تحقیق درباره الکتروفورز

مروزه الكتروفورز شايد اصلي ترين تكنيك براي جداسازي ملكولها در آزمايشگاه‌هاي سلولهاي زيستي است. زيرا تكنيك قدرتمندي است و هنوز به طور معقولانه اي آسان و ارزان است و خيلي آسان و پيش پا افتاده شده است. علي رغم بسياري  از آرايش هاي فيزيكي براي دستگاه ها و صرف نظر از محيطي كه ملكولها اجازه مهاجرت در آن دارند جداسازي با الكتروفورز به توزيع بار در ملكولي كه جداسازي مي شود بستگي دارد. الكتروفورز مي تواند يك بعدي يا دو بعدي باشد. الكتروفورز يك بخشي براي جداسازي اغلب پروتئين‌هاي روتين و اسيد نوكلئيك استفاده مي شود. بخش دوم الكتروفورز براي جداسازي پروتئين هايي كه در اثر انگشت هستند استفاده مي شود. محيط كمكي براي الكتروفورز مي تواند در ژل در لوله يا در ورقه هاي صاف خوابيده تشكيل شود لوله ها براي جداسازي يك بعدي استفاده مي شوند و زماني كه ورقه ها فضاي سطحي بلندي را اشغال مي كنند براي جداسازي دو بعدي بهترند. شكل 1-4 نوعي واحد الكتروفورز ورقه اي تخت را نشان مي دهد. زماني كه  ديترجنت SDS سديم دو دسيل سولفات با پروتئين ها استفاده مي شود، همه پروتئين ها داراي بار منفي مي شوند به وسيله وابستگي به آنيون سديم دودسيل سولفات در زمان جدا سازي با ژل پلي آكريلاميد طرز عمل و رويه با پلي آكريلاميد ژل الكتروفورز خلاصه مي شود اين تكنيك براي تعيين وزن مولكولي استاندارد شده است. ژل هاي پلي آكريلاميد از پليمريزه كردن دو تركيب تشكيل شده اند. آكريلاميد و N , N متيلن بيس آكريلاميد.

بيس در اينجا عامل پيوند دهنده براي ژل هاست. پليمريزاسيون با اضافه كردن آمونيوم پرسولفات در زماني كه همچنين دي متيل آمينوپرپيونيتريل يا N , N , N , N تترامتيل اتيل انديامين آغاز مي شود. ژل ها خنثي و هيدروفيل هستند و شبكه سه بعدي از هيدروكربن هاي طولاني كه به وسيله گروه هاي متيلن به هم وصل شده اند تشكيل شده است جداسازي ملكول ها در ژل بستگي به اندازه منفذها و سوراخهاي تشكيل شده در ژل دارد. اندازه سوراخهاي ژل به وسيله دو فاكتور تعيين مي شوند. %T كه مقدار درصد آكريلاميد را نشان مي دهد. %30 كه مقدار درصد پيوند دهنده را نشان مي دهد. هر چه مقدار كل آكريلاميد افزايش يابد اندازه منفذ ژل كاهش مي يابد. پيوند دهنده هاي با 5% C كوچكترين اندازه منفذ را مي دهد. هر افزايش يا كاهش در %C باعث افزايش در اندازه منفذ مي شود. كل آكريلاميد داده شده بعنوان نسبت درصد وزن به حجم از آكريلاميد+بيس آكريلاميد است.

پروتئين ها با وزن مولكولي در محدوده ده هزار يا يك ميليون با 2/71% ژل هاي آكريلاميد جداسازي مي شوند. زماني كه پروتئين ها با وزن ملكولي بالاتر نيازمند تمركز ژل آكريلاميد پايين تر هستند برعكس ژل هاي 30% براي جداسازي پلي پپتيدهاي كوچك استفاده مي شود.

تمركز بيشتر ژل باعث كوچكتر شدن اندازه منفذ ژل و جداسازي بهتر ملكولهاي كوچك مي شود. درصد ژل مورد استفاده بستگي به وزن مولكولي پروتئين مورد جداسازي دارد.

ژل هاي 5درصد براي پروتئين هايي در محدوده 60000 تا 200000 دالتون استفاده مي شوند. ژل هاي ده درصد براي پروتئين هاي 16000 تا 70000 دالتون استفاده مي شوند و ژل هاي پانزده درصد براي پروتئين هاي 12000 تا 45000 دالتون استفاده مي شوند.

سيستم هاي كاتيوني و آنيوني

در الكتروفورز پروتئين ها در يك بار پايه جداسازي مي شوند و بار پروتئين مي تواند مثبت يا منفي باشد.بسته به PH بافر. در عمليات معمولي ستون حاوي ژل قيمت بندي شده در سه قسمت  شامل: 1- ژل جدا كننده 2- ژل توده شده 3- ژل نمونه . ژل نمونه ممكن است حذف بشود و نمونه از طريق غليظ شدن محيط غير هدايتي مانند ساكاروز به وجود بيايد. الكترودها به دو انتهاي ستون متصل مي شوند و جريان الكتريكي از طريق ژل جزءبندي شده عبور مي كند. اگر الكترودها به صورت بالا آرايش پيدا كنند حمام بالايي كاتد و حمام پايين آند (+) است.

آنيون ها اجازه دارند كه به سمت آند بروند و به اين سيستم آنودي مي گويند. كاتيون ها اجازه دارند كه به سمت كاتد بروند و به اين سيستم كاتدي مي گويند.

سيستم هاي لوله اي و ورقه اي

در طراحي پروتكل الكتروفورز دو سيستم نزديك به هم طراحي شده است يكي ستون الكتروفورز كه از ژلهاي لوله مانند در لوله هاي شيشه اي تشكيل شده است و ديگري ژل هاي تخت كه از ژل تخت بين دو صفحه شيشه اي تشكيل شده است. مزاياي ژل هاي تيوبي در حركت ملكولها از طريق ژل ها كمتر مستعد و مهياست تا حركت افقي و بنابراين گسترش آرامي در تجزيه و تحليل باندها به خصوص در پروتئين ها وجود دارد و از نظر اقتصادي هم  به صرفه است زيرا نسبتا آسان است براي ساختن اين سيستم مي توان در خانه از مواد قابل دسترس استفاده كرد. با وجود اينكه ژل هاي تخت مزايايي دارند كه اجازه مي دهند براي تجزيه هاي دو بعدي از آنها استفاده شود جدا كردن چندين نمونه به طور همزمان در يك ژل وجود دارد. ژل هاي تخت طوري طراحي شده اند كه چندين راه باريك دارند كه نمونه ها به طور موازي حركت كنند. اندازه و تعداد راه ها مي تواند مختلف باشد زماني كه نمونه ها در يك محيط حركت مي كنند كمترين همانندي نمونه هاي مختلف منجر به تغييرات جزئي در ساختار ژل مي شود. ژل تخت تكنيكي براي تجزيه هاي لكه‌اي و تجزيه هاي اتوراديوگرافيك است. نتيجتا براي عمليات آزمايشگاهي روزمره مثل تجزيه نوكلئيك اسيدها و كنترل هاي آنتي ژني ژل هاي تخت مناسبند. قابليت استفاده و قيمت تجاري ژل تخت باعث استفاده بيشتر از اينها شده و به ندرت از ژل لوله اي استفاده مي شود. تئوري و عمليات ژل تخت با ژل لوله اي الكتروفورز يكسان است و اين كه از كدام سيستم استفاده كنيم بستگي بيشتر به تجهيزات موجود دارد.

سيستم هاي ژل دنباله دار و بدون دنباله

استفاده اصلي از ژل ها بعنوان محيط جدا كننده كه شامل استفاده از يك ژل با پوشش PH است. مولكولها به وسيله حركتشان در پايه از طريق ماتريكس ژل تنها جدا مي شوند اين سيستم امروزه فقط گاهي در آزمايشگاهها استفاده مي شود. و با سيستم هاي ژل چندتايي بدون دنباله جايگزين شده است. در سيستم هاي ژل چندتايي ژل جدا كننده به ژل توده اي و ژل نمونه انتخابي اضافه مي شود. اين ژل ها مي توانند تجمع متفاوتي در يك محيط كمكي داشته باشند. يا ممكن است به طور كلي عامل هاي متفاوتي داشته باشند. تفاوت كليدي در جداسازي ملكولها زماني كه آن ها به ژل جدا كننده وارد مي شوند است ژل جدا كننده تجمع خواهند كرد. اين منطقه در ژل توده كننده در محدوده ميكرون تا ميليمتر است. زماني كه پروتئينها در باندهاي تجمع توده مي شوند آنها به مهاجرت ادامه مي دهند براي رسيدن به ژل جداكننده تا باندهاي باريك تشكيل دهند. باندها سپس از يكديگر جدا مي شوند.

ژل PH بدون دنباله

ابتدا باندهاي پروتئين به ژل جدا كننده وارد مي شوند جداسازي باندها با يون هاي عبوري از طريق ستون ژل در جفت افزايش مي يابد هر يون در اين جفت داراي پلاريته بار يكسان مانند پروتئين هستند. ولي متفاوت در بزرگي بار هستند. يك يون بزرگي بار بيشتي از پروتئين دارد. در حالي كه ديگري بزرگي بار كمتري از پروتئين دارد. يوني كه بار بيشتري دارد تندتر حركت مي كند و بنابراين يون رهبر خواهد بود و يون با بار كمتر يون دنباله رو خواهد بود در سيستم هاي آنيوني يونهاي كلر و گليسينات از مخزن بافر (تريس گليسين) مشتق مي شوند يون رهبر معمولا كلر و گليسينات يون دنباله رو است طرح اين سيستم آنيوني در شكل 4-3 نمايش داده شده است. يون كلر اول به ژل جدا كننده وارد مي شود و به سرعت از ژل خارج مي شوند سپس پروتئين و بعد يون گليسينات يون گليسينات پروتئين را خارج مي سازد و در آخر يك پوشش گراديان ولتاژ خطي با ژل مي سازد. پروتئين ها سپس خودشان را با اين شيب بر طبق بار و اندازه شان جور مي كنند.

ژل هاي آگارز

زماني كه ژل هاي آكريلاميد براي تجزيه پروتئين ها استاندارد شدند آنها كمتر براي اسيدهاي نوكلئيك با وزن مولكولي بالا مناسب بوده اند به اين منظور براي جداسازي مناسب اين مولكولهاي بزرگ تجمع آكريلاميد نياز به كاهش تا سطحي كه مايع باقي بماند دارد.

ژلها مي توانند تشكيل بشوند با وجود اينكه آگارز اضافه شود (آگارز يك پلي ساكاريد طبيعي است) براي كاهش تجمع آكريلاميد. با اضافه كردن آگارز تجمع آكريلاميد 5% مي شود و مي توان براي ملكولهاي با وزن ملكولي بالاتر از 10 دالتون جداسازي كرد. اين روش مخصوصا براي جداسازي ترتيب طولاني از DNA مفيد است. امروزه ژل هاي آگارز- آكريلاميد به طور گسترده در آزمايش‌گاه‌هاي ژنتيك براي تعيين نقشه ژن ها استفاده مي شود اين فصل بروي جداسازي پروتئين ها متمركز است.

ترمينولوژي براي تكنيكهاي تجزيه اي، مهاجرت الكتروني با لوله موئينه:

تكنيهاي مهاجرت الكتروني با لوله موئينه به طور افزاينده اي در شيمي تجزيه محبوب و مهم شده اند به خصوص در بيوتجزيه . بعضي از ترمينولوژي هاي وابسته در كاغذ يافت مي شوند در ترمينولوژي الكتروفورز در شيمي كلينيكي. اما در بسياري از موارد اينها براي تكنيكها كاپيلاري كاربردي نيستند و در تعاريف آيوپاك به حساب نمي آيند. در 1994 آقاي KNOX مقاله اي را در زمينه تكنيكهاي جداسازي الكتروني منتشر كرد اما اين مقاله هماهنگ با فهرست علائم كروماتوگرافي آيوپاك نبود مقاله جاري بحث مي كند و تعريف مي كند جمله هاي وابسته مورد نياز در تامين جاري، شامل نامهاي تكنيكهاي مختلف كه در اصول مهاجرت الكتروني استفاده مي شود و آن بايد مورد توجه قرار بگيرد كه تعداد موارد مرزي موجود با ترتيب و احترام به نامگذاري تكنيك هاي مخصوص اقدام كند. جداسازي با تكنيك هاي مهاجرت الكتروني كاپيلاري در لوله موئينه باريك به وسيله اعمال ميدان الكتريكي قوي به دست مي آيد اين تكنيكها شامل كاپيلاري الكتروفورز و مشتقات تكنيكهاي مهاجرت الكتروني كاپيلاري است كه بر پايه اصول جداسازي متفاوت اند. در بعضي موارد اين اصول داراي هم پوشاني هستند. ميسلار كاپيلاري الكتروفورز براي جداسازي يونهاي كوچك آلي و معدني و پليمرها رنگها، منفجر كننده ها، پروتئينها، پپتيدها و اسيدهاي نوكلئيك استفاده مي شود. جريان الكترواسمز براي جداسازي همكاري مي كنند اگر چه هميشه مورد نياز نيست. جريان الكتروسمز از تاثير ميدان الكتريكي بر روي بارها در قسمت پخش شده در لايه دوگانه در سطح داخلي كاپيلاري به وجود مي آيند براي مثال در كاپيلاري فيوز سيليكا در برخورد با بافر در PH بالاي 2 سطح گروه هاي سيلانول دپروتونه شده و پروتون از دست مي دهند و ديواره كاپيلاري بار منفي پيدا مي كند. اين گروه ها اتمسفر يوني را بالا مي برند كاربرد ميدان الكتريكي در كاپيلاري باعث مي شود يونهاي داراي بار مثبت به سمت كاتد حركت كنند و آنيونها به سمت آند حركت كنند مزاياي الكترواسمز شامل موارد زير است:

1- جداسازي خوب است

2- زمان جداسازي كوتاه است

3- مقدار نمونه مورد نياز بسيار كم است

4- هزينه تجزيه اي كم است

طول كاپيلاري بين 20 تا 100 سانتيمتر و قطر داخلي 20 تا 100 ميكرومتر استدر جداسازي ملكولهاي كوچك كاپيلاري فيوزسيليكاي غير پوشش دار استفاده مي شود. دما و PH و قدرت يوني محلول روي توزيع تاثير مي گذارد. در آينده كانالهاي ميكرو با ساختار چيپ مانند براي تكنيكهاي مهاجرت الكتروني كاپيلاري با گسترش نانوتكنولوژي استفاده مي شود. اضافه شونده هايي مثل حلال هاي آلي- سيكلودكسترين يا پليمرها براي كنترل مهاجرت يا توليد پيك تيز به كار مي روند. سيكلودكسترين همچنين بعنوان قسمتي از پوشش ديواره نيز به كار مي رود. با استفاده از ملكولهاي انتخاب گر كايرال در سيستم ژل مي توانيم ملكولهاي كوچك كايرال را جدا كنيم. در كاپيلاري الكتروفورز جداسازي در ستون كاپيلاري با پك هاي مخصوص يا با مواد مونوليت است.

نمونه به دو طريق تزريق مي شود: 1- فشاري از طريق ايجاد خلا در انتهاي ستون كاپيلاري 2- نمونه به صورت سينتيكي وارد مي شود.

مونوليتها جداسازي عالي در زمان كوتاه انجام مي دهند براي اينكه ستون با ذرات خيلي ريز پر نشود از مونوليت كه از ميله هاي متخلخل يك پارچه از جنس سيليكا با دو نوع حفره است استفاده مي شود. جريان الكترواسمز ناشي از باردار بودن ديواره كاپيلاري است. گونه هاي مثبت هدف گيري به سمت جداره لوله مي كنند در نزديك جداره چون مثبت هستند تمايل به قطب منفي هم دارند بنابراين حركت مي كنندو گونه هاي خنثي و منفي را در اين مسير مي كشانند و در كاتد جمع مي كنند. بارهاي مثبت هم به لحاظ جريان الكترواسمزي و هم جريان الكتروفورزي به قطب منفي مي روند در نتيجه بارهاي مثبت زودتر از همه سيگنال آنها آشكار خواهد شد و به دتكتور مي رسند جريان الكترواسمزي در نهايت به جريان الكتروفورزي مي چربد در كاپيلاري الكتروفورز ضريب اصطكاك ناشي از حلال است كه پديده حلال پوشي را انجام داده است  و ضريب اصطكاك با سرعت حركت گونه رابطه عكس دارد. اساس الكتروفورز بر مبناي مهاجرت يونها در ميدان الكتريكي در محلول بافر در لوله مويينه است. تكنيكهاي مهاجرت الكتروني كاپيلاري

CE كاپيلاري الكتروفورز ساده ترين فرم است.

CZE: كاپيلاري الكتروفورز منطقه اي. الكتروفورز معمولي است و تركيب بافر ثابت است. براي جداسازي يونهاي كوچك كربوهيدراتها و امينواسيدهاي كوچكتر استفاده مي شود. نمونه به صورت يك باند باريك جداسازي مي شود كه اطراف آن را بافر احاطه كرده است وقتي ميدان الكتريكي اعمال مي شود هر كدام از اجزاي شركت كننده نمونه به صورت منطقه هاي متفاوتي جدا مي شوند جداسازي بر اساس تحرك آن گونه هاست از معايب اين روش اين است كه ملكولهاي خنثي جدا نمي شوند.

CAE كاپيلاري افينيتي الكتروز

CSE: كاپيلاري الكتروفورز الك كردن

تكنيكي كه در كاپيلاري اتفاق مي افتد شامل محيط الك مانند است مثل شبكه پليمري در پيش زمينه اي از الكتروليت است جداسازي بر پايه تفاوت در سايز و شكل بار آناليت است.

CEG: كاپيلاري ژل الكتروفورز

يك سري ماتريكس ها و تركيبات پيچيده پليمري مثل ژل هاي پلي آكريلاميد (ژلهاي خلل و فرج دار) همراه محلول بافر استفاده مي كنيم و حفره ها باعث مي شوند مكانيزم هاي اضافي براي جداسازي داشته باشيم و ژل مانند الك عمل مي كند آنهايي كه درشت تر هستند در حفره هاي ژل گير مي افتند اين روش براي مولكولهاي بزرگ مثل پروتئين ها و اسيدهاي نوكلئيك مفيد است.

CIEF كاپيلاري ايزوالكتري فوكاسينگ

تكنيك الكتروفورز براي جداسازي مواد آمفوتر است. از تفاوت نقطه ايزوالكتريك حل شونده استفاده مي شود و تركيب بافر مرتبا تغيير مي كند در هر لحظه يكي از گونه ها به نقطه ايزوالكتريك خودش مي رسد و خنثي مي شود و حركت الكتروفورز متوقف مي شودو گونه ها از هم تفكيك مي شوند.

CITP كاپيلاري ايزوتاكوفورز:

در اين روش دو نوع بافر متفاوت به كاتد و آند تزريق مي شوند مثلا از كاتد يك بافر بازي و از آند يك بافر اسيدي تزريق مي شود كه تحرك اين دو بافر يكي بشتر از گونه مورد جداسازي و يكي كمتر است در نتيجه گونه هاي مورد جداسازي بين دو لايه بافري محصور شده و با پهن شوندگي كمتر جداسازي انجام مي شود.

EKC الكتروكينتيك كروماتوگرافي:

تكنيك جداسازي بر اساس تركيب الكتروفورز و برخوردهاي آناليت با سورفكتانتها در فاز پخش شده با سرعتهاي مختلف است.

MEKC ميسلار الكتروكينتيك كروماتوگرافي:

نوع خاصي است كه در آن فاز ثانويه فاز پخش شده ميسلار است. مسيل‌ها داراي سر هيدروفيل و دم آب گريز هستند و به انواع كاتيوني آنيوني و زوئيتريون و خنثي تقسيم مي شوند ميسل ها به عنوان فاز ساكن كاذب عمل مي كنند.

MEEKC ميكرو مولژن الكتروكينتيك كروماتوگرافي:

نوعي خاصي است كه در آن ميكرومولژنها بعنوان فاز پخش شده به كار مي روند.

CEC كاپيلاري الكتروكروماتوگرافي

نوع خاصي از كروماتوگرافي مايع لوله موئينه كه حركت در فاز متحرك در لوله مويينه به وسيله جريان الكترواسمزيست و زمان بازداري از تركيب مهاجرت الكتروفورزي و بازداري كوروماتوگرافيك به دست مي آيد.

انتخاب پذيري اين روش از دو روش CE و LC بيشتر است و لوله هاي فيوزسيليكا از پركننده هايي مثل متيل آكريلاميد پر شده اند.

كروماتوگرافي مايع با عملكرد بالا ستون از بشقابكهايي تشكيل شده است. هر چه تعداد بشقابكها بيشتر باشد و ارتفاع ستون كمتر باشد بهتر است.

عوامل پهن شوندگي:

A: نفوذ گردابي است و مستقل از سرعت حركت فاز متحرك است. نمونه به همراه فاز متحرك پايين مي آيد و مسير مارپيچي طي مي كند. نفوذ گردابي به نوع پر كردن بستگي دارد. اگر پركردن ستون نامنظم باشد و ذراتي كه داخل ستون مي ريزيم ابعاد مختلف داشته باشند فضاهاي خالي زياد و نمونه از آن فضاها عبور كند باعث پهن شوندگي مي شوند و نمونه با زمانهاي متفاوت به دتكتور مي رسند.

U: سرعت فاز متحرك

B: نفوذ طولي است و با سرعت نسبت عكس دارد. اگر سرعت خيلي زياد باشد نمونه فرصت زيادي براي پخش شدن در جداره هاي مختلف ندارد. و اگر سرعت را كم بكنيم احتمال نفوذ زياد مي شود و به خاطر كشش سطحي به ديواره ستون كشيده مي شود. زمان بازداري طولاني تري را خواهد داشت.

C: انتقال جرم غير تعادلي است. اگر تعادل بين دو فاز به صورت منظم انجام نشود باعث پهن شوندگي مي شود و انتقال جرم غير تعادلي با سرعت فاز متحرك نسبت مستقيم دارد.

در الكتروفورز به جاي اينكه از فلوي فشاري استفاده كنيم از فلوي الكتريكي استفاده مي كنيم و دو طرف ستون ميدان الكتريكي قرار مي دهيم گونه هاي مثبت به سم قطب منفي مي روند و برعكس. الكتروفورز اعمال جريان الكتريكي به جاي فشار در سيستمهاي كروماتوگرافي مايعي است. اعمال جريان به سادگي نيست و اختلاف تحرك يونها براي مهاجرت از طريق جاذبه يا دافعه در ميدان الكتريكي باعث جداسازي در سيستم الكتروفورز مي شود. در الكتروفورز علت اصطكاك حلال است و حلال معمولا آب است. در كاپيلاري الكتروفورز دو بشر حاوي محلولهاي بافر هستند محلولهاي بافر تنظيم كننده PH هستند. طول كاپيلاري 60 سانتيمتر و قطر داخلي آن 75 ميكرومتر است. در شيشه نمونه قرار دارد و سيستم بالايي دتكتور ماوراء بنفش است. سيستم در داخل آون دماپا در حدود 20 تا 30 درجه سانتيگراد قرار دارد. دما روي تحرك يونها تاثير مي گذارد. بار جداره كاپيلاري منفي است. اولين لايه اطراف گونه (لايه مثبت)بارهاي مثبت نمونه و بار منفي جداره كاپيلاري است. بقيه بارهاي مثبت تمايل دارند به جداره منفي نزديك بشوند بنابراين متحركند و بار مثبت در نزديك جداره بيشتر از وسط لوله است.

كاپيلاري الكتروفورز و ميسلار الكتروكينتيك كروماتوگرافي با آشكار ساز ليزر كاهش يافته فلورسانسي بعنوان وسايل تجزيه اي براي تعيين آمينواسيدهاي مهم كلينيكي:

تجزيه آمينواسيدها در سيالهاي بدن شامل جداسازي مخلوطي از اسيدها، بازها و تركيبات خنثي است. زماني كه بيشتر آمينواسيدها به جز فنيل آلانين، تيروزين، تريپتوفان نياز به گروه قوي كروموفوريك دارند جذب مستقيم يا آشكار كردن فلورسانسي ممكن نيست و مشتق شدن به طور معمول براي كميت استفاده مي شود.

