تحقیق درباره بی مهرگان و انواع آنها

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                               صفحه

فصل اول

مقدمه

جانوران موجودات زنده‌ای هستند که با خوردن موجودات زنده‌ی دیگر تغذیه می‌کنند. جانوران قادر نیستند غذاسازی کنندو به جز تعداد معدودی، آنها قادر به جابه‌جایی هستند و بدن آنها از تعداد زیادی سلول ساخته شده است.

دست کم یک میلیون گونه‌ی متفاوت از جانوران وجود دارد و هر روز تعداد بیشتری از آنها کشف می‌شوند.

جانوران تقریباً همه جا هستند. برخی در جنگل‌ها، دشت‌ها، یا در کوهستان‌های بلند زندگی می‌کنند. برخی در رودخانه‌ها، دریا‌ها یا غارهای تاریک زندگی می‌کنند. آن‌ها چیزهای بسیاری می‌خورند بعضی از گیاهان تغذیه می‌کنند، «گیاه خوار» و برخی از گوشت جانوران دیگر تغذیه می‌کنند «گوشت خوار» تنها عده‌ی کمی از آن‌ها هم گیاه و هم جانور می‌خورند. آن‌ها را «همه چیز خوار» می‌نامند. برخی از آنها که انگل نامیده می‌شوند در بدن جانوران زنده‌ی دیگر زندگی می‌کنند.

سلسله‌ی جانوران را بر اساس داشتن یا نداشتن ستون مهره‌ها به دو شاخه طبقه‌بندی می‌کنند.

1-      بی‌مهره‌گان

2-    مهره داران

1-1 مهره داران

جانورانی هستند که ستون مهره دارند. در تمام مهره داران ستون مهره و سایر استخوان‌های اسکلت از بدن محافظت می‌کنند. مهره داران پنج رده‌ی بزرگ دارند که عبارتند از: ماهی‌ها – دوزیستان – خزندگان – پستانداران و پرندگان

2-1 بی‌مهره‌گان

بی‌مهره به معنای بدون ستون مهره است. بیش‌تر جانوران موجود در جهان بی‌مهره‌اند. البته بدن همه جانوران بی‌مهره کاملاً نرم یا بی‌حفاظ نیست. برخی از آنها یک پوسته‌ی سخت بیرونی دارند. این پوسته به صورت زره عمل می‌کند اما در عین حال بر خلاف استخوان‌های ما به جای درون از بیرون نوعی اسکلت برای بدن جانور به وجود می‌آورد. زره برخی از بی‌مهره‌گان مانند خرچنگ‌های دریایی- عقرب‌ها – حشره‌ها بند بند است. زره‌ی بقیه‌ی بی‌مهره‌گان مانند حلزون‌ها و صدف‌ها نسبتاً سخت است. بیش‌تر جانوران بی‌مهره جثه‌ی کوچکی دارند. بسیاری ازآنها درآب زندگی می‌کنند و شناوری در آب سبب می‌شود که وزن آن‌ها کاهش یابد و بتوانند وزن خود را تحمل کنند.

فصل دوم

2- انواع بی‌مهره‌گان

بی‌مهره‌گان به دو دسته‌ی ساده و پیشرفته تقسیم می‌شوند. بی‌مهره‌گان ساده شامل اسفنج‌ها – کیسه تنان – کرم‌ها می‌شود. بی‌مهره‌گان پیشرفته نیز شامل نرم تنان – خارتنان و بندپایان می‌شود.

1-2 بی‌مهره‌گان ساده

(کمترین گوناگونی سلول‌ها و اندام را دارند)

1-1-2 اسفنج‌ها:

بیش از بیست هزار گونه هستند. این جانوران از تعداد زیادی یاخته ساخته شده‌اند که شبکه ای از لوله تشکیل می‌دهند.این یاخته‌ها اندام تشکیل نمی‌دهند بلکه هر یک به طور جداگانه تغذیه و نفس می‌کشند.

2-1-2 کیسه تنان:

بدن آنها چندین نوع سلول برای کارهای تخصصی مانند گوارش- حرکت- حس کردن و... دارد. کیسه تنان مانند اسفنج‌ها در آب زندگی می‌کنند و اقسام زیادی از آنها در آب‌های گرم – شور و کم عمیق هستند. این جانوران به دو صورت متحرک مانند عروس دریایی و گروهی که قادر به جابه‌جایی نیستند مانند مرجان‌ها هستند.

3-1-2 کرم‌ها:

کرم‌ها را بر اساس درجه پیچیدگی بدن به سه گروه کرم‌های پهن - لوله‌ای و کرم‌های حلقوی تقسیم می‌کنند. درجه پیشرفتگی ساختمان در بدن کرم‌های حلقوی به حدی است که دانشمندان آنها را جزو بی‌مهره‌های پیچیده قرار می‌دهد.

2-2 بی‌مهره‌گان پیشرفته

تخصصی شدن سلول‌ها بیش‌تر شده و بدن همه دستگاه‌ها را دارد.

1-2-2 بندپایان

بیش‌ترین تعداد جانورانی که با ما زندگی می‌کنند از گروه بندپایان هستند. بندپایان بیش از یک میلیون گونه‌اند. بندپایان را از روی تعداد پاها- شاخک‌ها و قطعات بدن به چهار گروه بزرگ طبقه‌بندی می‌کنند. عنکبوتیان- سخت پوستان- هزارپایان- حشرات.

2-2-2 خارتنان:

این گروه جانوران نسبتاً  کمیاب هستند- همه انواع آنها در دریا آن هم در دریای گرم زندگی می‌کنند. خارتنان دستگاه تنفس – گدش خون و دفع ندارند. به جای دستگاه گردش آب دارند.

3-2-2 نرم تنان:

این گروه از جانوران تقریباً 128000 گونه می‌باشند.همه نرم تنان به جز تعداد معدوی در آب زندگی می‌کنند. بدن بیشتر نرم تنان را صدف آهکی از بیرون می‌پوشاند هر چه صدف بزرگ‌تر و سنگین‌تر باشد حرکت جانور کندتر است.

فصل سوم

3-نرم تنان Mollusca

نرم تنان پس از بندپایان (arthroda) بزرگترین و متعددترین شاخه جانوری می‌باشند که در اقیانوس‌ها- آب‌های شیرین و نقاط مختلف خشکی‌ها و به طور کلی در همه جا یافت می‌شوند.

نرم تنان دارای اندازه‌های مختلفی هستند. گونه‌ای از سفالوپوداها به نام الکیتئوتیس architeathis بسیار بزرگ است و طول صدف پیچشی آن گاهی تا 20 متر می‌رسد. سفالوپودا بزرگترین جانور بی‌مهره است. در مقابل نرم تنان کوچکتر به اندازه کمتر از میلی‌متر نیز مشاهده می‌شوند.

بسیاری از نرم تنان صدف‌های ضخیم و سنگینی دارند اما در داخل صدف بدنی نرمی دارند. نرم تنان دارای بدن نرم و بدون بند هستند. منشاء آنها در مسیر تکاملی کاملاً مشخص نیست. این موجودات هم به کرم‌های بندار و هم به کرم‌های پهن شباهت دارند.

1-3 قسمت‌های مختلف بدن نرم تنان

بدن نرم تنان از چهار قسمت تشکیل می‌شوند که عبارتند از:

1-      قسمتی که سر نامیده می‌شود و شامل دهان- شاخک‌های حسی و چشم‌ها است.

2-    قسمت پاها که در شکم قرار داشته و عضلانی است.

3-  توده احشایی که در پشت حیوان قرار داشته و شامل اندام‌هایی چون روده – کلیه و سیستم تولید مثل می‌باشد.

2-3 ساختمان و ترکیب صدف در نرم تنان

صدف نرم تنان از دو ماده تشکیل شده است:

1-      پریوستراکوم: که شامل مواد ارگانیکی متراکم می‌باشد.

2-    مواد کانی صدف: که شامل کلسیت و یا آراگونیت و یا هر دو می‌باشندکه به نستبی با هم ترکیب شده‌اند.

3-3 انواع نرم تنان

نرم تنان به شش گروه اصلی تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

1-3-3 تک لاکه‌ای‌ها (8 گونه)

در اعماق آب‌های سواحل آمریکای شمالی و جنوبی یافت می‌شوند. این‌ها را می‌توان فسیل‌های زنده نامید. چون اجداشان بیش از 500 میلیون سال قبل زندگی می‌کردند. این جانوران به صدف کوهی شبیه‌اند و چندین ردیف آبشش دارند، مانند نئوپلینا.

2-3-3 چند لاکه‌ای‌ها (50 گونه)

شامل کیتون‌ها می‌شوند که در سواحل یا آب‌های کم عمق زندگی می‌کنند. صدف اینها از 8 صفحه تشکیل شده است و پای نیرومندی دارند که آنها را محکم روی سنگ‌های ساحل نگه می‌دارد تا در برابر ضربه امواج مقاومت کنند. این جانوران شاخک یا چشم ندارند و برای غذا خوردن با زبانشان گیاهان و جانوران ریز را روی سنگ‌ها می‌لیسند.

3-3-3 شکم پایان (35000 گونه)

انواع حلزون‌های خشکی و دریا را شامل می‌شوند. روی سرشان چشم و شاخک دارند و یک پای عضلانی حرکت می‌کنند. بیشترشان یک صدف دارند که در حلزون‌های معمولی به صورت مارپیچی است. شکم پایان در جاهای مختلفی از جمله بیابان‌ها، اقیانوس‌ها و اب شیرین زندگی می‌کنند. هم از گیاهان و هم از جانوران تغذیه می‌کنند.

4-3-3 ناوپایان (350 گونه)

به این‌ها صدف‌های عاجی هم می‌گویند چون مثل عاج فیل می‌مانند. ناوپایان در اعمال زیر شن زندگی می‌کنند تا امواج آب آن‌ها را نبرد و برای به دام انداختن غذا، از شاخک‌هایی که اعضای مکنده‌ای در انتهای خود دارند استفاده می‌کنند.

5-3-3 دوکفه‌ای‌ها (8000 گونه)

صفد لولا داری دارند که از دو قطعه تشکیل شده است. همه این‌ها در آب زندگی می‌کنند و بسیاری از آنها می‌توانند با پایشان درماسه یا گل نقب بزنند. آب به درون آبشش‌هایشان کشیده می‌شود و در آن جا آبشش‌ها اکسیژن و ذرات ریز غذا را جدا می‌کنند. نمونه بارز دو کفه‌ای‌ها اسکالوپ می‌باشد.

6-3-3 سرپایان (6000 گونه)

این رده تکامل یافته‌ترین رده شاخه نرم تنان و تنها رده شامل شناگرهای فعال با اعضای حسی و چشم‌های مخصوص هستند. اگرچه از دوکفه ای‌ها نیز تعدادی مثل پکتن و کاردیوم دارای چشم هستند و گاهی شنا می‌کنند. سرپایان منحصراً در محیط‌های  دریایی زندگی می‌کردند. آنها شامل بزرگترین بی‌مهره‌گان مثل ارکیتپوس به اندازه 22 متر طول (شامل بازوها) هستند که برنی قیفی شکل داشته و بازوها به شکل پا تغییر می‌کنند. سرپایان امورزی معمولاً آرواره‌های قوی دارند. اما «رادولا» نسبت به شکم پایان گوناگون نیست. سرپایانی دارای مهمترین سنگواره‌های مشخص از دونین تا پایان کرتاسه هستند.

سرپایان شامل اسکوپیدها، اختاپوس‌ها و ده پایان می‌شوند. بیش‌تر اینها صورت ندارند اما قسمت‌های نرم بدنشان در کیسه‌ی عضلانی محکمی محافظت می‌شود. سرپایان چند شاخک دارند که مکنده‌های انتهایشان برای گرفتن غذا است و لوله‌ای دارند که آب به دورن آن تلمبه می‌شود تا بتوانند مانند جت حرکت کنند. همه اینها مغزهای بزرگ و چشم‌های مرکب دارند.

