آهن گالوانیزه

ماهیت آهن گالوانیزه
در آهن گالوانیزه ، بین آهن و روی ، پیلی الکتروشیمیایی تشکیل می‌شود که در آن روی به جای آهن به عنوان آند بکار می‌رود و آهن به عنوان کاتد. روی در آند اکسید می‌شود چون فلزی پست‌تر یا فعالتر از آهن است و دارای پتانسیل احیاء کمتری از آهن است و پتانسیل اکسید بیشتری از آن دارد.

حلبی
در حلبی هایی که از آن ، قوطی می‌سازند، عمل معکوسی انجام می‌شود. در حلبی ، بر روی آهن ، پوشش قلع بکار رفته است و عمل معکوس آهن گالوانیزه انجام می‌شود. چون آهن فلزی فعالتر از قلع است و پتانسیل احیاء قلع بیشتر از آهن است و به عنوان کاتد در حلبی به کار می‌رود و آهن آند می‌شود. البته در صورتی که پوشش قلع بشکند، خوردگی آهن در زیر این پوشش پیش می‌رود.

علت استفاده از آهن گالوانیزه
علت استفاده و ایجاد آهنهای گالوانیزه ، پدیده خوردگی آهن است. خوردگی آهن زیانهای اقتصادی فاحشی دارد. هزینه سالانه تعویض آهن‌ آلات زنگ زده در جهان مقادیر زیادی را بخود اختصاص می‌دهد. فرآیند زنگ زدن آهن ماهیت الکتروشیمیایی دارد.
خوردگی یا زنگ زدن آهن فقط در حضور اکسیژن و آب صورت می‌گیرد. در جایی بر سطح جسم آهنی، اکسایش آهن انجام می‌شود و آند را تشکیل می‌دهد و در جایی دیگر سطح آن جسم که (O2(g و H2O وجود دارد، کاهش انجام می‌شود و کاتد را تشکیل می‌دهد و در نتیجه این عمل، ایجاد یک سلول ولتایی یا پیل ولتایی یا الکتروشیمیایی بسیار کوچک است. الکترونهای تولید شده در ناحیه آندی در میان آهن بسوی ناحیه کاتدی حرکت می‌کند.

کاتیونها ، یعنی یونهای Fe+2 که در آن آند تولید شده‌اند در آب موجود بر سطح جسم بسوی کاتد می‌روند. آنیونها یعنی یونهای -OH که در کاتد تولید شده‌اند، به طرف آند حرکت می‌کنند. این یونها در جایی میان دو ناحیه بهم می‌رسند و Fe(OH)2 بوجود می‌آورند.
اما "آهن II هیدروکسید" در حضور رطوبت و اکسیژن پایدار نیست. این هیدروکسید به نوبه خود اکسید و به "آهن III هیدروکسید" تبدیل می‌شود که در واقع "آهن III اکسید آبپوشیده" ، Fe2O3.xH2O یا زنگ آهن است.
جاهایی که جسم آهنی زنگ زده گود شده ‌است ، نواحی آندی یا جاهایی هستند که آهن بصورت یونهای Fe+2 در محلول وارد می‌شوند. نواحی کاتدی جاهایی هستند که بیشتر در معرض رطوبت و هوا هستند ، زیرا (O2(g و H2O در واکنش کاتدی دخالت دارند. زنگ آهن همیشه در نقاطی نسبتا دورتر از جاهای گود شده (میان نواحی آندی و کاتدی) ایجاد می‌شود.

اثر آب نمک
آب نمک ، زنگ زدن را تسریع می‌کند، زیرا یونهای موجود در آب به انتقال جریان در سلولهای ولتایی یا پیلهای ولتایی کوچکی که بر سطح آهن برقرار شده‌است، کمک می‌کند. بنظر می‌رسد که بعضی از یونها ، مثلا -Cl وکنشهای الکترودی را کاتالیز می‌کنند

آب مقطر

آب طبیعی به علت خاصیت حل کنندگی خوبی که دارد معمولا دارای حجم بالایی از نمکهای محلول در آب می‌شود. CO2 هوا به خاطر انحلال در آب و تولید اسید کربنیک ضعیف ، خاصیت خورندگی آب را بهبود می‌بخشد. بنابراین آب هنگام عبور از محیط‌های گوناگون مخصوصا محیط‌های آهکی مقداری از کربناتها را در خود حل می‌کند که این کربناتها همراه یونهایی مثل کلسیم ، منیزیم و … باعث ایجاد سختی موقت می‌شود که با جوشاندن از بین می‌رود. البته یونهای منیزیم و کلسیم و سایر یونهای فلزی با سولفات و نیترات و کلرو ایجاد سختی دائم می‌کنند. سختی آب باعث رسوب کردن صابون در آب می‌شود (خاصیت کف کنندگی صابون را از بین می‌برد).

اثرات زیانبخش ناخالصیهای آب در صنعت
آب در شیمی یکی از مهمترین حلالها می‌باشد و معمولا از آن به عنوان حلال عمومی نام می‌برند و بنابراین کاربرد اساسی در صنعت دارد که برخی از کاربردهای مهم به این شرح می‌باشد:
به عنوان حلال
به عنوان ماده اولیه برای شرکت در واکنشهای شیمیایی تهیه محصول
به عنوان ماده واسطه برای خارج کردن مواد ناخواسته
به عنوان بستر یا محیط واکنش
وجود ناخالصیها در آب باعث ایجاد رسوب در دستگاههای حرارتی و دیگ بخار می‌شود که این عمل باعث کاهش عمر مفید دستگاه می‌گردد. بخاری که از آبهای ناخالص تولید می‌شود دارای کیفیت بسیار پایینی می‌باشد به عنوان مثال سیلیس همراه بخار خارج شده و در اثر سرد شدن روی پره‌های توربین رسوب می‌کند. خوردگی بویلرها و تأسیسات حرارتی و لوله‌ها ، اتلاف مواد شیمیایی و باقی گذاشتن لکه روی محصولات غذایی و نساجی از عوارض دیگر آبهای ناخالص می‌باشد.
بهترین آب برای استفاده در صنعت آب بدون یون است اما هزینه تولید آب بدون یون بسیار بالاست. بنابراین در اکثر آزمایشگاهها و واحدهای صنعتی از آب مقطر استفاده می‌کنند همچنین در مناطق کویری و خشک که منابع آب آشامیدنی محدود می‌باشد. از روش تقطیر آب دریا برای تولید آب آشامیدنی استفاده می‌شود.

روش تقطیر آب
تقطیر یک محصول و خالص سازی آن به فراریت اجزای آن محلول یعنی اختلاف نقاط جوش آنها بستگی دارد. آب طبیعی از دو جزء حلال (آب) و مواد حل شده (انواع نمکها) تشکیل شده است. آب جزء فرار می‌باشد. در اثر حرارت آب بخار می‌شود و نمکهای موجود در آن در ظرف تقطیر به صورت رسوب باقی می‌ماند. اگر بخار آب حاصل را سرد کنیم بخار به مایع تبدیل شده و آب مقطر به دست می‌آید. با تکرار تقطیر می‌توان آب مقطر با خواص بهتری را بدست آورد.

از آب مقطر به دست آمده در آزمایشگاههای شیمی بطور گسترده استفاده می‌شود همچنین آب مقطر استریل شده در تزریقات کاربرد فراوانی دارد. آب مقطر مانند آب آشامیدنی گوارا نمی‌باشد. زیرا مقداری از اکسیژن محلول و همچنین برخی از یونهایی که باعث ایجاد طعم خوب آب می‌شود را از دست داده است. در تاسیسات آب شیرین کن بعد از اینکه آب شور را تقطیر کرده و آب مقطر تولید می‌کنند طی فرآیندهایی که روی آب انجام می‌دهند طعم آن را بهبود بخشیده و برای نوشیدن مناسب می‌سازند.


برخی خواص آب مقطر
PH آب مقطر خنثی و در حدود 7 می‌باشد. رسانایی ویژه آن (عکس مقاومت) بسیار کم می‌باشد. زیرا رسانایی الکتریکی آب با انحلال نمکها در آن افزایش می‌یابد. دمای جوش آن پایینتر از آبهای طبیعی می‌باشد و به علت عدم وجود مواد محلول خاصیت خورندگی ندارد

خاک معدنی اورانیوم کیک زرد Yellowcake

کیک زرد یا Yellowcake که بنام اورانیا (Urania) هم شناخته می شود در واقع خاک معدنی اورانیوم است که پس از طی مراحل تصفیه و پردازشهای لازم از سنگ معدنی آن تهیه می شود. تهیه این ماده به منزله رسیدن به بخش میانی از مراحل مختلف تصفیه سنگ معدن اورانیوم است و باید توجه داشت که فاصله بسیار زیادی برای استفاده در یک ------ اتمی دارد.
روش تهیه کیک زرد کاملآ به نوع سنگ معدن بدست آمده بستگی دارد، اما بطور معمول از طریق آسیاب کردن و انجام پردازش های شیمایی بر روی سنگ معدن اورانیوم، پودر زبر و زرد رنگی بدست می آید که قابلیت حل شدن در آب را ندارد و حدود ۸۰% غلظت اکسید اورانیوم آن خواهد بود. این پودر در دمایی معادل ۲۸۷۸ درجه سانتیگراد ذوب می شود.

روش تهیه
در ابتدا سنگ معدن توسط دستگاههای مخصوصی خرد شده آسیاب می شود و پس از آن برای جدا سازی اورانیم و بالا بردن خلوص خاک سنگ، آنرا در حمامی از اسید سولفوریک، آلکالاین و یا پراکسید می خوابانند، این عمل برای بدست آوردن اورانیوم خالص تر صورت می گیرد.
پس از این محصول بدست آمده را خشک و ---------- می کنند و نتیجه آن چیزی خواهد شد که به کیک زرد معروف است. امروزه روشهای جدیدی برای تهیه این پودر اورانیوم وجود دارد که محصول آنها بیشتر از آنکه زرد باشد به قهوه ای و سیاه نزدیک است، در واقع رنگ ماده بدست آمده به میزان وجود ناخالصی ها در این پودر دارد.
نهادن این نام بر روی این محصول به گذشته بر می گردد که کیفیت روشهای خالص سازی سنگ معدن مناسب نبود و ماده بدست آمده زرد رنگ بود.

مواد تشکیل دهنده کیک زرد
قسمت بیشتر کیک زرد (معادل ۷۰-۹۰ درصد وزنی) شامل اکسید های اورانیوم با فرمول شیمیایی U۳O۸ - و یا سایر اکسید ها - است، و مابقی آن از دیگر موادی تشکیل شده است که مهمترین آنها عبارتند از :
- هیدراکسید اورانیوم با فرمول شیمایی UO۲(OH)۲ یا UO۲)۲(OH)۲) که در صنایع ساخت شیشه و سرامیک از آن استفاده می شود. این ماده تشعشع رادیو اکتیو دارد و باید تحت شرایط خاصی نگهداری و حمل شود.
- سولفات اورانیوم با فرمول شیمیایی (U۰۲S۰۴) که ماده ای بی بود با رنگ زرد لیمویی است.
- اکسید اورانیوم زرد (یا اورانیت سدیم) با فرمول شیمیایی Na۲O (UO۳)۲.۶H۲O که ماده ای با رنگ زرد - نارنجی است.
- پراکسید اورانیوم با فرمول شیمیایی UO۴•nH۲O با رنگ زرد کم رنگ.
یکی از کاربردهای کیک زرد تهیه هگزا فلوراید اورانیوم است. این گاز در حالت عادی حدود ۰.۷ درصد شامل ایزوتوپ ۲۳۵ است و مابقی آن ایزوتوپ ۲۳۸ است. در مرحله غنی سازی درصد U-۲۳۵ به حدود ۳.۵ یا حتی بیشتر افزایش داده می شود.

کاربردها
کیک زرد عمومآ برای تهیه سوخت رآکتورهای هسته ای بکار برده می شود، در واقع این ماده است که پس از انجام پردازشهایی به UO۲ تبدیل شده برای استفاده در میله های سوختی بکار برده می شود.
این ماده همچنین میتواند برای غنی سازی تبدیل به گاز هگزا فلوراید اورانیوم یا UF۶ تبدیل شود، چرا که در اینصورت می تواند چگالی ایزوتوپهای اورانیوم ۲۳۵ را در آن افزایش داد.
در هر صورت کیک زرد در اغلب کشورهایی که معادن طبیعی اورانیوم دارند تهیه می شود و تولید این ماده مشکل خاصی ندارد و بطور متوسط سالانه ۶۴ هزار تن از این ماده در جهان تولید می شود.
کانادا یکی از تولید کنندگان این ماده است، این کشور دارای معادنی است که خلوص سنگ اورانیوم آنها به ۲۰% هم می رسد، در آسیا نیز کشوری مانند قزاقستان دارای صنایع بزرگ تولید این پودر است.
قیمت این پودر در بازارهای بین المللی چیزی حدود ۲۵ دلار برای هر کیلو است

برف‌ Snow

مقدمه
زمانی که تراکم در هوای در حال صعود ، که درجه حرارت آن زیر نقطه انجماد است بوقوع پیوندد، بلورهای یخ شش پری تشکیل می‌گردد که ممکن است بصورت اشکال منفرد یا چسبیده تشکیل دانه‌های برف یا انواع مختلف و متغیری را بدهند. در نتیجه پیوند بلورهای شش پر ، اشکال زیبای برف به انواع خیلی زیاد به ظهور می‌رسد.
برف‌، از پدیده‌های‌ جوی‌ که‌ اغلب‌ طبیعى‌دانان‌ قدیم‌، در چگونگى‌ پیدایش‌ آن‌ سخنانى‌ گفته‌اند. در این‌ مقاله‌ نخست‌ آراء یونانیان‌، با تکیه‌ بر الاثار العلویه‌ ، نوشته ارسطو و رساله‌ای‌ به‌ همین‌ نام‌ از تئوفراستوس‌ و نیز الاراء الطبیعیه‌ منسوب‌ به‌ پلوتارک‌ که‌ امروزه‌ آن‌ را از آئتیوس‌ آمدی‌ مى‌دانند، نقل‌ و سپس‌ تأثیر آنها بر نظرات‌ دانشمندان‌ مسلمان‌ بررسى‌ شده‌ است‌. آناکسیمنس‌ گمان‌ داشت‌ که‌ هرگاه‌ باران‌یخ‌ بزند، برف‌ پدید مى‌آید و اگر در این‌ هنگام‌ با آب‌ و هوا آمیخته‌ شود، تگرگ‌ تولید مى‌شود. در ضمن نظریه‌ای‌ که‌ به‌ فیثاغورس‌و پیروان‌ او منسوب‌ شده ‌، آمده‌ است‌ که‌ هوای‌ پدید آورنده برف‌ و باران‌ سردتر از هوای‌ پدید آورنده تگرگ‌ است‌، در حالى‌ که‌ محل‌ پدید آمدن‌ آنها گرم‌تر از محل‌ تولد تگرگ‌ است.‌ به‌ گفته ابن‌ رشد ، اسکندر افرودیسى‌ این‌ مطالب‌ را از الاثار العلویه ارسطو نقل‌ کرده‌، ولى‌ ارسطو در این‌ کتاب‌ چنین‌ مطلبى‌ را از آنها یاد نکرده‌ است‌. ارسطو خود ، بارش‌ باران ‌، برف‌ و تگرگ‌ را پى‌آمد سرد شدن‌ ابر مى‌دانست‌.

نظریات ارسطو
به‌ نظر ارسطو برف‌ و شبنم‌ یخ‌زده‌ دارای‌ علتى‌ مشابهند؛ تنها تفاوت‌ میان‌ آنها در درجه‌ و مقدار ماده (تفاوت‌ کمّى‌) است‌، زیرا برف‌ بر اثر یخ‌ زدن‌ ابر (بخار بسیار) و شبنم‌ یخ‌ زده‌ بر اثر یخ‌ زدن‌ بخار (اندک‌ گرد آمده‌ در یک‌ روز) ، یعنى‌ شبنم تولید مى‌شود. از این‌رو ، برف‌ نشانه سرزمین‌ یا فصل‌ سرد است‌. همین‌ رابطه‌ میان‌ باران‌ و شبنم‌ برقرار است‌، زیرا ابرها تا زمانى‌ که‌ گرمای‌ خیزاننده بخارات‌ از آنها بیرون‌ نرفته‌ باشد، و پیش‌ از غلبه سرما بر آنها یخ‌ نمى‌زنند. ابن‌ به طریق‌ کم‌ و بیش‌ مفهوم‌ کلى‌ سخن‌ ارسطو را رسانده‌ است‌؛ اما چند خطا و کاستى‌ و فزونى‌ ، از جمله‌ نکاتى‌ درباره نرمى‌ دانه‌های‌ ابر و سختى‌ دانه‌های‌ شبنم‌ِ یخ ‌زده‌ ، در ترجمه‌ دیده‌ مى‌شود. ابن‌ رشد نیز کم‌ و بیش‌ از ابن‌ بطریق‌ پیروی‌ کرده‌ است‌.
ارسطو همچنین‌ آورده‌ است‌ که‌ عموماً بارشهای‌ شدید تگرگ‌ در نواحى‌ معتدل‌تر و بارشهای‌ شدید برف‌ در نواحى‌ سردتر رخ‌ مى‌دهد. تئوفراستوس‌ شاگرد ارسطو مى‌پنداشت‌ که‌ اگر ابر ، پیش‌ از آنکه‌ بر اثر سرما به‌ آب‌ تبدیل‌ شود (منعقد شود)، یا پیش‌ از گرد آمدن‌ قطرات‌ آب‌ و پیوستن‌ آنها به‌ یکدیگر و در حالى‌ که‌ هوا میان‌ قطرات‌ بسیار ریز آب‌ فاصله‌ انداخته ‌، یخ‌ بزند، آنگاه‌ برف‌ تشکیل‌ خواهد شد؛ زیرا درون‌ برف‌ هوای‌ بسیاری‌ به‌ دام‌ افتاده‌ است‌. چون‌ برف‌ بسیار نرم‌ است‌ و اگر با دست‌ فشرده‌ شود، حجمش‌ کم‌ مى‌شود و اگر آن‌ را به‌ آب‌ تبدیل‌ کنیم‌، از مقدار بسیاری‌ برف‌ ، تنها مقداری‌ اندک‌ آب‌ حاصل‌ مى‌شود؛ علت‌ سفیدی‌ برف‌ نیز بسیاری‌ هوا در آن‌ است‌، زیرا همه اجسامى‌ که‌ هوای‌ بسیار در آنها به‌ دام‌ افتاده‌ است‌، سفیدند، مانند کف‌ و مخلوط هم‌زده روغن‌ و آب‌. علت‌ سفیدی‌ شبنم‌ یخ‌ زده‌ نیز همین‌ است‌، زیرا همان‌ چیزی‌ که‌ در بخش‌ بالایى‌ سپهر موجب‌ پدید آمدن‌ برف‌ مى‌شود، در پایین‌ موجب‌ پدید آمدن‌ شبنم‌ یخ ‌زده‌ مى‌گردد.

در کتاب‌ سر الخلیقه و صنعة الطبیعه ‌، منسوب‌ به‌ آپولونیوس‌ تیانایى‌ نظر مؤلف‌ درباره برف‌ چنین‌ آمده‌ است‌: هرگاه‌ بخار از پایین‌ زمین‌ به‌ بالا برسد و سرما بر آن‌ چیره‌ گردد و گرمایى‌ که‌ آن‌ را بدان‌ بالا رسانده‌ است‌، از آن‌ بگریزد، اگر بادها آن‌ بخارات‌ را نپراکند و بفشارد، به‌ صورت‌ آب‌ بسوی‌ زمین‌ باز مى‌گردد؛ اما به‌ سبب‌ بیرون‌ رفتن‌ گرما از آن‌ سنگین‌ مى‌شود و باز به‌ صورت‌ بخاری‌ انبوه‌ در مى‌آید که‌ برخى‌ اجزاء آن‌ به‌ برخى‌ دیگر مى‌پیوندد و اگر سرمای‌ هوا بر این‌ بخار بسیار گردد، آن‌ بخار را در حالى‌ که‌ بسوی‌ پایین‌ روان‌ است‌، جامد مى‌کند و این‌ بخار جامد همان‌ برف‌ است‌.

لمپیدروس‌ نیز در تفسیر الاثار العلویه ارسطو درباره برف‌ چنین‌ گفته‌ است‌: علت‌ پدید آمدن‌ برف ‌، همان‌ علت‌ پیدایش‌ باران‌ است‌. فرق‌ میان‌ برف‌ و باران‌ آن‌ است‌ که‌ باران‌ بر اثر استحاله بخار به‌ آب‌ به‌ سبب‌ سرمایى‌ اندک‌ پدید مى‌آید؛ در حالى‌ که‌ برف‌ بر اثر انجماد بخار پیش‌ از تبدیل‌ شدن‌ به‌ آب ‌، پدید مى‌آید که‌ ناشى‌ از سرمای‌ بسیار است‌؛ و اگر بخار جامد شود، سنگین‌ مى‌شود و چون‌ سنگین‌ شد، به‌ سوی‌ پایین‌ مى‌رود. نقش‌ شدت‌ سرما در پدید آمدن‌ یکى‌ از این‌ دو پدیده‌ از آنجا معلوم‌ مى‌شود که‌ باران‌ در جاهای‌ سرد که‌ سرمای‌ آن‌ شدید نیست‌، مى‌بارد. در این‌ مواضع‌ برف‌ یا بسیار اندک‌ مى‌بارد، یا اصلاً نمى‌بارد؛ اما برف‌ مختص‌ مواضع‌ بسیار سرد است‌. وی‌ همچنین‌ بر آن‌ بود که‌ غالباً برف‌ در جاهای‌ بسیار سرد ، ولى‌ تگرگ‌ در مناطقى‌ که‌ هوای‌ غالباً صاف‌ دارد، مى‌بارد.

آراء طبیعى‌دانان‌ مسلمان‌
ابن‌ ربن‌ مى‌پنداشت‌ که‌ اگر بخارِ ترِ گرد آمده‌ در هوا (هنگام‌ فرآیند بارش‌ باران‌) با هوایى‌ سخت‌ سرد برخورد کند، این‌ باران‌ برف‌ خواهد شد. کندی‌ نخست‌ علت‌ بارش‌ باران ‌، برف‌ و تگرگ‌ را انبوه‌ شدن‌ بخارات‌ موجود در جو (نزد او معمولاً همان‌ هوا) بر اثر «اسباب‌ علوی‌ و سفلى‌» خوانده و سپس‌ درباره برف‌ چنین‌ گفته‌ است‌: «هرگاه‌ سرمای‌ جوی‌ که‌ از هوای‌ میان‌ زمین‌ و ابر باران‌زا بالاتر (بالای‌ ابر) است‌، بسیار شود، و باران‌ ابر را به‌ شدت‌ فرو چکاند، آنگاه‌ جو سرد (هوای‌ زیر ابر) را در تبدیل‌ آن‌ (ابر یا قطرات‌ باران‌؟) به‌ برف‌ یاری‌ مى‌دهد و پیش‌ از آنکه‌ قطرات‌ از جو سرد بگذرند، سرما آنها را جامد مى‌کند و به‌ سان‌ قطراتى‌ فرو مى‌نشینند. اندازه این‌ ذرات‌ جامد متناسب‌ اندازه قطرات‌ است‌، هنگامى‌ که‌ هوای‌ نزدیک‌ سطح‌ زمین‌ گرم‌ است‌، اگر دانه‌های‌ جامد بزرگ‌ باشند، مى‌توانند پیش‌ از آب‌ شدن‌ از این‌ ناحیه‌ عبور کنند و به‌ صورت‌ برف‌ به‌ زمین‌ برسند؛ و اگر برای‌ این‌ کار ضعیف‌ باشند، پیش‌ از آنکه‌ به‌ زمین‌ برسند، ذوب‌ مى‌گردند و باران‌ مى‌شوند... .»
حنین‌ بن‌ اسحاق‌ در گزیده‌ای‌ که‌ از الاثار العلویه ارسطو فراهم‌ کرده‌ ، در این‌ باره‌ آورده‌ است‌: اگر سرمایى‌ شدید بر بخاری‌ اندک‌ هجوم‌ آورد، آن‌ بخار را به‌ شبنم‌ یخ‌زده‌ (جلید) تبدیل‌ مى‌کند و اگر بخار برخاسته‌ بسیار و سرمایى‌ که‌ بر آن‌ مى‌زند، بسیار شدید باشد، آن‌ بخار به‌ برف‌ بدل‌ مى‌گردد. پس‌ فرق‌ میان‌ شبنم‌ یخ ‌زده‌ و برف‌ دو خصلت‌ است‌: یکى‌ بسیاری‌ یا کمى‌ بخار ، همانگونه‌ که‌ تفاوت‌ میان‌ باران‌ و شبنم‌ نیز همین‌ است‌؛ تفاوت‌ دیگر آنکه‌ شبنم‌ یخ‌ زده‌ از بخار یخ‌ زده‌ در هوا و نه‌ در ابر پدید مى‌آید؛ در حالى‌ که‌ برف‌ از ابری‌ که‌ در هوا یخ‌ مى‌زند، تولید مى‌شود. مقدسى‌ تنها بخش‌ نخست‌ سخن‌ حنین‌ درباره برف‌ و شبنم‌ یخ ‌زده‌ را تکرار کرده‌ ، اما حسن‌ بن‌ بهلول‌ علاوه‌ بر تکرار همین‌ بخش ‌، به‌ آراء تئوفراستوس‌ درباره برف‌ و شبنم‌ یخ ‌زده‌ نیز اشاره‌ کرده‌ است‌ (ص‌ 291، 315-317؛ قس‌: حنین ‌، همانجا؛ تئوفراستوس‌ ، 139-142).
اخوان‌الصفا بر آن‌ بودند که‌ اگر سرما مفرط باشد، قطرات‌ ریز در ابر باران‌زا یخ‌ مى‌زند و از این‌ فرآیند جَلید و برف‌ پدید مى‌آید (گویا اخوان‌الصفا بر خلاف‌ دیگر مؤلفان‌ عربى‌ نویس‌ ، جلید را مترادف‌ ثَلْج‌ (برف‌) و نه‌ مترادف‌ صَقیع‌ (شبنم‌ یخ‌زده‌) به‌ کار برده‌اند)؛ زیرا سرما اجزاء آبى‌ را جامد مى‌کند و آنها را با اجزاء هوایى‌ مى‌آمیزد، پس‌ به‌ نرمى‌ پایین‌ مى‌آید و از این‌رو ، برخلاف‌ تگرگ‌ (بَرَد) و باران‌ فرود برف‌ سریع‌ نیست‌ ( رسائل‌...، 2/74؛ نیز نک: قزوینى‌، 87).

