گزارشکار آنیون ها در شیمی

گزارشکار شناسایی آنیون هاگزارش کار شیمی شوشتر – گزارشکار آزمایشگاه شیمی 2 (تجزیه کیفی آنیون … روش شناسایی آنیون هاگزارش کار گزارش کارهای آزمایشگاه های شیمی گزارش کار آزمایشگاه شیمی پاتوق دانشجویان شیمی کاربردی شوشتر – آنیون ها و کاتیون ها آنیون هاشیمی – بازرسی فنی انجمن علمي شيمي محض دانشگاه آزاد دزفول – گزارشکار … WWW.LDPE.BLOGFA.COM – آنیون ها و کاتیون ها WWW.LDPE.BLOGFA.COM – آزمايشگاه شيمي عمومي2( 4 …

گزارش كار آزمايش شناسایی و جداسازی یون های گروه IV وV و آنيون ها

مختصری درباره عناصر گروه IV و V
باريم
اكسيد باريم ، Baryta نام دارد و به صورت اوليه در كاني باريت BaSO4 يافت مي شود اما هرگز به شكل خالص ديده نمي شود، زيرا باريم در هوا بسيار واكنش پذير مي باشد.
باريت (Barite & Baryte) يا سولفات باريم طبيعي BaSO4 از واژه يوناني (Barus & Barys )‌ به معني سنگين يا چگال گرفته شده است (به اين کاني Heavy spar و گاهي Tiff نيز مي گويند). باريم چهاردهمين عنصر فراوان در پوسته زمين است که در حدود 050/0% پوسته زمين و 425 گرم در تن سنگ هاي رسوبي پوسته را مي سازد.
باريم فلزي است قليايي(آلكالن) خاكي به رنگ سفيد- نقره اي با نماد Ba، عدد اتمي 56، وزن اتمي 327/137، وزن مخصوص 59/3 گرم بر سانتي متر مکعب، سختي 25/1 در مقياس موس، نرم، سنگين، نقطه جوش 1898 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب بالا 729 درجه سانتي گراد.
باريم در گروه 2 (II) جدول تناوبي به عنوان فلز قليايي(آلكالن) خاكي Alkali Earth Metals بوده و در دوره 6 قرار دارد.
باريت يكي از سنگين ترين كاني هاي سولفاته است و تنها كاني كه در اين رده، داراي وزن مخصوص بالاتري نسبت به آن مي باشد، انگلزيت (PbSO4) است. فرم بلورين آن اكثرا به صورت بلورهاي تيغه اي، ورقه ورقه مانند، لايه اي يا رشته اي است. در بيشتر ذخاير تجاري به صورت نودول ها، كنكرسيون هاي تجمعات گل سرخ مانند، ورقه هاي نازك تا لايه اي مشاهده مي شود.
تاريخچه
نام باريت از كلمه يوناني باروس به معني سنگين گرفته شده و براي اولين بار توسط هاميلتون Hamilton و به عقيده برخي از مولفين در سال 1774، توسط شيل Carl Scheele به كاررفته است. نام هاي محلي ديگر براي اين كاني نظير هوي اسپار، تيف، كوك، باريتس و باريتين به كاررفته است. اكسيد باريم درابتدا به نام barote توسط Guyton de Morveau ناميده شد كه توسط Antoine Lavoisier به baryta تغيير نام داده است كه پس از آن به barium تبديل شد.
باريم در سال 1808 توسط Sir Humphry Davy در انگلستان استخراج شد. اين ماده معدني به دليل وزن مخصوص زياد از سالهاي 1930 در حفاريهاي اكتشافي مورد استفاده قرار گرفته است. وزن مخصوص بالا و خنثي بودن آن از نظر شيميايي موجب به كارگيري گسترده اين كاني به عنوان يك عامل وزني در مايعات يا گل هاي حفاري مي شود. بيشتر مصرف باريت در صنايع حفاري چاه هاي عميق نفت وگاز است، به طوري كه تقريبا 85 % تقاضا براي اين ماده معدني را در برمي گيرد كه بالغ بر 6 ميليون تن در سال است ( راسيكل، 2000 ). گل حفاري در روش دوراني ودر مناطقي كه فشار گاز يا مايع در اعماق زياد است، براي محافظت و جلوگيري از فوران چاه يا ريزش ديواره استفاده مي شود.
خصوصياتي نظير وزن مخصوص زياد، خنثي بودن آن از نظر شيميايي، فراواني ذخاير، سهولت استفاده و ارزاني آن سبب شده تا در اكثر نقاط دنيا و در بسياري از صنايع در ساختن مواد شيميايي باريم دار، پركننده هاي ويژه، سراميك، لاستيك، شيشه هاي شفاف، كاغذ، لوازم آرايش، پلاستيك، لباسهاي عايق، كابل، جوهر سفيد، آلياژها، رنگ،چيني، چاشني فشنگ، گرانول، لنت ترمز، چراغهاي راهنمايي با نور سبز، ليتوپون مورد استفاده قرار گيرد ولي ميزان مصرف آن در اين صنايع كمتر از يك ميليون تن در سال برآورد شده است.