الف) اختاپوس‌ها

اختاپوس‌ها خویشاوندان حلزون هستند. صدف محافظ ندارند اما بدنی انعطاف‌پذیر دارند طوری که می‌توانند وارد سوراخ‌های کوچک شوند و در آن جا از دست دشمنانی مانند مارماهی در امان باشند.

بخشاصلی بدن اختاپوس کیسه‌ای از پوست و ماهیچه است. در درون این کیسه آبشش‌ها و سایر بخش‌های  نرم بدن قرار دارد. در جلو، سر به یک طرف کیسه چسبیده است. هنگامی که دهانه کیسه باز است؛ آب وارد می‌شودو به آبشش‌ها اکسیژن می‌رساند. سپس کیسه می‌تواند به دور گردن فشرده شود و آب را از راه لوله‌ای با فشار بیرون بفرستد. فواره آب نسبتاً قوی است و در نتیجه اختاپوس با فشار به جلو رانده می‌شود و در واقع می‌تواند خیلی سریع حرکت کند.

اختاپوس‌ها بینایی خوبی دارند چون چشمان بزرگی دارند که ساختمان آن‌ها بسیار شبیه به چشم پستان داران است. آنها همه شکارگرند و موجوداتی مانند خرچنگ را می‌گیرند و با بادکش موجود بر روی هشت بازوی بلند دور دهانش نگه می‌دارند. هنگامی که اختاپوس طعمه‌اش را می‌گیرد در نتیجه گزش با منقار شاخی خود نوعی سم مؤثر بر اعصاب به آن تزریق می‌کند به طوری که جانوران قوی نیز به سرعت از پای در می‌آیند.

ب) اسکوییدها

از خویشاوندان حلزون هستند ولی صدف ندارند و در عوض یک بافت نگه دارنده‌ی سفت و شاخی در داخل بدن کیسه ای خود دارند. این بافت، قلم نام دارد. چون اسکویید‌ها کیسه‌های جوهری هم دارند گاهی به آنها جانوران قم دوانی هم می‌گویند. سر این جانوران با چشم‌های درشت و مغز بزرگشان در جلو بدن کیسه‌ای آنها قرار دارد. هشت بازوی بلند دور دهان آنها را گرفته است و دو شاخک بلندتر هم دارند.

بیش‌تر اسکوییدها دراقیانوس‌ها زندگی می‌کنند. آن‌ها با بیرون راندن آب به جلو حرکت می‌کنند. بعضی از آنها آن قدر سریع حرکت می‌کنند که می‌توانند بر فراز امواج تا فاصله 20 متر یا بیش‌تر به پرواز درآیند.

غذای اسکوییدها بیش‌تر ماهی است که با شاخک‌های درازشان آن را می‌گیرند. این شاخت هم مثل بازوهای اسکویید مکنده‌هایی دارند که اغلب چنگال‌دار است و طعمه‌ی لغزنده را می‌گیرد. اسکویید‌ها خود غذای بسیاری از جانوان‌اند. اسکوییدهای بزرگ که در اعماق دریاها زندگی می‌کنند بخشی از غذاهای مهم نهنگ هستند.

بیش‌تر اسکوییدها دراعماق تاریک دریا از اندام‌های نورافشان رنگی برای ارتباط با یکدیگر و دفع مهاجمان استفاده می‌کنند. معمولاً حداقل یک اندام نورافشان در نزدیکی چشم‌های اسکویید هست تااسکویید بر اثر نوری که ماهیان شکارچی پخش می‌کنند دید خود را از دست ندهد.

منابع:

1-      اینترنت 1383، http/iranzan3.persianblog.com

2-    دکتر صدیق زاده، علی- میرخوان، فاطمه- یزدان‌فر، سیمین- دانشنامه آکسفورد- انتشارت نی

3-  آردلی بریژیت- آردلی نیل- ترجمه درنوایی رضوان- هزار یک پرسش- نشر افق – 1380

4-   اسکندری، منیژه – پورسعید، زهره- کلانکی، اکرم- غنی سازی علوم- انتشارات مبتکران- 1384

تحقیق درباره تست هاي غير مخرب                Non Destructive Testing (N.D.T)

آزمونهای غیر مخرب : به سلسله آزما یشهایی اطلاق می گردد که انجام آنها بر روی قطعه با عث تخریب قطعه نمی گردد .

آزمون های مخرب : کلیه آزمایشهای مکانیکی (کشش، فشار، ضربه . . .).

آزمون های غیر مخرب:1- بازرسی چشمی      Visualin Spection . 2- آزمایش مايع نافذ   TestPenetration  Liquid . 3-آزمایش ذرات مغناطیسی  Magnetic particle test  . 4- آزمایش ماوراء صوت Ultrasonic Test .5- آزمایش رادیو گرافی با اشعه   Radio Graphic Test(X-Ray)

بازرسی چشمی:    

مزایا: 1-ارزان ترین و ساده ترین روش .2- این روش را در طی تمامی مراحل تولید بکارمی گیریم   .QC3-روش مناسب N.D.T.  را به کمک این روش تعیین می شود . 4-بیشتر برای عیوب سطحی می باشد(باچشم مسلح یا غیر مسلح)

محدودیت ها: 1-عیوب زیر سطحی قابل شناسایی نمی باشد . 2-بکار گیری به تجربه شخص بستگی دارد . 3- در صورت غفلت بازرس خطا زیاد است .

بازرسی با مايع نافذ :                            

مراحل انجام آزمایش مایع نافذ : 1-آماده سازی سطح. 2- اعمال مایع نافذ . 3-تمیز کاری . 4- اعمال ماده ظهور 5-   بازرسی

 انواع مایع نافذ: 1- مایع نافذ فلورسنتی . 2-    مایع نافذ بارنگ مشخص 

انواع مواد ظهور : 1- خشک(پودر) .2-حل شده در آب .3-معلق در آب . 4- حل شده در یک حلال . 5- معلق در یک حلال

مزایا : 1- عیوب سطحی شناسایی می شود. 2- به شکل جنس قطعه بستگی ندارد . 3- ساده وارزان است . 4- شکل واندازه تقریب عیب مشخص است .محدودیت ها: 1-عیوب زیر سطحی را نشان نمی دهد . 2- تغییر رنگ دا ئمی نیست . 3- مواد مصرفی سمی است . 4- در ماندن باعث خوردگی می شود .

آزمایش ذرات مغناطیسی:                    

روشهای مغناطیس کردن قطعات : 1- ایجاد شدن میدان مغناطیسی به صورت دایره ای . 2- ایجاد شدن میدان مغناطیسی به صورت طولی .

روشهای اعمال ذرات مغناطیسی: 1- روش باقیمانده . 2- روش پیوسته .

انواع جریان مغناطیس کننده : 1-جریان متناوب . 2- جریان مستقیم .

روشهای ایجاد میدان مغناطیسی  : 1- روش بکارگیری یوک . 2- روش بکارگیری هادی مرکزی . 3- روش تماس مستقیم .

ذرات مغناطیسی:

از نظر رنگ: 1-رنگی هستند: قرمز , زرد, سیاه و ... 2- با پوششی از مواد فلورسنت می باشند.

از نظر سیال حامل : 1- معلق در هوا (روش خشک ) . 2- معلق در مایع (روش تر ) .

از نظر اندازه : 1-ذرات درشت . 2- ذرات ریز .

از نظر شکل: 1- دراز و باریک . 2- کروی شکل .

مزایا : 1- برای ترکهای خیلی ریز . 2- برای ناپیوستگی های زیر سطحی . 3- حساسیت بازرسی بالاست . 4- درضمن تولید ودرانتهای کاردرحین کارقطعه قابل انجام است .

معایب : 1- برای مواد فرو مغناطیس است . 2- جهت جریان باید عمود بر ترک باشد . 3- معمولا دویاچند مرتبه باید انجام شود . 4-بسته به عمق ترک میدان باید قویتر باشد.

آزمایش ماوراء صوت :                               

مزایا : 1-این روش متداول ترین آزمون است . 2-مکان دقیق عیب را نمایش میدهد. 3- کلیه عیوب را نشان می دهد (سطحی وزیر سطحی) . 4- LOP &LOF را به راحتی نمایش میدهد . 5- قابلیت اتصال به کامپیوتر وپرینتر را دارد . 6- درکلیه مناطق قابل استفاده است . 7-  بلافاصله نتایج آزمون مشخص میگردد.  8-آلودگی زیست محیطی ندارد . 9- برای انسان خطر آفرین نیست .

معایب : 1-نسبت PT,MT  بسیار گران است. 2- اپراتور به تخصص بالایی نیز دارد . 3- در تشخیص عیوب بزرگ مشکل دارد (بزرگتر از اندازه پراپ) .

آزمایش رادیو گرافی با اشعه:        مزایا: 1- این روش میتواند وجود,اندازه ومکان عیب را مشخص کند. 2- مدارک قابل مستند دارد.  3- عیوب با هر اندازهای را نمایش می دهد . 4- به آماده سازی اولیه زیادی  نیاز ندارد .محدودیت ها : 1- بسیار گران است . 2- برای موجودات ضرر دارد . 3- نتیجه آزمایش مد تی طول می کشد (عکسبرداری , ظهور , ثبوت , تفسیر ). 4- نیاز به تخصص دارد . 5- احتمال سوختن و خراب شدن فیلم وجود دارد . 6- قابلیت تشخیص عیب فقط در راستای   x,y می باشد . 7- هزینه مواد اولیه بالاست .

تحقیق درباره تقطیر و انواع آن

َ تقطیر

،اجزای سازنده یک محلول با روش تبخیر و تراکم است. روش جداسازی مواد اجزای سازنده یک محلول گوناگونند. یکی از این روش‌ها فرآیند تقطیر است که خود روش‌های مختلفی دارد و از جمله کاربردهای مهم آن در پالایش جداسازی مواد نفت و جدا سازی اجزایی آن است.

انواع تقطیر:تقطیر ساده: اجزای سازنده محلولی از یک ماده حل شده غیر فعال را می‌توان با تقطیر ساده از هم جدا کرد. برای این کار محلول را می‌جوشانیم تا حلال فرار، تبخیر و از ماده حل شده جدا شود. با سرد کردن بخار (میعان)، حلال مایع جمع آوری می‌شود و ماده حل شده به صورت باقی مانده تقطیر باقی می‌ماند.

هنگامی که ناخالصی غیر فراری (مانند شکر یا نمک) به مایع خالصی اضافه میشود فشار بخار مایع تنزل می یابد و به این دلیل که مولکولهایی که در سطح مایع هستند فقط مولکولهای جسم فرار نیستند قابلیت تبخیر مایع کم میشود. در هنگام تقطیر یک مایع خالص چنانچه مایع زیاده از حد گرم نشود درجه حرارتی که در گرماسنج دیده میشود، یعنی درجه حرارت دهانه خروجی، با درجه حرارت مایع جوشان در ظرف تقطیر، یعنی درجه حرارت ظرف، یکسان است.

درجه حرارت دهانه خروجی، که به این ترتیب به نقطه جوش مایع مربوط میشود، در طول تقطیر ثابت می ماند.

هرگاه در مایعی که تقطیر میشود ناخالصی غیر فراری موجود باشد، درجه حرارت دهانه خروجی همان درجه حرارت مایع خالص است زیرا ماده ای که بر روی حباب گرما سنج متراکم میشود به ناخالصی آلوده نیست. ولی درجه حرارت ظرف به علت کاهش فشار بخار محلول بالا میرود

ب) تقطیر جزء به جزء: 

          برای جداکردن موادی که نقطه جوش آنها خیلی به هم نزدیک باشد از تقطیر جزء به جزء استفاده میکنند. اختلاف این روش با تقطیر ساده آن است که در این حالت از یک ستون تقطیر جزء به جزء استفاده میشود.