ابن‌ سینا آورده‌ است‌ که‌ اگر قطرات‌ خرد آب‌ پیش‌ از فشرده‌ شدن‌ و تبدیل‌ به‌ قطرات‌ درشت‌ آب ‌، یخ‌ بزند، دانه‌هایى‌ ایجاد مى‌کند که‌ همان‌ برف‌ است‌. وی‌ همچنین‌ بر آن‌ بود که‌ سرمای‌ شدید زمستان‌ اجازه‌ نمى‌دهد که‌ ابر باران‌زا به‌ آب‌ و سپس‌ به‌ تگرگ‌ تبدیل‌ گردد، بلکه‌ مستقیماً به‌ برف‌ تبدیل‌ خواهد شد ( الشفاء، 36-37، نیز نک: دانشنامه‌...، 67، النجاة، 310). او نیز به‌ پیروی‌ از ارسطو بر آن‌ بود که‌ نسبت‌ باران‌ به‌ برف‌ مانند نسبت‌ شبنم‌ به‌ شبنم‌ یخ‌ زده‌ است‌ و باد در ایجاد برف‌ و شبنم‌ یخ‌زده‌ مؤثر است‌ ( الشفاء، 38). و ... .

شگفتیهای برف
همه ما می‌دانیم که ، برف در حقیقت چیزی جز آب یخ زده نیست. اما ، پس چرا از نظر ظاهری ، با یخ تفاوتهای بسیاری دارد؟! در حقیقت در هر دانه برف ، تعداد زیادی بلور یا کریستال یخ وجود دارد و انعکاس نور از تمام رویه‌های این بلورها ، باعث می‌گردد که ، دانه برف سفید رنگ دیده شود. برف هنگامی که بخار آب در جو منجمد می‌شود، تشکیل و سپس باریدن می‌گیرد. بلورهای ریز برف روشن و شفاف‌اند. زیرا در هوا جریانهای گوناگون به حرکت در می‌آیند. هنگامی که این شرایط پدید می‌آید، بلورهای برف در اطراف هسته‌ای جمع می‌شوند. هنگامی که این گروه متشکل از بلورهای برف ، به اندازه کافی بزرگ شدند، شناور گردیده و به سمت پایین حرکت می‌کنند. برخی از این بلورها مسطح ، برخی دیگر سوزنی و یا گرد هستند. اما ، صرفنظر از شکل آنها ، بلورهای برف همواره شش پهلو ، یا زاویه دارند. جالب آنکه شاخه‌های هر دانه برف به تنهایی شبیه هم هستند، اما در هر حالت ، طرز قرار گرفتن شاخه‌ها متفاوت است.
بنابراین حتی دو دانه برف را نمی‌توانید پیدا کنید که مشابه همدیگر باشند. نکته جالب دیگر آن که برف فقط به رنگ سفید نمی‌بارد! در خیلی از نقاط جهان برف قرمز ، سبز و حتی آبی و سیاه رنگ نیز مشاهده شده است. علت این حالت و رنگهای متفاوت ، وجود گرد و غبار ، آلاینده‌های طبیعی یا صنعتی و حتی وجود قارچهای ریز شناور در هواست، که هنگام ریزش برف جمع شده و مخلوط با آن فرو می‌ریزند. چون برف محتوی مقدار زیادی هواست، هادی ضعیفی برای گرما به شمار می‌رود، و این از جمله شگفتیهای بی نظیر برف به شمار می‌رود. در حقیقت به همین علت است که پوششی از برف ، می‌تواند، سبزیهای در حال خواب مزارع را محافظت کند و یا از درختان ، در مقابل سرمای بیش از حد نگهداری کند و اسکیموها را در کلبه‌های برفی امان دهد، در حقیقت برف بزرگترین پشتوانه ، بر زندگی بشر ، در زمینه آبیاری و کشاورزی است.
اما این حقیقت را نیز نباید از نظر دور داشت که ، در روزهای برفی چشمان ما ، ممکن است به شدت آسیب ببینند، و یا بارش برف می‌تواند باعث مسدود شدن راهها ، ایجاد سیلابها و بهمنها و بسیاری مسائل دیگر باشد. همه ساله تعداد زیادی از جانداران و حتی انسانها ، بخاطر سرمای شدید و بارش برف ، جان خود را از دست می‌دهند. خودروها دچار تصادف می‌شوند و خانه‌هایی نیز ویران می‌گردند. البته تمامی این مشکلات ، معمولا به دلیل عدم استفاده صحیح انسانها ، از هوش خرد است. زیرا به نظر می‌رسد که چرخه طبیعت روش خود را برای چرخه آب در میان آسمان و زمین به صورت متعادل دارد، پس این انسانها هستند که باید با پیشگیریهای لازم و محافظت از منابع طبیعی ، همه چیز را در حالت متعادل نگاه دارند.
اسلیت (Sleet)
اگر قطرات در حال ریزش از ابرها با لایه هوایی که دارای دمای زیر نقطه انجماد است برخورد کند، اغلب به صورت باران یخ زده یا مخلوطی از آب و برف در می‌آید. این امر حکایت از وارونگی حرارت در لایه‌ای از هوا دارد، هر چند که میزان آن اندک باشد. در انگلستان به مخلوطی از برف و باران و یا برف تا حدود ذوب شده (اسلیت) می‌گویند.

تگرگ (Hail)
تگرگ حاصل حرکات قائم شدید، قطرات باران است که در طوفانهای رعد و برق مشاهده می‌گردد. در چنین حالاتی ، قطرات آب درون یک توده هوا در نتیجه حرکات قائم سریع به سطح زیر نقطه انجماد رسیده و به سرعت منجمد شده و با انباشتگی از برف و آب در سطوح مختلف رشد می‌کنند. این چنین حرکات قائم سریع ، به ویژه در ابرهای از نوع کومولونیمبوس بوجود می‌آید که درای سرعت دوازده تا سی متر در ثانیه می‌باشند، بعضاً تگرگ دارای اندازه‌ای در حدود پنج و نیم میلی‌متر و شکلی شبیه به برف را داشته و متشکل از دانه‌های گرد و تیره است و گاهی نیز تگرگ بصورت دانه‌هایی با قطر پنج تا پنجاه میلی‌متر و یا بصورت پارچه‌ای از یخ فرو می‌ریزد.

باروت Gunpowder

باروت ماده‌ای است که به‌سرعت می‌سوزد و از همین رو در سلاح‌های گرم به‌عنوان ماده پیشرانه بکار می‌رود.
باروت بر دو گونه اصلی است: باروت سیاه و باروت بی دود.
باروت سیاه نخستین نوع باروت بود. اختراع آن را در حدود قرن‌های هفتم تا نهم میلادی به چینی‌ها، مسلمانان (عرب‌ها، ایرانیان) و حتی به راجر بیکن (کیمیاگر انگلیسی سدهٔ سیزدهم میلادی) نسبت می‌دهند.

پیشینه
گاه اختراع باروت به چینی ها در سده دهم میلادی نسبت داده می‌‌شود و گاه ادعا می‌‌شود که «باروت حقیقی یک اختراع اروپایی متعلق به سده سیزدهم میلادی است.» در رساله‌ای از راجر بیکن (۱۲۴۲ یا ۱۲۴۸) آمده است: «ترکیب شوره و سولفور شعله‌ای درخشان و صدایی رعدآسا ایجاد می‌‌کند.» این اولین سند مکتوب درباره باروت در تاریخ غرب است.
قدمت کهن‌ترین گزارش هایی که به کاربرد باروت در چین دلالت دارد به سال ۱۲۳۲ میلادی می‌‌رسد و این زمانی است که مغولان به مرکز ایالت هونان حمله بردند و مدافعین چینی از نوعی «نیزه‌های آتشین پرتاب شونده» و ------ های منفجرشونده استفاده کردند که مشخصات آن چندان روشن نیست. این فقرات گروهی از محققین را به این نتیجه رسانیده که چینی ها در آن زمان باروت را کشف کرده بودند.
در همین سده باروت در اروپا نیز پدیدار شد و شواهدی در دست است که نشان می‌‌دهد در سال ۱۲۴۱ مغولان در جنگ های اروپایی خود از آن استفاده می‌‌کردند.
پیشینه آشنایی مسلمانان با باروت و سلاح های آتشین به قبل از سده سیزدهم میلادی و به اندلس و شمال افریقا می‌‌رسد. مسلمانان اندلس در سده دوازدهم باروت را می‌‌شناختند و در سال ۱۱۱۸ در جنگ های شبه جزیره ایبری توپ و اسلحه آتشین به کار می‌‌بردند. ابن خلدون از کاربرد اسلحه آتشین در سده سیزدهم میلادی و در یکی از جنگ های ابویوسف، سلطان مراکش، در سال ۶۷۲ ق./ ۱۲۷۳ م. خبر می‌‌دهد: «و از انباری که با آتش و باروت بطور شگفت آوری مشتعل شده بود به دشمن آتش می‌‌افکند و قدرت خداوند از این عملیات هولناک ظاهر می‌‌گشت.» ممالیک مصر در مقابله با لشکرکشی صلیبی (۱۲۴۸ -۱۲۴۹) لویی نهم فرانسه (لویی قدیس) از توپ استفاده می‌‌کردند و به نوشته یک ناظر فرانسوی «هر بار که یک توپ در می‌‌رفت، پادشاه فرانسه متعجب می‌‌شد و فریاد می‌‌کرد: عیسای عزیز، من و افرادم را حفظ کن!» حسن الرماح (متوفی ۶۹۴ ق./ ۱۲۹۴ م.)، در کتاب فنون جنگی، فرمول باروت را بیان داشته و درباره توپ سخن رانده است. با ترجمه کتب عربی به لاتین اولین اطلاعات درباره باروت و کاربردهای نظامی آن به اروپا رسید و راجر بیکن با این ماده آشنا شد.

جرجی زیدان گفته است: «عرب ها [مسلمانان] پیش از دیگران استعمال باروت را می‌‌دانستند و اگر آن ها باروت را اختراع نکرده باشند، لااقل باروت توسط آن ها به مردم [اروپای] قرون وسطی منتقل شده است.” در دایرةالمعارف بریتانیکا در چاپ جدید آمده است: «باروت سیاه هرچند ریشه در چین سده دهم میلادی دارد… ولی شواهدی در دست است که نشان می‌‌دهد اعراب [مسلمانان] نخستین کسانی بودند که آن را تکامل بخشیدند و در سال ۱۳۰۴ اولین تفنگ ها را اختراع کردند.» و در مقاله دیگر چنین آمده است:

برخی گزارش ها حاکی از آن است که اعراب [مسلمانان] در سال ۱۲۴۹ در شبه جزیره ایبری از موشک استفاده می‌‌کردند و در سال ۱۲۸۸ با این سلاح به شهر والنسیا حمله بردند. در اوایل سده چهاردهم میلادی نیز مسلمانان اندلس در جنگ با صلیبیون از توپ استفاده می‌‌کردند. اسماعیل، امیر غرناطه، برای درهم شکستن حصار شهر هوسکار (۷۲۴ ق./ ۱۳۲۴ م.) از دستگاه بزرگی بهره جست که با باروت کار می‌‌کرد و گلوله هایی پرتاب می‌‌نمود که با صدای رعدآسا به قطعات کوچک تقسیم می‌‌شد و خرابی های بزرگ بر جای می‌‌نهاد. نوزده سال بعد مدافعین مسلمان یکی از شهرهای اندلس در برابر حمله صلیبیون از سلاحی مشابه استفاده می‌‌کردند که گلوله‌های آهنین پرتاب می‌‌کرد.
در سال ۱۲۴۸، یعنی تقریباً مقارن با همان زمان که راجر بیکن فرمول باروت را در رساله خود نوشت و “لویی قدیس” لشکرکشی صلیبی خود را به فلسطین آغاز کرد، فردیناند سوم، شاه کاستیل و لیون، از سلاح های آتشین در فتح سویل (اشبیلیه) استفاده نمود. این احتمالاً اولین استفاده نظامی از باروت به وسیله اروپاییان است.

استفاده از ازن در استخرهای عمومی شنا

در صورتيكه شما صاحب استخر عمومي هستيد احتمالا بارها با اين جملات برخورد كرده ايد كه "با استفاده از ازن نيازي به استفاده از كلر در استخر عمومي نمي باشد." و يا " ازن اكسيد كننده خطرناكي مي باشد كه در صورت تنفس و يا تماس با بدن موجب آسيب جدي مي گردد". اين جملات متناقض و موارد مشابه آن باعث ايجاد سوالات فراواني در بين علاقمندان به شنا و صاحبان استخرها گرديده است. در اين مقاله به صورت اختصار سعي شده است تا با استفاده از منابع معتبر علمي به چند سوال اساسي در مورد ازن پاسخ داده شده، ويژگيهاي مهمي كه در عملكرد مناسب دستگاه ازن ژنراتور موثر هستند بيان گردد.
ازن چيست؟
ازن اكسيد كننده¬اي بسيار قوي مي باشد كه قابليت حذف تركيبات بيماريزاي كلر و بي اثر كردن كليه ميكروارگانيسمهاي مقاوم در برابر كلر را دارا مي باشد. اين ماده بر خلاف كلر تركيبات مضر توليد نكرده و مشكلات مربوط به كلر از جمله سوزش چشم، خشكي پوست وغيره را نيز ايجاد نمي كند. اين خواص باعث استقبال عمومي براي استفاده از اين ماده در استخرهاي عمومي گرديده است.
آيا ازن را مي توان جايگزين كلر كرد؟
صاحبان بسياري از استخرها به منظور حذف مشكلات مربوط به كلر و ارائه خدمات بهتر به مشتريان به فكر استفاده از ازن به عنوان راهكاري نو در حل معضلات قديمي استخرهاي كشور افتاده اند. اما تمامي منابع معتبر از جمله آژانس حفاظت محيط زيست ‌‌]1[ (EPA) به صراحت تاكيد مي نمايند كه ازن به تنهايي براي ضدعفوني آب استخر كافي نبوده و در كنار آن استفاده از يك ضدعفوني كننده مكمل ضروري مي باشد.
چرا ازن به تنهايي كارساز نمي باشد؟
مهمترين سوالي كه مطرح مي شود اين است كه اگر ازن اكسيد كننده اي قوي تر از كلر بوده و تركيبات مضر جانبي هم توليد نمي كند پس چرا نمي توان به تنهايي براي ضدعفوني آب استخر از ازن استفاده نمود؟ مهمترين دلايل اين امر عبارتند از]1[:
1) ازن محلول در آب به سرعت تجزيه مي شود و به اين دليل ازن براي گندزدايي آلودگيهاي ثانويه كاربرد ندارد
2) ازن موجود در آب باعث آسيب رساندن به ششها، مخاط، تحريك پوست و ايجاد خارش مي گردد.
3) بوي ازن حتي در غلظت هاي پايين (0.05 ppm) بسيار نامطبوع و خورنده مي باشد.
به دلايل فوق وجود ازن در داخل استخر مجاز نمي باشد و براي جلوگيري از بروز آلودگي هاي ثانويه در داخل استخر، تزريق كلر ضروري است.

در نتيجه مي توان گفت كه ازن بايد به گونه اي تزريق شود تا قبل از ورود به استخر تمام آن از بين برود و مقدار كمي كلر نيز بايستي براي از بين بردن آلاينده هاي ثانويه به عنوان مكمل به آب تزريق شود.
اگر استفاده از كلر اجتناب ناپذير است، چرا ديگر ازن تزريق كنيم؟
اكنون بايد پرسيد كه با نياز به استفاده از كلر به عنوان ضدعفوني كننده، نقش ازن چيست و آيا استفاده از آن ضرورتي دارد؟ در پاسخ بايد گفت كه ]2[:
1) ازن باعث از بين بردن تركيبات مضر كلر از قبيل تري هالو متانها و كلرآمينها كه منبع توليد سرطان و بو در استخرها مي باشند مي گردد (آلودگي هاي شيميايي).
2) ازن به دليل خاصيت اكسيد كنندگي بالا به سرعت ميكروارگانيسمهايي را كه نسبت به كلر مقاوم هستند را ازبين مي برد (آلودگي هاي ميكربي).
3) ازن بدليل واكنش با مواد آلي موجود در آب آنها را از بين برده و باعث شفافيت آب استخر مي گردد(آلودگي هاي فيزيكي).
4) ازن باعث كاهش مصرف كلر تا حد مقدار اوليه مي گردد.
با توجه به اين خواص با نصب دستگاه ازن ژنراتور مناسب و تزريق مقدار كمي كلر مي توانيد استخري عاري از بو، مواد شيميايي سرطانزا و ميكروارگانيسمهاي مضر داشته باشيد.
استاندارد آب استخر در بسياري از كشورهاي پيشرفته دنيا از جمله آلمان ]3[ تركيب كلر و ازن را به عنوان سيستم مناسب براي ضدعفوني آب استخر توصيه كرده اند.
چه نكاتي را بايد هنگام انتخاب دستگاه ازن درنظر گرفت؟
در هنگام انتخاب دستگاه ازن ژنراتور به موارد زير توجه داشته باشيد:
1) روش توليد ازن:
عمدتاً ازن را مي توان بر مبناي دو روش توليد نمود: لامپ UV و قوس الكتريكي: روش توليد ازن با لامپ UV به دليل محدوديت در مقدار و غلظت ازن توليد شده و همچنين راندمان پايين (مصرف برق بالا) براي استخرهاي شناي عمومي مناسب نبوده و بيشتر براي دستگاههاي گندزدايي هوا كاربرد دارد]4[. روش متداول و مورد تاييد استانداردهاي جهاني براي استخر، توليد ازن با قوس الكتريكي ((Corona مي باشد. اين روش محدوديتي در مقدار توليد ازن با غلظت مناسب ندارد.
2) غلظت ازن توليدي:
در صورتيكه غلظت ازن توليدي از مقدار مشخصي پايين تر باشد نه تنها باعث افزايش كيفيت آب نمي گردد بلكه به دليل خوگرفتن ميكروارگانيسمها با ازن مي تواند حتي باعث رشد باكتريها در استخر نيز بشود.
3) ظرفيت توليد ازن:
مقدار ازن مورد نياز براي هر استخر تابع پارامترهاي مختلفي از جمله حجم استخر، دبي گردشي، سيستم هيدروليك استخر، بار آلودگي استخر، آناليز آب استخر، نوع و ظرفيت دستگاه هاي موجود در مدارتصفيه ، روش و محل تزريق ازن و غيره مي باشد و بايستي براي هر استخر طراحي و محاسبه شود. دستگاههاي با ظرفيت كمتر از حد مورد نياز مشكلات استخر را كاهش نداده بلكه ممكن است باعث تشديد آنها نيز بشوند. در مقابل در صورت استفاده از دستگاههاي با ظرفيت بيشتر از اندازه لازم، ازن مازادي كه در آب باقي مي ماند را بايستي قبل از ورود به استخر كاملا حذف نمود.
4) سيستم اختلاط گاز ازن با آب استخر:
ازن در حرارت 25 درجه به بالا در آب بسختي حل مي شود و بسيار فرار است. سيستم ازن زني بايد داراي سيستم اختلاط كامل براي حل كردن ازن توليد شده در آب باشد. در غير اين صورت فقط مقدار ناچيزي از ازن در آب حل مي شود و مابقي از آب خارج مي گردد. در نتيجه ازن توليد شده در بهبود كيفيت آب بي تاثير خواهد بود.
5) سيستم حذف ازن اضافي:
بطوري كه قبلا اشاره شد، ازن گازي بد بو و بسيار سمي مي باشد و وجود آن در هوا حتي در غلظت هاي پايين براي تنفس مجاز نمي باشد]5[. به همين دليل براي جلوگيري از بروز حوادث ناگوار حتما لازم است تا دستگاه ازن زني داراي سيستم مناسبي براي حذف ازن نامحلول باقيمانده در فاز گازي و جلوگيري از ورود آن به هوا باشد.
6) برق مصرفي:
بعضي از دستگاه هاي ازن با تكنولوژي هاي قديمي مصرف برق بالايي دارند كه باعث افزايش هزينه هاي عملياتي مي گردند. در هنگام انتخاب ازن ژنراتور بايستي به اين موضوع توجه شود.
7) جنس دستگاه مولد ازن:
با توجه به پتانسيل بالاي گاز ازن براي ايجاد خوردگي، محفظه مولد ازن بايستي استنليس استيل 316 به بالا باشد. اين محفظه بايد توانايي تحمل 10 بار فشار را داشته باشد. سيستم هاي ارزان قيمت از محفظه هاي پلاستيكي يا كربن استيل استفاده مي كنند كه داراي طول عمركوتاه بوده و با ايجاد مشكلات در حين كار باعث زياد شدن هزينه هاي راهبري مي گردند.
در نتيجه بايد گفت كه در حاليكه استفاده از ازن به عنوان مكمل سيستم ضدعفوني آب استخرهاي عمومي توصيه مي شود ، عملكرد مطلوب آن مستلزم انتخاب دستگاه مناسب، طراحي، نصب و راه اندازي و نگهداري صحيح سيستم ازن زني مي باشد، از اين رو تخصص شركت فروشنده در زمينه طراحي مهندسي سيستم هاي ازن امري ضروري مي باشد.

تصفیه بیولوژیکی

تصفیه بیولوژیکی یا تصفیه ثانویه فاضلاب ، روشی است که در آن میکرو ارگانیسم های فاضلاب از قبیل باکتریها ، پروتوزوئرها ، قارچها به روش بیولوژیکی باعث تجزیه و تثبیت مواد آلی فاضلاب می شوند . این عمل اساساً در تصفیه خانه های فاضلاب شهری در حوضچه های هوادهی انجام می گیرد.



حوضچه هوادهی ( Areation Tank )



