سختی آب و راه های رفع آن

وقتی اب باران به زمین می رسد معمولا دارای مقداری دی اکسید کربن به صورت محلول است وقتی در خاک فرو می رود به طبقات سنگ آهک و یا طبقات کربنات کلسیم و کربنات منیزیم می رسد و مقداری از آنها را به صورت هیدروژن کربنات یا به اصطلاح بی کربنات در خود حل می کند. این اب که دارای یون های ⁺Ca² و  ⁺Mg² به صورت محلول است آب سخت نامیده می شود. از این اصطلاح معلوم می شود که این آب سخت با صابون کف نمی کند.بر عکس آبی که نرم است به اسانی با صابون تولید کف می کند.این اصطلاح ها زیاد دقیق نیستند ولی معمولند.توده های ترکیبات اهن یا فلزات سنگین دیگر هم ممکن است باعث سختی آب شوند. سختی آب بر دو نوع است : سختی موقت که در آن یون های  HCO^¯₃ با یون های فلزی همراه است و سختی دائم که در آن یون های  SO^¯₄ که با ثبات تر از   HCO^¯₃ هستند با یونهای فلزی همراهند.جزء اصلی صابون معمولی سدیم که در اب محلول است استارات سدیمNaC₁₈ H₃₅ O₂  است.        

وقتی به آبی که دارای یون های ⁺Ca² است صابون اضافه کنیم یونهای بزرگ ^¯C₁₈ H₃₅ O₂       با یون    ⁺Ca² ترکیب می شوند و صابون غیر محلول یعنی استارات کلسیم  می دهند که به صورت جسم لزج خاکستری رنگ ته نشین می شود. Ca²⁺ + 2C₃₅ H₃₅ O₂ ^¯ .......>  Ca( C₁₈ H₃₅ O₂ )₂     

یونهای فلزی در آب سخت باصابون ترکیب می شوندو رسوب می دهند تا تمام این یونها جدا شوند تا وقتی این عمل ادامه دارد کف با دوامی حاصل نخواهد شد. آب نرم دارای این یونهای مزاحم نیست بنابراین وقتی صابون به آنها اضافه شود به اسانی کف می کند.

نرم کردن اب سخت : اب سخت در لباس شویی بسیار زیان اور است زیرا رسوب چسبنده ی صابون را تلف می کند و به الیاف لباسها می چسبد.آبهایی که سختی موقت دارند و دارای یونهای   HCO^¯₃ می باشند در اثر جوشاندن کربنات کلسیم به صورت یک پوشش محکم دیوار داخلی کتری را می گیرد ممکن است قطر این لایه آنقدر زیاد شود که در اثر خاصیت عایق بودن از انتقال حرارت کافی جلوگیری کند پس جوشاندن یکی از راههای نرم کردن آب سخت است که معادله ی واکنش به این صورت است : Ca²⁺ + 2HCO₃^¯ .........>  CaCO₃ + H₂ O  + CO_{2 (g}

از راههای دیگر برای رفع سختی یکی راسب کردن و دیگری عوض کردن یون است معمولا نوع سختی و مقدار آب نرم لازم را در نظر می گیرند و موثرترین و با صرفه ترین راه را انتخاب می کنند.

راسب کردن : وقتی کربنات سدیم  Na₂ CO₃  به آب سخت اضافه شود رسوب حاصل از یونهای ⁺Ca ²و⁺ Mg ²  به صورت کربنات غیر محلول ته نشین می شود و البته یونهای ⁺ Na که به آب اضافه می شود اشکالی برای صابون پدید نمی آورد.   Ca²⁺  +  CO^¯₃  ..........>      CaCO_{3 (S}

افزودن یک محلول قلیایی مانند محلول امونیاک یا آب آهک به آب سخت موقت مقداری یون  OH^¯ به محلول می دهد که    HCO^¯₃  را خنثی می کند و فلز مزاحم را به صورت کربنات راسب می سازد.    Ca²⁺ +     HCO^¯₃  +  OH^¯ ..........>      CaCO_{3 (S)} + H₂ O 

  Mg²⁺ +     HCO₃^¯ + OH^¯ ..........>   MgCO_3(S)   + H ₂ O عوامل راسب کننده ی دیگر مانند براکس و فسفات سدیم هم در بعضی موارد مصرف می شوند. این هر دو جسم در اثر هیدرولیز محلول باز می دهند و فسفات غیر محلول کلسیم و منیزیم راسب می کنند.