زماني كه HPLC تكنيك تجزيه اي محبوبي براي تعيين آمينواسيدها در سيالهاي بدن بود از اشكالات زير برخوردار بود:

1- نياز به استفاده از گراديان شتستشو براي جداسازي تركيبات مورد نياز در مدت زمان لازم

2- مصرف مشخصي از حلال و نياز به همراه براي خارج كردن حلال اضافي

3- حجم تزريق نسبتا زيادي براي تجزيه نياز است.

امروزه CE داراي مزاياي زير است:

1- تجزيه سريع بدون احتياج به گراديان شستشو

2- جداسازي نمونه به وسيله پتانسيل است كه به اجزاي متحرك پمپ مي شود

3- هدر شدن ناچيز حلال

4- پيشرفت مشخص در يافتن جرم ها به خاطر حجم كم تزريق

5- استفاده گسترده از نمونه هاي آبكي كه تاثير جداسازي CE را افزايش مي دهند

دراين مثاله نويسنده درباره آشكار ساز LIF بحث مي كند تا تهيه كنند به حد زيادي سطوح پايين آشكار سازي آمينواسيدها را با استفاده از چندين ناحيه مختلف فلورسانس در محدوده وسيعي از نمونه هاي كلينيكي بيولوژيكي با استفاده از CE و MCE به طور نمونه حساسيت در محدوده ^11- 10 مولار به دست مي آيد با حداقل آشكار سازي كوانتايي در ناحيه زتامول.

روشها و مواد:

سيستم CE مورد استفاده است در وسايل Zeta اتوماتيك CE و اسپكترافورز 100 هر دوي اينها تجهيز شده اند با آشكار ساز LIF . فلورسانس قراردادي با موفقيت به كار برده مي شود در HPLC در زمينه آشكار سازي محدود به ^11-10 تا ^12-10 مول بر ليتر. حساسيت مي تواند به طور قابل ملاحظه اي با افزايش قدرت منبع نور مونوكروماتيك به وجود بيايد. زماني كه سيگنال فلورسانس مشاهده شده متناسب با قدرت تهييج كاربردي باشد.

براي اين منظور سيستم ليزر مفيد است زيرا منبع نور تهيه مي كند به طور گسترده تعداد زيادي پرتوهاي نوري موازي از مونوكروماتيك راديويي با قدرت خروج چندين وات. در سيستمهاي آشكار ساز LIF قدرت تهييج شايد افزايش يابد 4 تا 6 برابر بزرگي مقايسه با آشكار كردن فلورسانس قراردادي. نتيجتا نسبت سيگنال به نويز خيلي بهتر مي شود. ضمنا پيش زمينه سيگنال نويز احتمالا بالا مي رود به خوبي نتيجه تشديد كردن پراكندگي تهييج راديويي. لابراتورهاي مختلف آشكار سازهاي LIF را در چند سال گذشته گسترش داده اند. آنها ابتدا از HPLC استفاده كرده‌اند و بعدا از CE .

توصيف آشكار ساز ليزر كاهش يافته فلورسانسي: آشكارساز ليزر كاهش يافته فلورسانس زتا آشكار مي كند آرايش هايي كه در يك خط مستقيم واقع شده اند و استفاده مي كنند mm2 از قطر لنز توپي ياقوت را براي تجمع تمام انرژي ليزر به درون قطر كاپيلاري. ين طراحي تجمع فلورسانس را بزرگ مي كند. ليزرها و فيلترهاي مورد استفاده در دتكتور حساسيت را بالا مي برند.

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: یکشنبه 16 آذر 1393 ساعت: 22:27 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره الکتروفورز,

تحقیق درباره آلودگی صوتی

اطلاعات اولیه

عامل صدا ، انسان و سایر موجودات زنده را از بین نمی‌بردبلکه باعث ضعف شنوایی ، ناشنوایی وناراحتی‌های عصبیمی‌گردد. معمولا شدت صدارا با واحدی به نامدسی بل نشان می‌دهند برای سنجش صداها نسبت log آنرا تعین می‌کنند. تحقیقات نشان می‌دهد کهاز دست دادن شنوایی با سن افراد در جوامع صنعتی دیده می‌شود.صدا‌های شدید کوتاه مدتدر انسان باعث ناشنوایی موقت می‌شود.

اگر انسان در معرض صداهای بلند ، برایمدت طولانی تری قرار گیرد ناشنوایی دائم پیش می‌آید. صدایی برابر 90 دسی‌بل رویسیستم عصبیتاثیر می‌گذارد. در ممالکپیشرفته قدرت شنوایی زنان بهتر از مردان است. زیرا از نظر مشاغل صداهای کمتری راتحمل می‌کنند. آلودگی‌های صوتی که در اطرافمناطق مسکونیموجب ناراحتی می‌گردند عبارتنداز :

• کارخانجات
• کار‌های ساختمانی
• صدا‌های ناشی از سیستم تهویه منازل
• صدای ناشی از حمل و نقل (صدایموتور هواپیما،بوغ اتومبیل). (سر و صدای داخل منازل مثلصدایتلوزیونوجاروبرقی و. نیز حایز اهمیت اند.)

اثرات آلودگی صوتی

آزمایشات نشان می‌دهند که صدای به شدت 160-150 دسی‌بلبرای بعضیحیواناتکشنده و مرگبار است. این حیواناتقبل از مرگ بهتشنجات موضعی،فلجورعشهدچار می‌گردند. در انسانها رنگ‌پریدگیوبالارفتن فشارخوناز اثرات آلودگیهای صوتیاست. درجه حرارت بدن نیز کاهش می‌یابد. صدا‌های مداوم عکس العملهایی را در بدنایجاد می‌نماید. از جمله انقباض رگها بیشتر می‌گردد است. درجه حرارت بدننیز کاهش می‌یابد. صدا‌هایمداوم عکس‌العملهایی را در بدن ایجاد می‌نماید از جمله انقباض رگها بیشتر می‌گردد واین حالت پس از قطع صدا هنوز ادامه می‌یابد. بدن انسان در خواب نیز یه محرکهای صوتیپاسخ می‌دهد بدون اینکه فرد از خواب بیدار شود. (ضربان قلب و حالات ماهیچه‌ها تغییرمی‌کند.)

بیماری رینا Rahnauld

بررسی‌ها نشان می‌دهد که کارگران کارخانجات چوب بریکه با اره کار می‌کنند و صدای 125 دسی بل را تحمل می‌نمایند شبها وقتی به خانهبرمی‌گردند انگشتان آنها سبز رنگ بعد سفید می‌گردد که علائمبیماری وازواسپاستیکمی‌باشد که در نتیجهانقباض رگها و نارسایی درجریان خونعارض می‌گردد. که این ناراحتی بهنام بیماریرینالیا انگشتان مرده معروف است.

نتایج حاصل از آزمایشات روی حیوانات

1.      موشهای آزمایشگاهی که در معرض صدای شدید قرار می‌گیرند بهبیماریهایویروسی حساستر می‌گردند.

2.      صدای فوقالعاده شدید در فعالیتها و عملکردکبد حیوانات تغیر ایجادمی‌کند.

3.      صدای بلند بیش از 115 دسی‌بل باشد فساد دندانهای موشها را سبب می‌گردد.

4.      کلسترولوچربی خوننیز افزایش می‌یابد. مقداراسیاسکوربیک کاهش و مقدار گلبولهای سفید تا %50 تقلیل می‌یابد.

تاثیر صدا به چه عواملی بستگی دارد؟

1.      طبیعت وشدت صدا

2.      نزدیکی شخص بهمنبع اصلی صدا

3.      ادامه و مداومت صدا

4.      وضع و موقعیت فیزیکی فرد

روشهای جلوگیری از آلودگی‌های صوتی

باتوجه به اینکه معمولا صدا‌ها از تولید کننده‌ای پخش ، توسط گیرنده‌ای دریافتمی‌شوند بنابراین جهت کنترل این آلودگی ، کاهش شدت صدا جلوگیری از انتشار و نفوذصدا و محافظت از گیرنده (سیستم شنوایی)می‌تواند موثر باشد. بنابرایندر جهت جلوگیری ار آلودگی شدید صوتی :

1.      میزان صدا در محیطهایی که کارگران بطور مداوم در معرضفعالیتهای مغزیقرار دارند نباید از 10دسی‌بل تجاوز نماید.

2.      سعی شود از ورود ماشین آلات که بیش از حد معین آلودگی صوتی تولید می‌کنندجلوگیری شود.

3.      صدای ماشین‌آلات کارخانه‌ها نباید به بیرون ازکارخانه‌ها برسد.

‌#منشا آلودگی صوتی را باید از بین برد.

1.      سعی شود از ایجاد واحدهای مسکونی در مجاورتفرودگاهها جلوگیری شود.

2.      ضد صدا کردن ساختمانها و واحدهای مسکونی.

3.      مضاعف یا دو لایه کردن شیشه پنجره‌ها در جهت جلوگیری از نفوذ صدای بیرون بهداخل ساختمان.

4.      محدود و ممنوع کردن عبور کامیونها و وسائط نقلیه پر صدا.

5.      ایجاد نوارهای عریضی از درختان و پوششهای گیاهی که به میزان 10 دسی‌بل از شدتصوت می‌کاهد.

شدت صوت

احساس بلندی و کوتاهی صدا مربوط به انرژی حمل شده با امواج صوتیاست و بر حسب واحد دسی بل می‌باشد که یک واحد مقایسه‌ای است و عبارت است از دهبرابر log نسبت شدت صدای مورد نظر «I» به شدت یک سطح مقایسه‌ای (₀I)= بطور قراردادی صدایی است که دارای 0002/0 میکرو بار فشار بوده و به عنوانآستانه شنواییدر انسان در نظر گرفتهمی‌شود.

(dB=10log)10/10

بنابراین 10 برابر افزایش در شدت یکصدای خالص فقط 10 دسی بل به مقیاس شدت اضافه می‌کند یا اینکه می‌توان گفت مثلا صدای 50 دسی‌بل 10 برابر بلندتر از صدای 40 دسی‌بل و 100 برابر بلندتر از صدای 30 دسی‌بلاست. فرکانس شنوایی انسان بین20000 - 20 سیکل در ثانیه یا معادل شدت صوتی برابر با 120 - 0 دسی بل است. صحبتهای معمولی در فرکانس بین 10000-250 سیکل در ثانیه انجممی‌شود که دارای شدتی برابر با 60 - 30 دسی بل می‌باشد. ترافیک سبک در 30متری دارایشدت صدای 55 دسی بل می‌باشد و عدد برق 120 دسی بل صدا ایجاد می‌نماید.
استانداردهای صدا در هوای آزاد ایران از 7 صبح تا 10 شب و از 10 شب تا 7 صبح بهقرار زیر است.

پیامدهای منفی و زیانبارناشی از آلودگی صوتی بطور کلی در انسانها به قرار زیر است:

1.      نگرانی و ناراحتی عصبی

2.      نگرانی همراه با خستگی و کاهش راندمان کار

3.      دگرگونیهای دائم یا موقت در رفتار زیستی از قبیل انقباض نایژکها و تغییر ضربانقلب

4.      ضایعه در دستگاه شنوایی و دیگر دستگاهای بدن.

 

 

توجه

برای حمایت از سایت ما و ایجاد انگیزه برای سایت ما برای گذاشتن بیشتر تحقیقات و جواب سوالات کتاب ها بصورت رایگان برای شما  ، بر روی لینک های زیر هر چند بار خواستید (بعد خواندن مطلب یا قبل از آن ) کلیک کنید :

لیست کلیه اقدام پژوهی ها

لیست کلیه تحقیقات و تجربیات ارتقای شغلی دبیران

لیست کلیه پایان نامه ها

لیست کلیه مقالات و تحقیقات

لیست کلیه پروژه های آماری

 لیست کلیه پروژه ها کارآموزی و مالی  

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: یکشنبه 16 آذر 1393 ساعت: 22:24 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره آلودگی صوتی,

تحقیق رایگان

سایت علمی و پژوهشی اسمان

تحقیق درباره ذخایر معدنی ایران

معدن:معدن محدوده اي است که از آن يک يا چند ماده معدني استخراج شده يا مي گردد. در اين بانک اطلاعات مربوط به 3132 معدن کشور ارائه شده است، که هر معدن داراي اطلاعات عمومي نظير مشخصات معدن، موقعيت جغرافيايي، راه‌هاي دسترسي، اطلاعات مربوط به ژنز، ابعاد، ذخيره، وضعيت فعلي معدن، روش استخراجي، نام بهره بردار و غيره با امکان انتخاب يک استان، محدوده برگه هاي 1:100000، محدوده برگه هاي 1:250000و نوع ماده معدني مي باشد. اطلاعات فوق از اواخر سال 1379 شمسي با همکاري سازمان صنايع و معادن هر استان گردآوري و مرتبا بروزرساني مي شود.

کانسار:کانسار به يك محدوده که درآن براي استخراج يک يا چند ماده معدني مطالعات تکميلي صورت مي گيرد گفته مي شود. در اين بانک کليه اطلاعات 1752 کانسار کشور شامل اطلاعات عمومي نظير مشخصات كانسار، موقعيت جغرافيايي، ژنز كانسار، ابعاد ماده معدني، ذخيره كانسار، اكتشافات صورت گرفته ، فواصل آن تا مكانهاي مشخص نظير شهر ، روستا و غيره را با امکان انتخاب يک استان، محدوده برگه هاي 1:100000، محدوده برگه هاي 1:250000و نوع ماده معدني ارائه مي گردد. اطلاعات فوق با همکاري سازمان صنايع و معادن هر استان و استفاده از منابع مختلف از اواخر سال 1379 شمسي گردآوري ، و مرتبا بروزرساني مي شود.

نشانه معدني ( انديس ):انديس به معني محدوده اي است که در آن آثار يک يا چند ماده معدني صرف نظر از اقتصادي بودن آن، مشاهده شده باشد. در اين بانک کليه اطلاعات مربوط به 3083 انديس کشور شامل اطلاعات عمومي نظير نام انديس، نوع انديس، نوع ماده معدني، نام زون اكتشافي، موقعيت جغرافيايي و غيره را با امکان انتخاب يک استان، محدوده برگه هاي 1:100000، محدوده برگه هاي 1:250000و نوع ماده معدني ارائه مي شود. اطلاعات مذكور از اواخر سال 1379 شمسي با همکاري سازمان صنايع و معادن هر استان و منابع موجود در پايگاه گردآوري و مرتبا بروزرساني مي شود.

بانك اطلاعاتي طلا:بانك اطلاعات طلا داراي کليه اطلاعات تخصصي 2 معدن، 36 كانسار و 450 انديس معدني طلا همراه با تصاوير مربوطه و نقشه‌ پراكندگي نقاط معدني طلا شامل مشخصات معدن، موقعيت جغرافيايي، راه هاي دسترسي، اطلاعات مربوط به ژنز، ابعاد، ذخيره، اكتشافات صورت گرفته ، فواصل تا مكانهاي مشخص نظير شهر ، روستا و غيره را با امکان انتخاب يک استان، محدوده برگه هاي 1:100000، محدوده برگه هاي 1:250000و نوع ماده معدني در اين بانك قابل دسترسي مي‌باشد. در ضمن اطلاعات عمومي نظير تاريخچه‌ي طلا در ايران و جهان، اخبار طلا، فرهنگ واژه‌ها، پرسش و پاسخ و سايت‌هاي مرتبط با طلا نيز در اين قسمت ارائه مي شود.

بانك اطلاعاتي مس:اطلاعات تکميلي ارائه شده مس شامل کليه اطلاعات تخصصي 145 معدن، 140 كانسار و 640 انديس معدني مس همراه با تصاوير مربوطه و نقشه‌ي پراكندگي نقاط معدني مس شامل مشخصات معدن، موقعيت جغرافيايي، راه هاي دسترسي، اطلاعات مربوط به ژنز، ابعاد، ذخيره، اكتشافات صورت گرفته، فواصل تا مكانهاي مشخص نظير شهر، روستا و غيره را با امکان انتخاب يک استان، محدوده برگه هاي 1:100000، محدوده برگه هاي 1:250000و نوع ماده معدني در اين بانك قابل دسترسي مي‌باشد. در ضمن اطلاعات عمومي نظير تاريخچه‌ي مس در ايران و جهان، اخبار مس، فرهنگ واژه‌ها، پرسش و پاسخ و سايت‌هاي مرتبط با مس نيز ارائه مي شود.

بانك اطلاعاتي آهن:بانك اطلاعات آهن شامل کليه اطلاعات تخصصي 55 معدن، 28 كانسار و 70 انديس معدني آهن همراه با تصاوير مربوطه و نقشه‌ي پراكندگي نقاط معدني آهن شامل مشخصات معدن، موقعيت جغرافيايي، راه هاي دسترسي، اطلاعات مربوط به ژنز، ابعاد، ذخيره، اكتشافات صورت گرفته، فواصل تا مكانهاي مشخص نظير شهر، روستا و غيره را با امکان انتخاب يک استان، محدوده برگه هاي 1:100000، محدوده برگه هاي 1:250000و نوع ماده معدني، در اين بانك قابل دسترسي مي‌باشند. در ضمن اطلاعات عمومي نظير تاريخچه‌ي آهن در ايران و جهان، اخبار مس، فرهنگ واژه‌ها، پرسش و پاسخ و سايت‌هاي مرتبط با آهن نيز در اين بانك ارائه مي شود.

بانک اطلاعات معادن غير فعال:بانک اطلاعات معادن غير فعال کشور در برگيرنده اطلاعات جغرافيائي، زمين شناسي، توپوگرافي، اكتشافي، استخراجي، فرآوري وغيره آن دسته از معادن کشور مي باشد که به هر دليل فعاليت معدني در آنها متوقف گرديده است. اطلاعات عمومي براي کليه معادن غير فعال کشور در قالب يک شناسنامه تک برگ تهيه شده و براي معادني که قابل مدلسازي باشند فايلهاي زير به کاربران ارائه مي شود: 1- مختصات تونل‌ها، ترانشه ها، آناليز نمونه ها، مطالعات ميكروسكوپي و غيره به صورت xls 2- مدل سه بعدي معدن با توجيه مقياس كه شامل توپوگرافي، محل حفر تونل، ترانشه، گمانه و غيره به صورت يك فايل dwg 3- فايل رقومي مربوط به زمين شناسي معدن به صورت dwg 4- يك فايل Gemcom كه شامل كليه اطلاعات موجود و مربوط به معادن مدل شده مي باشد. ارائه كليه اطلاعات موجود و مربوط به معادن از قبيل بهره برداري‌هاي صورت گرفته در معادن، ميزان بهره برداري، ميزان ذخيره محاسبه شده و غيره به صورت يك فايل doc.

بانك داده هاي محيط زيست:اطلاعات محيط زيست معدني در اين بانك شامل دو بخش است كه در بخش نخست، اثرات محيط زيستي قسمتهاي شاخه معدني شامل اكتشاف، استخراج، فرآوري و معادن متروكه معرفي گرديده است. با توجه به اينكه باطله هاي معدني و فرآوري يكي از منابع اصلي مشكلات زيست محيطي صنعت معدن است، لذا در اين بخش از بانك اطلاعاتي، قسمتي تحت عنوان باطله ها منظور شده است كه معرفي انواع باطله، روش‌هاي انباشت، روش‌هاي دورريزي، سد باطله و مطالعات موردي در اين زمينه را در بر مي گيرد.

در بخش دوم، مسائل مرتبط با محيط زيست معدني مورد بررسي قرار گرفته است. اين بخش شامل مشكلات اصلي زيست محيطي فعاليت‌هاي معدني(زهاب اسيدي، آلوده كننده هاي هوا، سيانور و باطله)، مديريت محيط زيستي صنايع معدني، استانداردها و مقادير اندازه گيري شده، بيماري‌هاي مرتبط با هر عنصر و شدت آلودگي انواع مواد معدني و تأثيرات محيط زيستي آنها مي باشد.
بانك داده هاي فرآوري مواد معدني ايران:مجموعه اي از اطلاعات گردآوري شده از كارخانه هاي فرآوري مواد معدني كشور به صورت عكس، فيلم از كليه بخش هاي كارخانه، مشخصات عمومي، مشخصات خوراك و محصول، آزمايشگاه، مدار فرآوري و كليه مشخصات دستگاه ها و... براي هر کارخانه به صورت مجزا مي باشد. اين اطلاعات در دو بخش كارخانه هاي فرآوري مواد فلزي و غير فلزي گرد آوري شده است.

وزير صنايع و معادن: دولت به بخش اكتشافات و توليد مواد معدني توجه ويژه دارد
رييس سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني: سياست سازمان تبديل منابع معدني به ذخاير آستانه است

    رشد امسال بخش معدن 15 تا 17 درصد است

    گروه صنعت و معدن: وزير صنايع و معادن گفت: ماشين آلات معدني و راهسازي از بلاروس وارد خواهند شد.

    دكتر علي رضا طهماسبي كه در نشست تشكل هاي معدني و معدنكاري، كارآفرينان و دانشگاهيان اين حوزه سخن مي گفت، تصريح كرد: بلاروس 20درصد بازار ماشين آلات معدني جهان را در اختيار دارد از اين رو نمي توان گفت كه تكنولوژي آنها قديمي است.وي ادامه داد براي تامين ماشين آلات اين بخش با چند شركت خارجي ديگر نيز مذاكره كرده ايم.
    طهماسبي در پاسخ به سوال درباره بودجه بخش معدن گفت: بودجه اكتشاف در سال 86 افزايش يافته است. وي اما اشاره اي به رقم افزايش يافته نكرد. وي در بخش ديگري از سخنانش به شاخص هاي رقابت پذيري اشاره كرد و اظهار داشت: اكنون ما بحث ارزاني انرژي را داريم اما ممكن است در سال هاي آينده ديگر انرژي ارزان در اختيار نداشته باشيم. طهماسبي، كاهش نرخ سود بانكي، كاهش نرخ حمل و نقل ، اصلاح قوانين كار، اعطاي جوايز صادراتي و كاهش تورم را شاخص هاي اصلي پايين آوردن هزينه توليد دانست.

    وزير صنايع و معادن گفت، در 9ماهه اول امسال شاهد رشد 15 تا 17درصدي در بخش معدن بوده ايم كه اين دستاورد بزرگي محسوب مي شود.وي درباره انتقادهايي كه راجع به تاخير در تدوين استراتژي توسعه معدن مي شود، اظهار داشت: بخش اصلي و چارچوب استراتژي معدن، در استراتژي توسعه صنعتي ذكر شده است، اما جزييات را با دانشگاه تربيت مدرس در دست تدوين داريم.
    پيش از وزير صنايع و معادن، محمدرضا سجاديان رييس كميته معدن مجلس اظهار داشت: در اين كميسيون، نگراني هاي معدنكاران در رابطه با منابع طبيعي را برطرف كرده است . از سوي ديگر زمينه اي فراهم كرده ايم كه هر گونه تعرض و مزاحمت در فعاليت هاي معدنكاري از بين مي رود.

    وي در ادامه از افزايش بودجه شركت هاي دولتي در بخش صنعت و معدن خبر داد و در عين حال گفت: بودجه عمومي و تملك دارايي ها كاهش يافته است. چرا كه رقم آن از 335ميليارد تومان سال 85 به 317ميليارد تومان سال 86 كاهش پيدا كرده است.سجاديان ادامه داد، بودجه پيشنهادي سازمان نظام مهندسي نيز 900ميليارد تومان بود كه تنها 300ميليارد تومان مورد موافقت دولت قرار گرفته است.

    گروه صنعت و معدن: بيست و پنجمين گردهمايي علوم زمين روز گذشته با حضور وزير صنايع و معادن، پژوهشگران، متخصصان و كارشناسان علوم زمين در محل سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني برگزار شد.

    دكتر عليرضا طهماسبي، وزير صنايع و معادن كشورمان در اين همايش با بيان اينكه متخصصان علوم زمين تا الان با وجود محدوديت ها بسيار خوب عمل كرده اند گفت: بنيادي بودن بررسي هاي علوم زمين مي تواند تاثيرات شگرفي در تعيين مزيت هاي نسبي كشور و در جهت گيري هاي كلي اقتصادي و صنعتي داشته باشد.