· شرح فرآیند
تصفیه ثانویه به روش لجن فعال بر مبنای اکسیداسیون جهت حذف مواد محلول و ذرات ریزی که در تصفیه اولیه ته نشین نمی شوند متمرکز است . میکروار گانیسم های هوازی این عمل را در چند ساعت یعنی در حین عبور فاضلاب از استخر هوادهی انجام می دهند . قسمتی از مواد معلق تثبیت شده و در اثر این اکسیداسیون به دی اکسید کربن ، آب ، سولفات ها و نیترات ها تبدیل می شوند .
مواد جامد باقیمانده به شکلی تبدیل می شوند که قادراند به صورت لجن در عملیات ته نشینی از فاضلاب جدا شوند . بعد از انجام فرایند هوادهی ، فاضلاب به طرف استخر ته نشینی ثانویه هدایت می شود تا میکروارگانیسم ها از مایع جدا گردند . ارگانیسم های جدا شده به سرعت به استخر هوادهی برگشت داده می شوند تا به صورت لجن فعال عمل نمایند . پساب تصفیه شده معمولاً کلرزنی شده و به خارج از تصفیه خانه هدایت می شود .
هدف اصلی طراحی سیستم های لجن فعال با بار آلی زیاد تبدیل مواد محلول و معلق به مواد قابل ته نشین است . در صورتی که فرایند لجن فعال با بار آلی کم را عمدتاً جهت اکسیداسیون مواد مورد بهره برداری قرار می دهند . اکسیداسیون ممکن است به صورت شیمیایی و یا بیولوژیکی انجام گیرد . در فرایند لجن فعال ، اکسیداسیون بیوشیمیائی ( بیولوژیکی ) توسط باکتری های زنده و فعال انجام می گیرد . همین باکتری ها نیز در صورت بهره برداری مناسب در تشکیل مواد جامد قابل ته نشین موثرند .
هنگامی که فاضلاب وارد استخر هوادهی می شود ، با لجن فعال مخلوط شده و مخلوطی از لجن ، آب و مواد جامد ورودی را تشکیل می دهد . این مواد جامد از فاضلاب های مسکونی ، صنعتی و تجاری ایجاد شده است . لجن فعال اضافه شده حاوی ارگانیسم های زنده مختلف و مفیدی می باشد .
این ارگانیسم ها کارگران تصفیه خانه تلقی می شوند . آن ها از فاضلاب ورودی به عنوان غذا برای رشد و تکثیر خود استفاده می کنند . این ارگانیسم ها با مصرف بیشتر محتویات فاضلاب به عنوان غذا ، فاضلاب را تصفیه می کنند . لجن فعال همچنین تشکیل یک شبکه تورمانند بنام فلوک ( لخته ) را می دهد که باعث به دام انداختن و حذف ذراتی می شود که قابل استفاده ارگانیسم ها به عنوان غذا نیستند .
بعضی از ارگانیسم ها ( کارگران ) نیاز به زمان طولانی جهت استفاده از غذای موجود ( زائد ) در فاضلاب رقابت می کنند . ارگانیسمی که قادر باشد در کوتاه ترین زمان بیشترین عمل تثبیت را انجام دهد در محیط غالب خواهد شد . نسبت غذا به تعداد ارگانیسم ها ، کنترل کننده اصلی و اولیه در فرایند لجن فعال می باشد .
ارگانیسم ها با افزایش بار زائد ( غذا ) و گذشت زمان در استخر هوادهی افزایش می یابند . تحت شرایط مناسب ، اپراتور مقداری از ارگانیسم های اضافی را حذف خواهد کرد تا تعداد کارگران در حد مناسبی باقی مانده و عمل تصفیه به بهترین نحو انجام گیرد . بنابراین حذف ارگانیسم های اضافی از سیستم از فاکتور های مهم در کنترل و نگهداری یک فرایند خوب می باشد .
ارگانیسم ها برای اکسیداسیون مواد زائد که بمنظور تامین انرژی ضروری آن ها جهت رشد و نموصورت می گیرد ، به اکسیژن نیاز دارند که معمولاً از طریق هوا تامین می شود . غلظت کم اکسیژن باعث کاهش فعالیت ارگانیسم های هوازی و باکتری های دوزیستی شده و محیط را برای ایجاد موادی که همراه با تولید بوی ناخوشایند می باشند ، فراهم می کند .
افزایش در تعداد ارگانیسم ها در استخر هوادهی مستلزم افزایش غلظت بیشتر اکسیژن محلول در محیط می باشد . غذای بیشتر در فاضلاب ورودی فعالیت بیشتر ارگانیسم ها را به دنبال داشته و نیز اکسیداسیون بیشتر مواد آلی را موجب می گردد . در نتیجه در استخر هوادهی و همچنین برای تثبیت کامل مواد زائد مقادیر بیشتری اکسیژن مورد نیاز است . لذا کنترل غلظت اکسیژن محلول (DO ) در استخر هوادهی از آزمایش هاي مهم در عملکرد مناسب این فرآیند می باشد .
با حداقل میزان اکسیژن محلول برای فعالیت ارگانیسم ها در استخر هوادهی وجود داشته باشد تا راندمان تصفیه مورد نظر حاصل گردد . در صورتی که مقدار DO در استخر هوادهی خیلی کم باشد ، باکتری های رشته ای در فلوک غالب خواهد شد و در این حالت فلوک ، در استخر های ته نشینی ثانویه ته نشین نخواهد شد .
همچنین اگر مقدار DO خیلی زیاد باشد ، فلوک های نوک سوزنی تولید می شود و این فلوک ها نیز در ته نشینی ثانویه دارای خاصیت ته نشینی مناسبی نیستند . بنابراین می بایست همواره غلظت مناسب DO در استخر هوادهی وجود داشته باشد تا مواد جامد به طور مناسب ته نشین شده و پساب خروجی نیز استاندارد های مورد نظر را حفظ نماید .
جریان ورودی می بایست به طور منظم به دو واحد تصفیه مشابه و یا بیشتر تقسیم می گردد . اگر تصفیه خانه شما مجهز به حوضچه تقسیم کننده است ، لازم است به طور دوره ای نسبت به تخمین و کنترل آن اقدام شود تا از تقسیم یکنواخت و منظم جریان ورودی اطمینان حاصل گردد .
جهت کنترل فرایند راندمان مناسب سیستم اپراتور باید غلظت جامدات لجن فعال در استخر هوادهی و ته نشینی ثانویه را اندازه گیری کند . جامدات تا زمانی که در استخر ته نشینی ثانویه می باشند در شرایط وخیمی قرار دارند . عمق بستر لجن در استخر ته نشینی ثانویه و نیز جامدات در استخر هوادهی از فاکتور های مهم در تصفیه فاضلاب می باشند . آزمایش توسط سانتریفوژ تخمین سریعی از غلظت جامدات در واحد های هوادهی به ما می دهد . آزمایش تعیین غلظت جامدات می باید بطور دوره ای انجام شود و با نتایج حاصل از ازمایش سانتریفوژ مقایسه گردد .
قبل از اتخاذ هر گونه تصمیمی مبنی بر تغییر می بایست نسبت به اندازه گیری غلظت جامدات اقدام گردد . اگر چه مشاهده مستقیم به ما نشان می دهد که چه اتفاقاتی در عمل رخ می دهد .
آزمایش قابلیت ته نشینی ، درجه و حجم جامداتی که در استخر ثانویه ته نشین می شوند را نشان می دهد . ته نشینی اولیه جهت ته نشینی ذرات در کف و یا شناور در سطح استخر در نظر گرفته می شود . لجن فعال کمک می کند که عمل ته نشینی بوسیله تجمع و چسبندگی ذرات ریز که از تصفیه اولیه و یا فاضلاب خام وارد شده عملی و تسریع گردد . به هر دلیل که فعالیت ارگانیسم ها با مشکل مواجه شود و قادر به تبدیل مواد جامد محلول نباشد کیفیت پساب حاصل از استخر ته نشینی ثانویه رضایت بخش نخواهد بود .
برای رسیدن به عملکرد مناسب فرآیند لجن فعال ، بهره برداران باید تعداد ارگانیسم ها ، غلظت اکسیژن محلول در استخر هوادهی و زمان تصفیه را کنترل نمایند . هنگامی که این فاکتور ها تحت کنترل مناسب درآیند ، ارگانیسم ها قادر می شوند جامدات محلول را تبدیل نموده و با عمل تجمع ذرات ریز آن ها را بصورت فلوک در آورند .
فلوک لجن فعال از میلیون ها ارگانیسم تشکیل شده اند ( [IMG]file:///C:/Users/pardis/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png[/IMG] تا [IMG]file:///C:/Users/pardis/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.png[/IMG]عدد در هر صد میلی لیتر لجن فعال خوب ) و شامل باکتری ها ، قارچ ها ، پروتوزوئر ها و کرم ها می باشند . وقتی که فلوک های لجن فعال از استخر های ته نشینی ثانویه به تانک هوادهی برگشت داده می شوند ، رشد ارگانیسم ها در نتیجه دسترسی به غذا که از جریان ورودی فاضلاب حاصل می شود آغاز می گردد . سطح فلوک های لجن فعال بی شکل بوده و این امر انتقال آلودگی های فاضلاب به سطح فلوک ها بوسیله پدیده های مکانیکی مثل جذب سطحی ، جذب بوسیله نفوذ مولکولی و یا چسبندگی را تشدید می کند . بسیاری از موادی که به عنوان غذا قابل استفاده نیستند به روش های فیزیکی به سطح فلوک چسبیده و به این شکل کیفیت پساب خروجی از تصفیه بهبود می یابد .
بخشی از موادی که به سطح فلوک ها می چسبند در نتیجه اکسیداسیون بیولوژیکی به توده سلولی و مواد ساده تر تبدیل می شوند . خاکستر و یا مواد معدنی ( گل و لای و ماسه ) به فلوک ها می چسبند و باعث افزایش چگالی فلوک ها می شوند . اختلاط در استخر هوادهی باعث برخورد فلوک ها به یکدیگر شده و در نیجه باعث افزایش اندازه فلوک ها می گردد . این فلوکها در نهایت به اندازه کافی سنگین شده و قادراند در استخر ته نشینی ثانویه ، ته نشین و حذف گردند . در این حالت لجن حاوی ارگانیسم های زیاد و نیز زائدات می باشد.
مرحله ی بعدی در فرایند لجن فعال حذف لجن از استخر ته نشینی ثانویه است . بعضی از مواد تبدیل شده به صورت گاز به اتمسفر رها می شوند ( دی اکسید کربن و گاز های فرار ) ، مقداری از جامدات به استخر هوادهی برگشت داده شده تا با فاضلاب ورودی تماس پیدا کند و فاضلاب ورودی را تصفیه نماید . باقیمانده زائدات لجن فعال می بایست حذف شده و از سیستم خارج شود . بعد از اینکه جامدات لجن از استخر ته نشینی خارج شدند ، فاضلاب تصفیه شده به مرحله پیشرفته فاضلاب و یا به قسمت کلرزنی هدایت می گردد .
بهره برداری موفقیت آمیز یک تصفیه خانه به روش لجن فعال مستلزم آگاهی و کنترل دائم بهره برداران از فاکتور هایی است که بر فرایند اثر می گذارند و برای فعال نگاه داشتن دائم ارگانیسم ها در سیستم لجن فعال ، بهره برداران می بایست شرایط مناسب را فراهم کند . غلظت بالای اسید ، مواد قلیائی و ترکیبات سمی باعث بوجود آمدن شرایط نا مناسب و در نهایت مرگ ارگانیسم ها می شود . جریان نا منظم فاضلاب ورودی سبب با بیش از حد ، گرسنگی و سایر مشکلات می شود که این امر موجب اختلال در فرایند لجن فعال می گردد . عدم تامین اکسیژن کافی منجربه شرایط محیطی نا مناسب شده و در نهایت باعث کاهش فعالیت های ارگانیسم ها می گردد .
هر چند داشتن بهره برداری موفق از یک سیستم لجن فعال مستلزم داشتن آگاهی و رعایت نکات زیادی می باشد ولی کنترل دقیق فرایند همان گونه که شرح داده شد راحت و ساده است .
مواردی که می بایست در نظر داشت عبارتند از : داشتن غلظت مناسب جامدات ( فلوک ها ) در استخر هوادهی و تناسب آن با غلظت فاضلاب ورودی ( غذا ) ، میزان پمپاژ لجن و تنظیم اکسیژن جهت داشتن میزان مناسب اکسیژن محلول در فرایند .
هواده های سطحی ( شش دستگاه ) با ایجاد اختلاط کامل فاضلاب وظیفه اکسیژن رسانی به باکتری های هوازی را بعهده دارند . انرژی مورد نیاز هواده ها از طریق الکتروموتور گیر بکس های عمومی تامین می گردد .
میزان انتقال اکسیژن با تنظیم مقدار غوطه وری پروانه هوادهی در فاضلاب و توسط دریچه های سرریز قابل تنظیم صورت می پذیرد . عملکرد هواده های سطحی بدون توقف و به صورت پیوسته می باشد همچنین تعداد هواده های در حال کار نیز با توجه به دبی عبور از پارشال فلوم تعیین و در مدار قرار می گیرد . کارایی واحد هوادهی به شکلی است که پارامتر[IMG]file:///C:/Users/pardis/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png[/IMG] در خروجی حدود [IMG]file:///C:/Users/pardis/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.png[/IMG] می باشد .
در ضمن موتور های هواده ها توسط کلید از محل و از اتاق کنترل قابل روشن و خاموش کردن می باشد . و روشن و خاموش بودن هواده ها توسط لامپ نشان دهنده در محل و در اتاق کنترل قابل نمایش است .

آشکار سازهای کروماتوگرافیاساس cromatograficas

این آشكارساز بر روی درجه از دست دادن حرارت از فیلامانها به گاز اطراف خود می باشد و از دست دادن حرارت بستگی به تركیب گاز دارد.
آشکارساز هدایت گرمایی ( T.C.D) :
اساس این آشكارساز بر روی درجه از دست دادن حرارت از فیلامانها به گاز اطراف خود می باشد و از دست دادن حرارت بستگی به تركیب گاز دارد. هدایت حرارتی اغلب ترکیبات آلی از گاز حامل بیشتر است. در اثر گرم شدن سیم پیچها شدت جریان عبوری کاهش می یابد.
عوامل موثر در حساسیت آشكارساز :
1- جریان الكتریكی : هر چه جریان بیشتر شود حساسیت زیادتر خواهد شد ولی افزایش بیش از حد باعث سوختن فیلامانها خواهد شد .
2- گاز حامل : هر چه قابلیت هدایت گرمایی گاز حامل بیشتر باشد حساسیت بیشتر خواهد شد به همین جهت گاز هلیم و هیدروژن برای این آشكارساز مناسب می باشد ولی هیدروژن به دلیل قابل انفجار بودن كمتر مورد استفاده قرار می گیرد .
3- درجه حرارت : افزایش شدت جریان باعث افزایش درجه حرارت فیلامانها شده كه نتیجه آن افزایش حساسیت آشكارساز می باشد .

رعایت نكات زیر هنگام كار با T.C.D ضروری است :
1- قبل از روشن نمودن آشكارساز گاز حامل را در سرویس قرار داده و از خروج گاز از خروجی آشكارساز مطمئن شوید .
2- هنگام خاموش كردن دستگاه ، ابتدا جریان فیلامانها را قطع كرده اجازه دهید درجه حرارت آشكارساز پایین آید سپس جریان گاز را قطع كنید .
3- هنگام تعویض ستون ، یا Septum و یا هر تغییر دیگر جریان عبوری از فیلامانها را قطع كنید چون وجود اكسیژن باعث اكسیده شده فیلامانها گشته ، حساسیت آشكارساز را كم خواهد كرد .
4- تزریق نمونه هایی نظیر اسید كلرید ریك ، الكیل هالیدها وتركیبات خورنده به آشكارساز صدمه خواهد زد .

آشكارساز یونیزاسیون شعله ای : ( F.I.D)
اساس این آشكارساز برروی قابلیت هدایت الكتریكی گاز كه بستگی به ذرات باردار دارد قرار دارد . گاز خروجی از ستون همراه با نمونه بین دو الكترود وارد شده ، یونیزه می شوند .
اکثر ترکیبات آلی هنگامی که در دمای شعله هیدروژن-هوا، گرماکافت میشوند، واسطه های یونی تولید میکنند که مکانیسمی را در اختیار میگذارند که توسط آن الکتریسیته میتواند از درون شعله عبور کند.
عمل یونیزاسیون در شعله بدرستی روشن نیست و ممكن است یكی از حالتهای زیر اتفاق بیافتد .
1- تشكیل یون H3O + و اگزوترمیك بودن فعل و انفعال باعث عمل یونیزاسیون می شود.
2- یونیزاسیون توسط شعله ایجاد شده در آشكارساز .
3- تشكیل رادیكال آزاد كه اگزوترمیك می باشد باعث عمل یونیزاسیون می شود . به هر حال در اثر یونیزاسیون یك میكرو جریان به وجود آمده كه پس از تقویت توسط یك الكترومتر به صورت یك سیگنال به ثبات فرستاده می شود .
فاصله بین دو الكترود مانند یك مقاومت متغیر عمل كرده و مقدار مقاومت از روی تعداد ذرات باردار معین می شود . شعله ایجاد شده در این آشكارساز حاصل مخلوط هوا و هیدروژن می باشد . ناخالصی های موجود در گاز حامل و bleeding ستون همیشه یك جریان ثابتی از ذرات باردار بین دو الكترود ایجاد می نماید كه به جریان زمینه موسوم می باشد كه معمولا برای حذف این جریان از Bucking Votlage استفاده می شود تا خط مبدا بدون پارازیت باشد . برای استفاده از این آشكارساز در ماكزیمم حساسیت ،
نیاز به بهینه كرده سرعت جریان گازهای هوا و هیدروژن می باشد كه معمولا هیدروژن و هوا می باشد و دامنه خطی آشكارساز 107 می باشد .
آلوده شدن FID و تمیز كردن آن :
آلودگی در این آشكارساز به سه دسته تقسیم می شوند ؛
1- آلوده شدن توسط فاز مایع
2- آلوده شدن در اثر استفاده از حلالهایی نظیر بنزن و تولوئن
3- آلوده شدن توسط آب
فازهای مایع سیلیكونی به دلیل تشكیل SiO2 در شعله باعث آلوده شدن این آشكارساز شده و وجود ذرات SiO2 در قسمتهای Jet , Collector Ion سبب نوساناتی در خط مبدا خواهد شد در چنین مواردی باید دتكتور را باز كرده قسمت های آلوده شده را با حلال مناسب و یا سمباده نرم تمیز نمود .
استفاده از حلالهایی نظیر بنزن و تولوئن در شعله ایجاد دوده نموده و آلوده شدن قسمتهای مختلف سبب نوساناتی در خط مبدا خواهد شد كه باید آشكارساز تمیز گردد .
در صورت پایین بودن درجه حرارت آشكارساز آب تشكیل شده در شعله آنرا آلوده كرده كه برای رفع آن كافی است درجه حرارت آشكارساز بالاتر از 120°c انتخاب شود .

پيشرفت‌هاي سميت‌زدايي ترکيبات آلي کلرداربا نانوذرات آهن

خلاصه استفاده از نانوذرات آهن، يک فناوري نوين در احياي ترکيبات سمي کلردار محسوب مي‌شود. تحقيقات نشان مي‌دهند که نانوذرات آهن مي‌توانند به عنوان عامل احياکننده و کاتاليزور در سميت‌زدايي تعداد زيادي از آلاينده‌هاي محيط‌زيست، مانند حلال‌ها، آفت‌کش‌هاي آلي کلردار و بي‌فنيل‌هاي پلي‌کلريد عمل کنند. با کوچک شدن اندازه ذرات آهن در حد نانو، سطح ويژه و در نتيجه فعاليت سطحي ذرات افزايش مي‌يابد. در راستاي توسعة فناوري‌نانوذرات آهن براي اصلاح آب، نانوذرات دوفلزي که از رسوب‌دهي يک فلز کاتاليزور بر روي ذرات آهن تشکيل مي‌شود، تهيه شده‌است. بررسي سازوکار ذرات دوفلزي نشان مي‌دهد که واکنش احياي ترکيبات آلي کلردار از طريق هيدروژني که در سطح فلز کاتاليزور تشکيل مي‌شود، انجام مي‌گردد. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده، سرعت و بازده هالوژن‌زدايي نانوذرات دوفلزي نسبت به نانوذرات آهن بيشتر است. محصولات نهايي در اين روش به‌طور عمده شامل هيدروکربن‌هاي اشباع مثل متان، اتان، بوتان، هگزان و اکتان است

.متن مقاله

مقدمه

رشد روزافزون جمعيت کشورها و فعاليت‌هاي صنعتي و کشاورزي از يک سو و رعايت نكردن الزامات زيست‌محيطي از سوي ديگر، سبب شده‌است تا در چند دهة اخير، مقادير زيادي از آلاينده‌ها مانند هيدروکربن‌هاي آلي کلردار به‌واسطة عواملي نظير دفع نامناسب پساب‌ها و ضايعات مراکز صنعتي و شهري، استفادة وسيع از آفت‌کش‌ها، علف‌کش‌ها و. . . ، به منابع آب‌هاي زيرزميني وارد و موجب کاهش کيفيت آب شوند [1]. حلال‌هاي آلي کلردار مثل تتراکلرواتن، تري‌کلرواتن، دي‌کلرواتن و وينيل‌کلرايد از جمله رايج‌ترين آلاينده‌ها هستند. ترکيبات آلي کلردار، که بسيار سمي و غيرقابل تجزية زيستي هستند، جزء شايع‌ترين و متداول‌ترين آلاينده‌هاي آب‌هاي زيرزميني به شمار مي‌روند [2]. ترکيبات آلي کلردار ضمن ايجاد اثرات سمي بر دستگاه اعصاب، خاصيت سرطان‌زايي نيز دارند [3].
از اواسط سال 1990، پيشرفت‌هاي مهمي در تبديل آلاينده‌هاي آلي کلردار به محصولات بي‌ضرر نظير متان، اتان، با استفاده از فلزات ظرفيت صفر مثل قلع، روي، پالاديوم و آهن صورت گرفت که آهن رايج‌ترين اين فلزات است. در اين فناوري ابتدا از براده‌هاي آهن و سپس از کلوئيدهاي آهن در اندازة ميکروني استفاده شد [4].
مطالعات وسيع در 15 سال اخير ثابت کرده‌است که آلاينده‌هاي محيط‌زيست مي‌توانند از طريق اکسيداسيون آهن ظرفيت صفر احيا شوند. بازده سميت‌زدايي، قيمت پايين و بي‌خطر بودن آهن، باعث توسعة يک روش نوين در احياي آلايندهاي محيط زيست به ويژه در آب‌هاي زيرزميني شده‌است [4].
عموماً واکنش بين ترکيبات آلي کلردار (CxHyClz) و آهن در محلول آبي به‌صورت زير بيان مي‌شود.
(1)
که در آن آهن به عنوان عامل کاهنده در حذف کلر رفتار مي‌کند. اين واکنش مشابه فرايند خوردگي آهن است که در تغيير شکل آلاينده‌هاي کلردار مفيد است [5].

شکل (1) تصوير TEM نانوذرات آهن [9]

فناوري استفاده از نانوذرات آهن در احياي آلاينده‌هاي کلردار حرکت جديدي است که نسبت به روش‌هاي قبلي بسيار اقتصادي‌تر و کارامدتر است. زماني که اندازة ذرات آهن به مقياس نانو کاهش مي‌يابد تعداد اتم‌هايي که مي‌توانند در واکنش درگير شوند افزايش، و در نتيجه سرعت واکنش‌پذيري بيشتر مي‌شود. اين امر موجب مي‌شود که نانوذرات آهن قدرت انتخاب‌پذيري بيشتري نسبت به براده‌هاي آهن داشته باشند [6].
اگر چه استفاده از نانوذرات آهن به جاي ميکرو و يا براده‌هاي آهن در احياي آلاينده‌ها بسيار مؤثر بود و حتي در اين فناوري موفق به احياي پرکلرات‌ها شدند که با روش‌هاي قبلي امکان‌پذير نبود، ولي مشاهده شده‌است که در بعضي موارد، محصولات واکنش به مراتب سمي‌تر از ماده اوليه هستند. به عنوان مثال از احياي تري‌کلرواتيلن مي‌تواند وينيل‌کلرايد تشکيل شود که بسيار سمي است [7 و2].
درمسير توسعة فناوري‌نانوذرات آهن در اصلاح آب و خاک، گروه ژنگ (zhang) نانوذرات دوفلزي آهن- پالاديوم را در سال 1996 سنتز كردند. پس از آن در روش‌هاي مشابهي از فلزات کاتاليزوري ديگر مثل پلاتين، نقره، نيکل، کبالت و مس براي تهيه نانوذرات دو فلزي با آهن استفاده شد. بررسي نانوذرات دوفلزي نشان مي‌دهد که سرعت و بازده سميت‌زدايي اين ذرات بيشتر از آهن است. حضور يک عامل کاتاليزوري باعث مي‌شود که سرعت واکنش هالوژن‌زدايي بيشتر و از تشکيل محصولات جانبي سمي جلوگيري شود [8].
روش آزمايشگاهي
سنتز نانوذرات آهن از ابتکاراتي است که اولين بار در سال 1996 توسط ژنگ انجام شد. در اين روش، آهن فريک به‌وسيله بوروهيدرايد سديم طبق واکنش زير احيا مي‌شود [9]:
(2)
براي تهيه نانوذرات دوفلزي آهن- پالاديوم، نانوذرات آهن تازه‌تهيه‌شده به محلولي از اتانول و استات پالاديوم اضافه مي‌شوند. اين امر طبق واکنش زير منجر به ته‌نشيني پالاديوم بر سطح آهن مي‌شود:
(3)
در اين روش از آهن به عنوان فلز پايه و از از پالاديوم به عنوان فلز کاتاليزگر استفاده مي‌شود. تصاوير ميکروسکوپ الکتروني عبوري نانوذرات آهني که به اين روش سنتز شدند، نشان مي‌دهند که بيشتر از 90 درصد ذرات، قطري در حدود يک تا صد نانومتر دارند [9].
سازوکار نانوذرات آهن
بررسي واکنش‌هاي احياي نانوذرات آهن در محلول‌هاي آبي نشان مي‌دهد که آهن فلزي، يون فرو و هيدروژن گازي احياکننده‌هاي اصلي در محيط هستند. احياي آلاينده‌ها در سطح آهن مي‌تواند از طريق انتقال الکتروني و يا تشکيل هيدروژن انجام شود [10].
بررسي سازوکار نانوذرات دوفلزي Ni-Fe نشان مي‌دهد كه همزمان با قرارگيري ذرات دوفلزي Ni-Fe در يک محلول آبي، يک پيل گالواني تشكيل مي‌شود كه Fe به فلز کاتاليزور الکترون مي‌دهد و Ni به‌وسيلة آهن، حفاظت کاتدي مي‌شود. زماني که آهن اکسيد مي‌شود، با آب تشکيل هيدروکسيد و يا اکسيد آهن مي‌دهد و پروتون‌ها روي سطح Ni به اتم‌هاي هيدروژن و مولکول هيدروژن تبديل مي‌شوند [2]. براساس اين سازوکار، واکنش هالوژن‌زدايي از طريق هيدروژن جذب‌شده بر روي کاتاليزور Ni-Fe به‌سرعت انجام مي‌شود [8‍].
(4)
(5)
ترکيب هالوژن‌دار روي سطح ذرات Ni-Fe جذب و پيوند C-Cl شکسته مي‌شود. سپس، اتم کلر جايگزين هيدروژن مي‌گردد (شکل 2) [2].

شکل (2) تصويري از سازوکار واکنش هالوژن زدايي يک ترکيب آلي کلردار با نانوذرات Ni-Fe ] 2[

با توجه به مطالب فوق، سازوکار نانوذرات دوفلزي در واکنش‌هاي هالوژن‌زدايي موجب تشکيل هيدروژن مي‌شود. در حالي‌که ذرات تک‌فلزي و همچنين مخلوط فيزيکي دوفلز عملکرد متفاوتي دارند. اين موضوع از طريق اندازه‌گيري ميزان هيدروژن توليدشده در آب به‌وسيلة نانوذرات آهن، نانوذرات نيکل، نانوذرات دوفلزي Ni-Fe و مخلوط فيزيکي نانوذرات آهن و نانوذرات نيکل ثابت شده‌است.

شکل (3) مقايسة مقدار هيدروژن توليدشده از واکنش نانوذرات دوفلزي، تک‌فلزي و مخلوط آن‌ها با آب. مربع مربوط به نانوذرات آهن، دايره‌ مربوط به نانوذرات نيکل، لوزي‌، مخلوط فيزيکي نانوذرات آهن و نانوذرات نيکل و مثلث مربوط به نانوذرات Ni-Fe است [2].

مطابق شکل (3) ميزان هيدروژني كه نانوذرات دوفلزي Ni-Fe توليد مي‌كند، بيشتر از بقية ذرات است و اين مي‌تواند به‌دليل تماس الکتروني بين دو فلز آهن و نيکل باشد [2].

شکل (4) ميزان گاز هيدروژن (molμ) که به‌وسيلة نانوذرات Ni-Fe در آب و در يک دورة زماني طولاني توليد شده‌است [2]

شکل (4) نشان مي‌دهد که سرعت تشکيل هيدروژن در ابتداي واکنش به‌شدت افزايش يافته و با گذشت زمان، سطح آهن غيرفعال و سرعت واکنش کند مي‌شود [2].
محصولي که در ابتدا از کلرزدايي تري‌کلرو‌اتيلن به‌وسيلة نانوذرات Ni-Fe به دست مي‌آيد، شامل اتيلن و بوتن است که با پيشرفت واکنش، آلکان‌هاي زنجيره‌اي و شاخه‌دار (C1-C8) علاوه بر اولفين‌ها تشکيل مي‌شوند. پس از يک دورة زماني طولاني، آلکن‌ها به طور کامل احيا مي‌شوند و آلکان‌هايي با تعداد کربن زوج، مثل بوتان، هگزان و اکتان توليد مي‌کنند. محصولات داراي کربن زيادتر به‌علت شکستن پيوند C-C به‌وسيلة کاتاليزور Ni تشكيل مي‌شوند [2].
نتيجه‌گيري
مطالعات انجام‌شده بر روي هالوژن‌زدايي ترکيبات آلي کلردار به‌وسيلة آهن، نشان مي‌دهد که مرحله تعيين کننده سرعت، مرحلة انتقال الکترون به مولکول جذب سطحي شده‌است. اين سازوکار بيان مي‌کند که سرعت احياي دي‌کلرو‌اتيلن و وينيل‌کلرايد که پذيرنده الکترون ضعيف‌تري نسبت به تري‌کلرو‌اتيلن هستند، کندتر است. در بررسي تأثير آهن در احياي تري‌کلرو‌اتيلن مشاهده شده‌است که بعضي از محصولات واکنش احيا، مثل وينيل‌کلرايد، مي‌توانند به مراتب سمي‌تر از ترکيبات اوليه‌شان باشند. همان‌طورکه قبلاً بيان شد، واکنش هالوژن‌زدايي آلاينده‌هاي آلي کلردار با نانوذرات دوفلزي از طريق احياي هيدروژن صورت مي‌گيرد. بنابراين، سرعت واکنش احيا به‌وسيله نانوذرات دوفلزي، به مراتب بيشتر از واکنش احيا از طريق انتقال الکتروني است. افزايش سرعت واکنش آلاينده‌ها، از تشکيل محصولات فرعي سمي جلوگيري مي‌کند. همچنين با استفاده از نانوذرات آهن مي‌توان برخي از آلاينده‌هاي بسيار مقاوم مثل پرکلرات را تجزيه کرد.
اين روش به‌راحتي در شرايط محيطي قابل استفاده است و نياز به فراهم نمودن شرايط خاصي مثل دماي بالا وجود ندارد.
مراجع:

[1] کماني، ح. ، شهوري، م. ، احمدي مقدم، م. ، "آفت‌کش‌ها تهديدي جدي براي منابع آب"، مجلة آب و محيط زيست، شمارة 62، ص 17-20، شهريور 1384.
[2] Schrick, B. Et al. , “Hydrodechlorination of Trichloroethylene to Hydrocarbons Using Bimetallic Nickel-Iron Nanoparticles”, Chem. Mater. , Vol. 14, pp. 5140-5147, 2002.
[3] ربيعي راد، م. ح. ، اميرپور، ر. ، رئيسي، غ. ، نظري، ز. ، رادفرنژاد، آ. ،
"بقاياي سموم آلي کلردار در رودخانة کارون"، مجلة آب و محيط زيست، شمارة 62، ص 7-11، شهريور 1384 .
Gillham R. W. & S. F. O’Hannesin,"Enhanced degradation of halogenated aliphatics by zero- valent iron", Ground Water, Vol. 32, pp. 958–967, 1994.
[5] Zhang, W. X. , Wang, C. B. , Lien, H. L. , "Treatment of Chlorinated Organic Contaminants with Nanoscale Bimetallic Particles", Catalysis Today, Vol. 40, pp. 387-395, 1998.
[6] Ponder, Sh. M. , Darab, J. G. , Mallouk, T. E. , "Remediation of Cr (Vl) and Pb (II) Aqueous Solutions Using Supported, Nanoscale Zero-valent Iron", Environ. Sci. Technol. , Vol. 34, pp. 2564-2569, 2000.
[7] Cao, J. , Elliott, D. , Zhang, W. X. , "Perchlorate Reduction by Nanoscale Iron Particles", Journal of Nanoparticle Research, Vol. 7, pp. 499-506, 2005.
[8] Tong Et. al. , "Rapid Dechlorination of Chlorinated Organic Compounds by Nickel/Iron Bimetallic System in Water", J Zhejiang Univ SCI, pp. 627-631, 2005.
[9] Wang, C. B. and Zhang, W. X. , "Synthesizing Nanoscale Iron Particles for Rapid and Complete Dechlorination of TCE and PCBs", Environ. Sci. Technol. , Vol. 31, pp. 2154-2156, 1997.
[10] Choe, S. Et al. , "Rapid Reductive Destruction of Hazardous Organic Compounds by Nanoscale Feo", Chemosphere, Vol. 42, pp. 367-372, 2001

بررسی فرایند بازیافت اتان

عنوان:	بررسی فرایند بازیافت اتان
نویسنده:	سمیرا هاشمی، ندا ایلی، معصومه فرهادی
منبع:	مرکز آموزشی شهید بهشتی جم
زبان:	فارسی
تعداد صفحه:	42
نوع فایل:	PDF
حجم فایل فشرده (KB):	588
لینک دانلود فایل	دانلود

ساعات کار انجمن علمی-دانشجویی شیمی:

روزهای شنبه تا سه شنبه از ساعت 10صبح الی 12ظهر

برگزاری مجمع عمومی شیمی

انجمن علمی شیمی روز سه شنبه 14آذرماه از ساعت 13الی14.30مراسمی تحت عنوان مجمع عمومی شیمی را در سالن آمفی تئاتر فجردانشگاه مراغه برگزار نمود.دراین مراسم ضمن سخنرانی ارزشمند جناب آقای دکتر رستم نیا وجناب آقای دکتر امینی،دبیر سابق انجمن علمی شیمی خانم مژگان قنبری گزارشی از عملکرد یکساله انجمن در سال گذشته ارائه نمودند ودبیر جدید انجمن خانم صفا حیدری نیز در مورد برنامه های پیشروی انجمن ایرادسخن نمودند،در پایان نیز اسامی اعضای جدید انجمن و سمتهایشان خدمت حضار ارائه شد.

