کاربرد نانو در تصفیه آب

کاربرد نانو در تصفیه آب

*مقدمه :

حدود دو سوم کره زمین را آب فرا گرفته است . که از این میزان آب حدود 97 در صد آن غیر قابل آشامیدن هست . بر اساس پیش بینی سازمان ملل در سال 2035 میلادی حدود 48 کشور (یعنی 32 درصد جمعیت جهان ) دچار کمبود آب آشامیدنی می شوند. در آغاز قرن بیست و یکم دانشمندان تمرکز خود را ،  بر روی فن آوری نوینی ( فناوری نانو ) معطوف کردند . این فناوری برای اولین بار حدود چهل سال پیش مطرح شد . البته روش های دیگری نیز برای دسترسی به آب قابل شرب وجود دارد که از جمله آن می توان به استفاده از دستگاه آب شیرین کن  اشاره کرد که این سامانه بروی آب های شور دریا و یا رودخانه ها قرار گرفته و آب قابل شرب را برای ما تامین می کند . که در ذیل به معایب استفاده از این سامانه و برتری فناوری نوین نانو بر این روش اشاره خواهیم کرد .

 * اطلاعات آماری موجود در مورد آبها :

 50  درصد آبهای زیرزمینی و 78 درصد آب رودخانه ها در مناطق شهری غیر قابل شرب می باشند .

 * معایب استفاده از سامانه آب شیرین کن ها :

  1- تغییر در اکوسیستم طبیعت به علت تخلیه پسآب های ناشی از تصفیه در طبیعت و ....

 2-با توجه به اینکه این سامانه باید در درون آب قرار گیرد نحوه ی ساخت و اجرای تاسیسات آن بسیار دشوار است .

 3- مجاورت دستگاه ها و تاسیسات آب شیرین کن با آب شور باعث از بین رفتن دستگاه ها  و به کار   بستن  تمهیدات ویژه ای را  می طلبد .

4- باعث افزایش درجه حرارت آب می شود . ( در اثر عبور آب درون دستگاه ها و بازگرداندن پسآب آن به داخل آب )

5- باعث افزایش PH  آب شده و  خاصیت اسیدی آب را زیاد می کند .

6- باعث از بین رفتن ماهی ها و موجودات کوچک و ذره بینی درون آب می شود . (  در اثر برخورد با صافی ها و دستگاه های حرارتی )

 7-  هزینه بسیاری را هم در زمینه ساخت ، نگه داری و همچنین انتفال آب تصفیه شده  در بر دارد .

 مطالب گفته شده در بالا و خصوصا هزینه زیاد و آلودگی شیمایی شدید  منجر به این شد که دانشمندان و محققان در فکر استفاده از روش تصفیه سبز مثل استفاده از فناوری نانو بیافتند .

 * فیلترها بر اساس اندازه منافذشان :