    طهماسبي تصريح كرد: بخش اساسي كه دولت بيشترين توجه و نگاه اول را به آن دارد بخش اكتشافات معدني و بخش توليد مواد معدني است و در جاهاي مختلفي از برنامه چهارم و در سند چشم انداز بيست ساله به بخش زمين شناسي و اكتشافات توجه ويژه اي شده است.
    طهماسبي با اشاره به اينكه برنامه ريزي در جهت انجام و توسعه اكتشاف، بهره برداري و فرآوري و توليد محصولات صنايع معدني با هدايت و نظارت دولت و براساس فناوري پيشرفته روز و توسط بخش هاي دولتي، خصوصي داخلي و خارجي در دستور كار است گفت: همچنين توسعه بخش معدن با توجه به نيازهاي فعلي و روند عادي صنايع مصرف كننده داخلي، توسعه معدنكاري كوچك، توجه به صيانت و جلوگيري از ضايع شدن ذخاير معدني و آسيب زدن به محيط زيست بحثي است كه در دولت به آن توجه ويژه مي شود.

    وزير صنايع و معادن گفت: متاسفانه در معادن كشور در سال هاي گذشته شاهد بوديم قسمت هاي پرعيار آن استفاده مي شد و با استفاده از روش هاي ابتدايي از آنها بهره برداري اوليه انجام مي گرفت.
    اما هم اكنون يكي از سياست هاي وزارت صنايع و معادن كه تاكيد زيادي بر آن است اين است كه بر روي تكنولوژي هايي كار شود كه ما بتوانيم بيشترين استفاده را از مواد اوليه معدني داشته باشيم و در عين حال بتوانيم در محدوده هاي كم عيار هم به بهترين نحو عمل كنيم.
    وي كاهش هزينه ها در بخش اكتشافات از طريق گسترش آموزش هاي فني و تخصصي، نوسازي تجهيزات اكتشافي و كاهش ريسك از طريق انجام مطالعات علمي و بحث صندوق بيمه را از جمله اولويت هاي بخش معدن عنوان كرد.

    طهماسبي گفت: با توجه به اين كه ما يك درصد از مجموعه ذخاير معدني جهاني را در اختيار داريم بايد يك درصد از كل سرمايه گذاري اكتشافي و هزينه اكتشافي كه در دنيا صرف مي شود را هزينه كنيم.

    به همين خاطر سعي كرديم بودجه سازمان زمين شناسي را افزايش دهيم و علاوه بر آن در متمم بودجه كه به مجلس داده شد 20ميليون دلار بودجه اضافه براي بخش اكتشاف در نظر گرفته ايم كه نشان دهنده نگاه مثبت وزارت صنايع و معادن و دولت به اين بخش است.
    همه چيز مرتبط با علوم زمين

    در اين همايش محمد تقي كره اي، رييس سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني نيز با بيان اينكه منابع معدني، محيط زيست، كشاورزي، انرژي، شهرسازي و صنايع و حتي مسايل امنيتي به نوعي با بحث علوم زمين در ارتباط است، گفت: خوشبختانه علوم زمين در كشور ما بسيار خوب رشد وتوسعه پيدا كرده به طوري كه رشته هاي جديد تخصصي در دانشگاه ها مربوط به اين بحث گسترش پيدا كرده است.

    وي افزود: ساختار تشكيلات سازمان زمين شناسي به عنوان متولي علوم زمين كشور از لحاظ گروه هاي تخصصي خصوصا زمين شناسي، زيست محيطي، ديرينه لرزه شناسي و پيش نشانگرهاي زلزله به سرعت گسترش پيدا كرده است.

    كره اي در ادامه به بيان شاخص هايي در مورد وضعيت فعاليت زمين شناسي در كشور ما و جهان پرداخت و گفت: در كشورهاي در حال توسعه به ازاي هر 1000كيلومتر مربع يك كارشناس زمين شناسي وجود دارد اما در كشور ما به ازاي هر 3500كيلومتر مربع يك كارشناس زمين شناسي وجود دارد.

    كره اي در ادامه به مزيت ايران در تعداد زياد فارغ التحصيلان زمين شناسي اشاره كرد و گفت: بايد برنامه ريزي شود تا اين افراد از لحاظ كاربردي آموزش ببينند.

    رييس سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني در ادامه گفت: متوسط بودجه تحقيقاتي در بخش علوم زمين در دنيا به ازاي هر كيلومتر مربع 100دلار است كه البته ما هم با حمايت هاي دولت مشكلي در اين زمينه نداريم.

    وي در ادامه با اشاره به حادثه سقوط هلي كوپتر در پنج شنبه گذشته كه در آن كارشناسان ژئوفيزيك هوايي سازمان زمين شناسي از شيراز عازم گل گهر بودند، گفت: ما براي تامين هلي كوپتر مناسب براي برداشت هاي ژئوفيزيك هوايي محدوديت هايي داريم.

    كره اي همچنين سياست سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني را تبديل منابع معدني به ذخاير آستانه عنوان كرد.

فلز روي در ايران وجهان

فلز روي پس از مس و آلومينيوم از مهمترين و پرمصرف ترين فلزات و غيرآهني است و به خاطر خواص مطلوب آن در صنايع متعدد مورداستفاده قرار مي گيرد. كاربرد روي، بيشتر گالوانيزه و آلياژهاي مختلف است. به طوري كه مي توان گفت 48 درصد روي توليدي درجهان در صنعت گالوانيزاسيون، 18 درصد در توليد برنج، 15 درصد در توليد آلياژهاي ديگر، 8 درصد در توليد موادشيميايي، 7 درصد در توليد محصولات نيم ساخته و 4 درصد در ساير زمينه ها به مصرف مي رسد. اما ازنظر مصرف نهايي، بررسيها نشان مي دهد كه 48 درصد روي توليدي در صنايع ساختماني، 10 درصد در توليد ماشين آلات و تجهيزات فني، 10 درصد در توليد مصنوعات خانگي، 23 درصد در صنايع اتومبيل سازي و حمل ونقل و 9 درصد در صنايع زيربنايي مورداستفاده قرار مي گيرد.

همچنين بررسيها نشان داده است كه ساليانه حدود 4 درصد از توليد ناخالص داخلي (PDG) كشورها ازطريق خوردگي در فولاد و آهن آلات ازبين مي رود درحالي كه با گالوانيزاسيون مي توان اين خسارت را تاحدود يك درصد كاهش داد.

اگرچه توليد به روش غيراستاندارد روي، داراي آثار نامساعد زيست محيطي است و لذا بايد واحدهاي توليدكننده پيش بيني هاي لازم را درجهت حفظ و حراست از محيط زيست به عمل آورند، اما قابليت بازيافت (GNILCYCER) فلز روي از ويژگيهاي مثبت صنعت و فلز روي است. امروزه با پيشرفتهاي به دست آمده در اين زمينه حدود 36 درصد روي توليدي درجهان ازطريق بازيافت محصولات مستعمل ساخته شده از فلز روي، به دست آيد.

ذخاير معدني روي در ايران و جهان

ذخاير معدني شناخته شده روي درجهان حدود 487 ميليون تن (محتوي فلزي) برآورد گرديده و ذخاير قابل استحصال روي، حدود 140 ميليون تن (محتوي فلزي) است. ذخاير معدني قابل استحصال روي در ايران اعم از اكسيده و سولفوره حدود 23/11 ميليون تن (محتوي فلزي) است. اما گفته مي شود كه كل ذخاير شناخته شده معدني روي در ايران حدود 7 درصد كل ذخاير شناخته شده درجهان را تشكيل مي دهد.

بيش از 90 درصد ذخاير معدني موجود و مورد استفاده روي درجهان، به صورت ماده معدني سولفوره و بقيه، اكسيده است. بنابراين، روي توليدي درجهان به همين نسبت از ماده معدني سولفوره تهيـــــــه مي گردد.

معدن سرب و روي «انگوران» در استان زنجان كه پروانه بهره برداري آن به نام شركت دولتي تهيه و توليد مواد معدني است، داراي حدود 7/14 ميليون تن ذخيره با عيار متوسط 28 درصد روي و 2/4 درصد سرب است. حدود 10 ميليون تن از ذخيره اين معدن با عيار متوسط 25 درصد به صورت اكسيده و روباز است و 7/4 ميليون تن از ذخيره معدن به صورت زيرزميني است و شامل بخش سولفوره (با عيار متوسط 39 درصد) و مخلوط اكسيده و سولفوره (با عيار متوسط 33 درصد) است. معدن «انگوران» ازنظر عيار بالاي فلز محتوي، از معادن نادر در جهان است. اين معدن درحال حاضر به طور انحصاري توسط شركت توسعه معادن روي ايران(به عنوان پيمانكار استخراج و فروش ماده معدني) مورد بهره برداري قرار مي گيرد.

سابقه فعاليتهاي معدني و توليد فلز روي در ايران

در ايران و تا قبل از جنگ جهاني دوم، عمليات معدنكاري در معادن سرب و روي به صورت ابتدايي و سنتي انجام مي پذيرفت. در دهه 1930 ميلادي روشهاي معدنكاري جديد با بهره گيري از روشهاي علمي در معادن فلزي و ساير معادن ايران، توسط آلماني ها آموزش و رواج داده شد. نخستين كارخانه تغليظ سرب و روي به روش جديد در سال 1340 (ش) و با كمك يك شركت فرانسوي در لكان (استان مركزي) مورد بهره برداري قرار گرفت. اما نخستين تلاشهاي همراه با موفقيت براي توليد شمش روي در اشل صنعتي در كشور، در اوايل دهه 1370 (ش) در زنجان آغاز گرديد و در سال 1372 با حمايت مهندس كلاهدوز معاون وزير معادن و فلزات فلز روي در سطح پايلوت توليد و در ادامه در سال 1375 نخستين كارخانه توليد شمش روي به روش هيدورمتالورژي (الكتروليتي) در اين شهر با سرمايه بخش خصوصي و به دست مهندسان ايراني (شركت فرآوري مواد معدني ايران) به بهره‌برداري رسيد.

توليد مصرف روي در ايران و جهان

توليد معادن فعال روي در جهان در سال 2004 حدود 64/9 ميليون تن (فلز روي محتوي) بوده كه 7/4 درصد نسبت به سال قبل افزايش داشته است.

فلز روي توليدي درجهان در سال 2004 حدود 17/10 ميليون تن بوده كه نسبت به سال قبل 6/0 درصد افزايش داشته است.

مصرف فلز روي در جهان درسال 2004 حدود 47/10 ميليون تن بوده كه نسبت به سال قبل نزديك به 3 درصد افزايش داشته است. درسال مذكور فزوني توليد نسبت به مصرف موجب كاهش موجودي انبارهاي روي در جهان گرديد و به بهبود قيمت اين فلز در بازار كمك كرد.
با نگاهي به گذشته دور درمي يابيم كه توليد معادن روي در جهان در سال 1970 ميلادي برابر 59/5 ميليون تن (فلز محتوي)، توليد فلز روي برابر 23/5 ميليون تن ومصرف فلز روي برابر 01/5 ميليون تن بوده است. بدين ترتيب از آن زمان تاكنون رشد توليد معادن روي حدود 72 درصد، رشد توليد فلز روي حدود 94 درصد، رشد مصرف روي حدود 109 درصد بوده است. اختلاف ميان رشد توليد معادن و توليد فلز روي به واسطه توليد روي از طريق بازيافت است. يعني توليد با استفاده از قراضه فلز روي و نه از ماده معدني.

در ايران نزديك به 30 كارخانه توليد روي با ظرفيت توليد 140 هزارتن در سال وجود دارد. اما توليد واقعي آنها كمتر از اين مقدار است. متوسط ظرفيت توليد اين كارخانجات 7/4 تن در سال و بسيار اندك است.

توليد روي در كشور در سال 1383 حدود 90 هزار تن و مصرف آن حدود 60 هزار تن بوده است. ضمنا هر سال مقداري روي از نوع GHS وغيره به كشور وارد و حدود 10 تا 35 هزار تن نيز به خارج صادر مي گردد. ظرفيت توليد كنسانتره روي (اعم از اكسيده و سولفوره) در كشور 270 هزارتن در سال است و درهمين حدود نيز توليد و بخشي از آن صادر مي شود. طبق پيش بيني، توليد

فلز روي در كشور در سال جاري به حدود 100 هزارتن خواهدرسيد. لازم به ذكر است كه چند طرح توليد روي يا افزايش ظرفيت واحدهاي موجود در نقاط مختلف در حال پيگيري است. مشكل صنعت روي كشور در بلندمدت، عدم سرمايه گذاري كافي امروز براي اكتشاف و بهره‌برداري از معادن جديد خواهدبود.

بازار جهاني و داخلي روي

در بازار جهاني روي هرچند سال يكبار با يك شوك كاهش شديد قيمت مواجه مي شويم و اين كاهش قيمت، معمولا پس از چند سال رشد منطقي و يا ثبات نسبي قيمتها اتفاق مي افتد و بازار را با بحران مواجه مي سازد. اين پديده هر بار بنا به دلايل خاصي ايجاد مي گردد.
آخرين بحران كاهش قيمتها در بازار جهاني روي از اواخر سال 2000 ميلادي آغاز گرديد. متوسط نرخهاي فروش هر تن فلز روي در LME درجدول شماره يك مشخص شده است.
در جدول شماره يك مشخص شده كه متوسط بهاي فروش روي در بازار جهاني در سالهاي 2001 و 2002 به شدت كاهش يافت و در سال 2002 حتي به سطح نازل هرتن 725 دلار نيز رسيد. اين روند كاهش قيمت در 6ماهه اول سال 2003 نيز ادامه پيدا كرد، به طوري كه در اين دوره متوسط نرخ فروش بالغ بر 775 دلار گرديد. اما با پيداشدن نشانه هايي از بهبود شرايط اقتصاد جهاني و بويژه در كشورهاي غربي از نيمه دوم سال 2003 ميلادي بهاي روي در بازارهاي بين المللي به تدريج روبه بهبود گذاشت و متوسط نرخ فروش روي در اين سال به 828 دلار رسيد. به طوركلي چشم انداز بازار روي از سال 2004 ميلادي به بعد توسط صاحبنظران مثبت و اميدبخش ارزيابي گرديده است. نرخهاي فروش روي در بازار داخلي نيز كه تاحد هر كيلوگرم 6800 ريال در سالهاي 80 و 81 و 82 كاهش پيدا كرده بود متناسب با افزايش نرخها در بازارهاي بين المللي بهبود پيدا كرده است و درحال حاضر هر كيلوگرم فلز روي در بازار داخلي حدود 13500 ريال معامله مي شود و بهاي فروش هر تن شمش روي در بورس فلزات لندن مبلغ 1340 دلار است (26 اوت 2005). براي كل سال جاري و چند سال آينده پيش بيني ها از بازار جهاني روي مثبت است.

توزيع جغرافيايي توليد و مصرف روي درجهان

همان طور كه اشاره شد در سال 2004 حدود 17/10 ميليون تن فلز روي در جهان توليد و حدود 47/10 ميليون تن فلز روي درجهان مصرف گرديد. نسبت و درصد توليد و مصرف هريك از قاره هاي جهان از اين فلز در جدول شماره دو مشخص شده است:

نزديك به نيمي از فلز روي جهان در آسيا توليد و مصرف مي گردد. در اين ميان كشور چين با توليد 52/2 ميليون تن و مصرف 47/2 ميليون تن به ترتيب 8/24 درصد توليد و 6/23 درصد مصرف روي جهان را به عنوان بزرگترين توليدكننده و مصرف كننده دراختيار دارد و اقتصاد و بازار جهاني روي كاملا به اين كشور وابسته شده است. ايجاد زيرساختها و برنامه ريزي مناسب اقتصادي و صنعتي در چين، موجبات رشد اقتصادي بالا و مستمر اين كشور را فراهم ساخته و نقش كشور مذكور در تجارت بين المللي هر روز پررنگ تر مي گردد.

مس از جمله فلزاتي است كه در طول ساليان دراز، بسيار مورد استفاده قرار گرفته است. 85 تا 90 درصد مس مصرفي دنيا از طريق استخراج معادن مس حاصل مي‫گردد. بطور كلي استحصال فلزات از سنگ معدن به دو روش پيرومتالورژي و هيدرومتالورژي صورت مي گيرد. فرآيندهاي پيرومتالورژي از آغاز تاريخ بشر مورد استفاده قرار گرفته‫اند و امروزه بيش از 95 درصد فلزات با استفاده از اين روشها تهيه مي‫شوند. گرچه تاكنون روشهاي پيرومتالورژيكي غالب بوده‫اند، اما در سالهاي اخير روشهاي جديد هيدرومتالورژيكي مورد توجه قرار گرفته و توليد مس و ساير فلزات پايه از طريق اين روشها افزايش چشمگيري داشته است. بر اساس آخرين ارزيابي صورت گرفته در سال 1376 ، ذخاير معدني مس در كل جهان (به استثناي چين و شوروي سابق) معادل 57000 ميليون تن برآورد گرديده است و ذخيره معادن مس ايران حدود 1900 ميليون تن با 14 ميليون تن مس محتوي مي‫باشد كه حدود 3 درصد از ذخاير معدني مس جهان را در بر مي‫گيرد. طبق بررسيهاي انجام شده، ايران از لحاظ ذخاير معدني مس بر روي كمربند جهاني اين فلز قرار گرفته است كه در راستاي محور شمال غرب ـ جنوب شرق كشور امتداد دارد.

 
گذشتة مس در ايران

 اشياء مسي و آلياژهاي به دست آمده در نقاط مختلف ايران و همچنين آثار كوره‫هاي قديمي و ابتدايي ذوب مس حاكي از آشنايي ايرانيان قديم با صنعت استخراج و ذوب است. اكتشافات باستان‫شناسي نشان مي‫دهد كه در ايران از هزاره پنجم پيش از ميلاد، استفاده از معادن رونق نسبي داشته است. اشياي مفرغي، زري و سيمي بدست آمده از هزاره‫هاي بعد، گوياي پيشرفت بهره برداري از معادن و صنعت ذوب فلزات در ايران است. بعد از ظهور اسلام، خصوصاً در دوران سلجوقيان (قرن ششم هجري) و صفويان (قرن يازدهم هجري)، بهره برداري از معادن و صنعت ذوب فلزات در ايران بسيار شكوفا بوده است .

 شركت ملي صنايع مس ايران

 در 12 تير ماه 1351 ، شركت سهامي معادن مس سرچشمه كرمان، تشكيل و در سال 1355 به شركت ملي صنايع مس ايران كه در برگيرنده كليه فعاليتهاي معادن مس كشور است تغيير نام داد. از وظايف اين شركت، استخراج و بهره برداري از معادن مس، توليد محصولات پر عيار سنگ معدن و محصولات مسي نظير كاتد، اسلب، بيلت و مفتول هشت ميليمتري مي‫باشد. معادن مس سرچشمه و ميدوك در كرمان و معدن مس سونگون در آذريايجان شرقي از مهمترين معادن مس كشور به شمار ميرود.

 

گروه صنعت و معدن - احمد نيکنام : ايران با گذر از مرحله چالش هسته اي جهش بزرگي در عرصه صنعتي را شاهد خواهد بود.

به گزارش جهان اقتصاد، عليرضا طهماسبي وزير صنايع و معادن روز گذشته در همايش فرماندهان پايگاه هاي مقاومت بسيج وزارت صنايع و معادن با بيان اين مطلب گفت : ايران آماده جهش اقتصادي و صنعتي است به طوري که هم اکنون در صادرات محصولات صنعتي از برنامه جلو هستيم .
وي به هدف رشد اقتصادي 8 درصدي ايران در برنامه چهارم اشاره کرد و گفت : طبق برنامه چهارم سهم بخش صنعت در تحقق رشد 8 درصدي اقتصادي رشد 13/4 درصدي است که در کل 2/5 درصد از 8 درصد رشد مورد نظر اقتصادي بايد از طريق بهره وري حاصل شود.
وزير صنايع و معادن در ادامه خاطر نشان کرد: اگر چالش انرژي هسته اي جدي شود بايد کمربندها را محکم بست که کانونهاي مقاومت در اين راستا در پيشبرد اهداف بسيار موثر است .
طهماسبي گفت : مقابله با نظام هاي سلطه از طرق مختلف در دنيا صورت گرفته از جمله شيوه هاي فيزيکي ، اقتصادي و اکنون شيوه هاي مقابله فرهنگي مورد نظر است .
وي افزود: در جهاني که نظام سلطه ارزشهاي انساني را زيرپا مي گذارد و جز تسليم کشورهاي مستقل رضايت نمي دهد مديران صنعتي کشور بايد بيش از پيش با هسته هاي بسيج در ادارات همکاري کنند تا با همکاري و همفکري در جهت اعتلاي نظام گام هاي مستحکم و موفقي برداريم .
در پايان خاطر نشان کرد: ثبات نظام سياسي از مزيت هاي کشور ماست لذا تلاش دولتمردان ايران اين است که در جغرافياي سياسي منطقه به قدرت اول منطقه تبديل شويم.
سردار ميرزاده معاون بسيج اداري و کارگري  نيز در ادامه به تشريح نقش مقاومت مردمي درعقب نشيني غرب در زمان هشت سال دفاع مقدس اشاره کرده و حمله براي سقوط نظام، صدور بيانيه هاي پياپي و صدور قطعنامه را از مراحل اين عقب نشيني توصيف کرد" .
همچنين محمدعبدي فرمانده مرکزمقاومت بسيج وزارت صنايع و معادن درهمايش ياد شده که درمحل شرکت ملي فولاد ايران برگزارشد ضمن اين که حضور ردههاي مقاومت بسيج دربخشهاي مختلف وزارت صنايع ومعادن را مطلوب توصيف کرد افزود : " هدف ازبرگزاري اين همايش تبيين نقش وزارت صنايع ومعادن درارتش بيست ميليوني و نقش بسيج در بخش صنعت ومعدن کشوراست ".

به منظور تشويق سرمايه  گذاران در بخش معدن ، شرايط سرمايه  گذاري براي بخش خصوصي توسط دولت بهبود يافته ، اما استقبال چنداني از آن نشده است.
به گزارش ايلنا ، مهندس ناصرنيا ، رييس سازمان نظام مهندسي معدن کشور ، در گردهمايي بزرگ مهندسان کشور ، گفت: ايران داراي ذخاير معدني هنگفتي است که از دارايي  هاي بالقوه کشور به شمار مي  رود و البته کشورهايي که قادر به استفاده بهينه از اين منابع باشند به موفقيت مي  رسند.

وي ، با بيان اين  که فروش مواد خام تنها راه دستيابي به توسعه نيست، افزود: استفاده از منابع و ذخاير معدني منجر به کاهش اين صنايع تجديدناپذير شده است.

مهندس ناصرنيا ، با اشاره به اين که ذخاير کشور روزي به پايان مي  رسند ، اظهار داشت: تکيه بر ذخاير معدني دور  انديشي نيست ، بنابراين به کارگيري بهترين اصول به منظور بهره  وري مناسب لازم است.

رييس سازمان نظام مهندسي معدن کشور ، گفت: ذخاير معدني کشور در مقايسه با ذخاير نفت و گاز اندک بوده و از نظر درآمدزايي با يکديگر قابل مقايسه نيستند.

وي ، سهم معادن را در توليد ناخالص داخلي پايين دانست.

مهندس ناصرنيا ، افزود: به منظور تشويق سرمايه  گذاران در بخش معدن شرايط سرمايه  گذاري براي بخش خصوصي توسط دولت بهبود يافته ، اما استقبال چنداني از آن نشده است.
وي ، افزايش بي  منطق   بهاي دارايي  هايي که کاري بر روي آن صورت نمي  گيرد هم  چون زمين ، سخت  گيري در پرداخت وام و بالا بودن سود آن ، دشواري صادرات ، محدوديت زيست محيطي براي فعاليت  هاي معدني ، ناخوشايند بودن محيط کار در معادن و وجود مشاغل خدماتي پردرآمد و خارج از کنترل دولت در شهرهاي بزرگ را از دلايل عدم استقبال از سرمايه  گذاري بخش خصوصي در بخش معدن دانست.

رييس سازمان نظام مهندسي معدن کشور ، خاطرنشان کرد: سازمان نظام مهندسي معدن با مراقبت و رعايت اصول فني و مهندسي به افزايش سودآوري رفع مشکلات معدن کاران کمک مي  کند.
وي ، اظهار داشت: طبق قانون نظام مهندسي معدن ، اشتغال اشخاص حقيقي و حقوقي مستلزم عضويت در سازمان و داشتن پروانه اشتغال است که تاکنون حدود 600 پروانه اشتغال صادر شده است.
مهندس ناصرنيا ، ايجاد پايگاه  هاي اطلاعاتي ، تدوين نظام نامه  ها ، تلاش براي اخذ کمک  هاي مالي از دولت ، سازمان  دهي ، تامين و آموزش پرسنل را از برنامه  هاي اين سازمان ذکر کرد.