          ستونهای تقطیر جزء به جزء انواع متعددی دارند ولی در تمام آنها چند خصلت کلی مشاهده میشود. این ستونها مسیر عمودی را به وجود می آورند که باید بخار در انتقال از ظرف تقطیر به مبرد از آن بگذرد، این مسیر به مقدار قابل ملاحظه ای از مسیر دستگاه تقطیر ساده طویلتر است. هنگام انتقال بخار از ظرف تقطیر به بالای ستون مقداری از بخار متراکم میشود. مایع متراکم شده، در حالی که به پایین ستون می ریزد دوباره در تماس با بخاری که از پایین به بالا در جریان است به طور جزئی تبخیر میشود و به سمت بالا میرود و طی این میعان و تبخیر شدنهای متوالی بخار از جزء فرار تر غنی تر میشود، یعنی هرچه به سمت بالای ستون پیش میرویم غلظت جزء فرار تر بیشتر و هر چه به سمت پایین می آییم غلظت جزء غیر فرار بیشتر میشود.

          از نقطه نظر تئوری، جدا کردن دو ترکیب فرار به طور کامل، بوسیله تقطیر حتی زمانیکه اختلاف در نقطه جوش آنها زیاد باشد امکان پذیر نیست زیرا همیشه جزء دارای نقطه جوش پایین تر فشار بخارش را بر روی نقطه جوش جزء دیگر اعمال نموده و پاره ای از مولکولهای با نقطه جوش بالاتر نیز تقطیر میگردند. اما بهرحال در امور تجربی، بوسیله تقطیر جزء به جزء میتوان مخلوط اینگونه مایعات را در حد مطلوبی جدا نمود.

مخلوط دو ماده با هم در برخی مواد تولید آزئوتروپ میکند، یعنی مخلوط با درصد معینی تا آخرین قطره تقطیر میشود. در اینگونه موارد نمیتوان مخلوط را بوسیله تقطیر جزء به جزء از یکدیگر جدا کرد. برای از بین بردن این حالت یا ماده دیگری به مخلوط اضافه میکنند تا آزئوتروپ دیگری که مطلوب باشد بدست آید و یا فشار را تغییر میدهند. مثلا الکل 95 درصد تشکیل آزئوتروپ میدهد که برای از بین بردن نقطه آزئوتروپ، بنزن به آن اضافه میکنند که در نتیجه نقطه آزئوتروپ دیگری با درصد آب بیشتر ایجاد میشود که بدین ترتیب آب خارج شده، الکل و بنزن باقی میماند که بوسیله تقطیر جزء به جزء به راحتی جدا میشودسیستمهای که از قانون رائول انحراف دارند بر دو نوع هستند :                                                    @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@൦ಘ౦౔ಊಎൎಘŀ౒ಎ@౎౤@಄౎ಌಐಌ@ౢ౎ౌಐಈ@౎ಌౚౢ౎ಂ@ಊౖ౐౔@౞౎ౢಌ౞t@౞ౢ@ൎಘಌ@ౚ౎ಈ౔@౞ౢ@ಊಌౚඌಘ@ಂ౨౎ౢŀ౒ಈఘ@ಊൎ౒൦ಘಊඊಘ@ಐౘಐ౞@౞౎ౢ౞\@ൎಘಌ@൐ಘ൨ಘಌಎ@Pಊൎ౒൦ಘಊR@ಊౢ౐ಐ౮@౐ಎ@ಊౚಈಐඈಘఘ@౐౎@౔ൢ൒ಘ౐@౞ౢ౪౞@ಊ൲ಘඌಘ@౎౦౔ŀ౒ಎ@ಂ౨౎ౢ@౐౜౎ౢ@ౄಌ@౐౎ಈ౎౔ౢ@౎౤@ಂ౨౎ౢ@౐౜౎ౢ@ಎౢŀ඘౒@౎ౘ౤ൎಘ@౜౎ಈ౪@౎౦౔\@ൎಘಌ@ಌوع محلول که محلول آزئوتروپ با نقطه جوش کمینه نام دارد، در دمایی به جوش می‌آید که پایین‌تر از نقطه جوش هر یک از اجزای آن در حالت خاص است.
سیستمهای که از قانون رائول انحراف منفی دارند: اگر سیستمی انحراف منفی از قانون رائول نشان دهد، در منحنی فشار کل مینیممی وجود خواهد داشت. محلولی که غلظت متناظر با این کمینه دارد، فشار بخاری خواهد داشت که در هر دمایی، پایین‌تر از فشار بخار هر یک از اجزای آن در حالت خاص است. چنین محلولی در دمایی بالاتر از نقطه جوش هر یک از اجزای سازنده در حالت خاص، می‌جوشد. این محلول آزئوتروپ با نقطه جوش بیشینه نامیده می‌شودبخار در حالت تعادل با مایع همگن که نقطه جوش بیشینه یا کمینه دارد، دارای همان غلظتی است که مایع آن دارد. از این رو آزئوتروپ‌ها، مانند مواد خالص، بدون تغییر تقطیر می‌شوند. از محلول جز به جز یک محلول دو جزئی که آزئوتروپی تشکیل می‌دهند، سرانجام یک جز خالص، و آزئوتروپ حاصل می‌شود ولی دو جز آن به صورت خالص به دست نمی‌آید.

   تبلور مجدد   
         

در واکنشهای آلی محصولات بندرت به صورت خالص به دستمی آیند. وقتی ماده به صورت جامد باشد معمولا آنرا در حلالی حل کرده و مجددا بهصورت بلور رسوب میدهند. این عمل را تبلور مجدد می نامند.

ترکیبی که میخواهیممتبلور کنیم را باید در یک حلال یا مخلوطی از حلالهای داغ، محلول بوده و در حالتسرد همان حلالها نامحلول باشد. عمل تخلیص در صورتی انجام میشود که ناخالصی یا درحلال سرد محلول باشد و یا در حلال داغ نامحلول باشد. در حالت دوم محلول را بصورتداغ صاف میکنیم تا ناخالصیهای محلول جدا شوند. اگر محلول رنگی باشد و ما بدانیم کهجسم مورد نظر بیرنگ است مقدار کمی از زغال رنگبر به محلول سرد اضافه نموده سپس آنراحرارت داده، بصورت داغ صاف میکنیم. زغال رنگبر، ناخالصیهای رنگی را جذب میکند.

انتخاب محیط تبلور کارساده ای نیست، رفتار حلالیت ترکیب یا باید شناخته شده باشد و یا باید به طریق تجربیمشخص گردد. مثلا وقتی که تبلور پارادی بروموبنزن مورد نظر باشد مخلوطی از اتانل وآب به کار میرود. ترکیب هم در اتانل سرد و هم در اتانل داغ محلول است: از اینرواتانل تنها، برای این کار مفید نیست. از طرف دیگر این ترکیب چه در آب سرد و چه درآب داغ کم محلول است بنابر این آب تنها نیز برای این کار مفید نیست. اما مخلوطمساوی از الکل و آب در حالت داغ حلال خوبی برای جسم است و در حالت سرد حلالیت آنجزئی است از اینرو از مخلوط این دو حلال برای تبلور پارادی بروموبنزن استفادهمیشود.

بعضی مواقع عمل تبلورخودبخود صورت نمیگیرد و باید آنرا بر اثر تحریک متبلور نمود. بدین منظور یا جدارداخلی ظرف در سطح محلول را میخراشند و یا ذراتی خالص از همان جسم را در محلول سردوارد میکنند تا تبلور شروع شود. بسیاری از ترکیبات بر اثر سرد کردن محلول یا سردکردن به همراه هم زدن به صورت بلور در میآیند. برخی ترکیبات به صورت روغن در آمده چندین ساعتو حتی گاهی چندین روز وقت لازم است تا بلور تشکیل شود.

بطور خلاصه تبلور مجدد به روش انحلال شامل مراحل زیراست:

(1)-انتخاب حلال مناسب،(2)- انحلال جسم مورد تخلیص در نقطه جوش حلالیا نزدیک به آن،(3)- صاف کردن محلول داغ برای جداکردن ناخالصیهاینامحلول،(4)- تبلور از محلولی که در حال سرد شدن است،(5)- جداکردن بلورها از محلولی که در آن شناور هستند،(6)- شستشوی بلورها برای خارج کردن محلولی که به آنها آغشته است،(7)- خشک کردن بلورها

بخشعملی

          خالص سازی بنزوئیک اسید: یک گرم بنزوئیک اسید ناخالص را در ظرف ارلن مایر 50 میلی لیتری تمیزی قرار دهید. حدود 10 میلی لیتر آب به آن اضافه کنید. با چراغ گاز حرارت دهید تا به آرامی به جوش آید. در قسمتهای یک میلی لیتری به اندازه لازم آب اضافه کنید تا دیگر جسم جامدی در محلول جوشان حل نشود.

          اگر محلول رنگین است (توجه داشته باشید که بنزوئیک اسید خالص بیرنگ است) محلول را کمی سرد کنید (احتیاط: هیچگاه به محلول جوشان زغال رنگبر اضافه نکنید) حدود 1/0 گرم زغال رنگبر اضافه کنید و دوباره مخلوط را همراه با همزدن گرم کنید تا برای چند دقیقه بجوشد. مخلوط داغ را مطابق شکل (1) بصورت داغ صاف کنید. ظرف خالی را با 1 تا 2 میلی لیتر آب داغ بشویید و محلول شستشو را از صافی عبور دهید. در صورتی که محلول صاف شده هنوز رنگی باشد، عمل با زغال رنگبر را تکرار کنید. اگر طی صاف کردن بلور تشکیل شد محلول را دوباره حرارت دهید تا بلورها حل شود سپس ظرف را با شیشه ساعت یا بشر معکوسی بپوشانید و اجازه دهید به آرامی سرد شود تا به دمای اتاق برسد (اگر سریع سرد شود بلورهای ریز ایجاد میشود). سپس ظرف را برای حدود 15 دقیقه در آب یخ قرار دهید.

شکل (1)

          به کمک صافی مکنده ای (تکه ای از کاغذ صافی را به اندازه کف قیف بوخنر بریده و در ته قیف قرار داده و با کمی حلال خیس کنید تا به کف قیف بوخنر بچسبد و مطابق شکل (2) دستگاه را ببندید.) بلورها را جمع آوری کنید و توده رسوب روی صافی را با دو قسمت کم آب سرد بشویید.

 بلور ها را بر روی تکه ای کاغذ صافی یا بهتر از آن بر روی شیشه ساعتی، پخش کنید و بگذارید تا در هوا کاملا خشک شود. وزن و نقطه ذوب محصول خالص شده را پس از اینکه کاملا خشک شد اندازه بگیرید. درصد بازده را حساب کنید.

   تقطیر با بخار آب   

غالبا به کمک تقطیر با بخار آب میتوان ترکیبات آلی فراری را که با آب مخلوط نمیشوند یا تقریبا با آن غیر قابل اختلاط هستند تفکیک و تخلیص کرد. در این روش مخلوط آب و جسم آلی با هم تقطیر میشوند. که به دو صورت امکان پذیر است:

1) روش مستقیم: که مخلوط آب و ماده آلی با همدیگر حرارت داده میشوند (تقطیر بوسیله آب).

2) روش غیر مستقیم: که بخار آب را در ظرف دیگری ایجاد کرده و از داخل ماده آلی عبور میدهند.

در تقطیر با بخار آب طبق قانون دالتون فشار بخارهای حاصله در درجه حرارت معین، برابر با مجموع فشارهای جزئی همان بخارها است:                                         P_T = P₁ + P₂ + P₃ + …  

از این عبارت چنین بر می آید که همواره در هر درجه حرارتی فشار بخار کل مخلوط حتی از فشار بخار فرار ترین جزء در آن درجه حرارت بیشتر است، زیرا که فشار بخار اجزای دیگر مخلوط هم دخالت میکنند. بنابر این باید درجه جوش مخلوط ترکیبهای غیر قابل اختلاط کمتر از جزئی باشد که کمترین نقطه جوش را دارد.