دعوت به همکاری

انجمن علمی شیمی از دانشجویان علاقمند جهت همکاری دعوت بعمل می آورد .

دانشجویان عزیز با در دست داشتن مدارک زیر بدون پرداخت هیچ هزینه ای می توانند عضو انجمن علمی شیمی شوند.

مدارک لازم جهت ثبت نام :

1_تکمیل فرم ثبت نام

2_کپی کارت ملی

3_کپی کارت دانشجویی

4_یک قطعه عکس 4*3

همکاری بامرکز کار آفرینی دانشگاه مراغه در برگزاری سمینار تکنولوژی نانو

انجمن علمی شیمی روز چهارشنبه 22 آذر ماه با همکاری مرکز کارآفرینی دانشگاه مراغه سمیناری 4 ساعته (از8/30 صبح الی 12/30 ظهر ) تحت عنوان سمینار تکنولوژی نانو برگزار نمودند .

در این سمینار تعدادی از اعضای هیئت علمی و دانشجویی از بیشتر رشته ها از جمله مهندسی مواد _ متالوژی ، شیمی ، نانو فناوری ، میکرو بیولوژی ، ریاضی و ... حضور داشتند .

در آغاز برنامه  مدیر عامل شرکت صنعت پژوهان سپاهان جناب آقای مهندس طالبیان به ایراد سخن در مورد تکنولوژی نانو و ضرورت آگاهی در مورد آن پرداختند .

سپس جناب آقای دکتر صابونی دانشجوی دکتری نانو تکنولوژی دانشگاه صنعتی اصفهان بعنوان مدرس مطالبی مهمی را تشریح کردند و با توجه به اینکه بیشتر حضار از دانشجویان رشته ی شیمی و نانو فناوری بودند ادامه ی بحث به تشریح نانو شیمی کشیده شد .

یونیزاسیون با لیزر

یونیزاسیون با لیزر تجزیه مواد جامد بدون حل کردن آنها همواره مورد توجه شیمیدانان تجزیه بوده است. از زمان توسعه طیف سنجی استفاده از جرقه به عنوان روشی برای ایجاد یون بدون حل کردن نمونه‌ها دانشمندان در پی کشف روشهای کاربردی‌تر بوده‌اند. امروزه با پیشرفت لیزر ، برانگیختگی با لیزر و تجزیه جرمی یونهای ایجاد شده بیشتر مورد توجه قرار گرفته است، در حالیکه در روش جرقه باید نمونه‌ها به اجزایی با رسانش گرمایی تبدیل شوند. با استفاده از لیزر به چنین مرحله‌ای نیاز نخواهد بود.
تاریخچه

استفاده از لیزر به عنوان یک منبع تولید یون از سال 1960 مورد توجه دانشمندان بوده است. اولین مطالعات در این زمینه شامل تبخیر گرافیت ، تبخیر زغال سنگ با لیزر القایی برای طبقه‌بندی انواع زغال سنگها ، تجزیه عنصری فلزات ، اندازه گیری نسبت ایزوتوپی و ... بوده است. در سال 1969 با استفاده از تحقیقات فوق استفاده از لیزر به نمونه‌های زیست شناختی گسترش یافت و در سال 1970 یونهای مولکولی از نمکهای غیر فرار آلی با استفاده از لیزر ایجاد شدند.
مکانیزم یونیزاسیون با لیزر

مکانیسم تشکیل یون در اثر تابش پرتو لیزر به جامدات تاکنون بخوبی درک نشده است، اما نتایج بدست آمده از آزمایشهای مختلف با لیزرهای گوناگون نشان می‌دهد که طول موج لیزر عامل مهمی در یونیزاسیون نیست، بلکه آن چیزی که اهمیت دارد مدت و شکل ضربانهای لیزر است. کارایی یونیزاسیون با چگالی لیزر تغییر می‌کند.

عامل مهم دیگر تغییرات کارایی یونیزاسیون برای عناصر مختلف در یک بافت خاص می‌باشد. نمونه مورد آزمایش در خلا قرار داده شده ، با فعال نمودن لیزر برانگیخته ، نمونه مورد نظر تبخیر شده و ایجاد میکروپلاسمایی می‌کند که شامل تکه‌های خنثی همراه با یونهای مولکولی ، عنصری و تکه‌های یونی با بار واحد خواهد بود.
مراحل یونیزاسیون با لیزر

1. یونیزاسیون مستقیم جسم جامد توسط پرتو لیزر
2. دفع سطحی و یونیزاسیون جسم جامد در منطقه نزدیک به ضربان لیزر
3. یونیزاسیون سطحی
4. واکنشهای یون - مولکول در فاز گازی
5. انتشار ذرات خنثی بر حسب تشکیل یون
   
   یونیزاسیون با لیزر

یونیزاسیون مستقیم در منطقه ای اتفاق می‌افتد که دمایی ما بین 3000 تا 6000 درجه سانتیگراد دارد. بنابر این تنها یونهای اتمی و تکه‌های مولکولی کوچک در این مرحله تولید می‌شود. مرحله 2 در منطقه‌ای با گرادیان گرمایی بالا انجام می‌شود. این منطقه توسط امواج ضربه‌ای حاصل از برخورد پرتو لیزر با پلاسما تحت تاثیر است و یونهای با وزن مولکولی بالا و اجزای خنثی از این منطقه ساطع می‌شود. با اینکه این منطقه دارای دمای پلاسما نیست اما واکنشهای حالت جامد که در این منطقه اتفاق می‌افتد در گسترش یونها موثر می‌باشد. یونیزاسیون سطحی در منطقه نزدیک به پرتو لیزر اتفاق می‌افتد.

در مورد اهمیت مراحل 4 و 5 هنوز جای سئوال باقی است. انتشار یونی از مناطق نزدیک ضربان لیزر همزمان با تابش لیزر روی نمونه اتفاق می‌افتد و بعد از خاموش شدن لیزر هم ادامه دارد. بنابر این یک انتقال فاز بین یونهای ثانوی و آنهایی که از ضربان لیزر حاصل می‌شوند بوجود می‌آید. چون یونیزاسیون مرحله‌ای با انرژی بالاتر نسبت به انتشار اجزا خنثی است. انتشار اجزای خنثی نیز احتمالا پس از اتمام انتشار یونها از نمونه ادامه خواهد یافت.

بعد از انجام یونیزاسیون با استفاده از روش طیف سنجی جرمی نمونه ، شناسایی خواهد شد

مفهوم تقارن در شیمی

تقارن در شیمی
دید کلی
اکثر خوانندگان این مقاله ، حداقل مفهوم کیفی واژه تقارن را می‌دانند. تقارن در دنیای طبیعی و همین‌طور در ابداعات بشری پدیده ای آشناست. در طبیعت ، انوع زیادی از گلها و گیاهان ، دانه‌های برف ، حشرات ، بعضی میوه‌ها و سبزی‌ها ، انواع گسترده ای از حیوانات و گیاهان میکروسکوپی ، تقارن خاص خودشان را به نمایش می‌گذارند. اساس بسیاری از شاهکارهای مهندسی ، درجه ای از تقارن است که جذابیت آنها را افزایش می‌دهد.
تقاطعهای اتوبانها ، اهرام باستانی مصر و برج ایفل نمونه ای از آنهاست. مفاهیم تقارن می‌توانند به مقدار خیلی زیادی در شیمی ، مفید باشند. از طریق تجزیه و تحلیل خواص تقارنی مولکولها ، می‌توان طیف زیر قرمز را پیش‌بینی کرد، انواع اوربیتالهای مورد استفاده را در پیوند شرح داد و تعدادی از خواص جنبی مولکولها را مطالعه کرد.
عناصر و اعمال تقارن
همه مولکولها را می‌توان بر حسب تقارنهای آنها تعریف کرد، حتی اگر فقط بگوییم که آنها ، هیچ تقارنی ندارند. مولکولها یا اجسام دیگر ممکن است دارای عناصر تقارن نظیر صفحه‌های آینه‌ای ، محورهای چرخشی و مراکز وارونگی باشند. انعکاس ، چرخش یا وارونگی واقعی را عمل تقارن می‌نامند. اکثر این عناصر و اعمال تا اندازه ای آشنا هستند، اما برای کاربردهای عملی در شیمی باید کاملا با آن آشنا شد.

برای اینکه مولکولی ، عنصر تقارن معینی را داشته باشد، شکل ظاهری آن بعد از عمل تقارن که از زاویه یکسانی از مولکول گرفته شده است (اگر چنین عکسهایی امکان پذیر باشند) باید غیرقابل تشخیص باشند. اگر بعد از انجام یک عمل تقارنی ، مولکول حاصل به هر طریقی از مولکول اولیه قابل تشخیص باشد، در آن صورت ، آن عمل ، جزو اعمال متقارن مولکول نیست.
عمل یکسانی (E)
اولین عمل ، عمل یکسانی (E) است که به‌منظور تکمیل مجموعه اعمال ریاضی گنجانده شده است. این عمل ، هیچ تغییری در مولکول ایجاد نمی‌کند. هر مولکولی ، یک عمل یکسانی دارد، حتی اگر هیچ تقارنی نداشته باشد.
عمل انعکاسی (σ)
عمل بعدی ، عمل انعکاسی (σ) ، موقعی وجود دارد که مولکول ، دارای یک صفحه آینه‌ای باشد. اگر جزئیاتی نظیر آرایش موها و محل اندامهای داخلی را در نظر نگیریم، بدن انسان دارای یک صفحه آینه‌‌ای چپ – راست می‌باشد. بسیاری از مولکولها ، صفحه آینه‌ای دارند، اگرچه ممکن است در نگاه اول آشکار نباشد. عمل انعکاس ، جای چپ و راست را عوض می‌کند، مانند اینکه هر نقطه به‌طور عمود از میان صفحه به موقعیتی دقیقا در همان فاصله از صفحه که در آغاز بود، حرکت کرده است.
مولکولها می‌توانند به هر تعدادی صفحه آینه‌ای داشته باشند. اجسام خطی نظیر یک مداد چوبی گرد یا مولکولهای همچون استیلن و کربن دی‌اکسید دارای تعداد نامحدودی صفحه آینه‌ای هستند که همه آنها دربرگیرنده محور مرکزی جسم می‌باشند.
عمل چرخشی (Cn)
عمل چرخشی که چرخش متعارف نیز نامیده می‌شود، مستلزم چرخش به اندازه 360بر n درجه حول محور چرخش است. CHCl3 نمونه ای از مولکولهایی است که دارای محور درجه سه (C3) می‌باشند و در آن ، محور چرخش بر محور پیوند C-H منطبق است. اگر چرخش C3 دوبار پشت سرهم انجام می‌گیرد، یک چرخش جدید ˚240حاصل می‌شود که با C23 نشان داده شده و جزو اعمال تنقارن مولکولی نیز می‌باشد.
سه عمل متوالی C3 برابر عمل یکسانی است (C33=E) که در همه مولکولها وجود دارد. بسیاری از مولکولها و اجسام دیگر محورهای چرخش متعددی دارند.
دانه‌های برف
دانه‌های برف ، نمونه‌هایی در این مورد هستند، با شکلهای پیچیده ای که معمولا شش گوشه‌ای تقریبا مسطح است. خطی که عمود بر صفحه دانه برف از مرکز آن گذشته ، دربرگیرنده یک محور درجه دو (C2) ، یک محور درجه سه (C3) و یک محور درجه شش (C6) است. دقت کنید که چرخش به اندازه ˚240 (C23) و ˚300 (C56) نیز جزو اعمال تقارن دانه برف می‌باشند.
همچنین دو مجموعه سه‌تایی دیگر از محورهای C2 در صفحه دانه برف وجود دارد که یک مجموعه از نقطه‌های متقابل و مجموعه دیگر از وسط اضلاع میان نقطه‌ها می‌گذرد. در مولکولهای دارای بیش از یک محور چرخشی ، محور Cn دارای بزرگترین مقدار n ممکن به‌عنوان محور چرخش با بزرگترین مرتبه یا محور اصلی تعیین می‌شود.
محور چرخش با بزرگترین مرتبه در دانه برف ، محور C6 است. (در موقع انتقال به مشخصات کارتزین ، محور Cn با بزرگترین مرتبه معمولا به‌عنوان محور Z انتخاب می‌شود). در صورت لزوم ، محورها C2 عمود بر محور اصلی را با پریم مشخص می‌کنند. یک تک پریم نشان می‌دهد که محور از داخل چندین اتم مولکول می‌گذرد، در حالی‌که یک جفت پریم نشان می‌دهد که محور از بین اتمها می‌گذرد.
عمل وارونگی (i)
این عمل ، کمی پیچیده‌تر است. هر نقطه از وسط مرکز مولکول به موقعیتی مقابل موقعیت اولیه حرکت می‌کند، به‌طوری‌که فاصله اش از نقطه مرکزی برابر با فاصله ای باشد که در آغاز داشت. اتان در حالت صورتبندی نامتقابل نمونه ای از مولکولهایی است که دارای مرکز وارونگی می‌باشند. بسیاری از مولکولها که در نگاه اول به نظر می‌رسد مرکز وارونگی دارند، فاقد آن هستند. متان و مولکولهای چهار وجهی دیگر ، نمونه‌هایی از این مولکولها هستند.
اگر دو اتم هیدروژن یک مدل متان در صفحه عمودی سمت راست و دو اتم هیدروژن دیگرش در صفحه افقی در چپ نگاه داشته شود، عمل وارونگی دو هیدروژن واقع در صفحه افقی را به سمت راست و دو هیدروژن واقع در صفحه عمودی را به سمت چپ منتقل می‌کند. پس متان ، عمل وارونگی ندارد، چون جهت‌گیری مولکول پس از عمل i با جهت‌گیری اولیه متفاوت است.
بطور کلی ، چهار وجهی‌ها ، مسطح مثلثی‌ها ، پنج ضلعی‌ها مرکز وارونگی ندارند. مربعها ، متوازی‌الاضلاعها ، اجسام راست‌گوشه و دانه‌های برف مرکز وارونگی دارند.
عمل چرخش- انعکاس (Sn)
این عمل که گاهی اوقات ، چرخش نامتقارن نامیده می‌شود، مستلزم چرخش به اندازه 360 بر n درجه و به دنبال آن ، انعکاس از صفحه عمود بر محور چرخش می‌باشد. برای مثال ، در متان ، خطی که از وسط کربن عبور کرده و زاویه میان هیدروژنها را در طرفین نصف می‌کند، یک محور S4 می‌باشد. از این نوع خط سه تا و در کل سه محور S4 وجود دارد. این عمل ، مستلزم چرخش مولکول به اندازه ˚90 و سپس انعکاس از صفحه آینه‌ای عمود می‌باشد. دو عمل متوالی Sn یک محور Cn/2 ایجاد می‌کند. در متان ، دو عمل S4 یک C2 ایجاد می‌کند.
بعضی وقتها ممکن است محور Sn مولکول با محور Cn آن منطبق باشد. مثلا دانه‌های برف ، علاوه بر محورهای چرخش اشاره شده در بالا ، محورهای S2 ، S3 و S6 منطبق بر محور C6 نیز دارند. دقت کنید که محور S2 با وارونگی و محور S1 با صفحه آینه‌ای یکسانی هستند. در مورد اول ، نماد i و در مورد دوم نماد σ ترجیح داده می‌شود.

پلاتین ، که به طور گسترده ای بعنوان کاتالیزور همگن و ناهمگن به کار میرود ، فلزی است بسیار گرانقیمت

. پلاتین مانند طلا برای ساختن جواهرات قیمتی استفاده میشود ، اما کاربردهای عملی پلاتین بسیار بیشتر از طلا است .
مردمان آفریقای جنوبی در اولین قرن بعد از میلاد راههای استفاده از پلاتین در ساختن جواهرات را ابداع کردند، اسپانیولیها در قرن شانزدهم این گنجینه ها و ذخایر پلاتین را در آمریکای جنوبی کشف کردند ، در واقع نام این فلز از نام اسپانیولی آن پلاتین یا ” نقره اندک ” گرفته شده است .
شنهای رودخانه های سواحل غربی آمریکای جنوبی سرشار از طلاست ، پلاتین اغلب همراه با طلا یافت میشود ، اما کاشفان اسپانیولی با زحمت زیاد دانه های ریز پلاتین را از خردوریزهای طلا بیرون میکشیدند در برخی موارد آنها معتقد بودند که پلاتین همان طلایی است که به قدر کافی مدفون نمانده است تا به طلای زرد تبدیل شده باشد و آنها پلاتین را دوباره در رودخانه میانداختند تا گذشت زمان آن را به طلای زرد تبدیل کند !
پلاتین تا اولیل قرن ۱۸ به اروپا راه نیافت و در سال ۱۷۳۶ یک افسر نیروی دریایی اسپانیا دواولوآ به وجود پلاتین در معادن طلای امریکا جنوبی پی برد ، کشتی وی در سال ۱۷۴۵ در راه بازگشت به اسپانیا مورد حمله کشتیهای جنگی قرار گرفت و سرانجام به اسارت نیروی دریایی انگلستان در آمد .وی را به همراه نوشته هایش درباره پلاتین به لندن بردند ، و در آنجا اعضای انجمن سلطنتی انگلستان از کارهای او مطلع شدند و در واقع دواولوآ را به عنوان عضو انجمن انتخاب کردند در این اثنا نمونه ای از این فلز را به لندن آوردند و کار بر روی مطالعه خواص آن شروع شد .
پلاتین به دلیل رنگ ، زیبایی و ارزش آن تحت عنوان “طلای سفید ” شناخته شد . این نام از طرف کاشفان اولیه اروپایی بکار رفت و. در هر حال خیلی زود معلوم شد که کار کردن با آن خیلی دشوار تر از طلاست ، بخاطر نقطه ذوب بسیار بالای آن ۱۷۶۹ درجه که بسیار بالاتر از بقیه فلزات است وکوششهای زیادی برای ذوب کردن پلاتین صورت گرفت و سرانجام لاوازیه شیمیدان فرانسوی توانست آن را در مقیاس بسیار کم ذوب کند ، در اواخر قرن نوزدهم بود که روشهای کار طوری طراحی شدند که امکان ذوب کردن مقدار قابل توجهی پلاتین و تبدیل آن به محصولات بسیار مفید میسر شد .
از نظر میزان فراوانی آن در قشر زمین مانند طلا میباشد و معمولا با فلزاتی دیگری که فلزات گروه پلاتین نام دارد “روتنیم ، اسمیم ، رودیم ، ایریدیم ، پالادیم و پلاتین ” یافت میشود ، همه این فلزات از نظر اقتصادی با اهمیت هستند اما اهمیت آنها به اندازه پلاتین نیست.
مصرف سالانه پلاتین در ایالات متحده امریکا در حدود ۱۳۰۰۰۰۰اونس تروی یا در حدود ۴۵ تن تخمین میزنند در هر حال ، بزرگترین بخش از کاربرد آن در کاتالیزورهایی است که برای کنترل گازهای خروجی اگزوز اتومبیلها بکار میرورد ، مهمترین مصرف دیگر آن در صنایع شیمیایی است از قبیل تولید کودهای شیمیایی ارزان که بیشتر این کودها از سنتز آمونیاک و تبدیل آن به کودهای نیترات دار بدست میایند ، دومین مرحله از این فرایند کلی در دستگاههایی انجام میگیرد که در آنجا از توریهای پلاتین -رودیم به عنوان کاتالیزور استفاده میکنند.
پلاتین بدلیل نقطه ذوب بالا و مقاومت در برابر خوردگی ، برای ساختن ظروف جهت استفاده از فرایندهای دمای بالا بکار میرود و برای مثال شیشه های نوری بسیار خالص را از ذوب کردن اجزای سازنده شیشه در کروزه های پلاتینی تهیه میکنند ، پشم شیشه را نیز از فشردن شیشه مذاب برروی یک صفحه پلاتینی دارای سوراخهای بسیار ریز بدست می آورند . از تازه ترین و هیجان انگیزترین مصرف ترکیب پلاتین میتوان به استفاده از آن در معالجه سرطان از طریق شیمی درمانی اشاره کرد در این معالجه از معرف سیس پلاتین استفاده میشود . که فرمول آنبه شکل زیر است :
(H۳N)۲PtCl۲




منبع: دانشجویان

تبلور و نمو بلورها

تبلور و نمو بلورها

برای اینکه یک بلور بتواند تشکیل گردد، باید در وحله اول نطفه آن بسته شود، پس از تشکیل ، نطفه شروع به نمو می‌کند تا بالاخره بلوری که بوسیله سطوح احاطه شده است، بوجود آید. نطفه‌های بلور عبارتند از بلورهای ریزی با قطر تقریبی 40 تا 180 آنگستروم که بطور ناگهانی در بخارات و مایعات اشباع شده و یا مواد مذاب سرد شده تشکیل می‌شوند. در اجسام جامد تشکیل بلور ، نقش مهمی را بازی می‌کند، مثلا تشکیل بلور که در اثر فعل و انفعالات شیمیایی یا نارسائی‌های حرارتی در شیشه ایجاد می‌گردد، باعث از بین رفتن شفافیت شیشه خواهد شد.

تبلور معمولا در موقع تبدیل یک حالت فیزیکی به حالت فیزیکی دیگر صورت می‌گیرد. این تبدیل به سه صورت زیر انجام می‌شود:

تبلور در هنگام تبدیل حالت مایع به جامد

این نوع تبلور به دو صورت انجماد مواد مذاب و تبلور مواد محلول انجام می‌گیرد:

• انجماد مواد مذاب :
  
  اگر ماده مذاب به سرعت سرد شود، اتمها یا مولکولها با هر موقعیتی که دارند، متراکم و بی‌حرکت می‌شوند و ماده منجمد می‌گردد. در این صورت جسمی جامد و ایزوتوپ بدون داشتن نظم ذره‌ای تشکیل می‌شود. اگر سرد شدن با آرامی و کند انجام شود، اتمها و مولکولها با توجه به نیروی جاذبه خود و اطاعت از شبکه تبلور کنار هم چیده شده و نطفه بلور را تشکیل می‌دهند. سپس در نتیجه اتصال سایر مولکولهای منزوی و معلق در ماده مذاب به نطفه بلور ، حجم آن افزایش می‌یابد تا اینکه به بلوری درشت تبدیل می‌گردد.
  
  
• تبلور مواد محلول :
  
  در این نوع تبلور باید محلول به حال فوق اشباع باشد. در چنین محلولهایی بلورها تشکیل و ته‌نشین می‌شوند. این بلورها ابتدا به صورت نطفه‌های متحرک می‌باشند، علت تحرک آنها حرکات قبلی یونها و مولکولهای سازنده آنها است. در محلولها نیز مانند انجماد مواد مذاب ، رشد بلورها از طریق اتصال منظم یونها ، اتمها و مولکولهای معلق در محلول به نطفه‌های بلور صورت می‌گیرد.

تبلور در هنگام تبدیل حالت بخار به جامد سوبلیماسیون

در این حالت تبلور ، بلورها مستقیما از تبدیل بخار به جامد حاصل می‌شوند. این بلورها معمولا کوچک و دارای طرح اولیه می‌باشند که اصطلاحا اسکلت بلور گفته می‌شود. در طبیعت ، سوبلیماسیون در گازهای خشک آتشفشانی دیده می‌شود. در این حالت مواد گازی آتشفشانی در شکافهای توده آذرین مستقیما به بلور تبدیل می‌گردند. مثال بسیار روشن برای پدیده سوبلیمانسیون ، تشکیل قشرهای بلور یخ ناشی از انجماد مستقیم بخار آب اطاقها بر روی شیشه پنجره‌ها در سرمای زمستان می‌باشد.

تبلور مواد جامد

حالت سوم تبلور که خوب شناخته نشده و در طبیعت فراوان دیده می‌شود، تبلور در محیط جامد است. در این حالت رشد بلورها بخرج بلورهای کوچکتر و تحت تاثیر فشار و حرارت و در مدت زمان طولانی صورت می‌گیرد. برای مثال امروزه سنگهای شیشه‌ای آتشفشانی خیلی قدیمی را متبلور می‌بینیم. بنابراین معلوم می‌شود که این گونه سنگها به تدریج در طول زمان متبلور شده‌اند. سنگهای آهکی دانه ریز که از بلورهای ریز کربنات کلسیم تشکیل شده‌اند، تحت تاثیر عوامل دگرگونی (فشار و حرارت) به مرمر که دارای بلورهای دانه درشت کلسیت است، تبدیل می‌گردد.

