تبليغاتX
شیمی آزمایشگاهی
خانهایمیلآرشیوRss
Search

مس 

موضوع: آشنایی با عناصر واسطه نههم دوشنبه نهم اردیبهشت 1387 22:14

مس یکی از عناصر جدول تناوبی است که نشان آن Cu و عدد اتمی آن 29 می باشد.

خصوصیات قابل توجه


مس فلز نسبتا" قرمز رنگی است که از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار می باشد.( در بین فلزات خالص ، تنها خاصیت هدایت الکتریکی نقره در حرارت اطاق از مس بیشتر است) چون قدمت مصنوعات مسی کشف شده به سال 8700 قبل از میلاد برمی گردد، احتمالا" این فلز قدیمی ترین فلز مورد استفاده انسان می باشد.مس علاوه بر اینکه در سنگهای معدنی گوناگون وجود دارد ، به حالت فلزی نیز یافت می شود.( مثلا" مس خالص در بعضی مناطق).
این فلز را یونانیان تحت عنوان
Chalkos می شناختند. چون مقدار بسیار زیادی از این فلز در قبرس استخراج می شد رومیان آنرا aes Cyprium می نامیدند. بعدها این کلمه به فرم ساده تر cuprum درآمد و در نهایت انگلیسی شده و به لغت Copper تبدیل شد.

کاربردها


مس فلزی قابل انعطاف و چکش خوار است که کاربردهای زیادی در موار زیر دارد:

  • سیمهای مسی
  • لوله های مسی
  • دستگیره های درب و سایر وسایل منزل
  • مجسمه سازی. مثلا" مجسمه آزادی شامل 179000 پوند مس می باشد.
  • آهنرباهای الکتریکی.
  • موتورها، بخصوص موتورهای الکترومغناطیسی.
  • موتور بخار وات.
  • کلیدها و تقویت کننده های الکتریکی.
  • لامپهای خلاء ، لامپهای پرتوی کاتدی ومگنترونهای اجاقهای مایکرو ویو.
  • هدایت کننده موج برای تشعشع مایکروویو.
  • به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم، کاربرد مس در IC ها به جای آلومینیوم رو به افزایش است.
  • بعنوان جزئی از سکه ها.
  • در وسایل آشپزی، از جمله ماهی تابه .
  • بیشتر سرویسهای قاشق چنگال ( flatware) قاشقها،چنگالها و چاقوها دارای مقادیری مس هستند(نقره نیکلی).
  • اگر نقره استرلینگ در ظروف غذاخوری بکار رفته باشد ،حتما"باید دارای درصد کمی مس باشد.
  • بعنوان بخشی از لعاب سرامیکی و در رنگ آمیزی شیشه .
  • وسایل موسیقی ،بخصوص سازهای بادی.
  • بعنوان یک بیواستاتیک در بیمارستانها وپوشاندن قسمتهای مختلف کشتی برای حفاظت در برابر بارناکلها و ماسلها.
  • ترکیباتی مانند محلول فلینگ که در شیمی کاربرد دارد.
  • سولفات مس که بعنوان سم و تصفیه کننده آب کاربرد دارد.

 

تاریخچه


مس برای تعدادی از تمدنهای قدیمی ثبت شده ، شناخته شده بود و تاریخ استفاده از آن حد اقل به 10000 سال پیش می رسد. یک آویزه مسی ، متعلق به سال 8700 قبل از میلاد در شمال عراق کنونی پیدا شد.نشانه هایی مبنی بر ذوب و خالص کردن مس از اکسیدهای آن مانند مالاکیت و آزوریت تا سال 5000 قبل از میلاد وجود دارد.در عوض اولین نشانه های استفاده از طلا تقریبا" به 400 سال قبل از میلاد بر می گردد.