آب (با نقطه جوش 100 درجه) و بروموبنزن (با نقطه جوش 156 درجه) در یکدیگر نامحلولند. این مخلوط در حدود 95 درجه سانتیگراد میجوشد. در این درجه، فشار بخار کل مخلوط برابر با فشار آتمسفر است. همانگونه که طبق نظریه دالتون پیش بینی میشد این درجه کمتر از نقطه جوش هر یک از این دو ماده به صورت خالص است.

مزیت استفاده از تقطیر با بخار آب در این است که در جه حرارت در این تقطیر نسبتا پایین است (کمتر از 100 درجه) و این روش برای خالص سازی موادی به کار میرود که نسبت به حرارت حساسند و در حرارتهای بالا تجزیه میشوند. همچنین این روش برای جدا کردن ترکیب، از مخلوط واکنشی که محتوی مقدار زیادی از مواد قیر مانند باشد مفید است.

بخش عملی

تقطیر با بخار آب بروموبنزن

در یک بالن ته گرد مقدار 20 میلی لیتر بروموبنزن و 10 میلی لیتر آب بریزید و دستگاه تقطیر با بخار آب را مطابق شکل ببندید.

حرارت را آغاز کنید. برای جلوگیری از جمع شدن آب در ظرف حاوی ماده آلی (ظرف3) آنرا نیز حرارت دهید محصول را جمع آوری نمایید و هنگامی که دیگر بر اثر افزوده شدن محصول تقطیر حجم بروموبنزن تقطیر شده تغییر نکرد زمان پایان تقطیر است. حجم کل محصول تقطیر جمع آوری شده و حجم بروموبنزن موجود در

.

   تقطیر   

تقطیر، معمولترین روشی است که برای تخلیص مایعات به کار می رود. در این عمل مایع را به کمک حرارت تبخیر می کنند و بخار مربوطه را در ظرف جداگانه ای متراکم می کنند و محصول تقطیر را بدست می آورند. چنانچه ناخالصیهای موجود در مایع اولیه فرار نباشند، در باقی مانده تقطیر به جا می مانند و تقطیر ساده جسم را خالص میکند. در صورتی که ناخالصیها فرار باشند، تقطیر جزء به جزء مورد احتیاج خواهد بود.

الف) تقطیر ساده:

هنگامی که ناخالصی غیر فراری (مانند شکر یا نمک) به مایع خالصی اضافه میشود فشار بخار مایع تنزل می یابد و به این دلیل که مولکولهایی که در سطح مایع هستند فقط مولکولهای جسم فرار نیستند قابلیت تبخیر مایع کم میشود. در هنگام تقطیر یک مایع خالص چنانچه مایع زیاده از حد گرم نشود درجه حرارتی که در گرماسنج دیده میشود، یعنی درجه حرارت دهانه خروجی، با درجه حرارت مایع جوشان در ظرف تقطیر، یعنی درجه حرارت ظرف، یکسان است.

درجه حرارت دهانه خروجی، که به این ترتیب به نقطه جوش مایع مربوط میشود، در طول تقطیر ثابت می ماند.

هرگاه در مایعی که تقطیر میشود ناخالصی غیر فراری موجود باشد، درجه حرارت دهانه خروجی همان درجه حرارت مایع خالص است زیرا ماده ای که بر روی حباب گرما سنج متراکم میشود به ناخالصی آلوده نیست. ولی درجه حرارت ظرف به علت کاهش فشار بخار محلول بالا میرود.

ب) تقطیر جزء به جزء:

          برای جداکردن موادی که نقطه جوش آنها خیلی به هم نزدیک باشد از تقطیر جزء به جزء استفاده میکنند. اختلاف این روش با تقطیر ساده آن است که در این حالت از یک ستون تقطیر جزء به جزء استفاده میشود.

          ستونهای تقطیر جزء به جزء انواع متعددی دارند ولی در تمام آنها چند خصلت کلی مشاهده میشود. این ستونها مسیر عمودی را به وجود می آورند که باید بخار در انتقال از ظرف تقطیر به مبرد از آن بگذرد، این مسیر به مقدار قابل ملاحظه ای از مسیر دستگاه تقطیر ساده طویلتر است. هنگام انتقال بخار از ظرف تقطیر به بالای ستون مقداری از بخار متراکم میشود. مایع متراکم شده، در حالی که به پایین ستون می ریزد دوباره در تماس با بخاری که از پایین به بالا در جریان است به طور جزئی تبخیر میشود و به سمت بالا میرود و طی این میعان و تبخیر شدنهای متوالی بخار از جزء فرار تر غنی تر میشود، یعنی هرچه به سمت بالای ستون پیش میرویم غلظت جزء فرار تر بیشتر و هر چه به سمت پایین می آییم غلظت جزء غیر فرار بیشتر میشود.

          از نقطه نظر تئوری، جدا کردن دو ترکیب فرار به طور کامل، بوسیله تقطیر حتی زمانیکه اختلاف در نقطه جوش آنها زیاد باشد امکان پذیر نیست زیرا همیشه جزء دارای نقطه جوش پایین تر فشار بخارش را بر روی نقطه جوش جزء دیگر اعمال نموده و پاره ای از مولکولهای با نقطه جوش بالاتر نیز تقطیر میگردند. اما بهرحال در امور تجربی، بوسیله تقطیر جزء به جزء میتوان مخلوط اینگونه مایعات را در حد مطلوبی جدا نمود.

مخلوط دو ماده با هم در برخی مواد تولید آزئوتروپ میکند، یعنی مخلوط با درصد معینی تا آخرین قطره تقطیر میشود. در اینگونه موارد نمیتوان مخلوط را بوسیله تقطیر جزء به جزء از یکدیگر جدا کرد. برای از بین بردن این حالت یا ماده دیگری به مخلوط اضافه میکنند تا آزئوتروپ دیگری که مطلوب باشد بدست آید و یا فشار را تغییر میدهند. مثلا الکل 95 درصد تشکیل آزئوتروپ میدهد که برای از بین بردن نقطه آزئوتروپ، بنزن به آن اضافه میکنند که در نتیجه نقطه آزئوتروپ دیگری با درصد آب بیشتر ایجاد میشود که بدین ترتیب آب خارج شده، الکل و بنزن باقی میماند که بوسیله تقطیر جزء به جزء به راحتی جدا میشود.

تحقیق درباره تکنولوژی شیمیایی

مقدمه:

          از چندين نسل قبل مواد شيميايي بوجود آمده اند. اين سلاح ها با پيشرفت و تكامل تكنولوژي كامل و پيشرفت كرده و تاكنون توانسته اند جاي بسياري از انسان ها را بگيرند اين سلاح ها به چندين بخش متفاوت تقسيم مي شوند.

هر كدام از اين بخش ها موجب اختلال در بخش هاي متفاوت بدن انسان و حتي حيوانات مي باشد.

          گياهان هم در بعضي موارد اين گونه اند و من را در اين تحقيق اين مسائل را به صورت خلاصه شرح مي دهم.

روند پيشرفت تكنولوژي شيميايي[1] :

          صنايع شيميايي با خلق تكنولوژي جديد به نحو كارآمدي در تامين نيازمنديها و دفع تنگناها و محدود شما موفق بوده‏ ، محدوديتهاي مربوط به آلودگي محيط زيست و نياز به فرآورده هاي با كيفيت بالاتر ،‌ به طور مستمر اصلاح و تكميل مي شوند.

از اين رو مي توان انتظار داشت كه بر اساس روند رو به رشد تكنولوژي شيميايي در سالهاي اخير ، اين صنعت چشم اندازهاي تازه اي را در مورد محصولات جديد كه مي توانند جايگزين مناسبي براي فرآورده هاي حال باشند ، خواهد شد.

به دنبال پيشرفتهاي اخير ، در شاخه هاي گوناگون صنايع شيميايي درونماي آينده اين صنعت را مي توان در ايفاي نقش محوري آن در زمينه نيازهاي اساسي جامعه بشري و نيز توسعه اقتصادي و صنعتي جهان دانست.

اهميت سرمايه گذاري سنگين در بخش تحقيق و توسعه كه به كشف و گسترش محصولات جديد و بهبود در كيفيت آن خواهد انجاميد ، به روشني مشخص مي شود. كمپاني ها و شركتهاي بزرگ شيميايي در قالبي پاياپاي و در تلاش براي به دست آوردن بازارهاي بيشتر با ايجاد گروههاي ويژه تحقيق و توسعه و اختصاص هزينه هاي فراوان به طور گسترده اي بر تنوع محصولات مي افزايند.

كشورهايي كه در زمينه صنايع شيميايي فعاليت  دارند[2] : 

          با وجود آنكه صنايع شيميايي نخست در اروپا پايه گذاري شده و تا سال 1880 انگستان بزرگترين كشور جهان از لحاظ كارخانه هاي شيمي به شمار مي رفت ولي توسعه سريع اين صنعت فقط در آمريكا صورت گرفت.

          اين كارخانه ها در آمريكا با صنعت پتروشييمي گسترش يافتند. آمريكا حجم عظيمي از تجارت مواد شيميايي را در اختيار دارد. صنايع شيميايي در آمريكا در نتيجه عملكردهاي مبتني بر سرمايه گذاري وسيع و تكنولوژي بالا يكي از عمده ترين دارايي هاي اين كشور در تجارت جهاني محسوب مي شود.

ميزان كل صادرات و واردات مواد شيميايي آمريكا

(ارقام برحسب ميليون دلار)

          از جمله مي توان به سه شركت بزرگ شيميايي آلماني يعني هوخست ، باير و بي . آ. اس. اف اشاره كرد كه به نفوذ چشم گيري رشد كرده و به طور قابل ملاحظه اي در تجارت بين المللي موفق بوده اند.

          در سالهاي خير صنايع شيميايي ژاپن نيز به طور چشمگيري رشد كرده است. صنعت شيميايي ژاپن نه تنها در صادرات بلكه در سرمايه گذاري خارجي به عنوان وسيله ي جهت معرفي تكنولوژي جديد در تجارت جهاني فعال است[3].

جمهوري اسلامي ايران [4]:

          صنايع شيميايي در ايران از سابقه نسبتا” طولاني برخوردار است. واحدهاي شيميايي متعددي در زمينه نفت ، گاز ، پتروشيمي ، سموم و دفع آفات ، رنگ ، چسب و … طي چند دهه گذشته احداث شده اند. با وجود اينكه صنايع شيميايي ماهيتا” صنعتي واسطه اي مي باشند و هدف اصلي آن تامين مواد پايه و اوليه ساير صنايع است.

          كارخانجات متعدد شيميايي در ايران تنها به توليد محصولات مصرف مي پردازند كه خود به شدت نيازمند مواد اوليه وارداتي مي باشند.

مواد شيميايي با كاربرد دو گانه :

          مواد شيميايي با كاربرد دو گانه به موادي اطلاق مي شود كه در مقياس گسترده اي براي مصارف صنعتي مجاز تولد مي شوند. همچنين مي توانند به عنوان يك جنگ افزار شيميايي ذخيره شده و يا به دليل خواص فيزيكي يا شيميايي و سمي مشابه با جنگ افزارهايي شيميايي تهديدآميز باشند. ولي از طرفي نيز به عنوان ماده اوليه توليد عوامل شيميايي مي تواند مورد استفاده قرار گيرند. فهرست مواد شيميايي كه داراي كاربرد دوگانه هستند همراه با كاربردهاي صنعتي و نيز مشخصات سمي هر يك از آنها بر اساس آخرين توافق در كنفرانس خلع سلح شيميايي 1989 ارائه شده است.

تاريخچه كاربرد جنگ افزارهاي شيميايي[5] :

          بهره برداري از جنگ افزارهاي شيميايي در تاكتيكهاي نظامي به قدمت تاريخ بشر است. انسان براي اولين بار از نفت و قير به عنوان يك عامل شيميايي استفاده كرد.