محلولها

محلولها ، مخلوطهایی همگن هستند. محلولها را معمولا بر حسب حالت فیزیکی آنها طبقه بندی می‌کنند: محلولهای گازی ، محلولهای مایع و محلولهای جامد.  بعضی از آلیاژهامحلولهای جامدند؛ سکه‌های نقره‌ای محلولهایی از مس و نقره‌اند و برنج محلولی جامداز روی در مس است. هر آلیاژی محلول جامد نیست، بعضی از آلیاژها مخلوطهایی ناهمگناند. محلولهای مایع متداولترین محلولها هستند و بیشترین کاربرد را در بررسیهایشیمیایی دارند. هوا هم مثالی برای محلولهای گازی می‌باشد. ● ماهیت محلولها در یک محلول ، معمولا جزئی که از لحاظ کمیت بیشترین مقدار را دارد، حلال و سایراجزا را مواد حل شده (حل شونده) می‌گوییم. اما گاهی آسانتر آن است که جزئی از محلولرا با آنکه مقدارش کم است، حلال بنامیم و گاهی اصولا اطلاق نام حلال و حل شونده بهاجزای یک محلول (مثلا محلولهای گازی) چندان اهمیتی ندارد. بعضی از مواد به هرنسبت در یکدیگر حل می‌شوند.امتزاج پذیری کامل از ویژگیهای اجزای تمام محلولهای گازیو بعضی از اجزای محلولهای مایع و جامد است. ولی غالبا، مقدار ماده ای که در حلالمعینی حل می شود، محدود است. انحلال پذیری یک ماده در یک حلال مخصوص و در دمایمعین، بیشترین مقداری از آن ماده است که در مقدار معینی از آن حلال حل می شود و یکسیستم پایدار به وجود می آورد. ● غلظت محلول برای یک محلول معین ، مقدارماده حل شده در واحد حجم حلال یا در واحد حجم محلول را غلظت ماده حل شده می‌گوییم. مهمترین نوع غلظتها که در آزمایشگاه بکار می‌رود مولاریته و نرمالیته است. مولاریتهعبارت است از تعداد مولهای یک ماده که در یک لیتر محلول وجود دارد. به همین دلیل آنرا مول بر لیتر یا M/L می‌گیرند. نرمالیته یک محلول عبارتست از تعداد هم ارز گرمهای (اکی والان گرم های) ماده موجود در یک لیتر محلول. نرمالیته را با N نشان می‌دهند. ● انواع محلولها ▪ محلولهای رقیق ▪ محلولهایی که غلظت ماده حل شده آنهانسبتا کم است. ▪ محلولهای غلیظ محلولهایی که غلظت نسبتا زیاد دارند. ▪ محلول سیر شده اگر مقدار ماده حل شده در یک محلول برابر با انحلال پذیری آن درحلال باشد، آن محلول را محلول سیر شده می‌نامیم. اگر به مقداری از یک حلال مایع ،مقدار زیادی ماده حل شونده (بیشتر از مقدار انحلال پذیری آن) بیفزاییم، بین ماده حلشده و حل شونده باقیمانده تعادل برقرار می‌شود. ماده حل شونده باقیمانده ممکن استجامد ، مایع یا گاز باشد. در تعادل چنین سیستمی ، سرعت انحلال ماده حل شونده برابربا سرعت خارج شدن ماده حل شده از محلول است. بنابراین در حالت تعادل ، غلظت ماده حلشده مقداری ثابت است. ▪ محلول سیر نشده غلظت ماده حل شده در یک محلول سیرنشده کمتر از غلظت آن در یک محلول سیر شده است. ▪ محلول فراسیرشده می‌تواناز یک ماده حل شونده جامد ، محلول فراسیر شده تهیه کرد که در آن، غلظت ماده حل شدهبیشتر از غلظت آن در محلول سیر شده است. این محلول ، حالتی نیم پایدار دارد و اگرمقدار بسیار کمی از ماده حل شونده خالص بدان افزوده شود، مقداری از ماده حل شده کهبیش از مقدار لازم برای سیرشدن محلول در آن وجود دارد، رسوب می‌کند. ● خواص فیزیکی محلولها بعضی از خواص محلولها به دو عامل ، نوع ماده حل شده و غلظت آندر محلول بستگی دارند. این مطلب برای بسیاری خواص فیزیکی محلولها از جمله ،محلولهای آبی درست به نظر می‌رسد. برای مثال، محلول نمک طعام در آب بی رنگ پرمنگناتپتاسیم در آب، بنفش صورتی است (در اینجا نوع ماده حل شده مطرح است). افزون بر این ،می‌دانیم که هر چه بر محلول پرمنگنات آب بریزیم و آن را رقیقتر کنیم، از شدت رنگ آنکاسته می‌شود (اینجا غلظت محلول مطرح است). یکی دیگر از خواص فیزیکی که به ایندو عامل بستگی دارد، قابلیت هدایت الکتریکی محلول آبی مواد گوناگون است. چهارخاصه فیزیکی دیگر از محلولها وجود دارد که به نوع و ماهیت ذرات حل شده بستگی ندارد،بلکه فقط به مجموع این ذرات وابسته است. به عبارت دیگر ، تنها عامل موثر بر خواصمحلول در اینجا ، غلظت است. چنین خواصی از محلول را معمولا "خواص جمعی محلولها" (خواص کولیگاتیو Colligative properties) می‌نامند و عبارتند از کاهش فشار بخار ،صعود نقطه جوش ، نزول نقطه انجماد و فشار اسمزی. ▪ کاهش فشار بخار وقتی یکحل شونده غیر فرار در یک حلال حل می‌شود، فشار بخار آن کاهش می‌یابد و مقدار کاهشبه مقدار حل شونده بستگی دارد. هر چه میزان حل شونده بیشتر باشد، میزان کاهش درفشار بخار بیشتر است. برای مثال اگر دو ظرف را در نظر بگیریم که در آنها مقدارمساوی مایع وجود دارد که یکی محتوی مولکولهای آب خالص و دیگری محتوی محلول قند درآب است، بدیهی است که تعداد مولکولهای آب در واحد حجم از آب قند ، کمتر از آب خالصاست. به همین نسبت ، تعداد مولکولهای آب در سطح آب قند ، نیز کمتر می‌باشد. بنابراین، نسبت مولکولهای پرانرژی آب که قادر به تبخیر از سطح آب قند هستند، کمترمی‌باشد و در نتیجه فشار بخار محلول کمتر می‌شود. ▪ افزایش نقطه جوش در اثرحل شدن مقداری حل شونده غیر فرار در یک حلال ، نقطه جوش آن افزایش می‌یابد. مقدارافزایش فقط به مقدار حل شونده بستگی دارد. برای مثال ، آب در شرایط متعارفی (دمای۲۵ درجه سانتیگراد و فشار بخار یک اتمسفر یا ۷۶۰ میلی متر جیوه) در ۱۰۰ درجهسانتیگراد می جوشد. اما اگر در آب، مقداری قند مثلا به غلظت یک مولال (یک مول در۱۰۰۰ گرم آب) بریزیم، فشار بخار محلول آب قند به اندازه ۱۴ میلی متر جیوه کاهشمی‌یابد و در نتیجه محلول در ۵۲/۱۰۰درجه سانتیگراد می‌جوشد. ▪ کاهش نقطه انجماد وقتی یک حل شونده غیر فرار در یک حلال حل می‌شود، نقطه انجماد آن کاهش می‌یابد. بنابراین دمای انجماد محلولهای آبی همیشه کمتر از دمای انجماد آب خالص است. استفادهاز این خاصیت در رادیاتور اتومبیل می‌باشد که برای جلوگیری از یخ زدن آب رادیاتوراتومبیل در زمستان ، به آن مقداری مایع به نام ضد یخ می‌افزایند. همچنین با اضافهکردن نمک (مانند کلرید سدیم) همراه با شن ریز روی آسفالت خیابانهای شهر ، هیدراتهشدن یونهای نمکها مستلزم مصرف مقداری آب است که از ذوب شدن برف فراهم می گردد. بنابراین آب نمک غلیظی فراهم می‌شود که حتی در ۲۰ درجه زیر صفر منجمد نمی‌شود. ▪ فشار اسمزی اگر در ظرف U شکلی ، حلال A از مخلوط حلال و حل شونده (B + A) به وسیله یک غشای نیمه تراوا ، جدا شود، چون فقط حلال از غشا عبور می‌کند، بعد ازرسیدن به حالت تعادل ، ارتفاع مایع در قسمت (حاوی B + A) که حل شونده وجود داردبالا می رود. اگر به این ستون فشار وارد شود تا سطح مایع در دو طرف یکسان شود،این فشاراسمزی است که به علت حل شدن حل شونده غیر فرار در حلال ایجاد شده است. به عکس فرآیند اسمز ، اسمز معکوس گویند که برای شیرین کردن آب استفاده می شود. همچنین برای تعیین جرم مولکولی پلیمرها ، پروتئینها و بطور کلی مولکولهای سنگین ازفشار اسمزی استفاده می‌شود.