مشخصات شيميايي
کاني باريت از دسته سولفات ها جزء گروه عناصر قليايي خاكي و داراي فرمول شيميايي BaSO4 بوده و منبع اصلي تهيه عنصر باريم محسوب مي شود. باريم داراي عدد اتمي56، عدد جرمي 34/137، الكترونگاتيويته 85/0، شعاع يوني 36/1 آنگستروم و پتانسيل يوني 5/1 مي باشد. فراواني اين عنصر به صورت تركيب قابل حل BaSO4 در آب دريا 20 ميكروگرم در ليتر است.
ميانگين عنصر باريم در پوسته 425 گرم درتن يا قسمت در ميليون(ppm ) است ( يعني 0425/0% ). ميانگين آن در گرانيت ppm 1220 ودر دياباز ppm 160 مي باشد. در فلدسپات3 %، در پلاژيو كلازها3/7 %، در مسكوويت 9/9 % و در بيوتيت 8-6 % BaO مي توان وجود داشته باشد.
7/65 درصد BaO و 3/34 درصد SO3 در ساختمان باريت خالص وجود دارد. حلاليت اين كاني در آب و اسيد، در درجه حرارتهاي عادي، بسيار كم است، بنابراين مي توان ازآن به عنوان ماده شيميايي خنثي استفاده كرد. از هرگرم باريت در درجه حرارت عادي در حدود 2 ميلي گرم در هرليتر آب حل مي شود. با افزايش حرارت به ميزان حلاليت باريت زيادتر شده، به طوري كه از هر گرم باريت در درجه حرارت 500 تا 1000 درجه سانتيگراد بخار آب، 40 ميلي گرم آن در هرليتر آب حل مي شود. حلاليت باريت با حضور كلريد در آب افزايش مي يابد ( هسلي و مورگ 1951 ). در اثر شيميايي باريت ، ويتريت (BaCO3 ) كه كربنات باريم طبيعي است، حاصل مي شود. اين كاني به سختي گداخته مي گردد وساختمان بلورين آن در اثر گرما ( شعله فوتك ) شكسته مي شود. اين كاني داراي خاصيت لومينسانس بوده و حرارت دادن شديد آن سبب تظاهر رنگ سبز متمايل به زرد مي گردد. اگر پودر اين كاني به داخل شعله دميده شود، رنگ سبز متمايل به زرد به شعله مي دهد.
باريم با شعاع يوني 36/1 انگستروم، پتانسيل يوني 5/1، الکترونگاتيوي 85/0، عدد کوردينانسيون 8 بوده و از عناصر ليتوفيل محسوب مي شود.
باريم از نظر شيميايي بسيار شبيه به كلسيم است و فرم خالص آن به رنگ سفيد- نقره مشابه سرب است. اين فلز زماني در معرض هوا قرار مي گيرد، بسيار آسان اكسيد مي شود و با آب و الكل واكنش پذيري بالايي دارد و توسط آب و يا الكل تجزيه مي شود.
بيشتر مواد مركب حاوي عنصر باريم به علت وزن مخصوص بالاي آن‌ ( بالاتر از 2/4 گرم بر سانتي مترمکعب ) که ناشي از وزن اتمي بالاي آن ( 137) مي باشد، كاني شفاف و سنگين ناميده مي شوند.
باريم به صورت يك عنصر كمياب در بسياري از سنگ ها وجود دارد، اين عنصر بيشتر در سنگ هاي آذرين اسيدي يافت مي شود و هنگام واكنش هاي بين آب و سنگ، به محيط آبي وارد مي شود، ولي انحلال آن به تشكيل كاني سولفات باريم يا باريت وابسته است. بنابراين تمركز باريم در آب هاي سطحي و زيرزميني به طور معكوس به تمركز سولفات بستگي دارد.
باريم به سرعت در هوا اكسيد مي شود و دستيابي به اين فلز در شكل خالص آن مشكل بدست مي آيد. باريم به صورت اوليه به صورت كاني باريت (سولفات باريم متبلور) يا ويتريت BaCo3 ( Witherite ) يافت مي شود. باريم از نظر اقتصادي از طريق الكتروليز كلريد باريم مذاب (BaCl2) ايجاد مي شود.
اكسيداسيون در باريم به آساني اتفاق مي افتد و باريم به ندرت به شكل خالص باقي مي ماند بنابراين باريم بايد در زير نفت سفيد و يا مايعات داراي اكسيژن آزاد مناسب نگهداري شوند.
مهمترين مواد مركب باريم پروكسيد، كلريد، سولفات، كربنات، نيترات و كلرات هستند. زماني كه باريم مي سوزد، نمك هاي باريم به رنگ سبز درخشان در مي آيند.
