هندبوک کنترل کیفیت آب

از لینک زیر دریافت نمایید 

http://www.iranianupload.com/download.php?file=857114-water_quality_control.pdf

ایزوتوپ ها و کاربرد آنها

ایزوتوپ ها و کاربرد آنها برای بررسی ایزوتوپها از طیف نگار جرمی استفاده می شود.دستگاههایی از این نوع ابتدا توسط فرانسیس استون (۱۹۱۹) و آرتور دمپستر (۱۹۱۸) با پیروی از اصول روشهایی که جی جی تامسون در ۱۹۱۲ ارایه کرده بود ساخته شد.

برای بررسی ایزوتوپها از طیف نگار جرمی استفاده می شود.دستگاههایی از این نوع ابتدا توسط فرانسیس استون (۱۹۱۹) و آرتور دمپستر (۱۹۱۸) با پیروی از اصول روشهایی که جی جی تامسون در ۱۹۱۲ ارایه کرده بود ساخته شد. اگر عنصری شامل چند نوع اتم با جرمهای متفاوت (ایزوتوپها ) باشد، این تفاوت در مقادیر یونهای مثبت حاصل از این اتمها پدیدار می گردد.طیف نگار جرمی یونها را بر حسب مقادیر نسبت بار به جرم ، از یکدیگر جدا می کند، و سبب می شود که یونهای مثبت متفاوت در محلهای مختلف روی یک صفحه عکاسی اثر کند. وقتی دستگاه کار می کند، اتمهای بخار ماده مورد مطالعه در معرض بمباران الکترونی قرار گرفته و به یونهای مثبت تبدیل می شوند.این یونها بر اثر عبور از یک میدان الکتریکی ، به قدرت چندین هزار ولت ، شتاب پیدا می کنند. اگر ولتاژ این میدان ثابت نگه داشته شود، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، با سرعت مساوی وارد یک میدان مغناطیسی می شوند. این سرعت، مقدار بار به جرم و شدت میدا مغناطیسی، شعاع مسیر یون را در میدان مغناطیسی تعیین می کند. اگر شدت میدان مغناطیسی و ولتاژ شتاب دهنده ثابت نگه داشته شوند، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، در یک محل بر روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. این محل را می توان با تغییر پتانسیلی که موجب شتاب یونها می شود، تغییر داد. ولی یونهایی که مقدار بار به جرم متفاوت دارند در محلهای مختلف روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. هر گاه یک وسیله الکتریکی که شدت اشعه یونی را اندازه می گیرد، جای گزین صفحه عکاسی شود، دستگاه را طیف سنج جرمی می نامیم. با استفاده از طیف سنج جرمی می توان هم جرم اتمی دقیق ایزوتوپها و هم ترکیب ایزوتوپی عناصر (انواع ایزوتوپهای موجود و مقدار نسبی هر یک) را تعیین کرد. ایزوتوپها، اتمهایی با عدد اتمی مساوی و عدد جرمی متفاوتند. این اتمها دارای خواص شیمیایی بسیار مشابه هم (در اغلب موارد غیر قابل تشخیص) هستند. مثلا در طبیعت دو نوع اتم کلر وجود داردکه هر دو ۱۷ پروتون و ۱۷ الکترون دارند ولی یکی دارای ۱۸ نوترون و دیگری دارای ۲۰ نوترون است. بنابراین، اختلاف ایزوتوپها در تعداد نوترونهای هسته ها آنهاست. بعضی از عناصر فقط به یک شکل ایزوتوپی در طبیعت وجود دارند(مثل سدیم، بریلیم و فلویور). ولی اغلب عناصر بیش از یک ایزوتوپ دارند.مثلا قلع دارای ده ایزوتوپ است. اصطلاح نوکلید، به طور کلی، برای گونه های اتمی به کار می رود. بسیاری از ایزوتوپها از ایزوتوپها رادیواکتیو هستن ، یعنی ذراتی با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهای خود را ساطع می کنند . از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد. ● جریان خون مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیو اکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود . سپس مسیر آن توسط آشکارسازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود . این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود ، که صفحه آن هر گونه اختلالی ، مانند انعقاد خون در رگها ، را نشان می دهد . با استفاده از روشی مشابه ، می توان از ایزوتوپها برای مطالعه جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز استفاده کرد. ● فرسودگی ماشین آلات آهنگ فرسودگی ماشین آلات صنعتی را نیز می توان با استفاده از ایزوتوپها اندازه گرفت . مقادیر اندکی از ایزوتوپهای رادیواکتیو به بخشهای فلزی ماشین آلات ، مانند یاتاقانها و رینگ وپیستونها اضافه می شود . سپس سرعت فرسودگی با اندازه گرفتن رادیواکتیویته روغنی که برای روغنکاری این بخشها به کار رفته است محاسبه می شود.

ترکیبات جیوه

ترکیبات جیوه کارن وترهان یک پروفسور بین المللی شیمی و یک محقق ماهر در زمینه اثر فلزات سنگین بر روی سیستم های زنده و بویژه نقششان در ایجاد سرطان بود .