موسسه بين المللي آهن و فولاد اعلام کرد: توليد فولاد خام ايران در نخستين ماه ميلادي (ژانويه - دي ماه) با 14 درصد افزايش نسبت به مدت مشابه سال قبل به 813 هزار تن رسيد.
به گزارش فارس به نقل از موسسه بين المللي آهن و فولاد ، مجموع توليد 61 کشور جهان در ماه ژانويه ( دي ) به 94/7 ميليون تن رسيد. اين رقم نسبت به مدت مشابه سال قبل بيش از پنج درصد افزايش داشته است.

توليد فولاد خام ايران نيز در اين ماه به 813 هزار تن رسيد. اين رقم نسبت به مدت مشابه سال قبل به ميزان 14 درصد افزايش داشته است . در ماه ژانويه سال 2005 ، 711 هزار تن فولاد خام در ايران توليد شد.

براساس اين گزارش توليد فولاد خام ايران در ماه ژانويه نسبت به ماه قبل از آن ( دسامبر) نيز به ميزان 13 هزار تن افزايش داشته است.

ايران با داشتن 25/3 درصد از ذخاير مس آسيا، دومين کشور داراي ذخاير مس پس از اندونزي محسوب مي شود.

يک کارشناس مسايل اقتصادي در گفت و گو با مهر  در مشهد با اشاره به اين مطلب افزود: براساس آخرين ارزيابي صورت گرفته، ذخاير معدني مس جهان ( به استثناي چين و شوروي سابق) معادل 57 ميليارد تن برآورد شده است .

محمد حسين مدهوش طوسي گفت: معادن مس ايران 5/3 درصد از ذخاير معدني جهان را شامل مي شود. همچنين طي بررسي هاي صورت گرفته، ذخاير معدني مس ايران از شمال غرب شروع و تا جنوب شرق ادامه دارد.

وي با بيان اين که سهم ايران از توليد مس در آسيا دو درصد است، اظهار داشت: يک در صد از سهم توليد مس جهان به ايران اختصاص دارد .

طوسي تصريح کرد: پيش بيني ها نشان مي دهد که ميزان مصرف مس در سال هاي آتي روندي صعودي خواهد داشت .

وي گفت: به همين منظور در حال حاضر عمليات اکتشافي به منظور شناسايي و بررسي امکان بهره برداري موثرتر از پتانسيل هاي معدني مس در ايران در سه بخش مقدماتي- نيمه مقدماتي- نيمه تفضيلي و درشش ناحيه در سطح کشور ( در استان هاي  اذربايجان شرقي- زنجان- قزوين- خراسان جنوبي- سيستان و بلوچستان - کرمان و يزد) در حال انجام است.

وجود ذخاير معدني و معادن فعال در حواشي مراكز جمعيتي، نه تنها باعث بروز مشكلاتي از جمله انواع آلودگي‌ها مي‌شود، بلكه توسعه شهري را از آن جانب محدود مي‌كند.

امروزه با گسترش فزاينده شهرنشيني و شهرسازي، محدوده‌هاي معدني و كانون‌هاي زيستي در تعارض يكديگر قرار گرفته‌اند. از طرفي توسعه محدوده شهري بدون انجام مطالعات لازم به منظور اطمينان از عدم قرارگيري ذخاير پرارزش در گستره شهرسازي، مي‌تواند منجر به غيرقابل استحصال شدن پاره‌اي از ذخاير معدني شود. از طرف ديگر وجود ذخاير معدني و معادن فعال در حواشي مراكز جمعيتي، نه تنها باعث بروز مشكلاتي از جمله انواع آلودگي‌ها مي‌شود، بلكه توسعه شهري را از آن جانب محدود مي‌كند. همچنين پس از اتمام عمر مفيد معدن، اين محدوده‌ها نمي‌توانند به راحتي در توسعه شهري قرار گيرند. ظهور آثار منفي و ناهنجاري مانند گودال‌هاي عظيم ناشي از معدن‌كاري روباز، فرونشست معادن زيرزميني، وجود توده‌هاي عظيم روباره و باطله به صورت تل‌ها يا تپه‌هاي مرتفع همگي موانع عمده براي‌ كاربري شهري اين اراضي محسوب مي‌شوند. البته اتخاذ سياست‌هاي صحيح بهره‌برداري معدني مي‌تواند بسياري از اين جنبه‌هاي نامطلوب را كاهش دهد؛ از اين رو وجود يا نبود معادن و ذخاير معدني در گستره توسعه شهري تاثير به سزايي در انتخاب جهت توسعه محدوده‌هاي شهري و انتخاب ساختگاه‌هاي جديد دارد. همچنين آگاهي از موقعيت و پتانسيل ذخاير عمده تامين‌كننده مصالح ساختماني براي برنامه‌ريزي كلان فعاليت‌هاي عمراني حايز اهميت است.

به طور كلي به علت اهميت اقتصادي، اجتماعي و سياسي معادن، تصميم‌گيري درباره آينده يك معدن يا ذخيره معدني تنها در چارچوب مسايل فني مهندسي معدن ميسر نيست بلكه اين انتخاب در ارتباط تنگاتنگ با عوامل متعدد ديگري است كه خارج از موضوع اين مطالعه است. بدين علت در نوشتار حاضر كه به بررسي گستره «طرح مجموعه شهري تهران و شهرهاي اطراف آن» از نظر پتانسيل وجود ذخاير معدني و مصالح اختصاص يافته، تنها با نگرشي كارشناسانه از نظر زمين‌شناسي و معدن، به مساله توجه شده است و با توجه به مجموعه اطلاعات موجود و در دسترس كه از منابع گوناگون گردآوري شده‌اند، پهنه‌بندي استان تهران در مقياس مطالعاتي مورد نظر از نظر اولويت معدني اين مناطق براي ساخت و ساز پيشنهاد شده است.

در اين فصل سعي شده كه كلياتي درباره مباحث مورد نظر، مشخصه‌هاي خاص محدوده مورد بررسي و نتيجه‌گيري‌هاي انجام شده ارايه شود.

كليات و مفاهيم بنيادي

انسان در طول هزار سال گذشته همواره بخشي از نيازهاي اساسي خود را از دل زمين تامين كرده است. مواد معدني به دست آمده از زمين به منظور ساخت ابزار و تامين منابع انرژي استفاده مي‌شود. همچنين آلودگي و مشكلات ناشي از استخراج مواد معدني به خصوص در معادن زيرزميني همجوار مراكز جمعيتي، در مواردي استفاده از اين معادن را غيرممكن مي‌كند. مطالعه محل‌هاي قديمي استخراج مواد معدني نشان مي‌دهد كه عناصر و تركيبات معدني در فاصله چند كيلومتري در محيط اطراف آنها پخش شده‌اند. مساله نشست زمين در اثر حفاري‌هاي زيرزميني نيز در پايداري سازه‌هاي سطحي موثر است و مشكلاتي را در ساخت شهرها و شهرك‌ها به وجود مي‌آورد.

با پيشرفت فناوري‌ معدن‌كاري و درخواست بيشتر مواد معدني، بسياري از نقاط در محدوده استان تهران فعال شدند و استخراج و تنوع مواد معدني گسترش يافته است. در حال حاضر در استان تهران بيش از 140 معدن فعال موجود است و به همين مقدار نيز در حال اكتشاف هستند، مواد معدني عمده در حال استخراج در استان تهران بدين قرار است:
سنگ ساختماني_سنگ آهك _سرب_مارن_سولفات سديم_فسفات_خاك صنعتي_منگنز_نمك طعام_سيليس_ زغال سنگ_باريت_گچ_دولوميت_خاك رس و شن و ماسه

تحقيق در خصوص وجود يا نبود معادن و ذخاير پرارزش در محدوده ساختگاه‌هاي عمراني اثر به سزايي در انجام عمليات ساختماني، ساخت و سازهاي جديد و گسترش آتي آنها دارد؛ زيرا محل ذخاير معدني، چه در حال حاضر در حال بهره‌برداري باشند يا اين كه مجوزهاي مربوطه براي استخراج آنان صادر شده باشد، در صورتي كه در زمره ذخاير معدني پرارزش باشند، كانون‌هاي زيستي نمي‌توانند آنها را اشغال كنند؛ از اين رو در اين مطالعه، محدوده‌هاي معدني موجود در منطقه شناسايي شده و بر اساس نوع معادن، تقسيم‌بندي و ارايه شده‌اند. بايد توجه داشت كه اگر چه به ظاهر ارزشمندي يك ذخيره معدني به نوع ماده معدني و ارزش آن كانه بستگي دارد، عوامل مختلفي چون گستردگي ماده معدني، كيفيت، محل جغرافيايي و غيره مي‌توانند كانسار يك ماده معدني ارزان‌قيمت را به يك ذخيره پرارزش تبديل كنند.

مساله ديگري كه حايز اهميت است، شناسايي معادن قديمي به ويژه معادن زيرزميني است؛ چرا كه پايداري فضاهاي زيرزميني حفر شده پس از گذشت زمان طولاني و به ويژه با اتمام ذخيره و خاتمه فعاليت‌هاي معدن‌كاري متزلزل شده و با ريزش آنها در عمق زمين، با پديده فرونشست در سطح زمين مواجه مي‌شويم كه مي‌تواند فعاليت‌هاي عمراني و ساخت و سازهاي انجام شده را به مخاطره اندازد. اين امر به ويژه در نواحي كه سابقه معدن‌كاري در آنها طولاني است بايد در نظر قرار گرفته و با شناسايي معادن قديمي، اين گونه مخاطرات پيش‌بيني شده و راه‌كارهاي مناسب گزيده شوند. همچنين انجام فعاليت‌هاي معدني، بسته به نوع فعاليت و گستردگي آنها، محيط زيست پيرامون معدن را تحت تاثير قرار مي‌دهد. به اين امر به ويژه در مجاورت مراكز جمعيتي بايد توجه كرد و در صورت لزوم با در نظر گرفتن حريم‌هاي مناسب، ايمني لازم در برابر انواع آلودگي‌ها تامين شود. در اصل سر و كار داشتن دراز مدت با برخي مواد معدني و با رعايت نكردن مسايل بهداشتي و ايمني، بيماري‌هاي خاصي را به دنبال دارد. در اين ميان عوارض ايجاد شده براي كارگران معادن سيليس، منگنز و آزبست از شناخته شده‌ترين آنهاست. بهره‌برداري از معادن فلزات سنگين نظير سرب، روي، جيوه و نيز مواد راديواكتيو مسايل خاص زيست محيطي و تمهيدات ويژه ايمني را ايجاب مي‌كند. امروزه با ترويج روش‌هاي جديد معدن‌كاري مانند روش‌هاي ليچينگ، پتانسيل آلودگي‌هاي زيست محيطي به مراتب بيشتر مي‌شود و از اين رو مطالعات گسترده ژئوتكنيكي، آب‌ زميني‌ شناختي و زيست‌محيطي براي مقابله با آلودگي‌هاي ايجاد شده و كنترل آنها امري حساس و حياتي است.
جمع‌آوري اطلاعات

يكي از پايه‌هاي تصميم‌گيري درست، داشتن اطلاعات كافي در زمينه مورد نظر است. هر چه اطلاعات كامل‌تر و جامع‌تر باشند، نتيجه‌گيري و تصميم‌گيري از اطمينان بيشتري برخوردار است.

درباره بررسي توسعه شهري و تاثير معدن‌كاري بر آن، در هر منطقه، داشتن اطلاعات معادن موجود، مناطق اكتشافي و انديشه‌هاي معدني، لازم است. در كنار اين اطلاعات، اطلاعاتي نيز از وضعيت اين معادن در كشور و اهميت اقتصادي و صنعتي آنها نيز مورد نياز است. با داشتن اين دو گستره اطلاعاتي امكان بررسي توسعه شهري در منطقه به خوبي مهيا مي‌شود.
به منظور بررسي توسعه شهري در استان تهران، مراكز و منابع اطلاعاتي متعددي در نظر گرفته شدند كه هر كدام اطلاعاتي از وضعيت معادن موجود كشور و فعاليت‌هاي معدني استان تهران را دارا هستند.

اداره كل معادن و فلزات استان تهران

اطلاعات اخذ شده از اين اداره مربوط به طرح بهينه‌سازي معادن استان تهران است كه مربوط به 1372 بوده و شامل معادن سنگ آهك، سنگ لاشه، سنگ‌هاي تزئيني، سيليس، كاني‌هاي صنعتي، سنگ‌گچ، سولفات سديم، منگنز، زغال‌سنگ و ساير مواد معدني (شامل نمك آبي و سنگي، مارن، دولوميت و پوكه معدني) است.

بخش GIS وزارت معادن و فلزات

يكي از مراكز اطلاعاتي كامل و تقريبا به روز معادن كشور بخش GIS وزارت معادن و فلزات است كه اطلاعات آماري آن شامل نقشه معادن فعال و طرح‌هاي اكتشافي به همراه بانك اطلاعاتي معادن فعال شامل نام معدن، شماره مجوز و نوع ماده معدني است.
استانداري تهران

در بين معادن فعال، معادن شن و ماسه و خاك رس زير نظر استانداري تهران فعاليت مي‌كنند. اطلاعات اين نوع معادن در اداره كل معادن و فلزات استان تهران و بخش GIS وزارت معادن و فلزات موجود نيست. به همين دليل با همكاري كارشناسان استانداري تهران مدارك و اطلاعات موجود در اين استانداري، جمع‌آوري شد. حاصل اين جمع‌آوري، اطلاعات معادن شن و ماسه به صورت مكتوب و شامل نام معدن، ذخيره و ميزان حداكثر و حداقل استخراج سالانه اين معادن و غيره است.

اطلاعات و منابع چاپ شده

بخش عمده‌اي از بررسي و تصميم‌گيري بر اطلاعات بايد با توجه به وضعيت معادن در كشور انجام شود. علاوه بر اين براي تعيين محدوده‌هاي مورد نظر معدني و اكتشافي آشنايي با فرآيند كاني‌سازي و تجمع كانسارها و محل‌هاي احتمالي آنها در در سنگ‌ها نيز لازم است. به همين منظور منابع و اطلاعات مكتوب و چاپ شده درباره معادن ايران جمع‌آوري شد. اين منابع شامل دو نقشه چهارگوش كانسارها و آثار معدني تهران و ساوه، نقشه‌هاي چهارگوش زمين‌شناسي محدوده استان تهران، نقشه‌هاي ژئوتكنيك پايه استان تهران، نقشه‌هاي جغرافيايي ارتش موجود استان تهران، كتب طرح تدوين كتاب سازمان زمين‌شناسي و كتاب‌هاي زمين‌شناسي اقتصادي، مقالات و گزارش‌هاي معدني و غيره است.
جمع‌آوري اطلاعات محلي

يكي ديگر از مسائلي كه درباره معادن در توسعه شهري بايد در نظر گرفت تاثير چگونگي استخراج معادن بر سازه‌هاي سطحي است. معادن به دو روش روباز و زيرزميني استخراج شده و مي‌شوند. هر يك از اين دو روش ويژگي‌هاي منحصر به خود را دارند. معادن سطحي اغلب با تخريب سطح زمين استخراج مي‌شوند، بسته به ويژگي‌هاي ماده معدني اين تخريب يا به وسيله ماشين‌آلات يا به وسيله انفجار صورت مي‌گيرد كه هر دوي اين روش‌ها در فاصله مرز تمركز شهري به معادن تاثير گذارند.

درباره معادن زيرزميني، مساله قابل بررسي نشست سطح زمين به علت عمليات معدني است. بسته به روش استخراج انتخاب شده ميزان نشست و گسترش ناحيه فرونشسته و مقدار فرونشست متفاوت است. نشست سطح زمين در مواردي باعث تخريب و انهدام سازه‌هاي سطحي مي‌شود.

با توجه به اين نكات و اهميت آنها، به منظور روشن شدن اين موضوع كارشناسان به جمع‌آوري اطلاعات و مدارك محلي پرداختند.

در بين معادن فعال در گستره طرح، معادن شن و ماسه و محدوده‌هاي برداشت خاك رس وسعت بيشتر خود اختصاص داده‌اند. علاوه بر آن به دليل قرارگيري در نزديكي مراكز جمعيتي موجود و اهميت آنها در صنعت ساختمان‌سازي از اهميت ويژه‌اي برخوردارند. به همين علت، بيشتر مطالعات ميداني درباره اين معادن انجام شده كه شامل وسعت عمليات معدن‌كاري و اثرات سوء ناشي از استخراج اين مواد است.

الف - ماده معدني (كاني): هر ماده يا تركيب طبيعي كه به صورت جامد يا گاز يا مايع و يا محلول در آب در اثر تحولات زمين شناسي به وجود آمده است.

ب - كانه : مواد معدني يا كانيهاي موجود در كانسار كه داراي ارزش اقتصادي است.

پ - ذخيره معدني (كانسار): تمركز و يا انباشت طبيعي يك يا چند ماده معدني در زير يا روي زمين و يا محلول در آب مي‏باشد.

ت - معدن : ذخيره معدني است كه بهره‏برداري از آن مقرون به صرفه باشد.
ث - اكتشاف : تجسس اداري به منظور يافتن كانسار است كه شامل عملياتي از جمله موارد زير مي‏باشد:

1- آثاريابي و نمونه‏برداري و آزمايشات كمي و كيفي.

2- بررسيهاي زمين شناسي ژئوفيزيكي و ژئوشيميايي مانند آنها و انجام اموري كه براي اين گونه بررسي‏ها لازم باشد.

3- حفاري روباز و زيرزميني.

4- تعيين شكل و كيفيت و كميت ذخيره معدني و تهيه نقشه‏هاي مربوطه.

ج - پروانه اكتشاف: مجوزي است كه براي انجام عمليات اكتشافي مواد معدني در محدوده مشخص از طرف وزارت معادن و فلزات صادر مي‏شود.

چ - گواهي كشف : تأييديه‏اي كه توسط وزارت معادن و فلزات پس از اتمام عمليات اكتشافي و كشف كانه به نام دارنده پروانه اكتشاف صادر مي‏شود.
ح - بهره‏برداري: مجموعه عملياتي است كه به منظور استخراج و كانه آرايي و به دست آوردن مواد معدني قابل فروش انجام مي‏گيرد.

خ - بهره‏بردار : شخص حقيقي يا حقوقي اعم از دولتي تعاوني و خصوصي است كه داراي پروانه بهره‏برداري از وزارت معادن و فلزات باشد.

د - استخراج : مجموعه عملياتي است كه به منظور جدا كردن كانه از كانسار و انتقال آن به محل انباشت مواد انجام مي‏گيرد.

ذ - اجازه برداشت: مجوزي است كه از طرف وزارت معادن و فلزات براي تأمين مصالح ساختماني مورد نياز طرحهاي عمراني و برداشت واريزه‏ها و ذخاير محدود و جزئي و نيز عمليات آزمايشگاهي صادر مي‏شود.

ر - حقوق دولتي : عبارت است از درآمد دولت ناشي از استخراج بهره‏برداري و برداشت هر واحد از ماده يا مواد معدني.

ز ـ كانه آرايي: عبارت است از كليه عمليات فيزيكي شيميايي و يا فيزيكوشيميايي كه به‏منظور جدا كردن قسمتي از مواد باطله از كانه و يا تفكيك كانه‏ها از يكديگر انجام مي‏گيرد.

ژ - فرآوري : شامل كليه عملياتي است كه بر روي مواد خام معدني يا كانه آرايي شده آنها انجام و در نتيجه موجب توليد مواد اوليه صنعتي مي‏شود.

س - محل انباشت مواد: محلي است خارج از كارگاههاي استخراج و تونلها و چاهها كه مواد مستخرجه در آنجا انباشته مي‏شود.

ش - مواد باطله : عبارت است از موادي كه در نتيجه استخراج يا كانه آرايي از كانه جدا مي‏گردد.
ص - شن و ماسه معمولي : شن و ماسه‏اي كه حاوي كاني‏هاي با ارزش نبوده و يا تفكيك آنها مقرون به صرفه نباشد و عمدتاً در كارهاي ساختماني راه‏سازي بتن ريزي و نظاير آن استفاده مي‏گردد.

ض - خاك رس معمولي : خاكي است كه براي ساختن خشت و آجر معمولي (غيرنسوز) به كار مي‏رود و نيز در عمليات ساختماني و راه‏سازي و كشاورزي از آن استفاده مي‏شود.
ط - خاك صنعتي : خاكي است كه به علت داشتن خواص فيزيكي و شيميايي خاص مصارف صنعتي مختلف دارد.

ظ - سنگ لاشه و ساختماني : سنگهاي مختلف موجود در طبيعت كه حاوي كانه قابل تفكيك در شرايط كنوني نبوده و عمل آوري آن رايج و معمول و يا مقرون به صرفه نباشد و بنا به تشخيص وزارت معادن و فلزات سنگ تزئيني نيست و عموماً در پي يا ديوارچيني ساختمانها راه‏سازي و ديواره‏سازي و امور نظير آن به كار مي‏رود.
ع - سنگ تزئيني : سنگهاي متبلور و غيرمتبلور رسوبي آذرين و دگرگوني كه حاوي كانه قابل تفكيك در شرايط كنوني نبوده و عمل آوري آنها نظير برش و صيقل رايج و مقرون به صرفه باشد از قبيل مرمر شبه مرمر (مرمريت) تراورتن گرانيت و امثالهم.
غ - پروانه بهره‏برداري : مجوزي است كه توسط وزارت معادن و فلزات براي بهره‏برداري از معادن در محدوده‏اي كه مشخص شده است صادر مي‏گردد.
ف - طرح بهره‏برداري: طرحي است كه در آن جزئيات برنامه‏هاي اجرايي براي بهره‏برداري از معدن و زمان‏بندي اجراي عمليات و ساير اطلاعات براساس شناسنامه معدن در نمونه فرمهاي ويژه وزارت معادن و فلزات توسط عاملين بهره‏برداري درج مي‏گردد.
ق - معادن بلامعارض: به معادني اطلاق مي‏شود كه فاقد بهره‏بردار بوده و يا واگذاري آن از نظر اين قانون منعي نداشته باشد.

ماده 2 - در اجراي اصول چهل و چهارم و چهل و پنجم قانون اساسي مسئوليت اعمال حاكميت دولت بر معادن كشور و حفظ ذخاير معدني و نيز صدور اجازه انجام فعاليتهاي معدني مقرر در اين قانون و نظارت بر امور مزبور و فراهم آوردن موجبات توسعه فعاليتهاي معدني دستيابي به ارزش افزوده مواد خام معدني توسعه صادرات مواد معدني با ارزش افزوده ايجاد اشتغال در اين بخش و نيز افزايش سهم بخش معدن در توسعه اقتصادي و اجتماعي كشور به عهده وزارت معادن و فلزات مي‏باشد. اعمال حاكميت مذكور در اين ماده مي‏تواند مانع اعمال مالكيت اشخاص حقيقي و حقوقي در محدوده مقررات باشد.

ماده 3 - مواد معدني : به شرح زير طبقه‏بندي مي‏شوند:

الف - مواد معدني طبقه يك عبارت هستند از : سنگ آهك سنگ گچ شن و ماسه معمولي خاك رس معمولي صدف دريايي پوكه معدني نمك آبي و سنگي مارن سنگ لاشه ساختماني و نظاير آنها.

ب - مواد معدني طبقه دو عبارت هستند از :

1- آهن طلا كرم قلع جيوه سرب روي مس تيتان آنتيموان موليبدان كبالت تنگستن كادميوم و ساير فلزات.

2- نيتراتها فسفاتها براتها نمكهاي قليايي سولفاتها كربناتها كلرورها (به استثناي مواد ياد شده در طبقه يك) و نظاير آنها.

3- ميكا گرافيت تالك كائولن نسوزها فلدسپات سنگ و ماسه سيليسي پرليت دياتوميت زئوليت بوكسيت خاك سرخ خاك زرد خاكهاي صنعتي و نظاير آنها.

4- سنگهاي قيمتي و نيمه قيمتي مانند الماس زمرد ياقوت يشم فيروزه انواع عقيق و امثال آنها.

5- انواع سنگهاي تزئيني و نما.

6- انواع زغال سنگها و شيلهاي غيرنفتي.

7- مواد معدني قابل استحصال از آبها و نيز گازهاي معدني به استثناي گازهاي هيدروكربوري.