تعريف عوامل شيميايي :‌

          آن دسته از مواد با تركيبات شيميايي را كه در صورت انتشار مناسب و تاثير شيميايي منجر به مرگ ،‌‌ آسيب و ناتواني در انسان و حيوان و يا از بين رفتن گياهان مي شوند. عوامل شيميايي مي نامنمد.

          وسايل كاربرد اين مواد را در عمليات جنگي جنگ افزار شيميايي مي گويند. عوامل شيميايي را كه به صورت گاز ، بخار ، افشانه (آئروسل) جامد و مايع پخش مي شوند و از طريق دستگاه تفنسي ، گوارشي و پوست بر بدن وارد مي گردند معمولا” با توجه به چگونگي مشخصات و اثرات فيزيولوژيك خود به چهار دسته تقسيم مي كنند[6]:

الف – ناتوان كننده ها :

1 – ناتوان كننده هاي نه چندان قوي كه شامل اشك آور ، سي . اس و سي . ان

2 – ناتوان كننده هاي قوي كه كاربرد نظامي دارند و شامل آدامسيت ، كلروپيكرين

ب – عوامل زيان بخش :

          گاز نيتروژن موستارد و هيپريت.

پ – عوامل زيان بخش :

          عوامل اعصاب شامل تابون ، سارين سوماژ و  7 X

          عوامل خفه كننده شامل كلر ، كلروپيكرين ، فسژن و كربنيل كلرايد

          عوامل خون شامل هيدروژن سيائيد ، آرسين ها ، سيانوژن كلرايد و برموسيان.

ث – عوامل ضد گياه :

          علف كشها .

          نابارور كننده هاي خاكي

تاريخچه كاربرد جنگ افزارهاي شيميايي [7]:

          بهره گيري از مواد شيميايي دودزا از زمانهاي قديم نيز مرسوم بوده است. پروكيپوس مورخ روم شرقي ، در مورد جنگ هاي ساسانيان و رومي ها مي نويسد كه سپاه ساساني براي تسخير دژهاي روم هاي در زير ديوار آنها نقاب مي زدند. در اين نقابها كه گاه با نقاب دشمن كه براي مقابله حفر شده بود برخورد مي كرد دو طرف مي كوشيدند با سوزاندن گوگرد سربازان حريف را بيرون رانند و نقب را خراب كنند.

همچنين در يونان قديم يا تركيب قير و گوگرد و مواد چسبناك موادي مي ساختند كه هنگامي كه در آن ريخته مي شد آتش مي گرفت اين ماده را آتش يوناني مي خواندند.

          اما جنگ افزار شيميايي در عصر جديد داراي يك تاريخ هفتاد ساله است در واقع جنگ شيميايي نخستين بار زماني كه آلماني ها در اكتبر 1914 در نوشاپل گلوله هاي حاوي گاز اشك آور به سوي فرانسوي ها پرتاب كردند آغاز شد اما به سبب پراكندگي سربازان و محدود بودن شمار گلوله ها اين تاكتيك چندان كارساز نبود. حتي فرانسوي ها متوجه كاربرد آن نشدند.

          در سوم فوريه 1915 نيز آلماني ها با گلوله هاي بزرگتري در منطقه يويسمف وارد كارزار شدند ولي اين بار نيز به خاطر سردي زياد هوا گازهاي متصاعد شده از اين گلوله ها موثر واقع نگرديد[8].

          آلماني ها ، به رغم تجربه هاي بي نتيجه به ساختن گاز كلر ادامه دادند و سرانجام موقشدند گاز كلر را با فشار در سيلندرهاي جاي دهند تا هنگامي كه باد مساعد مي وزد آنها را در مقابل سنگرهاي دشمن قرار دهند. آلماني ها گاز مزبور را براي اولين بار در 122 آوريل 1915 در پيرس بلژيك عليه سربازان مستعمراتي فرانسه و پياده نظام كانادايي كه هيچ ماسكي بر حفاظت نداشتند به كار بردند.

          در جنگ جهاني اول آلماني ها در 6 مرحله عمليات نظامي در جبهه غربي برابر جدول از تك هاي شيميايي استفاده كنيد.

          علاوه بر آلماني ها ، كشورهايي كه در جنگ جهاني اول به كاربرد جنگ افزارهاي شيميايي مبدرت ورزيدند عبارت بودند از مجارستان، بريتانيا، فرانسه، ايتاليا، روسيه و آمريكا[9].

          نيروهاي تركيه در اين جنگ به جنگ افزارهاي شيميايي مجهز بودند ولي ظاهر از آنها استفاده نكردند. در جنگ جهاني دوم از جنگ افزارهاي شيميايي به طور عمده استفاده نشد. نيروهاي آلماني فقط در چندين تك در مقابل پارتيزانهاي شوروي در ادسا و كريمر از جنگ افزارهاي شيميايي استفاده كردند[10].

          در جنگ جهاني دوم همه متخاصمن اصلي (انگلستان ، فرانسه ، آمريكا ، شوروي ، ژاپن و ايتاليا) گازهاي سمي مختلفي داشتند كه مي توانستند در بمباران جبهه ها و شهرها به كار برند اما چون از انتقام طرف مقابل بيمناك بودند هيچ يك از آنها از اين كازها استفاده نكردند. اما انگليسي ها و آمريكايي ها از نفت ژله شده ماده سوزان و خطرناكي كه به نام يالم معروف است ساختند و از آن براي آتش زدن شهرها طي بمباران هوايي و آتش كشيدن سربازان حريف استفاده كردند.

          در جنگ تحميلي عراق عليه ايران نيز نيروهاي عراقي پس از شكستهايي كه در خوزستان و مناطق مرزي سر پر ذهاب و قصر شيرين و كردستان خوردند به كاربرد گازهاي سمي اقدام نمودند و با استفاده از گاز اعصاب از نوع تابون تلفات زيادي را بر نيروهاي ايراني در جزاير مجنون تحميل نمودند.

          بمباران سردشت در 7 تير 1366 يكي ديگر از جنايات جنگي عراق بود اما وحشيانه ترين مورد استفاده از جنگ افزارهاي شيميايي توسط عراق در حلبچه در اول مارس 1988 بوده است.

سلاحهاي شيميايي و ميكروبي[11] :

          از نظر بسياري از محققان مسائل نظامي ،‌عصر جنگهاي شيميايي با آزمايش اولين گاز خفه كننده از سوي آلمانيها در جنگ جهاني اول آغاز شد. درسالهاي پس از آن جهان شاهد پيشرفت شگفت انگيز سلاحهاي شيميايي بود. آلماني ها در دهه چهل كوششهاي خود را در زمينه افزايش كارايي گاز خردل و توليد گاز اعصاب آغاز كردند.

          در عين حال هيتلر به علل مختلف از به كارگيري سلاحهاي شيميايي در جنگ جهاني دوم پرهيز كرد. پس از جنگ جهاني دوم ديگر كشورهاهي صنعتي بويژه آمريكا و روسيه و فرانسه موفق شدند سلاحهاي جديد شيميايي و گازهاي سمي كشنده توليد كنند.

          مهمترين منطقه آزمايش سلاحهاي كشنده غيراتمي در سالهاي 1962 تا 1973 ويتنام بوده است.

          آمريكاييها در جنگ ويتنام ، علاوه بر استفاده از بمب ناپالهم و بمبهاي فسفري و سوزنده براي نابودي جنگلها و افراد ويتاكنگ موادي به نام كشنده حيات به كار مي بردند كه نه تنها آثار زندگي روي زمني را از بين مي برد بلكه بر نسلهاي آينده نيز اثر مي گذارد.

          كشتار افراد ويت كنگ بر اساس طرحي به نام برگ ريزي با استفاده از مواد شيميايي كه به باران زرد معروف شد ، انجام گرفت. روسها از سلاح شيميايي خطرناك باران زرد در مناطق جنوب شرقي آسيا بويژه افغانستان استفاده كردند.

          به كليه مواد شيميايي كه در جبهه هاي نبرد به صورت مايع يا گاز يا هدف نابودي يا از كار افتادگي طرف مقابل از آنها استفاده مي شد سلاح شيميايي مي گويند. اين مواد مي توانند بر انسان ، گياهان و حيوانات اثر داشته باشند.

          سلاحهاي شيميايي اساسا” تاكتيكي هستند و مي توان آنها را در مهمات گوناگوني از قبيل مينهاي زميني ، گلوله هاي توپ يا موشكهاي تاكتيكي زمين به زمين ، موشكهاي كروز و موشكهاي هوا به زمين برد كوتاه جاسازي كرد.

          سلاحهاي شيميايي را با هلي كوپتر ، هواپيما يا ماشين نيز مي توان پخش كرد. اين سلاحها اصولا” مهمات منطقه اي به شمار مي آيند و هر كس را كه در منطقه پخش آن باشد يا بعدا” وارد آن منطقه شود و ملبس به لباسهاي مخصوص نباشند تحت تاثير قرار مي دهند.

          سلاحهاي ميكروبي يا باكتريولوژيك به لحاظ تعريف و كاربرد تا اندازه اي با سلاحهاي شيميايي فرق مي كنند. از آن كه منظور از كاربرد آن ايجاد بيماري يا مرگ انسان و حيوانات و نابودي گياهان باشد به سخن ديگر سلاحهاي ميكروبي ارگانيسيمهاي زنده مختلفي هستند كه به بروز بيماريهاي منجربه مرگ يا فلج كننده و مشابه آن در انسان ، حيوان و گياه مي انجامد. اين سلاحها مي توانند انواع ويروسها را شامل شوند و يا از قارچ به وجود مي آيند.

          به طور كلي عوامل شيميايي كه به عنوان سلح مورد استفاده قرار مي گيرند داراي خصوصيات عمومي و متفاوتي هستند. برخي از آنها بي رنگ ، بعضي بي بو و برخي ديگر رويت پذيرند. پاره اي به سرعت محو مي شوند و اثرشان در مدت زماني كوتاه از بين مي رود و سرانجام برخي با توجه به شرايط جوي از يك روز تا چند ماه دوام دارند[12].

          عوامل شيميايي به صورت مايع و همه به صورت گاز وجود دارند. گاز از طريق تنفس و مايع از طريق تماس با پوست وارد بدن مي شوند همه اين عوامل باعث مرگ نمي شوند بلكه تعدادي از آنها انسان را دچار بيهوشي هاي موقتي يا عوارض مي كنند. عوامل شيميايي سمي را مي توان به گروههاي مختلف تقسيم كرد:

1 – گازهاي تاولزا.

2 – عوامل عصبي كه سيستم عصبي بدن را مورد حمله قرار مي دهند و خطرناك ترين نوع سلاحهاي شيميايي محسوب مي شوند.

3 – عوامل خفه كننده كه بر سيستم گردش خون تاثير دارند.

4 – گازهاي تهوع آور و اشك آور كه جنبه ايضايي دارند.

5 – عوامل آتشزا و دود كننده گاز خردل و گاز كلر كه مجراي تنفسي را شديدا” مورد آسيب قرار مي دهند و بيشترين استفاده را در جبهه هاي جنگ داشته اند.

مواد شيميايي با كاربرد دوگانه :

          مواد شيميايي با كاربرد دوگانه به موادي اطلاق مي شود كه در مقياس گسترده اي براي  مصارف صنعتي مجاز توليد مي شوند. همچنين مي تواند به عنوان يك جنگ افزار شيميايي ذخيره شد و يا به دليل خواص فيزيكي ، شيميايي و سمي مشابه با جنگ افزارهاي شيميايي ، تهديدآمير باشند و از طرفي نيز به عنوان ماده اوليه توليد عوامل شيميايي مي تواند مورد استفاده قرار گيرند.

          به نظر مي رسد خريد و فروش مواد شيميايي واسطه اي نظير تيوري گلابكول كه براي توليد گاز خردل به كارمي رود بسيار حنجال برانگيز شده و در برخي موارد به محاكمه شركتهاي درگير انجاميده است.