عوض کردن یون : بعضی مواد طبیعی که به نام زئولیت معروف هستند دارای شبکه ی متخلخل و دو بعدی گروههای سیلیکات آلومینات متخلخل هستند که مانند یونهای بزرگ و ثابت با بار الکتریکی منفی عمل می کنند. یونهای فلزی مانند ⁺ Na به این یونها متصل می شوند و تشکیل مولکول های غول آسا می دهند. اگر آب سخت مدتی در مجاورت زئولیت سدیم بماند یونهای  ⁺Ca ²و   ⁺Mg ²به جای یونهای   ⁺Na قرار می گیرند چون یونهای زئولیت بی حرکت هستند و یونهای مزاحم فلزی به وسیله ی آب به جای یون  ⁺Na قرار می گیرند.

 *  Ca²⁺ + Na₂ Zeolit        .........>             CaZeOlit   +  2Na با بهره گیری از قانون اثر جرم می توان زئولیت مصرف و جدا شده دوباره زنده کرد و کاری کرد و بارها به کار برد.اگر زئولیت کلسیم را در محلول غلیظ کلرید سدیم ( با غلظت زیاد ⁺ Na ) قرار دهیم یونهای  ⁺ Ca ²جای خود را با یون  ⁺Na عوض می کنند و واکنش عکس معادله ی *  اجرا می شود.یک نوع زئولیت ترکیبی به نام پرموتیت تندتر از زئولیت طبیعی عمل می کند و امروزه همه جا در خانه ها و کارخانه ها در دستگاه های نرم کننده ی آب مصرف می شود و از نمک طعام که از ارزانترین منابع یون ⁺  Na است برای زنده کردن و کار کردن مجدد دستگاه مصرف می شود. 

طلا و استخراج آن

شاید طلا اولین فلزی است که مردمان آن را شناخته اند نخستین مردمان طلا را بدون هیچ کار استخراجی یعنی بدون هیچ زحمتی از سطح زمین یا بستر رودخانه ها به دست آوردند و برای تهیه ی وسایل زینت به کار بردند. هنوز هم گاهی ذره های طلا همراه شن و ماسه دیده می شود همین طور به صورت رگه های زرد در بعضی اقسام کوارتز دیده شده است با آنکه طلای طبیعی همیشه به صورت فلز است ترکیب هایی از طلا با تلوریم به دست امده است. آب دریا از یک دهم تا دو دهم میلیگرم در هر تن متری طلا دارد اما استخراج آن چندین برابر ارزش طلا خرج خواهد شد.

طلا از سنگ های معدن پست به طریقه ی سیانید پرهیخته می شود در این عمل یون محلول      Au (CN)^¯₂  حاصل می شود.

برای  راسب ساختن طلا از روی فلزی استفاده می شود.  2Au(CN^¯)₂ +  Zn .......> Zn( CN ^¯)₄ + 2Au

برای استخراج طلا گاهی سنگ معدن را خیس کرده و گاز کلر بر آن وارد می کنند طلا با کلر ترکیب می شود و کلرید طلا می دهد که در آب محلول است بعد محلول کلرید طلا (ІІІ)را با سولفات آهن ІІ به صورت طلای فلز راسب می کنند.

خواص و مورد استعمال طلا : طلا فلزی است نرم زرد رنگ بسیار مفتول شدنی و چکش خوار. به طوری که ورقه هایی از طلا آنقدر نازک تهیه می شوند که ٢٥٠ تای انها به قطر یک صفحه کتاب می شود. طلا هادی بسیار خوبی برای حرارت و الکتریسیته است. وزن مخصوص ان برابر ٣٢⁄١٩می باشد.طلای خالص آنقدر نرم است که نمی توان آنرا در جواهر سازی به کار برد و اغلب آنرا با مس آلیاژ می کنند. میزان خلوص طلا به عیار بیان می شود و طلای کاملا خالص را 24 عیار می نامند.طلای جواهر سازی  18 عیار یعنی دارای 18 قسمت طلا و 6 قسمت مس است . طلا در برابر هوا حتی در درجه حرارت های بسیار زیاد تیره نمی شود. اسید فلوئوریدریک به کندی بر طلا اثر می کند . اسیدهای خیلی قوی مانند اسید کلرئیدریک نیتریک و سولفوریک جداگانه بر آن بی اثر هستند تیزاب سلطانی (یک مول اسید نیتریک و سه مول اسید کلرئیدریک)بر آن به شدت اثر می کند.در این عمل طلا در اثر اسید نیتریک مجاورت یون ­Cl اکسید می شود و یون AuCl¯₄ می دهد.طلا در بعضی ترکیباتش حالت اکسیداسیون 1+ نشان می دهد ولی ترکیباتی که طلا در آنها حالت اکسیداسیون ٣+ دارد بیشتر و با ثبات ترند. سابق بر این از کلرید طلا (ІІІ) در عکاسی برای آنکه به عکس روز چاپ رنگ قشنگتری بدهند استفاده می کردند. از Na Au ( CN )₂ برای  آب طلا کاری مصرف می شود. طلای چسب مانند به طریقه ی قوس الکتریکی یا به وسیله ی احیای کلرید طلای (ІІІ) تهیه می شود اگر یک محلول کلرید قلع (ІІ)اسید استانیک به محلول کلرید طلای (ІІІ) اضافه کنیم طلا به صورت فلز آزاد احیا می شود.اسید استانیک چسب مانند ممکن است از حرارت دادن مخلوط تشکیل شود . و ذره های طلا جذب سطحی شده در اسید استانیک پراکنده می شود و در نتیجه یک رنگ ارغوانی ساختمانی به نام ارغوانی کاسیوس حاصل می گردد.