تاثیر عوامل خارجی در نمو بلورها

شرایط زیر سبب بوجود آمدن اختلاف در اندازه بلورها می‌گردد:

1. سرعت انجماد :
   
   افزایش طول مدت انجماد یک ماده مذاب امکان تغذیه شیمیایی بیشتر بلورها از ماده مذاب را فراهم می‌سازد. بنابراین کم شدن سرعت انجماد ، موجب تشکیل بلورهای درشت و تسریع در انجماد سبب تشکیل بلورهای کوچک و ریز می‌گردد.
   
   
2. وجود مواد فرار :
   
   وجود بخار آب و گازها در یک ماده مذاب ، نقطه انجماد را پایین آورده و سرعت انجماد را کند می‌سازد. بنابراین باعث افزایش رشد بلورهای آن ماده می‌شود. به عنوان مثال در رگه‌های پگماتیت به علت وجود بخار آب و گازهای فراوان در ماده مذاب پگماتیتی ، بلورها به مراتب درشت‌تر از بلورهای توده آذرین اصلی است، حال آنکه سرعت انجماد در رگه‌های پگماتیت از سرعت انجماد توده آذرین اصلی بیشتر بوده است.
   
   
3. تراکم محلول :
   
   اندازه بلورها در یک محلول بستگی به درجه اشباع شدگی آن محلول دارد. در محلولهای فوق اشباع تعداد مراکز تبلور فراوان می‌باشد و در نتیجه اندازه بلورها کوچک خواهد شد. برعکس در محلولهائی با درجه اشباع شدگی کمتر تعداد مراکز تبلور کم بوده و بنابراین اندازه بلورها درشت‌تر خواهد بود.

میانبار یا ادخال در بلورها

در حین رشد بلور ممکن است موادی به صورت جامد ، مایع و یا گاز به سطح بلور بچسبد. ادامه رشد بلور باعث می‌شود که این مواد در درون بلور قرار گرفته، موجب تشکیل ادخال در داخل بلور گردد، حبابهایی خیلی کوچک گاز کربنیک همراه با آب در داخل بلور کوارتز و یا قطرات خیلی کوچک آب در بلورهای نمک طعام و نیز قطرات مواد مذاب غیر متبلور (شیشه) در درون بلورهای فلدسپات ادخالهائی می‌باشند که همزمان با تبلور بلور در داخل آن قرار می‌گیرند.

اجتماع بلورها

اجتماع بلورها به دو صورت اجتماع منظم و نامنظم مشاهده می‌شود:

• اجتماع نامنظم :
  
  در این نوع ، اجتماع بلورها در جهات مختلف بدون رعایت نظم و ترتیب صورت می‌گیرد. مثلا در یک توده نبات یا در اختلاط گچ زنده با آب می‌بینیم که گچ می‌بندد. سخت و یکپارچه شدن این ماده به علت تبلور مجدد بلورهای ژیپس و چسبیدن آنها به یکدیگر صورت می‌گیرد.
  
  
• اجتماع منظم :
  
  هرگاه در زمان تشکیل و نمو بلورها ، شرایط مناسب باشد، نطفه‌های بلور بطور اتفاقی در کنار هم نمی‌گیرند، بلکه طبق قواعد معین با نظم و ترتیب خاصی با یکدیگر ، رشد و نمو خواهند نمود. صورتهای مختلف اجتماع منظم بلورها عبارتند از:
  
  
  
  
  • اجتماع کروی (اسفرولیتی) :
    
    اگر تبلور ماده مذاب سریع صورت بگیرد و تعداد مراکز تبلور کم باشد، بلورها به شکل سوزنهای باریک و به صورت دستجات کروی و جدا از هم تشکیل می‌شوند، مانند بلورهای سوزنی شکل طلا و کلرور پتاسیم که در سیستم کوپیک متبلور می‌شوند.
    
    
  • اجتماع موازی :
    
    در این گونه تجمع ، بلورها بطور موازی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و دارای سطوح مشترکی می‌باشند. در اجتماع موازی بلورها معمولا بلورهای هم‌جنس شرکت دارند، مانند بلور کوارتز.
    
    
  • اجتماع بلورهای غیرهم‌جنس :
    
    علاوه بر بلور هم‌جنس ، بلورهای غیرهم‌جنس نیز به نوبه خود تشکیل اجتماع منظم و یا جهت‌دار می‌دهند. این نوع اجتماعات بر پایه تشکیل نطفه بلوری بر روی بلور دیگری قرار دارد، به نحوی که سطح مشترک بین دو بلور از نظر ساختمان شبکه‌ای مشابه باشند. برای مثال ، اغلب بر روی بلورهای ورقه‌ای هماتیت بلورهای سوزنی شکل روتیل نمو نموده‌اند و در پگماتیتها بلورهای کوارتز در داخل بلور ارتوز به صورت اجتماع موازی دیده می‌شود.

اختصاصات مواد متبلور

اجسام متبلور به خاطر داشتن شکل مخصوص ، سختی ، خاصیت ارتجاعی ، مقاومت محدود در مقابل حرارت و فشار و نقطه ذوب از مایعات و گازها متمایز می‌شوند. بعضی از مواد متبلور مانند پارافین نرم هستند و اجسامی مانند شیشه و پلاستیک هرچند که جامدند، ولی متبلور نمی‌باشند. بلورها اجسامی همگن و ان‌ایزوتوپ هستند. ان‌ایزوتوپ بودن بلور به این علت است که اختصاصات فیزیکی مانند سرعت انتشار حرارت و نور یا درجه سختی و غیره در جهات موازی آنها برابر می‌باشد و در جهات مختلف نابرابر می‌باشد.

رنگ بلورها

هرگاه بخش اعظم نور از بلور عبور کند و فقط مقدار کمی از آن جذب گردد، بلور شفاف دیده می‌شود و چنانچه مقدار نور جذب شده و نوری که از بلور عبور می‌کند، تقریبا برابر باشد، بلور نیمه شفاف به نظر می‌رسد. در صورتی که اگر تمام نور وارده جذب گردد، بلور تیره دیده می‌شود. هرگاه جذب نور برای طول موجهای مختلف متفاوت باشد، بلور رنگی بنظر می‌رسد.

بعضی از بلورها دارای رنگهای مشخص هستند، مثلا مالاکیت دارای رنگ سبز و ازوریت دارای رنگ آبی آسمانی می‌باشد. تعدادی از بلورها در اصل بی‌رنگ می‌باشند، ولی در اثر وجود ناخالصی و یا پیگمان به رنگهای مختلفی دیده می‌شوند. مثلا کوارتز بی‌رنگ بوده، ولی در اثر ناخالص دارای رنگهای سفید ، بنفش ، دودی ، زرد ، صورتی و سیاه می‌باشد و یا وجود کروم به صورت پیگمان در کروندوم باعث رنگ قرمز آن می‌شود.

برخی از کاربردهای بلورها

• بلورهای و نظایر آنها در ساختن وسایل نوری بکار می‌روند.
  
  
• بلورهائی با خاصیت پیروالکتریسته مثل در صنعت الکترونیک کاربرد دارند.
  
  
• بلورهای SiC در تهیه ترانزیستور و روبین یا یاقوت در تهیه اشعه لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  
  بلورها برحسب نوع ذرات تشکیل دهنده و نیروهای نگه دارنده این ذرات به چهار نوع بلورهای یونی ، مولکولی ، کووالانسی (مشبک) ، فلزی گروه بندی می‌شوند.

کاربردهای گازهای بی اثر

کاربردهای هلیوم:
زمانی بزرگترین کاربرد هلیوم پر کردن بالونهای سبکتر از هوا و سفینه ها بوده است. قدرت بالابری این عنصر نسبت به هیدروژن 92% است. بدلیل آتشگیر نبودن، استفاده از این گاز بسیار سودمند بوده است. امروزه از این عنصر برای جوشکاری قوسی حفاظت شده و ایجاد انرژی اتمی برای منظورهای گوناگون نیز استفاده میشود.
هلیوم، بصورت مایع در ایجاد پایین ترین دمای ممکن و حفظ آن کاربرد دارد.
هلیوم دارای خواص زیست شناسی ویژه ای است که از آن میان میتوان به آمیختن آن با اکسیژن در اکسیژن درمانی جهت درمان بیماران

مبتلا به آسم اشاره کرد. این مخلوط نسبت به نیتروژن آسانتر جریان می یابد و بیمار اکسیژن بیشتری دریافت میکند.
از هلیوم به عنوان ماده ای بی اثر برای رقیق کردن اکسیژن، برای بیهوشی استفاده میشود. به هرحال برای این منظور گاها نیتروژن مناسبتر است.
در راکتورهای هسته ای از هلیوم برای ایجاد محیط خنک کننده استفاده میشود. جهت طراحی و بررسی سرعتهای بسیار بالا برای هواپیماها در کانالهای هوا از هلیوم استفاده میشود.
در تولید دو فلز تیتانیوم و زیرکونیوم بعنوان اتمسفر بی اثر و در تهیه بلورهای سیلیسیوم و ژرمانیوم در ترانزیستور و در برخی از انواع طیف سنجهای جرمی بکار گرفته میشود.
همچنین در تجزیه مواد شامل عنصرهای سبک برای پر کردن طیف نگارهای پرتوی X، دماسنجهای گازی و شمارنده های نوترون و بعنوان فاز متحرک در کروماتوگرافی گازی(GC) نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
کاربردهای نئون:
اگر در فشار پائین، تخلیه الکتریکی روی نئون انجام گیرد، این گاز تحریک شده و نوری شفاف به رنگ سرخ مایل به نارنجی از خود منتشر میکند. از این رو از این گاز در پر کردن لامپهای الکتریکی نئون استفاده میشود.
از نئون میتوان بعنوان منتقل کننده بار در متوقف کردن رعد و برق استفاده کرد. از نئون در برخی لامپهای الکترونی، لامپ آزمایش شمع اتومبیل، بعنوان شناساگرهای اخطار دهنده در خطوط برق با ولتاژهای بالا استفاده کرد.
کاربردهای آرگون:
قدیمی ترین کاربرد آرگون در پر کردن لامپهای روشنایی الکتریکی است. به تازگی استفاده از آن در جوشکاری و متالوژی متداول شده است. از آرگون و مخلوط آن با کریپتون و اندکی بخار جیوه برای پر کردن لامپهای فلورسنت استفاده میشود.وجود آرگون در کنار نئون سبب میشود تا لامپ بجای رنگ سرخ که در لامپ نئون دیده میشود، نور آبی یا سبز نشر کند.

سیستم حلال های غیر آبی

شیمی نمکهای مذاب به عنوان سیستم حلال غیر آبی موضوعی است که در سالهای اخیر شکوفا شده است. آشکارترین تفاوتهای آنها در مقایسه با شیمی محلولهای آبی ، عبارتند از: پیوند قوی و ماهیت پایدار این حلالها که با مقاومت حلال در برابر تخریب توسط واکنشهای شدید همراه است و غلظت زیادتر گونه‌های مختلف ، به ویژه آنیونهای کئوردینانس شونده ، بیش از مقداری است که بتوان در محلوهای اشباع شده در آب بدست آورد

طبقه بندی نمکهای مذاب

بر اساس ساختار مایع ، نمکهای مذاب را می‌توان به سهولت به دو گروه تقسیم کرد، هر چند مرز مشخصی بین این دو وجود ندارد.

سیستم حلال های غیر آبی

• اولین گروه شامل ترکیباتی نظیر هالیدهای فلزات قلیایی است که بیشتر به وسیله نیروهای یونی پیوند شده‌اند. بر اثر ذوب شدن ، تغییرات بسیار کمی در این مواد پدید می‌آید. عدد کئوردیناسیون یونها معمولا از شش در بلور به حدود چهار در مذاب سقوط می‌کند و نظم وسیع موجود در بلور از بین می‌رود، ولی نظم محلی که هر کاتیون توسط آنیونها احاطه شده است و غیره ، هنوز هم وجود دارد.
  
  نمکهای مذاب همگی به علت وجود تعداد زیادی یون ، الکترولیتهای بسیار خوبی هستند. از لحاظ انجماد سنجی رفتاری عادی دارند و این ، وسیله مفیدی برای مطالعه است. تعداد یونها ، V ، در این سیستمها را می‌توان درست مانند سیستم اسید سولفوریک تعیین کرد. مثلا اگر کلرید سدیم حلال باشد، ، و غیره. یک نکته جالب اینکه نمک حاوی یون مشترک ، رفتاری تا حدی غیر عادی دارد، از این جهت که یون مشترک مانند یک ذره خارجی رفتار نمی‌کند و در نتیجه V کوچکتر است. در محلول کلرید سدیم ،

است.

• گروه دوم شامل ترکیباتی است که در آنها پیوند کووالانسی اهمیت دارد. این ترکیبات معمولا با تشکیل مولکولهای مجزا ذوب می‌شوند، هر چند ممکن است خود یونش هم صورت گیرد. مثلا جیوه II هالید به صورت زیر یونیزه می‌شود:

این گروه با حلالهای بی پروتون هالید شباهت دارد. ممکن است محلولهای اسیدی را با افزایش غلظت و محلولهای بازی را با زیاد کردن غلظت تهیه کرد و واکنشهای خنثی بر اثر اختلاط این دو صورت می گیرند.
محلول فلزات

یکی از جالبترین جنبه‌های شیمی نمک مذاب ، سهولت انحلال فلزات است. مثلا هالیدهای قلیایی مقادیر زیادی از فلز قلیایی مربوط را حل می‌کنند و برخی از سیستمها (مثلا سزیم در سزیم هالیدها) در کلیه دماهای بالاتر از نقطه ذوب بطور کامل قابل اختلاط هستند. از طرف دیگر ، هالید روی ، سرب و قلع ، مقادیر آن چنان اندکی از فلز آزاد مربوط را حل می‌کنند که برای تخمین دقیق غلظت آنها باید روشهای تجزیه‌ای خاصی را ابداع کرد.

زمانی تصور می‌شد که محلول فلزات در نمکهای مذابشان ماهیتا کلوئیدی باشند، ولی نشان داده شده است که این درست نیست. به هر حال ، هیچ نظریه کاملا رضایتبخشی برای تشریح کلیه خواص این محلولها مطرح نشده است. یک فرض مستلزم کاهش کاتیون نمک مذاب به حالت اکسایش پایین‌تر است. برای نمونه ، محلول جیوه در کلرید جیوه (II) بدون شک متضمن کاهش است.


وقتی مذاب را جامد می‌کنند، کلرید جیوه (I) باقی می‌ماند.

در محلول فلزات قلیایی در هالیدهای قلیایی کاهش کاتیون ، حداقل به مفهوم تشکیل گونه‌هایی مجزا نظیر امری غیر قابل دفاع است. با اینکه هیچ نظریه قابل قبولی عامی فرمولبندی نشده است، احتمال دارد که در این نمکها بر اثر انحلال یونش صورت گیرد:

تشکیل کمپلکس

نمکهای مذاب محیطی پدید می‌آورند که در آن غلظت لیگاندهای آنیونی می‌تواند خیلی بیشتر از آن باشد که در محلولهای آبی میسر است. مثلا ، غلظت یون کلرید در اسید هیدروکلریک غلیظ آبی در حدود 12mol/lit است. در مقابل آن ، غلظت یون کلرید در کلرید لیتیم مذاب در حدود 35mol/lit است. به علاوه هیچ لیگاند رقابت کننده دیگری نظیر وجود ندارد که دخالت کند. در نتیجه امکان دارد که نه تنها یونهای کمپلکس که در محلول آبی کاملا شناخته شده‌اند، تشکیل داد:


بلکه آنهایی را که به علت حساسیتشان نسبت به آبکافت نمی‌توانند در محلول آبی وجود داشته باشند، نیز ساخت. مثلا:

عدم واکنشگری نمکهای مذاب

بسیاری از واکنشهایی که در محلولهای آبی به علت فعالیت شیمیایی آب ، نمی‌توانند صورت گیرند، به سهولت در نمکهای مذاب می‌توانند انجام شوند. کلر و فلوئور هر دو با آب واکنش می‌دهند (دومی شدیدتر) و بنابراین کاربرد این عوامل اکسنده در محلول آبی ، علاوه بر محصولات اکسایشی مورد نظر ، هیدروژن هالید و غیره نیز ایجاد می‌کنند. استفاده از هالید مذاب مناسب ، این مشکل را برطرف می‌سازد. حتی مهمتر از آن ، کاربرد هالیدهای مذاب در تهیه این هالوژنها است؛ مثلا:


مثالهای دیگر عبارتند از تولید منیزیم و آلومینیوم و برطرف کردن ناخالصی سیلیکا (مثلا در کوره انفجاری) توسط یک واکنش اسید _ باز در دمای بالا:

نمکهای مذاب کم دما

با اینکه عبارت نمکهای مذاب تصویری از سیستمهای ذوب شده با دمای بسیار بالایی را مجسم می‌سازند، ولی برخی نمکها در دمای عادی مایع‌اند. برای نمونه ، اگر کسی دو جامد بلورین کلرید تری اتیل آمونیوم و کلرید مس (I) را مخلوط کند، واکنش گرماگیری صورت می‌گیرد و روغنی به رنگ سبز روشن تشکیل می‌شود.

وجود یک سیستم نمک مذاب در دمای عادی به دلایل مختلف مورد توجه قرار گرفته است. مثلا ، برخی از اعمال شیمیایی انجام شده در کلریدهای مذاب با دمای بالا را جهت بازبینی شباهتها و اختلافها می‌توان در دمای عادی انجام داد.

واژگان کاربردی شیمی معدنی

Acid - اسید

ترکیب کووالانسی حاوی هیدروژن، که در آب تفکیک شده، یون +H یا +H3O به وجود

می‌آورد.



Polyprotic Acid - اسید چند پروتونه

اسیدی که هر مولکول آن می‌تواند بیش از یک پروتون از دست دهد.



Oxidation - اکسایش

آن بخشی از واکنش اکسایش - کاهش که در آن ، افزایش عدد اکسایش یا از دست دادن

الکترون مشاهده می‌شود.



acidic Oxide - اکسید اسید

یا اکسید یک نافلز که بر اثر ترکیب با آب، یک اسید بوجود می‌آورد.



basic Oxide - اکسید بازییک

اکسید فلزی که بر اثر ترکیب با اسید ، تولید نمک می‌کند. بعضی اکسیدهای بازی با آب

ترکیب شده ، هیدروکسیدهای محلول را بوجود می‌آورند.




base - باز

در مفهوم آرنیوسی ، ترکیبی است که در آب تفکیک شده ، یون -OH بوجود می‌آورد.




Oxidaition number - عدد اکسایش

عددی مثبت، منفی، صفر که براساس قواعدی اختیاری، مبتنی بر قطبی بودن پیوند به

یک اتم در یک ترکیب یا به اتم آزاد نسبت داده می‌شود. این مفهوم ، کاملا قراردادی است.



Crystal lattice - شبکه بلور

طرحی متقارن و سه بعدی از نقاط یک بلور که مشتمل بر مکعبی میباشد با ذرات تشکیل

دهنده یکسان واقع در گوشه‌ها و مرکز آن.










simple cubic unit cell - سلول واحد مکعبی ساده

سلول واحد یک بلور که مشتمل بر مکعبی است با ذرات تشکیل دهنده یکسان واقع در

گوشه‌های آن.




body - Centered cubic unit cell - سلول واحد مکعبی پرسلول

واحد یک بلور که مشتمل بر مکعبی است با ذرات تشکیل دهنده یکسان واقع در گوشه‌ها

و مرکز آن.unit cellسلول واحدکوچکترین بخش یک بلور که اگر در سه بعد تکرار شود، آن

بلور حاصل می‌شود.



Crystal allotrope - چند شکلی بلور

دو یا چند شکل مختلف از یک بلور که اگر در سه بعد تکرار شود، آن بلور حاصل می‌شود.



amorphous solids‌ - جامدات بی‌شکل

جامداتی که در آن ، مولکولهای تشکیل دهنده ، آرایش منظم بلور را ندارند. این جامدات ،

مقاط ذوب یا انجماد مشخصی ندارند.



Crystal defect - نقص بلور

ناکامل بودن بلور که ناشی از جابجایی ، فقدان یونها ، خارج شدن یونها از محل مناسب خود

و وجود ناخالصی است.



Photolysis - نورکافت

تجزیه بوسیله نور.



Crystal field theory - نظریه میدان بلور

نظریه‌ای در شیمی معدنی مبنی بر چگونگی تشکیل یک ترکیب با پیوند کووالانسی.



chelate - شلات

یا کی لیتیک بنیان یا ترکیب دارای بار منفی که با یون فلزات ترکیب می‌شود و تولید ترکیب

کمپلکس می‌کند.



ammonolysis - آمونیاک کافت

تجزیه بوسیله آمونیاک.Linkage isomerismایزومری اتصالایزومری از لحاظ نوع اتم اتصالی

به اتم مرکزی.



exclusion principle of Pauli - اصل طرد پاولی

در یک اتم ، هیچ دو الکترونی نمی‌توانند مجموعه چهار عدد کوانتومی یکسان داشته باشند.



ionization isomerism - ایزومری یونش

ایزومری از لحاظ نوع یون‌های تشکیل شده.



Cis - Trans isomerism - ایزومری سیس- ترانس

ایزومری از لحاظ تفاوت در تقارن سیس و ترانس.



Hund's rule - قائده هوند

ترتیب پر شدن اوربیتالها در یک اتم ، نوبتی است.



Aufbau method - روش (اصل) بناگذاری

روشی برای بدست آوردن آرایش الکترونی اتم که در آن ، الکترونها یکی پس از دیگری

(بر پایه انرژی اوربیتالی) افزوده می‌شوند تا آرایش مطلوب بدست آید.



energy shell - پوسته انرژی

گروهی اوربیتال اتمی که عدد کوانتومی اصلی ، n ، یکسان دارند.

تولید صنعتی رنگدانه سفید

نگاه کلی

رنگدانه‌ها ، مواد غیرمحلول معدنی و آلی هستند که بطور وسیع در پوششهای سطحی بکار می‌روند. این مواد در صنایع مرکب سازی ، پلاستیک ، سرامیک ، لاستیک و کاغذ سازی کاربرد دارد. رنگدانه‌ها بسته به رنگ و خواص ، کاربردهای فراوان دارند. رنگدانه‌های سفید ، یکی از پُر استفاده‌ترین رنگداانه‌ها هستند.
پیگمانهای سفید (رنگدانه‌های سفید)

رنگدانه‌های سفید بجز تیتان ، از قدیمی‌ترین رنگدانه‌های پوششی محسوب می‌شوند که امروزه مصرف تعدادی از آنها تقریبا منسوخ شده است، زیرا نوع جدیدتر و بهتری جانشین آنها شده است که به دی‌اکسید تیتان معروف است. بجز دی‌اکسید تیتان که مهمترین رنگدانه سفید است، رنگدانه‌های سفید سربی هم کم و بیش کاربرد دارند که از جمله آنها می‌توان به کربنات ، سولفات ، اکسید روی ، اکسید روی سربدار ، اکسید آنتیموان لیتوپن را نام برد.
دی‌اکسید تیتانیوم

دی‌اکسید تیتانیوم ، از مهمترین رنگدانه‌های سفید بوده ، به دو شکل بلوری آناتاز و روتایل پایدار وجود دارد. تقریبا تمامی مصرفی در رنگسازی از نوع روتایل است. آناتاز را با حرارت دادن در 700-950 درجه سانتی‌گراد می‌توان به روتایل تبدیل کرد. به صورت وسیع در سطوح خارجی و همچنین در لعابها مصرف می‌شود.

ترکیب رنگ سفید مصرفی درسطوح خارجی
20%
تالک 60%
میکا 20%
این بهترین فرمولاسیون برای جلوگیری از کج شدن و ترک خوردگی است، ضمنا رنگ دوام بیشتری خواهد داشت.
روش تهیه صنعتی رنگدانه سفید تیتانیوم

برای تهیه رنگدانه دو روش صنعتی مهم وجود دارد.


روش سولفات

فرآیند سولفات ، شامل واکنش بین اسید سولفوریک غلیظ و کانی ایلمنیت است. واکنش بسیار شدید است و بجز محصول اصلی مقدار زیادی ، و بخار آب تولید می‌شود که وقتی وارد جو شوند، موجب آلودگی هوا خواهند شد. بنابراین استفاده از تصفیه کننده در کارخانه‌ها ضروری است. از ضایعات دیگر این روش باز ، تولید اسید سولفوریک مصرف شده بدون برگشت آن به چرخه تولید می‌باشد.
فرایند اصلاح شده سولفات

در فرایند اصلاح شده با استفاده از اسید سولفوریک رقیق سعی شده است که آلوده کننده‌ها به حداقل برسند. واکنش نسبتا آهسته صورت می‌گیرد و مقدار بخار آب و اسید سولفوریک و اسیدهای گوگرد تولید شده کمتر است و اسید مصرفی دوباره به چرخه تولید برمی‌گردد.


واکنشهای انجام گرفته در خط تولید

• واکنش کافی (کانی ایلمنیت) با اسید سولفوریک و تولید این
• هیدرولیز (که بستگی به کیفیت ، غلظت آن و PH محیط دارد) و تولید ،
• با حرارت دادن دی‌اکسید تیتانیوم آبدار در 800_1000 درجه سانتی‌گراد ، پیگمان سفید دی‌اکسید تیتانیوم تولید می‌شود.
• فرایند کلرید ، شامل روتایل (روتایل طبیعی یا سنتزی) و گاز کلرو کک می‌باشد. محصول به دست آمده در این فرایند ، تتراکلرید تیتانیوم است. برای خالص سازی آن را تقطیر کرده و تتراکلرید تیتانیوم خالص را با اکسیژن هوا در شعله‌ای با دمای 1500 درجه سانتی‌گراد اکسید می‌کنند (واکنش سوختن). دراین فرایند دانه‌های بسیار ریز دی‌اکسید تیتانیوم و گاز کلر ایجاد می‌شود. کلر تولید شده دوباره وارد چرخه تولید می‌شود.