باريم با منشأ طبيعي مخلوطي از 7 ايزوتوپ پايدار است. 22 ايزوتوپ آن شناسايي شده اند اما اين ايزوتوپهاي با خاصيت راديواكتيو بالا و نيمه عمري از رنج چندين هزارم ثانيه به چندين دقيقه مي باشد. تنها يك مورد استثناء Ba133 با نيمه عمر 51/10 سال مي باشد.
پودر باريت BaSo4 به صورت پودري سنگين با وزن مخصوص 5/4، سختي 5/3- 5/2، سفيد رنگ تا خاكستري با جلاي شيشه اي، كليواژ كامل در جهت {001}، بدون بو و غيرمحلول در آب و حلال هاي آلي است و به علت محلول نبودن در آب خاصيت سمي ندارد حال آن که سولفيد باريم به علت محلول بودن و آزاد شدن يون باريم در آب به شدت سمي است. باريت خالص از 7/65 % SO3 و 3/43 % BaO تشكيل شده است وليكن در طبيعت باريت با ناخالصي هايي همراه است كه اين ناخالصي ها از وزن مخصوص آنها مي كاهند.
استرانسيم
استرانسيم فلزي نرم با رنگ زرد نقره اي است. خواص فيزيکي و شيميايي آن شباهت زيادي به کلسيم و باريم دارد. سلستيد و استروتيانيت دو سنگ معدن مهم استرانسيم هستند.اين فلز ممکن است از طريق الکتروليز کلريد مذاب تهيه شود. استرانسيم به طور طبيعي متشکل از چهار ايزوتوپ پايدار است. پايدارترين اين ايزوتوپ ها ، ايزوتوپ راديو اکتيو استرانسيم -90 ( نيمه عمر 1/ 28 سال) است. استرانسيم اولين بار در سال 1790 توسط A.Crawford دانشمند اسکاتلندي کشف گرديد .
نام عنصر شيميايي استرانسيم از لغت Strontian که نام شهري در اسکاتلند مي باشد، گرفته شده است. در سال 1808، شخصي به نام Davey طي الکتروليز توانست اين عنصر را کشف کند. البته در سال 1790، Adair Crawford کاني جديدي به نام استرونتيانيت را شناسايي کرد که از کاني هاي باريم دار متفاوت بود.
استرانسيم در کاني هاي سلستيت و استرونتيانيت يافت ميشود. فلز استرانسيم از الکتروليز مخلوط کلر گداخته همراه با کلريد پتاسيم حاصل مي شود، يا از احيا اکسيد استرانسيم با آلومينيم در شرايط خلا و در دمايي که استرانسيم تقطير ميشود، بدست مي آيد. سه شکل آلوتروپي اين فلز وجود دارد که نقطه انتقال آنها 235 و 540 درجه سانتيگراد ميباشد.
استرانسيم از کلسيم نرمتر است و در آب به شدت تجزيه مي شود. استرانسيم، در دماهاي زير 380 درجه سانتيگراد، نيتروژن را جذب نمي کند. براي جلوگيري از اکسيد شدن استرانسيم اين عنصر بايد در نفت سفيد نگهداري شود. مقطع جديد استرانسيم، ظاهري نقره اي دارد، اما به سرعت به رنگ زرد با ساختار اکسيدي در مي آيد. فلز نهايي در هوا مي سوزد. نمک هاي فرار استرانسيم رنگ قرمز زيبايي دارند. اين نمک ها در فشفشه ها و مواد آتش زا کاربرد دارند. استرانسيم طبيعي از مخلوط چهار ايزوتوپ پايدار تشکيل شده است.
شانزده ايزوتوپ ناپايدار ديگر از استرانسيم وجود دارد. يکي از مهمترين ايزوتوپ هاي ناپايدار استرانسيم 90Sr است که نيمه عمر آن 29 سال مي باشد. 90Sr محصول ريزش هاي هسته اي است و مشکلاتي در سلامت انسان ايجاد مي کند. اين ايزوتوپ يکي از ايزوتوپ هاي با عمر طولاني است که اشعه بتا از خود متصاعد مي کند و در دستگاه هاي SNAP (سيستم براي قدرت کمکي هسته اي) به کار مي رود. اين دستگاه ها براي ساختن فضاپيماها، ايستگاههاي هواشناسي، بويه هاي دريايي و جاهاييکه منابع قدرت هسته اي – الکتريکي، دراز مدت، سبک وزن نياز است، به کار مي روند.
در حال حاضر مهمترين کاربرد استرانسيم براي توليد شيشه هاي رنگي تلويزيون است. همچنين از استرانسيم براي توليد آهنربا و تصفيه روي استفاده مي شود. تيتانيت استرانسيم ماده نوري جالبي است که داراي شاخص انکسار بسيار بالايي است و پراکندگي نوري بالاتري نسبت به الماس دارد. استرانسيم به عنوان جواهر نيز به کار مي رود، اما خيلي نرم است.