          به تازگي تيونل كلرايد ، نيز به عنوان ماده اوليه توليد برخي عوامل شيميايي مورد توجه زيادي قرار گرفته است. پنتاگون اعلام كرده است كه تا ژوئن 1995 به 165 هزار پوند از اين مواد شيميايي دو تركيب به ارزش 47 ميليون دلار نياز دارد تا بتواند برنامه توليد گلوهاي دو تركيبي شيميايي را ادامه دهد.

اين برنامه در كنگره تصويب شد و قرار است ارتش آمريكا آن را در بين بلوف ذخيره سازد، پاييز سال گذشته پيمانكار مهندسي ارتش آمريكا زستور خريد يتونل كلرايد را به دو كمپاني پيترزبورگ بيسد موبي و دالس بيسداكسيد نتال كميكال سفارش داده بود ولي اين 2 كمپاني از فروش اين ماده شيميايي امتناع كردند[13].

براي گزارش مقامات رسمي آمريكا ، كارخانجات هند در طول دو سال گذشته ، صدها تن گاز سمي به عراق و مصر فروخته اند. سخنگوي كارخانجات هند طي گزارش اعلام داشت كه توليد فرآورده هاي تيونل كلرايد كارخانجات هند از 150 تن در 1979 مبادرت كرده است و دولت هند اعلام داشت كه تا تحريم كامل و همه جانبه جهاني هيچ گونه محدوديتي را در توليد مواد سمي خود نخواهد پذيرفت.

جنگ افزارهاي شيميايي [14]:

تعريف عوامل شيميايي :

آن دسته از مواد و ياتركيبات شيميايي را كه در صورت انتشار مناسب و تاثير شيميايي منجر به مرگ آسيب ناتواني در انسان و حيوان ويا از بين رفتن گياه مي شود را گويند.

الف )‌ناتوان كننده ها : از جمله ناتوان كننده هاي نه چندان قوي كه از آنها براي كنترل شورش استفاده مي كنند گاز اشك آور سي . اس و سي . ان و برمور بنزيل سيايند هستند از ناتوان كننده هاي قوي كه كاربرد نظامي دارند مي توان از آداميست و كلر و بيكربن ××××نام برد. به طور كلي اين عوامل سبب كاهش توان رزمي نيروهاي مقابل شده قدرت جنگيدن رااز نيروها سلب مي كند.

ب )‌عوامي زيان بخش : منظور از كاربرد اين عوامل كشش افراد به طور ارادي وعمومي نيست بلكه به ستون آوردن و ايزاي دشمن است و احتمال اينكه بخشي از قربانيان اين عوامل كشته شوند نيز وجود دارد.

معموليترين اين عوامل گاز نيتروژن موستارد و هيپريت هستند كه از اهميت كاربردي ويژه آبي برخوردارند هيپيريت كه به صورت مايع زرد رنگ با بويي شبيه به خردل است فورا تشخيص داده مي شود قدرت پراكندگي اين عوامل كم است و جزو عوامل پايدار به حساب مي آيند.

پ )‌عوامل كشنده :

1 – عوامل اعصباب عمده ترين عوامل شيميايي كشنده عوامل اعصاب هستند كه از كار افتادن نيروي محركه و مختل شدن سيستم اعصاب گرديده و در مدتي بسيار كوتاه موجب مرگ مي شوند. اين عوامل عبارت اند از : تايون ، سارين سوهان و VX.. سمي ترين ماده شيميايي بوتوليسم توكسين است كه به كاربردن اندكي از آن باعث مرگ آني مي شود.

2 – عوامل خفه كنندهء سمي از جمله عوامل خفه كننده كلر ،‌كلروبيكرين ، فشردن و كربنيل كلرايد است كه موجب خفگي و مرگ انسان مي شود. اين عوامل ترشحات فراواني را در ششها به وجود مي آورند و موجب خفگي فرد مي شوند.

3 – عوامل خون تنفس اين دسته از مواد پس از جذب شدن درخون اثر سمي خود را ظاهر مي كنند اين مواد عبارتند از :‌هيدروژن مي باشد آرسينها سياوژين كلرايد و برموميان .

ت )‌عوامل ضد گياه : عوامل ضد گياه كه امروزه در جنگ به كار مي رود به دو گروه تقسيم مي شود گروه اول شامل علف كشها و خشك كننده هاست كه به طور مستقيم برروي گياهان يا درختان اثر كرده آنها را از بين مي برند . گروه دوم ، شامل ناباررو كننده هاي خاكي است كه براي آلوده كردن زمين وجلوگيري از رويش گياه در آن  به كار مي رود .

اهميت نظامي جنگ افزارهاي شيميايي [15]:

جنگ افزارهاي شيميايي در جنگ جهاني اول از 1915 به بعد به علت كاربرد گستردهء آنها ابتدا توسط آلمانيها و سپس توسط طرف مقابل جنبهء‌استراتژيك پيدا كردند. در جنگ جهاني دوم از اين جنگ افزارها به علت مجهز بودن هردو طرف (اعم از متحدين و متفقين ) و توسل از اقدام تلافي جويانهء متقابل استفاده نشد.

لذا تا آن زمان اين جنگ افزارها به عنوان جنگ افزار انهدام جمعي در نقش استراتژيك مطرح بودند . وي پس از جنگ جهاني دوم به رغم تجهيز انباشت هردو بلوك به انواع گوناگون آن  بويژه در زمينهء دستيابي به گازهاي اعصاب از نوع تابون ، سارين و سومان به علت اقدام تلافي جويانه متقابل و در نتيجه عدم استفاده گسترده .

تجهيزات شيميايي امروزه اين امكان را به دست مي دهد كه تاثيرات قوي متمركز شده ( مرگبار)‌در زمان كوتاه درگيري و در ثانيه هاي اندكي عملي باشد . امروزه سموم عصبي كه مهمترين مادهء شميايي جنگي محسوب مي شوند بيش از حد قوي بوده علائم مسموميت آن  به سرعت ظاهر شده خيلي زود به نتيجه مي رسد اين بدان معناست كه امكان دارد نفرات را در فاصله خيلي كوتاه از ميدان جنگ به در كند.

اين حالت پس از تنفس هواي مسموم و در بعضي موارد به خصوص در حالت تك و غافلگيرانهء شميايي بلافاصله پس از چند تنفس و قبل از اينكه بتوان از ماسكهاي محافظ استفاده كرد دست مي دهد [16].

با روشن شدن امتيازات جنگ افزارهاي شيميايي به اين نكته پي مي بريم كه قدرتهيا بزرگ در زمينهء جنگ افزارهاي استراتژيك بويژه جنگ افزارهاي انهدام جمعي ( هسته اي – شيميايي و بيولوژيك )‌، همواره از برتري ويژه اي برخوردارند و اينك كه كشورهاي جهان سوم به اين جنگ افزارهاي شيميايي دست يافته اند در صدد هستند كه آنها را از صحنهء‌ نظامي خارج سازند تاب حفظ موقعيت انحصاري اهرم قويي چون جنگ افزارهاي هسته اي كماكان اين برتري را براي خود حفظ كنند موضع كشورهاي جهان سوم به ويژه كشورهاي عربي در مقابل برتري بلامشارع قدرتهاي بزرگ اين است كه خلق سلاح هسته اي ارتباط مستقيم دارد زيرااين جنگ افزارها از نوع جنگ افزارها انعدام جمعي هستند.

اين كشورها براين عقيده اند مادام كه اقدام اساسي براي خلع سلاح كامل هسته اي در سطح جهاني انجام نگيرد جنگ افزارهاي شيميايي را بايد به عنوان تنها عامل بازدارنده در مقابل جنگ افزارهاي هسته اي حفظ كرد.

روند مذاكرات خلع سلاح شيميايي:

1 – روند مذاكرات خلع سلاح شيميايي[17] :

          نزديك به دو دهه است كه تلاش همه جانبه اي براي رسيدن به مورد منع كابرد جنگ افزارهاي شيميايي در كنفرانس خلع صلاح ژنو با شركت 40 كشور در جريان است . اين سالها كنفرانس خلع سلاح شيميايي و نيز اكثريت قريب به اتفاق مجامع بين المللي تلاش گسترده اي رابراي عقد معاهدهء منع توليد توسعه تحصيل انباشات ،‌استفاده انتقال و در نهايت انهدام كليهء‌جنگ افزارهاي شيميايي آ‎غاز كرده اند .

هرچند چنين تلاشهايي هنوز به تعهده معاهده اي باضمانت اجرايي محكمي نينجاميده بااين حال بايد اذعان داشت كه تاكنون هرگز تلاش و كوشش چنين پيگير براي جلوگيري از توليد انباشت و در نهايت انهدام چنين جنگ افزارهاي مهلكي به عمل نيامده است . در جامعه بين المللي دربارهء لزوم انعقاد كنوانسيون جديد و پيش بيني انهدام انبارهاي موجود وتوقف توليدت واز بين بردن تاسيسات توليد توافق كلي وجود دارد ولي روش انجام كار مورد اختلاف است اختلافات بيشتر مربوط به نحوهء بازرسي و حصول اطمينان از رعايت مقررات كنوانسيون جديد است  .

مجمع عمومي در 19/80 ، ملي قطعنامهء‌35844 كه با 78 راس موافق 17 راي مخالف و 36 راي ممتنع به تصويب رسيد) تصميم گرفت كه تحقيقات بيطرفانه اي را براي بررسي اتهامات مربوط به استفاده از جنگ افزارهاي شيميايي در نقاط مختلف جهان به عمل آورد واز دبير كل خواست كه با كمك كارشناسان اين كار راانجام دهد ،‌ولي كارشناسان نتوانستند به نقاط مورد نظر سفر كنند و در نتيجه اين امر تحقق نيافت . در دومين اجلاس ويژهء مجتمع عمومي در مورد خلع سلاح در 1982 ، طرحهايي براي بازرسي ارائه شد و پيش نويسهايي نيز پيشنهاد گرديد.

2 – مذاكرات دوجانبه[18] :

مذاكرات دو جانبه آمريكا و شوروي را مي توان به دو مرحله جداگانه تقسيم كرد. مرحله اول در 1974 آغاز شد و در 1980 مقارن تهاجم شوروي بافغانستان و شروع دومين جنگ سرد با روي كار آمدن ريگان پايان پذيرفت .

مرحله دوم در 1985 پساز به قدرت رسيدن گورباچف شروع دورهء جديد نقش زدايي از سرگرفته شد و تاكنون ادامه يافته است .

فرآيند مذاكرات بين دو ابرقدرت همواره خارج از كنترل جامعه ميشود بااين وجود ، طرفين در سالهاي 1979 و 1980 گزارشي ناظر بر پيشرفت مذاكرات خود به كميتهء خلع سلاح ( كنفرانس خلع سلاح فعلي )‌ارائه كردند .

آمريكا و شوروي هنوز روي مسائل مربوط به شيوه و نحوهء بازرسي كنوانسيون كار مي كنند به عبارت ديگر ، در مورداين مسائل هنوز به توافق كامل نرسيده اند هريك از طرفين واقعا به حسن نيت طرف مقابل اطمينان ندارد.

به علاوه هريك معتقد است كه طرف ديگر دراجراي كنوانسيون پس از انعقاد تعهد ضريب دارد . باوجود اين دو ابرقدرت دراين زمينه به توافقهايي دست پيدا كرده اند از جمله چگونگي انجام بازرسي بنا بر درخواست [19] تنظيم جدول زماني براي انهدام جنگ افزارهاي شيميايي كه به موجب آن جنگ افزارهاي شيميايي وتجهيزات مربوط به طور سالانه نابود مي شوند اما هر كشور مي تواند مقداري از اين جنگ افزارها را براي خود تا پايان دورهء سالهء انهدام نگاه دارد بازرسيهاي مربوط به تاسيسات توليد جنگ افزارهاي شيميايي رامي توان پيش از انعقاد رسمي يك قرارداد انجام داد.