کاربرد

تقریبا 50% این رنگدانه در صنعت رنگ سازی و لعاب سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 23% آن در کاغذ سازی مصرف دارد. کاربرد مهم دیگر آن در صنعت پلاستیک‌سازی است

مواد معدني

مواد معدني 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

سه ایزوتوپ جدید از عناصر آلومینیوم و منگنز

برای اولین بار؛
ایزوتوپ های جدیدی از دو عنصر سنگین بدست آمد گروهی از دانشمندان آمریکایی با هدف ورود به عرصه نوینی از فیزیک هسته ای موفق شدند سه ایزوتوپ جدید از عناصر آلومینیوم و منگنز را بدست آوردند. به گزارش خبرگزاری مهر، محققان دانشگاه ایالتی میشیگان توانستند با همکاری National Superconducting Cyclotron Laboratory سه ایزوتوپ از عناصر آلومینیوم و منگنز را بدست آورند که تاکنون هرگز مشاهده نشده بود.
این نتایج می تواند راه جدیدی در عرصه فیزیک هسته ای بگشاید و امکان وجود گونه های مختلف عناصر سنگین تر را که تاکنون با مدل های فعلی ارزیابی نشده اند پیشنهاد کند.
دراین خصوص "دیو ماریسی" سرپرست این تیم تحقیقاتی که نتایج بررسی های خود را در مجله نیچر منتشر کرده است، اظهار داشت:" این تحقیقات می تواند به کشف ایزوتوپ های ممکن موجود در طبیعت منجر شود."
درحدود 30 سال قبل کشف شد ذراتی که هسته ها، پروتون ها و نوترون ها را تشکیل می دهند همراه با یک نیروی هسته ای قوی نگه داشته می شوند.
همچنین تحقیقات گذشته نشان می داد که ترکیبات نوترون ها و پروتئین ها می توانند در کنار هم در هسته اتم جمع شوند. باوجود این، تاکنون تنها تعداد محدودی از نوترون هایی که می توانند در هسته جمع شوند، در 8 عنصر سبک از هیدورژن با عدد اتمی 1 تا اکسیژن با عدد اتمی 8 شناسایی شده بودند.
اکنون این دانشمندان یک ایزوتوپ منگنز 40 با 12 پروتون و 28 نوترون، یک ایزوتوپ آلومینیوم 42 با 29 نوترون و ایزوتوپ آلومینیوم 43 با 30 نوترون که هریک 13 پروتون دارند را بوجود آوردند.
به منظور درک اهمیت این کشف، تنها کافی به ذکر این نکته است که از نظر تئوری، ایزوتوپ آلومینیوم 43 نمی تواند وجود داشته باشد.
منبع " خبرگزاری مهر "

خواص مغناطیسی کمپلکس

خواص مغناطیسی کمپلکسیک کمپلکس مجموعه ای است متشکل از یک اتم مرکزی که توسط چند آنیون یا مولکول احاطه شده و در آن ظرفیت اتم مرکزی که معمولا فلز واسطه است اکثرا از حالت متداول آن بیشتر است. مثلا حل شدن سولفات مس خشک (سفید رنگ ) در آب محلول آبی خوش رنگ سولفات مس (II) تولید می کند که یک یون کمپلکس است. - CuSO4 + nH2 O ............> [Cu(H2 O)6 ]2+ + SO4 2
یون کمپلکس ایجاد شده عامل آبی شدن رنگ این محلول و در واقع تمام محلول های نمکهای مس (II)در آب می باشد.گروه های متصل به اتم مرکزی را که معمولا انیون یا مولکول دو قطبی خنثی می باشند لیگاند می نامندو در اغلب موارد این لیگاندها یک یا چند جفت الکترون به فلز مرکزی می دهند. از آنجاییکه مولکول آب قادر است مانند یک لیگاند عمل کند قرار گرفتن یک یون فلز واسطه (+Mn ) در آب به شرط نبود گروه های کئوردینه ی دیگر سبب تشکیل یون کمپلکس+M(H2 O)6 ]nمی شود.لذا برای تهیه ی برخی از کمپلکس ها مثل +Cu(NH3 )6 ]2واکنش بین فلز و لیگاند را باید در محیط غیر آبی انجام دادتا آب به صورت لیگاند وارد قشر کوئوردیناسیون نشود. هم چنین موقع تهیه ی کمپلکسها در آب لیگاند ها به تدریج جایگزین مولکول های آب کئوردینه شده می شوند مانند واکنش مقابل که در شش مرحله صورت می گیرد: Ni(H2 O)6 2+ + 6NH3 .............> Ni(NH3 )6 2+ علاوه بر کمپلکس های عادی یا کلاسیک نوع دیگری از کمپلکس ها نیز وجود دارند که انها را ترکیبات آلی فلزی می نامند در این کمپلکس ها حالت اکسایش فلز پایین (صفر یا +1 ) است و پیوند کربن فلز هم وجود دارد. هم چنین در کمپلکس های کلاسیک لیگاند ها معمولا دهنده ی جفت الکترون (دهنده ی ơ) و به مقدار جزئی گیرنده ی π هستند اما در ترکیبات آلی فلزی لیگاند ها اغلب علاوه بر دهندگی الکترون گیرنده ی شدید π نیز می باشند. در هر دو مورد این ترکیبات می توانند خنثی کاتیونی یا انیونی باشند.از جمله کمپلکس های آلی فلزی فروسن است که شامل دو حلقه ی سیکلوپنتن در بالا وپایین اتم اهن است. اولین ترکیب آلی فلزی جداسازی شده نمک زایس است که توسط زایس جداسازی شد. پایه گذار شیمی کوئوردیناسیون مدرن آلفرد ورنر است او در سال 1866 در فرانسه متولد شد ورنر اولین مقاله ی خود را درباره ی این موضوع در سال 1891 در سن 25 سالگی عرضه کرد و در سال 1913 جایزه ی نوبل شیمی را برای این کار به وی اهدا شد.
تعداد لیگاند ها و یا در واقع تعداد اتم های دهنده ی الکترون متصل به فلز مرکزی را عدد کئودیناسیون می گویند که یکی از ویژگیهای یک کمپلکس است یعنی اینکه مثلا اغلب کمپلکسهای با عدد کئوردینه یکسان خواص مغناطیسی مشابهی را از خود نشان می دهند.
خواص مغناطیسی کمپلکس های فلزی:
مغناطیس پذیری : اگر جسمی در یک میدان مغناطیسی با قدرت H0 قرار گیرد القاء مغناطیسی B یا شار مغناطیسی در این جسم از رابطه ی مقابل به دست می آید: B= H0 + 4πM در این رابطه H0 قدرت میدان مغناطیسی خارجی و Mشدت مغناطیس شدن در واحد حجم است.
ممان مغناطیسی : خواص مغناطیسی ماده از دو راه توسط الکترونها حاصل می شود : یکی ناشی از حرکت دورانی الکترون حول محور خود که چون دارای بار منفی است از این طریق می تواند مغناطیس تولید کند (ممان اسپینی الکترون) و دیگری ناشی از حرکت الکترون در مدار خود حول هسته (ممان اربیتالی الکترون).پس ممان مغناطیسی تولیدی مواد حاصل این دو خاصیت الکترون است.واحد ممان مغناطیسی بور مگنتون است یک بور مگنتونe ( BM)=eh̸4Πmc بار الکترون h ثابت پلانکmجرم الکترون و cسرعت نور است.
ترکیب پارامغناطیس ترکیبی است که الکترون جفت نشده دارد سهم پارامغناطیسی در تاثیر پذیری از بر هم کنش ممان های زاویه ای اسپینی و اربیتالی الکترونها با میدان مغناطیسی خارجی ناشی می شود.ممان مغناطیسی موثر برای یک سیستم پارامغناطیس با در نظر گرفتن ممانهای زاویه ای اسپینی و اوربیتالی الکترونها از این رابطه به دست می آید:( µ=√4S(S+1)+L(L+1 در این رابطه Sعدد کوانتومی اسپین کل و L عدد کوانتومی اوربیتالی کل است.همه ی مواد با میدان مغناطیسی بر هم کنش دارند و بر اساس نوع بر هم کنش با میدان به چند دسته ی زیر تقسیم می شوند:
دیا مغناطیس : خاصیت دیا مغناطیسی در همه ی انواع ماده دیده می شود و ناشی از حرکت دورانی الکترونهای جفت شده ی مولکول در اثر القاء میدان مغناطیسی خارجی است. این چرخش منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی کوچک مخالف میدان اعمال شده می شود و به همین دلیل مواد دیامغناطیس از میدان مغناطیسی خارجی رانده می شوند.
پارامغناطیس : خاصیت پارامغناطیسی از برهم کنش ممانهای زاویه ای اسپینی و اوربیتالی الکترونهای منفرد با میدان مغناطیسی خارجی ناشی می شود. این دسته از مواد جذب میدان می شوندوبر خلاف اجسام فرومغناطیس با از بین رفتن میدان خارجی خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند.
فرو مغناطیس : این دسته از مواد به شدت جذب میدان مغناطیسی می شوند در این دسته از مواد ممانهای مغناطیسی ذرات مجاور با کمک میدان مغناطیسی خارجی به طور موازی جهت گیری کرده و یک خاصیت مغناطیسی ماکروسکوپی را نشان می دهند یعنی اینکه در ماده فرومغناطیس حوزه های مغناطیسی وجود دارند که در هر کدام اسپینها به طور موازی جهت گیری کرده اند در صورتی که با اعمال میدان خارجی اسپینهای همه ی حوزه ها با هم موازی می شوندچنانچه دما از مقدار معینی بالاتر رود انرژی گرمایی جهت گیری حوزه ها را به صورت تصادفی تغییر داده و ماده ی فرومغناطیس پارامغناطیس خواهد شد این دما به دمای کوری Tc معروف است.
آنتی فرومغناطیس : اگر در حوزه های مغناطیسی اسپینها به طور غیر موازی جهت گیری کرده باشند ممان مغناطیسی حوزه ها یکدیگر را خنثی نموده و خاصیت آنتی فرومغناطیس مشاهده می شود افزایش دما موجب برهم زدن جهت گیری های غیر موازی در حوزه ها و افزایش خاصیت مغناطیسی می شود و بالاتر از یک دمای معین که به دمای نیل TN معروف است جسم به صورت پارامغناطیس عمل می کند. یک ماده ی انتی فرومغناطیس در دمای نیل بیشترین خاصیت مغناطیسی را از خود نشان می دهد

واکنش تک مولکولی و نظریه لیندمان

در واکنشهای تک مولکولهای ، مولکول اولیه به تنهایی ایزومریزه یا تجزیه شده تولید فراورده می‌کنند.

این واکنشها از سینتیک مرتبه اول تبعیت می‌کنند. یعنی غلظت یک ‌گونه در سرعت واکنش موثر است.

انواع واکنشهای تک مولکولی

1. واکنشهایی که مولکول اولیه با روش ایزومری شدن به فراورده تبدیل می‌شود، مانند ایزومری شدن سیلکوپروپان به پروپیلن
2. واکنشهایی که مولکول اولیه به صورت تجزیه به فراورده تبدیل می‌شود، مانند تجزیه اتان به رادیکال متیل. علاوه بر واکنشهای مذکور در سالهای 1920-1930 مشاهده شد که تعدادی از تجزیه‌ها در فاز گازی مانند تجزیه از سینتیک درجه اول پیروی می‌کند.

البته در ابتدا تصور می‌شد این واکنشها جز فراینده‌های بنیادی هستند و در مرحله اول تک مولکولی بوده و تولید بنیانهای آزاد می‌کنند. اما توجیه فعال شدن مولکولها در فرایند تک مولکولی مشکل بود. اگر فعال شدن توسط برخورد میان مولکولها صورت می‌گرفت در آن صورت سینتیک واکنش باید از درجه دوم تبعیت می‌کرد. البته درباره نظریه مختلفی ارائه شد. اما هیچکدام مورد قبول واقع نشد تا اینکه لیندمان نظریه معروف خود را ارائه داد.

نظریه لیندمان

لیندمان در سال 1922 نظریه خود را به اینصورت بیان کرد در واکنشهای تک مولکولی ، مولکولهای واکنش دهنده انرژی لازم جهت فعالسازی خود را از برخورد بین مولکولها بدست می‌آورند. البته فقط در فشارهای بالا این امر به سینتیک درجه اول منتهی می‌گردد. این نظریه پیشرفت مهمی در سینتیک شیمیایی ایجاد کرد و هنوز هم اساس نظریه‌های جدید واکنش‌های تک مولکولی است.

توضیح نظریه لیندمان (حالت ایستا)

مولکول‌هایی که توسط برخورد با یکدیگر فعال می‌شوند، مدتی بعد از فعال شدن شروع به تجزیه می‌کنند. در نتیجه فقط عده‌ای از این مولکولها به فراورده تبدیل می‌شوند و اغلب مولکولهای پرانرژی در اثر برخورد با مولکولهای عادی انرژی خود را از دست داده و غیر فعال می‌شوند.

بین مولکولهای پرانرژی و مولکولهای عادی واکنش دهنده تعادل برقرار خواهد بود، در صورتی که سرعت غیر فعال شدن مولکولهای انرژی‌دار بیشتر از تجزیه آنها در تولید فراورده باشد. در نتیجه یک حالت پایا یا ایستا در غلظت مولکولهای انرژی‌دار به دست می‌آید. به این معنی که غلظت آنها نسبت به زمان تغییر نمی‌کند. این نظریه به نام فرضیه حالت ایستا معروف است.

تاثیر فشار در سینتیک واکنشهای تک مولکولی

در فشار بالا به دلیل برخوردهای زیاد ، سرعت غیر فعالسازی مولکولهای فعال نسبت به سرعت تجزیه مولکولهای فعال بسیار زیاد است. از طرفی سرعت واکنشها به سرعت فعالسازی مولکولها وابسته نبوده پس واکنش از درجه اول تبعیت می‌کند. با کاهش فشار ، سرعت برخورد مولکولها کمتر شده درنتیجه سرعت غیر فعالسازی مولکولها کاهش می‌یابد. اما سرعت تبدیل مولکولهای فعال به فراورده در مقایسه با سرعت غیر فعالسازی قابل توجه بوده بنابراین واکنش تابع سینتیک درجه دوم است.

مکانیسم واکنش تک مولکولی

1. حالت فعالسازی
2. حالت غیرفعالسازی
3. تجزیه مولکولی

A : مولکول عادی :مولکول پر انرژی



با بکار بردن فرضیه حالت ایستا می‌توان غلظت مولکولهای فعال *A را ثابت فرض کرد در اینصورت :

بحث در مورد معادله

در فشارهای بالا که سرعت فعالسازی بزرگتر از سرعت تبدیل فراورده‌هاست معادله بصورت زیر در می‌آید. واکنش از درجه اول بوده و است.

• در فشارهای پایین سرعت تجزیه مولکولهای فعال بیشتر از سرعت غیرفعالسازی مولکولها است. در اینصورت واکنش از درجه دوم خواهد بود.
• شرط اینکه واکنش بتواند از سینتیک درجه اول باشد این است که عمر مولکولها آنقدر باشد که قبل از تجزیه قسمت اصلی آنها در اثر برخورد با مولکولهای عادی بصورت غیر فعال در آید. لیندمان این فرض را برای واکنشهای درجه اول گازی در نظر گرفت که داده‌های تجربی هم بطور کیفی با نظریه لیندمان توافق دارند.

مواد هوشمند چه موادی هستند؟

مواد هوشمند اصطلاحاًً به موادی گفته می شود که می توانند با درک محیط و شرایط اطراف خود نسبت به آن واکنش مناسب نشان دهند. امروزه کاربرد این مواد و بویژه فلزات و کامپوزیت های هوشمند در بسیاری از حوزه های صنعت گسترش یافته است.

 

ازجمله کاربردهای جدید این مواد استفاده از فلزی به نام نیتینول که ترکیبی از تیتانیوم و نیکل، در ساخت قاب عینک ها است باعث بروز ویژگی های متفاوتی در آنها شده است. این نوع عینک ها پس از خم شدن دوباره به شکل اولیه خود باز می گردند. هواپیماهای هوشمند، خانه های هوشمند، بافتهای حافظه دار، میکروماشین ها، سازه های خودآرا و نانوساختارهای متغیر کلماتی هستند که از سال 1992 و با تجاری شدن اولین مواد هوشمند وارد فرهنگ لغات شده اند و پیش بینی می شود این مواد بتوانند بسیاری از نیازهای فناوری در قرن 21 را برآورده کنند.

سابقه تاریخی مواد هوشمند به 300 سال قبل از میلاد و دوران کیمیاگری بازمی گردد. اگرچه در آن زمان توانایی تولید طلا وجود نداشت، اما فعالیت هایی برای تغییر رنگ و خصوصیات فلزهای مختلف انجام می شد که می توان بعضی از مواد مورد استفاده آنها برای ایجاد چنین تغییراتی را از مواد هوشمند به شمار آورد. عبارت مواد هوشمند اکثر اوقات بدون تعریف دقیقی از آنچه مورد نظر محققان است و همچنین بدون در نظر گرفتن کاربرد این مواد به کار گرفته می شود از سوی دیگر ارائه تعریف دقیق از آنچه به عنوان مواد هوشمند معرفی می شود، اغلب با مشکلات بسیار زیادی همراه خواهد بود. اگر چه از این عبارت به صورت گسترده درخصوص بسیاری از مواد که از ویژگی های متفاوتی در مقایسه با نسل گذشته مواد برخوردار هستند، استفاده می شود اما موافقت کلی در ارائه تعریف دقیقی از این واژه وجود ندارد. مواد هوشمند موادی هستند که موقعیت ها را به خاطر می سپارند و با محرک های مشخص می توانند به آن موقعیت بازگردند. به عبارت دیگر می توان گفت مواد و سازه های هوشمند، اشیایی هستند که شرایط محیطی را حس می کنند و با پردازش اطلاعات به دست آمده نسبت به محیط واکنش نشان می دهند. در تعریف اول وقتی از مواد صحبت می کنیم مجموعه ای از عناصر، آلیاژ ها و ترکیب ها در ذهن تداعی می شود که توسط ساختار مولکولی منحصر به فرد خود قابل شناسایی و اندازه گیری هستند. اما در تعریف دوم مواد به صورت مجموعه ای از فعالیت ها در نظر گرفته می شوند، یعنی با مجموعه ای از مواد و سیستم های مرتبط با آنها مواجه هستیم که قابلیت شناسایی و اندازه گیری در آنها کمتر خود را نشان می دهد.

در مواد هوشمند این مواد، همزمان با تاثیر محرک بیرونی شاهد پاسخ دهی به آن هستیم. در اکثر موارد این مواد از توانایی پاسخ به بیش از یک شرایط محیطی برخوردار هستند و پاسخ آنها قابل پیش بینی است.

انواع مواد هوشمند

با توجه به تعاریف ارائه شده برای مواد هوشمند می توان آنها را به 2 گروه تقسیم کرد:

گروه اول این مواد را اصطلاحاً مواد هوشمند نوع اول یا مواد کرومیک می نامند، این مواد یکی از جالب ترین انواع مواد هوشمندی موادی با قابلیت تغییر رنگ هستند. این دسته از مواد در پاسخ به محرک های محیط خارجی در ویژگی ها و خصوصیات شیمیایی، الکتریکی، مغناطیسی، مکانیکی و یا حرارتی دچار تغییر رنگ می شوند، این تغییر رنگ ناشی از تغییر خصوصیات نوری این مواد مانند ضریب جذب، قابلیت بازتاب و یا شکست نور است که در نتیجه تغییر در ساختار این مواد ایجاد می شوند.

انواع گروه اول

مواد فتوکرومیک: در برابر جذب انرژی تابشی در ساختار شیمیایی این مواد تغییر ایجاد می شود و از ساختاری با یک میزان جذب مشخص به ساختاری متفاوت با میزان جذب متفاوتی تبدیل می شود.

مولکول های این مواد در حال غیرفعال بی رنگ هستند و هنگامی که در معرض فوتون های با طول موج خاص قرار می گیرند. برانگیخته شده و شرایط بازتاب آنها تغییر می کند. با از بین رفتن منبع نور ماوراء بنفش این مولکول ها به حالت اولیه خود باز می گردند. کاربرد اصلی مواد فتوکرومیک در عینک ها و ساخت شیشه پنجره برخی از ساختمان ها است.

 

مواد ترومیک: این مواد در نتیجه جذب گرما با تغییرات شیمیایی با تغییر فاز مواجه می شوند. تغییرات ایجاد شده برگشت ناپذیر است و با از بین رفتن عامل ایجاد کننده تغییرات دمایی این مواد به حالت اولیه باز می گردند. دماسنج های نواری که با قرار گرفتن بر روی بدن تغییر رنگ می دهند بر همین اساس کار می کنند.

 

مواد مکانوکرومیک و کموکرومیک: تغییرات فشار یا تغییر شکل از خصوصیات بازتابی متفاوتی برخوردار خواهند بود. در برخی از محصولاتی که از این مواد ساخته شده اند با تغییر فشار، نوشته های مخفی شده در سطح به نمایش در خواهند آمد. کاغذهای تورنسل که در محیط های اسیدی و بازی رنگهای متفاوتی دارند نمونه ای از محصولاتی هستند که براساس ویژگی مواد کموکرومیک ساخته شده اند و در برابر تغییرات PH محیط واکنش نشان می دهند.

 

مواد الکتروکرومیک: این گروه از مواد هوشمند، موادی هستند که در نتیجه قرار گرفتن در یک جریان یا اختلاف پتانسیل الکتریکی رنگ آنها به صورت بازگشت پذیر تغییر می کند.

پنجره هایی که به وسیله عبور جریان الکتریسیته تیره و روشن می شوند از کاربردهای این نوع مواد هستند به طور کلی مواد هوشمند ترکیبی از مواد مختلف هستند که در تعامل با یکدیگر عمل می کنند و از ویژگی های منحصر به فردی برخوردار خواهند بود.

 

گروه دوم مواد هوشمند را گروهی از مواد تشکیل می دهند که دارای قابلیت تبدیل انرژی از سطحی به سطح دیگر هستند.

همه اجسام و محیط های پیرامون آنها دارای سطح مشخصی از انرژی هستند. هنگامی که سطح انرژی ماده و محیط اطراف آن یکسان است می گوییم ماده در تعادل با محیط است یعنی در این حالت تغییر انرژی وجود نخواهد داشت. اما اگر ماده در سطح انرژی متفاوتی نسبت به سطح انرژی به وجود خواهد آمد در مواد هوشمند و غیرهوشمند سطح انرژی همواره باید ثابت باشد؛ با وارد کردن انرژی به مواد سطح انرژی در آنها افزایش می یابد که معمولاً این انرژی افزوده شده به صورت افزایش انرژی درونی جسم خود را آشکار می کند. اما از ویژگی های مواد هوشمند این است که این انرژی را به صورت های مختلفی که از کارآیی و عملکرد بیشتری برخوردار است تبدیل می کنند. 

فناوری نانو از آغاز تاکنون

علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند چرا که صدها سال است که شیمیدانان از تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی علم نانو در کار خود استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند که بی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شباهت به تنکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی نانو نیست. پنجره های رنگارنگ کلیساهای قرون وسطی، شمشیرهای یافت شده در حفاری های سرزمین های مسلمان همگی گویای این مطلب هستند که بشر مدت هاست که از برخی شگردهای این فناوری در بهینه کردن فرایندها و ساخت باکیفیت تر اشیاء بهره می برده است اما تنها به دلیل پیشرفت کم فناوری و نبود امکانات امروزی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ تونلی پیمایشی و غیره نتوانسته حوزه مشخصی برای این فناوری تعیین کند….

اولین بار ریچارد فیمن در سال 1959 طی سخنرانی خود با بیان امکان به راه اندازی فرایندی برای دستکاری اتمها و مولکولها با استفاده از ابزارهای دقیق سبب شده تا افکار به سمت توسعه چنین امکانی متمایل شوند. در سال 1974، پروفسور نوریو تانیگوشی، مدرس دانشگاه علوم توکیو، نخستین بار واژه "فناوری نانو" را بکار گرفت. او در مقاله ای با نام "مفهوم اساسی فناوری نانو" اشاره می کند که فناوری نانو اساسا مجموعه ای از فرایندهای تفکیک، ادغام و تشکیل مواد در حد یک اتم یا یک مولکول است. در دهه 1980 ایده یاین تعریف به طور وسیع تر توسط دکتر درکسلر (نویسنده کتاب های موتور خلقت) مورد بررسی قرار گرفت.
فناوری نانو و نانوعلوم در اوایل دهه 1980 با تولد علم کلاستر و اختراع میکروسکوپ تونلی پیمایشی آغاز به کار کرد. این توسعه سبب کشف فلورین در سال 1986 و نانولوله های کربنی در مدت چند سال بعد شد.
تحول دیگر این فناوری مربوط به ساخت نانوکریستالهای نیمه هادی بود که منجر به افزایش شدید تعداد نانوذرات اکسید فلزی نقاط کوانتوم گردید. میکروسکوپ نیروی اتمی 5 سال بعد از میکروسکوپ تونلی پیمایشی اختراع شد تا با کمک آن بتوان اتمها را بررسی کرد.
فناوری نانو یک زمینه بین رشته ای است که در محدوده علوم کاربردی مختلفی نظیر فیزیک، مواد، الکترونیک و غیره وارد شده است. فناوری نانو خود به تنهایی علم نیست بلکه با استفاده از آن می توان به کاربردی کردن علوم مختلف کمک کرد. فناوری نانو به سه صورت تعریف می شود:
1- فناوری نانو محدوده تحقیقات و مطالعه مواد و خصوصیات آنها در محدوده 1- 100 نانومتر را در بر می گیرد.
2- با کمک فناوری نانو ساختارهای نانویی می توان خلق کرد که خصوصیات آنها با ساختارهای ماکروسکوپی همان مواد متفاوت است.
3- با کمک فناوری نانو می توان در اتمها از طریق کنترل خصوصیات تغییراتی ایجاد کرد.
زمانی که مواد در مقیاس نانو مطالعه و بررسی می شوند واکنش های و رفتار اتمها در مقایسه با حالتی که مطالعه در سطح مولکولی انجام می شوند کاملا متفاوت است چرا که در این قلمرو خصوصیات فیزیکی مواد تغییر می کند این درست مانند این است که در توپی را در محفظه ای بیندازید و توپی دیگری را از آن محفظه بیرون آورید. تفاوت در قلمرو نانو به اندازه ای است که حتی رنگ، نقطه ذوب، خصوصیات شیمیایی و غیره مواد در خارج از این محدوده کاملا متفاوت است.
در فناوری نانو برای ساخت دو روش در نظر گرفته می شود: روش ساخت پایین به بالا و روش ساخت بالا به پایین. در روش ساخت پایین به بالا، وسایل و مواد از سطح مولکولی بر اساس اصول شیمی مولکولی ساخته می شوند درست مانند یک دیوار که از روی هم گذاشتن آجر به آجر ساخته می شود.
در روش ساخت بالا به پایین، اشیاء نانویی بدون کنترل اتمی در مقادیر بزرگتر ساخته می شوند به این طریق که در ساخت آنها از تجهیزات پیشرفته این فناوری مانند میکروسکوپ اتمی و میکروسکوپ تونلی پیمایشی استفاده می شود تا فرایند دستکاری و ایجاد پدیده ها و خصوصیات جدید در اشیاء نانویی ظهور یابند.
امروزه فناوری نانو در ساخت پلیمرهایی با ساختار مولکولی، طراحی تراشه های کامپیوتری کاربرد دارد. همچنین از این فناوری در ساخت مواد آرایشی، انواع پوشش ها و روکش های محافظتی و لباسهای مقاوم نیز استفاده می شود.