اثرات استرانسيم بر روي سلامتي
در نتيجه واکنش هاي شيميايي، ترکيباتي از استرانسيم که در آب نا محلول هستند، محلول مي شوند. ترکيبات محلول در آب، نسبت به ترکيبات نامحلول براي سلامتي انسان مضرتر هستند. بنابراين ترکيبات محلول استرانسيم، آب آشاميدني را آلوده مي کنند. خوشبختانه غلظت استرانسيم در آب آشاميدني بسيار کم است. تنفس هوا يا گرد و غبار، خوردن غذا، آب آشاميدني يا تماس با خاک آلوده به استرانسيم، باعث مي شود که مقدار کمي استرانسيم وارد بدن انسان شود. احتمال ورود استرانسيم به بدن از راه خوردن و آشاميدن بيشتراست. استرانسيم موجود در غذا به استرانسيم موجود در بدن افزوده مي شود. دانه ها ،سبزي هاي برگدار و لبنيات، استرانسيم بالايي دارند. ميزان استرانسيم موجود در بدن اکثر افراد متوسط است. از بين ترکيبات استرانسيم، تنها کرومات استرانسيم است که حتي مقادير بسيار اندک آن هم براي سلامتي بدن مضر است.
نمک هاي استرانسيم باعث خارش پوست يا ديگر مشکلات پوستي نمي شوند. وقتي جذب استرانسيم بسيار زياد باشد، رشد استخوان ها دچار مشکل مي شود. اما اين مشکل تنها زماني پيش مي آيد که جذب استرانسيم بيش از هزار ppm باشد. ميزان استرانسيم موجود در غذا و آب آشاميدني به حدي نيست که باعث اين قبيل عوارض شود. خطر استرانسيم راديو اکتيو براي سلامتي انسان بيشتر از استرانسيم پايدار است. اگر جذب استرانسيم راديواکتيو خيلي زياد باشد، باعث کم خوني و کمبود اکسيژن مي شود. غلطت بسيار بالاي استرانسيم به خاطر آسيب به ماده ژنتيکي سلولها باعث سرطان مي شود.
اثرات زيست محيطي استرانسيم
استرانسيم عنصري است که به طور طبيعي در بسياري از بخش هاي محيط زيست مانند سنگ ها، خاک، آب و هوا وجود دارد. ترکيبات استرانسيم به آساني در محيط زيست حرکت مي کنند زيرا بسياري از اين ترکيبات در آب محلول هستند. استرانسيم به صورت غبار، هميشه و به ميزان مشخصي در هوا وجود دارد. ميزان استرانسيم موجود در هوا در اثر فعاليت هاي بشري مانند سوختن ذغال و نفت، ذرات غباري که حاوي استرانسيم هستند در آب هاي سطحي، خاک يا سطح گياهان ته نشين مي شوند. ذراتي که ته نشست نکرده اند به هنگام ريزش باران يا برف به زمين برمي گردند.بنابراين مقدار استرانسيم در خاک يا کف آب هاي سطحي افزايش مي يابد و با استرانسيم موجود مخلوط مي شود. استرانسيم از طريق خاک و هوازدگي سنگها ، وارد آب مي شود. تنها بخش کوچکي از استرانسيم موجود در آب از گرد و غبار موجود در هواست. قسمت عمده استرانسيم موجود در آب به صورت محلول است. اما بخشي از آن هم به صورت معلق مي باشد که در بعضي جاها باعث گل آلود شدن آب مي شود. ميزان استرانسيم در آب آشاميدني زياد نيست. معمولا در اثر فعاليتهاي بشري و عمدتا در اثر ريختن زباله ها در آب، ميزان استرانسيم موجود در آب بيشتر از حد طبيعي است. به علاوه در اثر ته نشيني ذرات گرد و غبار موجود در هوا که با ذرات اسسترانسيم حاصل از فرآيندهاي صنعتي واکنش داده اند هم ميزان استرانسيم افزايش مي يابد. غلظت استرانسيم موجود در خاک در اثر فعاليت هاي بشري و توسط خاکستر ذغال سنگ و زباله هاي صنعتي افزايش مي يابد. به خاطرطبيعت استرانسيم بخشي از آن وارد بدن ماهي ها، سبزيجات، دامها و جانوران ديگر مي شود. يکي از ايزوتوپ هاي استرانسيم راديو اکتيو است. اين ايزوتوپ به طور طبيعي در محيط وجود ندارد و در نتيجه فعاليت هاي بشري مانند آزمايش بمبهاي اتمي در محيط افزايش مي يابد. تنها راه کاهش غلظت اين ايزوتوپ تجزيه راديواکتيو آن به زيرکونيم پايدار است. غلظت استرانسيم راديواکتيو در محيط زيست نسبتا کم است و ذرات آن هميشه در خاک و کف آب تجمع مي يابد. در نتيجه با ديگر ذرات استرانسيم مخلوط مي شود. اما ميزان آن در آب آشاميدني افزايش نمي يابد.