مصنوعات مسی و برنزی که از شهرهای سومری و مصنوعات مصری که از مس و آلیاژ آن با قلع یافت شده تقریبا" متعلق به 3000 سال قبل از میلاد هستند.در یکی از اهرام یک سیستم لوله کشی با مس پیدا شده که مربوط به5000 سال پیش است.مصریان دریافتند افزودن مقدار کمی قلع ، قالب گیری مس را آسان تر می کند لذا آلیاژهای برنزی که در مصر کشف می شوند تقریبا" قدمتی همانند مس دارند. استفاده از مس در چین باستان حداقل به 2000 سال قبل از میلاد مربوط بوده و تا 1200 سال قبل از میلاد در این کشوربرنز مرغوب ساخته می شده است.در نظر داشته باشید چون مس به راحتی برای استفاده و کاربرد مجدد ذوب می شود ، دوران ذکر شده تحت تاثیر جنگها و کشورگشائیها قرار می گیرد.در اروپا مرد یخیOetzi ،مردی که به دقت نگهداری می شود و متعلق به3200 سال قبل از میلاد است، تبری با نوک مسی در دست دارد که درجه خلوص فلز آن 7/99% می باشد.مقدار زیاد آرسنیک موجود در موهای او نشان دهنده سرو و کار او با پالایش مس می باشد.
استفاده ار برونز در مرحله ای از تمدن به قدری فراگیر بود که آن مرحله را عصر برونز می نامند.
برنج برای یونانیان شناخته شده بود اما اولین بار بصورت گسترده توسط رومیان بکار رفت.
به خاطر زیبایی درخشانش- بطوریکه در باستان برای ساخت آئینه از آن استفاده می شد -ونیزبه دلیل ارتباط آن با قبرس که مربوط به الهه بود ،در اسطوره شناسی و کیمیاگری فلز مس با الهه های آفرودیت و ونوس پیوند دارد.در کیمیا گری علامتی را که برای مس در نظر گرفته بودند ،علامت سیاره زهره(ونوس) نیز بود.

نقش بیولوژیکی


وجود مس برای کلیه گیاهان و حیوانات عالی ضروری می باشد. مس در آنزیمهای متنوعی ،از جمله مراکز مس
cytochrome c oxidase و آنزیم حاوی Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلی در رنگدانه حامل اکسیژن hemocyanin است.RDA برای مس در بزرگسالان سالم 9/0 میلی گرم در روز می باشد.
مس در جریان خون عمدتا" روی پروتئین پلاسمایی بنام
ceruloplasmin حرکت می کند. اگرچه مس اول در روده جذب می شود، این عنصر همبسته با آلبومین به سوی کبد منتقل می شود.
یک حالت ارثی که بیماری ویلسون نامیده می شود موجب باقی ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا توسط کبد شود.این بیماری در صورت عدم درمان می تواند منجر به آسیبهای کبدی و مغزی شود.

پیدایش

مس معمولا" به شکل معدنی یافت می شود.کانیهایی مثل آزوریت ، مالاکیت و برنیت همانند سولفیدهایی از جمله کالکوپیریت ( CuFeS2) ،کوولین ( CuS)،کالکوزین ( Cu2S) یا اکسیدهایی مانند کوپریت (Cu2O) از منابع مس هستند.

ترکیبات


آلیاژهای بسیاری از مس وجود دارد- برنج آلیاژ مس/روی و برنز آلیاژ مس/ قلع است.
متداول ترین حالات اکسیداسیون مس شامل حالت مربوط به مس یک طرفیتی
cuprous ، 1+Cu و حالتcupric ،2+Cu می باشد.

کربنات مس به رنگ سبز است که بوسیله آن ظاهر منحصر به فرد بامها یا گنبدهای با پوشش مس روی بعضی ساختمانها ساخته می شوند.
اکسیدهای مس ( مانند :اکسید مس ایتریم و باریم 7
δ Yba2Cu3O یا YBCO) پایه های بسیاری از ابر رساناهای غیر معمول را تشکیل می دهند.
ترکیبات دیگر : سولفید مس

ایزوتوپها



علاوه بر تعداد زیادی رادیوایزوتوپ ، دو ایزوتوپ پایدار
Cu-63 و Cu-65 موجود است.تعداد بسیار زیادی از این رادیوایزوتوپها دارای نیمه عمرهایی به مقیاس دقیقه یا کمتر دارند ، طولانی ترین نیمه عمر متعلق به Cu-64 است که مدت آن 7/12 ساعت ،با دو حالت فرسایشی که منجر به محصولات جداگانه می شود.

