشد ]35-32[.

    مطالعات سينتيكي در فاز گاز نشان مي‌دهد كه ساختار هندسي ارجح براي حالت گذار تركيبات الفيني، ساختار حلقوي است ]36[ ولي ساختار هندسي ارجح براي تركيبات استيلني، حالت گذار مسطح است ]37[.

    واكنشهاي Retro-ene براي تركيبات الفيني تحت شرايط يكسان نسبت به تركيبات استيلني، راحت‌تر انجام مي‌شود ]38[. سرعت اين واكنشها، با اثرات فضايي تغيير مي‌كند. به عنوان مثال ممانعت فضايي بين متيل شماره (8) و گروه آريل آز و در تركيب الف، مانع چرخش آزاد آن مي‌شود. بنابراين يك كنفورماسيون ثابت ايجاد شده و واكنش از طريق واكنشهاي Retro-ene پيش مي‌رود ]39[. در غياب گروه متيل شماره (8)، مكانيسم راديكال آزاد، هدايت‌كننده واكنش است. اثر ممانعت فضايي در سري واكنشهاي (ب) روي سرعت واكنش Retro-ene بررسي شده است ]40[.

     تامل بيشتر روي فرضيات همدماي لانگمير

     در فرضيات همدماي لانگمير براي تمام نقاط روي سطح امكان جذب يكسان در نظر گرفته مي شود، در صورتي كه مي دانيم تمام نقاط روي سطح داراي انرژي يكساني نمي باشند. به عنوان مثال نقاطي كه در گوشه هاي يك سطح صاف وجود دارند از نظر جذب، از  شانس بيشتري نسبت به ساير نقاط روي سطح برخوردارند. بنابراين ميزان جذب در گوشه ها از بقيه نقاط بيشتر خواهد بود.

    لانگمير معتقد است كه ذرات جذب شونده پس از جذب هيچ گونه برهمكنشي با هم ندارند، به عبارت ديگر هر ذره، ذره مجاور خودش را احساس نمي كند و تاثيري روي همديگر ندارند.

    در فرضيه سوم لانگمير براي هر سايت از سطح يك ذره جذب شونده اختصاص يافته است. با استفاده از همدماي لانگمير مي توان ارتباط بين آنتا لپي جذب(‌ )  و ميزان پوشش ( ) را بدست آورد.

     


    فصل3: نقایص در جامدات

    در فصل اول ماهیت مواد جامد را بر اساس واحدهای سازنده ، ساختار و تقارن بررسی نمودیم. در فصل دوم چگونگی تعیین ساختار جامدات را مشخص نمودیم در این فصل ما بررسی خواهیم کرد که  چگونه یک جامد در طبیعت بوجود می آید. در نظر بگیرید که یک جامد از اتم یا یونهایی ساخته شده اند که آنها را نیروهای کووالانسی یا یونی کنار هم نگه داشته است بدیهی است که اتم ها نمی توانند روی هم انباشته شوند و ساختاری را بدون اشتباه سازند. اولین قانون ترمودینامیک این مسأله را تبیین می کند. اینگونه اشتباهات بطور جدی تمام خواص جامد را تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین نقایص شبکه ای احتمالاً بهترین جنبه حالت جامد است زیرا پرهیز از وجود نقایص سطح اتمی غیر ممکن است. در این رابطه فاکتورهای مهم عبارت است از:

    1)    اثر آنتروپی

    2)    حضور ناخالصی ها در هر جامد معین

    منظور این است که خواص شیمیایی جامد منحصراً توسط ساختار آن تعیین نمی شوند بلکه ماهیت شیمیایی و بویژه نقایص در تعیین آن مهم اند. ما مشخصی خواهیم کرد که هم خواص فیزیکی و هم شیمیایی یک جامد بطور وسیع بوسیله ماهیت نقایص موجود در آن تعیین می شوند . در شیمی معدنی بدیهی است که:

    «جامد کامل در طبیعت وجود ندارد و خواص واکنش پذیری آن تا حدود زیادی بوسیله نقایص موجود در ساختار آن تعیین می شود.:


    -1- تعیین ساختار جامدات به روش علمی

    در این بخش، اصولی که برای تعیین ساختار جامدات نیاز است ارائه خواهد شد. مفاهیمی که برای توصیف چگونگی جور شدن اتم ها با یونها در تشکیل یک فاز جامد، مدون شده و توسعه پیدا کرده اند. این کار در امتداد کارهای اولیه ای است که دیگران برای تعیین ساختار یک جامد متقارن پایه گذاری کرده اند. اگر شما به خاطر داشته باشید، قبلاً بیان کردیم که اختلاف اساسی بین یک گاز، مایع و جامد مربوط به نظم جامد است.

    ما قبلاً نشان داده ایم که جامدات می توانند به اشکال یا تقارن های مختلف درآیند. برای تعیین ساختار جامدات بطور مفصل تر، حداقل باید از سه فرضیه زیر استفاده کرد:

    اول- تشکیل یک جامد نتیجه انباشتگی متقارن اتم ها یا مولکولهایی به فاصله بی نهایت نزدیک است که این فاصله در حالت مایع یا گاز بسیار زیادتر است.

    دوم- اگر بخواهیم از چگونگی آرایش اتم ها در جامد آگار شویم، باید نوع الگویی که آنها برای نزدیک شدن به هم تشکیل می دهند را بدانیم.

    سوم- سپس، می توانیم الگوی خود را به ساختارهای دیگر مرتبط کنیم و در نتیجه تقارن جامد را بطور کلی مشخص کنیم.

    یک روش برای حل دو فرضیه آخر آن است که ساختار و جامد معینی را بر حسب نقاط شبکه آن تعیین کنیم. منظور آن است که با جایگزینی یک نقطه برای هر اتم (یون) تشکیل دهنده ساختار، به این نتیجه می رسیم که این نقاط در شبکه سازی نقش دارند. به طوری که ساختار سه بعدی جامد دارای تقارن های مشخصی است.

    یک شبکه به تنهایی یک ساختار نیست. یک شبکه مجموعه ای از نقاط سه بعدی توصیف می شود. این نقاط ممکن است بطور کامل توسط اتم های تشکیل دهنده ساختار اشغال شود یا نشود. ساختار مکعبی زیر را در نظر بگیرید:

    2-1-1 یک شبکه مکعبی

    در اینجا یک مجموعه از نقاط وجود دارد که توسط اتم ها (یون ها) در یک الگوی مکعبی سه بعدی ساده آرایش یافته اند. راستاهای شبکه با x و y و z مشخص می شوند. در شکل بالا 8 مکعب وجود دارد.

    به منظور تفهیم بیشتر الگوی مکعبی، باید هم ساده ترین واحد را تحلیل کنیم و هم چگونگی جور شدن آن در شبکه را مشخص کنیم. کوچکترین واحد شبکه، را سلول واحد می نامیم و در این نمودار، سلول واحد، کوچکترین مکعب است.

    همچنین باید بزرگ شدن سلول واحد را هم از نظر طول ابعاد آن و هم از نظر حجمی را مشخص کنیم. برای این منظور باید راستای سلول واحد را بر حسب بردارهای یک شبکه بدانیم. یعنی ما آن را بر حسب راستاهای x و y و z سلول واحد با بردارهای مخصوصی که به صورت زیر هستند مشخص می کنیم.

    ***

    طول هر بردار یک برابر یک است (علامت اختصاص داده شده بردار حروف توخالی است. به عنوان مثال بردار سلول واحد در جهت x است). همانطور که به  خاطر دارید، یک بردار به صورت یک خط مشخص می شود که هم دارای جهت و هم مقدار از یک نقطه معینی است.

    اکنون می توانیم یک مجموعه از بردارها که به آنها بردارهای انتقالی می گویند را معرفی کنیم.