ج ـ مواد معدني طبقه سه عبارت هستند از: كليه هيدروكربورها به استثناي زغال سنگ مانند: نفت خام گاز طبيعي قير پلمه سنگهاي نفتي سنگ آسفالت طبيعي و ماسه‏هاي آغشته به نفت و امثال آنها. قير پلمه سنگهاي نفتي و سنگ آسفالت طبيعي در صورتي كه مورد عمل وزارت نفت شركتها و واحدهاي تابعه و وابسته به آن وزارت نباشد جزو معادن طبقه دو محسوب مي‏گردد.

د - مواد معدني طبقه چهار عبارت هستند از: كليه مواد پرتوزا اعم از اوليه و ثانويه. تبصره - طبقه آن دسته از مواد معدني مرتبط با محدوده طبقات يك و دو كه در طبقه‏بندي فوق مشخص نشده يا مورد ترديد باشد و نيز طبقه موادي شامل چند ماده از يك طبقه و موادي از طبقه ديگر برحسب نوع اهميت و ارزش اين مواد توسط وزارت معادن و فلزات تعيين مي‏شود.

ماده 4 - امور مربوط به مواد معدني طبقات يك و دو به استثناي شن و ماسه معمولي و خاك رس معمولي در چارچوب مقررات اين قانون در حيطه وظايف وزارت معادن و فلزات مي‏باشد.
تبصره - تشخيص معمولي بودن شن و ماسه و خاك رس با وزارت معادن و فلزات است.

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: یکشنبه 16 آذر 1393 ساعت: 21:51 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره ذخایر معدنی ایران,تحقیق ئرباره معدن,معدن چیست,

 

تحقیق درباره كاربرد های  علم شيمي در علوم

 

 

 

دبير گرامي:

 

تهيه كننده:

 

كلاس 107

 

دبيرستان :

 

تجزيه شيميائي

مقصود از تجزيه شيميائي تعيين عهاصر و يا ترکيباتي که يک ماده را تشکيل مي دهند مي باشد خواه اين ماده بصورت جامد و يا مايع و يا گازي شکل و خواه در طبيعت و يا در آزمايشگاه مصنوعا تهيه شده باشد . اين تجزيه شامل دو قسمت مي شود :

1_ تجزيه کيفي يا چوني که بتعيين نوع و طبيعت اجسام ساده و يا ترکيباتي که ماده مورد امتحان را تشکيل مي دهند مي پردازد .

2 _ تجزيه کمي يا چندي که مقادير هر يک از اجزاء تشکيل دهنده را در واحد وزن و يا در واحد حجم معلوم مي سازد .

چون بمنظور تجزيه بيشتر اوقات هر ماده معدني را بصورت املاح محلول در آب در مي آورند و هر محلول معدني هميشه شامل دو يون مثبت و منفي يعني کاتيون و آنيون مي باشد و هر کدام از اين دو دسته هم بين خود تشابه خواص دارند که موجب طبقه بندي آنها مي گردد بنابراين اساس تجزيه چوني و چندي بر رويس همين خواص مشترک برپا گشته است .

اين تجسس شامل سخ مرحله مي شود :

1 _ تعيين دسته فلز

2 _ تشخيص فلزاتيکه در يک دسته وجود دارند .

3 _ از نو بوجود آوردن محلول خالص نمک فلز از انحلال رسوبي که در مطحله 1 و2 بدست آمده است و انجام واکنشهاي مشخص و ويژه هر کاتيون و يا هر آنيون مرحله اخير همان اهميت و ضرورت دو مرحله ديگر را دارا مي باشد .

براي سهولت امر و بمنظور اينکه دانشجويان مبتدي بتوانند بخوبي از عهده تجزيه چوني برآيند ماده مودر امتحان را بصورت يکي از نمکهاي حل شدني معمولا کلرور , سولفات و يا نيترات در دسترس آنان قرار مي دهند بنا براين هر وفت از محلول بدوي يا اصلي ذکري مي شود مقصود محلولي است که براي آزمايش داده شده است .

ولي نبايد محلول اصلي را با ((مادر آب ))اشتباه کرد . هنگاميکه محلول اصلي تحت تاثير معرفي قرار گيرد ممکن است گازي از آن برخيزد و يا رسوبي نمايان شود اگر با جوشاندن تمامي گاز را بيرون آوريد و يا با عمل صافي رسوب را جدا سازيد محلولي بدست مي آوريد که صفات و خصائص اصلي خود را از دست داده و داراي مشخصات ديگري گشته است بچنين محلولي که بعد از جدا نمودن گاز و يا رسوب آن آبهاي شست و شو و معرفات اضافه شده است ((مادر آب )) گفته مي شود .

 

تجسس دسته فلزات يا دسته کاتيونها :

چون منظور از نگارش اين کتاب تجسسس فلزات و آزمايش خواص آنالي تيکي نمکهاي آنها ميباشد لازمست که دانشجو قبلا تئوري آرنيوس Arrhenius و تجزيه شدن محلول املاح را بدو يون مثبت يا کاتيون و منفي يا آنيون بداند و پي برد که در کليه واکنشهائي که در مباحث مختلف اين کتاب از آن گفتگو مي شود فقط يونهاي مثبت و منفي يعني کاتيونها و آنيونها داخل در فعل انفعالات مي شوند و بالنتيجه هر وفت لفظ کاتيون و آنيون از نظر افتاد و بجاي آن کلمه فلز بکار برده شد منظور اينست که فلز مزبور بصورت نمک محلول براي آزمايش در اختياز دانشجو قرار داده شده است و از عنوان تجسس دسته فلزات نبايد معناي ديگري جز تعيين کاتيون استنباط کرد .

طبق آنچه که گفتيم فلزات و املاح آنها بين خود خواص آنالي تيکي مشترک دارند و ممکنست هر چند تاي آنها را جزء يکدسته قرار دهيم مثلا اگر معرف بخصوصي برروي چند تاي آنها رسوبي ظاهر ساخت مي گوئيم که اين چند فلز جزء يکدسته بايد قرار داده شوند .

ظهور رسوب و يا تغيير رنگ با استعمال معرفي موجب شده که فلزات معمولي را بشش دسته تقسيم کنند .

1 _ دسته ايکه اگر اسيدکلريدريک و يا کي کلرور قابل حل بر روي محلول آنها بريزيم رسوب غير فابل حل کلرور آنها توليد مي گردد که در آب سرد و اسيدهاي معدني رقيق غير قابل حل است .

فلزات ايندسته عبارتند از :                                  Ag  وPb  و Hg ⁺

        معرف مشترک                                                              HGl

2 _ دست ايکه کلرور آنها قابل حل در آب ولي سولفور آنها غير قابل حل در آب و اسيدهاي معدني رقيق است . يعني بايد بر روي محلول آنها گاز سولفورئيدرژن H₂S در محيط اسيد عبور داد تا فلز بصورت سولفور رسوب کند .

فلزات اين دسته نيز بدو طبقه تقسيم مي شوند :

الف _ کاتيونهائيکه سولفور آنها قابل حل در سولفورآمونيم S( NH₄) ₂ است و عبارتند از :

                                                                      Sb, Sn , As  

ب _ کاتيونهائيکه سولفور آنها غير قابل حل در سولفور آمونيم مي باشد و شامل فلزات زير مي شوند :

                                                    Hg ^{+ +} , Bi, Cu , Cb  

و همچين Pb که چون کلرورش کمي قابل حل مي باشد بدسته دوم آمده است .

معرف مشترک                                                             H₂S

3 _ دسته و يا کاتيونهائيکه کلرور آنها قابل حل است و سولفور آنها در محيط آب توليد نمي شود ولي ئيدرات آنها در مجاورت املاح آمونياکي غير قابل حل است .

فلزات ايندسته عبارتند از :                                           Fe^{+ + +} , Al , Cr

           معرف مشترک                                          ( NH₄Cl + NH₄OH)  

4 _ دسته ايکه کلرور آنها قابل حل در آب ولي سولفور آنها که قابل حل در اسيدهاي معدني رقيق است در آب و در سولفورآمونيم غير قابل حل است .

 فلزات ايندسته عبارتند از :                                    Zn , Mn ,Co , Ni  

              معرف مشترک                                             Sn( NH₄)₂

5 _ دسته ايکه کلرور و سلوفور آنها قابل حل ولي کربنات آنها غير قابل حل در آب و شامل فلزات زير است :                                                         Ba , Sr , Ca , Mg  

معرف مشترک                                                        CO₃(NH₄)₂

در ايندسته کربنات فلزات قليائي خاکي (Ba , Sr , Ca) در مجاورت مقدار کافي املاح آمونياکي غير قابل حل ولي کربنات منيزيم در اين محيط قابل حل است .

6 _ دسته ايکه کلرور و سولفور و ئيدرات و کربنات آن در آب حل مي شود و معرف مشترک ندارد مثل فلزات قليائي ( Na ,K , Li )  و راديکال NH₄ .

نکته اول _ از ذکر بار مثبت کاتيون که بايد با علامت + در بالاي فرمول بصورت قوه نمايش داده شود خود داري و فقط در موارد ضروري علامت گذاري شده است .

نکته دوم _ در هر جا نامي S ( NH₄)₂ ويا پلي سولفور آمونيوم Sn( NH₄)₂   و سولفيدرات آمونيم Sn( NH₄)₂H ₂  برده مي شود مقصود همان سولفورآمونيوم S ( NH₄)₂  است که برحسب زمان و مکان در آن کم و بيش مقداري s و يا SH₂ حل گشته و باسامي مختلف فوق الذکر نامبرده

 مي شود .

 

جيــوه

جيوه تنها فلزي است که در حرارت معمولي و فشار جوي مايع مي باشد . نقطه ذوب دو فلز سن يوم Cs و گاليوم Ga که به ترتيب 5 و 28 و 75 و 29 مي باشد کمترين نقطه ذوبي است که بين فلزات تا حال ديده شده است معهذا از نقطه ذوب جيوه که 87 , 38 درجه است بمراتب بالاتر مي باشد اين فلز بچگالي 546 , 13 است و در 95 ,‌356 درجه ميجوشد و در طبيعت بصورت سولفور HgS که نام معدن شناسي آن سينابر است وجود دارد . وقتي يک سنگ معدن را کباب مي کنيم و بصورت اکسيد در مي آوريم اکسيد حاصله در نحرارت بيشتر تجزيه مي شود و جيوه مي دهد . جيوه حاصله چندان خالص نيست و بايد آنرا در مجاورت هوا تقطير کرد تا تمام مواد ناخالص و فلزاتي مثل کادميم که بيش از جيوه فعال مي باشند اکسيد شوند و تنها جيوه فرازش حاصل کند و بخارات آن در اطاق ديگر جمع و بعد متراکم گردند . چنين جيوه اي لازمست مجددا با اسيد نيتريک رقيق شسته شود و بعد در خلاء تقطير تا اينکه صددرصد خالصشود . بعلت اينکه در اثر حرارت منحني انبساط آن تقريبا خطي است آنرا براي ترمومتر بکار مي برند ضمنا در مواردي که بخواهند قالب گيري دقيق انجام دهند مصرف مي گردد .

در حالت مايع قابليت هدايت الکتريکي آن نسبتا خوبست و در بعضي موارد آنرا براي سويچ يعني قطع و وصل الکتريسيته بکار مي برند , بحالت بخار که منواتمييک است قابليت هدايت الکتريکي آن زياد و از همين لحاظ بخار آنرا در چراغها براي توليد رنگ آبي روشن زنننده بکار ميبرند . بغير از پلاتين Pt  و کبالت Co و نيکل Ni  و آهن Fe بسياري از فلزات در جيوه حل مي بشوند و با آن ملقمه تشکيل مي دهد بعضي از اين ملقمه ها گشوده هاي واقعي و برخي ديگر گشوده هاي تعليقي مي بشاد يعني ذرات فلزات بحالت پاکنده و تعليق در مايع جيوه وجود دارند . از اين دو خاصيت در صنعت براي استخراج طلا و نقره و در دندانسازي براي پر کردن دندان استفاده مي شود .

ترکيبات جيوه مورد استعمال فراوان ندارند . تمام آنهائيکه قابل حل هستند سمي مي باشند فقط کلرومر کورويا کالومل براي طبابت کبد و فولمينات مرکوريک بعنوان چاشني براي انفجار ديناميت ها بکار مي رود .

اين فلز با دو حالت اکسيد اسيون وارد ترکيبات مي شود در يکي جيوه يک ظرفيتي و نمکهاي آن به مرکورو و ديگري جيوه دو ظرفيتي و نکهاي آن بمرکوريک موسومند . املاح مرکورو  هميشه بصورت جامد غير قابل حل و املاح مرکويک قابل حل در آب مي باشند . معتقدند که يون Hg ⁺  وجود ندارد بلکه اين يون هميشه بصورت Hg ⁺   : Hg ⁺   تشکيل مي شود يعني ساختمان الکتروني جيوه با قشر پنجم تکميل مي گردد و در قشر ششمي هنوز دو الکترن دارا مي باشد که با از دست دادن يکي از الکترنهاي اين قشر خارجي بصورت يون در مي آيد و چون هنوز در اين قشر يک الکترن باقي ميماند دو اتم با پيوند اشتراکي کوئووالانسي با يکديگر متحد مي شوند و ساختمان يون مرکورو را بصورت Hg ⁺   : Hg ⁺     تشکيل مي دهند .

طرق مختلفه براي اثبات چنين يوني وجود دارد يکي بوسيله تعيين و سنجش مقدار ثابت تعادل و ديگري بوسيله قابليت هدايت الکتريکي و مقايسه آن با ساير املاح فلزات سنگيني که مي توانند دو نوع نمک بفرمول MX₂  و MX بدهند و بالاخره با مطالعه اشعه ايکس بر روي بلورهاي کلرور مرکورو يا کالومل اخيرا مشاهده کرده اند که آرايش مولکولي بصورت ( - Cl-Hg-Hg-Cl-) ^x مي باشد و حال آنکه آرايش مولوکولي AgCl بصورت (-Cl-Ag-Cl-Ag-)^x مي باشد .

بيشتر واکنشهاي املاح جيوه مرکورو Hg₂ ^{+ +} واکنشهاي کاهش يعني تبديل آنهامرکوريک Hg ⁺  مي باشد .

از سنجش تنش پلاريزاسيون که در زير بيان مي شود نتيجه مي گيريم که کاهش املاح جيوه مرکوريک بجيوه مرکورو و بالاخره بفلز جيوه خيلي آسان مي بشاد و همين نکته موجب سهولت تشخيص اين عنصر مي گردد .

منظور از Hg₂ ^{+ +}  همان يون مرکورو مي باشد که با استدلالي که در فوق نموديم و بعلت عدم وجود بايد بصورت فوق الذکر ارائه شود .

املاح جيوه مرکورو بآساني تفکيک ميشوند و تشکيل کمپلکسهائي مي دهند مهمترين آنها کالومل Hg₂Cl₂  مي باشد که قابليت حل ان از برمور و يدورد و سولفور بيشتر مي باشد نمکهاي استات , نيرتات و سولفات بآسانس در آب حل مي شوند ولي بتدريج هيدروليز حاصل مي کنند و رسوب املاح بازيک بوجود مي آورند .

املاح جيوه مرکويک شباهت باملاح سرب و کادميوم دارند بدين معني فقط عده محدودي از آنها در رقت هاي متوسط تفکيک حاصل مي کنند و درجه تفکيک هم منوط بنوع آنيوني است که با آنها ترکيب شده است .

اين املاح در آب بآساني هيدروليز مي شوند زيرا Hg(OH)₂ باز ضعيفي است و املاح باريک بوجود مي آورد . با آمونياک نيز آمونوليز مي شوند و املاح آميدور که خاصيت بازي دارند بوجود مي آورند . منظور از آمونوليز دخالت يونهاي حاصله از NH₄OH در  واکنش مي باشد همانطور که يونهاي H و OH دخالت مي کنند و واکنش هيدوليز انجام مي دهند . چنانکه کمپلکس تترامين که فقط در محيط آمونياک پايدار است در محيط آب هيدروليز حاصل مي کند و تبديل به فرمول زير :

HO-Hg-NH-Hg-I مي گردد انجسم همان يد و آميدورمر کوريک مي باشد که در تحت معرف نسلر شرح آنرا داريم .

سولفور جيوه نامحلول ترين ترکيبات جيوه است ولي محسوسا در سولفورهاي قليائي و در پلي سولفورها حل مي گردد و توليد HgS₂ مي کند .

جيوه دو ظرفيتي در بسياري کمپلکسهاي قالبل حل با انديس کوئورديناسيون چهار وارد مي شود .

چون معرفات املاح جيوه مرکورو و املاح جيوه مرکويک از نظر اثر متفاوت هستند ما در بدو امر املاح جيوه مرکورو  Hg₂ ^{+ +}  و بعد املاح جيوه مرکويک  Hg ^{+ +}   را ذکر مي کنيم . بايد توجه داشت که جيوه مرکوريک دو نوع اکسيد مي دهد يکي برنگ زرد و ديگري برنگ قرمز . چنانچه بر روي ملح مرکوريک سود يا پباس بريزيم اکسيد زرد بدست مي آيد و حال آنکه اگر همين اکسيد را مدتي در شيشه سربسته قرار و يا کمي از آن را در کپسولي حرارت دهيد برنگ قرمز تبديل مي گردد و تا حدي خاصيت اکسيد کنندگي خود را از دست مي دهد .

املاح جيوه يک طرفيتي يا املاح مرکورو معمولا بي رنگ مي باشند و بغير HgCl و HgBr در حرارت قرمز تجزيه مي شوند و محلول آنها رنگ تورنسل قرمز مي سازد . بايد در نظر داشت که املاح جيوه يک ظرفيتي :

1 _ کم و بيش زود تجزيه باملاح جيوه دو ظرفيتي مي گردند و جيوه آزاد مي سازند .

2 _ قابليت حل آنها در محيط اسيد زياد است ولي در محيط خنثي تحت اثر آب ئيدروليز مي گردند و نمک بازي مايل بزرد غير قابل حل مي دهند .

3 _ در حال محلول و دهوا بکندي تبديل باملاح جيوه دو ظرفيتيمي کردند يعني کاهنده هستند .

اسيد کلريدريک _ HCl و کلر ورهاي قابل حل

رسوب سفيد گرد مانند Hg₂Cl₂ يا کلمل مي دهند .

   اين رسوب اگر خوب شسته شده باشد تحت تاثير HCl و NO₃H قرار نمي گيرد و فقط موقعيکه با HCl غليظ آنرا مدت طولاني بجوشانيم بکندي حل مي شود .

رســوب Hg₂Cl₂ در تيـــزاب سلطاني و يا آب کلر در گرمي قابل حل مي باشد و توليد  HgCl₂  

مي کند .

رسوب Hg₂Cl₂  تحت اثر NO₄OH سياه و برسوب خاکستري کلرواميدور مرکورو بفرمول NH₂-Hg-Hg-Cl مبدل مي گردد .

رسوب Hg₂Cl₂   تحت اثر پتاس نيز سياه مي شود و اکسيد مرکورو Hg₂O  بوجود مي آيد .

سولفورئيدرژن -  H₂S

رسوب سياه Hg₂S  مي دهد که فورا تبديل به HgS  و Hg مي شود .

اين رسوب غير قابل حل در S (NH₄)₂ ولي قابل حل در تيزاب است .

سولفيدرات آمونيوم Sn(NH₄)₂H₂

مانند H₂S رسوب HgS وHg  ميدهد .

کربنات سديم – CO₃Na₂

رسوب زرد کثيف يا مات CO₃Hg₂ ميدهد که اگر آنرا گرم کنيم در درون محلول اول به Hg₂O و CO₂ تبديل مي شود .

کربنات آمونيوم - CO₃(NH₄)₂

رسوب خاکستري سياه ميد هد ( رجوع باثر آمونياک شود . )

سود – NaOH و يا پتاس – KOH

رسوب سياه Hg₂O غير قابل حل در زيادتي اين معرف مي دهد که بعدا تبديل به HgO مي شود .

آمونياک NH₄OH

رسوب سياه مي دهد که فرمول حقيقي آن تا کنون معين نشده است و قديم بمنزله کلرواميدورمر کورو مي گرفتند .

يدور پاتسيم – KI

رسوب زرد مايل بسبز Hg₂I₂ بوجود مي آورد که در مجاورت مقدار زياد تري KI در بدو امر زرد رنگ و سپس حل مي گردد و فقط Hg باقي مي ماند .

کرومات پتاسيم – CrO₄K₂

رسوب قرمز براق CrO₄Hg₂ مي دهد .

کلرور قلع يا کروراستانو – SnCl₂

رسوب سفيد Hg₂Cl₂ مي دهد اين رسوب بعدا تحت زيادتي SnCl₂  کاملا کاهيده مي شود و Hg سياه باقي مي گذارد .

تبصره 1 _ در تشخيص املاح مرکورو Hg₂++ و مرکوريک (Hg₂++  ) دقت نمائيد .

تبصره 2 _ يک تيغه روي , آهن و يا مس در توي محلول املاح مرکورو از يک ورقه خاکستري رنگ جيوه مستور مي شود .

 

اثر آب بر روي رسوب کلرور

رسوب را بعد از شيت و وي کامل در بالن ته گردي قرار دهيد و بر روي آن آب بيفزائيد و جوش آوريد . اگر رسوبي باقي ماند در همان حال جوش آنرا از صافي رد کنيد . بدين نحو محلول نمره (I) بدست مي آيد .

اگر در لوله امتحاني و تحت اثر IK چند قطره اين محلول رسوب زرد داد که فقط در آب جوش حل ودر آب سرد بصورت پولک زرد در مي آيد معلوم مي شود که محلول(I) شامل Pb مي باشد و بايد بر روي آن معرفات خصوصي و ساير واکنش ها را بکار برد ولي اگر محلول نمره (I)  با  IK رسوبي ظاهر نساخت معلوم ميشود که آب جوش بر روي رسوب کلرور بي تاثير بوده و در محللو اوليه Pb وجود ندارد .

اثر NH₄OH بر روي محلول باقيمانده

اگر بعد از جوشاندن با آب رسوبي باقي ماند آنرا در لوله امتحاني قرار دهيد و برروي آن با احتياط آمونياک ( تا حد امکان کمتر ) بريزيد و بشدت تکان دهيد و بعد صاف کنيد تا محلول نمره (II) بدست آيد . اگر رسوبي باقي ماند بايد حتما سياه رنگ باشد و اگر سفيد است اشتباه خود را با توجه بنکات زيرين برطرف سازيد :

چند قطره محلول آمونياکي نمره (II) را تحت اثر ايسد معدني رقيق قرار دهيد تا اگر مانند شير بريده رسوب لخته لخته AgCl توليد شد پي ببريد که در محلول نمره (II) Ag وجود دارد پس از آن طبق آنچه که در مبحث معرفات ويژه Ag گفتيم رسوب AgCl را به محلول ملح قابل حل Ag تبديل کنيد و در مورد آن واکنشهاي ويژزه را انجام دهيد .

علل اشتباه _ اگر رسوب بعد ازتاثير آمونياک رنگ سفيد دارد دو علت براي آن مي توان قائل شد :

1 _ در طرز عمل تغييري داده شده است و بجاي اينکه رسوب را کاملا با آب بشوئيد و با آب مقطر بجوشانيد و بعد تحت اثر آمونياک قرار دهيد عمل عکس انجام داده ايد . در اينصورت رسوبي که داراي PbCl₂  بوده تحت اثر آمونياک قرار گرفته و بالنتيجه برسوب 3Pb(OH)₂ , PbCl₂  تبديل شده که در آبجوش غير قابل حل است . رفع اين نقيصه ميسر نيست مگر اينکه تجربه را از نو شروع کنيد و نظم گفته شده را در مد نظر گيريد .

2 _ وگرنه محللو اصلي داراي نمک Bi بوده که در اثر آب ئيدروليز حاصل کرده واکسي کلروربيسموت يا کلرور بيسموتيل داده است .

در اينصورت لازم است که رسوب را با آب اسيد دار مثلا آبي که بآن اسيد کلريدريک N/2 اضافه کردهايد بشوئيد تا اين رسوب در ان حل گردد و بعد آنچه که باقي ماند تحت اثر آب جوش قرار دهيد .

تهيه محلول آزمايش :

با روشي که بيان شد سه فلز دسته اول از هم جدا شدند . حال بايد هر يک را بصورت نمک مناسبي در آورد تا معرفات ويژه نيز در مورد آنها بکار برده شود .