منبع : www.chemistmag.com - مجله شیمیدان

آلودگی هوا و تاثیر آن بر سلامتی انسان‌ها

آلودگی هوا و تاثیر آن بر سلامتی انسان‌ها وجود ذرات کوچک شیمیایی یا عناصر بیولوژیک که باعث تغییرات در وضعیت اتمسفر می‌شود، همان آلودگی هواست.آلاینده‌ها را می‌توان به عنوان اولیه یا ثانویه تقسیم‌بندی کرد. آلاینده‌های اولیه عناصری هستند که به طور مستقیم از یک فرآیند منتشر می‌شوند.

وجود ذرات کوچک شیمیایی یا عناصر بیولوژیک که باعث تغییرات در وضعیت اتمسفر می‌شود، همان آلودگی هواست. آلاینده‌ها را می‌توان به عنوان اولیه یا ثانویه تقسیم‌بندی کرد. آلاینده‌های اولیه عناصری هستند که به طور مستقیم از یک فرآیند منتشر می‌شوند. برای مثال خاکستر که از یک آتشفشان و یا گاز منوکسیدکربن که از اگزوز ماشین خارج می‌شود و آلاینده‌های ثانویه به صورت مستقیم متصاعد نمی‌شوند بلکه آنها وقتی شکل می‌گیرند که آلاینده‌های اولیه فعل و انفعالاتی انجام می‌دهند یکی از مثال‌های مهم آلاینده‌های ثانویه گاز ازن است. ● بعضی از آلاینده‌های اولیه ▪ اکسیدهای نیتروژن (NO۲ ) بخصوص دی اکسید نیتروژن که از سوخت و سوزهای با درجه حرارت بالا متصاعد می‌شود که آن را می‌توان به صورت غباری قهوه‌ای رنگ بر بالای آسمان شهرها مشاهده کرد. ▪ دی اکسید کربن (CO۲)، یک گاز از خانواده گازهای خانه سبز (گلخانه‌ای) است که از احتراق و بازدم متصاعد می‌شود. ▪ آمونیاک (‌NH۳) متصاعد شده از فرآیندهای کشاورزی ▪ بوهای متصاعد شده از زباله، فاضلاب و فرآینده‌های صنعتی ● آلاینده‌های ثانویه ▪ منابع متمرکز مانند خروجی دودکش‌های نیروگاه‌ها، کارخانجات، مراکز سوزاندن زباله‌های شهری ▪ منابع متحرک مانند اتومبیل‌ها، هواپیما و غیره ▪ ذرات به‌وجود آمده به دلیل سوختن کنترل شده کشاورزی و جنگلی ▪ اتومبیل‌هایی که باعث متصاعد شدن مواد آلاینده می‌شود ▪ دفن زباله در گودال‌های زمینی که باعث تولید گاز متان می‌شود. ● منابع طبیعی آلاینده‌ها ▪ غبار از منابع طبیعی، معمولا از نواحی وسیع که عاری از سبزینه هستند ▪ گاز متان متصاعد شده از حیوانات پس از هضم غذا برای مثال در گاوها ▪ گاز رادون متصاعد شده از تخریب رادیو اکتیو در لایه‌های کره زمین ▪ دود و دی اکسید کربن از آتش‌سوزی‌های طبیعی ▪ وقوع آتش‌فشان ● کیفیت هوا داخلی (‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌IAG) گاز فورمالدهاید(h۲co)که از مواد ساختمانی مثل موکت‌ها و تخته نئوپان متصاعد می‌شود. رنگ‌ها وتینر‌ها که از خود ترکیبات ارگانیک قابل انفجار متصاعد می‌کنند. آلاینده‌های دیگر مانند استفاده از خوشبوکننده‌ها، سوزاندن چوب در اجاق و شومینه باعث اضافه شدن مقدار زیادی از ذرات موجود در هوا می‌گردد. برخی از مرگ و میر مرتبط با هوای آلوده ممکن است به دلیل استفاده از سم‌های حشره‌کش در داخل محیط‌هایی که فاقد گردش هوای مناسب هستند اتفاق می‌افتد و لباس‌های خشکشویی شده برای چند روز از خود گازهای همچون تتراکلراتیلن متصاعد می‌کنند. مرگ‌ومیرناشی از منوکسیدکربن معمولا به دلیل دودکش‌های نامناسب شومینه‌ها و یا سوزاندن ذغال در محیط‌های داخلی به وقوع می‌پیوندد. مسموم شدن با منوکسیدکربن حتی از شعله‌هایی که به‌درستی تنظیم نشده‌اند به وقوع می‌پیوندد. آلاینده‌ها از منابع بیولوژیک هم در محیط‌های داخلی یافت می‌شوند. حیوانات خانگی دندر تولید می‌کنند و انسان‌ها گردی از لایه‌ای کوچک پوست و موی‌های تخریب شده برجای می‌گذارند. حشرات ریز در رختخواب‌ها، فرش‌ها و موکت و مبلمان تولید آنزیم‌ها و مدفوع به سایز میکروبی می‌نمایند. کپک‌ها در داخل دیوارها ایجاد می‌شوند و تولید میکوتوکسنین‌ها می‌کنند. سیستم‌های تهویه مطبوع نیز بارور کننده بیماری لینجر و همچنین کپک‌ها می‌شوند. ● اثرات روی سلامتی مردم جهان هر ساله حتی بیشتر از حوادث رانندگی جان خود را براثر آلودگی هوا از دست می‌دهند. دلایل مستقیم مرگ و میر مرتبط با آلودگی هوا شامل بیماری‌هایی همچون آسم تحریک شده، برونشیت، بیماری‌های قلب و ریه و آلرژی‌های تنفسی را می‌توان نام برد. از اثراتی که آلودگی هوا بر سلامتی دارد می‌توان از تغییرات کوچک بیوشیمیایی و فیزیولوژیی تا مشکلات تنفسی، خس و خس سینه، سرفه باشد. عکس‌العمل‌های هر شخص به آلودگی‌ها بستگی به نوع آلودگی که آن شخص در معرض آن قرار گرفته و میزان قرارگیری در معرض آلودگی، وضعیت سلامتی و ژنتیکی او دارد.