هشدارها


با تمامی ترکیبات مس باید طوری رفتار شود گویی سمی هستند ( مگر خلاف آن مشخص باشد). این فلز در حالت پودزی خطر آتش زایی دارد.30 گرم سولفات مس برای انسان کشنده است.مس موجود در آب آشامیدنی با غلظتی بیش از 1 میلی گرم در لیتر موجب لک شدن لباسها و اقلام در آب می گردد.مقدار بی خطرمس در آب آشامیدنی انسان بر حسب منبع آن متفاوت است اما مرز آن بین 5/1 تا 2 میلی گرم در هر لیترمی باشد.

شناخت محیط رشد:مس

مس نیز به مقدار بسیار کم در تولید کلروفیل، پروتئین، کربوهیدرات ها و همچنین در فعال ساختن برخی از آنزیم ها مورد نیاز است. در صورت کمبود مس برگها کوچک مانده و سرشاخه های جوان را دچار برگ سوختگی می کند. هر چه واکنش خاک اسیدی تر باشد، مس قابل استفاده تر است. برای رفع کمبود مس از سولفات مس به تنهایی و گاهی مخلوط با آهک (به نام محلول بردو) استفاده می شود که البته بازده آن در خاکهای ایران بسیار کم است.

اثرات مس بر روی سلامتی
مس يکي از عناصر رايج در طبيعت است که بر اثر پديده هاي طبيعي در محيط زيست به مقدار فراوان يافت ميشود. انسان از مس بسيار استفاده ميکند. به عنوان مثال، از مس در صنعت و کشارزي استفاده ميشود. توليد مس طي دهه هاي اخير صورت گرفته و کيفيت مس در حال حاضر در مقايسه با گذشته بهبود يافته است.
مس در انواع مختلف غذاها، آب آشاميدني و هوا وجود دارد. به همين دليل روزانه ما مقدار قابل توجهي مس از طريق خوردن، آشاميدن و نفس کشيدن دريافت ميکنيم. جذب مس براي بدن انسان حياتي است. زيرا مس جز عناصر کميابي که بدن انسان به آن نياز دارد. اگرچه بدن انسان ميتواند مقدار زياد مس را تحمل کند، اما مقدار زياد آن براي سلامت انسان ضرر دارد.
بسياري از ترکيبات مس در رسوبات يا ذرات خاک ته نشين شده يا به اين ذرات ميچسبند. ترکيبات قابل حل مس ممکن است براي سلامت انسان مضر باشند. معمولاً پس از فعاليتهاي کشاورزي ترکيبات محلول در آب مس، در محيط آزاد می شوند.
مقدار مس موجو در هوا بسيار کم است، بنابراين تنفس مس خيلي ناچيز است. اما افرادي که در نزديکي مناطقي که به ذوب و فرآوري مس ميپردازند، زندگي ميکنند، ممکن است مقدار بيشتري مس در مقايسه با افراد عادي دريافت و استنشاق نمايند.
در لوله کشي برخي از منازل از لوله هاي مسي استفاده ميشود. افرادي که در چنين خانه هايي زندگي ميکنند، نيز مقدار مس بيشتري در مقايسه با افراد عادي مصرف ميکنند. زيرا ممکن لوله ها با گذشت زمان پوسيده شوند و مقداري از مس وارد آب آشاميدني شود.
معمولا ما انسانها در معرض مس قرار داریم. در محیط کار، انتشارمس منجر به ایجاد عوارض آنفولانزا مانندی می شود که به نام تب فلز شناخته می شود. این عوارض بعد از دو روز ار بین می رود و در اثرحساسیت بیش از اندازه ایجاد می شود.
قرار گرفتن طولانی مدت در معرض مس، باعث آبریزش بینی، دهان و چشم، سردرد، دل درد، سرگیجه و اسهال و استفراغ می شود. جذب مقدار زیادی مس باعث آسیب کبد و کلیه و حتی مرگ می شود. اما سرطان زایی مس هنوز اثبات نشده است.
در بسیاری از مقالات علمی، رابطه میان قرار گرفتن در معرض غلظت بالای مس برای مدت طولانی و کاهش هوش در نوجوانان مشخص شده است. ارتباط آن با ایحاد سرطان در انسان مورد بررسی است.
قرار گرفتن در معرض دود و غبارمس هم موجب تب بخارفلزمی شود و که این بیماری در غشای مخاطی بینی را تغییر داده و تضعیف می کند. در بیماری ویلسون، سمیت مس باعث سیروز هپاتیتی، آسیب مغز، بیماریهای کلیوی و رسوبگذاری مس در قرنیه می شود. 