1 _ در محلول نمره (I) رسوب PbCl₂  را که در آب جوش حل است با عبور گاز H₂S بصورت PbS رسوب دهيد . رسوب سولفور را که بحال خود واگذارده ايد و ته نشين شده است با کج کردن ظرف جدا سازيد و بعد از شيت و شو تحت اثر NO₃H قرار دهيد تا تبديل بمحلول (NO₃)₂Pb شود

2 _ در محلول نمره (II) نقره بصورت کلرور نقره آمونياک دار است که با H₂S رسوب Ag₂S ميد هد انحلال اين سولفور در NO₃H نقره را بصورت NO₃Ag  در مي آورد که بر روي آن معرفاب ويژه ريخته مي شود .

3 _ بالاخره بعد از تاثير آمونياک يون Hg⁺  بصورت رسوب سياه رنگي باقي مي ماند که بايد تبديل به سوبليمه HgCl₂ گردد براي اين منظور رسوب را کاملا بشوئيد و تحت اثر تيزات قرار دهيد . بعد در کپسولي آب آنرا تا نزديک بخشگي تبخير کنيد آنجه که باقي مي ماند HgCl₂ است که اگر آب بر روي آن بريزيد بصورت محلول در مي آيد .

 

 

 

 

آب _ HOH

ملح باز يک سفيد رنگ اکسي کلرورياکلرو آنتي مونيل توليد مي کند بشرطيکه SbCl₃ بحال محلول باشد .

اين فعل و انفعال برگشتني نشان مي دهد که اکسي کلرور در HCI حل مي شود اسيد تارتريک مانع ئيدروليز املاح Sb بواسطه آب مي شود ( اختلاف آن با Bi ) زيرا توليد ملحي بصورت درهم و برهم Complexe مي شود .

اسيد کلريدريک HCI

هيچ اثري ندارد .

سولفور هيدرژن H₂S

در محلولي که خيلي اسيد نباشد رسوب قرمز نارنجي Sb₂S₃ بوجود مي آورد . اگر محلول خيلي اسيدي باشد سولفور در آن حل مي شود .

اگز مقدار اسيد محللو اصلي از 6H₂O , HCI کمتر باشد واکنش در جهت (2) والا در جهت (I) انجام مي گيرد .

Sb₂S₃ قابل حل در HCI غليظ است و توليد SbCl₃  مي کند و اگر خوب شسته شده باشد در Sn(NH₄)₂ بخوبي حل مي شود مخصوصا موقعيکه درجه حرارت بين 60-70 درجه باشد . علت شستن رسوب اينستکهIICI موجود در رسوب را برطرف سازيم والا سولفور آمونيم را تجزيه مي کنيم و گوگرد توليد مي شود .  Sb₂S₃ قابل حل در KOH است و بهمين مناسبت در محيط قليا گاز H₂S با آن رسوبي بوجود نمي آورد . Sb₂S₃  غير قابل حل در آمونياک و CO₃(NH₄)₂ است ( اختلاف با As ). اسيد اکساليک مانع رسوب شدن Sb₂S₃  بوسيله H₂S نمي شود ( اختلاف آن با Sn ) .

اگر رسوب  Sb₂S₃   خوب شسته شود و مقداري از آنرا بدون آب با کمي KCN ذوب کنيم توليد ساچمه هاي فلز Sb مي شود .

رسـوب سولفور Sb₂S₃    در سـود و يا پتــــاس هم حل مي شود و توليد سولفور آنتي مونيت سديم

مي کند .

اين محلول تحت اثر محلول HCI مجددا  رسوب قرمز نارنجي ظاهر مي سازد .

 

 

قلـع

قلع بسه صورت آلوترپي وجود دارد : فرم a يا سفيد آن فرم عادي است که در درجه حرارت معملوي پايدار مي باشد وزن مخصوص آن 31 و 7 و نقطه ذوب آن 8 و 231 درجه است .

چنانچه درجه حرارت را بالا ببريم اين شکل برنک خاکستري که شکل ß است در مي آيد شکل خاکستري ß شکننده و بآساني تبديل به پودر مي شود و حال آنکه شکل سفيد قابليت مفتول شدن و صفحه شدن دارد . چنانچه فرم a را بدرجه حرارت بالاتر از 232 ببريم تبديل بفرم r مي شود که آنهم مانند شکل خاکستري ß شکننده مي باشد .

اين عنصر بصورت اکسيد کاسي تريت SnO₂  در طبيعت يافت مي شود و بآساني تحت اثر زغال کاهيده مي شود و بفلز ناخالص بتديل مي گردد کافي است که بعدا براي تخليص آن عمل الکتروليز انجام داده شود .

قلع موارد استعمال صنعتي زياد دارد آب قلع دادن , بسته بندي سيگار و دواجات و شکلات و غيره و همچنين آلياژهاي نرم مثل برنز , بابيت , حروف چاپ و غيره از آن جمله اند .

براي قلع سه حالت اکسيداسيون 2 و 3 و 4 قائل مي شوند و بعلت اينکه يکجسم آمفوتر مي باشد چهار ترکيب مهم مختلف مي دهد .

1 _ ترکيبات استانو که در آن Sn دو ظرفيتي است مثل SnCl₂ .

2 _ املاح استانيک که در آن Sn چهار ظرفيتي مي باشد مثل SnCl₄ .

3 _ استانيت ها که از اکسيد SnO يعني از يون SnO₂^—مشتق مي شوند مثل استانيت سديم .

4 _ اتانات ها , که مشتق از اييد ارتواسانيک Sn(OH)₄ مي شوند .

قلع بآساني رد اسيد کلريدرک حل مي شود و علاوه بر تصاعد هيدرژن توليد کمپلکس کلرو استاتيک SnCl₄H₂ ميکند ولي در اسيد نيتريک توليد اسيد متااستانيک SnO₃H₂ مي شود . بطور کلي املاح قلع بعلت کوئووالانسي خيلي کم يونيزاسيون حاصل مي کنند ولي بآساني هيدروليز مي شوند از همين لحاظ است که محلول آنها را بيشتر در مجاورت کمي اسيد نگاهداري مي کنند .

سولفور آن در اسيد و باز و سولفورهاي قليائي و در پلي سولفورها حل مي شود و در مورد معرف اخير توليد تيواستانات بفرمول SnS₂  مي کند خواه سولفور قهوه اي SnS و خواه سولفور زرد SnS₂  بکار رفته باشد .

معرف آلي اين جسم دي متيل گلي اکسيم و کاکوتلين و سبز دي آزين و بالاخره متيل 4 دي مرکاپتو 1-2 بنزن يادي تيول مي باشد که مفصلا در مبحث ميکروآناليز شرح آزمايش هر يک داده شده است .

ترکيبات استانو معمولا بيرنگ و فقط اکسيد استانو SnO سبز زيتوني يا سياه و سولفوراستانو SnS قهوه اي است .

بطور کلي ترکيبات استانو مانند H₂O و SnCl₂ بآساني هيدوليز و با ملاح بازيک  غير قابل حل در آب تبديل مي شوند بعلاوه آنها خاصيت اکسيد شوندگي آنها خواه بصورت نمک عادي و خواه بصورت نمک بازيک خيلي زياد مي باشد بنحوي که حتي در معرض هوا هم تبديل باملاح استانيک مي شوند از اينرو استعمال اين جسم بعنوان کاهنده مدلل مي گردد .

املاح استانيک هم بيرنگ مي باشند فقط سولفوراستانيک SnS₂  زرد رنگ است کلروراستانيک SnCl₄ مايعي است که در هوا دود مي کند و با آب چندين هيدرات متبلور مي دهد چنانکه پانتاهيدرات آن بنام اکسي موريات قلع در رنگ رزي بعنوان دندانه بکار ميرود اگر مقدار بيشتر آب اضافه کنيم اين هيدراتها حل مي شوند تا اينکه واکنش هيدروليز مخصوصا با محلول رقيق تازه تهيه شده جوش بروز مي کند .

املاح قلع دو ظرفيتي با املاح اتانو بيرنگ مي باشند و محلول آنها تورنسل را قرمز مي کند . تحت اثر اکسيد کنندگان بآساني تبديل باملاح استانيک مي گردند بنابراين کليه املاح قلع دو ظرفيتي احيا شونده يا کاهنده مي باشند

پس مطابق واکنش بالا محلولهاي اتانو در محيط اسيد و بمرور زمان تحت اثر اکسژن هوا تبديل باملاح اتانيک مي شوند و اگر درجه اسيدي محلول کمتر باشد اين اکسيد اسيون ناقص انجام مي گيرد و املاح استانوي بازيک هم بوجود مي آيند .

تحت اثر آب واکنش ئيدروليز بوقوع مي پيوندد و رسوب ملح استانو بازيک توليد مي شود .

اسيد کلريدريک – HCI

اثر ندارد .

سولفورئيدرژن - H₂O

در محلولي که کمي اسيدي باشد رسوب قهوه شوکلاتي رنگ مانند سولفوراستانو SnS توليد مي کند 

SnS شسته شده در پلي سولفور آمونيم Sn(NH₄)₂ حل استن بخصوص موقعيکه درجه حرارت را به 70-60 درجه برسانيم ولي جوش نياوريم زيرا پلي سولفور تجزيه مي گردد . زيادتي S پلي سولفور SnS ترکيب و SnS₂ تشکيل مي شود که با سولفور آمونيم باقيمانده توليد محلول سولفواستانات آمونيم مي نمايد يعني عمل شبيه بهمان عمل Sb₂S₃ است .

Sn-₂ يا گوگرد باقيمانده نيز در پلي سولفور زيادي حل مي گردد پس نتيجه واکنش بالا من حيث المجموع يک محلول است .

اگر بچنين محلول HCI بيافزائيم توليد رسوب زرد سولفور استانيک SnS₂ مي شود .

زنگ قهوه شوکلاتي SnS را با رنگ زرد SnS₂ اشتباه نکنيد .

SnS₂ قابلب حل در HCIغليظ است پس اگر  محلول اصلي خيلي اسيد باشد عبور H₂S هيچگونه رسوبي نمي دهد .

SnS قابل حل در KOH ولي غير قابل حل در NH₄OH و کربنات آمونيم است ( اختلاف آن با As₂S₃ ) .

SnS تحت اثر يک اکسيد کننده مثلا اسيد نيتريک تبديل باسيد متااستانيک ( SnO₃H₂)₅ مي شود .

 

آرسنيک As

آرسنيک در طبيعت :

آرسنيک بمقدار زياد بصورت ترکيبات مختلف در طبيعت يافت مي شود در حقيقت مقدار خيلي ناچيز آنرا مي توان درهمه جا يافت . دو سنگ معدن مهم آن عبارتند از ميسپسکل آهن FeSAs يا سولفورآرسنيور و سولفورهاي ارسنيک کاه رئالگار و ارپيمان نيز ناميده مي شوند . اين سنگ معدنها اغلب با سنگهاي معدن سولفوردار ساير فلزات همراه مي باشند . وقتي چنين سولفورهائي را با عمل کباب کردن باکسيد تبديل مي سازند ارسنيک نيز بصورت اکسيد As₂O₃ که خيلي فرار است در مي آيد . وقتي گازهاي متصاعده As₂O₃ را وارد اطاقهاي سرد کننده اي مي کنند گرد سفيد اين اکسيد بدست مي آيد که در تجارت آنرا ارسنيک سفيد مي نامند با تصفيه مجدد اين گرد اکسيد ارسنيک خالص حاصل مي شود که از آن ساير ترکيبات را مي سازند .

آرسنيک و آلوترپي :

فلز ارسنيک که ار کاهش اين اکسيد بدست مي آيد بسه و حتي چهار فرم آلوترپي وجود دارد ولي فقط شکل خاکستري آن که تا حدي نماي فلزي دارد پايدار مي باشد اين شکل که آنرا ارسنيک a مي گويند جامد متبلور شکننده ايست که قابليت هدايت الکتريکي و حرارتي آن در حدود 25/1 مس است و وقتي آنرا تا 450 درجه حرارت مي دهيم بخارات زرد رنگ تترا اتمي As₄ متصاعد ميشود که در 800 درجه بملکولهاي دي اتمي مبدل مي گردد اين شکل در هواي خشک اکسيد نمي شود ولي در 400 درجه در هوا مي سوزد و شعله سفيدي مي دهد و تبديل به As₂O₃ مي گردد . نوع ديگر ارسنيک زرد يا ß ارسنيک مي باشد که از تبريد سريع بخارات ارسنيک بدست مي آيد مانند فسفر سفيد اين نوع ارسينک بصورت بلورهاي زرد روشن مي باشد و ملکولهاي تترا اتميک آن در سولفور کربن حل مي گردد .   

وقتي آنرا در درجه حرارت معمولي در معرض هوا قرار مي دهيد بتندي اکسيد مي گردد و نور درخشاني از خود بيرون مي دهد .

در حقيقت شيمي اين عنصر شبيه به شيمي فسفر مي باشد و پنج شباهت کلي زير ذکر مي شود :

1 _ بحالت بخار و يا بحال محلول در بعضي حلالها ملکولهاي اين دو عنصر چهار اتمي مي باشد .

2 _ اين دو عنصر بصورت بلورهاي شفاف زرد روشن وجود دارند که تحت اثر اکسيد اسيون از خود نور بيرون مي دهند و با کسيدي بفرمول X₂O₃ تبديل مي شوند .

3 _ اين دو عنصر توليد هيدرور غير قابل حل XH₃ مي کنندکه بر خلاف NH₃ خاصيت قليائي نشان نمي دهد .

4 _ اين دو عنصر توليد اکسيدهاي درهم و برهمي بفرمول X₄O₆ و X₄O₁₀  مي کنند .

5 _ هر دو عنصر اسيدهائي بفرمول XO₃ H₃ و XO₄ H₃ مي دهند و ارسنياتها و فسفاتهاي حاصله از آنها با يکديگر ايزومرف مي باشند .

برعکس سه اختلاف مهم نيز بين اين دو عنصر وجود دارد :

1 _ اگر ارسنيک در حالت و شکل عادي خود نماي فلزي دارد فسفر کاملا نافلز است .

2 _ فسفر ترکيباتي بنام ترکيبات فسفونيوم مانند ترکيبات آمونيوم ميدهد که بهترين نمونه آن يدور فسفونيوم PH₄I مي باشد و حال آنکه ارسنيک چنين ترکيباتي بوجود نمي آورد .

3 _ پانتوکسيد ارسنيک As₂O₅ تحت اثر حرارت تجزيه مي گردد و ارسنياتها کسيد کننده مي باشند و حال آنکه  P₂ O₅ خيلي پايدار و فسفات ها خاصيت اکسيد کنندگي نشان نمي دهند .

موارد استعمال :

ارسنيک موارد استعمال خيلي محدود دارد و بعلت سمي بودن ترکيبات آن را براي کشتن حشرات و ميکربهاي نباتات بکار مي برند . براي اينکه چوب نپوسد آنرا آغشته بمحلول ارسنيت يا ارسنيات مي کنند .

بعضي ترکيبات آنرا بصورت گاز جنگي بکار مي برند .

ارسنيک مي تواند چهار ظرفيت مختلف دارا گردد :

1 _ بصورت ظرفيت منفي مثل AsH₃

2 _ ظرفيت سه مثبت مانند AsCl₃

3 _ بصورت چهار ظرفيتي در ترکيبات (As₄O₈)ⁿ

4 _ در ترکيبات پنج ظرفيتي بصورت (As₂O₅)ⁿ

در دو حالت اخير معتقدند که حالت پليمري وجود دارد زيرا وزن مولکولي بطور دقيق بدست نيامده است در حالت چهار ظرفيتي مي توان قائل شد که اکسيد چهار ظرفيتي شامل ارنيک سه ظرفيتي و پنج ظرفيتي مي باشد زيرا وقتي اين اکسيد را در محلول قليائي حل مي کنيم مخلوط ارسنيت و ارسنيات بدست مي آيد همانطور که بي اکسيد ازت NO₂ در محيط قليا توليد نيتريت و نيترات مي کند .

وقتي اين فلز را در اسيدي غليظ و گرم حل مي کنيم توليد اسيد ارسنيک AsO₄ H₃ مي شود يعني مانند فلزات ملحي بوجود نمي آيد و هيدرژن هم متصاعد نمي شود .

برعکس وقتي آنرا با اکسيژن , گوگرد و يا هالوژنها حرارت مي دهيم توليد ترکيبات سه ظرفيتي مثل AsCl₃ مي شود .

سولفور ارسنيک As₂S₃ در محلولهاي قليائي و سولفورهاي قليائي حل مي گردد و از اين لحاظ تشابه اين عنصر با قلع و انتيموان و صفات آمفوتري آن تاييد مي گردد و از همين روست که اين عنصر در طبقه اول دسته دوم کاتيونها قرار داده مي شود .

همانطور که گفتيم برا يان عنصر چهار نوع ترکيب مختلف وجود دارد : يکي ترکيبات ارسنيو و ديگري ترکيبات ارسنيک و بالاخره ارسنيت و ارسنياتها , ضمنا بايد توجه داشت که از نظر تئوري ازانيدريد ارسنيو As₂O₃ چهار نوع اسيد مشتق مي شود :

اسيد متاارسنيو

اسيد ييروارسنيو

اسيد ارتوارسنيو

اسيد پلي ارسنيو

بهمين نحو با نيدريدارسنيک سه اسيد تعلق مي گيرد که هر سه بدست آمده اند .

اسيد متاارسنيک

اسيد پيروارسنيک

اسيد ارتوارسنيک

چون ترکيبات ارسنيت و ارسنياتها از همه مهمتر هستند معرفات اين ترکيبات در زير بيان مي شود :

ازنظر ميکروآناليز و براي تشخيص مقدار خيلي کم آن بيشتر استفاده از موليبدات آمونيم مي شود که در زير بيان گشته است :

اين فلز در شمي تجزيه زماني بصورت ارسنيت ها که اسيد آنها اسيد ارسنيو AsO₃ H₃مي باشد و تا کنون بحالت آزاد جدا نشده است وجود دارد ارسنيت ها کاهنده يا اکسيد شونده مي باشند . زماني ديگر بصورت ارسنياتها که اسيد آنها اسيد ارسنيک AsO₄ H₃ است وجود دارد . ما مشخصات هر يک از ايندودست را جداگانه شرح مي دهيم و بالاخره بعضي اوقات هم بصورت نمک مثلا تري کلرورارسنيک AsCl₃و يا پانتاکلرورارسنيک AsCl₅ مورد آزمايش قرار مي گيرد .

ساختمان اتم :

مدت ¾ قرن دانشمندان مشغول جمع آوري اطلاعات درباره ساختمان اتم بودند . مقداري از اين معلومات از بررسي خواص اجسام راديو اکتيو مانند اوارنيم حاصل شده بود . دستگاههاي پرشتاب کننده ذره ها , در طيف نگار جرمي و دستگاههاي اشعه ‌X و طيف نماها و مقدار زيادي دستگاههاي الکتروني ديگر , اطلاعات بيشتري به دانشمندان دادند , و با مجموعه آنها تئوري قابل فهم ساختمان اتمي عناصر را , بسط دادند .

همانطور که در 3§ از بخش يکم ديديم اين تئوري شامل توضيح مطلب مهم و قابل ملاحظه اي است که بوسيله يک مدل مطابق خواص معلوم عناصر بيان مي شود .

اين مدل ساختملن اتمي , در درس بعد از اين بخش و نيز در بخش چهارم بيان خواهد شد . شما همينطور که مي خوانيد متوجه باشيد که اين توضيحات بر مبناي بهترين توجيه حاصل از آزمايشهائي است که درباره ساختمان اتم بعمل آمده است . ممکن است در صورت لزوم آزمايشهاي بيشتري درباره تحقيق مدل اتمي عناصر بعمل آيد .

در زمان حاضر دانشمندان مشخص کرده اند که اتمها , ذره هاي ساده غير قابل تقسيم نيستند بلکه از چند جزء خيلي کوچکتر که بطور مفصلتري مرتب شده اند تشکيل شده اند .

يک اتم از دو قسمت اصلي تشکيل شده است . قسمت مرکزي که داراي بار الکتريکي مثبت است و به هسته مــوسـوم است . هسته بسيار کوچک و نسبتا سنگين است قطر هسته در حدود

^{13 –} 10 سانتيمتر است . واحد مناسب تر براي بيان قطر اتم , آنگسترم ^o A است و يک آنگسترم برابر ^{8 –} 10 سانتيمتر است . يعني ^o A 1 بهمان نسبت از cm 1 کوچکتر است که cm1 از 1000 کيلومتر کوچکتر مي باشد . پس قطر هسته در حدود ^o A ^{5 –} 10 مي شود و در حدود يک صد هزارم قطر اتم است . سعني اتم در حدود 1 تا 5 آنگسترم قطر دارد . ريزه هاي بسيار کوچک با بارالکتريسيته منقيس و بنام اکترون دور هسته در نواحي بنام لايه ها يا سطحهاي انرژي حرکت مي کنند در حدود سال 1913 نيل بهر دانشمند دانمارکي ( 1855 تا 1962 ) حرکت الکترونها بدوهسته را با حرکت سيارات منظومه شمسي بدور خورشيد مقايسه کرد . هر چند امروزه بعقيده دانشمندان فيزيک و شيمي , مسير حرکت الکترونها بدور هسته, مانند مدار سيارات مشخص و معلوم نيست  و بايد حرکت الکترونها را با حرکت نامنظم زنبوران عسل بدور کندويشان تشبيه کنيم . زيرا الکترونها گاهي به هسته نزديک و گاهي از آن دور مي شوند . پس بايد فضاي خالي نسبتا بزرگي را دور هسته اشغال کنند . بنابراين مي گوئيم يک ابر الکتروني دور هسته , تشکيل مي دهند که به اتم حجم مي دهد و اتمهاي ديکر را طرد مي کنند .

هر اتمي از نظر الکتريکي خنثي است زيرا بارالکتريکي مثبت هسته برابر بار الکتريکي منفي الکترونهاي لايه ها يا سطوح انرژي است .

 

اتم هيدروژن :

معروفترين نوع هيدروژن گاهي بنام پروتيوم خوانده مي شود . و داراي هسته اي شامل يک پروتون است و يک الکترون دور اين هسته در گردش است . اين الکترون در داخلي ترين لايه , يا کمترين سطح انرژي که يک الکترون مي تواند داشته باشد , حرکت مي کند . اين لايه يا سطح انرژي , لايه K يا اولين سطح انرژي نام دارد . براي آنکه اندازه ها و فاصله هاي بين اجزاء اتم پروتيم بهتر فهميده شود . هسته ( يک پروتون ) را باندازه ته يک سنجاق 25/0 سانتيمتر نشان مي دهيم . باين مقياس الکترون که کمي از آن پروتون بزرگتر است , بايد دور هسته و بفاصله اي که بطور متوسط حدود 12 متر باشد , يعني در کره اي باين شعاع حرکت کند . اين الکترون با سرعت دور هسته مي چرخد و عملا چنين فضائي را اشغال مي کند .

عدد اتمي يک اتم , برابر عده پروتونهاي هسته آنست .  يک عنصر شامل اتمهايي است نآن

 

 

 

که همه آنها داراي يک عده مساوي پروتون در هسته شان مي باشند . بنابراين همه شان داراي همان عدد اتمي هستند ( تمام اتمهاي طبيعي که برانگيخته نشده و خنثي هستند , داراي يک آرايش الکتروني مساوي دور هشته شان هستند . ) عنصر هيدروژن شامل اتمهائي است که در هسته شان يک پروتون دارند . بنابراين عدد اتمي آنها برابر 1 است . هر اتمي که داراي عدد اتمي 1 باشد داراي يک پروتون در هسته اش خواهد بود و اتم هيدروژن است .

علاوه بر پروتيوم که 985/99 درصد در هيدروژن طبيعي وجود دارد و نوع ديگر از هيدروژن مي شناسيم که يکي ازآنها دوتريوم است که به نسبت %15 0/0 در هيدروژن طبيعي موجود است و هسته آن داراي يک پروتون و يک نوترون است و يک الکترون در خارج از هسته آن حرکت مي کند . نوع سوم هيدروژن , تري تيم است که خاصيت راديواکتيوي دارد و مقدار آن در طبيعت بسيار کم است .

ولي مصنوعا باواکنش هاي هسته اي ساخته مي شود . هسته تري تيم داراي يک پروتون و دو نوترون است و يک الکترون دور آن در گردش است .

اين سه قسم اتم همه اتم هيدروژن هستند زيرا هسته آنها يک پروتون دارد و عدد اتمي آنها در هر حال برابر 1 است . با وجود اين چون عده نوترونهاي هسته آنها مختلف است , جرم اين اتمها متفاوت است .