در حال حاضر ایران هشتمین کشور صادرکننده ی طلاست و سالانه 23 میلیون دلار طلا صادر می کند.

تفاوت رنگ در اجسام.....

نور در واقع موج الکترومغناطیس است که دارای انرژی می باشد که از رابطه ی" ?h =E" بدست می آید  h ثابت پلانک ? و ? فرکانس است. نور تابانده شده از ماده عبور می کند سرعت تابش در خلا حد اکثر است . سرعت نور به نوع و غلظت یون ها و اتم ها و مولکول های تشکیل دهنده ی محیط بستگی دارد و در محیط های مختلف متفاوت است .

مواد از تعدادی تراز های اصلی تشکیل شده اند که الکترون ها در این تراز ها هر کدام در سطح انرژی معینی قرار گرفته اند پس هر عنصر یا ترکیب خاصی ترازهای الکترونی با تعداد الکترون مشخص خودش را دارد حال فرض کنید ما نوری به جسم می تابانیم اگر فرکانس این تابش برابر با اختلاف انرژی دو تراز معین باشد الکترون واقع در تراز پایین این تابش را جذب کرده و به تراز بالا تر منتقل می شود . این الکترون برانگیخته شده تمایل به برگشتن به حالت پایه دارد و این زمانی را که در تراز برانگیخته به سر می برد زمان استراحت نامیده می شود که پدیده ی استراحت به دو صورت تابشی و غیر تابشی می باشد در پدیده ی تابشی انرژی با ساطع کردن تابش ? و در پدیده ی غیر تابشی انرژِی به صورت گرمایی و جنبشی از دست می رود .

به طور کلی معمولا وقتی ذرات تحریک می شوند در هنگام برگشت به تراز های پایین تابش الکترو مغناطیس نشر می کنند. و اما تحریک چگونه صورت می گیرد ؟ تحریک می تواند از طریق بمباران با الکترون ها یا ذرات بنیادی دیگر ? قرار گرفتن در معرض یک جریان متناوب با پتانسیل بالا که به صورت جرقه یا قوس الکتریکی ? از طریق شعله ?و یا از طریق جذب امواج الکترو مغناطیس صورت گیرد .

در دمای اتاق اساسا تمام اتم های یک نمونه از ماده در حالت پایه قرار دارند . مثلا تحت این شرایط الکترون خارجی تک فلز سدیم اوربیتال S 3 را اشغال می کند بر انگیختن این الکترون به  اوربیتال های بالا تر می تواند با گرمای شعله و جرقه یا قوس الکتریکی انجام شود طول عمر اتم های برانگیخته کوتاه است و بازگشت آن به حالت پایه با نشر فوتون تابش همراه است که دو خط 5890 و 5896  انگستروم شدیدترین هستند و مسئول رنگ زردی هستند که هنگام وارد کردن نمک های سدیم به داخل شعله مشاهده می شوند  نشر مربوط به انتقال P 3 به S 3  می باشد .