کاربرد فناوری نانو در درمان سرطان

بدن انسان طی فرآیند ویژه ای (آپوپتوزیس) سلولهای جدید را جانشین سلولهای قدیمی و ناکارآمد می‌کند. حال وضعیتی را در نظر بگیرید که بدن بدون اینکه به تولید سلولهای جدید نیاز داشته باشد، سلولهای جدید ساخته شوند یا اینکه سلولهای قدیمی و ناکارآمد بنا به دلایلی منهدم نشوند. در این صورت به تجمع این دسته از سلولها (معمولا به شکل توده یا تومور)، تومور، غده یا بافت سرطانی گفته می شود. امروزه ابتلای به سرطان یکی از موارد شایع مرگ و میر به شمار می آید. بر اساس اعلام موسسه ملی سرطان سرطان پروستات، پستان، ریه و روده به ترتیب شایع ترین مکان های ایجاد سرطان است و تنها در سال 2003 این موسسه 6/4 میلیون دلار صرف تحقیق در خصوص سرطان کرده است که این امر دلیل خوبی برای یافتن روش های کارآمدتر و کم هزینه تر برای درمان سرطان است.
یکی از مهمترین موانع در سر راه درمان سرطان، تشخیص دیرهنگام آن است که متاسفانه سبب می شود تا فرصت کافی برای مقابله با سلولهای سرطانی در اختیار کادر پزشکی قرار نگیرد و فرد مبتلا در مدت اندکی پس از تشخیص فوت کند.
امروزه فناوری نانو به کمک تشخیص و درمان این بیماری آمده است به گونه ای که سبب شده تا سلولهای سرطانی در حد نانومتر تشخیص داده شوند و با کمک فناوری نانو از بین برده شوند. در این زمینه شرکت نانواسپکترا از نانوپوسته پوشش داده شده با طلا برای تشخیص و سپس از بین بردن سلولهای سرطانی استفاده می کند. در این نانوپوسته پتانسیل شناسایی و اتصال به سلول های سرطانی و نیز قابلیت جذب طول موج های معینی از نور ایجاد شده است. حال زمانی که این نانوذرات به سلولهای سرطانی متصل می شوند، تحت تابش قرار داده می شوند و با جذب طول موج معینی از نور، گرم شده سبب پخته شدن و انهدام سلول سرطانی می شوند.

دانستنیهای شیمی‌معدنی

۱الف) در باره سختی جامدهای یونی می توان سه قاعده زیر موسوم به قاعده Fajans را بیان کرد:

1) در جامدهای یونی با ساختار بلوری یکسان و بار برابر، هر چه فاصله بین یونها کمتر باشد، بر میزان سختی بلور افزوده می‌شود.

2) در جامدهای یونی که ساختار یکسان و فاصله بین‌یونی نزدیک دارند، با افزایش بار آنیون و کاتیون، سختی بلور افزایش می‌یابد.

3) چنانچه یونها در یک جامد یونی دارای آرایش گاز بی‌اثر باشند، نسبت به جامدهای یونی دیگر که در آنها یونها آرایش گاز بی‌اثر ندارند، (در صورتی که بار، فاصله بین‌یونی و ساختار بلور یکسان باشند.) سختی بلور بیشتر است.

 

 

۲الف) سیتریک اسید، سدیم کربنات، جوش شیرین (سدیم بی‌کربنات)، سولفوریک اسید، دی اکسید کربن، هیدروژن پراکسید، آمونیوم پرکلرات، پتاسیم یدید، الکلها و... به عنوان سوخت شیمیایی خودروهای کوچک استفاده می‌شوند.

چند واکنش از این دست عبارتند از:

2HOOH --> 2 H2O + O2   enzyme: catalyses

H2CO3 --> CO2 + H2O   enzyme: carbonic anhydride

 

در واکنشهای بالا که با استفاده از آنزیم انجام‌پذیرند، از انرژی به دست آمده از شکستن پیوند استفاده می‌شود.

 

سوختن اتانول:

 

C2H5OH + 3 O2 --> 2 CO2 + 3 H2O

تجزیه اسید استیک:

CH3CO2H --> CO2 + CH4

یا تجزیه جوش شیرین:

2NaHCO3 --> Na2CO3 + CO2 + H2O

 

دو واکنش اخیر برای شروع به گرما نیاز دارند اما پس از شروع واکنش، گرماده هستند.

 

 

۳الف) کلرید آهنIII یا FeCl3، ماده‌ای به شدت سمی، خورنده و اسیدی با رنگ متغیر است که رنگ آن به زاویه دید بستگی دارد و از سبز تیره تا بنفش تغییر می‌کند. انحلال آن در آب گرمازاست و در اثر انحلال، محلول قهوه‌ای رنگ و اسیدی می‌دهد. در اثر گرما، به کلرید آهنII و گاز سمی کلر تجزیه می‌شود:

 

FeCl3 + Q --> FeCl2 + 1/2 Cl2

 

با ترکیب FeCl3، جوش شیرین و آب در یک بطری می‌توان گازی فوق‌العاده‌ای تولید کرد که سبب می‌شود بطری نوشابه را مانند موشک پرتاب کند.

یادآوری می‌شود هر ماده منفجره به دو جزء ماده سوختنی و اکسنده نیاز دارد. برای مثال پتاسیم نیترات به شدت اکسنده است ولی به تنهایی منفجر نمی‌شود. اما ترکیب چهار به شش شکر (به عنوان ماده سوختنی) و پتاسیم نیترات به یک بمب دودزا منتهی می‌شود.

 

 

۴الف) فسفید فلزهایی مانند آلومینیوم، روی، کلسیم و منیزیم به عنوان یک گونه از سمهای دفع آفات، حشرات و جونده‌ها از دیرباز در بسیاری از کشورهای دنیا به کار می‌رفته‌اند که قیمت ارزان، کاربرد آسان و کارآیی بالا موجب مصرف گسترده آنها در کشاورزی شده است.

در ایران "فسفید آلومینیم" با نام قرص برنج به ویژه در شمال کشور برای نگهداری برنج در انبارها و جلوگیری از تخریب آن توسط حشر‌ه‌ها از سالیان گذشته استفاده می‌شده است.

قرصهای برنج در تماس با رطوبت موجود در برنج و غلات دیگر، گاز سمی فسفین آزاد می‌کنند که این گاز موجب نابودی آفات و حشر‌ه‌ها و ماندگاری محصول در انبار می‌شود. به علت فراریت و نیمه عمر کوتاه گاز فسفین در محیط، مصرف برنج و دیگر فراورده‌های کشاورزی نگهداری‌شده توسط این ماده، پیامدهای سوء در انسان ندارد.

البته فسفید آلومینیوم جزو سمهای کشنده برای انسان است و مقدار کشنده آن برای انسان بالغ با میانگین وزن 70 ک‌گ حدود 500 میلی‌گرم برآورد شده، این در حالی است که هر قرص برنج حاوی یک گرم فسفید آلومینیوم است. فسفید آلومینیوم در معده در اثر واکنش با آب و اسید معده گاز سمی فسفین آزاد می‌کند و نشانه‌های مسمومیت شامل طیف وسیعی از آشفتگیهای گوارشی، قلبی عروقی، کلیوی، کبدی، عصبی و تنفسی است که می‌توان استفراغ ، درد ناحیه شکم، سرگیجه، کاهش هوشیاری، کاهش فشار خون، بی‌نظمی تپش قلب، زردی، تشنج و بیهوشی را نام برد.

 

توضیح بیشتر درباره سم‌پاشی: دوره کارنس به زبان ساده عبارت است از مدت زمانی که پس از سم‌پاشی باید طی شود تا فراورده کشاورزی را بتوان مصرف کرد. مسلما پس از سم‌پاشی نه تنها بافتهای بیرونی گیاه و میوه‌ها به سم آغشته می‌گردند بلکه پاره‌ای از سمها از طریق روزنه‌های گیاه یا آوندهای چوبی و آبکش به بافتهای درونی نفوذ و به همه نقاط گیاه سرایت می‌کنند که مصرف چنین فراورده‌ای برای بدن زیان‌آور است.

 

 

۵الف) پتاسیم نیترات KNO3 یک ترکیب یونی به رنگ سفید و در آب محلول است. پتاسیم نیترات کاربردهای فراوان دارد که از جمله برای ساختن باروت و نیز در ترکیب خمیر دندان به کار می‌رود. واكنش انفجار باروت سیاه را می‌توان به این صورت نوشت:

 

4KNO3 + S + 4 C -> 2 N2 (g) + 2 K2O + 4 CO2 (g) + SO2 (g)

برخی واكنش انفجار باروت را در فضای محدود به صورت زیر نوشته‌اند:

2KNO3 + S + 3 C -> N2 + 3 CO2 + K2S

هنگام انفجار دودی خارج می‌شود كه مربوط به ایجاد پتاسیم سولفید است.

اگر در هوای آزاد باروت را بسوزانیم معادله واكنش چنین است:

4KNO3 + 3 S + 2 C -> 2 N2 + 2 K2CO3 + 3 SO2

 

در عمل برای ساخت باروت سیاه 75 درصد پتاسیم نیترات، 14 درصد زغال چوب و 11 درصد گوگرد به كار می‌رود. پتاسیم نیترات (شوره) همان ماده سفید رنگی است كه به طور طبیعی در كنار دیوارهای مرطوب ایجاد می‌شود.

پتاسیم نیترات همچنین به عنوان یک ماده اکسنده نیز کاربرد دارد.

 

 

٦الف) چرا با این که ظرفیت کربن 4 و کلسیم 2 است، فرمول کلسیم کاربید به صورت CaC2 نوشته می‌شود؟

پاسخ: ظرفیت 4 اتم کربن در پیوندهای اتمی دیده می‌شود، درحالی که در این جا یک پیوند یونی وجود دارد.

در دمای معمولی، کلسیم و کربن با هم واکنش نمی‌دهند. در اثر افزایش دما تا حدود 2000 درجه سانتی‌گراد و در اثر واکنش آهک و کک، کلسیم کاربید به دست می‌آید. در این ترکیب یونی، C+4 وجود ندارد بلکه آنیون C2 با دو بار منفی وجود دارد، یعنی دو اتم کربن که با پیوند سه گانه به هم پیوند شده‌اند و بار کلی آن 2- می‌باشد. سپس این آنیون دو اتمی با دو بار منفی می‌تواند با یک کاتیون کلسیم واکنش بدهد و ترکیب CaC2 به دست آید:

CaO + 3 C --> CaC2 + CO

به طور کلی از واكنش مستقیم كربن با فلزها یا اكسید فلزها در دمای بالا تركیباتی به دست می‌آیند كه كاربید نامیده می‌شوند. كاربیدها دارای یون C=2 هستند.

7الف) اجزای اصلی تشکیل‌دهنده شیشه
با نگاه به جدول عناصر، کمتر عنصری را می‌توان یافت که از آن شیشه به دست نیاید. ولی سه ماده کربنات دو سود، سنگ آهک و سیلیس مواد اصلی تشکیل‌دهنده شیشه می‌باشند. مواد شیشه‌ساز مورد تایید موسسه استاندارد عبارتند از سیلیس، دی اکسید بور، پنتا اکسید فسفر که از هـر یک به تنهایی می‌توان شیشه تهیه کرد.
گداز آورها:
کربنات سدیم، کربنات پتاسیم و خرده‌شـیشـه، سـیلـیکات سدیم و سـلـیـس گدازآور می‌باشند، در آب حل می‌شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می‌کنند به هـمین عـلـت است که بیشتر شیشه‌های مصرف‌شده در گـلخانه پس از چند سال کدر می‌شوند و نور از آنها به خوبی عـبور نمی‌کند.
تثبیت‌کننده‌ها:
برای آن که مقاومت شـیشـه را در برابر آب و هـوا ثابت کنند باید اکسـیدهای باریم، سرب، کـلسیم، مـنـیزیم و روی به مـخـلـوط شیشه افزوده شود که به آنها ثابت‌کـننده می‌گـویند.
تصفـیه‌کننده‌ها:
تصفیه‌کننده‌ها موجب کاستن حباب هوا در شیشه می‌شوند و بر دو نوعند:
الف) فـیزیکی: سولفات سدیم، کلرات سدیم با ایجاد حباب‌های بزرگ، حباب‌های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می‌کنند.
ب) شیمیایی: املاح آرسنیک و آنتیموان ترکیباتی ایجاد می‌کنند که حبا‌ب‌های کوچک درون شیشه را از بین می‌برند.
تا این جا به موادی اشاره شد که نبودشان در مواد اولیه از مرغـوبیت کالا می‌کاهد. حال به چند ماده دیگر که به نوعـی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره می‌شود.
افزودنی‌ها
1) استفاده از بوراکس به جای اکسید و کربنات سدیم ( گدارآور ) که در اثر گرما به سدیم اکسید و بورم اکسید تجزیه می‌شود و در واقع به جای هر دو ماده عمل می‌کند.
2) استفاده از نیترات سدیم برای از بین بردن رنگ سبز شیشه (ناشی از اکسید آهن که همراه مواد دیگر وارد کوره می‌شود.)
3) استفاده از اکسید منگنز که باعـث مقاومت بیشتر در برابر عـوامل جوی و شفافتر شدن شیشه می‌شود.
4) استفاده از اکسید سرب به جای کلسیم اکسید برای ساختن شیشه‌های مرغـوب بلور که سبب درخشندگی شیشه می‌شوند.
5) اکسـید نقـره برای ساختن بلور مرغـوب.
6) فلدسپار که مقاومت شیشه را در برابر مواد شیمیایی افزایش می‌دهد.
7) برای این که شیشه در برابر اسید فلوئوریدریک هم مقاوم باشد، ترکیباتی از فـسـفـات به آن می افزایند.
8) خرده‌شیشه که به ذوب مواد سرعت بیشتری می دهد.
9) اکسید فلزات برای تهیه شیشه‌های رنگی.
10) اکسید سزیم برای جذب پرتو فروسرخ استفاده می‌شود.

انواع شیشه و کاربرد آن‌ها
شیشه رنگی
به دو طریق می‌توان شیشه رنگی به دست آورد"
1. با افـزودن و کم کردن برخی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگ‌ قرمز می‌دهند و رنگ آبی پر رنگ به وسیله اکسید کبالت به دست می‌آید. رنگ زرد نیز با افزودن اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می‌شود.
2. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فـرو می‌کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه‌های رنگی در ویترین مغازه‌ها، نمایشگاه‌ها، آزمایشگاه‌ها و ساختمان‌های صنعتی به کار می‌روند.

شیشه ضد آتش (پیرکس)
همراه مواد اولیه این شیشه‌ها که مقاومت زیادی در برابر گرما دارند، مقدار زیادی اکـسـید بوریک (بوراکس) به کار می‌رود و سـیلـیس آن‌ها از انواع شیـشـه‌های معمولی بیشتر است. از آن‌ها معمولا به عنوان ظرف‌های آزمایشگاهی و آشپزخانه و یا در جلوی بخاری‌های دیواری و اجاق‌ها استفاده می‌نمایند.
ویژگی نشکن در شیشه‌های پیرکس با نوعی عملیات گرمایی تنش‌زدایی ایجاد می‌شود. برای این کار، شیشه تا دمای 620 تا 630 درجه گرم می‌شود و به حالت خمیرگونه در می‌آید و در فشار خاصی ناگهان سرد می‌شود.‌

شیشه مسطح
این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی میان شیشه می‌سازند و بیشـتر برای درهای ورودی، کارگاه‌ها، موتورخانه‌ها، آسانبرها و هـر جایی که خطر شکـسـتن و فرو ریختن شیشه وجود دارد‌، استفاده می‌نمایند.

شیشه دو جداره
شیشه دو جداره از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند، ساخته شده است. فضای بین آن‌ها با مواد خشک‌کننده‌ای مانند سیلـیکاژل پر یا بین دو لایه خلا ایجاد می‌شود. این نوع شیشه که عایق گرما، سرما و صداست در بسیاری از ساختمان‌ها مانند فرودگاه‌ها، هتل‌ها و بیمارستان‌ها به کار می‌رود.

شیشه سکوریت (securit)
برای تولید شیشه سکوریت، شیشه تا دمای حدود 700 درجه سانتی‌گراد گرم و به طور ناگهانی و در شرایط خاص سـرد می‌شود. این کار مقاومت شیشه را در برابر ضربه و نیز شوک‌های گرمایی حدود 3 تا 5 برابر افزایش می‌دهد. این شیشه‌ها در صورت شکستن، به ذرات ریز و مکعبی تقسیم می‌شوند که آسیب نمی‌رسانند. از این نوع شـیشـه در ویترین فروشگاه‌ها، درهای شـیشـه‌ای و پنجره‌های جانبی خودروها استفاده می‌شود.

شیشه نشکن
این نوع شیشه‌ها شامل دو یا چند لایه شیشه‌اند که به وسیله ورقه‌هایی از نایلون شفاف تحت فشار و گرما به هم می‌چسبند. همچنین برخی از انواع شیشه‌های طلق‌دار به عنوان عایق صوتی، جاذب گرما، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی به کار برده می‌شوند. وقتی این شیشه‌ها می‌شکنند، خاصیت کشسانی نایلون، از پخش و پراکندگی ذرات شیشه جلوگیری می‌کند. این نوع شیشه‌ها در خودروها و ویترین مغازه‌هایی که اشیای گران‌قیمت می‌فروشند به کار می‌روند. ممکن است شیشه نشکن از جنس شیشه سکوریت ساخته شود.

شیشه بازتابنده (reflex)
در این نوع شیشه‌ها، یک سطح شیشه با یک پوشش بازتابنده نور و گرما و از جنس فلز یا اکسید فلزی پوشانده می‌شود. این نوع شیشه‌ها، نور خورشید را باز می‌تابانند و سبب کاهش دما و درخشندگی نور می‌شوند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه بازتابنده نگاه کنیم تصاویر بیرون را مانند آینه باز می‌تاباند و اگر از درون نگاه کنیم شیشه شفاف خواهد بود. این پدیده شب‌ها برعکس است؛ یعنی شیشه از بیرون شفاف و از درون مانند آینه است. این شیشه با بازتابش نور خورشید، گرمای ناشی از تابش خورشید را کاهش می‌دهد و در نتیجه سبب صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت، راه‌اندازی و نگهداری دستگاههای تهویه و تبدیل می‌شود.

 

٨الف) براي تميز کردن آلومينيومي که رنگ آن کدر شده است، چون روي آن يک لايه از اکسيد آلومينيوم وجود دارد، مي‌توان آن را در محلول سود و سپس برای از بین بردن دوده، در محلول اسيد نيتريک غوطه‌ور کرد.
در اثر اکنش سود با اکسيد آلومينيوم (Al2O3) خواهیم داشت:

Al2O3 + 6 NaOH --> 2 Al(OH)3 + 3 Na2O

اما Al(OH)3 وارد اين واکنش مي‌شود:

Al(OH)3 + NaOH --> NaAlO2 + 2 H2O

بنا بر اين، واکنش نهايي به صورت زير نوشته مي‌شود:

Al2O3 + 2 NaOH --> 2 Na[Al(O2)] + H2O

واکنش بين نيتريک اسيد و کربن (دوده) نيز به صورت زير است:

C + 4 HNO3 = CO2 + 4 NO2 + 2 H2O

توضیح بیشتر: آلومینیم اكسید یك تركیب آمفوتر است، یعنی در برابر اسیدها، نقش باز و در برابر بازها، نقش اسید را ایفا می‌كند. واكنش این ماده در محیط‌های اسیدی قوی یا قلیایی قوی به صورت زیر می‌باشد:

Al2O3 + 6 HCl --> 2 AlCl3 + H2O

همچنین در محیط قلیایی قوی:

Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O --> Na[Al(OH)4]

در pHهای میانی تركیب‌های دیگری نیز به دست می‌آیند. برای مثال وقتی pH بالا در سدیم هیدروكسید کاهش یابد، به جای تركیب Al(OH)4 با یك بار منفی، تركیبهای Al(OH)3 و Al(OH)+2 به دست می‌آیند؛ با ادامه كاهش pH، Al(OH)+2 تولید می‌شود تا این كه در اسیدی قوی تركیب Al+3 را داریم كه در حضور هیدرو كلریك اسید به صورت AlCl3 در می‌آید.

٩الف) پنبه نسوز (‌آزبست) از استخراج تخته سنگ‌هاي ليفي به دست مي‌آيد. طول الياف آزبست از 25 ميلي‌متر بیشتر نمی‌شود. رنگ آن بين سفيد و خاكستري متغير مي‌باشد. پنبه نسوز عايق گرما و جريان برق است و مواد شيميايي نيز بر روي آن اثری ندارند. بدين جهت براي عايق‌بندي و همچنين تهيه لباس آتش‌نشانان به کار می‌رود. در معبدهاي قديمي فتيله مشعلها را از پنبه نسوز مي‌ساختند و روميان خاكستر مرده‌هايي را كه می‌سوزاندند، در لفافي از پنبه نسوز مي‌پيچيدند و از آن نگهداري مي‌كردند.
پنبه نسوز بیشتر از موادي مانند سيليكات‌هاي آهك و اكسيد منيزيم تشكيل شده است و در آن آهن هم يافت مي‌شود. پنبه نسوز شبيه پشم و پنبه معمولي است، با اين تفاوت كه در برابر آتش مقاومت مي‌كند. در حالي كه پشم و پنبه اين خاصيت را ندارند. همچنين پنبه نسوز را می‌ريسند و به صورت نخ در مي‌آورند و با آن پارچه می‌سازند. كارگراني كه در كارخانه‌ها با خطر آتش‌سوزي روبرو هستند كلاهخود، دست‌كش، لباس و چكمه‌هايي از جنس پنبه نسوز دارند. پنبه نسوز تا دمای  1100 تا 1600 درجه سانتي‌گراد را تحمل مي‌كند و برخي از انواع آنها حتا تا 2800 درجه نيز مقاومت مي‌كنند.
پنبه نسوز در رگه‌هاي برخي صخره‌ها يافت مي‌شود و براي استخراج يك تن از آن بايد در 50 صخره حفاري و كاوش كنند. در كشور كانادا حدود 75 درصد از پنبه نسوز خام جهان توليد مي‌شود.
البته به یاد داشته باشید، آزبست سرطان‌زاست.

١٠الف) در انرژی شبکه، بار یون نقش مهمتری از اندازه یون دارد زیرا با افزایش بار یون، جاذبه الکتروستاتیک بین یونها افزایش می‌یابد. همچنین بار کاتیون و بار آنیون به یک اندازه نقش دارند، زیرا میزان بار یون یا همان قدر مطلق بار مهم است و منفی یا مثبت بودن آن تفاوتی ندارد.
از این رو، برای تعیین انرژی شبکه هر چه بار یونها بیشتر باشد (چگالی بار بیشتری داشته باشند.) انرژی شبکه بیشتر می‌شود. اگر بار یونها برابر باشد، هرچه شعاع یونها کوچکتر باشد چگالی بار آنها بیشتر است و بنا بر این انرژی شبکه بیشتر می‌شود.

١١الف) به طور كلی زاجها، نمكهای دوگانه سولفات هستند. (نمك دوگانه نمكی است كه در آن یك بنیان آنیونی با دو نوع كاتیون در بلور شركت می‌كند.) فرمول عمومی آنها

M[Al(SO4)2].12H2O ‌

می‌باشد كه در آن M یک كاتیون تك اتمی و تک بار غیر از +Li است. (چون یون +Li كوچك است و سبب ناپایداری کملکس می‌شود.) برای مثال زاج پتاسیم، KAl(SO4)2.12H2O با جرم مولكولی 474 گرم بر مول می‌باشد.
زاجها را برای انداختن ترشی و شور، تصفیه آب و پساب، سیمان ضد آب، كاغذ سازی و به عنوان كف‌ساز در كفهای آتش‌نشانی به كار می‌برند.
زاجهای رنگی، نامهایی‌اند كه به برخی از نمكهای سولفات فلزها (به علت رنگ آنها) نسبت می‌دهند. برای مثال، مس II سولفات (CuSO4,5H2O) را زاج آبی، منیزیم سولفات (MgSO4.7H2O) را زاج سرخ یا نمك اپسوم و نیز آهن II سولفات (FeSO4.7H2O) را زاج سبز می‌نامند.
روش تهیه اسید سولفوریک از زاج سبز:
نخست زاج سبز FeSO4.7H2O را گرما می‌دهند تا همه آب تبلور آن تبخیر شود و FeSO4 به دست آید. با گرمادهی بیشتر، FeSO4 به Fe2O3 و اکسیدهای گوگرد تجزیه می‌شود که با ادامه  گرمادهی، تری اکسید گوگرد به اکسیژن و دی اکسید گوگرد تبدیل می‌شود.

FeSO4.7H2O --> FeSO4.H2O --> FeSO4
2FeSO4 --> Fe2O3 + SO2 + SO3
SO3 --> 2SO2 + O2

البته اگر زاج سبز را گرم کنیم تا سولفات آهن II بی‌آب به دست آید، چون این ماده به آسانی در آب حل می‌شود، می‌توان آن را در آب حل نمود و اسید سولفوریک به دست آورد:

FeSO4 + H2O --> H2SO4 + FeO

كات كبود (سولفات مس II) یا زاج آبی دارای فرمول CuSO4,5H2O می‌باشد كه از واكنش سولفوریك اسید با اكسید مس طی عمل تبلور تهیه می‌شود و كاربرد آن در كشاورزی برای آفات‌زدایی، تصفیه آب و ماده نگه‌دارنده چوب می‌باشد. كات كبود نیز به دلیل خواص مولكولی خود از رشد جلبكها جلوگیری می‌کند و به همین دلیل هنگام ذخیره آب تصفیه‌شده به آب می‌افزایند. كات كبود همچنین در دباغی پوست و نیز در رنگ‌سازی و ساخت ابریشم به کار می‌رود. حلالیت این ماده در آب برابر 6/31 گرم در 100 سی سی آب در دمای صفر درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
توضیح بیشتر: آب در زاج و بسیاری از نمکهای متبلور وجود دارد. آب می‌تواند تنها در بیرون از مولکول، آن را آب‌پوشی نماید و یا می‌تواند درون ترکیب وارد شود و با آن پیوند بدهد که در این حالت آب تبلور نامیده می‌شود؛ به عبارت دیگر، آب تبلور آبی است كه به همراه بلور برخی جامدهای یونی است.
هنگامی كه یك جامد یونی از محلول آبی متبلور می‌شود، ممکن است شماری از مولكولهای آب در شبكه بلور به دام بیفتند و با بلور پیوندهای ضعیف واندروالس بدهند. برای مثال، باریم كلرید در آب محلول است و می‌توان به وسیله‌ تبخیر محلول و اشباع كردن آن، مقداری بلور BaCl2 به دست آورد. در این حالت، به جای BaCl2 خالص، نمك متبلور آن را داریم که فرمول آن  BaCl2,2H2O می‌باشد. به این گونه بلورهای نمكی كه با مولكولهای آب همراه هستند، هیدراته و به آبی كه در شبكه بلوری این نمكها وارد شده است، آب تبلور گفته می‌شود. مثال دیگر از این دست، سولفات مس آب‌دار است كه دارای 5 مولكول آب تبلور می‌باشد: CuSO4,5H2O
هیدراتها بر اثر گرم شدن آب تبلور خود را به صورت بخار آب از دست می‌دهند.