 

نوشته شده توسط هادی کسائی | لینک ثابت |

طلا 

موضوع: آشنایی با عناصر واسطه نههم دوشنبه بیستم اسفند 1386 19:18

طلا عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Au ( لاتین aurum) و عدد اتمی 79 وجود دارد. طلا فلزی است نرم، براق،زرد رنگ،چکش خوار، قابل انعطاف ( سه ظرفینتی و یک ظرفیتی) و فلز واسطه که با بیشتر عناصر شیمیایی واکنش ندارد و تنها بوسیله کلر و تیزاب سلطانی( آمیزه ای از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک) مورد حمله قرار می گیرد.این فلز عمدتا" به شکل آزاد و بصورت تکه هایی در سنگها و رسوبهای آبرفتی وجود دارد و یکی از فلزات ضرب سکه می باشد .طلا در بسیاری از کشورها بعنوان معیار ارزش پول بکارمی رود همچنین در جواهرات ، دندانپزشکی و الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد.

خصوصیات قابل توجه


طلا عنصر فلزی است که کلا" به رنگ زرد دیده می شود اما اگر به دقـت جدا شود می تواند سیاه، قرمز سیریا ارغوانی باشد.شاید بتوان گفت این فلز زیباترین عنصر و چکش خوار ترین و قابل انعطاف ترین فلز شناخته شده است.در واقع یک اونس طلا را می توان با چکش کاری به یک ورقه 300 فوت مربع تبدیل نمود.طلا که فلزی نرم می باشد برای استحکام بیشتر اغلب با فلزات دیگر آلیاژ می شود.
طلا یک رسانای خوب حرارتی و الکتریکی است که تحت تاثیر هوا وسایر معرفها قرار نمی گیرد.این فلز تا حد زیادی در برابر حرارت، رطوبت وبیشتر عوامل فرساینده مقاوم است و بنابراین استفاده از آن در سکه و جواهرات بسیار مناسب است.
رنگ طلای جامد و محلولهای کلوئیدی تیره رنگی که( اغلب ارغوانی) می توان از آن تهیه کرد،به این علت است که فرکانس پلاسمون این عنصر در دامنه مرئی وجود دارد که موجب انعکاس نورهای زرد و قرمز و جذب نور آبی می شود.طلای بومی معمولا"دارای 8 تا 10 درصد نقره می باشداما اغلب این مقدار بیشتر است.هرچه مقدار نقره بیشتر شود رنگ طلا سفیدتر و جرم مخصوص آن کمتر می شود.
آلیاژ آن با مس به رنگ قرمز، با آهن به رنگ سبز وبا آلومینیم ارغوانی می باشد.جواهراتی که در شرق آمریکا با ترکیباتی از طلای رنگین به توریستها فروخته می شود به نام طلای
Black Hills دادو ستد می شود.
حالات اکسیداسیون معمولی طلا شامل 1+و3+ می باشد.

کاربردها


طلای خالص برای استفاده های عادی بسیار نرم هستند لذا برای استحکام آن ، با نقره و مس آلیاژ می سازند.در بسیاری از کشورها از طلا و بسیاری از آلیاژهای آن در جواهرات و ضرب سکه ونیز بعنوان شاخصی برای مبادلات پولی استفاده می شود.به علت هدایت الکتریکی خوب و مقاومت آن در برابر فرسایش وسایر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی این عنصر، از اواخر قرن بیستم طلا بعنوان فلز صنعتی مهمی به حساب آمده است.