هدف اصلي در صنايع شيميايي انجام فرآيندهاي فيزيكي و شيميايي برروي موادخام به منظور توليد محصولات مفيد و با ارزش است . از آنجا كه اين فرآيندها دستاورد علم شيمي است لذا مشاهدهء صنايع شيميايي بر مباني علم شيمي كه موضوع آن پژوهش در ساختمان ماده و تغييرات شيميايي آن مي باشد ،‌استوار مي شود.

رانش بشر از شيمي و فرآيندهاي آن ريشه در روزگاران قديم دارد از جملهء اين دانسته ها كه نقش مهمي در هدف اصلي در صنايع شيميايي انجام فرآيندهاي فيزيكي و شيميايي برروي مواد خام به منظور توليد محصولات مفيد و با ارزش است . از آنجا كه اين فرآيندها دستاورد علم شيمي است لذا مشاهدهء صنايع شيميايي برمباني علم شيمي كه موضوع آن پژوهش در ساختمان ماده و تغييرات شيميايي آن مي باشد استوار مي شود. رانش بشر از شيمي و فرآيندهاي آن ريشه در روزگاران قديم دارد.

از جملهء‌اين دانسته ها كه نقش مهمي در پيشرفت فرهنگ و تمدن داشته علم استخراج فلزات است كه در حدود 7 هزار سال پيش درايران و افغانستان آغاز شد به دنبال تهيهء فلزاتي چون مس ، قلع روي و سپس آهن بسياري از آلياژهاي آنها كاربردهاي گسترده ي يافتند.

به اين ترتيب ، براثر استفاده تحول بازيافت فلزات داشت كيمياگري و اين احساس را كه مواد به صورت غير قابل پيش بيني و مرموزي متغير و قابل تبديل به يكديگرند به وجود‌آورند واژهء كيميا[20] از واژهء يوناني Chyma به معني گداختن يا قالب ريزي فلز اقتباس شده است بدون شك نام دانس شيمي امروزي از همين واژه گرفته است .

اگرچه كيمياگراني در تلاش خود براي تبديل فلزات كم بها به ملل به جاي نرسيدند ولي به كشف بسياري از تركيبات وواكنشهاي شيميايي موفق شدند كه كمك شاياني به پيشرفت علم شيمي در دوره هاي بعد كرد و مبناي تحقيقات آيندگان شد.

كيمياگران اسلامي نيز طي آزمايشهاي خود به نتايج بزرگي دست يافتند و موفق به كشف تعداد زيادي از عناصر و مواد شيميايي شدند. دانشمندان اسلامي در شيمي صنعتي شيمي پزشكي و و كاني شناسي و بسياري از امور وي كه به نحوهء به علم شيمي مربوط مي شود كه داراي تحقيقات و تجربيات مهمي بودند.

تحقیق درباره خوردگي فلزات

تخريب فلزات با عوامل غير خوردگي

فلزات در اثراصطکاک ،سايش و نيروهاي وارده دچار تخريب مي‌‌شوند که تحت عنوان خوردگي مورد نظر ما نيست.

فرايند خودبه‌خودي و فرايند غيرخودبه‌خودي

خوردگي يک فرايند خودبخودي است،يعني به زبان ترموديناميکي در جهتي پيش مي‌‌رود که به حالت پايدار برسد. البتهM⁺ⁿمي‌‌تواند به حالتهاي مختلف گونه‌هاي فلزي با اجزاي مختلفظاهر شود. اگرآهن را در اتمسفر هوا قراردهيم، زنگ مي‌‌زند که يک نوع خوردگي و پديده‌اي خودبه‌خودي است. انواع موادهيدروکسيدي و اکسيدي نيز مي‌‌توانند محصولات جامد خوردگي باشند که همگي گونه فلزيهستند. پس در اثر خوردگي فلزات در يک محيط که پديده‌اي خودبه‌خودي است، اشکال مختلفآن ظاهر مي‌‌شود.

بندرت مي‌‌توان فلز را بصورت فلزي وعنصري درمحيط پيدا کرد و اغلب بصورتترکيبدرکاني‌ها و بصورتکلريدها و سولفيدها و غيره يافت مي‌‌شوند و ما آنها را بازيابي مي‌‌کنيم. به عبارتديگر ، با استفاده ‌از روشهاي مختلف ، فلزات را از آن ترکيبات خارج مي‌‌کنند. يکياز اين روشها ، روشاحياي فلزاتاست. بعنوان مثال ، برايبازيابيمس از ترکيبات آن ، فلز را بصورتسولفات مس از ترکيبات آن خارج مي‌‌کنيم يا اينکهآلومينيوم موجود در طبيعت را با روشهاي شيميايي تبديل به ‌اکسيد آلومينيوم مي‌‌کنند و سپس باروشهايالکتروليزمي‌‌توانند آن را احياکنند.

براي تمام اين روشها ، نياز به صرف انرژي است که يک روش و فرايندغيرخودبه‌خودي است و يک فرايند غيرخودبه‌خودي هزينه و مواد ويژه‌اي نياز دارد. ازطرف ديگر ، هر فرايند غير خودبه‌خودي درصدد است که به حالت اوليه خود بازگردد، چراکه بازگشت به حالت اوليه يک مسير خودبه‌خودي است. پس فلزات استخراج شده ميل دارندبه ذات اصلي خود باز گردند.

در جامعه منابع فلزات محدود است و مسير برگشتطوري نيست که دوباره آنها را بازگرداند. وقتي فلزي را در اسيد حل مي‌‌کنيم و يا درو پنجره دچار خوردگي مي‌‌شوند، ديگر قابل بازيابي نيستند. پس خوردگي يک پديده مضر وضربه زننده به ‌اقتصاد است.

جنبه‌هاي اقتصادي فرايند خوردگي

برآوردي که در مورد ضررهاي خوردگي انجامگرفته، نشان مي‌‌دهد سالانه هزينه تحميل شده از سوي خوردگي ، بالغ بر 5 ميليارددلار است. بيشترين ضررهاي خوردگي ، هزينه‌هايي است که براي جلوگيري از خوردگي تحميلمي‌‌شود.

پوششهاي رنگها و جلاها

ساده‌ترين راه مبارزه با خوردگي ، اعمال يک لايهرنگ است. با استفاده ‌ازرنگها بصورت آستر و رويه ، مي‌‌توان ارتباطفلزاترا با محيط تا اندازه‌اي قطع کرد و درنتيجه موجب محافظت تاسيسات فلزي شد. به روشهاي ساده‌اي مي‌‌توان رنگها را برويفلزات ثابت کرد که مي‌‌توانروش پاششيرا نام برد. به کمک روشهاي رنگ‌دهي ،مي‌‌توان ضخامت معيني از رنگها را روي تاسيسات فلزي قرار داد.

آخرين پديدهدرصنايع رنگ سازيساخترنگهاي الکتروستاتيکاست که به ميدانالکتريکي پاسخ مي‌‌دهند و به ‌اين ترتيب مي‌توان از پراکندگي و تلف شدن رنگ جلوگيريکرد.

پوششهاي فسفاتي و کروماتي

اين پوششها کهپوششهاي تبديليناميدهمي‌‌شوند، پوششهايي هستند که ‌از خود فلز ايجاد مي‌‌شوند. فسفاتها و کروماتهانامحلول‌اند. با استفاده ‌از محلولهاي معيني مثلاسيدسولفوريک با مقدار معيني از نمکهاي فسفات ، قسمت سطحي قطعات فلزي را تبديل بهفسفات يا کرومات آن فلز مي‌‌کنند و در نتيجه ، به سطح قطعه فلز چسبيده و بعنوانپوششهاي محافظ در محيط‌هاي خنثي مي‌‌توانند کارايي داشته باشند.

اين پوششهابيشتر به ‌اين دليل فراهم مي‌‌شوند که ‌از روي آنها بتوان پوششهاي رنگ را بر رويقطعات فلزي بکار برد. پس پوششهاي فسفاتي ، کروماتي ، بعنوان آستر نيز در قطعاتصنعتي مي‌‌توانند عمل کنند؛ چرا که وجود اين پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم‌ترمي‌‌سازد. رنگ کم و بيش داراي تحلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمي‌‌تواند ازخوردگي جلوگيري کند.

پوششهاي اکسيد فلزات

اکسيد برخي فلزات بر روي خود فلزات ، از خوردگيجلوگيري مي‌‌کند. بعنوان مثال ، مي‌‌توان تحت عوامل کنترل شده ، لايه‌اي از اکسيدآلومينيوم بر رويآلومينيوم نشاند. اکسيد آلومينيوم رنگ خوبي دارد و اکسيد آن به سطح فلز مي‌‌چسبد و باعثمي‌‌شود که ‌اتمسفر به‌ آن اثر نکرده و مقاومت خوبي در مقابل خوردگي داشته باشد. همچنين اکسيد آلومينيوم رنگ‌پذير است و مي‌‌توان با الکتروليز و غوطه‌وري ، آن رارنگ کرد. اکسيد آلومينيوم داراي تخلخل و حفره‌هاي شش وجهي است که باالکتروليز، رنگ در اين حفره‌ها قرارمي‌‌گيرد.

همچنين با پديده ‌الکتروليز ،آهن را به‌اکسيد آهنسياه رنگ (البته بصورت کنترلشده) تبديل مي‌‌کنند که مقاوم در برابر خوردگي است که به آن "سياه‌کاري آهن يافولاد" مي‌‌گويند که در قطعات يدکي ماشين ديده مي‌‌شود.

پوششهاي گالوانيزه

گالوانيزهکردن (Galvanizing) ، پوشش دادن آهن وفولاد باروي است. گالوانيزه ، بطرقمختلف انجام مي‌‌گيرد که يکي از اين طرق ،آبکاري با برقاست. در آبکاري با برق ،قطعه‌اي که مي‌‌خواهيم گالوانيزه کنيم،کاتد الکتروليز را تشکيل مي‌‌دهد و فلز روي درآند قرار مي‌‌گيرد. يکي ديگر از روشهاي گالوانيزه ، استفاده ‌از فلز مذاب يا روي مذاباست. روي داراينقطه ذوبپاييني است.

در گالوانيزهبا روي مذاب آن را بصورت مذاب در حمام مورد استفاده قرار مي‌‌دهند و با استفاده ‌ازغوطه‌ور سازي فلز در روي مذاب ، لايه‌اي از روي در سطح فلز تشکيل مي‌‌شود که به‌اين پديده ، غوطه‌وري داغ (Hot dip galvanizing) مي‌گويند. لوله‌هايگالوانيزه در ساخت قطعات مختلف ، درلوله کشي منازلو آبرساني و ... مورداستفاده قرار مي‌‌گيرند.

پوششهاي قلع

قلعازفلزاتياست که ذاتا براحتي اکسيد مي‌‌شود واز طريق ايجاد اکسيد در مقابل اتمسفر مقاوم مي‌‌شود و در محيطهاي بسيار خورنده مثلاسيدها و نمکها و ... بخوبي پايداري مي‌‌کند. به همين دليل در موارد حساس که خوردگيقابل کنترل نيست، از قطعات قلع يا پوششهاي قلع استفاده مي‌‌شود. مصرف زياد اين نوعپوششها ، درصنعت کنسروسازيمي‌‌باشد که بر روي ظروفآهني اين پوششها را قرار مي‌‌دهند.

پوششهايکادميم

اين پوششها بر روي فولاد از طريق آبگيري انجام مي‌‌گيرد. معمولا پيچ ومهره‌هاي فولادي با اين فلز ، روکش داده مي‌‌شوند.

فولاد زنگ‌نزن

اين نوع فولاد ، جزو فلزات بسيار مقاوم در برابر خوردگي استو درصنايع شير آلاتمورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين نوع فولاد ، آلياژ فولاد باکروم مي‌‌باشد و گاهينيکل نيز به ‌اين آلياژاضافه مي‌‌شود.