BaCl2,2H2O (s) + Q --> BaCl2 (s) + 2 H2O (g)

از بین رفتن آب تبلور یك نمک آب‌دار را شكوفا شدن می‌نامند.
به طور معمول، هیدراتها بلورهای بزرگ و شفاف تشكیل می‌دهند. رنگ برخی از نمكهای آب‌دار با رنگ نمك بی‌آب آنها متفاوت است، از این رو، از این نمكها به عنوان شناساگر رطوبت استفاده می‌كنند. برای مثال:
قرمز رنگ CoCl2.2H2O
صورتی رنگ CoCl2.5H2O
بنفش رنگ CoCl2.4H2O
آبی رنگ CoCl2

١٢الف) کف چه اشکالي دارد؟
کف پراکندگي پايدار توده‌اي از حبابهاي تشکيل‌شده از گازها (بیشتر هوا) در يک مايع مي‌باشد. به ندرت مشاهده گرديده که يک محصول خالص داراي کف باشد. غیر از مخلوط هيدروکربن‌ها که علت توليد کف ايزومرها مي‌باشند، اساساً تشکيل کف به عامل فعال سطحي (surfactant) بستگی دارد.
کف ناپايدار است و در يک محلول بدون اعمال هيچ گونه نيروي بيروني کف‌هاي توليدي متلاشي و به مايع تبديل خواهند شد. جذب يک عامل افزاينده کشش سطحي، از اين تخريب جلوگیری مي‌کند. مي‌توان گفت تقريباً در هر مايعي با توجه به انتخاب درست يک فعال سطحي يا گاز تزريقي کف متفاوتي خواهيم داشت. در مايعات ويسکوزتر، کف پايداري بيشتري دارد.
تئوري ضد کف
عملکرد ضد کف‌ها به دو صورت است: به صورت کاهش کشش سطحي و تخريب عوامل تثبيت‌کننده سطوح بیرونی حباب‌ها و يا ترکاندن حباب‌ها به صورت موضعي. تخريب عوامل تثبيت‌کننده، به نوع کف و ميزان کشش سطحي مايع بستگی دارد. کم بودن کشش سطحي ضدکف نسبت به کف توليدي داراي اهميت مي‌باشد.
اثر پراکندگي ضدکف هنگامی خود را بروز مي‌دهد که به مواد فعال سطحي اين اجازه را بدهد که بيشتر به سمت قسمتهاي داراي کف هدايت شوند. در نمونه‌هاي داراي امولسيون، پودرهاي پرکننده‌اي مانند سيليکا و منگنز به کار می‌روند؛ اين پرکننده‌ها به عنوان يک عامل فعال‌کننده سطحي، به پراکندگي حباب‌ها و ترکاندن حبابهاي کف کمک مي‌کنند.
انواع ضد کف
ضد کف‌ها دو نوعند: 1) پايه سيليکوني 2) پايه معدني
ضد کف پايه معدني بیشتر در رنگ،‌ جوهر و صنايع پوشش‌دهنده به کار می‌رود. به علت کاهش کشش سطحي سيليکون در سطوح معيوب، از اين نوع ضدکف نبايد استفاده کرد.
ضد کف‌های سيليکوني براي نمونه‌هاي روغني:
بهترين نمونه، ترکيبات سيليکوني CAF1000C است که شامل ادتيوهايي با بازده خيلي بالا در سيالات مي‌باشد. هنگام استفاده از يک سيال،‌ سرعت و مدت زمان ترکيدن حباب‌ها،‌ عامل مهم برای انتخاب ضدکف مي‌باشد. کف سيالات با ويسکوزيته پايين، سريع‌تر مي‌ترکد و ضدکف سيالات با ويسکوزيته بالاتر در زمان طولاني‌تر خاصيت خود را نشان مي‌دهد که در اين مورد CF12.5K مناسب مي‌باشد.
ضدکف‌های سيليکوني براي نمونه‌هاي آبي:
ضدکف‌هاي سيليکوني معمولاً‌ در دو نوعِ خوراکي و صنعتي دسته‌بندي مي‌گردند و در امولسيون‌هاي 10،‌ 20 و 30 درصدي موجود مي‌باشند.
ضدکف‌هاي صنعتي
ضدکف‌هاي صنعتي به دو صورت عمل مي‌کنند:
1- در هنگام افزودن به نمونه،‌ حباب‌ها را به سرعت ترکانده و حذف مي‌کنند.
2- در درازمدت،‌ حضورشان مانع تشکيل دوباره کف مي‌گردند.
نمونه‌هاي CAF100,200,300 هر دو خاصيت یادشده را دارند. نمونه‌هاي ديگر مانند CAF505 که قيمت کمتري دارند، برای پساب‌هاي صنعتي به کار می‌روند. اگر ضدکف غير سيليکوني مورد نياز باشد نمونه‌هاي CNS672,775,890 سفارش مي‌گردد. براي نمونه‌هاي خشک مانند پودرهاي شوينده، نوع CAF1100 را مي‌توان قبل از مخلوط کردن اضافه نمود.
ضدکف‌هاي خوراکي
ضدکف‌هاي سيليکوني پايه خوراکي Flexichem توسط مصوبه افزودني‌هاي مجاز خوراکي فرموله گرديده‌اند.
وسايل به کار گرفته‌شده جهت استفاده از ضدکف قبل از کاربرد استريل مي‌گردند. همه وسايلِ در تماس با ضدکف بايستي جهت اطمينان و تأييد استانداردهاي سلامتي و عدم وجود ذرات ريزي مانند باکتري‌ها تست گردند.
همه ضد‌کف‌هاي خوراکي CFA110,210,310,100C بدين روش تهيه شده‌اند.

١٣الف) روش شناسایی طلای تقلبی: طلا تنها با تيزاب سلطاني واكنش مي‌دهد يعني مخلوطي از نيتريک اسيد و هيدروکلريک اسيد با نسبت سه به یک. به همين خاطر چنانچه فلزي با نيتريک اسيد يا سولفوريک اسيد گرم و غليظ واکنش داد، طلا نیست و چنانچه با يکي از اين دو اسيد واکنش نداد، طلا مي‌باشد.
اما طلافروشان از روشهاي ساده‌ و به کمک تجربه يا خراشاندن طلا و ديدن رنگ آن استفاده مي‌کنند.

١٤الف) اگر اختلاف الکترونگاتیوی بین دو عنصر
کمتر از 4/0 باشد، پیوند کوالانسی غیرقطبی است: H2
کمتر از 7/1 باشد، پیوند کوالانسی قطبی است: NaCl
کمتر از 9/1 باشد، پیوند یونی است: HCl

15الف) تیتراسیون اکسایش کاهش
در تیتراسیون‌های معمولی مانند تیتراسیون‌های خثی شدن، یک اسید با غلظت نامعین، به وسیله بازی با غلظت معین تیتر می‌شود. نقطه هم‌ارزی، نقطه‌ای است که در آن تعداد یون‌های +H با تعداد یون‌های – OH هم‌ارز یا برابر می‌شود. یک شناساگر به محلول اضافه می‌شود که در pH خنثی تغییر رنگ می‌دهد. در این زمان، افزودن باز قطع می‌شود و از روی مقدار حجم مصرفی باز، غلظت اسید با حجم معین را می‌توان محاسبه نمود.
تیتراسیون‌های اکسایش کاهش بر  پایه انتقال الکترون بنا شده‌اند. در تیتراسیون‌های اکسایش‌کاهش، یک جسم کاهنده را می‌توان توسط محلول استاندارد یک جسم اکسنده تیتر نمود. عکس این عمل نیز صادق است، یعنی یک جسم اکسنده را می‌توان توسط محلول استاندارد یک جسم کاهنده تیتر نمود. بنابراین فرمول کلی این تیتراسیون‌ها عبارت است از:

aOX₂ + bRed₁ ---> aRed₂ + bOX₁

a و b ضرایب اجسام اکسنده و کاهنده است. در یک واکنش اکسایش‌کاهش، هر چه تفاوت پتانسیل استاندارد E zero برای نیم‌واکنش‌های اکسایش و کاهش بیشتر باشد، واکنش کاملتر است و این واکنش‌ها در تیتراسیون‌ها اهمیت بیشتری دارند.
اکسنده‌های مهم که از محلول استاندارد آن‌ها بیشتر استفاده می‌شود، عبارتند از: ید، پتاسیم پرمنگنات، سریک سولفات، پتاسیم بیکرومات و پتاسیم یدات.کاهنده‌های مهم عبارتند از: سدیم تیو سولفات که از محلول استاندارد آن در یدومتری استفاده می‌شود، و نیز محلول استاندارد انیدرید آرسینو 2O3As.
بعضی از واکنش‌های اکسایش‌کاهش را بر حسب نام استاندارد به کار برده شده نامگذاری کرده‌اند مانند:
1-  منگانومتری به تیتراسیون‌های اکسایش‌کاهش که از پرمنگنات پتاسیم به عنوان اکسنده استفاده می‌شود، گفته می‌شود.
2- ید سنجی یا یدومتری: به طور کلی به واکنش‌هایی که در آن ید اکسید می‌گردد، یعنی ید از محلول یدیدها آزاد می‌گردد یدومتری گویند. روش‌های زیادی بر اساس خواص کاهندگی یون یدید استوارند. ید که محصول واکنش است، معمولاً با محلول استاندارد تیوسولفات در حضور شناساگر چسب نشاسته تیتر می‌شود.
3- کروماتومتری: در این روش یک جسم کاهنده توسط محلول استاندارد پتاسیم بیکرومات اکسید شده و تعیین مقدار می‌گردد.
4- بروماتومتری: مستلزم اکسیداسیون با پتاسیم برومات توسط یونهای 4Ce+ می‌باشد.
بیشتر شناساگرهای مورد استفاده در تیتراسیون‌های اکسایش‌کاهش خود عوامل اکسنده یا کاهنده‌اند که به جای حساس بودن به تغییر غلظت، نسبت به تغییر پتانسیل سیستم پاسخ می‌دهند.

16الف) آب، شرط وجود زندگی می‌باشد و بیشتر واکنش‌های شیمیایی در محیط آبی روی می‌دهند. آب به علت برخی ویژگی‌ها از تغییرات ناگهانی دمای طبیعت جلوگیری می‌کند. آب، پس از مصارف گوناگون (خانگی، کشاورزی، صنعتی و…) به پساب تبدیل می‌شود. برای جلوگیری از آلودگی آب و محیط زیست توسط این پساب‌ها باید راهکارهایی برای تصفیه و استفاده دوباره از آنها به کار برد.
پساب‌های صنعتی
پساب‌های صنعتی از صنایع گوناگون پدید می‌آیند و بسته به نوع صنایع، ترکیب شیمیایی دیگر گون دارند و وقتی وارد دریاها می‌شوند، آب را آلوده می‌کنند و آبزیان را می‌میرانند.
مواد شیمیایی موجود در پساب‌های صنعتی
بسته به نوع کارخانه‌ها و فراورده‌های آن‌ها، ترکیب‌های شیمیایی و درصد آن‌ها در پساب‌های صنعتی متفاوت است. اما از مهمترین آن‌ها می‌توان آرسنیک، سرب، کادمیم و جیوه را نام برد. این مواد از طریق پساب کارخانجات کاغذسازی، پلاستیک‌سازی، مواد دفع آفات گیاهی و استخراج معادن وارد آب‌های جاری و محیط زیست می‌شوند.
از مهمترین فجایع آلودگی با جیوه به فاجعه آلودگی آب رودخانه میناماتا در ژاپن با ترکیبات ارگانومرکوریک که به‌ عنوان کاتالیزور در کارخانه پلاستیک‌سازی استفاده می‌شود، می‌توان اشاره کرد که در آن مردم اطراف رودخانه به بیماری ناشناخته‌ای دچار شدند که ناشی از وجود جیوه فراوان در بدن آنها بود و هزاران نوزاد ناقص‌ و مرگ شمار زیادی از مردم، پیامد آلودگی آب با پساب این کارخانه بود.
پساب‌های کشاورزی
در این پساب‌ها، سم‌های کشاورزی مانند هیدروکربن‌های هالوژن‌دار، DDT، آلودین، ترکیب‌های فسفردار مانند پاراتیون وجود دارد. ترکیبات هالوژن‌دار بسیار خطرناکند و هنگامی که همراه با آب کشاورزی در لایه‌های زمین نفوذ نمایند یا به بیرون از محیط کشاورزی هدایت شوند، پساب‌های کشاورزی بسیار خطرناک تولید می‌کنند.
پساب‌های شهری
این پساب‌ها از مصرف خانگی آب حاصل می‌شوند. در این پساب‌ها انواع موجودات ریز، میکروب‌ها و ویروس‌ها و چند نوع مواد شیمیایی معین وجود دارد که بیشترین آن آمونیاک و نیز مقداری اوره می‌باشد. این پساب‌ها باید از مسیرهای سربسته به محل تصفیه هدایت گردند. برای خنثا سازی محیط قلیایی این پسابها که برای رشد و نمو میکروب‌ها محیط مناسبی است، از کلر استفاده می‌شود.
انواع آلاینده‌های موجود در پساب‌های شهری
آلاینده‌های زیستی: از دفع پساب‌های بیمارستانی و مراکز بهداشتی شهری ناشی می‌شود.
آلاینده‌های شیمیایی: آلاینده‌های شیمیایی پساب‌های خانگی بیشتر ناشی از مصرف شوینده‌هاست که روز به روز مصرف آنها بیشتر می‌شود. این آلاینده‌ها به‌علت وجود عامل حلقوی در ساختمان ملکول شوینده (ABS)، غیر قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیه‌خانه‌ها هستند.
فرمول عمومی: LABS): linear Alkyl Benzo Sulfuric acid = RŔ/ (C6H5) SO3H)
امروزه در کشورهای ژاپن و آمریکا، شوینده حلقوی را به خطی تبدیل نموده‌اند که قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیه‌خانه‌هاست. ولی در بیشتر کشورها به ‌علت ارزان بودن (LABS) هنوز هم این ماده در شوینده‌ها به کار می‌رود.
سایر آلاینده‌ها: مواد جامد و رسوبات، مواد رادیواکتیو، مواد نفتی و آلاینده‌های گرمایی مانند نیروگاه‌ها.
پساب‌های غیر انسانی
باید دانست که در طبیعت تنها انسان نیست که با تولید پساب آب‌ها را آلوده می‌کند. بلکه فعالیت جانوران نیز در این آلوده‌سازی نقش دارد. اگر میزان آلودگی انسان را معادل یک BOD فرض کنیم، جانوران دیگر مانند اسب، گاو، گوسفند، خوک و مرغ خانگی به ترتیب 11.3، 16.4، 2.5، 1.9 و 0.91 خواهند بود.

آلودگی آب در جهان
حدود 69 % آب مصرفی جهان، صرف کشاورزی و آبیاری می‌شود. 23 % به مصرف صنایع می‌رسد و مصارف خانگی تنها حدود 8 % را شامل می‌شوند. در کشورهای پیشرفته، کشاورزی و صنایع بیشترین مصرف آب و بالاترین نقش را در آلودگی آبها دارند.
برای گرد آوری اطلاعات کیفی آب بیش از 50 پارامتر تعریف شده‌ است که مهمترین آن‌ها عبارتند از:
Do (اکسیژن محلول)، BoD (اکسیژن مورد نیاز واکنش‌های بیوشیمیایی)، CoD (اکسیژن مورد نیاز واکنش‌های شیمیایی)، میزان کلروفرم‌ها و نیترات‌ها و فلزهای سنگین می‌باشد.

درجه‌بندی پساب‌ها
پساب‌ها بر پایه مقدار BOD درجه‌بندی می‌شوند. پساب‌هایی که BOD آنها به ترتیب در حدود 210، 350 و 600 میلی‌گرم در لیتر است، پساب‌های ضعیف، متوسط و قوی هستند. برای جلوگیری از آلودگی آب‌ها در بیشتر نقاط جهان ، هیچ پسابی حتا پس از تصفیه در صورتی که BOD آن بیش از 20 میلی‌گرم در لیتر باشد، مجاز به ورود به جریان‌های سطحی و یا زیر زمینی نیست.

تخلیه بی‌رویه پساب‌های صنعتی در آب‌های سطحی
تخلیه بی‌رویه و پساب‌های صنعتی (و همین طور غیر صنعتی و کشاورزی) در آب‌های سطحی، موجب مرگ و میر جانوران آبزی می‌گردد. جالب توجه است که تلاشی اجساد همین جانوران خود مزید بر آلودگی هر چه بیشتر می‌گردد. از دیگر اثرات مهم این فاجعه تبدیل فعالیت باکتری‌های آب از حالت هوازی (Aerobic) یعنی همراه با مصرف اکسیژن به حالت بی‌هوازی (Anaerobic) و بدون نیاز به اکسیژن می‌باشد. فعالیت باکتری‌های بی‌هوازی، با پیدایش بوی نامطبوع و زننده‌ای همراه است و بیشتر محصولات به دست آمده از فعالیت باکتری‌های بی‌هوازی برای زندگی جانداران دیگر زیان‌آور است.

تصفیه آب و پساب‌ها
آب و پساب‌ها برای استفاده و برای برگشت به محیط یا استفاده دوباره نیاز به تصفیه دارند. روش‌های گوناگونی برای تصفیه آب‌ها و پساب‌ها وجود دارد که بسته به مصارف آب و نوع آلودگی از این روش‌ها استفاده می‌شود. عمده‌ترین‌ روش‌های تصفیه آب عبارتند از:
تصفیه مکانیکی آب
تصفیه شیمیایی آب
تصفیه آب به روش اسمز معکوس
تصفیه بیوشیمیایی آب
فیلتراسیون آب

پتانسیل اکسیداسیون
پتانسیل اکسیداسیون، یکی از معیارهای مهم برای اندازه‌گیری آلودگی آب‌هاست. اکسیژن محلول در آب، عامل اساسی زندگی و رشد جانوران و گیاهان است. زندگی این موجودات به حداقل اکسیژن محلول در آب بستگی دارد. ماهی بیش از سایر جانداران و بی‌مهره‌گان در درجه دوم و باکتری‌ها کمتر از تمام موجودات آبزی به اکسیژن محلول در آب نیاز دارند. در یک آب معمولی که ماهی در آن پرورش می‌یابد، اکسیژن محلول نباید از 5 میلی‌گرم در لیتر کمتر باشد و این مقدار در آب‌های سرد به 6 میلی‌گرم در لیتر افزایش می‌یابد.
اگر مقدار اکسیژن محلول در آب از کمینه مجاز برای زندگی جانداران آبزی کمتر باشد، آب آلوده تلقی می‌گردد. وجود مواد آلی در آب، موجب مصرف و کاهش مقدار اکسیژن محلول می‌گردد. بیشتر ترکیبات آلی موجود در آب دارای کربن هستند و در واکنش مهمی که در محیط آبی به کمک باکتری‌های خاصی انجام می‌پذیرد به ترتیب زیر است، به ازای 12 گرم کربن، 32 گرم اکسیژن مصرف می‌شود. اگر فرض کنیم که مقداری روغن که حاوی 12 گرم کربن است، در آب ریخته شود، با در نظر گرفتن حداکثر مقدار اکسیژن محلول در آب در شرایط معمولی (میلی‌گرم در لیتر) این مقدار روغن، آبی در حدود 3555 لیتر را فاقد اکسیژن و کاملا آلوده می‌نماید.

اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون پساب
اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون پساب معیار مناسبی برای آگاهی از حدود مقدار مواد آلاینده موجود در آن است. دو روش تعیین میزان آلودگی که بر اساس یاده شده در بالا متکی هستند، تحت عناوین COD و BOD شناخته شده‌اند.
(BOD (Biochemical Oxygen Demand:
BOD عبارت است از میزان اکسیژن مور نیاز میکرو ارگانیسم‌ها در اکسیداسیون بیوشیمیایی مواد آلی موجود در آب. در حقیقت BOD تعیین‌کننده مقدار اکسیژن مورد نیاز برای ثبوت بیولوژیکی مواد آلی نمونه مورد نظر خواهد بود. اگر BOD آبی در حدود 1 میلی‌گرم در لیتر باشد، آب خوب و اگر به حدود 3 برسد مشکوک و بیشتر از 5، آلوده است.
(COD (Chemical Oxygen Demand:
COD عبارت است از میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد قابل اکسیداسیون موجود در آن. مقدار COD معمولا با استفاده از یک اکسنده قوی در محیط اسیدی قابل اندازه‌گیری است.
تعیین BOD با وجود ارزش فراوان، دو ضعف اساسی دارد؛ یک: طولانی بودن مدت آزمایش و دو: امکان مسموم شدن میکرو ارگانیسم‌ها در تماس با مواد آلوده در این مدت طولانی. از این رو، COD ارزش فراوانی دارد.

17 الف) خاک دياتومه (Diatomaceous earth) از بقاياي فسيل جلبک‏هاي تک سلولي به نام دياتوم بوجود آمده ‏است. خاک‏هاي دياتومه با توجه به مواد سازنده به رنگ‏هاي گوناگون از سفيد تا خاکستري يا زرد و قرمز ديده مي‏شوند و در اشکال متفاوت گرد، پهن و مسطح وجود دارند. فرم پهن خاک‏هاي دياتومه سطح فعال بيشتري دارد.
خاک‏هاي دياتومه از دياتوم‏هايي با منابع متفاوت به وجود آمده‏اند. مقدار کريستال سيليکاي موجود در خاک دياتومه نقش بسزایی در قدرت حشره‏کشي آن‏ها ايفا مي‏کند. به طور کلي خاک‏هاي دياتومه‏اي که از دياتوم‏هاي آب‏هاي درياها پدید آمده‏اند 2 تا 7 درصد کريستال سيليکا دارند و خاک‏هاي دياتومه‏اي که از دياتوم‏هاي آب‏هاي شيرين (برکه، درياچه، مرداب) ايجاد شده‏اند محتوي کمتر از 1 درصد کريستال سيليکا مي‏باشند.
افزون بر اين، اندازه ذرات خاک‏هاي دياتومه نيز در توانايي حشره‏کشي آن‏ها مهم است. ميانگين اندازه ذرات تشکيل‌دهنده خاک‏هاي دياتومه در صورتي که برابر و کوچکتر از 15 ميکرومتر باشد، مناسب است. همچنین عملکرد خاک دياتومه به مقدار اکسيد سيليسيم (2SiO) موجود در آن نیز بستگی دارد.
طرز کار خاک دياتومه
ذرات خاک‏ دياتومه حاوي حفره‌های ريزي هستند که توانايي جذب ملکول‏هاي موم اپي‏کوتيکول حشره را دارند. لذا هنگام تماس با کوتيکول حشره، لايه مومي کوتيکول را جذب و به مقدار کمي بر روي سطح کوتيکول خراش ايجاد می‌کند که سبب از دست رفتن آب بدن و مرگ حشره مي‏شود.
نحوه کاربرد خاک دياتومه
خاک‏هاي دياتومه به دو صورت به کار می‌روند:
1-  تيمار کردن انبار با خاک دياتومه پیش از ذخيره‏سازي مواد غذايي
خاک‏هاي دياتومه به صورت گرد و يا اسپري‏ وتابل جهت تيمار انبارهاي خالي و وسايل نقليه‏اي که براي جابه‌جایی مواد غذايي به انبارها استفاده می‌شوند، پس از انجام اقدامات بهداشتي براي جلوگيري از ورود آفات به انبارها و ايجاد آلودگي‏هاي ثانويه به کار گرفته مي‏شوند.
روش گردپاشي متداول‏تر است و در مقایسه با روش اسپري آفات انباري را بهتر کنترل می‌کند. به همين دليل در حالت اسپري‏پاشي براي بالا بردن عملکرد خاک دياتومه مقدار بيشتري از آن به کار گرفته مي‏شود به طوري که در مورد فرمولاسيون Dryacide® خاک دياتومه فرم گرد در حالت استاندارد به مقدار 2 گرم بر متر مربع استفاده می‌شود و فرم وتابل آن به مقدار 6 گرم بر متر مربع کاربرد دارد.
2-  تيمار مواد غذايي با خاک دياتومه قبل و در زمان ذخيره‏سازي آن‏:
2-1 تيمار کل  ماده غذايي با خاک دياتومه
اگر مقدار ماده غذايي انبارشده کم باشد از ابزار دستي براي مخلوط کردن خاک دياتومه با کل توده استفاده مي‏شود.
در صورتي که مقدار ماده غذايي انبارشده زياد باشد چون مقدار خاک دياتومه مصرفی در مخلوط با کل توده زياد خواهد بود لذا خاک دياتومه به دو روش به کار می‌رود:
2-2 تيمار سطح رويي ماده غذايي با خاک دياتومه
خاک دياتومه فقط بر روي سطح ماده غذايي به مقدار 100 گرم در متر مربع استفاده مي‏شود.
2-3 تيمار عمق بالايي ماده غذايي با خاک دياتومه
مزاياي خاک دياتومه
خاک‏هاي دياتومه مزاياي زيادي دارند که عبارتند از:
1- کاربرد خاک‏‏هاي دياتومه آسان است.
2- خاک‏‏هاي دياتومه روي طيف گسترده‌ای از آفات انباري اثر می‌گذارند.
3- عمر انبارداري خاک‏‏هاي دياتومه نامحدود است و تا هنگامی‌که سطح دانه و انبار خشک باقي بماند از مواد غذايي انبارشده از هجوم آفات نگهداری می‌کنند.
4- خاک‏هاي دياتومه پايدارند و بر خلاف ارگانوفسفات‏ها، در اثر گرما تجزيه نمی‌شوند. بنابراين بقاياي شيميايي سمي روي مواد غذايي بر جا نمي‏گذارند و با مواد موجود در محيط زيست واکنش نشان نمي‏دهند.
5- گزارش‌هایی درباره مقاومت آفات انباري به برخي نگهدارنده‏هاي غلات همچون پيرتروئيد‏ها، ارگانوفسفات‏ها، کاربامات‏ها، هيدروکربن‏هاي کلره و برخي سموم تدخيني وجود دارد. در صورتي که هيچ گونه مقاومتي از گونه‏هاي انباري به خاک دياتومه تا به حال گزارش نشده است.
6- خاک‏هاي دياتومه بي‏بو هستند.
7- خاک‏هاي دياتومه سميت کم روي پستانداران دارند و براي حشره‌های مفيد و غير هدف کم خطر هستند.
8- خاک‏هاي دياتومه هيچ گونه تاثير نامطلوبي بر قدرت جوانه‌زني، کيفيت، مزه، ارزش نانوايي، خاصيت آرد و ویژگی‌های دیگر دانه ندارند و استفاده از آن‏ها براي نگهداری غلات، بقولات و دانه‏هاي روغني ثبت گرديده است.
9- خاک‏هاي دياتومه توسط سازمان محيط زيست ايالت متحده امريکا بعنوان يک ماده امن معرفي شده‏اند.
10- خاک‏هاي دياتومه حاوي سيليکاي بي‏شکل مي‏باشند که با توجه به گزارش آژانس بين المللي سرطان، سيليکاي بي‏شکل متعلق به نسل سوم آفت‌کش‏هاست و شواهد و مدارک کافي براي سرطان‏زايي آن وجود ندارد.
11- خاک‏هاي دياتومه دوره کارنس ندارند و بلافاصله پس از کاربرد، دانه قابل مصرف مي‏باشد.
12- خاک‏هاي دياتومه در آمريکا و کانادا به عنوان افزودني غذا ثبت گرديده‏اند.
13- استفاده از خاک‏هاي دياتومه در مقايسه با روش‏هاي فعلي کنترل آفات انباري اقتصادي‏تر است