رادیکال آزاد،

هر چند که در ساده‌ ترین تعریف، رادیکال آزاد، هر یک از مولکولها و اتمهایی است که دارای یک الکترون جفت نشده باشند. ولی باید توجه داشت که مولکولهایی مانند اکسید نیتریک و اکسیژن نیز از این قاعده پیروی می‌کنند، لکن بصورت عادی نمی‌توانند از باب رادیکالهای آزاد مطرح باشند بنابراین این اصطلاح (یعنی رادیکال آزاد) شامل مولکولهای عادی پایدار نمی‌شود. از جمله رادیکالهای آزاد ساده می‌توان به CH₃ ,CN ,OH ,Cl ,H اشاره کرد. چنینی رادیکالهایی از اهمیت فوق العاده‌ای در واکنشهای گرمایی و فتوشیمیایی، پلیمریزاسیون و احتراق برخوردارند. آنها در هر دو فاز مایع و گازی دارای اهمیت می‌باشند، لکن به هر حال دستگاههای فاز گازی بسیار ساده تر بوده و تفسیر قاطعانه‌تری را اجازه می‌دهند. با وجود این حتی در فاز گازی، روشهای تجربی بناچار پیچیده و غیر مستقیم هستند، زیرا موادی با چنین طول عمر کوتاه را نمی‌توان در غلظتهای زیاد تهیه کرد. بنابراین چنین عواملی، امکان تهیه، ارزیابی و شناسایی رادیکالها را با اشکالات بسیار زیاد مواجه می‌سازد.


در طول قرن نوزده میلادی غالبا رادیکالهای آزاد بصورت ناصحیح بعنوان اصل مسلم در نظر گرفته می‌شده‌اند. فرضیه آووگادرو بوسیله شیمیدانان مواد آلی آن زمان بصورت جدی مورد توجه واقع نشده بود و موادی مانند C₂H₆ غالبا بصورت CH₃ توصیف می‌گردید. با پایان یافتن قرن نوزده میلادی، این وضعیت مورد بررسی قرار گرفت و امکان موجودیت رادیکالهای آزاد، با کشف تری‌فنیل‌متیل‌رادیکال بوسیله گامبرگ "Moses Gomberg" به وضوح تایید شد. پس از این تاریخ بسیاری از رادیکالهای آزاد کشف و چنینی ترکیباتی در مکانیزمهای شیمی آلی بعنوان یک اصل پذیرفته شد.



تشکیل رادیکال آزاد
بطور کلی، رادیکالهای آزاد بوسیله شکستگی یک پیوند در یک مولکول پایدار، با بوجود آمدن دو قطعه که هر یک از آنها حاوی یک الکترون جفت نشده است، تشکیل می‌شوند.
R₁__R₂ <------> R₁. + .R₂

باید توجه داشت که امکان دارد قطعات حاصله بطریقی تغییر شکل یابند و بویژه این تغییر شکل از ترکیب شدن مجدد آنها شود. در بسیاری از موارد، ترکیب شدن مجدد تقریبا در هر برخورد R₁ و R₂ با همنوع خود رخ می‌دهد و ترکیب مخلوط تعادلی تحت شرایط معمولی، دلالت بر تجزیه مقدار بسیار کمی از ترکیب به رادیکالها می‌نماید. همچنین بسیاری از روشهای دیگر نیز باستثنای ترکیب شدن مجدد مورد ملاحظه قرار گرفته است که با استفاده از آنها، رادیکالها تغییر شکل داده اند. رادیکالها از طول عمر کوتاهی (معمولا کمتر از 3- 10 ثانیه) برخوردارند و به همین دلیل آنها غالبا دارای اهمیت بسیار زیادی در علم سینتیک واکنش هستند.