آهن گالوانيزه

ماهيت آهن گالوانيزه

در آهن گالوانيزه ، بين آهن و روي ،پيلي الکتروشيمياييتشکيل مي‌شود که در آنروي به جاي آهن به عنوانآند بکار مي‌رود و آهن به عنوانکاتد. روي در آند اکسيد مي‌شود چون فلزي پست‌تر يا فعالتر از آهن است و داراي پتانسيلاحياء کمتري از آهن است و پتانسيل اکسيد بيشتري از آن دارد.

حلبي

در حلبي هايي که از آن ، قوطي مي‌سازند، عمل معکوسي انجام مي‌شود. درحلبي، بر روي آهن ، پوششقلع بکار رفته است و عملمعکوس آهن گالوانيزه انجام مي‌شود. چون آهن فلزي فعالتر از قلع است و پتانسيل احياءقلع بيشتر از آهن است و به عنوان کاتد در حلبي به کار مي‌رود و آهن آند مي‌شود. البته در صورتي که پوشش قلع بشکند،خوردگيآهن در زير اين پوشش پيش مي‌رود.

علت استفاده از آهن گالوانيزه

علت استفاده و ايجاد آهنهاي گالوانيزه ،پديده خوردگي آهن است. خوردگي آهن زيانهاي اقتصادي فاحشي دارد. هزينه سالانه تعويضآهن‌ آلات زنگ زده در جهان مقادير زيادي را بخود اختصاص مي‌دهد. فرآيند زنگ زدن آهنماهيتالکتروشيميايي دارد.

خوردگي يا زنگ زدن آهن فقط در حضوراکسيژن وآب صورت مي‌گيرد. در جايي بر سطح جسم آهني، اکسايش آهن انجام مي‌شود و آند را تشکيلمي‌دهد و در جايي ديگر سطح آن جسم که (O₂(g و H₂O وجود دارد،کاهش انجام مي‌شود و کاتد را تشکيل مي‌دهد و در نتيجه اين عمل، ايجاد يک سلولولتايي ياپيل ولتايييا الکتروشيميايي بسيار کوچکاست. الکترونهاي توليد شده در ناحيه آندي در ميان آهن بسوي ناحيه کاتدي حرکتمي‌کند.

کاتيونها ، يعني يونهاي Fe⁺² که در آن آند توليد شده‌اند در آب موجود بر سطح جسمبسوي کاتد مي‌روند. آنيونها يعني يونهاي^-OH که در کاتد توليد شده‌اند، به طرف آند حرکت مي‌کنند. اين يونها در جايي ميان دو ناحيه بهم مي‌رسند و Fe(OH)₂ بوجودمي‌آورند.

اما "آهن II هيدروکسيد" در حضور رطوبت و اکسيژن پايدارنيست. اين هيدروکسيد به نوبه خوداکسيدو به "آهن III هيدروکسيد" تبديل مي‌شود که در واقع "آهن III اکسيد آبپوشيده" ، Fe₂O₃.xH₂O يازنگ آهناست.

جاهايي که جسم آهني زنگزده گود شده ‌است ،نواحي آندييا جاهايي هستند که آهن بصورت يونهاي Fe⁺² در محلول وارد مي‌شوند. نواحي کاتديجاهايي هستند که بيشتردر معرض رطوبت و هوا هستند ، زيرا (O₂(g و H₂O در واکنشکاتدي دخالت دارند. زنگ آهن هميشه در نقاطي نسبتا دورتر از جاهاي گود شده (مياننواحي آندي و کاتدي) ايجاد مي‌شود.

اثر آب نمک

آب نمک ، زنگ زدن را تسريع مي‌کند، زيرا يونهاي موجود در آب بهانتقال جريان در سلولهاي ولتايي يا پيلهاي ولتايي کوچکي که بر سطح آهن برقرارشده‌است، کمک مي‌کند. بنظر مي‌رسد که بعضي از يونها ، مثلا^-Cl وکنشهايالکترودي را کاتاليز مي‌کنند.

اثر ناخالصيها

ناخالصيهاي موجود در آهن نيز سبب پيشرفت زنگ زدگي مي‌شوند،آهن بسيار خالص به سرعت زنگ نمي‌زند. بعضي از انواع ناخالصيها، کشيدگي ها ونقصهاي بلوريموجود در آهن با جذبالکترونها آنها را از ناحيه‌هايي که جايگاههاي آندي مي‌شوند، دور مي‌کنند.

طريقه گالوانيزاسيون

درگالوانيزاسيون، فلز فاسد شدني را در مذاب يک فلزفاسد ناشدني فرو مي‌برند و بيرون مي‌آورند تا سطح آن از يک لايه فلز فاسد نشدنيپوشيده شود. مثلا ورقه هاي نازک آهني را در مذاب فلز روي فرو مي‌برند و بيرونمي‌آورند تا سطح آنها از فلز روي پوشيده شود و آهن سفيد يا آهن گالوانيزه تهيه شود.

موارد استفاده از آهن گالوانيزه

از آهن گالوانيزه در ساختن لوازمي مثللوله بخاري،کانال کولر،کابينتآشپزخانه،شيرواني منازل،لوله‌هاي آبو هر جا که احتمال خوردگي آهن و خسارتوجود دارد، استفاده مي‌شود.

حفاظت کاتدي

ديد کلي

بطور کلي ،فلزات سه دسته‌اند. يک دسته ،آنهايي که مثلاطلا وپلاتين ،در مجاورت هوا اکسيد نمي‌شوند و نيازي به محافظت ندارند.

دسته دوم ، آنهاييکه وقتي در مجاورت هوا قرار مي‌گيرند، اتمهاي سطحشاناکسيد مي‌شوند، ولي اکسيد آنها مقاوم است و چسبيده بهفلز باقي مي‌ماند و خود لايهمحافظي براي فلز مي‌شود. اين گونه فلزات هم نيازي به محافظت ندارند. مثل Zn ، Al ، CO ، Ni ، Sn ، Cr و نظيرآنها.

دسته سوم فلزاتي که وقتي سطح آنها در مجاورت هوا اکسيد مي‌گردد، اکسيدآنها متخلخل است و به فلز نمي‌چسبد و از بدنه فلز کنده مي‌شود که فلز به تدريج فاسدشده ، از بين مي‌رود؛ مثلآهن. اينگونه فلزات را بهروشهاي متفاوت از زنگ زدن محافظت مي‌نمايند، روشهايي مثل رنگ زدن ، زدن ضد زنگ ،چرب کردن سطح فلز بوسيله يک ماده روغني مانندگريس ، لعاب دادن ، آبفلز کاري و حفاظت کاتدي.

اصول حفاظت کاتدي

در کنار فلز فاسد شدني ، يک فلز با پتانسيل احياء کمترقرار مي‌دهند تا اگر اين دو فلز باهم يکپيل الکتروشيمياييتشکيل دادند، فلز دارايEاحياي بيشتر، در نقشکاتد پيل قرار گيرد وخورده نشود. در اين پيل ، فلز دارايEکمتر خورده مي‌شود و فلز مقابلش را ازخطرزنگ زدن مي‌رهاند. اين طريقه حفاظت راحفاظتکاتديمي‌نامند.

امروزه ، بدنه کشتيها ، پايه‌هاي اسکله‌ها ولوله‌هاي انتقالنفت وگاز را که در زير زمين کارمي‌گذارند، با همين روش حفاظت مي‌نمايند. مثلا در کنار آهن ، فلزمنيزيم قرار مي‌دهند که منيزيم ،الکترون مي‌دهد و خورده مي‌شود.

آب فلز کاري

آب کاري فلزات به دو روش صورت مي‌گيرد:

گالوانيزاسيون

در اين روش ، فلز فاسد شدني را در مذاب يک فلز فاسد نشدنيفرو مي‌برند و بيرون مي‌آورند تا سطح آن از يک لايه فلز فاسد نشدني پوشيده شود. مثلا ورقه‌هاي نازک آهني را در مذاب فلزروي فرو مي‌برند و بيرونمي‌آورند تا سطح آنها از فلز روي پوشيده شود و به اين طريق ورقه‌هايآهنسفيدياآهنگالوانيزه تهيه مي‌نمايند که در ساختن لوازمي مثلا لوله بخاري ، کانال کولر ،شيرواني منازل و از اين قبيل بکار مي‌رود. لوله‌هاي آب هم ،آهن سفيدهستند.

اگر ورقه‌هاي آهني را درقلع مذاب بزنيم و بيرون آوريمو سطح آنها را قلع اندود کنيم،حلبيبدست مي‌آيد که از آن در ساختن قوطيمواد غذايي ، نظير کنسروها استفاده مي‌گردد.

الکتروليز

در اين روش ، فلز آب گيرنده يا فاسد شدني را بجايکاتدوفلز پوشش دهنده را بجايآند قرار مي‌دهند و در ظرفالکتروليز، محلولي از يک نمک فلز آب دهنده (فلز پوشش دهنده) را به عنوانالکتروليتمي‌ريزند. با برقراري جريان ،اتمهاي فلز آب دهنده (فلز پوشش دهنده) به صورت يون مثبت از آند کنده مي‌شود و ازطريق الکتروليت ، بطرف کاتد يا آب گيرنده (فلز مورد آبکاري) رفته ، از آن الکترونمي‌گيرند و مجددا به صورت فلز در آمده ، بر سطح فلز (موردآبکاري) مي‌نشينند و تمامي سطح آن رامي‌پوشانند.

به عنوان نمونه در آب فلز کاري يک قاشقمسي در نقش کاتد و نقره درنقش آند است. قاشق مسي را به کاتد وصل مي‌کنيم و الکتروليت مي‌تواند محلول نيتراتنقره باشد. اتمهاي نقره به صورت يوناز ورقهنقره‌اي جدا شده و بسوي قاشق مسي مي‌روند. از آن الکترون مي‌گيرند و به صورت اتمدر آمدهبر سطح قاشق مي‌نشينند.

زيرا با اين که در آب ، يونهم وجوددارد، يونهايدر رقابتبا يونهايبرندهمي‌شوند و به کاتد مي‌روند. در رقابت ميان يونهاي،نيزيونهايبرندهشده ، به آند مي‌روند و الکترون اضافي خود را از دست داده و گازاکسيژن توليد مي‌نمايند.

تفاوت آهن گالوانيزه و حلبي

اگر سطح آهن سفيد خراش بردارد، آهن و روي باهمپيل الکتروشيمياييتشکيل مي‌دهند. در اين پيل ، روي خرده مي‌شود، زيراپتانسيل احياء روي از پتانسيل احياء آهن کمتر است. اما اگر سطح حلبي خراش بردارد،قلع و آهن باهم پيل الکتروشيميايي تشکيل مي‌دهند. در اين پيل ، آهن خورده مي‌شود،زيرا پتانسيل احياء قلع از پتانسيل احياء آهن بيشتر است و آهن در نقش آند پيل عملمي‌کند و از بين مي‌رود که اين طريقه زنگ زدن رازنگ زدن الکتروشيمياييمي‌نامند.

روئين شدن

بايد بدانيم که آهن ، در محيط مرطوب و اکسيژن‌دار زنگ مي‌زند وزنگ توليد شده ،اکسيد آهن III آبداراست که فرمول آن را معمولا بصورتومي‌نويسند. چون مقدار آب آن در همه موارد يکسان نيست، اغلب موارد آن را به صورتونشانمي‌دهند. محيط اسيدي (مثلا هواي دارايو) درمجاورت با فلزي که تمايل کمتري براي از دست دادن الکترون دارد، به زنگ زدن يک فلزکمک مي‌نمايد.

روئين شدنياپاسيو شدنبعضي از فلزات را مربوطبه تشکيل لايه‌اي از اکسيد مي‌دانند که سطح فلز را مي‌پوشاند و در اسيد حل نمي‌شود. در مورد آهن که اکسيد مغناطيسيتشکيلمي‌دهد، اين اکسيد در بعضي اسيدها حل نمي‌شود.