كلسيم
کلسيم ، يکي از عناصر شيميايي با نشانه Ca، داراي عدد اتمي 20 و در گروه دوم اصلي جدول تناوبي قرار گرفته است. کلسيم از نظر فراواني ، در ميان کليه عناصر پوسته زمين داراي مقام پنجم و در ميان فلزات داراي مقام سوم است ترکيبات کلسيم تشکيل دهنده 64/3 % از پوسته زمين مي‌باشد. فلز کلسيم در آب و اسيد محلول بوده و هيدروکسيد و نمک توليد مي‌نمايد .
منابع
منابع کلسيم در پهنه زمين گسترده بوده و در هر يک از سرزمينها بوفور يافت مي‌شود. اين عنصر در حيات گياهي و جانوري داراي نقش حياتي بوده و در استخوان ها و دندان ها و پوسته تخم مرغ ، انواع مرجان ها و بسياري از خاکها وجود دارد. همچنين کلريد کلسيم در حدي به گستردگي 15/0% در آب دريا وجود دارد. ذکر اين نکته ضروري به نظر مي رسد که آهک (اکسيد کلسيم) ماده شناخته شده‌اي است که از قديم الايام در مورد يونان باستان از آن به عنوان ملات در ساختمان ها استفاده مي شده است. کلسيم در ترکيب پوسته زمين به مقدار 36300 گرم در تن وجود دارد اين عنصر به حالت آزاد يافت نمي‌شود، بلکه به شکل ترکيب هاي مختلف در کاني‌ها و به صورت محلول در ساختمان جانوران و گياهان شرکت مي کند. کاني‌هاي حائز اهميت کلسيم عبارتند از: دولوميت ، گيبس و آپاتيت.
تجربه و شناسايي
از نظر کيفي ، وجود کلسيم را مي توان يا بوسيله تشکيل کربنات نامحلول آن ، و يا بوسيله مشتعل نمودن آن شعله يک مشعل که ايجاد رنگ قرمز درخشان مي‌نمايد، تشخيص داد.
از نظر کمي ، کلسيم را بعد از جداکردن از ساير فلزهاي قليايي خاکي ، به روش هاي کرومات- سولفات و يا اتر- الکل ، از آمونيوم ، اگزالات استفاده مي کنند که کلسيم به شکل کلسيم اگزالات رسوب نموده و سپس اين رسوب را توزين مي‌نمايند. اگزالات مورد نظر را نيز يا مي توان بوسيله اشتعال به اکسيد و يا با استفاده از محلول هاي استاندارد شده پرمنگنات پتاسيم اکسيده نمود.
خواص شيميايي
کلسيم عنصري است که نسبت به فلزات قليايي و ساير فلزات قليايي خاکي از قدرت فعاليت کمتري برخوردار است. مانند بريليم و آلومينيوم ، و برخلاف فلزات قليايي ، اين عنصر بر حسب سوختگي در پوست نمي گردد. بايد توجه داشت که در هوا لايه نازکي از اکسيد و نيتريد بر روي کلسيم تشکيل مي شود که مي تواند آن را از اثرات بعدي هوا مصون نگاه دارد، لکن در درجه حرارت بالا اين عنصر در هوا سوخته و تشکيل مقدار زيادي نيتريد مي دهد. کلسيم تجارتي به آساني با آب و اسيدها واکنش نموده توليد هيدروژني مي نمايد که حاوي مقدار قابل ملاحظه اي از گاز آمونياک و هيدروکربن ها ، بعنوان ناخالصي مي‌باشد. از حکيم ، مي توان به عنوان يک عامل آلياژ کننده براي فلزات حاوي آلومينيوم به منظور حذف بيسموت از سرب و به عنوان کنترل کننده کربن گرافيتي ، در چدن استفاده کرد. از طرف ديگر مي توان از اين فلز به عنوان عاملي براي حذف اکسيژن درکارخانجات فولاد و بعنوان عامل احيا کننده در تهيه فلزاتي مانند کروم ، زيرکونيم و اورانيم و بعنوان يک ماده جداکننده براي مخلوط گازهاي نيتروژن و آرگون استفاده نمود. ضمنا زمانيکه کلسيم ، به آلياژهاي منيزيم افزوده شود (25/0%) ، ساختمان آنها را تصفيه وموجب کاهش تمايل آتش گيري هاي آنها مي شود.