اتمهاي يک عنصر که داراي جرمهاي مختلف هستند ايــزوتوپ يعني همخانه ناميده

 مي شوند .

بيشتر عناصسر داري دو يا چند شکل ايزوتوپ هستند که ممکن است طبيعي باشند يا بطور مصنوعي تهيه شوند . با وجود آنکه ايزوتوپهاي عناصر داري جرم مختلف هستند در خواص شيميائي تفاوت زيادي ندارند . 

هر يک از اقسام مختلف اتم که بوسيله ترکيب هسته هايش مشخص مي شود نو کليد مي نامند .

و نو کليدهائي که داراي عدد اتمي مساوي باشند ايزوتوپ ناميده مي شوند سه نوع ايزوتوپ هيدرژن نو کليدهاي پروتيم و دوتريم و تريتيم هستند .

علاوه برنامهائي که به نو کليدهاي هيدرژن داده شده است مي توان آنها را بوسيله عدد جرمي شان مشخص ساخت و عدد جرمي يک اتم برابر حاصل جمع پروتونها و نوترونهاي هسته آن است .

عدد جرمي پروتيم 1 است ( 1 پروتون + 0 نوترون ) در صورتيکه در هسته دو تريم برابر2 است  ( 1 پروتون + 1 نوترون ) و در تريتيم 3 است ( 1 پروتون + 2 نوترون ) . گاهي اين ايزوتوپها را با اسم هيدرژن ي1 و هيدرژن 2 و هيدرژن 3 مشخص مي کنند .

قـانـون تنـاوبي بودن خواص عنـاصـر

 

1_ جدول تناوبي مندليف :

اگر قرار شود , خواص 104 عنصر شيميائي را براي کسب معلومات مختصري هم که باشد , در دانش شيمي بررسي کنيم , کار و تکليف مشکلي در پيش خواهيم داشت , اما اگر بعضي از عناصر خواص شبيه هم داشته باشند و بتوانيم آنها را با هم طبقه بندي کنيم , بخاطر سپردن خواص مشخص کننده هر طبقه زياد مشکل نخواهد بود , حتي ممکن است بعضي تغيير ها را در خواص افراد هر طبقه بخاطر بسپاريم . مخصوصا اگر اين تغييرات بطور منظمي صورت گيرد . در طول اواخر قرن هيجدهم و اوايل قرن نوزدهم , شيمي دانان بعضي اجسام را بعنوان عنصر شيميائي مشخص کردند بعلاوه نشان داند که شباهتهائي بين خواص بعضي عناصر موجود است . از جمله کشف کردند که سديم  و پتاسيم فلزهاي نقره فام نرمي هستند و دريافتند که کلسيم و باريم و استرونسيم فلزي را براههاي شيميائي مشابهي همانندي تشکيل مي دهند ؛ و کلروبرم و يد عناصر غير فلزي رنگين هستند . اما اين قبيل کشفيات

پراکنده براي طبقه بندي تمام عناصر معلوم در يک دستگاه واحد , زياد مفيد و اميد بخش نبود .

 

2_ اولين کوششها براي طبقه بندي عناصر :

در حدود سال 1800 شيمي دانان تعيين وزن اتمي دقيق بعضي عناصر را شروع کردند و بزودي کوششهائي براي طبقه بندي عناصر براين مبني بعمل آمد . در سال 1817 يوهان ولفگانگ دوبرينر

 ( 1849 _ 1780 )   ملاحظه کرد که وزن اتمي استرونسيم تقريبا برابر نصف مجموع وزن اتمي ها ي کلسيم و باريم است . و نيز بعدها مشاهده رد که وزن اتمي برم ميانگين وزن اتمي هاي کلرويد است .همنيطور وزن اتمي سلنيم با متوسط وطن اتمي هاي گوگرد و تلوريم تفاوت چنداني نداشت . دوبرينر اين دسته ها را 3 تائي يا ترياد ناميد .

در سال 1864 جهن نيولاند ( 1898 _ 1838 ) تمام عناصر معلوم آنزمان را بترتيب وزن اتمي شان مرتب کرد و بعد آنها را بدسته هائي که هر يک داراي   هفت عنصر بود تقسيم کرد نيولانداين تقسيم را باين مناسبت انجام داد که عنصر هشتم بنظر او داراي خواص شيميائي نظير عنصر اول دسته قبل بود . آنوقت اين عنصر را اول دسته دوم قرار داد و سعي کرد که بهمکارانش بقبولاند که قانون هشت تائي او مقيد است ولي آنان در کمال ساده دلي باين فکر خنديدند .

لتارمير ( 1895 _ 1830 ) نيز جدولي براي طبقه بندي عناصر مطابق وزن اتمي آنها تنظيم کرد .

 

موزلي عدد اتمي عناصر را تعيين کرد : در حدود 45 سال بعد از کار مندليف درباره جدول تناوبي عناصر , کشف مهم ديگري بعمل آمد که به حل مسئله طبقه بندي عناصر                                                                             کومک کرد . در بخش سوم بيان کرديم که عدد اتمي يک عنصر , عده و پروتونهاي هسته را تعيين مي کند هنري گوين جفري موزلي ( 1915 _ 1787 ) دانشمند برگزيده جوان انگليسي از اشعه X براي تعيين عدد اتمي عناصر استفاده کرد .

شعاعهاي x تشعشعات الکترو مغناطيسي با تواتر زياد و طول موج کوتاه هستند . اشعه x در اين لوله ها با جنس فلزي که هدف قرار گرفته بستگي دارد . بنابراين فلزهاي مختلف از آلومينيم تا طلا را که جرم اتمي آنها بترتيب زياد مي شود هدف قرار داد و مشاهده کرد که : هر چه پروتونهاي هسته اتم فلز بيشتر باشد طول موج شعاع x هدف قرار گيرد , کمتر خواهد بود .

موزلي دريافت که در بعضي موارد يک تغيير غير عادي در طول موج اشعه بين دو عنصر متوالي پيش مي آيد . اين تغيير دو برابر مقدار محاسبه شده بود . موزلي نتيجه گرفت که د راين موارد يک عنصر از جدول تناوبي کم است . بعدها چندين عنصر کشف شد و خانه هاي خالي که موزلي تعيين کرده بود پرشد .

قانون تناوب : وقتي عناصر را در يک جدول تناوبي بجاي ترتيب جرم اتمي صعودي , بترتيب عدد اتمي آنها مرتب کنيم , مسائلي که در تنظيم جدول پيش آمده بود خود _ بخود برطرف مي شود . وقتي جدول را بترتيب جرم اتمي صعودي مرتب کنيم پتاسيم قبل از آرگن قرار مي گيرد . در صورتيکه اگر مطابق خواص شيميائي شان در جدول مرتب کنيم پتاسيم بعد از آرگن واقع مي شود و اينمطلب با عدد اتمي 18 براي آرگن و 19 براي پتاسيم مطابقت دارد . همين طور است در مورد تلوريم 52 ويد 53 .

همنطور که در ( 1 § ) ديديم مندليف اينطور نتيجه گرفت که خواص فيزيکي و شيميائي عناصر تابع تناوبي وزن اتمي آنها است . امروزه کاملا واضح است که عدد اتمي بهتر ترتيب تنظيم جدول تناوبي را مي دهد و نتيجه تحقيقات مندليف امروزه بشرح زير ولي بنام قانـون تنــاوبي بيان

مي شود : خواص فيزيکي و شيميائي عنصرها تابع تناوبي عدد اتمي آنها هستند . بعبارت ديگر وقتي عناصر را به ترتيب عدد اتميشان مرتب کنيم خواص آنها در فواصل معيني تکرار مي شود .

 

تنظيم جدول تناوبي مدرن : مراجعه مکرر باين جدول وقتي اين درس را مي خوانيد به شما در فهميدن و يادگرفتن جدول کمک خواهد کرد . هر عنصر در اين جدول جاي مخصوص و معيني دارد . در ميان هر خانه علامت اختصاري يک عنصر نوشته شده و بالاي علامت اختصاري جرم اتمي و پائين آن عدد اتمي ديده مي شود . طرف راست هر علامت اختصاري اعدادي مي بينيد که عده الکترونهاي هر لايه را نشان مي دهد . عناصري که در يک خط قرار دارند , عناصر يک نوبت يا سري و عناصر يک خط عمودي را گروه يا ستون يا خانواد ه مي نامند .

عدد اتمي هيدرژن 1 است و اين عنصر بتنهائي بالا و بيرون جدول قرار دارد . زيرا داراي چند خاصيت منحصر بخود او است , د رحقيقت , هيدروژن در ستون اول سمت چپ جاي دارد . زيرا مدار خارجي آن مانند ديگر عناصر اين ستون داراي يک الکترون است .

هليم با عدد اتمي 2 بالاي ستون آخر سمت راست قرار دارد و ساده ترين عنصر اين ستون است که به گازهاي نجيب اختصاص دارد . دقت کنيد که هليم دوالکترون در لايه k دارد و اين لايه با 2 الکترون کامل مي شود . هيدروژن و هليم نوبت اول عناصر را تشکيل مي دهند .

نوبت دوم شامل هشت عنصر است . ليتيم يک فلز نرم و نقره فام است . فلز تند اثري است که اتم آن داراي يک الکترون در مدار خارجي L است . بريليم فلزي است نقره فام ولي کم اثر از ليتيم , که اتم آن داراي 2 الکترون در لايه L است . برون يا بر يک جسم جامد سياه زنگ با کمي خاصيت فلزي است و اتمهاي آن داراي 3 الکترون در لايه L هستند . کربن عنصر جامدي است با خواص شيميائي جالب و مخصوص که بين خواص فلزها و غير فلزها است و چها ر الکترون در لايه L دارد . نيتروژن گازيست بي رنگ با خواص غير فلزي که 5 الکترون در لايه دارد . اکسيژن گازيست بي رنگ با خواص غير فلزي که 5 اکترون در لايه L دارد . فلوئور گاريست زرد کمرنگ با خاصيت غير فلزي بسيار شديد و 7 الکترون در لايه L و نئون گازي بيرنگ و کم اثر با 8 الکترون در لايه خارجي L دارد .

در اين شرح مختصر از خواص  اين عناصر , بايد دفت شود که تبرتيب از يک فلز تند اثر شروع شده و بيک غير فلز تند اثرر و يک عنصر بي اثر خاتمه مي يابد . اين تغيير خاصيت فلز تند اثر بغير فلز با تغيير عده اکترونهاي لايه L از 1 تا 7 همراه است و نئون عنصر بي اثر داراي 18 الکترون يک اکته در لايه L است .

نوبت سوم هم شامل هفت عنصر است : سديم فلزي است نفره فام و نرم , مانند ليتيم با يک الکترون در لايه M و منيزيم فلز نقره فام و خواص شبيه بريليم بادو الکترون در لايه M است آلومينيم فلز خاکستري رنگ با کمي خاصيت غير فلزي و 3 الکترون در لايه M . سيليسيم غير فلز تيره رنگ با خواصي شبيه کربن و 4 الکترون در لايه M است . فسفر غير فلز جامد که ترکيباتي شبيه ترکيبات نيتروژن و 5 الکترون در لايه M دارد . گوگرد غير فلزي است جامد برنگ زرد با 6 الکترون در لايه M و کلر عنصر گازي شکل برنگ سبز مايل بزرد با خاصيت غير فلزي شديد شبيه خواص فلوئورو 7 الکترون در لايه M . واپسين آنها آرگن گاز بيرنگ کم اثر با 8 الکترون در لايه M است .

دوباره عناصر با خواص فلز تند اثر تا غير فز تند اثر مرتب مي شوند و عده اکترونها از 1 تا 7 مرتبا زياد مي شود و عنصر گازي شکل کم اثر با 8 اکترون که تشکيل اکته مي دهد يک گاز نجيب است .

دقت کنيد عناصري که داراي خواص مشابه هستند ساختمان الکتروني مدار خارجي شان کاملا يکسان است و در يک ستون يا گروه از جدول تناوبي قرار دارند .

در گروه I جدول تناوبي , خانواده سديم , با 6 عنصر فلزي بسيار تند اثر و. شبيه بهم با خواص فلزي شديد شونده , جاي دارد . اتمهاي آنها همه داراي يک الکترون در لايه خارجي هستند . فرانسيم مفصل ترين اتم گروه سديم است و محل آن در جدول تناوبي نشان مي دهد که بايد تند اثر ترين اين عناصر راديم است .

گروه II شامل 6 فلز تند اثر است که از نظر خواص  شيميائي خيلي شبيه هم هستند و اتم هر يک از آنها داراي 2 الکترون در لايه خارجي است و بخانواده کلسيم موسومند . از نظر شيميائي تند اثر ترين اين عناصر راديم است .

خواص عناصر گروه III ( گروه بر ) هر چه اتمها مفصل تر مي شود , از غير فلزي به فلزي تغيير مي کند . اتمهاي اين گروه داراي 3 الکترون در لايه خارجي هستند .

عناصر گروه IV ( گروه کربن ) بهمين طريق تغيير مي کنند و اتمهاي آنها داراي 4 الکترون در لايه خارجي است . اتمهاي هر دو گروه داراي لايه هاي داخلي بسيار با ثبات هستند .

گروه V ( گروه نيتروژن ) است . نيتروژن و فسفر عناصر بالاي اين گروه غير فلزي هستند . عنصر بيسموت در انتهاي ستون , فلزي  است . ارسنيک و انتيمون خواص فلزي و غير فلزي هردورانشان مي دهند . هر يک از اين اتمها داراي 5 الکتروه در لايه خارجي است و لايه هاي داخلي آنها خيلي باثبات است .

گروه VI گروه اکسيژن است و هر چه ساختمان اتمي آنها مفصل تر مي شود خواصشان از غير فلز تند اثر تافلز تغيير مي کند . هر عنصر داراي 6 الکترون در لايه خارجي است و لايه هاي داخلي آنها خيلي باثبات هستند .

عناصر گروه VII هالوژن نام دارند و غير فلزي هاي تند اثري هستند که اتم هر يک از آنها داراي هفت الکترون در لايه خارجي است . و لايه هاي داخلي آنها خيلي باثبات هستند تند اثرترين هالوژنها ساده ترين آنها , فلوئور است . بنابراين مي بينيم که فعاليت عناصر مرتبا از فعالترين فلزها در پائين و گوشه چپ جدول تناوبي عناصر تا فعالترين غير فلزها در بالا و گوشه راست تغيير مي کند .

گروه VIII گارهاي نجيب هستند که باستثناي هليم که 2 الکترون در لايه خارجي دارد همه اتمهاي اين عناصر داراي 8 الکترون يعني يک اکته در لايه خارجي هستند و اين بزرگترين مقدار الکترونها در يک لايه خارجي است . اين عناصر معمولا کم اثر هستند و تا چندسال قبل آنها را بي اثر مي دانستند . حالا چند ترکيب شيميائي از آنها يعني از کريپتن و گرنن و رادون تهيه شده است .

نوبت چهارم عناصر , اولين نوبت طويل را تشکيل مي دهد و علاوه بر هشت عنصر , در گروههاي I تا VIII , داراي 10 عنصر واسطه هستند . اين عناصر همه فلزي و داراي يک يا دو الکترون در لايه خارجي هستند و الکترونهاي متوالي معمولا در گروه 5 اربي تال فضائي لايه هاي فرعي d 3 وارد مي شوند .

نوبت پنجم عناصر هم , شامل هيجده عنصر است و داراي ده عنصر انتقالي است که در آنها الکترونهاي متوالي در گروه 5 اربي تال فضائي لايه هاي فرعي d 4 وارد مي شوند و تمام اين عناصر انتقالي هم فلزي هستند .

نوبت ششم شامل سي و دو عنصر است . يعني علاوه بر عناصر I تا VIII و 10 عنصر انتقالي داراي گروه 14 تائي عناصر خاکي کمياب مي باشد . خواص شيميائي اين عناصر با هم شباهت زياد دارند و آنها را سري لانتان مانندها مي خوانند . دو لايه خارجي اتمهاي اين عناصر همه يکسان هستند .

الکترونهاي متوالي در گروه 7 اربي تال فضائي لايه هاي فرعي f 4 وارد مي شوند و باينطريق عده الکترونهاي در چهارمين سطح انرژي از 18 به 32 مي رسد .

نوبت هفتم عناصر تا بحال ناقص است ولي کاملا  با نوبت ششم شباهت دارد . عناصر خاکهاي کمياب اين نوبت سري آکتينيم مانندها ناميده مي شوند . تا بحال 18 عنصر از نوبت هفتم جدول تناوبي شناخته شده و خواص آنها از طرف مجمع بين المللي دانشمندان شيمي گزارش شده است .

در جدول تناوبي , عناصر را بدسته هاي فلز و غيرفلز و گازهاي نجيب تقسيم کرده اند . خطي که فلزها را از غير لفزها جدا مي کند بشکل خط شکسته ( زيک زاک ) است که بشکل قطر از بالا بپائين و بطرف راست کشيده شده است عناصري که نزديک اين خط شکسته قررا دارند به شبه فلز موسومند است و خواص فلزي و غيرفلزي هر دورا در شرايط مختلف نشان مي دهند .

اندازه اتمها _ يک خاصيت تناوبي _ در بخش سوم نشان داديم که يک اتم شامل يک هسته مرکزي و يک مقدار الکترون است که دور هسته مي چرخند . چون قطر هسته در حدود يک , يکصد هزارم قطر تمام اتم است مي توان بيشتر حجم اتم را مربوط بحرکت مفصل الکترونها دانست . الکترونها در اثر حرکتشان و نيز در اثر بارالکتريسيته منفي که دارند , عملا فضاي پيرامون هسته اشغال مي کنند و تشکيل ابر الکتروني کروي شکل مي دهند که باتم حجم مي دهند و اتمهاي ديگر را دور نگاه مي دارد . حجم يک اتم مقدار کاملا معيني نيست , زيرا اطراف يک ابر الکتروني سطوح مشخصي ندارد و بنوعي غير مشخص و نامعين است . يک اتم ممکن است در ترکيب با يک اتم ديگر باساني تغيير شکل بدهد اما نيروي بسيار زيادي لازم است , تا بتوانيم آنها را بمقدار قابل ملاحظه اي فشرده و متراکم کنيم . باوجود اين دانشمندان توانسته اند فاصله بين هسته هاي دو اتم متصل بهم را در بلورهاي عناصر و در مولکولهاي عناصر گازي شکل اندازه بگيرند . نصف اين فاصله ها را با تصحيح مختصري برابر شعاع يک اتم مي گيرند . شعاع يک اتم و بنابراين حجم آن , آنطور که ممکن است ما بمناسبت زياد شدن مرتب عده الکترونها در عناصر متوالي , انتظار داشته باشيم ؛ با عدد اتمي مرتبا زياد نمي شود . در جدول تناوبي شعاع اتمها که يک جدول تناوبي کوچک است , در هر ستون از بالا بپائين زياد مي شود و در هر نوبت از چپ براست کاسته مي گردد . در اين جدول عدد اتمي عناصر زير علامت اختصاري ثبت شده است و شعاع اتمي بحسب انگسترم A^o بالاي علامت اختصاري قرار دارد . از اين جدول و منحني زير دو نتيجه درباره رابطه بين شعاع اتمي عناصر و محل آنها در جدول تناوبي عايد مي گردد :

1 _ در گروهها يا ستونهاي جدول تناوبي , بطور کلي شعاع اتمي عناصر با عدد اتمي مرتبا زياد مي شود . هر عنصر در يک ستون از جدول تناوبي از عنصر بالاترش يک سطح انرژي بيشتر دارد . گرچه هر قدر بار هسته زياد مي شود , مي کوشد شعاع لايه هاي الکتروني را کمتر کند و آنها راکتراکم تر سازد , بازهم زياد شدن يک لايه بيشتر از اين مقدار تراکم اثر دارد .

2_ در هر نوبت يا سري شعاع اتمي عموما از گروه I تاگروه  VII مرتبا کم مي شود . اين کم شده عمومي شعاع اتمي در طول يک نوبت , مربوط به زياد شدن نيروي جاذبه هسته ها براي الکترونهاي همان سطح انرژي است , که در نتيجه آنها را  بطرف هسته جذب مي کند . دليل نامنظم بودن اين تغيير هم ممکن است اثر بزرگ شدن سطح انرژي ها و زياد شدن اثر نيروي دافعه الکترونها هنگامي که در يک لايه فرعي وارد مي شوند , باشد .

 

پيوند يوني ( الکترووالانس ) :

در تشکيل يک جسم مرکب بطريقه پيوند يوني , الکترون از مدار خارجي يک اتم بمدار خارجي اتم دوم منتقل مي شود . و در اين را معمولا هر دو اتم به مدار خارجي با هشت الکترون مي رسند . مثلا وقتي سديم و کلر بهر هم اثر مي کنند و تشکيل کلريد سديم مي دهند , الکترون منفرد s 3 از اتم سديم به اربي تال منفرد p3 از اتم کلر منتقل مي شود . اکنون اتم سديم يک الکترون کم دارد و بشکل آرايش اکتروني باثبات نئون در مي آيد و نيز اتم کلر با يک الکترون اضافي بوضع آرايش الکتروني باثبات آرگن مي رسد . چون تنها يک اتم از هر عنصر با انتقال الکترون بوضع الکتروني باثبات  تر در آمده است فرمول جسم حاصل NaCl است . يک فرمول شيميائي يک نوع تندنويسي با علامت اختصاري عناصر است که نسبت ترکيب جسم حاصل را نشان مي دهد . اجزائي که در اين عمل از انتقال يک الکترون حاصل مي شوند , ديگر مانند اتمهاي سديم و کلر از نظر بارالکتريکي خنثي نيستند , بلکه يک يون سديم با يک بارالکتريکي مثبت و يک يون کلر با يک بارالکتريسيته ساکن منفي بيشتر هستند . اين يونها بصورت قرينه در بلورهاي کلريدسديم نسبت يک يون کلر سديم و يک يون کلر مرتب شده اند .

فرمول NaCl که ترکيب کلريدسديم را نشان مي دهد , يک فرمول تجربي است زيرا تنها نوع اتمهاي تشکيل جسم مرکب و ساده ترين عدد کامل آنها را تعيين مي کند . عده پروتنها و الکترونها را د راتم و يون سديم و کلر نشان مي دهد و بارالکتروستاتيک و شعاع آنها را بحسب  A^o   معلوم مي کند

تنها با بکاربردن سومين سطح انرژي الکتروني  , علامت اختصاري سديم بشکل الکترون نقطه , بصورت Na و براي کلر بصورت Cl نوشته مي شود . بعد از انجام عمل ترکيب , فرمول کلريد سديم را مي توان بشکل Na + . Cl ^-  و يا ساده تر بصورت فرمول يوني Na +  Cl ^– نوشت و o علامت اختصاري الکترون در فرمولاهاي اين فصل کتاب هستند و تنها براي نشان دادن محل اصلي الکترونها بکار مي روند و چگونگي کامل شدن لايه هاي خارجي را نشان مي دهند و تفاوت شکل آنها بدين معني نيست که الکترونهاي اتم عناصر مختلف تفاوت دارند . تمام الکترونها صرف نظر از اتمي که آنها را داده است يک شکل و يکسان هستند .

 

دستور نوشتن فرمولهاي شيميائي :

نوشتن فرمول بيشتر ترکيبات بيشتر ترکيبات يوني با استفاده از جدول يونها , بسيار آسان است و نيازي بساختمان اتمي و پيوند شيميائي آنها ندارد . از فرمول کلريدسديم شروع مي کنيم که داراي يون هاي Na⁺ و^- Cl است . است وقتي فرمول يوني يک جسم مرکب نوشته مي شود , بايد مجموع بارهاي طرف اول ( مثبت ) جسم مرکب با حاصل جمع بارهاي طرف دوم ( منفي ) مساوي و مختلف العلامه باشد . مجموع بارهاي هريون برابر حاصل ضرب باريون , در عده اين يونها است . چون بارالکتريکي يک يون سديم , بار بارالکتريکي يون کلريد مساوي و مختلف العلامه است . NaCl شامل يک يون از هر کدام آنها خواهد بود .

حالا به کلريدکلسيم مي پردازيم , يون کلسيم Ca⁺⁺  و يون کلر  Cl ^– است . براي مساوي بودن بارهاي مثبت و منفي بايد دو تا   Cl ^–  و يک Ca⁺⁺ بگيريم تا 2- و 2+ برابر باشند پس فرمول CaCl₂ مي شود و زير نويس 2 عده يونهاي کلر را معلوم مي کند حالا ببينيم فرمول برميد آلومينيم چه خواهد بود . يون آلومينيم Al⁺⁺⁺ و يون برميد Br ^– است . براي مساوي بودن بارها که بايد 3- و 3+ شود فرمول را AlBr³ مي نوسيسم . البته اين فرمولها تجربي است . و ساده ترين نسبت عددهاي کامل را  در جسم مرکب نشان مي دهد .

 

دستور نوشتن فرمول اجسام مرکب ديگر :

درباره سولفات سرب (II) کار خيلي آسان است زيرا يون سرب Pb ^{+ +}  و يون سولفات SO₄- است يعني داراي بارمساوي و مختلف العلامه هستند . پس از هريون , يکي لازم و کافي است و فرمول PbSO₄ مي شود .

در فرمول هيدروکسيد منيزيم Mg ^{+ +}  و هيدروکسيد OH^- است پس بايد از اين يون بيش از يکي يعني دو يون بکار ببريم و در پرانتز بگذاريم Mg(OH) بديهي است اگر پرانتز نباشدMgOH ₂ درست نيست . زيرا اينطور معني مي دهد که بجاي دو يون هيدروکسيد [ يک اتم اکسيژن و دو اتم هيـــدروژن در فرمول موجود است . شيمي دانـــان زير نويس را بيرون پـرانتــز قرار مي دهند , تا عده

مرتبه هائي که بايد فرمول تکرار شود معلوم باشد , و الته براي يک بار , راديکال در فرمول پرانتز لازم نيست و K(OH) نمي نويسيم .

اجازه بدهيد , يک فرمول ديگر يعني ترکيبي بنام استــات ســرب (II) را بررسي کنيم . يــون سرب

 Pb ^{+ +} (II) و يون استات C₂H₃O₂^- است . پس براي يک يون سرب C₂H₃O₂^- لازم خواهد بود و مطابق انچه درباره هيدروکسيد منيزيم ديديم , بايد يون استات را در پرانتز بگداريم و فرمول را بصورت Pb(C₂H₃O₂^-)₂ و با زير نويس 2 بنويسيم و نشان بدهيم که دو بنيان استــات با يک يون

 Pb ^{+ +} (II) ترکيب شده است .

سولفات آمونيم هم داراي 2 راديکال NH₄⁺  و SO₄^- است . براي انکه بارهاي آنها مساوي و مختلف العلامه باشند NH₄  را در پرانتز قرار مي دهيم و براي پرانتز زير نويس 2 مي نويسيم .

بالاخره براي نوشتن فرمول کربنات آهن III مي گوئيم يون آهن (III) Fe ^{+ + +}  و يون کربنات CO₃^- است . پس براي آنکه داراي بار مساوي و مختلف العلامه شوند , بايد يون آهن را بازيرنويس 2 و يون کربنات را در پرانتز با زيرنويس 3 بنويسيم Fe₂(CO₃)₃

اگر شما در آموختن شيمي تازه کار باشيد , بايد شکار ا از موارد استثناي زياد که در طريفه بار يوني براي نوشتن فرمولها موجود است آگاه کنيم . از يک فرمول بيش از آنچه براي نوشتن آن لازم است اطلاعي بدست نمي آيد . ممکن است شما فرمول بسياري از اجسام مرکب را بنويسيد و بعد بدانيد که چنين ترکيبي اصلا وجود ندارد . در مقابل عده زيادي از اجسام مرکب مي شناسيم که نمي توان فرمول آنها را بطريفه يوني نوشت .

 

نامگذاري اجسام مرکب از روي فرمول آنها :

براي نامگذاري عده زيادي از اجسام مرکب بايد نخست نام قسمت راست فرمول جسم و بعد نام قسمت چپ را بگوئيم BaSO₄ را سولفات باريم بخوانيم ( Ba ^{+ +}  يون باريم و SO₄^- راديکال سولفات است )FeCl₃ را کلريد آهن (III) مي ناميم . بايد دانست که آهن دو درجه اکسيد اسيون (II) و (III) دارد . يعني FeCl₃ از يک يون Fe^{+ + +} با بار 3 + و سه يون ^- Cl با بار 1- ترکيب شده و کلريد آهن(III) خوانده مي شود و نيز FeCl₂ را که يک يون Fe ^{+ +} با بار 2+ و دو يون ^– Cl با بار 1- دارد , کلريد آهن (II) مي ناميم .

بکار بردن عددهاي رومي براي بيان عدد اکسيداسيون , در نامگذاري تمام ترکيبات شيميائي , هميشه مفيد و ممکن و آسان نيست . راه ديگر براي نامگذاري ترکيبهاي کووالاني دوتائي , بکار بردن پيشوندهاي عددي يوناني است . و ميدانيم ترکيبهاي دو تائي تنها از دو عنصر تشکيل يافته اند و نام آنها بشرح زير داراي دو قسمت است :

1 _ کلمه اول جسم شيميائي دوتائي ع شامل سه قسمت است : الف _ يک پسشوند که عده اتمهاي عنصر دوم را تعيين مي کند . ب _ ريشه نام عنصر دوم . ج _ پسوند , ايد که مخصوصا نشان مي دهد که جسم دو عنصري است .

2 _ کلمه دوم نام جسم شيميادي دوتائي داراي دو قسمت است : الف _ يک پيشوند که عده اتمهاي عنصر اول فرمول را تعيين مي کند . ب _ نام عنصر اول فرمول جسم بنابراين CO را مونواکسيدکربن مي ناميم . و چون تنها يک اتم کربن در فرمول وجود دارد براي نام کربن که عنصر اول فرمول است , به پيشوند احتياجي نيست و پيشوند مونو در کلمه اول نام , براي اين است که معلوم شود تنها يک اتم اکسيژن است و پس از آن دنباله ايد ide گفته مي شود .

بهمين طريق CO2 را دي الکسيد کريتن مي خوانيم . پيشوند تري براي سه و تترا براي چهار و پنتا براي پنج بکار مي رود . اين پيشوندهغ با کلمه اول و دوم نام اجسام بکار مي روند براي مثال SLCl3 را تري کلريد آنتيمون و CCl4 را تتراکلريد کربن و As2S5 را پنتاسولفيد دي ارسنيک مي نامند .

 

معناي فرمول شيميائي :

نوشتن فرمولهاي شيميائي را براي بسياري از اجسام شيميائي ياد گرفتيم و براي اينکار از آنچه درباره بارالکتريکي يونهاي تشکيل دهنده آنها آموخته ايم بهره گرفتيم  . وقتي مي دانيم که اجسام بصورت مولکول ساده هستند , فرمول آنها يک مولکول جسم را نشان مي دهد و بفرمول مولکولي معروف است . براي مثال وقتي فرمول ساختماني جسم معلوم نباشد يا بدانيم که اين جسم نمي تواند فرمول ساده تري داشت باشد , مي گوئيم : فرمول ساده ترين نسبت عدد ي اتمهاي عناصر مرکب کننده را نشان مي دهد . در اينصورت فرمول را ساده ترين فرمول يا فرمول تجربي مي خوانيم .

بگذاريد چند فرمول شيميائي را امتحان کنيم تا معناي اين مطلب را کاملا بدانيم . فرمول آب يک جسم مــرکب , H₂O است . اين فرمول مولکولي , يک مـولکـول آب را معرفي مي کند و نشان مي دهد که هر مولکول آب از دو اتم هيدروژن و يک اتم آب ساخته شده است .

چون وزن اتمي هيدورژن 0/1 و وزن اتمي اکسيژن 0/16 است معناي اين فرمول مولکولي آنست که : وزن فرمولي آب 18 است [ 18= 16+ 2 * 1 ] . وزن فرمولي هر جسم مرکب برابر حاضل جمع وزن اتمي هاي تمام اتمهاي موجود در فرمول است .

فرمول تجربي کلريدسديم نمک طعام NaCl است . اين جسم , جسم جامد بلوريني است که فرمول مولکولي ساده تري ندارد و يونهاي سديم و کلر بترتيب بسيار منظمي در آن قرار گرفته اند و اين فرمول تجربي عده نسبي اتمهاي هر يک از عناصر موجود در ترکيب سديم وکلر را بيان مي کند و نشان مي دهد که براي هر اتم سديم يک اتم کلر يا براي هر 23 گرم سديم , 5/35 گرم کلر موجود است . يعني وزن فرمولي کلريدسديم برابر 5/58 = 5/35 + 23 است .

 

وزن مولکولي :

ديديم که فرمول مولکولي بر يک مولکول از جسم دلالت دارد چون H₂O يک فرمول مولکولي است و يک مولکول آب را معين مي کند وزن فرمولي آب 18 , وزن نسبي يک مولکول آب است و وزن فرمولي يک جسم شيميائي مولکولي وزن مولکولي آن است .

بمعناي دقيق تر , درست نيست که از وزن مولکولي بر يک جسم غير مولکولي مانند کلريدسديم که بيک فرمول تجربي نشان داد ه شده است صحبت کنيم . عبارت وزن فرمولي کلي تر از اصطلاح وزن مولکولي بکار مي رود و شيمي دانان وزن فرمولي را ترجيح مي دهند . هر چند هردو را بجاي يکديگر بکار مي برند , و در محاسبات تجزيه شيميائي عنصري فرق گذاشتن بين آنها معني ندارد .

وزن فرمولي يک جسم مرکب :

اگر بخواهيد وزن مجموع کلاس شيمي تان را بدانيد , بايد وزن تمام اجزاء و افراد کلاس را باهم جمع کنيد . همين طور براي محاسبه وزن فرمولي هر جسمي که فرمول آن بشما داده شده است , بايد وزن اتمي هاي تمام عناصر موجود در مولکول را در عده خودشان ضرب کرده و حاصل ضربها را جمع کنيم .

براي مثال فرمول قند نيشکر C₁₂H₂₂O₁₁ را حساب مي کنيم :

                عده اتمها                      وزن اتمي                وزن مجموع

                    C12                          0/12                  0/144 = 2*12

                    H 22                          0/1                   0/22 = 1*22

                   O 11                          0/16                  0/176 = 16*11

وزن فرمولي ( وزن مولکولي )                                      0/342

 

فرمول هيدروکسيد کلسيم Ca(OH)₂ است وزير نويس 2 که زير پرانتز نوشته مي شود نشان مي دهد که دو بنيان OH که در فرمول هست Ca ترکيب شده است .

                عده اتمها                      وزن اتمي                وزن مجموع   

                 Ca 1                           1/40                   1/40 = 1/40*1

                  O 2                           0/16                   0/32 = 16*2

                  H 2                           0/1                      0/2 = 0/1*2

 وزن فرمولي                                                              1/74

 

گاهي آسانتر است که در تعيين وزن فرمولي اين قبيل اجسام , بجاي آنکه مثلا H,O را جداگانه حساب کنيم عده بنيانهائي مانند OH را باهم به حساب بياوريم .

              Ca 1 با جرم اتمي                    1/40                      1/40 = 1/40*1

              OH 2 با وزن                            17                        0/34 = 0/17*2

وزن فرمولي                                                                          1/74

 

وزن اتمي هاي عناصر وزن هاي نسبي بر مبناي 12- C است که براي آن 12 بطور کامل و دقيق پذيرفته شده است . در بررسي مقداري واکنشهاي شيميائي , وزن اتمي ها و وزنهاي فرمولي کاملا قابل استفاده هستند و استعمال اين اعداد نسبت وزني عناصر يا اجسام مرکبي را که بر هم اثر مي کنند يا ترکيب مي شوند بما مي گويند . و ما مي توانيم اين وزنهاي نسبي را بهر واحدي که بخواهيم تبديل کنيم . بنابراين فرمولها در محاسبات شيميائي نهايت اهميت را دارند .

منبع:

     كتاب شيمي عمومي

نگارش :

                                  دکتر فضل الله شيرواني

 

                                   انتشارات دانشگاه تهران

 

          كتاب شيمي مدرن

 تــرجمه :        احمد رضا قلي زاده

 

    نـوسينـدگان :

                              کــلارک متـکالف

                              جــان اي . ويليامز

                              جوزف اف . کاستکا

             

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: یکشنبه 16 آذر 1393 ساعت: 21:46 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره كاربرد های علم شيمي در علوم,

 

با سلام به شما بازدید کننده گرامی برای حمایتاز سایت ما و قرار دادن بیشتر تحقیقان در سایت بر روی لینک زیر ( بعد از خواند یا قبل از خواند تحقیق)هر چند بار که خواستید کلیک کنید تا ما نیز با علاقه بیشتری تحقیقات دانش آموزی برای شما بگذاریم . باتشکر

 

لیست و فهرست کلیه اقدام پژوهی ها

 

بِسمِ اللهِ الرَّحمنِ الرَّحيمِ

كاني ها و سنگ ها

نام و نام خانوادگي:

موضوع: تحقيق درباره ي ويژگي كاني ها و سنگ ها

نام دبير: جناب آقاي

دبيرستان دين و دانش

**********

پيدايش كاني شناسي به عنوان يك عمل به نسبت جديد است اما كاربرد هنرهاي كاني شناختي پيشينه هاي به قدمت تمدن بشر دارد. بشر اوليه رنگدانه هايي طبيعي ساخته شده از هماتيت سرخ و اكسيد و منگنز سياه در نقاشي ديوار غارها به كار برد. ابزارهاي ساخته شده از سنگ چخماق در عصر حجر داراي ارزش گرانبهايي بوده است. نقاشي مقبره ها در دره ي نيل مربوط به حدود 5000 سال پيش هنرمندان ماهري را نشان مي دهد كه مالكيت و فلزهاي گران بها را وزن و كانسنگ هاي معدني را ذوب كرده و گوهرهاي زيبايي از لاجورد و زمرد مي ساخته اند و با نزديك شدن عصر حجر به عصر برنز بشر به جست و جوي كاني هايي پرداخته است كه مي توانست از آنها فلزهايي را استخراج كند اولين نوشته در مورد كاني ها از لئوفراستوس فيلسوف يوناني است 400 سال پس از وي نيز پليتي تفكر كاني شناختي زغال را ثبت كرد در سال 1669 نيكلاس استنر با مطالعه بر روي بلورهاي كوارتز كار مربعي در زمينه ي بلور شناسي انجام داد. استنر به اين نكته پي برد كه به رقم تفاوت منشأ اندازه يا ظاهر زاويه ميان وجوه متناظر نمودهاي مختلف يك بلور ثابت است. يك سال بعد رنه جي هائويي نشان داد كه بلورها از روي هم چيده شدن قطعات ساختماني ريز و يكساني كه وي آنها را مولكول تشكيل دهنده ناميده ساخته مي شود. در سال 1912 در آزمايشي كه فردريش نيپنيگ به پيشنهاد فزن لائه انجام دادند نشان داده شد كه بلورها مي توانند پرتو X را پراشيده كنند به اين ترتيب براي اولين بار آرايش منظم مرتب اتم ها در ماده بلور تدين ثابت شد. سنگ هاي آذرين از انجماد ماگما با دماي بالا يعني بين 600 تا 1200 درجه سانتي گراد به وجود مي آيد و رسوبات هم در شرايط عادي سطح زمين تشكيل شده و در طي فرآيند دياژنز به سنگ هاي رسوبي تبديل شده اين دو دسته سنگ در شرايطي كه به وجود آمده اند پايدارند حال اگر اين سنگها در شرايط دمايي و فشاري حد واسط قرار بگيرند كه متفاوت با دماي تشكيل آنها باشد بسياري از كاني ها آنهاي در در اين شرايط تازه حالت تعادل خود را از دست داده و در آنها تغييراتي ايجاد مي شود كه اين تغييرات و حالت جامد به وقوع مي پيوندند و مي توان به آن ها نام دگرگوني داد.

با وجود اينكه در دياژنز رسوبات و حتي هوازدگي سنگها در سطح زمين و با تبلور دوباره در حالت جامد كاني هاي جديدي به وجود مي آيد به اين دليل كه تغييرات در درجات حرارت كم انجام مي شود جزء فرآيندهاي دگرگوني به حساب نمي آيد تغييراتي كه در فرآيندهاي دگرگوني شاهد آن هستيم تغيير در ساخت و يا تغيير در نوع كاني ها و پيرايش كاني ها و ساخت جديد كه با از بين رفتن كاني هاي قبلي و پيدايش كاني هاي جديد و تبلور دوباره ايجاد شده است حتي ما در اين فرآيند بر حذف كاني و يا مجموعه اي از كاني ها را شاهد هستيم اين تغييرات ممكن است بر روي سنگهاي رسوبي يا سنگ هاي آذرين و يا سنگ هاي دگرگوني قبلي باشد.

دگرگوني را فرآيند دياژنز هوازدگي و ذوب قرارداد.

دگرگوني در نوع كاني و ساخت سنگها تغييراتي ايجاد مي كند و اين پديده با حذف برخي كاني ها و ظهور پيدايش مجموعه اي از كاني هاي جديد و يا تبلور مجدد آنها همراه مي باشد. سنگهاي رسوبي از تجمع سيماني شدن رسوبي حاصل مي شوند كه شامل رسوبات تخريبي كه حاصل فرسايش و تخريب زمينها بوده و از كاني هايي نظر كوارتز فلدسپار كاني هاي سنگين و كاني هاي رسي و خرده سنگها تشكيل شده اند. دومين گروه رسوبات شامل مواد شيميايي نابرجا است.

از نظر منشأ و محل تشكيل كاني هايي كه در جاي ديگري به وجود آمده و به سوي عوامل مكانيكي به داخل رسوبات و يا در ساخت سنگ وارد شده اند اصطلاحاً كاني نابرجا يا آلورنيك گفته مي شود و در مقابل اين كاني ها كاني هايي وجود دارد كه در همان محل تشكيل شده و جابه جايي در آنها اتفاق نيفتاده است اين نوع كاني ها را برجا يا ائورنيك مي گويند و در مطالعات و بخش هاي مربوط به كاني شناسي سنگ ها افزون بر تشخيص نوع كاني ها و تركيب شيميايي سنگ و تعيين مقدار كاني هاي تشكيل دهنده ي سنگها لازم است كه كاني ها را از نظر منشأ نيز بررسي كرد.

كاني كوارتز با تركيب شيميايي sio₂ مشخص مي شود. اين كاني داراي سختي و مقاومت بالا است به همين دليل باعث فراواني اين كاني در رسوبات مي شود كوارتز موجود در رسوبات ممكن است داراي منشأ هاي مختلفي باشد. كوارتز ممكن است از يكي از سه منشأ سنگ هاي آتشفشاني دروني و يا هيدروترمال به دست آمده باشد.

كاني فلسپار در رسوبات تخريبي هم به جهت كمي و هم به جهت كيفيتي اهميت زيادي داشته و راهنمايي براي مطالعات آب و هواي ديرينه به شمار مي رود. فلدسپارها نيز همانند كوارتزها داراي منشأهاي مختلفي است پايداري شيميايي و مقاومت فيزيكي فلدسپارها كمتر از كوارتز است و اين ابعث كم تر شدن ميزان اين كاني در رسوبات مي شود.

اصولاً رس و كاني هاي رسي در سنگ هاي رسوبي از نظر ويژگي كاني شناسي و تركيب شيميايي آنها مورد مطالعه و بررسي قرار مي گيرد به طور كلي ذرات كوچكتري از 004/0 ميليمتر صرف نظر از تركيب شيميايي آنها جزو ذرات كاني هاي رسي محسوب مي شود ولي رس از نظر كاني شناسي و تركيب شيميايي اسم عامل است كه سيلدكارتاي آبدار آلومينيوم را شامل مي شود. رسها نيز از منابع فرسايش و تخريب سنگهاي رسي از مجموعه و هوازدگي خاكسترهاي آتشفشاني به دست مي آيد.

كاني هاي سنگين:كاني هاي سنگين : به علت وزن مخصوص زياد آنها از ساير كاني ها متمايز مي شوند اين كاني ها معمولاً حدود 1/0 تا 5/0 درصد كاني هاي تخريب را تشكيل مي دهند و در مطالعه منشأ و تاريخچه ي هوازدگي و فرسايش بسيار مفيد است.

كاني هاي تبخيري: اين كاني ها از ته نشين شدن نمك در محلول هاي تغليظ شده و اشباع شده حاصل مي شوند و شامل انواع مختلف از كاني ها هستند كه مهم ترين آنها كلرورها Nacl و Kcl سولفاتها caso₄ و 2H₂o و كربناتها camg(co3)₂مي باشد اغلب اين كاني ها به عمق محلول دياژنز شديد آ‹ها در آب و تأثير هوازدگي به ندرت و در بيرون زدگي هاي سطحي باقي مي مانند امروزه اين كاني ها در درياچه ي اروميه و حوض سلطان قم و مهارلود در استان فارس تشكيل مي شوند.

مطالعه كاني شناسايي تركيبات فسفردار به علت فوق العاده ريز بلور بودن و هم چنين اختلاط با ساير كاني ها با مشكل همراه است مهم ترين كاني فسفردار فسفات كلسيم با فرمول capo₄ با آباتيت است.

«كاني آهن دار» در زمينه ي كاني شناسي رسوبات آهن دار مهم ترين دياژنز تعيين منشأ كاني هاي آهن دار در رسوبات است به عبارت ديگر تشخيص اينكه آيا اين كاني ها از منشأ اوليه رسوبي هستند و يا اينكه در طي فرآيندهاي دياژنزي يا دگرگوني و يا هوازدگي به وجود آمده اند حائز اهميت است كاني هاي آهن دار به 4 گروه اسيد، كربنات ها، سيليكاتها، و سولفورها تقسيم مي شوند. به عبارت ديگر وجود كاني ها در محل منشأ به مقدار لازم و باقي از عوامل مهم است كه فراواني آنها در رسوبات تخريبي جديد به اين عامل بستگي دارد هم چنين فراواني نسبي كاني ها در مجموعه هايي رسوبي ماهيت و تركيب سنگ و فشار را منعكس مي كند.

(سختي و مقاومت فيزيكي)

رخ يا سطح شكست در كاني ها يكي از مهم ترين عوامل مؤثر در مقاومت مكانيكي آنهاست اين خصوصيات همراه با سختي كاني در بقا و دوام فيزيكي آن ضمن جابه جايي كه پيدا مي كنند بسيار مهم است.

(سنگ هاي آذرين)

اين سنگها بروده آتش زماني توده اي داغ و مذاب را به نام ماگما تشكيل مي داده اند آنكه سرد شدن تدريجي آنها را به سنگ سخت و جامد تبديل كرده است بنابراين اين گدازه هاي از دهانه ي آتشفشان فوران كرده و به سطح زمين جاري مي شود و به سرعت سرد و سخت مي شود و سنگ آذرين به وجود مي آورد.

(انواع سنگ هاي آذرين)

سنگ هاي آذرين خروجي سنگهاي آذريني را كه از آنها انجماد ماگما در سطح زمين به وجود مي آيد سنگهاي آذرين خروجي مي نامند.

سنگهاي آذرين نفوذي به آن دسته از سنگهاي آذرين كه از انجماد ماگما در داخل پوسته ي زمين تشكيل مي گردد سنگهاي آذرين نفوذي گفته مي شود سنگهاي آذرين نفوذي در پوسته ي زمين به اشكال مختلفي منجمد مي شوند كه شامل موارد زير است:

1- لاكدليت ها 2- سيل ها 3- دايك ها 4- لويوليت ها

«سنگ هاي رسوبي»

سنگهاي رسوبي به دليل داشتن منابع مهم نظير نفت، گاز، ... و نيز موارد مورد نياز در مصالح ساختماني از اهميت خاصي برخوردارند. سنگ شناسي رسوبي يكي از مهم ترين شناسه هاي علوم زمين محسوب مي گردد.

 

 توجه. برای حمایت از سایت ما و ایجاد انگیزه برای سایت ما برای گذاشتن بیشتر تحقیقات و جواب سوالات کتاب ها بصورت رایگان برای شما  ، بر روی لینک های زیر هر چند بار خواستید (بعد خواندن مطلب یا قبل از آن ) کلیک کنید :

لیست کلیه اقدام پژوهی ها

لیست کلیه تحقیقات و تجربیات ارتقای شغلی دبیران

لیست کلیه پایان نامه ها

لیست کلیه مقالات و تحقیقات

لیست کلیه پروژه های آماری

لیست کلیه پروژه ها کارآموزی و مالی

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: یکشنبه 16 آذر 1393 ساعت: 21:24 منتشر شده است
برچسب ها : تحقيق درباره ي ويژگي كاني ها و سنگ ها,