کارن وترهان یک پروفسور بین المللی شیمی و یک محقق ماهر در زمینه اثر فلزات سنگین بر روی سیستم های زنده و بویژه نقششان در ایجاد سرطان بود . اما خود او سرانجام قربانی یک فلز سنگین سمی شد . او در حال مطالعه طریقه ی اثر کردن یونهای جیوه بر پروتیینهای تعمیر کننده DNA بود و Hg(CH۳)۲ را به عنوان یک ماده مرجع استاندارد برای اندازه گیری ۱۹۹Hg NMR بکار برد. وترهان از سمی بودن بسیار جیوه آگاه بود و برای همین اقدامات احتیاطی لازم را بکار برد ،‌در حالیکه عینک ایمنی می زد و از دست کش های لاستیکی استفاده می کرد آزمایش را در زیر یک هود انجام می داد و تنها با مقادیر کوچک ماده ی جیوه ای کار میکرد. دی متیل جیوه در یک سل شیشه ای بسته شده قرار گرفت .یکی از همکارانش برای کاهش اثر فراریت این ماده ،‌سل را در آب یخ سرد می کرد . وترهان یک نمونه ی کوچک را با پیپت به لوله NMR انتقال داد ،‌ظرف را بست ،‌لوله ها را برچسب زد و دستکش های لاستیکی اش را به خوبی شستشو داد و دور انداخت . کمتر از یکسال او به واسطه اثر جیوه ی سمی کشته شد !!! چرا او مرد؟وترهان بعد ها به یاد ‌آورد که یک قطره ( احتمالا بیشتر ) از دی متیل جیوه بر روی دستکشهایش ریخته است. متعاقبا آزمایشها نشان داد که این قطره توانسته از دستکش نفوذ کند و ظرف مدت ۱۵ ثانیه وارد پوستش شده است . امروزه هنگام کار کردن با ترکیبات سمی این چنینی از دستکشهایی که یک ورقه مقاوم دارند در زیر یک جفت دستکش های آستین دار نیوپرن استفاده میکنند. در ژانویه ۱۹۹۷ وترهان از ظهور علایم معینی نظیر لرزش انگشتان دست و پا و لکنت زبان نگران شد . سپس مشکلاتی از بابت تعادلش آغاز شد و زمینه دیدش کم شد . جیوه سمی در ۲۸ ژانویه ۱۹۹۷ تشخیص داده شد . آزمایشها معلوم کردند که میزان جیوه خون، ۴۰۰۰ میکروگرم بر لیتر است که ۸۰ برابر آستانه سمی بودن است . دو هفته بعد او به حالت اغما رفت و مرگ او در ۸ ژوین ۱۹۹۷ رخ داد . ● دی متیل جیوه دی متیل جیوه در دمای اتاق مایع است و بوی کمی شیرینی دارد . در فشار اتمسفر نقطه جوشش ۹۲ ۰C است و دانسیته اش (‌چگالی )‌۹۶/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب است . دی متیل جیوه از نظر شکلی ساختار خطی دارد و شبیه بسیاری از سیستمهای HgX۲است . (‌طول پیوند Hg – C برابر ۰۸۳/۲ انگستروم است) دی متیل جیوه یکی از قویترین سموم اعصاب شناخته شده است . این ماده به راحتی از سد خون – مغز می گذرد و شاید منجر به تشکیل یک کمپلکس متیل جیوه سیستیین شود . این ترکیب سبب اختلال حسی ،‌فقدان تعادلی و تغییر در حالت روانی میشود. به طور کلی جیوه یک اسید نرم است بنابراین با اتمهای دهنده ی براحتی قطبش پذیر در بازهای نرم پیوند می شود .این به یون جیوه تمایل زیادی برای پیوند با گوگرد و لیگاندهای حاوی اتم گوگرد را می دهد .بنابراین هنگامی که وارد بدن شد به گروههای تیول آنزیمها حمله می کند و از عملکرد آنها جلوگیری میکند. Zeise اولین لیگاند های مرکاپتان را ساخت و نامشان را بر اساس عبارت لاتین Mercurium captans (‌تسخیر کننده و اسیرکننده ی جیوه Capturing mercury ) ابداع کرد. سنگ معدن اصلی جیوه سولفور سیماب HgS است . که از معادن مهمی نظیر Almaden در اسپانیا و Idria و Serbia و Monte Amiata در ایتالیا استخراج میشود. در زمان رومی ها جنایتکارانی که به کار در معادن جیوه محکوم میشدند به دلیل خاصیت سمی جیوه طول عمر کوتاهی داشتند. در حقیقت به نوعی این مجازات مرگ برای ایشان بود .Pliny علایم جیوه سمی را در قرن اول میلادی شرح داد .شنگرف یا سولفورسیماب بعنوان یک دانه ی رنگی و به طور گسترده در جهان باستان به کار میرفت . ● موارد دیگر در یک زمانی مردم از جیوه و ترکیباتش برای درمان سیفلیس استفاده می کردند. اگر چه موفقیت آمیز نبود اما برای یک زمان قابل توجهی رواج داشت تا اینکه پنی سیلین که یک داروی موثر برای مراحل اولیه این بیماری بود کشف شد . یکی دیگر از موارد استفاده از جیوه استفاده از آنها در کلاه سازی بود . ۲۰۰ سال پیش خزهای بکار رفته برای ساختن قسمت پایینی کلاه های نمدی در محلول نیترات جیوه (II) به عنوان یک محافظ و برای نرم کردن موهای حیوانات غوطه ور می شدند .