ترکيبات کلسيم و کاربرد آنها
عموما مي بايست که از ترکيبات سديم نسبت به ترکيبات کلسيم ، بيشتر استفاده شود، لکن با مقايسه قيمت اين دو ترکيب با يکديگر ، در بسياري از موارد از ترکيبات کلسيم استفاده مي شود. در هر صورت بايد توجه داشت که آهک قليايي ارزان تري ، نسبت به هيدروکسيدسديم محسوب مي شود. از ترکيبات مهم کلسيم مي توان به موارد زير اشاره نمود:
هيدريد کلسيم : اين ترکيب در اثر واکنش مستقيم با هيدروژن حاصل مي گردد و با آن مي توان بسياري از اکسيدهاي معدني مانند رويتل و بدليت را تا حد فلز مربوطه احيا کرد همچنين مي توان با استفاده از اين ترکيب ، کلريدکلسيم را به سديم احيا و مونوکسيد کربن را به فرم آلدهيد تبديل نمود هر بعنوان يک عامل متراکم کننده درتبديل استون به اکسيد مزيتلين و بعنوان کاتاليزور هيدروژناسيون در تبديل اتيلن به اتان نفش دارد.
اکسيد و هيدروکسيد کلسيم : اکسيد کلسيم ( آهک) را مي‌توان بوسيله تجزيه حرارتي کربنات معدني اين عنصر در کوره هاي بلند در فرآيندي مداوم توليد نمود. براي تهيه هيدروکسيد کلسيم نيز مي‌توان از هيدروليز اکسيد آن استفاده نمود. از هيدروکسيد کلسيم ، به عنوان قليا در مواردي که نياز باشد استفاده مي‌گردد.
سيليد کلسيم : براي تهيه سيليد کلسيم مي توان در يک کوره الکتريکي از اثر آهک برسيليکا و يک زغال احيا کننده استفاده نمود. اين ماده بعنوان عامل اکسيژن زدايي از فولاد ، بسيار مفيد مي‌باشد.
کربيد کلسيم: براي تهيه اين ترکيب مي توان مخلوطي از آهک و کربن را در يک کوره الکتريکي قرار داد. کربيد کلسيم در اثر هيدروليز استيلن تبديل مي گردد که استيلن يک ماده آغاز براي تهيه تعداد کثيري از مواد شيميايي مهم در صنعت مواد شيميايي آلي است.
کربنات کلسيم : در طبيعت ، کربنات کلسيم تحت عناوين مختلف و به وفور يافت مي‌شود. سنگ آهک ايسلند و کلسيت اساسا کربنات خالص هستند، در حاليکه ماربل تا اندازه اي داراي ناخالصي مي‌باشد. اگر چه کربنات کلسيم کاملا در آب نامحلول مي باشد، لکن در آبهاي حاوي دي اکسيد کربن ، در حد قابل ملاحظه اي محلول است زيرا در اثر ترکيب با دي‌اکسيد کربن به صورت بي کربنات درمي‌آيد.
هاليدهاي کلسيم : از جمله هاليدهاي کلسيم ، فلوئوريد فسفر سانس ، يکي از ترکيبات گسترده کلسيم مي باشد، که با توجه به ميزان شفافيت آن ، نسبت به اشعه ماوراي بنفش و مادون قرمز از کاربردهاي با اهميتي ، در اسپکتروسکوپي برخوردار است. از ديگر هاليدهاي کلسيم ، کلريد کلسيم است که به عنوان عامل خشک کننده و همچنين به دليل قابليت انحلال فوق العاده آن در آب سرد ، در سيستم هاي خنک کننده استفاده مي‌شود. مضافا از کلريد کلسيم و هيپوکلريت کلسيم به عنوان عامل سفيد کننده نيز استفاده مي‌کنند.
سديم
سديم ، يک عنصر شيميايي جدول تناوبي است که نماد آن Na و عدد اتمي آن 11 مي‌باشد. سديم ، يک فلز واکنش دهنده نرم و مومي‌شکل است که به گروه فلزات قليايي که از نظر ترکيبات طبيعي فراوان هستند (خصوصا و هاليدها) تعلق دارد. اين عنصر بسيار واکنش دهنده است و با شعله زرد رنگي مي‌سوزد. در هوا ، اکسيد مي‌شود و به‌شدت با آب واکنش مي‌دهد. از اين رو بايد هميشه در زير نفت يا روغن نگهداري شود.
تاريخچه
مدت زمان زيادي است که سديم (soda) بصورت ترکيبي شناخته شده است. اين عنصر در سال 1807 توسط “Sir Humphry Davy” از طريق عمل الکتروليز هيدروکسيد سديم جدا شد. در اروپاي قرون وسطي ، ترکيبي از سديم با نام لاتين Sodanum براي تسکين سردرد استفاده مي‌شد. نماد جديد سديم Na از لاتين جديد Natrium که در زبان يوناني که نوعي نمک طبيعي است مي آيد گرفته شده است.