روشهای تهیه رادیکال آزاد

دستگاه اندازه گیری توربیدیتی

لینک دانلود 

http://www.iranianupload.com/download.php?file=758639-ba41112e03_Turb_550.pdf

تولید صنعتی چسب

تولید صنعتی چسب

چسب‌های بسیاری برای متصل کردن اجسام مشابه یا غیر مشابه در دسترس هستند. امروزه تقریبا استفاده از چسباننده‌های طبیعی مثل سریش بجز موارد استفاده خاصی منسوخ شده است. در عوض هر روز شاهد تولید و سنتز چسب‌های جدیدی هستیم که منشأ پلیمری دارند. چسب‌ها در اشل صنعتی به شیوه‌های گوناگونی تهیه می‌شوند که در این بحث برخی از مهمترین روشها را معرفی می‌کنیم. پخت یا پروراندن رزین چسب به صورت یک جسم جامد اپوکسی‌ها معروفترین چسبهای این گروه هستند که با استفاده از رزینهای سیکلوآلیفاتیک ، طوری فرمولبندی می‌شوند که در دماهای بالا قابل استفاده باشند. برای سنتز چسبهای قوی و نیمه انعطاف‌پذیر از رزینهای اپوکسی با عوامل پخت پلی آمین یا پلی آمید استفاده می‌شود و بیشتر اپوکسی‌ها بدون استفاده از مواد افزودنی هم چسبندگی خوبی دارند. زمان پخت می‌تواند از ثانیه‌ها تا روزها طول بکشد که این امر به کاتالیزورها و دما بستگی دارد. اپوکسی فنولی با استفاده از این چسبها می‌توان اتصالاتی پدید آورد که تا 315ºC پایدار هستند. این چسبها در دماهای بالا پرورده می‌شوند و از آنها برای پیوند ساختمانی و لانه زنبوری استفاده می‌شود. از دیگر چسبهای این گروه می‌توان از پلی استرها (که ارزان قیمت و زودگیر و شکننده هستند)، سیلیکونها ، سیانوآکریلاتها و آکریلیها ، نام برد.   تبخیر حلال از محلول پلیمر گرمانرم مواد پلیمری حل شده در حلالها می‌توانند چسبهای مفیدی تشکیل دهند. با تبخیر حلال ، پلیمر گرمانرم جامدی حاصل می‌شود که به چسب حلال معروف است. از این گروه می‌توان نیتروسلولز را نام برد که سالها محلول 10 تا 25 در صد آن به عنوان چسب هواپیما و یا برای مصارف خانگی استفاده می‌شد. آکریلیها ، محلول رزینهای آکریلیک پرورده شده هستند و به چسبهای پلاستیک مشهورند و برای متصل کردن پلاستیکهای ABS ، پلی استیرن و آکریلی مؤثرند. سیمانهای لاستیکی هم جزو چسبهای حلال می‌باشند.   تبخیر آب از یک شیرابه پلیمری شیرابه‌ها از ذرات کوچک پلیمر پرورانده شده معلق در آب تشکیل شده‌اند و در موقع تبخیر آب ، ذرات بوسیله نیروهای واندرواسی به یکدیگر متصل می‌شوند. رزین خشک شده ، دیگر در آب حل نمی‌شود. از این چسبها می‌توان پلی وینیل استات را نام برد که برای اتصال قطعات چوبی بکار می‌رود و به صورت شیرابه (محلول در آب) عرضه می‌شود و به نام چسب سفید یا چسب چوب معروف است. سرد کردن پلیمر گرمانرم ذوب شده پلیمرهایی که در دمای مناسب ذوب می‌شوند و دارای نیروهای جاذبه زیادی می‌باشند، بعنوان چسب داغ ذوب شناخته می‌شوند. از انواع پلی استرهای گرمانرم ، پلی آمیدها و پلی اتیلنها ، بعنوان چسب داغ ذوب استفاده می‌شود. این چسبها به صورت لوله‌هایی با ضخامت کم در بازار موجود می‌باشد. در اثر حرارت دادن ، لوله ذوب و جاری می‌شود و با مالیدن به سطح جسم و فشردن سطوح به همدیگر ، اتصال در ضمن سرد شدن انجام می‌شود. عوامل اتصال دهنده موادی که با شیمی دوگانه وجود دارند، می‌توانند به چسبندگی کمک کنند. این ترکیبات دارای دو گروه عاملی متفاوت در دو انتها می‌باشند و معمولیترین آنها عوامل اتصال دهنده سیلان می‌باشند. یک انتهای این ترکیبات ، تولید چسبندگی با شیشه یا مواد معدنی دیگر می‌کند و انتهای دیگر از نظر شیمیایی فعال می‌باشد. اخیرا ترکیباتی به نام تیتاناتها وارد بازار شده‌اند که مانند سیلان دارای شیمی دوگانه هستند و شبیه آنها عمل می‌کنند، اما برتریهایی هم در برخی خواص نسبت به سیلانها دارند.

کوپلیمریزاسیون

کوپلیمریزاسیون کوپلیمریزاسیون عبارتست از پلیمریزاسیون دو یا چند نوع مونومر و ایجاد مولکولهایی با بیش از یک نوع واحد ساختمانی ، که آنها را کوپلیمر می‌نامند. فرمول عمومی کوپلیمر را می‌توان به صورت...A)n(B)m(C)p) نشان داد که C,B,A و غیره نشان دهنده واحدهای ساختمانی مختلف می‌باشند.