متاسفانه کارگرانی که در این قسمت فعالیت داشتند بدلیل جذب جیوه از طریق پوستشان دچار لرزش و لکنت زبان میشدند . به این بیماری در گذشته بیماری کلاهدوزان می گفتند . که اعتقاد داشتند از شخصیت کلاهدوز عصبانی در داستان آلیس در سرزمین عجایب الهام گرفته است . استفاده دیگر از ترکیبات آلکیل جیوه ،‌استفاده در قارچ کش های دانه ها بو د. بین جنگ های جهانی کارگران ساخت قارچ کش های گیاهی ،‌جیوه سمی را گسترش دادند . در سال ۱۹۴۲ دو جوان منشی کانادایی بدلیل حضور در یک انبار گمرکی در کانادا به طرز شدیدی مسموم شدند . در انبار گمرک دانه های عمل شده با جیوه وجود داشت . در سال ۱۹۶۰ کشاورزان سویدی متوجه شدند که پرندگان به طرز اسفناکی به روی زمین می افتند و می میرند . پرندگان دانه های عمل شده با جیوه یا حیوانانی که چنین دانه هایی را مصرف کرده بودند خورده بودند و به چنین سرنوشتی گرفتار شده بودند . ترس بیشتر از همه گیر شدن این مسمومیت بود . استفاده مردم از چنین دانه های خطرناک … یک اپیدمی مهم و خطرناک در عراق در سالهای ۱۹۵۶ و ۱۹۶۰ اتفاق افتاد . در حالیکه به کار بردن دانه های گندم (‌که با یک مخلوطی از C۲H۵HgCl و C۶H۵HgOCOCH۳ عمل شده بودند )‌برای غذا ،‌سبب مسمویمت حدود ۱۰۰ نفر در پاکستان در سال ۱۹۶۱ شد .حوادث دیگر در سال گواتمالا در سال ۱۹۶۵ و در عراق در سال ۱۹۷۱ تا ۱۹۷۲ رخ داد که بر طبق آمار رسمی ۴۴۵۹ نفر مردند. دانه با ترکیبات متیل جیوه به عنوان یک قارچ کش به عمل می آْمد و سپس کاشته میشد و بعد از آن آسیاب شده و به نان تبدیل میشد. ● حادثه ی میناماتا در اوایل ۱۹۵۰ ماموران ساحل میناماتا در جزیره کیوشو در ژاپن متوجه رفتارهای عجیب و غریبی در حیوانات آن منطقه شدند . گربه ها حرکات عصبی از خودشان نشان می دادند و به طور ناگهانی جیغ می کشیدند ،‌پرندگان از آسمان سقوط می کردند و علایم بیماری همچنین در ماهیها هم مشاهده شد که جزء مهمی در برنامه ی غذایی قشر فقیر بود . علایم این بیماری مرموز در انسانها در سال ۱۹۵۶ شروع شد . در سال ۱۹۵۷ ماهیگیری به طور رسمی ممنوع اعلام شد . پس از مدتی کشف شد که شرکت چیزو _ که یک کمپانی پتروشیمی و تولید کننده پلاستیک هایی ماننده وینیل کلراید – مواد زاید فلزی سنگین را به داخل دریا خالی میکرده است . آنها ترکیبات جیوه را به عنوان کاتالیزو در سنتزهایشان بکار می بردند .احتمالا بیش از ۱۴۰۰ نفر از مردم کشته شدند و شاید ۲۰۰۰۰ نفر هم به اندازه ی کمتری مسموم شدند . ● علت متیل کبال آمین ( یک کو آنزیم از ویتامین B۱۲ )‌قادر است ترکیبات جیوه ی غیر آلی و همچنین خود جیوه را به شکل CH۳Hg+(aq) متیله کند . گونه های واقعی جیوه حاضر در محلول احتمالا CH۳HgOH بودند. یون CH۳Hg+(aq) بوسیله پلانکتون جذب می شد . ماهی ها این پلانکتون های آلوده را می خوردند و خیلی آرام جیوه را دفع می کردند . جیوه بدین ترتیب به تدریج در سیستم بدنشان انباشته می شد . سپس این ماهی ها توسط ماهی های بزرگتر دیگر و در نهایت توسط حیوانات و انسانها خورده می شد .و هر بار غلظت جیوه افزایش پیدا می کرد .غلظت نهایی جیوه در حیوانات و انسانها هزاران یا میلیونها برابر از غلظت جیوه در آب اصلی بیشتر بود . جیوه با بسیاری از فلزات مخلوط های مشهور به ملغمه تشکیل می دهد . از جیوه برای استخراج طلا ی فلزی از سنگ معدن طلا در تخمین آن استفاده می شد .طلا با تقطیر از جیوه بازیافت می شود .بیشتر معدنچیان جیوه را بازیابی نمی کردند. بنابراین جیوه وارد رودخانه ها میشد که تبدیل به یون متیل جیوه می گردید . جیوه برای خالص کردن وتصفیه نقره مکزیکی در قرن شانزدهم هم بکار می رفت . استفاده های نادرست از جیوه در استخراج طلا ،‌پیامدهایی را در ناحیه آمازون آمریکای شمالی ،‌آفریقای غربی و دیگر از جاها به دنبال داشته است .