پيدايش
سديم در ستارگان فراوان است و اين فراواني در خطوط طيفي D در نور ستارگان مشهودتر مي‌باشد. سديم حدودا 2.6% از پوسته زمين را به خود اختصاص داده است که چهارمين عنصر از نظر فراواني در پوسته زمين و فروانترين فلز قليايي مي‌باشد. اين عنصر هم‌اکنون به‌صورت اقتصادي از عمل الکتروليز کلريد سديم توليد مي‌شود. اين روش ارزان‌تر از روش الکتروليز هيدرواکسيد سديم است. قيمت هر پوند سديم فلزي حدودا 15 تا 20 سنت (در سال 1997) مي‌باشد . ولي هر پوند سديم ACS آزمايشگاهي ، حدودا 35 دلار قيمت دارد که از نظر حجمي ارزان‌ترين فلز است.
خصوصيات قابل توجه
سديم مانند ديگر فلزات قليايي ، نرم ، سبک وزن ، سفيد مايل به نقره‌اي و واکنش دهنده است و از اين جهت هرگز به‌صورت آزاد در طبيعت يافت نمي‌شود. سديم در آب غوطه‌ور شده ، آن را تجزيه کرده ، هيدروژن آزاد مي‌کند و هيدرواکسيد مي‌سازد. سديم در آب فورا آتش مي‌گيرد، ولي در هواي معمولي در دماي زير 388 کلوين آتش نمي‌گيرد.
کاربردها
سديم در حالت فلزي ، عنصر لازم براي ساختن استر ها و ترکيبات آلي مي‌باشد.
اين عنصر قليايي بوجود آورنده کلريد سديم NaCl است که براي زندگي حياتي است نيز مي‌باشد.
استفاده در برخي از آلياژها براي بهبودي ساختارشان .
استفاده در ساخت صابون و ترکيبش با اسيدهاي چرب .
NaK ، آلياژسديم و پتاسيم ، يک ماده مهم منتقل کننده حرارت است.
ترکيبات
نمک طعام يا کلريد سديم ، معمول‌ترين ترکيب سديم است. اما سديم در کاني‌هاي بسيار ديگري از قبيل آمفيبول ، کريوليت ، هاليت ، soda niter ، زئوليت و … بوجود مي‌آيد. ترکيبات سديم براي صنايع شميايي شيشه‌سازي فلزي ساخت کاغذ صنعت نفت ، ساخت صابون و نساجي کاربرد دارد. صابون معمولا يک نمک سديم از اسيدهاي چرب است.
پتاسيم
پتاسيم يکي از عناصر شميايي جدول تناوبي است که نماد آن K و عدد اتمي آن 19 مي‌باشد. پتاسيم ، فلز قليايي سفيد مايل به نقره‌اي است که به‌طور طبيعي به‌صورت ترکيبي با عناصر ديگر در آب دريا و ديگر کاني‌ها يافت مي‌شود. اين عنصر به‌سرعت در هوا اکسيد شده ، بسيار واکنش پذير است(مخصوصا در آب ) و از نظر شميايي همانند سديم است.
تاريخچه
پتاسيم ( انگليسي ، potash و لاتين ، kalium ) در سال 1807 توسط “Sir Huphry Davy” که آن را از پتاس سوزآور ( KOH )بدست آورد، کشف شد. اين فلز قليايي تنها فلزي بود که توسط عمل الکتروليز از هم جدا شده بود.

پيدايش
اين عنصر حدودا 2.4% از وزن پوسته زمين را تشکيل مي‌دهد و از نظر فراواني هفتمين عنصر در آن مي‌باشد. به دست آوردن پتاسيم از کاني‌ها به دليل خاصيت نامحلولي و ماندگاري آن بسيار دشوار است.
با اين وجود ، مواد معدني ديگر مانند Carnallite ، Langbeinite ، Polyhalite و Sylvite در بستر درياها يا درياچه‌هاي قديمي يافت مي‌شوند. مواد معدني بسيار زياد ته‌نشين شده در اين برکه‌ها عمل استخراج پتاسيم و نمک آن را اقتصادي‌تر مي‌کند. منابع مهم پتاسيم و پتاس منابعي در کاليفرنيا ، آلمان ، نيومکزيکو ، يوتا و ديگر نقاط زمين مي‌باشد. در عمق 3000 فوتي زير بستر Saskatchewan ، مقادير عظيمي از پتاس وجود دارد که مي‌تواند به‌عنوان يک منبع مهم براي اين عنصر در آينده در نظر گرفته شود.
اقيانوس ها نيز منابع ديگري براي پتاسيم مي‌باشند، اما در مقايسه با سديم مقدار پتاسيم موجود در يک حجم معين از آب دريا بسيار کم است. پتاسيم در صورت عمل الکتروليز مي‌تواند به اجزاي هيدروکسيدش تجزيه شود. از روش هاي حرارتي نيز براي توليد پتاسيم استفاده مي‌شود. پتاسيم هرگز به‌صورت رها شده در طبيعت يافت نمي‌شود. با اين وجود ، يونهاي +K در ارگانيسم هاي زنده براي فيزيولوژي سلول هاي تحريکي بسيار مهم هستند.