● هموپلیمرها (homopolymers) ساده ترین انواع پلیمرها ، هموپلیمرها هستند که از زنجیره های پلیمری متشکل از واحدهای تکراری منفرد تشکیل شده‌اند. بدین معنی که اگر A یک واحد تکراری باشد، یک زنجیره هموپلیمری ، ترتیبی به صورت… AAAدر زنجیره مولکولی پلیمر خواهد داشت. به عبارت دیگر می توان برای هموپلیمرها فرمول عمومی An را در نظر گرفت. از جمله هموپلیمرها می توان پلیمرهایی مثل پلی‌اتیلن ، پلی‌پروپیلن ، پلی‌استایرن و پلی‌وینیل‌کلراید یا PVC را نام برد. ● کوپلیمرها (Coplymers) کوپلیمرها، پلیمرهایی هستند که از پلیمریزاسیون دو یا چند مونومر مختلف و مناسب با یکدیگر بوجود می‌آیند که از این راه می توان پلیمر را با ساختمانهای متفاوتی بوجود آورد. در کوپلیمریزاسیون دو مونومر B,A ، زنجیرهای پلیمر می‌توانند مونومر A یا مونومر B را در انتهای رشد کننده خود داشته باشند. در نتیجه ، چهار واکنش امکان پذیر است، واکنش زنجیر دارای انتهای A با مونومر A یا B و واکنش زنجیر دارای انتهای B با مونومر A یا B هر یک از واکنش ها ثابت سرعت مشخصی دارند. از روی نسبت داده شده مولکولهای مونومر می‌توان نسبت واحدهای مونومرهای بکار رفته در یک پلیمر را بدست آورد. ▪ نسبت واکنش پذیری مقدار نسبت های واکنش پذیری در تعیین ترکیب کوپلیمر دارای اهمیت زیادی است. اگر نسبت واکنش پذیری از ۱ بزرگتر باشد، رادیکال ترجیحا با زنجیری که دارای واحد انتهایی مشابه با آن است، واکنش می‌دهد (یعنی رادیکال A با رادیکال A). ولی اگر نسبت واکنش پذیری کوچکتر از ۱ باشد، مونومر با زنجیرهایی که در انتها دارای نوع دیگری مونومر هستند واکنش می‌دهد. در موارد خاص که نسبت واکنش پذیری برابر ۱ باشد، واکنش به عنوان "کوپلیمریزاسیون ایده آل" شناخته می‌شود، چون کوپلیمر به صورت کاملا تصادفی تشکیل شده و ترکیب آن هماننتد ترکیب مخلوط واکنشی است که پلیمریزاسیون در آن انجام می‌شود. هنگامی که به دو نسبت واکنش پذیری ، صفر باشد، مونومرها به هیچ وجه با زنجیرهای پلیمر در حال رشد که دارای واحد انتهایی مشابه آنها باشد، وارد واکنش نمی‌شوند. در نتیجه "کوپلیمریزاسیون متناوب" انجام می‌گیرد. ▪ خواص کوپلیمرها اگر مونومرهای B و A با هم واکنش بدهند و یک کوپلیمر را بوجود بیاورند این کوپلیمر اغلب خواص کاملا متفاوتی نسبت به مخلوط فیزیکی دو هموپلیمر جداگانه B و A خواهد داشت. خواص یک کوپلیمر به روشنی بستگی به نحوه توزیع واحدهای B و A در زنجیرهای کوپلیمر دارد. توزیع مونومرها نباید الزاما برابر نسبت غلظت مونومرهای B,A موجود مخلوط اولیه باشد. بطور کلی در یک کوپلیمر متشکل از مونومر B و A ، در صورتیکه مونومر A فعالتر باشد کوپلیمری که در مراحل اولیه تشکیل می شود از A نسبت به B غنی‌تر خواهد بود ولی در مراحل بعدی واکنش از آنجا که غلظت مونومر A کم می‌شود کوپلیمر تشکیل شده بیشتر شامل B خواهد بود. این مسئله که ترکیب کوپلیمر در ضمن پلیمریزاسیون تغییر پیدا می‌کند را می‌توان با افزایش تدریجی مونومر فعالتر تا حدودی کاهش داد. از مزیت های کوپلیمریزاسیون این است که کیفیتهای خوب و دلخواهی که هر یک از هموپلیمرها دارند می توانند با هم در یک کوپلیمر جمع شده و خواص مورد دلخواه را به یک کوپلیمر بدهند. ▪ انواع کوپلیمریزاسیون کوپلیمرها انواع مختلفی دارند و لیکن می توان آنها را به چهار نوع مجزا از کوپلیمرها به صورت تصادفی ، تناوبی ، دسته ای و پیوندی دسته بندی نمود. ـ کوپلیمرهای تصادفی یابی نظم (Random Copolymers) این کوپلیمرها بوسیله پلیمریزاسیون مخلوط مناسبی از مونومرهای مختلف که به طور تصادفی در زنجیره های پلیمر مرتب شده اند، تهیه می‌شوند. اگر B و A مونومرهای یک کوپلیمر باشند، در اینصورت آرایش کوپلیمر ممکن است به صورت زیر باشد: ...AABABBBAA مثالهایی از این نوع ، کوپلیمرهای کلرواتن- اتنیل- اتانوات (وینیل کلراید- وینیل استات) و فنیل اتن- بوتا ۱و۳ - دین می‌باشند. در مورد کوپلیمر کلرواتن – اتنیل اتانوات حضور اتینل اتانوال باعث افزایش حلالیت و بهبود خاصیت قابلگیری (توسط افزایش میزان جاری شدن) در مقایسه با هموپلیمر کلرواتن می‌شود. ـ کوپلیمرهای متناوب (alternating copolymers) در این کوپلیمرها ، واحدهای تکراری مختلف بصورت متناوب درون زنجیر پلیمری قرار گرفته اند. در واقع هنگامی که نسبت واکنش پذیری دومونومر B و A صفر باشد، مونومرها به هیچ وجه با زنجیرهای پلیمر در حال رشد که دارای واحد انتهایی مشابه با آنها باشد، وارد واکنش نمی‌شوند. در نتیجه "کوپلیمریزاسیون متناوب" انجام می گیرد. آرایش یک کوپلیمر متناوب متشکل از مونومرهای B,A به صورت زیر می باشد: ...ABABAB مثالی از این کوپلیمرها ، محصولی است که از کوپلیمریزاسیون رادیکالی بوتن دیوئیک انیدرید (مالئیک ایندرید) و فنیل اتن با نسبت های مولی تقریبا مساوی بدست می آید. بوتن دیوئیک انیدرید همچنین می‌تواند بصورت رادیکال آزاد با فنیل اتین (فنیل استیلن) کوپلیمر شود. ـ کوپلیمرهای دسته‌ای (Block Polymers) این کوپلیمرها بوسیله پلیمریزاسیون واحدهای هموپلیمر با جرم مولکولی کم بصورت دسته- دسته که با یکدیگر واکنش داده و کوپلیمر را تشکیل می دهند، تهیه می‌شوند. آرایش یک کوپلیمر دسته‌ای متشکل از مونومرهای B و A عبارتست از AAAA-BBB-AAAA…. کوپلیمرهای دسته ای را می‌توان با روشهای مختلفی تهیه کرد. یکی از این روشها با مکانیسم آنیونی انجام می‌شود که در مرحله اول یک نوع از مونومرها بصورت آنیونی پلیمر می‌شوند و واکنش تا آنجا ادامه پیدا می کند که مونومرها به مصرف برسند پس به پلیمر زنده بدست آمده مونومر دیگر اضافه می‌شود که این مونومر نیز به زنجیر اضافه می‌گردد و قسمت دوم زنجیر را بوجود می‌آورد و این فرآیند را می‌توان در صورت لزوم به همیتن ترتیب تکرار کرد. کوپلیمرهای دسته‌ای که از نظر تجارتی دارای اهمیت هستند شامل کوپلیمرهای قسمتی فنیل اتن- بوتا- ۱و۳- دین می‌باشند که از جمله لاستیک های گرمانرم بشمار می‌روند. ـ کوپلیمرهای پیوندی (Graft Copolymers) در این کوپلیمرها ، یک شاخه اصلی هموپلیمر با تعدادی شاخه جانبی وجود دارد که هر شاخه جانبی ، هموپلیمر مونومر دیگری می باشد که روی شاخه اصلی پیوند زده شده است. آرایش یک کوپلیمر پیوندی شامل مونومرهای A بعنوان شاخه اصلی و مونومرهای B بعنوان شاخه فرعی بصورت زیر می‌باشد: AAAAAA B B B B کوپلیمرهای پیوندی را می‌توان با آغاز کردن پلیمریزاسیون مونومری مانند B بصورت رادیکال آزاد در حضور هموپلیمری از مونومر A تهیه کرد. رادیکالهای آزادی که بوجود می آیند باعث برداشته شدنم اتمهایی در امتداد زنجیر پلی (A) می‌شوند. و به این طریق محلهای رادیکالی را بر روی زنجیر بوجود می‌آورند که پس از این محل‌ها پلی (B) می‌تواند رشد پیدا کند. نمونه ای از یک کوپلیمر مهم صنعتی ، کوپلیمری است که از حدود ۸۵ درصد کلرید پلی وینیل و ۱۵ درصد استات پلی وینیل تشکیل شده است و به عنوان ماده پایه در اکثر ثباتهای وینیلی بکار می‌رود. از دیگر کوپلیمرهای پیوندی که از اهمیت صنعتی برخوردارند می‌توان پروپن نیتریل بوتا- ۱و۳ – دین و فنیل اتن را نام برد.

آشکار سازهای کروماتوگرافی

آشکار سازهای کروماتوگرافی اساس این آشکارساز بر روی درجه از دست دادن حرارت از فیلامانها به گاز اطراف خود می باشد و از دست دادن حرارت بستگی به ترکیب گاز دارد.

آشکارساز هدایت گرمایی ( T.C.D) : اساس این آشکارساز بر روی درجه از دست دادن حرارت از فیلامانها به گاز اطراف خود می باشد و از دست دادن حرارت بستگی به ترکیب 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 آشکارساز : 1- جریان الکتریکی : 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 آشکارساز مناسب می باشد ولی هیدروژن به دلیل قابل انفجار بودن کمتر مورد استفاده قرار می گیرد . 3- درجه حرارت : افزایش شدت جریان باعث افزایش درجه حرارت فیلامانها شده که نتیجه آن افزایش حساسیت آشکارساز می باشد . رعایت نکات زیر هنگام کار با T.C.D ضروری است : 1- قبل از روشن نمودن آشکارساز گاز حامل را در سرویس قرار داده و از خروج گاز از خروجی آشکارساز مطمئن شوید . 2- هنگام خاموش کردن دستگاه ، ابتدا جریان فیلامانها را قطع کرده اجازه دهید درجه حرارت آشکارساز پایین آید سپس جریان گاز را قطع کنید . 3- هنگام تعویض ستون ، یا Septum و یا هر تغییر دیگر جریان عبوری از فیلامانها را قطع کنید چون وجود اکسیژن باعث اکسیده شده فیلامانها گشته ، حساسیت آشکارساز را کم خواهد کرد . 4- تزریق نمونه هایی نظیر اسید کلرید ریک ، الکیل هالیدها وترکیبات خورنده به آشکارساز صدمه خواهد زد . آشکارساز یونیزاسیون شعله ای : ( F.I.D) اساس این آشکارساز برروی قابلیت هدایت الکتریکی گاز که بستگی به ذرات باردار دارد قرار دارد . گاز خروجی از ستون همراه با نمونه بین دو الکترود 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 ممکن است یکی از حالتهای زیر اتفاق بیافتد . 1- تشکیل یون H3O + و اگزوترمیک بودن فعل و انفعال باعث عمل یونیزاسیون می شود. 2- یونیزاسیون توسط شعله ایجاد شده در آشکارساز . 3- تشکیل رادیکال آزاد که اگزوترمیک می باشد باعث عمل یونیزاسیون می شود . به هر حال در اثر یونیزاسیون یک میکرو جریان به وجود آمده که پس از تقویت توسط یک الکترومتر به صورت یک سیگنال به ثبات فرستاده می شود . فاصله بین دو الکترود مانند یک مقاومت متغیر عمل کرده و مقدار مقاومت از روی تعداد ذرات باردار معین می شود . شعله ایجاد شده در این آشکارساز حاصل مخلوط هوا و هیدروژن می باشد . ناخالصی های موجود در گاز حامل و bleeding ستون همیشه یک جریان ثابتی از ذرات باردار بین دو الکترود ایجاد می نماید که به جریان زمینه موسوم می باشد که معمولا برای حذف این جریان از Bucking Votlage استفاده می شود تا خط مبدا بدون پارازیت باشد . برای استفاده از این آشکارساز در ماکزیمم حساسیت ، نیاز به بهینه کرده سرعت جریان گازهای هوا و هیدروژن می باشد که معمولا هیدروژن و هوا می باشد و دامنه خطی آشکارساز 107 می باشد . آلوده شدن FID و تمیز کردن آن : آلودگی در این آشکارساز 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 سیلیکونی به دلیل تشکیل SiO2 در شعله باعث آلوده شدن این آشکارساز شده و وجود ذرات SiO2 در قسمتهای Jet , Collector Ion سبب نوساناتی در خط مبدا خواهد شد در چنین مواردی باید دتکتور را باز کرده 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 که باید آشکارساز تمیز گردد . در صورت پایین بودن درجه حرارت آشکارساز آب تشکیل شده در شعله آنرا آلوده کرده که برای رفع آن کافی است درجه حرارت آشکارساز بالاتر از 120°c انتخاب شود .

الکترونگاتیویته

الکترونگاتیویته Electronegativity میزان توانایی نسبی یک اتم در یک مولکول برای جذب جفت الکترون پیوندی بسوی خود است.



متداول‌ترین مقیاس الکترونگاتیویته
مقیاس نسبی الکترونگاتیوی پاولینگ ، متداول‌ترین مقیاس و مبتنی بر مقادیر تجربی انرژی‌های پیوندی است. مقدار انرژی اضافی که از جاذبه متقابل بارهای جزئی б+ و б- اضافه بر انرژی پیوند کووالانسی آزاد می‌شود، به قدر مطلق б و به تفاوت الکترونگاتیوی دو عنصر پیوند شده بستگی دارد. در محاسبات الکترونگاتیوی تنها تفاوت الکترونگاتیویته عناصر تعیین می‌شود. برای بنا کردن یک مقیاس ، به اتم F (الکترونگاتیوترین عنصر) بطور دلخواه عدد 4 نسبت داده شده است.

مقیاس الکترونگاتیوی پاولینگ ، متداول‌ترین مقیاس و مبتنی بر مقادیر تجربی انرژیهای پیوند است. مثلا انرژی پیوند Br-Br ، انرژی لازم برای تفکیک مولکول Br₂ به اتمهای Br است. برای تفکیک یک مول از مولکولهای Br₂ به اندازه 46+ کیلو کالری انرژی لازم است. انرژی پیوند H-H برابر 104+ کیلو کالری بر مول است.

تعاریف مختلف الکترونگاتیویته
الکترونگاتیویته ، در روشهای متفاوتی تعریف شده است که برخی از آنها به اختصار توضیح داده می‌شود.

الکترونگاتیویته پاولینگ انرژی اضافی پیوند A-B نسبت به متوسط انرژی پیوندهای A-A و B-B می‌تواند به حضور سهم یونی در پیوند کوالانسی نسبت داده شود. اگر انرژی پیوند A-B بطور قابل ملاحظه ای از متوسط پیوندهای غیر قطبی A-A و B-B متفاوت باشد، می‌توان فرض کرد که سهم یونی در تابع موج و بنابراین اختلاف بزرگ در الکترونگاتیوی وجود دارد.

الکترونگاتیویته آلرد_روکر در این تعریف ، الکترونگاتیویته توسط میدان الکتریکی بر سطح اتم مشخص می‌شود. بنابرین الکترون در یک اتم بار موثر هسته‌ای را احساس می‌کند. بر طبق این تعریف ، عناصری با الکترونگاتیویته بالا آنهایی هستند که با بار هسته‌ای موثر بزرگ و شعاع کوالانسی کوچک ، این عناصر در نزدیکی فلوئور قرار دارند.

الکترونگاتیویته مولیکن

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