کاربردهای دیگر آن :

  • طلا عملکرد مهمی در رایانه ، تجهیزات ارتباطی،موتور هواپیمای جت و فضاپیماها و بسیاری محصولات دیگر دارد.
  • هدایت الکتریکی خوب طلا و مقاومت آن در برابر اکسیداسیون موجب کاربرد وسیع آن برای آبکاری سطح اتصال دهنده های الکتریکی شده است تا اتصالی خوب با مقاومت کم تضمین شود.
  • طلا همانند نقره می تواند با جیوه ملغمه محکمی را تشکیل دهد که گاهی از آن برای پر کردن دندان استفاده می شود.
  • اخیرا" طلای کلوئیدی ( ذرات یک بیلیونیم طلا) که محلولی کاملا رنگی می باشد برای مصارف بیولوژیکی و پزشکی درآزمایشگاههای زیادی مورد بررسی قرار گرفته است همچنین برای رنگ طلائیِ روی سرامیکها قبل از پختن در کوره استفاده می شود.
  • از اسید Chlorauric در عکاسی برای پررنگ کردن تصویر نقره ای استفاده می شود.
  • Disodium aurothiomalate برای درمان روماتیسم مفصلی بکار می رود( درون عضله وارد می شود)
  • از ایزوتوپ Au-198 ( با نیمه عمر 7/2 روز) برای درمان برخی سرطانها و بیماریهای دیگر استفاده می شود.
  • طلا بعنوان یک ماده بیولوژیکی که امکان پوشش بوجود می آورد کاربرد دارد و باید آنرا بوسیله میکروسکوپ الکترونی ( scanning electron microscope ) مشاهده نمود.
  • طلا اغلب نماد بهترین و والاترین دستاوردها می باشد.یک مدال طلا مانند روبان آبی، بهترین پاداش در بازیهای المپیک و بسیاری از رقابتهای دیگر است.


چون طلا منعکس کننده خوبی برای هر دو نورمادون قرمز و نور ساکن است ، بعنوان لایه محافظ سطح بسیاری از ماهواره ها مورد استفاده قرار می گیرد.

تاریخچه


طلا( از واژه سانسکریت
Jval ؛ آنگلوساکسون gold ؛ لاتین aurum که همگی به معنی« طلا» هستند) را از دوران باستان شناخته و به ارزش بالای آن پی بردند.هیروگلیف مصری از 2600 قبل از میلاد این فلز را توصیف کرده و در کتاب عهد عتیق بارها به طلا اشاره شده است.


زمان زیادی است که طلا یکی از گراقیمت ترین فلزات به حساب آمده و قیمت آن در تاریخ معیاربسیاری از پولهای رایج می باشد( تحت عنوان پایه طلا شناخته می شود).از طلا بعنوان نمادی برای پاکی،ارزش،سلطنت و مخصوصا" نقشهایی که ترکیبی از این ویژگیها است استفاده می شود.( به
gold album مراجعه کنید) .
نخستین هدف کیمیاگران تولید طلا از سایر مواد مانند سرب بود- اگرچه کیمیاگران هرگز موفق به این کار نشدند ، گیمیاگران نشانه طلا را دایره و نقطه ای در وسط می دانند و همچنین نشاه ستاره شناسی هم هست.

باعث ایجاد علاقه به کار با مواد شدند که این امر پایه های شیمی امروز را بوجود آورد.در بسیاری از مسابقات به نفر اول مدال طلا ،به نفر دوم نقره و به نفر سوم برنز جایزه می دهند.بیشترین مقدار طلا در جهان در بانک مرکزی دولت فدرال آمریکا وجود دارد.

در طی قرن نوزدهم هر جا ذخایر بزرگ طلا کشف می شد ،هجوم طلا رخ می داد. از جمله هجوم طلای کالیفرنیا ، کلرادو ، اتاگو ، استرالیا ،
Black Hills و کلوندایک .

ارزش


طلا مانند فلزات پرارزش دیگر با سیستم توزین تروی سنجیده می شود و در صورت آلیاژ با سایر فلزات ازاصطلاح
carat برای مشخص کردن مقدار طلای موجود با عیار 24( که طلای خالص است) استفاده می شود (در ایران بیشتر از مثقال برای معاملات بازار طلا استفاده می شود و برای آلیاژهای طلا از میزان عیار اسفاده می شود که عیار 24 طلای خالص می باشد).

در طول تاریخ از طلا برای پشتیبانی پول و در سیستمی تحت عنوان پایه طلا استفاده می شد که در این سیستم یک واحد از پول رایج معادل مقدار معینی طلا بود.
مدت زیادی ارزش طلا توسط آمریکا برای هر اونس تروی 67/ 20 دلارتعیین شد اما در سال 1934 ارزش طلا 35،00 دلار برای هر اونس تروی تثبیت شد.به سبب بحران طلا در 17 مارس 1968 طرح نرخ گذاری دوگانه ایجاد شد که طبق آن برای تثبیت ارزش بین المللی ، طلا همچنان به قیمت سابق 35،00 دلاردر هر اونس تروی باقی ماند اما قیمت آن در بازارخصوصی اجازه نوسان یافت ؛ این سیستم نرخ گذاری دوگانه در سال 1975 هنگامیکه نرخ طلا اجازه نوسان یافت متوقف شد. از سال 1968 نرخ طلا در بازار آزاد نوسان شدیدی یافت بطوریکه در ژانویه 1980 به 620 دلار در هر اونس تروی رسید اما تا ژانویه 1990 قیمت آن به 410 دلار در هر اونس تروی کاهش یافت.
گاهی اوقات مالکیت طلا به خاطر نقشی که بعنوان پشتوانه پول دارد محدود ویا ممنوع می شود.در آمریکا مالکیت خصوصی طلا جز بصورت جواهر وسکه بین سالهای 1933 و1975 ممنوع شده بود.

چون طلا مدت زمان بسیار طولانی ارزش خود را حفظ کرده است ، بعنوان یک سرمایه گذاری مشهود اغلب به صورت بخشی از یک سهام نگهداری می شود. چون طلا ارزش خود را حتی هنگامیکه پول بی پشتوانه بی ارزش می شود حفظ می کند،بنابراین مخصوصا" در زمان ناتوانی یا تورم شدید مورد نیاز می گردد.

قراردادهای آینده برمبنای دادوستد جاری طلا در
COMEX( محل خرید و فروش کالا) است که شعبه ای از بازار بورس نیویورک( New York Mercantile Exchange ) می باشد و پیش بینی قیمت طلا و سایر کالاها در آینده در این مکان انجام میگیرد.

پیدایش


طلا بخاطر سکون شیمیایی نسبی که داردبیشتر بصورت فلز محلی و ندرتا" به شکل تکه های بزرگ یافت می شود اما معمولا" بصورت ذرات بسیار ریزی در برخی مواد معدنی، رگه های کوارتز ، سنگ لوح ، صخره های دگردیسی و رسوبات آبرفتی که از این منابع سرچشمه گرفته اند دیده می شود. طلا بطور گسترده ای پراکنده شده و بیشترهمراه کوارتز یا پیریت است و در کانیهای پتزیت ، کالاوریت و سیلوانیت با تلوریم ترکیب شده است. این عنصر با روشهای بهره برداری از رسوبات دارای طلا از رسوبات جدا می شود.آفریقای جنوبی منبع تقریبا" 3/2 ذخائر طلای جهان است( منابع موجود در داکوتای جنوبی و نوادا دو سوم طلای مصرفی آمریکا را تامین می کنند).

طلا را با استفاده از سیانور ، آمالگام و گداختن از کانیها خارج می کنند.پالایش این فلز اغلب بوسیله الکترولیز تحقق می یابد.این فلز در آب دریا و بر حسب مکان نمونه برداری بین 0،1 تا 2 میلی گرم در تن یافت می شوند لذا تا سال 1383 هیچ روش مفیدی برای بازیافت طلا از آب دریا ابداع نشده است.

اگرچه طلا در صنعت و هنر بسیار مهم است ، این عنصر وضعیت منحصر به فردی نسبت به تمامی کالاها دارد و آن حفظ ارزش خود در دراز مدت می باشد.برآورد شده با کل طلای پالایش شده جهان می توان یک مکعب یکپارچه هر ضلع 20 متر (60 فوت) درست کرد.
ترکیبات
کلرید دارای طلا
(AuCl3) و اسید کلروئیک «