پلاستیکها و لاستیکها

لاستیکها:

از ویژگی برجسته لاستیکها مدول الاستیسیته پایین آنها است همچنین مقاومت شیمیایی و سایشی و خاصیت عایق بودن آنها باعث کاربردهای بسیار در زمینه خوردگی میگردد . مثلا لاستیکها با اسید کلریدریک سازگارند و به همین دلیل لوله ها و تانکهای فولادی با روکش لاستیکی سالهاست مورد استفاده قرار میگیرند . نرمی لاستیکها نیز یکی دیگر از دلایل کاربرد فراوان این مواد میباشد مانند شیلنگها، نوارها و تسمه ها ، تایر ماشین و …

لاستیکها به دو دسته تقسیم میشوند :
1. لاستیکهای طبیعی        2. لاستیکها ی مصنوعی

بطور کلی لاستیکهای طبیعی دارای خواص مکانیکی بهتری هستند مانند مدول الاستیسیته پایینتر ، مقاومت در برابر بریدگی ها و توسعه آنها اما در مو رد مقاومت خوردگی لاستیکهای مصنوعی دارای شرایط بهتری هستند. ◄  لاستیکها ی طبیعی :
لاستیک دارای مولکولهای از ایزوپرن ( پلی ایزوپرن ) می باشد و به صورت یک شیره مایع از درخت گرفته می شود ، ساختمان کویل شکل آن باعث الاستیسیته بالای این ماده می شود (100 تا 1000 درصد انعطاف پذیری).
محدودیت حرارتی لاستیک نرم حدود 160 درجه فارنهایت است ، این محدودیت با آلیاژ سازی تا حدود 180 درجه فارنهایت افزایش می یابد. با افزایش گوگرد و حرارت دادن لاستیک سخت تر و ترد تر می شود. اولین بار در 1839 چارلز گودیر این روش را کشف کرد و آن را ولکا نیزه کردن نامید ، حود 50% گوگرد باعث جسم سختی بنام ابونیت میگردد که برای ساخت توپ بولینگ مورد استفاده قرار می گیرد . مقاومت خوردگی معمولا با سختی نسبت مستقیم دارد .
مدول الاستیسیته برای لاستیکها ی نرم و سخت بین 500 تا 500000 پوند بر اینچ متغیر است. ◄  لاستیکها ی مصنوعی :
در جنگ جهانی دوم وقتی منابع اصلی لاستیکها بدست دشمن افتاد نیـاز شدیدی برای جایگزینی آن توسط یک ماده مصنوعی احساس می شد. در اوایل دهه 1930 نئوپرن توسط دوپنت بدست آمد ،این ماده پنجمین ماده استراتژیک در جنگ جهانی بود.
امروزه لاستیکها ی مصنوعی زیادی شامل ترکیباتی با پلاستیکها وجود دارند.

فیلرهای نرم کننده و سخت کننده مختلفی برای بدست آوردن خواصی چون الاستیسیته ، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر حرارت با هم ترکیب می شوند که در ادامه به معرفی چند تا از این مواد میپردازیم :

1 . نئوپرن و لاستیک نیتریل در مقابل نفت و گاز مقاومند. یکی از اولین کاربردهای آن در شیلنگهای پمپ بنزین است .
2 . لاستیک بوتیل : خاصیت برجسته این لاستیک عدم نفوذ پذیری در مقابل گازهاست این خاصیت باعث استفاده آن در لوله های داخلی و تجهیزات کارخانجات مواد شیمیایی مثلا آبندی تانکرهای حمل گاز می باشد. همچنین این لاستیک مقاومت خوبی در برابر محیطهای اکسید کننده مانند هوا و اسید نیتریک رقیق دارد .
3 . لاستیک سیلیکون : مقاومت حرارتی این لاستیک در حدود 580 درجه فارنهایت می باشد .
4 . پلی اتیلن کلرو سولفاته شده : دارای مقاومت عالی در محیطهای اکسید کننده مثل 90% اسید نیتریک در درجه حرارت محیط میباشد .

لاستیکهای نرم در مقابل سایش بهتر عمل می کنند . روکشها می توانند از لایه های سخت و نرم تشکیل شوند.
 

◄  پلاستیک ها :

در 15 سال اخیر کاربرد پلاستیک ها بشدت افزایش یافته است . یکی از انگیزه های اولیه برای بدست آوردن این مواد جایگزینی توپهای عاجی بیلیارد بوسیله یک ماده ارزانتر بود.
پلاستیک ها توسط ریختن در قالب ، فرم دادن ، اکستروژن و نورد تولید می شود و به صورت قطعات توپر، روکش، پوشش، اسفنج، الیاف و لایه های نازک وجود دارند . پلاستیک ها مواد آلی با وزن مولکولی بالا هستند که می توانند به شکلهای مختلف در آیند .بعضی از آنها به صورت طبیعی یافت می شوند ولی اکثر آنها به صورت مصنوعی به دست می آیند .
بطور کلی پلاستیک ها در مقایسه با فلزات و آلیاژها خیلی ضعیفتر ، نرمتر ، مقاومتر در برابر یونهای کلر و اسید کلریدریک ، مقاومت کمتر در برابر یونهای اکسید کننده مثل اسید نیتریک ، مقاومت کمتر در برابر حلالها و دارای محدودیت حرارتی پایینتر می باشد . خزش در درجه حرارتهای محیط یا سیلان سرد از نقطه ضعفهای پلاستیک ها بویژه ترموپلاستها می باشد.

◄  ترموپلاست ها و ترموست ها:
ترموپلاست ها با افزایش درجه حرارت نرم می شوند و موقعی که سرد می شوند به سختی اولیه باز می گردند . اکثر آنها را می توان ذوب نمود .
ترموست ها با افزایش درجه حرارت سخت می شوند و با سرد شدن سختی خود را حفظ می کنند و با حرارت دادن تحت فشار شکل می گیرند و تغییر شکل مجدد آنها ممکن نیست ( قراضه آن قابل استفاده نیست ) .
خواص پلاستیکها را می توان با افزودن مواد نرم کننده ، سخت کننده و فیلر بطور قابل ملاحظه ای تغییر داد . پلاستیکها مانند فلزات خورده نمی شوند .
در جداول زیر به مقایسه ترموپلاست ها و ترموست ها از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی میپردازیم.

ساختار مولکولهای آسپرین استامینوفن ایبوپروفن

با تشکر از سرکار خانم ترکاشوند

اثرهای مخرب فناوری نانو بر محیط زیست

اثرهای مخرب فناوری نانو بر محیط زیست

 

‎. ذرات نانو و فناوری نانو جدای از مفید بودن می‌توانند, خطرات احتمالی نیز داشته باشند؛ بنابر این, باید مسائل مربوط به ایمنی و خطرهای احتمالی همراه با این روش‎های جدید را در نظر گرفت. ذرات نانو ممکن است سرعت جهش (mutation) باکتری‎ها را افزایش دهد و تهدیدی بالقوه برای محیط زیست و سلامت انسان باشد؛ به رغم اینکه فناوری نانو محصولات موجود را مؤثرتر و کارآمدتر می‌کند، اندازه این ذرات که جزء خواص مهم آنهاست، می تواند سلامتی و محیط زیست را تهدید ‌کند. این ذرات از گرده‌های گل و گیاهان و مواد حساسیت‎زای معمولی نیز کوچکترند و حساسیت ایجاد می‎کنند. این ذرات, به سیستم دفاعی و ایمنی بدن موجودات زنده و انسان حمله می‎کنند. بعضی از این ذرات, پس از تنفس به کیسه‌های هوایی ریه‌ها آسیب می‎رسانند که در این بین, ماکروفاژها سعی می‌کنند آنها را از بین ببرند و مانع از عبور این ذرات و ورود آنها به خون شوند, ولی ماکروفاژها در تشخیص ذرات با قطر کمتر از 70 نانومتر با مشکل روبهرو می‌شوند‎ و این ذرات می‌توانند به آسانی در خون نفوذ کنند. گزارش شده است که نانوذرات مانند کربن سیاه و دی‌اکسیدتیتانیوم که در فرایندهای صنعتی کاربرد زیادی دارد و به آلودگی هوا نیز کمک می‌کند، موجب ایجاد التهاب و جراحت‎های پوستی می‎شود و در ریه باقی می‎ماند و انباشته می‌گردد. ذرات اکسید روی و دی‌‌اکسید تیتانیوم سبب تولید رادیکال‎های آزاد در سلول پوستی می‎شود و به DNA آسیب می‌رساند و این آسیب به DNA موجب جهش (mutation) می‌شود و تغییراتی در ساختمان پروتئین به وجود می‌آورد که ممکن است سبب سرطان و تومور شود. به نظر می‌رسد که فعال شدن (اکتیویته) سطح و اندازه ذره, از عوامل اصلی در سمی بودن نانو ذرات است. منابع احتراق مانند اجاق‏های خوراک‎پزی گازی، احتراق گاز صنعتی و انواع وسایل گرم‎کننده خانگی موادی را تولید می‌کند که حاوی صدها یا هزاران نانولوله کربنی است و ساختارهای نانو کریستالی دارد. شواهد حاکی از آن است که نانولوله‌های کربنی فراوری‎نشده, «آئروسل» را در هنگام جابه‎جا کردن به وجود می‎آورد. کارخانه‎هایی که موادی بر پایه نانولوله‌های کربنی مانند فولرن تولید می‌کنند، می‌توانند باعث از بین رفتن گلوتامین و آسیب اکسیداتیو بر مغز ماهیان شود. همچنین, فولرن در خاک حرکت می‎کند و با کرم‎های خاکی جذب می‎شود و به این ترتیب, وارد زنجیره غذایی می‎گردد.نانوذرات طبیعی احتراق باحتمال مهمترین منبع تولید ذرات نانوی طبیعی در محیط زیست است. انتشار نانوذرات ساخته‎شده در محیط ‌زیست خطرناکتر از ذرات طبیعی است؛ زیرا آنها مواد جدیدی هستند و انسان‌ها و موجودات زنده دیگر ممکن است مکانیزم‎های دفاعی کافی در برابر آنها را نداشته باشند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که به طور کلی ذرات نانوکربنی و دی‌اکسیدتیتانیوم سمی‌تر از ذرات بزرگ همان مواد هستند.

مولاریته و تهیه محلولهای مولار

 مولاریته:
مولاریته یا غلظت مولار که با (M) نشان داده می‌شود، عبارت است از تعداد وزن مولکول گرم (یا تعداد مول) از یک جسم حل شده در یک لیتر محلول. مول کمیت اساسی است که یک شیمیدان تجزیه با آن سر و کار زیادی دارند. یک مول برابر با 6.023X1023 مولکول از یک جسم است. اصطلاح مول در یک مفهوم وسیع برای توصیف مقادیر ترکیبات مولکولی ، عناصر آزاد و یونها بکار می‌رود. به بیان دیگر وزن تعداد 6.023X1023 عدد مولکول ، یون یا عنصر برابر با 1 مول مولکول ، یون یا عنصر است که به صورت مولکول گرم ، یون گرم یا عنصر گرم نامیده می‌شود. ◄  تهیه محلولهای مولار:برای تهیه یک محلول مولار از یک ترکیب باید یک مول از آن را وزن کرده و به مقدار کافی به آن آب اضافه کنیم تا دقیقا یک لیتر محلول بدست اید. به عنوان مثال برای تهیه یک محلول 2M از اسید سولفوریک باید گرم 196.16=98.08×2 از اسید سولفوریک را در مقدار کافی آب حل کنیم تا یک لیتر محلول 2M اسید سولفوریک بدست اید. وقتی یک محلول مایع تهیه می‌کنیم، حجم محلول به ندرت مساوی مجموع حجمهای اجزا خالص سازنده آن است. معمولا حجم نهایی محلول بیشتر یا کمتر از مجموع حجمهای اجزا سازنده آن است.
از این رو برای تهیه یک محلول معین عملا نمی‌توانیم مقدار حلال لازم را پیش‌بینی کنیم. برای تهیه محلولهای مولار و سایر محلولهایی که بر اساس حجم کل است، معمولا از بالنهای حجم‌سنجی استفاده می‌شود. در این صورت برای تهیه یک محلول مقدار دقیق ماده حل شونده را در بالن جای می‌هیم و با دقت آن قدر آب می‌افزائیم و بطور مداوم و با احتیاط هم می‌زنیم تا سطح محلول به خط نشانه‌ای که روی گردن بالن مشخص شده برسد. ◄  محاسبه غلظت یک محلول بر حسب مولاریته:
برای محاسبه غلظت یک محلول بر حسب مولاریته ابتدا باید تعداد مولهای جسم حل شده را بدست آوریم. تعداد مولهای جسم حل شده از تقسیم کردن وزن آن (برحسب گرم) به وزن فرمولی بدست می‌اید.
اگر ماده حل شده به صورت مولکولی باشد، در آن صورت تعداد مول از فرمول وزن مولکولی/گرمهای ماده حل شده=تعداد مولها (مولکول حل شده) محاسبه می‌شود.
اگر بخواهیم تعداد مولهای یک یون را محاسبه کنیم، باید بجای وزن مولکولی وزن یون مربوطه را در فرمول قرار دهیم. یعنی وزن یونی/گرمهای ماده حل شده=تعداد مول‌ها (یون حل شده).
اگر ماده حل شده به صورت اتمی باشد، مثلا نقره فلزی در آن صورت تعداد مولها از فرمول وزن اتمی/گرمهای ماده حل شده = تعداد مولها (اتم حل شده) بدست می‌اید. بعد از بدست آوردن تعداد مولهای ماده حل شده با قرار دادن آن در فرمول غلظت مولار ، مولاریته محلول بدست می‌اید. یعنی داریم