خصوصيات قابل توجه
پتاسيم که دومين فلز سبک مي‌باشد، در ميان فلزات ، واکنش‌پذيرترين و الکتروپوزيتيوترين است. اين فلز ، بسيار نرم بوده ، با چاقو به‌راحتي برش مي‌خورد و در سطوح صاف به رنگ نقره‌اي مي‌باشد. از آنجا که به در هوا به‌سرعت اکسيد مي‌شود، بايد زير روغن معدني يا نفت نگهداري شود. پتاسيم مانند ديگر فلزات قليايي در آب تجزيه شده و هيدروژن آزاد مي‌کند. در آب فورا آتش مي‌گيرد و نمک آن هنگامي که در معرض يک شعله قرار بگيرد، رنگ بنفش از خود ساطع مي‌کند.
کاربردها
اکسيد پتاسيم که با نام پتاس شناخته شده است، در توليد کود به کار مي‌رود. و نيترات پتاسيم در ساخت باروت کاربرد دارد. همچنين پتاسيم در ساخت شيشه استفاده مي‌شود.
از NaK که آلياژ سديم و پتاسيم است، به‌عنوان رسانه انتقال گرما استفاده مي‌شود.
پتاسيم ، ماده بنياني براي رشد گياهان بوده و در انواع گوناگون خاک يافت مي‌شود.
يونهاي پتاسيم در سلولهاي حيواني موادي حياتي براي زنده نگه داشتن سلولها مي‌باشند.
کلريد پتاسيم يک جانشين براي نمک طعام بوده ، براي ايست قلب در اعدام ها توسط تزريق کشنده استفاده مي‌شود.
بيشتر نمک هاي پتاسيم بسيار مهم بوده ، شامل برميد پتاسيم ، کربنات پتاسيم ، کلرات پتاسيم ، کلريد پتاسيم ، کرومات پتاسيم ، سيانيد پتاسيم ، دي‌کرومات پتاسيم ، هيدروکسيد پتاسيم ، يديد پتاسيم ، نيترات پتاسيم و سولفات پتاسيم مي‌باشند.
مختصري درباره آنيون ها
گوگرد
گوگرد يا سولفور يکي از عناصر شيميايي اصلي گروه ششم (VIA) در جدول تناوبي و از خانواده اکسيژن مي‌باشد . نماد آن S و عدد اتمي آن 16 مي‌باشد. اکتشاف اين عنصر به پيش از تاريخ بازمي‌گردد.
گوگرد يک نافلز بي‌بو ، بي‌مزه و چند ظرفيتي است که بيشتر به شکل کريستال‌هاي زرد رنگ که در کاني‌هاي سولفيد و سولفات بدست مي‌آيد شناخته شده مي‌باشند. گوگرد يک عنصر حياتي و لازم براي تمامي موجودات زنده مي‌باشد و مورد نياز ساخت اسيد آمينوها و پروتئين‌ها است. اين عنصر به صورت اوليه در کودها استفاده مي‌شود ولي به صورت گسترده‌تر در باروت ، ملين‌ها‌ ، کبريت‌‌ها و حشره‌کش‌ها به کار گرفته مي‌شود .
گوگرد که اسم لاتين آن Sulphur مي‌باشد از زمان‌هاي باستان شناخته شده بود . اين عنصر با نام Brimstone در اسفار پنجگانه کتاب مقدس آمده‌است . هومر نيز گوگرد حشره‌کش را قبل از ميلاد ذکر کرده بود. قبيله Bootier ديوارهاي يک شهر را با سوزاندن مخلوطي از ذغال و گوگرد سوزانيده و خراب کردند. زماني نيز در چين باروت که مخلوطي از نيترات پتاسيم KNO3 ، کربن و گوگرد بود کشف شد.
کيمياگران اوليه براي گوگرد نماد مثلثي که در بالاي يک خط قرار داشت در نظر گرفته بودند. اين کيمياگران از روي تجربه مي‌دانستند که عنصر جيوه مي‌تواند با گوگرد ترکيب شود .
سوگند يا سئوکند در اصل به معناي گوگرد بوده است. در دوران گذشته يکي از روش‌هاي نهايي اثبات اتهام يا برائت متهمان، خوراندن آب گوگرد به آنان بوده است. چنانچه متهم بعد از خوردن گوگرد يا همان سوگند زنده مي‌ماند، حکم به برائت وي مي‌دادند. اصطلاح سوگند خوردن که تأکيد شخص بر صحت گفته‌هايش است، در اصل از همين آيين گرفته شده است .
آنتوان لاووازيه توانست مجامع علمي را متقاعد کند که گوگرد يک عنصر است و نه يک ترکيب.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *