قلع :

قلع عنصری فلزی به رنگ سفید ـ نقره ای است که بالای C°2/13 ساختار بلورین تترا گونال و بالاتر ازC° 161 ساختار اورترومبیک دارد . در زیرC°2/13 قلع خالص تبدیل به پودر خاکستری رنگ می شود. قلع به ندرت به صورت غیر ترکیبی در طبیعت یافت می شود. معمولاً در کانیهای کاستریت و استانین یافت می شود.این فلز به عنوان یک عنصر توسط Lavoisier شناسایی شد.

این عنصر از مدتها قبل شناخته شده بود. این عنصر به طور عمده در کانی کاسیتریت یا اکسید قلع یافت می شود. از مهمترین منابع قلع در دنیا می توان کشورهای مالاریا، بولیوی، اندونزی، زئیر، تایلند و نیجریه را نام برد. آمریکا از تولید کنندگان قلع در دنیا به شمار نمی آید اگرچه که مقادیری از این عنصر در کالیفرنیا و آلاسکا پیدا شده است. قلع از احیا زغال در کوره های انعکاسی تولید می شود.
قلع معمولی ترکیبی از 9 ایزوتوپ پایدار است. و 18 عنصر ناپایدار دیگر از این عنصرنیز شناخته شده است. این عنصر دارای خاصیت مفتول پذیر و چکش خوار است و ساختار کریستالی عالی دارد.
این عنصر دارای دو آلوتروپی با فشار نرمال در طبیعت می باشد. قلع آلفا دارای ساختار کوبیک و به رنگ خاکستری که در دمای 13.2 درجه به رنگ سفید تغییر پیدا می کند و قلع بتا که به فرم معمولی فلز قلع بتا گفته می شود. قلع بتا به رنگ سفید است و دارای ساختار مولکولی تتراگونال است که در صورت سرما دادن به این عنصر رنگ عنصر از سفید به خاکستری تغییر پیدا می کند. این تغییرات در نتیجه ناخالصی هایی است که در قلع مثل آلومینیم و روی وجود دارد و می توان با اضافه کردن آنتیموان و بیسموت از این تغییر جلوگیری نمود. تغییر حالت قلع از آلفا به بتا به عنوان قلع آفت زده نامیده می شود.
آلیاژهای قلع کاربردهای زیادی دارند. از این آلیاژها برای لحیم کاری قلع، فلز چاپ، فلز ذودگداز، آلیاژ پیوتر pewter ترکیب قلع و سرب، مفرغ، فلز یاطاقان، فلز سفید، آلیاژ ریخته گری، فسفر برنزاستفاده می شود. قلع با آب مقطر و آب شیر واکنش نمی دهد ولی با اسیدهای قوی و بازها و نمکهای اسیدها واکنش می دهد. اکسیژن به واکنشهای قلع با دیگر عناصر سرعت می بخشد. وقتی این عنصر گرم می شود در هوا به فرم Sn2 در می آید. که اسید ضعیفی به فرم نمکهای استانات با اکسیدها تولید می کند. از مهمترین ترکیبات این عنصر با ترکیب با کلرید است. نمکهای قلع برای تولید پوششهای رسانای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد.
همچنین آلیاژ قلع – نیوبیم در درجه حرارتهای پایین فوق رسانا است. این ترکیب برای ساخت رساناهای مغناطیسی و تولید میدانهای مغناطیسی بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از این ترکیب برای ساخت سیمهای قلع – نیوبیوم با وزن کم و تولید میدانهای مغناطیسی برای باتری ها به کار می رود.
مقدار کمی قلع در غذا برای انسان بی خطر است. در کشور آمریکا توافق شده است که میزان 300 میلی گرم بر یک کیلوگرم قلع در غذاها به کار رود. بعضی از ترکیبات قلع در آفت کشها کاربرد دارد و در موقع استفاده از آن باید دقت کرد.
در طی 25 سال گذشته قیمت قلع تغییرهای زیادی کرده است و از 50 سنت درپوند اخیراً به حدود 4 دلار در پوند رسیده است.

 

ساختار بلوري عنصر قلع

اثرات قلع بر روی سلامتی :قلع عمدتا در مواد آلی مختلف وجود دارد. پیوندهای قلع آلی، خطرناک ترین نوع قلع برای انسان محسوب می شوند. علیرغم این خطرات قلع در صنایع مختلفی نظیر صنعت نقاشی و پلاستیک سازی و در کشاورزی به عنوان آفت کش به کار می روند. علیرغم مضرات قلع، کاربردهای قلع آلی هنوز در حال افزایش است.
اثرات قلع آلی متفاوتند. این اثرات بستگی به نوع ماده موجود و جانداری که آن را مورد استفاده قرار داده بستگی دارد. خطرناک ترین نوع قلع آلی برای انسان، تری اتیل قلع می باشد. طول پیوندهای هیدروژن این ماده نسبتا کوتاه است. وقتی پیوندهای هیدروژن در قلع بلندتر باشد، برای سلامت انسان مضر نخواهد بود. انسان از طریق غذا، تنفس و پوست قلع را جذب می کند.
جذب قلع در طولانی مدت اثرات زیر را به همراه دارد:
-سوزش چشم و پوست
-سردرد
-شکم درد
-بیماری و سرگیجه
-اختلال در تنفس
-اختلال در دفع ادرار

اثرات دراز مدت آن عبارتند از:
-افسردگی
-آسیب کبد
-اختلال سیستم ایمنی
-اختلالات کروموزومی
-کاهش تعداد گلبولهای قرمز خون
-آسیب مغز(خشم، ناهنجاری خواب، فراموشی و سردرد)


اثرات زیست محیطی قلع :قلع به صورت اتمی یا ملکولی خیلی سمی نیست. شکل سمی قلع، قلع آلی است. ترکیات قلع آلی مدت زمانی طولانی در محیط باقی می مانند. این ترکیبات بسیار مقاوم هستند و به راحتی تجزیه نمی شوند. بعضی از میکروارگانیسمها، ترکیبات قلع آلی را تجزیه می کنند و این قاده سالیان متمادی در خاک می ماند. به این علت، غلظت قلع آلی زیاد می شود.
وقتی قلع آلی جذب ذرات گل و لای می شود، در سیستمهای آبی پخش می شود. این قلع، به اکوسیستمهای آبی آسیب زیادی می رساند زیرا برای قارچها، جلبکها و فیتوپلانکتونها بسیارسمی است. فیتوپلانکتون، در اکوسیستمهای آبی عضو بسیار مهمی است و اکسیژن لازم برای جانداران دیگر را تامین می کند. به علاوه در زنجیره غذایی آبیان هم نقش مهمی دارد.
سمیت انواع مختلف قلع آلی، بسیار متفاوت است. تری بوتیلین قلع، برای ماهی ها و قارچها سمی ترین ترکیب است. در حالی که تری فنیل قلع، برای فیتوپلانکتونها مضرتر می باشد. قلع آلی رشد، تولید مثل، سیستمهای آنزیمی و الگوی تغذیه جانداران آبزی را مختل می کند. این ماده عمدتا در لایه بالایی آب وجود دارد.


 

عنصر قلع در طبيعت

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر قلع :
عدد اتمی: 50
جرم اتمی: 118.69
نقطه ذوب : C° 231.93
نقطه جوش : C° 2602
شعاع اتمی : Å 1.72
ظرفیت: 2و4
رنگ: خاکستری نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 14
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 708.6
شکل الکترونی: 5s24d105p2
شعاع یونی: Å 0.69
الکترونگاتیوی: 1.96
حالت اکسیداسیون: 2و4
دانسیته: 7.31
گرمای فروپاشی : Kj/mol 7.029
گرمای تبخیر : Kj/mol 295.8
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000109
گرمای ویژه: J/g Ko 0.227
دوره تناوبی:5

درجه اشتعال : در حالت جامد غیر قابل اشتعال
شماره سطح انرژی : 5
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 18
چهارمین انرژی : 18
پنجمین انرژی : 4

اشکال دیگر :تترا هیدرید قلع SnH4 و هگزا هیدرید قلع Sn2H6
اکسید قلع SnO و دی اکسید قلع SnO2
دی کلرید قلع SnCl2 و تترا کلرید قلع SnCl4


منابع : سنگ معدن کاسیتریت
کاربرد : فلز قلع به صورت عنصری خالص کاربرد چندانی ندارد و معمولاً به صورت آلیاژ بکارمی رود . به عنوان پوشش داخلی قوطی کنسرو ، در سولدر (33%Sn:67%Pb) ، برنز (20%Sn:80%Cu) و مفرغ به کار می رود . فلورید قلع ترکیبی است که در برخی از خمیر دندانها به کار می رود . در ساخت مواد هادی مغناطیس نیز به کار می رود . همچنین در لحیم کاری نیز بکار می رود .

 

سرب :

سرب عنصری فلزی نرم به رنگ سفید مایل به آبی است که با ساختار کوبیک متبلور می شود .این عنصر معمولاً در سنگ معدن گالن یافت می شود . سرب عنصری فوق العاده سمی است که اثرات آن در طولانی مدت ظاهر می شود . اثر سرب در سیستم عصبی موجب پایین آمدن بهره هوشی و دیگر اختلالات عصبی می شود . علاوه بر سیستم عصبی ، سرب بر دیگر اعضای بدن نیز تأثیر منفی می گذارد .

این عنصر از مدتها سال پیش شناخته شده بود. این عنصر به صورت آزاد در طبیعت یافت می شود اما درصد فراوانی آن کم است و این عنصر نایاب است.سرب بطور عمده در کانی گالن با ترکیب PbS طی فرایند تشویه حاصل می شود. از دیگر کانیهای که سرب در آن وجود دارد Anglesite, cerussite است.این عنصر دارای جلای فلزی است. و همینطور دارای رسانایی پایین جریان برق است و چکش خوار و مفتول پذیر است. این فلز مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد.
سرب طبیعی ترکیبی از 4 ایزوتوپ پایدار است. درصد ایزوتوپهای مختلف سرب در طبیعت به ترتیب زیر است.204Pb (1.48%), 206Pb (23.6%), 207Pb (22.6%), 208Pb (52.3%) . ایزوتوپهای سرب دارای سه سری عناصر رادیواکتیو طبیعی هستند. 206Pb برای سری اورانیم، 207Pb برای سری اکتینیم، 208Pb برای سری توریم. 27 ایزوتوپ سرب دیگر نیز که همه آنها رادیواکتیو هستند برای سرب شناخته شده است.
سرب و دی اکسید سرب به مقدار زیاد برای ذخیره سازی باتری ها کاربرد دارد.
فلز سرب عامل موثری برای جذب صدا است. که به علت این قابلیت از سرب برای پوشش تجهیزات اشعه ایکس و راکتورهای نوترونی برای جذب ارتعاش استفاده می شود.
از اکسید سرب برای تولید شیشه های کریستالی ظریف و ظروف بلور با خاصیت انعکاس نور بالا برای لنزهای اکروماتیک استفاده می شود. نیترات و استات سرب نمکهای محلولی هستند. نمکهای سرب مثل ارسنات سرب برای حشره کشها استفاده می شود.
در موقع استفاده از سرب باید دقت لازم را به عمل آورد .


 

ساختار بلوري عنصر Pb

سرب در محيط زيست

سرب از نظر انتشار گسترده ترين عنصر سنگين و سمي در محيط زيست است که به ويژه از زمان مصرف آن در بنزين از پراکنش بسيار وسيعي در سطح جهان برخوردار است به طوري که از يخ هاي قطبي تا رسوبات اعماق درياها اثرات آن را مي توان يافت.
ترکيبات غير حلا ل سرب در سطح زمين جذب رسوبات مي شوند، گياهان آبزي نيز سرب را انباشته مي کنند، اکسيداسيون بيوشيميايي مواد آلي در غلظت هاي بالا ي 0/1 ميلي گرم در ليتر متوقف مي شود. آب هاي زيرزميني نيز تحت اثرات ترکيبات محلول سرب (نيترات و کلريد سرب) قرار مي گيرند.
آب هاي آشاميدني که از لوله هاي سربي عبور مي کنند، ممکن است حاوي غلظت هاي بالايي از سرب باشند. در جداره هاي داخلي لوله هاي سربي با آب هاي کربناته، رسوب کربنات شکل مي گيرد. مقادير عظيمي از سرب توسط فرآيند سوخت وارد جو مي شود. تفاوت عمده اي از نظر غلظت بين نواحي شهري و روستايي وجود دارد. ترکيبات سرب ممکن است تا مسافت قابل توجهي منتقل شوند که بستگي به سرعت و جهت باد و ميزان بارش و رطوبت دارد.
قسمت اعظم سرب موجود در اتمسفر مستقيما رسوب مي کند يا توسط نزولا ت خارج مي شود. سرب به ذرات گرد و غبار چسبيده و بر روي پوشش هاي گياهي و خاک ها مي نشيند. جذب سرب از طريق تغذيه بيشتر از آشاميدن است. سرب در مناطق آلوده شهري يک مشکل عمده است و تقريبا 30 تا 50 درصد از سرب تنفسي در ريه باقي مي ماند. مشاغلي که افراد در آنها با سرب سرو کار دارند عبارتند از معدنکاري، کابل سازي، باتري سازي، مونتاژ خودرو، شيشه سازي، سفالگري و تعميرکاري خودرو.

اثرات داخلي سرب بر بدن

اثر بر سيستم اعصاب مرکزي ، اثر بر سيستم عروقي و هموديناميک، اثرات گوارشي، اثرات کليوي، اثرات توليد مثلي، جانشين شدن سرب به جاي کلسيم در سر استخوان ها، ايجاد تغييراتي در نفوذپذيري مويرگ ها و در نتيجه افزايش فشار خون.
طبق نظريات پزشکي اگر بدن داراي کلسيم و آهن لا زم نباشد، به جاي آن سرب جذب مي کند و يک رژيم غذايي فاقد پروتئين، ويتامين و روي نيز موجب افزايش ميزان جذب سرب مي شود.
بيماري مزوتليوما (سرطان پرده پوشاننده ريه): علت اين بيماري لباس هاي آلوده کارگران معدني در معادن سرب است.
در معادن سرب و روي ايران تنها محافظ کارگران در برابر آلودگي بسيار زياد محيط، ماسک هاي معمولي است که تا چندين روز هم تعويض نمي شوند. البته تنها بعضي از کارگران از اين امکان برخوردارند.

جلوگيري از انتشار
سرب در محيط زيست

1- باتري ها حاوي فلزات سنگيني مانند جيوه، روي، کادميوم و نيکل هستند. زماني که باتري ها به صورت نامناسب دفع يا سوزانده شوند ممکن است در هوا آزاد شده يا در خاکستر تغليظ شوند. تقريبا هر ساله 99 ميليون باتري تر (اسيد- سرب) براي اتومبيل ها ساخته مي شود که بازيافت آنها مي تواند تاثيرات مطلوبي بر جلوگيري از انتشار سرب در محيط داشته باشد.
2- امروزه با جايگزين شدن موتورهاي انژکتوري، استفاده از بنزين بدون سرب معمول شده است. البته مکمل هاي ديگري جايگزين سرب شده که بي ضرر بودنشان اثبات نشده است.

هشدارها

سرب فلز سمي است که به پيوندهاي عصبي آسيب رساند. (به خصوص در بچه ها) و موجب بيماري هاي خوني و مغزي مي شود. تماس طولا ني با اين فلز يا نمک هاي آن ( مخصوصا نمک هاي محلول يا اکسيد غليظ آن PdO)2 مي تواند باعث بيماري هاي کليه ودردهاي شکمي شود

تهیه کننده:هاله ماهری نیا

كاتيون هاي گروه v

هدف آزمايش: شناسايي كاتيون هاي گروه V

 ببیشترکاتیونها ، یونهای تک اتمی‌اند که توسط فلزات بوجود می‌آیند. برخی از فلزات بیش از یک نوع کاتیون بوجود می‌آورند.

كاتيون هاي معمولي در اب كه شامل كاتيون هاي مقابل مي باشند با افزايش اسيد كلريك رقيق سه كاتيون نقره،جيوه وسرب را به شكل كلرور رسوب مي دهد ، اين كاتيون ها را ، كاتيون هاي گروه  I يا گروه نقره   مي نامند

پس از صاف كردن محلول واضافه كردن S^2- ، در محيط اسيدي به محلول صاف شده  كاتيون هاي مس ، كادميم ،جيوه ، بيسموت ، ارسنيك ، انتيموان ،قلع وباقيمانده سرب به صورت سولفور رسوب مي كنند ، كه اين رسوب ها به نام كاتيون هاي گروه II ،يا گروه مس وارسنيك  مي نامند

پس از صاف كردن رسوب ، به محلول باقي مانده  امونيك وسولفور امونيوم اضافه مي كنيم  كاتيون هاي اهن ، الومنيوم ،كرم، روي ، نيكل ، كبالت، ومنگنز به صورت محلول هاي از سولفور وهيدرات رسوب مي دهند  كه به كاتيون هاي گروه III يا گروه الومنيوم ونيكل  نامگذاري مي شوند .

پس لز صاف كردن اگر به محلول باقيمانده ، امونياك وكربنات امنيوم اضا فه كني،كاتيون هاي كلسيم ،باريم واسترانسيم به صورت كربنات از محلول جداميشوند كه به كاتيون هاي گروهIV   يا كلسيم معروف  مي باشند .

 كاتيون هاي منيزيم ،  سديم ، پتاسيم و امونيوم باقيمانده در محلول را كاتيون هاي گروه سديم مي نامند

 پتاسیم:پتاسیم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن K و عدد اتمی آن ۱۹ می‌باشد. پتاسیم ، فلز قلیایی سفید مایل به نقره‌ای است که به‌طور طبیعی به‌صورت ترکیبی با عناصر دیگر در آب دریا و دیگر کانی‌ها یافت می‌شود. این عنصر به‌سرعت در هوا اکسید شده ، بسیار واکنش پذیر است(مخصوصا در آب ) و از نظر شمیایی همانند سدیم است.
پتاسیم ( انگلیسی ، potash و لاتین ، kalium ) در سال ۱۸۰۷ توسط "Sir Huphry Davy" که آن را از پتاس سوزآور ( KOH )بدست آورد، کشف شد. این فلز قلیایی تنها فلزی بود که توسط عمل الکترولیز از هم جدا شده بود.
این عنصر حدودا ۲.۴% از وزن پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و از نظر فراوانی هفتمین عنصر در آن می‌باشد. بدست آوردن پتاسیم از کانی‌ها بدلیل خاصیت نامحلولی و ماندگاری آن بسیار دشوار است.
با این وجود ، مواد معدنی دیگر مانند Carnallite ، Langbeinite ، Polyhalite و Sylvite در بستر دریاها یا دریاچه‌های قدیمی یافت می‌شوند. مواد معدنی بسیار زیاد ته‌نشین شده در این برکه‌ها عمل استخراج پتاسیم و نمک آن را اقتصادی‌تر می‌کند. منابع مهم پتاسیم و پتاس منابعی در کالیفرنیا ، آلمان ، نیومکزیکو ، یوتا و دیگر نقاط زمین می‌باشد. در عمق ۳۰۰۰ فوتی زیر بستر Saskatchewan ، مقادیر عظیمی از پتاس وجود دارد که می‌تواند به‌عنوان یک منبع مهم برای این عنصر در آینده در نظر گرفته شود.
اقیانوسها نیز منابع دیگری برای پتاسیم می‌باشند، اما در مقایسه با سدیم مقدار پتاسیم موجود در یک حجم معین از آب دریا بسیار کم است. پتاسیم در صورت عمل الکترولیز می‌تواند به اجزای هیدروکسیدش تجزیه شود. از روشهای حرارتی نیز برای تولید پتاسیم استفاده می‌شود. پتاسیم هرگز به‌صورت رها شده در طبیعت یافت نمی‌شود. با این وجود ، یونهای +K در ارگانیسمهای زنده برای فیزیولوژی سلولهای تحریکی بسیار مهم هستند.
● خصوصیات قابل توجه
پتاسیم که دومین فلز سبک می‌باشد، در میان فلزات ، واکنش‌پذیرترین و الکتروپوزیتیوترین است. این فلز ، بسیار نرم بوده ، با چاقو به‌راحتی برش می‌خورد و در سطوح صاف به رنگ نقره‌ای می‌باشد. از آنجا که به در هوا به‌سرعت اکسید می‌شود، باید زیر روغن معدنی یا نفت نگهداری شود. پتاسیم مانند دیگر فلزات قلیایی در آب تجزیه شده و هیدروژن آزاد می‌کند. در آب فورا آتش می‌گیرد و نمک آن هنگامی که در معرض یک شعله قرار بگیرد، رنگ بنفش از خود ساطع می‌کند.
● کاربردها
اکسید پتاسیم که با نام پتاس شناخته شده است، در تولید کود بکار می‌رود. نیترات پتاسیم در ساخت باروت کاربرد دارد.
در ساخت شیشه استفاده می‌شود. از NaK که آلیاژ سدیم و پتاسیم است، به‌عنوان رسانه انتقال گرما استفاده می‌شود.
پتاسیم ، ماده بنیانی برای رشد گیاهان بوده و در انواع گوناگون خاک یافت می‌شود.
یونهای پتاسیم در سلولهای حیوانی موادی حیاتی برای زنده نگه داشتن سلولها می‌باشند.
کلرید پتاسیم یک جانشین برای نمک طعام بوده ، برای ایست قلب در اعدامهای توسط تزریق کشنده استفاده می‌شود. بیشتر نمکهای پتاسیم بسیار مهم بوده ، شامل برمید پتاسیم ، کربنات پتاسیم ، کلرات پتاسیم ، کلرید پتاسیم ، کرومات پتاسیم ، سیانید پتاسیم ، دی‌کرومات پتاسیم ، هیدروکسید پتاسیم ، یدید پتاسیم ، نیترات پتاسیم و سولفات پتاسیم می‌باشند.
● ایزوتوپها
تا کنون ۱۷ ایزوتوپ پتاسیم شناخته شده‌اند. شکل غیر ترکیبی پتاسیم از سه ایزوتوپ تشکیل شده است: ( K۳۹(۹۳.۳%) ، K-۴۰(۰.۰۱% و ( K-۴۱(۶.۷% . باید گفت که K-۴۰ که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، توسط عمل الکترون‌گیری یا حذف پوزیترون به Ar-۴۰ پایدار تبدیل شده و با خروج نگاترون به ( Ca-۴۰ ( ۸۸.۸% پایدار تبدیل می‌شود. k_۴۰ نیمه عمری ۱.۲۵۰* ۱۰۹ساله دارد.
فروپاشی K-۴۰ به Ar-۴۰ معمولا در روش تاریخ‌گذاری بر روی سنگها استفاده می‌شوند. شیوه تاریخ‌گذاری K-Ar به این فرضیه بستگی دارد که سنگها در زمان تشکیل هیچ آرگونی نداشته و تمام آرگون ایجاد شده توسط تششعات مانند آرگون ۴۰ در یک سیستم بسته نگهداری شده‌اند. کانیها توسط میزان تمرکز پتاسیم و مقدار آرگون ایجاد شده توسط تششعات که در آن جمع شده‌اند، تاریخ گذاری می‌شوند. بهترین مواد معدنی که برای انجام عمل تاریخ‌گذاری مناسب هستند، عبارتند از Biotite , Muscovite , Plutonic, hornblende و Feldspar آتشفشانی. تمام نمونه سنگهای آتشفشانی نیز در صورتی که تغییر نکرده باشند، به همین گونه تاریخ‌گذاری می‌شوند.
به غیر از تاریخ‌گذاری ایزوتوپهای پتاسیم در مبحث هواشناسی نیز کاربرد وسیعی دارند. ایزوتوپهای پتاسیم همچنین در چرخه تغذیه مطالعه می‌شوند، چرا که پتاسیم یک ماده غذایی لازم برای زندگی است.
● پتاسیم در بدن
پتاسیم یک یون مهم در بدن است و از آنجائی که تغییرات جزئی می توانند action potentials را مختل کند که در نتیجه مشکلات عصبی و قلبی ایجاد می‌شود، تجمع آن در خون بدقت تنظیم می‌شود. بسیاری از آنتی‌بیوتیکها ، از جمله آن که توسط باکتری Bacillus brevis تولید می‌شود، کار سلولها را با نشستن بر روی دروازه‌های یون مثبت مختل می‌کنند. در نتیجه یونهای +k و +Na اجازه پیدا می‌کنند از غشاء سلولی عبور کنند و بنابراین action potential به‌طور غیر مجاز از غشاء سلول عبور می‌کند. پتاسیم در پلاسمای خون نسبتا در سطح پائینی قرار دارد ( معمولا ۳.۵ تا ۵.۰ mmol/L ) ، ولی درون سلولها تمرکز زیادی دارد ( در حدود ۱۰۰ mmol/L ). سطوح پائین آن در خون hypokalemia و سطوح بالای آن hyperkalemia نام دارند. هر دو سطح پائین و بالا برای قلب خطرناکند.
● هشدارها
پتاسیم باآب بسیار واکنش پذیر است و از این رو باید در زیر روغن‌های معدنی مانند پارافین قرار گیرد.
شناخت محیط رشد: پتاسیم
ترکیبات این عنصر در اغلب خاکها به اندازه کافی یافت می شود. با وجود اهمیت زیادی که پتاسیم دارد، هنوز نقش اصلی آن در گیاه کاملاً مشخص نیست و هنوز دقیقاً نمی‌دانیم در فتوسنتز و تهیه قند و فعال ساختن آنزیم‌ها چه نقشی ایفا می‌کند. در گیاه ، این عنصر همانند ازت و فسفر قابل انتقال بوده ، بنابراین کمبود آن ابتدا در برگهای پیر مشاهده می‌شود. از علائم کمبود پتاسیم سوختگی کنار برگها می‌باشد. از کودهای پتاسیم می‌توان کلرورپتاسیم ،

سولفات پتاسیم و نیترات پتاسیم را نام برد.

 سدیم:سُديم یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Na و عدد اتمی آن 11 است. سدیم یک فلز واکنش‌دهنده نرم و مومی‌شکل است که به گروه فلزات قلیایی که از نظر ترکیبات طبیعی فراوان هستند (بویژه آب نمک و هالیدها) تعلق دارد. این عنصر بسیار واکنش‌دهنده است و با شعله زرد رنگی میسوزد در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسید می‌شود و به شدت با آب واکنش می‌دهد از این رو باید همیشه در زیر نفت یا روغن نگهداری شود.

ويژگيهای مهم

سدیم مانند دیگر فلزات قلیایی نرم سبک وزن سفید مایل به نقره‌ای و واکنش دهنده است و از این جهت هرگز به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. سدیم در آب غوطه ور شده و آن را تجزیه کرده هیدروژن آزاد می‌کند و هیدرواکسید می‌‌سازد. سدیم در آب فوراً آتش می‌گیرد ولی در آزمایش‌های مربوط به هوای معمولی در دمای زیر ۳۸۸ کلوین آتش نمی‌گیرد

کاربردها

سدیم در حالت فلزی عنصر لازم برای ساختن استرها و ترکیبات آلی است. این عنصر قلیایی بوجودآورندهٔ کلرید سدیم NaCl که برای زندگی حیاتی است نیز است. کاربردهای دیگر عبارت‌اند از:

استفاده در برخی از آلیاژها برای بهبودی ساختارشان استفاده در ساخت صابون و ترکیبش با اسیدهای چرب NaK آلیاژ سدیم و پتاسیم یک ماده مهم منتقل کننده حرارت است.

تاريخچه

مدت زمان زیادی است که سدیم (soda) بصورت ترکیبی شناخته شده است. این عنصر در سال 1807توسط Sir Humphry Davy از طریق عمل الکترولیز هیدروکسید سدیم جدا شد. در اروپای قرون وسطی ترکیبی از سدیم با نام لاتین Sodanum برای تسکین سردرد استفاده می‌شد. نماد جدید سدیم Na از لاتین جدید Natrium که در زبان یونانی که نوعی نمک طبیعی است می‌‌آید گرفته شده است.

پيدايش

سدیم در ستارگان فراوان است و این فراوانی در خطوط طیفی D در نور ستارگان مشهود تر است. سدیم حدودا 2.6% از پوسته زمین را به خود اختصاص داده است که چهارمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین و فروانترین فلز قلیایی است. این عنصر هم اکنون به صورت اقتصادی از عمل برقکافت (الکترولیز) کلرید سدیم تولید می‌شود. این روش ارزان تر از روش برقکافت هیدرواکسید سدیم است. قیمت هر پوند سدیم فلزی حدودا 15 تا 20 سنت (در سال ۱۹۹۷) است. ولی هر پوند سدیم ACS آزمایشگاهی حدودا 35 دلار قیمت دارد که از نظر حجمی ارزان‌ترین فلز است.

ترکيبات

نمک طعام یا کلرید سدیم معمول‌ترین ترکیب سدیم است. اما سدیم در کانی‌های بسیار دیگری از قبیل آمفیبولکریولیت, هالیت, soda niter, زئولیت و ... بوجود می‌‌آید. ترکیبات سدیم برای صنایع شمیایی شیشه سازی فلزی ساخت کاغذ صنعت نفت ساخت صابون و نساجی کاربرد دارد. صابون معمولاً یک نمک سدیم از اسیدهای چرب است.

سدیم کلراید (نمک طعام) محلول در آب است. هر 39 گرم از آن در دمای صد درجه در 100 لیتر آب حل می‌‌شود. اگر محلول آب نمک را برقکافت (الکترولیز) کنیم از قطب مثبت Cl و از قطب منفی NaOH خارج می‌‌شود.

ترکیبات سدیم که برای صنایع گوناگون بسیار مهم هستند عبارت‌اند از: (NaCl), خاکستر سود (Na2CO3), سدیم خوراکی (NaH))CO3), سود سوزآور (NaOH), Chile saltpeter (Na((NO3), di- and tri-سدیم فسفات, sodium thiosulfate (hypo, Na2S))2O3 * 5H2O), و بوره (Na2((B4O7 * 10H2O).

ايزوتوپها

برای این عنصر ۱۳ ایزوتوپ شناسایی شده است که تنها ایزوتوپ پایدار آن Na-23 است. سدیم همچنین دو ایزوتوپ پرتوزا (رادیواکتیو) نیز دارد که عبارت‌اند از: Na22 با نیمه عمر 2.605 سال و Na24 با نیمه عمر ۱۵ ساعت.

هشدارها:سدیم در حالت پودر در آب خاصیت انفجاری خواهد داشت و با عناصر دیگر به راحتی تجزیه و ترکیب می‌شود. همیشه باید با ان عنصر با مراقبت کامل کار کرد.

تهیه کننده:هاله ماهری نیا

موضوع:شناسایی کاتیون های گروه IV

بطور كلی روشهای متفاوتی برای شناسایی كاتیونها وجود دارد.

یكی از روشهای ساده برای شناسایی كاتیونها، استفاده از آزمایش شعله و مشاهده ی تغییر رنگ شعله به وسیله ی كاتیون فلزی مورد نظر است. البته قبل از ان باید رنگ شعله ایجاد شده به وسیله ی كاتیونهای متفاوت را دانست.  مثلااینكه رنگ شعله ی كاتیونهای لیتیم، كلسیم و استرانسیم هر سه به رنگ قرمز هستند یا اینكه مس شعله را به رنگ سبز در می آورد.

یك دسته دیگر از روشهای مهم شناسایی كاتیونها ، طیف بینی یا spectroscopy می باشد. از انواع طیف‌بینی‌های اتمی و مولكولی و آن هم از نوع نشری، جذبی و فلوئورسانس برای جداسازی و شناسایی عناصر استفاده می‌كنند. لازمه‌ی تولید طیفهای فرابنفش و مرئی عناصر، كه در شناسایی عناصر روش مهمی به شمار می‌رود، این است كه نمونه‌های آزمایشی به اتم تبدیل شوند. در این فرایند اجزای تشكیل دهنده‌ی نمونه‌ی آزمایشی، تجزیه شده و به ذرات بنیادی گازی (اتمها یا یونها) تبدیل می‌شوند. سپس طیف نشری، جذبی یا فلوئورسانس اتمها یا یونهای حاصل به عنوان مبنای تجزیه‌ی كیفی و كمی عناصر موجود در نمونه به كار می‌روند. لازمه‌ی اینكه نمونه به ذرات بنیادی گازی (اتمها یا یونها) تبدیل شوند این است كه در محیطی با دمای بسیار بالا قرار بگیرد، برای اینكار از راههای مختلفی استفاده می‌كنند. از جمله می‌توان به قوس الكتریكی، جرقه، پلاسما یا شعله اشاره نمود. به وسیله‌ی این روشها، ضمن اینكه نمونه به اتم تبدیل می‌شود، كسر كوچكی از ذرات دچار برانگیختگی الكترونی می‌شوند. بازگشت ذرات اتم شده‌ی برانگیخته شده به حالتهای پایه‌ی آنها، طیفهای نشری تولید می‌كند كه برای تجزیه و شناسایی مفید هستند.

توضیح چگونگی تغییر رنگ شعله:

هر عنصری برای خود یك طیف نشری خطی بخصوص دارد كه مانند اثر انگشت در انسان، مختص خود عنصر است. فلزات قلیایی از جمله لیتیم نیز دارای یك طیف نشر خطی می‌باشند. این فلزات در شعله خیلی زود شروع به تایش می‌كنند و درنتیجه رنگ شعله را تغییر می‌دهند. مكانیسم آن هم به این صورت است كه هر گاه نور یا گرما به عنصر مربوطه تابانده شود، این عنصر از حالت پایه به حالت برانگیخته می‌رود. یعنی یك یا چند الكترون از آن با جذب انرژی، از سطح انرژی پایه خود به سطح انرژی بالاتری می‌روند و به اصطلاح می‌گوئیم عنصر برانگیخته شده است. این حالت برانگیخته ناپایدار است و الكترون خیلی زود با نشر یك تابش به حالت پایدار قبلی خود بازمی‌گردد. ما این بازگشت را به صورت یك نور مرئی و تغییر رنگ شعله‌ی آتش مشاهده می‌كنیم. یونهای فلزی دیگر نیز به شعله رنگ‌های متنوعی می‌دهند و از قدیم از آنها در آتش‌بازی استفاده می‌شود.  

در زیر چند نمونه از عناصری که رنگ شعله را تغییر می دهند را نام می بریم:

فلزات قلیایی:

لیتیم: قرمز(زرشكی)          سدیم: زرد         پتاسیم: بنفش      روبیدیم: قرمز          سزیم: آبی

فلزات قلیایی-خاكی

منیزیم: سفید درخشان         كلسیم: قرمز آجری          استرانسیم: قرمز خونی        باریم: سبز

ترکیبات مس سبز زمردی(اگر با اسید کلرید ریک مرطوب شود به رنگ آبی آسمانی است)

ترکیبات سرب آبی کم رنگ (متمایل به کبود)

ترکیبات روی سبز مایل به آبی

آزمایش تشخیص کانی از راه مشاهده ی رنگ شعله:

گرد کانیها مخصوصا ترکیبات قلیایی و قلیایی خاکی شعله را به رنگهای مشخص در می آورند ودر این راه هرچه کانی فرار تر باشد" رنگ شعله" بهتر ظاهر می شود . اگر یک جسم از کانیها ی مختلف تشکیل شده باشد پودر آن دارای رنگهای متنوعی خواهد بود و چنانچه آنرا به تدریج به شعله نزدیک نمایند عناصر به ترتیب فرار بودن شعله رارنگین نموده و موجبات شناسایی را فراهم می سازند. فلزات قلیایی مانند سدیم و پتاسیم ولیتیم زودتر از فلزات قلیایی خاکی یعنی سدیم و باریم رنگ شعله را تغییر می دهند

کاتیون های گروه 2

گلرخ غایت پور-دریا همایونفر

شنبه 8-12

 مس ( Cu )

مس عنصری جامد ، غیر قابل احتراق و به صورت خالص در طبیعت وجود دارد . مس معمولاً در کانی هایی مانند آزوریت ، مالکالیت ، بورنیت و کالکوپریت وجود دارد .

مس عنصری سودمند و مفید از لحاظ تجاری محسوب می شود . ترکیبات مس به رنگ سبز- آبی است ، اولین عنصر شناخته شده و دارای دو ایزوتوپ است .

تاریخچه

مس از 11000 سال پیش وجود داشته است. کشور قبرس کشوری است که نام مس از آن گرفته شده است. روش های فرآوری مس نسبتاً آسان است و در حدود 7000 سال پیش مردم به روش های استخراج مس پی بردند و مس را اکتشاف می کردند.

  معادن مهم مس در کشورهای آمریکا، شیلی، زامبیا، زئیر، پرو و کانادا وجود دارد. ترکیبات مهم مس شامل سولفیدها ، اکسیدها و کربنات ها است. مس از روش های ذوب کردن و لیچینگ و الکترولیز تولید می شود.

خواص

مس خالص به رنگ مایل به قرمز است و دارای جلای فلزی است. این عنصر چکش خوار با قابلیت مفتول شدن ، رسانای خوب جریان الکتریسیته و برق است . دومین عنصر رسانا بعد از نقره می باشد که از نقره به علت گرانی در سیم ها استفاده نمی کنند.

این عنصر در صنایع زیادی کاربرد دارد که از آن جمله می توان صنایع ساخت آلیاژهای آهن ، برنز و برنج نقش را نام برد . تمام سکه های ساخته شده در کشور آمریکا از آلیاژهای مس هستند و فلز اسلحه های جنگی نیز مسی است. مس کاربرد زیادی در سموم کشاورزی وکودهای جلبک دار دارد. ترکیبات مس مثل محصول فهلینگ کاربردهای وسیعی در تست های آنالیزهای شیمیایی برای شکر دارد. مس با خلوص خیلی بالا در امر تجارت مورد استفاده قرار می گیرد.

به علت اینکه این عنصر در برابر هوا و رطوبت و آب مقاوم است از این عنصر در تهیه سکه ها استفاده می شود.

برنز اولین آلیاژ مس است که اختراع شد که این ترکیب مخلوطی از مس و 25 درصد قلع است. در قدیم مردم از برنز برای ابزار و آلات جنگی و صندوق های فلزی و گیاهان آرایشی استفاده می شود.

برنج ترکیبی از مس و بین 5 تا 45 درصد روی است که از این آلیاژ از 2500 سال پیش استفاده می شده است. اولین بار رومی ها از برنج برای ساخت سکه و ظروف مسی مثل کتری استفاده می کردند. امروزه از برنج برای ابزار و آلات موسیقی ، ساخت پیچ و دیگر تجهیزات مقاوم در برابر پوسیدگی استفاده می شود.

اثرات مس بر روی سلامتی

مس یکی از عناصر رایج در طبیعت است که بر اثر پدیده های طبیعی در محیط زیست به مقدار فراوان یافت  می شود و بسیار مورد استفاده انسان قرار می گیرد . به عنوان مثال، از آن در صنعت و کشاورزی استفاده های فراوان می شود. تولید مس طی دهه های اخیر صورت گرفته و کیفیت مس در حال حاضر در مقایسه با گذشته بهبود یافته است.

مس در انواع مختلف غذاها، آب آشامیدنی و هوا وجود دارد. به همین دلیل روزانه ما مقدار قابل توجهی مس از طریق خوردن، آشامیدن و نفس کشیدن دریافت می کنیم. جذب مس برای بدن انسان حیاتی است. زیرا مس جزء عناصر کمیابی است که بدن انسان به آن نیاز دارد. اگرچه بدن انسان می تواند مقدار زیادی مس را تحمل کند ، اما مقدار بیش از حد آن برای سلامت انسان ضرر دارد.

بسیاری از ترکیبات مس در رسوبات یا ذرات خاک ته نشین شده یا به این ذرات می چسبند. ترکیبات قابل حل مس ممکن است برای سلامت انسان مضر باشند. معمولاً پس از فعالیت های کشاورزی ترکیبات محلول در آب مس، در محیط آزاد می شوند.

مقدار مس موجود در هوا بسیار کم است، بنابراین تنفس مس خیلی ناچیز است. اما افرادی که در نزدیکی مناطقی که به ذوب و فرآوری مس می پردازند، زندگی می کنند، ممکن است مقدار بیشتری مس در مقایسه با افراد عادی دریافت و استنشاق نمایند. معمولا ما انسان ها 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 که این بیماری در غشای مخاطی بینی تغییر ایجاد کرده و آن را تضعیف می کند. 

اثرات زیست محیطی

تولید جهانی مس هنوز هم بالاست. این بدان معناست که میزان مس موجود در محیط زیست روز به روز کمتر می شود. به علت انتشار آب های آلوده به مس، درکناره رودخانه ها گل و لای آلوده به مس نهشته می شود. مس ، در اثر احتراق سوخت های فسیلی وارد هوا می شود. این مس، قبل از این که به واسطه بارش باران ته نشین کند ، مدتی طولانی در هوا باقی می ماند. بنابراین میزان آن در خاک کاهش می یابد. در نتیجه بعد از ته نشینی مس موجود در هوا، خاک حاوی مقدار زیادی مس خواهد بود.

مس هم از طریق منابع طبیعی و هم در اثرفعالیت های بشری، در محیط پراکنده می شود. از جمله منابع طبیعی آن، گرد و غبار حاصل از باد ، گیاهان فاسد شده ، آتش سوزی جنگل ها و قطرات دریا می باشد. تنها تعداد اندکی از فعالیت های بشری که باعث انتشار مس می شوند ، نامگذاری شده اند. عوامل دیگر انتشار مس، فالیت های معدنی، تولید فلز، تولید چوب و تولید کودهای فسفاته است.

مس در محیط زیست تجزیه نمی شود و به همین علت وقتی در خاک باشد ،در گیاهان و جانوران تجمع می یابد. در خاک های غنی از مس تعداد محدودی از گیاهان شانس بقا دارند. به همین علت است که در نزدیکی کارخانجات مس، پوشش گیاهی زیادی وجود ندارد. به خاطر اثرات مس بر گیاهان، بسته به اسیدیته خاک و میزان مواد آلی، این عنصر تهدیدی جدی برای مزارع محسوب می شود. با وجود این هنوز هم کودهای مس دار مورد استفاده قرار می گیرد.

مس می تواند فعالیت های خاک را مختل کند زیرا روی فعالیت میکروارگانیسم ها و کرم های خاکی اثرات منفی دارد. به خاطر وجود مس، تجزیه مواد آلی به شدت کند می شود.

هنگامی که مزارع با مس آلوده شوند، جانوران غلظت بالاتری از مس را جذب می کنند که به سلامت آنها آسیب      می رساند. معمولا گوسفندها از سمیت مس، بیشترین صدمه را می بینند زیرا در گوسفندها ، اثرات مس در غلظت های بسیار پایین هم نمود می یابد.

خواص فیزیکی و شیمیایی

عدد اتمی : 29

جرم اتمی : 63.546

نقطه ذوب :  1084

نقطه جوش :  2567

شعاع اتمی : pm 1.57

ظرفیت : 2 و 1

رنگ : سبز - آبی

حالت استاندارد : جامد

نام گروه : 11

انرژی یونیزاسیون :  726/7

ساختار الکترونی :

شعاع یونی : 0.73

الکترونگاتیوی : 1.9

حالت اکسیداسیون : 2 و 1

دانسیته : 8.96

گرمای فروپاشی :  05/13

گرمای تبخیر :  3/300

مقاومت الکتریکی : 0000000168/0 اهم

گرمای ویژه :  38/0

دوره تناوبی : 4

درجه اشتعال : در حالت جامد اشتعال پذیر

اشکال دیگر :

هیدرید مس CuH

دی اکسید مس Cu₂O و اکسید مس CuO

دی کلرید مس CuCl₂ و کلرید مس CuCl

به نام خدا

نام آزمایش: شناسایی و  جداسازی کاتیون های گروه اول

نام اعضای گروه: سارا سهرابی نژاد- فروغ جعفری

مهندسی شیمی- گروه اول

روز و ساعت تشکیل کلاس: شنبه 12-8

كاتيون ها :

در كل 24 كاتيون داريم كه بنا به  تشكيل رسوب با برخي مواد دسته بندي مي شوند ، براي اينكه محلولي از 24 يون در يكجا داشته باشيم از محلول نمك نيترات آن ها استفاده مي شود . زيرا كه نيترات ها همگي محلول هستند . از اين 24 يون 21 يون توانايي تشكيل نمك نيترات دارند و مشكلي ندارند ، ولي 3 يون آنتيموان ، قلع ، آرسنيك  اصلا نمي توانند نمك نيترات تشكيل دهند . براي تشكيل محلول اين يون ها همراه 21 يون ديگر به ترتيب از تركيبات  و  و  كه در آب انحلال پذير مي باشد استفاده مي شود .

دسته بندي كاتيون ها در روش سيستماتيك به شرح زير است :

كاتيون هاي گروه 1:

اين گروه شامل جيوه I  و نقره I و سرب II مي باشد كه اضافه كردن يون Cl − در محيط اسيدي بر روي مجموع 24 يون ، تشكيل رسوب هاي Hg2Cl 2 ( سفيد ) ، AgCl ( سفيد ) ، 2 PbCl ( سفيد ) مي دهد .

اين رسوب ها به ترتيب داراي محلوليت هاي10^-7 و 10^-5 و 10^-2  مي باشد . همان طور كه ملاحظه مي شود PbCl2 نسبت به بقيه داراي انحلاليت بيشتري است و در دماي بالا تا حدودي در آب محلول است .

از آنجا كه براي جداسازي اين گروه Cl وارد محلول مي كنيم ، بايد از يك منبع   Cl مناسب  استفاده كنيم . در زير چند مورد از منابع Cl را بررسي مي كنيم :

الف ) NaCl : اگر از اين منبع استفاده كنيم ديگر نمي توانيم وجود يا عدم وجود يون را در نمونه بررسي كنيم .

ب ) NH4Cl : اين منبع براي  خوب است زيرا  يكي از يون هايي است كه شناسايي آن از همان ابتدا و قبل از واكنش ها انجام مي پذيرد .

ج )‌  HCl: اين منبع  از همه بهتر است زيرا علاوه بر تامين  شرط اسيدي بودن محيط را نيز برقرار مي سازد .

دليل اينكه چرا محيط بايد اسيدي باشد در سه بند بيان مي شود :

1 _ كاتيون هاي داراي خاصيت اسيدي قوي اگر در محيط غير اسيدي قرار بگيرند هيدروليز انجام مي دهند و رسوب هيدروكسيد تشكيل مي دهند مانند :

 Fe + + 3H O ⇔ Fe(OH) ↓ +3H +

اگر محيط اسيدي باشد طبق اصل لوشاتليه واكنش تعادلي بالا به سمت چپ جابجا مي شود و از تشكيل رسوب قهوه اي رنگ Fe(OH) 3 جلوگيري مي كند .

2 _ دو يون  ³⁺  Sb و Bi + 3 در محيط هاي غير اسيدي با يون كلريد تشكيل اكسي كلريد هاي نامحلول مي دهند . مانند :

Bi + + Cl − + H O ⇔ BiOCl ↓ +2H +

كه همچنان طبق اصل لوشاتليه ، محيط اسيدي از تشكيل رسوبات سفيد رنگ اكسي كلريد بيسموت جلوگيري مي كند .

3 _ در محيط هاي غير اسيدي آنيون ها با خيلي از كاتيون ها مواد كم محلول مي دهند . مانند آرسنيت ها ، اكسالات ها ، فسفات ها و كربنات ها . ولي در محيط اسيدي اين آنيون ها به     اسيد هاي خود تبديل مي شوند كه تفكيك پذيري كمتري دارند و آنيون ها ي آزاد را از محيط جمع آوري مي كنند .

در اولين مرحله كه رسوب گذاري كاتيون ها ي گروه 1 انجام مي پذيرد براي اطمينان از رسوب تمام كاتيون ها ي گروه 1  بعد از اولين سانتريفوژ ، قطره اي HCl اضافي ، دوباره به محلول اضافه مي كنيم اين قطره هاي اضافي كاتيون هاي باقي مانده را رسوب مي دهد .

AgCl ⇔ Ag + + Cl −

همانطور كه رابطه ي بالا نشان مي دهد كمي HCl اضافي طبق اصل لوشاتليه تعادل را به سمت تشكيل رسوب جابجا مي كند . كه به اين ، اثر مثبت يون مشترك گويند . اما اگر چنانچه بيش از اندازه HCl وارد محيط شود ممكن است موجب تشكيل كمپلكس هايي می شود و مواد رسوبي را دوباره در آب حل كند .

به اين پديده هم اثر منفي يون مشترك گويند .

در مرحله ي شستشوي رسوب براي اينكه يون هاي گروه هاي ديگر ، كه شايد در بين رسوب ها باقي مانده باشند ، را از رسوب جدا كنيم از آب استفاده مي كنيم . البته بايد توجه داشته باشيم كه با افزايش آب به رسوب چون PbCl2 توانايي انحلاليت بيشتري نسبت به Hg2Cl 2 و AgCl   دارد بايد در مقابل 10 قطره آب يك قطره هم HCl  در شستشو استفاده كنيم تا بر طبق اصل لوشاتليه تعادل PbCl 2 به سمت تشكيل رسوب جابجا شود و هنگام شستشو يون هاي سرب شسته نشوند .

توصيف عنصري كاتيون هاي گروه I :

كاتيون هاي اين گروه كلريدهاي نامحلولي تشكيل مي دهند . سرب كلريد به مقدار جزئي در آب محلول مي باشد ، بنابراين در هنگام افزودن هيدروكلريك اسيد رقيق به نمونه كاملاً رسوب نمي كند ، يون هاي سرب باقي مانده در محلول ، همراه با كاتيون هاي گروه دوم با هيدروژن سولفيد در محيط  اسيدي رسوب مي كنند و از نظر كيفي شناسايي مي شوند .

در بين سولفات هاي اين گروه سرب سولفات عملاً نامحلول است ، در صورتي كه نقره سولفات به مقدار بيشتري حل مي شود ، حلاليت جيوه I سولفات در بين اين دو قرار مي گيرد . برميد ها و يديد هاي اين گروه نامحلول هستند ، گرچه رسوب گيري سرب هاليد ها كامل نيست و در آب جوش به آساني حل مي شوند . سولفيد هاي اين گروه نامحلولند . استات هاي گروه I حلاليت بيشتري دارند . هرچند ممكن است نقره استات از محلول هاي غليظ تر رسوب داده شود . در صورتي كه مقدار يكساني از واكنش گر استفاده شود ، هيدروكسيد ها و كربنات ها رسوب مي كنند .

سرب : سرب با جرم اتمي 19/207 ، فلزي خاكستري رنگ متمايل به آبي است و با چگالي بالا مي باشد .

اين فلز در واكنش با اسيد ها نظير سولفوريك اسيد و كلريدريك اسيد و نيتريك اسيد به   واسطه ي تشكيل نمك متبلورش در سطح خود سرعت فرايند انحلالش را كاهش مي دهد .