لیتر محلول/میلی مولهای ماده حل شده= M

یا
لیتر محلول/تعداد مول‌های حل شده=M

وقتی غلظت محلول بر حسب مولاریته بیان می‌شود، محاسبه مقدار ماده حل شده موجود در یک نمونه معین از محلول آسان است. به عنوان مثال یک لیتر محلول 2 مولار دارای 2 مول ماده حل شده است. 500ml آن دارای یک مول ماده حل شده ، 100ml آن دارای 0.2 مول ماده حل شده است.

◄  نکته مهم:
تنها اشکال تعیین غلظتها بر اساس حجم محلول این است که چنین غلظتهایی با تغییر دما اندکی تغییر می‌کنند، زیرا تغییر دما موجب انقباض یا انبساط محلول می‌شود. بنابراین برای اینکه غلظت محلول تهیه شده دقیق‌تر باشد، باید محلول در دمایی که قرار است استفاده شود، تهیه شده و از بالن حجم ‌سنجی که در این دما مدرج شده است استفاده شود.

برندگان جایزه نوبل شیمی اعلام شدند

برندگان جایزه نوبل شیمی اعلام شدند چارلز کائو،جورج اسمیت و ویلارد بویل سه دانشمندی هستند که نام آنها به عنوان برندگان نوبل شیمی در آکادمی علوم سوئد اعلام شد ....

نانو تکنولوژی در محیط زیست

غشای نانو فیلتراسیون استفاده از غشای نانوفیلتراسیون جهت حذف نمک های چندظرفیتی عناصری مانند کلسیم، آهن، منگنز، اورانیوم و برخی آفت کشها، راهکار دیگری است که توسط فناوری نانو ارائه می‌گردد.
تصفیه آبهای سطحی و زیرزمینی و نیز حذف میکروارگانیزم ها و کاهش تیرگی و سختی آب و دفع شوری و نمک زدایی آب از دیگر فواید فنا وری نانو می‌باشد.- نانو ذراتوجود نانوذرات در رنگ ها باعث می‌شود که رنگها با خواص مطلوب و بهبودیافته با مصرف حلال های کمتر تولید شوند. فعالیت سطحی بالای نانو ذرات نشان دهنده یکی از جالب ترین خصوصیات این مواد می‌باشد که می‌تواند کاربردهای وسیعی در صنعت داشته باشد. انتظار می‌رود فناوری نانو نقش مهمی در حذف آلاینده‌ها ایفا کند، اصلاح خاک آلوده با استفاده از این فناوری به راحتی صورت پذیرد و همچنین در توسعه فرآیند تولید سبز که انتشار و تولید مواد زائد را کاهش ‌دهد، مهم واقع شود. فناوری نانو موجب کاهش مصرف مواد خام مورد نیاز شده و بنابراین از منابع طبیعی محافظت می‌نماید. بطور کلی فناوری نانو با کارآمدکردن دستگاه ها و ابزار مورد استفاده در بخش های مختلف و نیز با کاهش مصرف ماده خام و انرژی گامی مؤثر در جهت حفاظت از منابع طبیعی و محیط زیست برداشته است. 2- تأثیرات مخرب فناوری نانو بر محیط زیست ذرات نانو و فناوری نانو جدای از مفید بودن می‌توانند دارای خطرات احتمالی نیز باشند، بنابراین باید مسائل مرتبط با ایمنی و خطرات احتمالی همراه با این روش های جدید را در نظر گرفت. ذرات نانو ممکن است سرعت جهش(mutation) باکتریها را افزایش دهند و تهدیدی بالقوه برای محیط زیست و سلامت انسان باشند. علیرغم اینکه فناوری نانو محصولات موجود را مؤثرتر و کارآمدتر می‌نماید، اندازه این ذرات که جزء خواص مهم آنها است، می تواند سلامتی و محیط زیست را تهدید ‌نماید. این ذرات از گرده‌های گل گیاهان و مواد حساسیت زای معمولی نیز کوچکتر هستند و می‌توانند تولید حساسیت نمایند. این ذرات می‌توانند به سیستم دفاعی و ایمنی بدن موجودات زنده و انسان حمله کنند. بعضی از این ذرات می‌توانند پس از تنفس به کیسه‌های هوایی ریه‌ها آسیب برسانند که در این بین ماکروفاژها سعی می‌کنند تا آنها را از بین ببرند و مانع از عبور این ذرات و ورود آنها به خون شوند ولیکن ماکروفاژها در تشخیص ذرات با قطر کمتر از 70 نانومتر دچار مشکل می‌شوند و این ذرات می‌توانند به آسانی در خون نفوذ نمایند. گزارش شده است که نانوذرات مانند کربن سیاه و دی‌اکسیدتیتانیوم که در فرآیندهای صنعتی کاربرد زیادی دارند و به آلودگی هوا نیز کمک می‌کنند، موجب ایجاد التهاب و جراحت های پوستی شده و در ریه باقیمانده و انباشته می‌گردند. ذرات اکسیدروی و دی‌‌اکسید تیتانیوم باعث تولید رادیکال های آزاد در سلول پوستی شده و به DNA آسیب می‌رسانند و این آسیب به DNA موجب جهش (mutation) می‌شود و تغییراتی در ساختمان پروتئین به وجود می‌آورد که ممکن است باعث سرطان و تومور شود.

نقش ترکیبات آلی فرار (VOC) در آلودگی هوا

نقش ترکیبات آلی فرار (VOC) در آلودگی هوا

نویسنده: فرناز قاضی کیانی

    ترکیبات آلی، ترکیباتی هستند که دارای کربن و هیدروژن باشند. این ترکیبات در بدن تمامی موجودات زنده یافت می شود. بیشتر ترکیبات آلی که مورد استفاده قرار می گیرند ساخته دست بشر هستند. بعضی از این ترکیبات به صورت مایع وجود دارند و برای ایجاد بخار به یک مرحله اضافی مانند گرم شدن یا سرد شدن احتیاج دارند. این دسته از مواد آلی، ترکیبات پایدار هستند. گروهی دیگر از ترکیبات آلی ناپایدارند و گروهی دیگر به ترکیبات آلی فرّار معروفند. یک ترکیب آلی در صورتی فرّار نامیده می شود که یک بخار (گاز) در دمای متعادل محیط و فشار نرمال اتمسفر بوجود آورد. برخی از این بخارات در صورت استنشاق بیش از اندازه، خطرناک هستند.
    بعضی از ترکیبات آلی فرّار موجب جلوگیری از رشد طبیعی گیاهان می شوند و گروهی دیگر از ترکیبات آلی و فرّار باعث تشکیل اُزن و مه دود (Smog) می شوند.
    به طور معمول این ترکیب در طبیعت یافت می شود ولی ورود مقادیر زیاد VOC به اتمسفر پایینی (هوای نزدیک به ما) باعث بوجود آمدن مقادیری اُزن خطرناک می شود. اُزن در اتمسفر بالایی، یک لایه مهم محسوب می شود که زمین را از آسیب های اشعه ماورای بنفش خورشید محافظت می کند. به طور کلی اُزن در اتمسفر نزدیک زمین یک ترکیب خطرناک است که با سایر ترکیبات موجود در هوا ترکیب شده و موجب تشکیل »مه دود« می شود.
    »مه دود« شبیه ابر قهوه ای رنگ ناخوشایندی است که در اطراف بیشتر شهرها معلق است و باعث بروز بیماریهای تنفسی و قلبی شده و به محیط زیست آسیب می رساند.
    بهترین راه برای پیشگیری از افزایش اُزن و ایجاد مه دود، جلوگیری از پخش مواد آلی فرّار در محیط زیست است.
    
    تعریف آلاینده های خطرناک هوا (HAPs)
    یک آلاینده خطرناک، ترکیب آلی فرّاری است که نسبت به سایر ترکیبات، خواصِ زیانبار بیشتری دارد، به بیانی دیگر آثار زیانبار ترکیبات HAP خیلی شدیدتر از ترکیبات VOCs است. بر اساس تحقیقات انجام شده در امریکا، ترکیبات (HAPs) در سال باعث هزاران مورد مرگ سرطانی می شود. همچنین این مواد باعث بروز نقص های مادر زادی در نوزادان و اختلال در سیستم عصبی مرکزی می شوند. چنانچه این ترکیبات به طور تصادفی، در حجم زیاد، وارد هوا شوند منجر به مرگ خواهند شد. این ترکیبات به محیط زیست نیز آسیب های جدی می رسانند.
    خوشبختانه اکسیداسیون ترکیبات VOC و HAP ، آثار مخرب شدید آنها را از بین می برد.
    
    اکسیداسیون ترکیبات HAPs و VOCs
    اکسیداسیون باعث می شود که ترکیبات آلایندة هوا شکسته شده و دوباره به صورت ترکیبات بی ضرر درآیند. واکنش اکسیداسیون هیدروکربنها که در حضور گرما و اکسیژن انجام می شود به صورت زیر است:
    
    CnH2m+(n+m/2)O2=>nCo2+H2O+Heat
    این ترکیبات در واکنشهای اکسیداسیون گرمایی هوای آلوده، گرم و شکسته می شوند، سپس دوباره پیوند تشکیل داده و به صورت ترکیبات بی ضرر دی اکسیدکربن و بخار آب درآمده و مقداری انرژی آزاد می شود. در طی واکنشهای کاتالیزوری، اکسیداسیون ترکیبات آلاینده موجود در هوا با یک کاتالیزور (مانند پلاتین، پالاریم، رودیم و غیره) واکنش می دهند که این واکنش باعث شکسته شدن آسانتر پیوندهای این ترکیبات می شود.
    این مکانیسم یعنی شکستن ترکیبات
    زیان آور به ترکیبات بی ضرر و آزاد سازی مقداری انرژی، اساس تمام روشهای اکسیداسیون است. اکسیداسیون گرمایی برای شکسته شدن ترکیبات به گرمای زیادی نیاز دارد، در نتیجه برای تامین این دماها مقادیر بالایی سوخت لازم است که تامین این مقدار سوخت خود هزینه بالایی در بردارد. استفاده از کاتالیزور در این واکنش باعث کاهش هزینه یاد شده می شود.
    روش اکسیداسیون مناسب ترین روش برای کنترل آلودگی هوا است و برای انجام آن موارد زیر ضرروی است:
    
    دما: بسته به نوع ماده آلی فرّار (VOC) که باید از بین برود، دمای خاصی مورد نیاز است، تا آن ماده بتواند اکسید شود.
     زمان: میزان زمان لازم بستگی به این دارد که یک ترکیب چه مدت زمانی لازم دارد تا در یک دمای خاص اکسیده شود. برای مثال بنزن به دمای227 درجه سانتیگراد و سکون24 صدم ثانیه زمان، نیاز دارد تا99 درصد آن توسط یک اکسیداسیون کاتالیزوری از بین برود.
    اما در یک اکسیداسیون گرمایی، برای تخریب99 درصد بنزن به دمای794 درجه سانتیگراد و زمان سکون1 ثانیه نیاز داریم.
    گردش هوا: شرایط ثابتی است که برای هر دستگاه طراحی می شود و سوختن مخلوط مناسبی از VOC و اکسیژن را تضمین می کند.
    بنابراین کنترل ترکیبات VOC زمانی محقق خواهد شد که واکنش اکسیداسیون کامل VOC با ترکیب مخلوط مناسبی از اکسیژن و مواد آلاینده در مدت زمان مناسب انجام شود.
    منبع:
    Anguil Environmental System Introduction to Pollution Control

چگونه از مواد شوینده درست استفاده کنیم

چگونه از مواد شوینده درست استفاده کنیم

آیا می دانید مواد شوینده چه خطرات و مشکلاتی می توانند ایجاد کنند ؟

مسمومیت ناشی از استنشاق مواد شوینده و پاک کننده :

بیشتر موارد مسمومیت با شوینده ها از نوع استنشاقی است . استفاده از مواد سفید کننده وتمیز کننده در فضاهای بسته ( حمام و دستشوئی ) به دلیل ایجاد گاز کلر سبب تحریک راههای تنفسی شده و علائم مسمومیت در افراد بروز میکند و سرفه خس خس سینه و تنگی نفس به ویژه در افراد دارای  زمینه بیماریهای ریوی یا آلرژی از جمله علائم مسمومیت با این مواد است . استفاده از مخلوط وایتکس و ترکیبات اسیدی ( جوهر نمک ) سبب فعل و انفعالات شیمیائی و در نتیحه آزاد شدن کلر و بروز
مسمومیت های شدید و در صورت کهولت سن و یا سابقه بیماریهای قلبی و ریوی می تواند منجر به مرگ شود . علاوه براین استفاده زیاد و مکرر از سفید کننده و پاک کننده , انواع حلال و ضد عفونی کننده به ویژه در محیطهای سر بسته و کوچک میتواند آسیبهای جدی و گاه جبران ناپذیری به ریه و مجاری وارد کند . این در حالی است که بسیاری از ضد عفونی کننده ها نیز به راحتی از ماسک های کاغذی عبور میکنند و می توانند سبب آسیبهای جدی به ریه شوند . تهویه مناسب در محل و استفاده نکردن از محلولهای غلیظ بهترین راه پیشگیری میباشد .

مشکلات پوستی ناشی از تماس با شویند ها :

تست حلالیت

تست حلالیت  برای ایجاد محیط همگن با مواد دیگری که معمولا حلال نامیده می شود. بررسی میزان و چگونگی حلالیت یک ترکیب در محیط های شیمیایی متفاوت , اطلاعاتی در مورد گروههای عاملی موجود در ترکیب , وزن مولکولی تفکیک الکترولیتی , دیفوزیون و ... به دست می اید. برای شناسایی ترکیبات الی , انها را بر حسب حلالیتشان در حلال های مختلف دسته بندی می کنیم.

حلالیت یک ماده عبارت است از تمایل ان

در مورد حلالیت یک جسم در اب ,هرگاه حداقل 3 گرم از جسم در 100 میلی لیتر حلال شود ( معادل 0.1 گرم در 3 سی سی ) جسم را قابل حل می گویند.

روش کار :

0.2 میلی لیتر (۴ - ۳  قطره ) از جسم مایع یا 0.1 گرم از جسم مورد ازمایش را در لوله ازمایش بریزید به ان 3 میلی لیتر حلال مورد نظر بیفزایید بعد از اضافه کردن هر چند قطره مخلوط را خوب تکان دهید و سعی کنید دمای مخلوط از دمای محیط بیشتر نشود مدت یک دقیقه ان را به شدت تکان دهید. چنان چه محلول یکنواختی تولید شد جسم را قابل حل فرض کنید. این کار را در مورد هر یک از حلال ها بر طبق جدول حلالیت زیر تکرار کنید.

تذکر : در مورد اسید های غلیظ ابتدا حلال را در لوله ازمایش ریخته سپس جسم را به ان اضافه کنید. به کار بردن اسید های غلیظ گاه با انجام فعل و انفعالاتی نظیر تولید حرارت, تغییر رنگ و یا تولید رسوب همراه است که هر یک از این مشاهدات دلیل محلول بودن جسم است.