می دانیم که  نور سفید به  تابش هایی با طول موج و رنگ های متفاوت می تواند تجزیه شود اگر نوری به ماده ی مورد نظر ما تابانده شود همان طور که قبلا اشاره شد با توجه به تراز های الکترونی خاصی که دارد چند طول موج را جذب می کند و تعدادی را بازمی تاباند در این صورت جسم به رنگ نوری دیده می شود که آن را باز تابانده در واقع اجسام به رنگ نور مکمل نور جذب شده خود دیده می شود مثلا اگر جسمی طول موج آبی را جذب کند به رنگ زرد دیده می شود و در صورتی جسمی سبز دیده میشود که یکی از  دو مورد زیر رخ داده باشد . یا همه ی رنگها به جز سبز جذب شده اند و یا بنفش و قرمز و نارنجی جذب شده اند و آبی و زرد و سبز عبور کرده اند و ترکیب این سه رنگ و یا رنگ وسط آنها که رنگ سبز است مشاهده می شود .

و اما بد نیست بدانیم آسمان به این دلیل آبی دیده می شود که ذرات معلق در هوا نور آبی را بیشتر از نور های دبگر پراکنده می کنند .

سلام به همه ی دوستداران شیمی سال نو رو به همه تبریک می گم امیدوارم سالی پر از تازگی و موفقیت در انتظارتون باشه . انشاا... که در بالا بردن اطلاعات شیمیایی!! شما سهیم باشم.

نقره دارویی همه فن حریف !!!

 ایا تا به حال عملکرد درمانی نقره را شنیده اید؟

اجازه بدهید قبل از پرداختن به این موضوع به معرفی این فلز نسبتا گران بها بپردازیم. نقره یکی از عناصر شیمیایی ? با نشانه ی Ag دارای عدد اتمی 47 وزن اتمی 107 و در دوره یک فرعی IBجدول تناوبی قرار گرفته است. نقره فلزی سفید مایل به خاکستری و براق است . از نقره 25 ایزوتوپ رادیو اکتیو شناخته شده اند که دارای اجرام اتمی 102 الی 117 می باشد نقره معمولی از دو ایزوتوپ با جرم های 107 و 109 تشکیل شده است . نقره جزو عناصر نسبتا کمیاب بوده و از نظر فراوانی در قشر جامد زمین در مرتبه ی شصت و سومین عنصر قرار دارد .

 گاهی نقره به صورت خالص و گاهی نیز به صورت آلیاژ با سایر فلزات دیده می شود .  این عنصر به آسانی اکسیده شدن آهن اکسید نمی شود . لکن با گوگرد و هیدروژن سولفید واکنش داشته و تشکیل همان تیرگی آشنا را می دهد که  در نقره هایتان می بینید.برای رفع این مشکل می توان با حرارت دادن نقره مورد نظر در محلول رقیقی از کلرید سدیم و کربنات هیدروژن مجددا فلز را به حالت اولیه بر گرداند.

نقره به صورت ترکیبات آن برای بدن مضر است اما می توان آن را به کمک جریان الکتریکی به صورت نقره کلوییدی که محلول در آب است? در آوردکه به این ترتیب نقره  میتواند از غشای سلول عبور کند و هیچ عوارض جانبی برای بدن ندارد.نقره کلوییدی سوزش نداردو چگونگی عملکرد آن در منابع مطالعاتی ذکر نشده  و محرمانه است.

به گفته دکتر روبرت مبتلایان آنفلونزا کمبود نقره در بدن دارند.نقره به عنوان سیستم ایمنی ثانویه عمل می کند.در گذشته اشراف و ثروتمندان که از ظروف نقره برای غذا خوردن استفاده می کردند? کمتر دچار بیماری می شدند.نقره کلوییدی در برابر سیاه زخم مقاوم و درمانی برای سرطان نیز هست.

آنتی بیوتیک های جدید اغلب در برابر ویروس ها بی ت?ثیر هستند?اما نقره کلوییدی در این زمینه بسیار م?ثر عمل میکند.هم چنین میتواند 650نوع باکتری را از بین ببردو همین طور در بیمارستانها و جراحی ها برای ضد عفونی کردن و برای لباسهای پرستارها و... استفاده میشود.حتی اسپری نقره هم وجود داردکه در بینی ?

صورت و گوش به کار می رود.

گیاهانی که در نقره کلوییدی قرار بگیرند شادابی آنها بیشتر از زمانی است که در آب باشند.نقره کلوییدی برای بیماری های روحی و عصبی نیز به کار میرود.

در انبارهای آب و فاضلادرب ها نباید نقره استفاده شود چون باکتری هایی را که پس مانده های فاضلاب را از بین میبرند?نابود می کند.

"منبع: چکیده ای از سمینار شیمی دارویی دانشگاه علوم پایه ی دامغان"