جيوه : جيوه با جرم اتمي 59/200 ، فلزي سفيد – نقره اي است كه در دماي معمولي مايع بوده و چگالي آن 13.534(gr/ mL) در  درجه سانتی گراد25  مي باشد . هيدروكلريك اسيد و سولفوريك اسيد رقيق بر آن بي تاثيرند . اما با نيتريك اسيد به آساني واكنش مي دهد و نيتريك اسيد سرد با غلظت متوسط با مقادير زياد جيوه ، يون هاي جيوه I ايجاد مي كند . هرگاه مقدار اسيد زياد و داغ باشد يون هاي جيوه II ايجاد مي شوند .

نقره : نقره با جرم اتمي 868/107 ، فلزي است سفيد رنگ با جلاي فلزي كه قابليت مفتول شدن دارد . چگالي آن 10.5(gr/ mL) بالا مي باشد و در 960.5 oC ذوب مي شود . در هيدروكلريك اسيد و سولفوريك اسيد رقيق يا نيتريك اسيد رقيق نامحلول است . در نيتريك اسيد غليظ يا در سولفوريك اسيد غليظ و داغ حل مي شود و يون Ag⁺  ايجاد مي كند .

وقتي نقره به صورت يون يك ظرفيتي در مي آيد ، محلول بي رنگ مي شود .

تركيبات نقره II ناپايدارند ، اما نقش مهمي در فرايند اكسايش–كاهش (كاتاليزور نقره) دارند . نقره نيترات به آساني در آب حل مي شود ، استات و نيتريت و سولفات نقره از حلاليت كمتري برخوردارند . تركيبات ديگر نقره نامحلول مي باشند . كمپلكس هاي نقره محلولند . هاليدهاي نقره نسبت به نور حساس مي باشند و از اين ويژگي در عكاسي بسيار استفاده مي شود .

مهارت های آزمایشگاهی :

سانتریفوژ کردن : از این روش برای جداسازی رسوب های جامد از محلول استفاده می شود . در این روش مواد بر اساس خواص فیزیکی مانند جرم و دانسیته و ... از هم جدا می شوند . در استفاده از این دستگاه ، که بر اساس نیروی گریز از مرکز کار می کند ، باید موازنه ی لوله های آزمایش را رعایت کنیم .

شست و شوی رسوب : برای این منظور ، بعد از تشکیل رسوب ، روی آن از شوینده مورد نظر می ریزیم و آن را سانتریفوژ می کنیم . به این ترتیب رسوب از شوینده جدا می شود و می توانیم پساب رویی را سرریز کنیم .

تنظیم pH توسط کاغذ تورنسل : برای این منظور ، همزن را به محلول مورد نظر آغشته می کنیم و سپس آن را روی کاغذ pH  سنج عمومی قرار می دهیم . از تغییر رنگ کاغذ بر طبق جدول مربوطه pH محلول را تخمین می زنیم .

نقره ( Ag )

نقره، یکی از عناصر شیمیایی، با نشانه Ag ، دارای عدد اتمی 47 و وزن اتمی 107.8682 است که در گروه یک فرعی (IB ) جدول تناوبی قرارگرفته است . نقره عنصری فلزی به رنگ سفید مایل به خاکستری و براق می باشد که تقریباً کمیاب و گران قیمت است و از نظر فراوانی در قشر جامد زمین ، در مرتبه شصت و سومین عنصر قرار دارد. در آب و هوای خالص پایدار است ولی در معرض اوزون ، سولفید هیدروژن و هوای دارای سولفور کدر می شود. نقره ی خالص دارای بالاترین هدایت الکتریکی و گرمایی است و پایین ترین مقاومت را در بین تمام فلزات دارد. در سنگ معدن های دارای آرژنتیت ، سرب ، روی و مس و طلا یافت می شود .

از نظر شیمیایی نقره یکی از فلزات سنگین و از جمله فلزات نجیب است و از نظر تجاری عنصری گرانبها تلقی می‌گردد. از نقره ، 25 ایزوتوپ رادیواکتیو شناخته شده است که دارای اجرام اتمی 102 الی 117 می‌باشند. نقره معمولی هم از دو ایزوتوپ با جرم های 107 و 109 تشکیل شده است.

نقره از زمان های خیلی قدیم شناخته شده بود. این عنصر اولین بار از سرباره های آتشفشانی در آسیای صغیر و در دریای اژه پیدا شد. این آثار نشان می دهد که 3000 سال قبل از میلاد مسیح انسان ها توانایی این را داشتند که نقره را از سرب جدا کنند.

همچنین نقره از خالص کردن و پالایش الکتریکی مس به دست می آید و  برای کاربردهای تجاری دارای خلوص 99.9 درصد است.

اساسا نقره خالص فلزی براق و نرم و دارای درخشندگی بالا است. سختی آن از طلا پایین تر و دارای مفتول پذیری و چکش خواری بالایی بعد از طلا و پالادیم است. نقره خالص دارای خصوصیت رسانایی بالای جریان برق و الکتریسیته در بین تمام فلزات است و مقاومت کنتاکت الکتریکی آن پایین می باشد. چگالی نقره 5/10 برابر آب است و در 961 درجه سانتیگراد ذوب شده و در حدود 2162 درجه سانتیگراد می‌جوشد.

خواص شیمیایی

اگرچه نقره از نظر شیمیایی در میان فلزات نجیب فلزی بسیار واکنش پذیر تلقی می‌گردد، لکن باید توجه داشت که در مقایسه با سایر عناصر از مرتبه واکنش پذیری قابل ملاحظه‌ای برخوردار نمی‌باشد. این عنصر به آسانی اکسیده شدن آهن اکسید نمی‌شود، لکن با گوگرد و هیدروژن سولفید واکنش داشته و تشکیل همان تیرگی آشنا را می‌دهد که در نقره‌هایتان ملاحظه می‌کنید.

برای رفع این نقیصه می‌توان آبکاری نقره را با کمک رودیم به انجام رسانیده و از وقوع تیرگی مورد نظر پیشگیری نمود همچنین با استفاده از کرم (Cream) یا پولیش نقره می‌توان لایه تیره بسیار نازکی را که نقره در ترکیب با گوگرد بوجود آورده است را زدوده و آن را مجددا براق نمود. از طرف دیگر این تیرگی را می‌توان از نظر شیمیایی بوسیله حرارت دادن ظرف مورد نظر در محلول رقیقی از کلرید سدیم و کربنات هیدروژن سدیم یا قرار دادن قسمت تیره در تماس با فلزی فعال تر مانند آلومینیوم که می‌تواند با گوگرد ترکیب شود و مجددا فلز را به حالت اولیه برگرداند، از بین برد.

نقره نمی‌تواند با اسیدهای غیر اکسیدکننده مانند اسیدهای کلریدریک و سولفوریک یا بازهای قوی مانند هیدروکسید سدیم واکنش نماید، لکن اسیدهای اکسنده مانند اسید نیتریک یا اسید سولفوریک غلیظ آن را در خود حل کرده و یون یک بار مثبت نقره (Ag⁺

بقیه ادامه مطلب

بقیه ادامه مطلب

شناسایی و جداسازی

 یون های گروه III  ( گروه نیکل -آلومینیوم )

مختصری درباره عناصر گروه III ( گروه نیکل - آلومینیوم )

بقیه ادامه مطلب

اعضای گروه : آرزو فتوحی , نازنین کتابچی .

واکنش نقره :

بقیه در ادامه مطلب