آزمایشگاه شیمی عمومی 2

مختصری درباره عناصر گروه I ( گروه نقره )

نقره ( Ag )

نقره، يکي از عناصر شيميايي، با نشانه Ag ، داراي عدد اتمي 47 و وزن اتمي 107.8682 است که در گروه يک فرعي (IB) جدول تناوبي قرارگرفته است . نقره عنصري فلزي به رنگ سفيد مايل به خاکستري و براق مي باشد که تقريباً کمياب و گران قيمت است و از نظر فراواني در قشر جامد زمين ، در مرتبه شصت و سومين عنصر قرار دارد. در آب و هواي خالص پايدار است ولي در معرض اوزون ، سولفيد هيدروژن و هواي داراي سولفور کدر مي شود. نقره ی خالص دارای بالاترين هدايت الکتريکي و گرمایی است و پايين ترين مقاومت را در بين تمام فلزات دارد. در سنگ معدن هاي داراي آرژنتيت ، سرب ، روي و مس و طلا يافت مي شود .

از نظر شيميايي نقره يکي از فلزات سنگين و از جمله فلزات نجيب است و از نظر تجاري عنصري گرانبها تلقي مي‌گردد. از نقره ، 25 ايزوتوپ راديواکتيو شناخته شده است که داراي اجرام اتمي 102 الي 117 مي‌باشند. نقره معمولي هم از دو ايزوتوپ با جرم هاي 107 و 109 تشکيل شده است.

نقره از زمان هاي خيلي قديم شناخته شده بود. اين عنصر اولين بار از سرباره هاي آتشفشاني در آسياي صغير و در درياي اژه پيدا شد. اين آثار نشان مي دهد که 3000 سال قبل از ميلاد مسيح انسان ها توانايي اين را داشتند که نقره را از سرب جدا کنند.

همچنین نقره از خالص کردن و پالايش الکتريکي مس به دست مي آيد و  براي کاربردهاي تجاري داراي خلوص 99.9 درصد است.

اساسا نقره خالص فلزي براق و نرم و داراي درخشندگي بالا است. سختي آن از طلا پايين تر و داراي مفتول پذيري و چکش خواري بالايي بعد از طلا و پالاديم است. نقره خالص داراي خصوصيت رسانايي بالاي جريان برق و الکتريسيته در بين تمام فلزات است و مقاومت کنتاکت الکتريکي آن پايين مي باشد. چگالی نقره 5/10 برابر آب است و در 961 درجه سانتيگراد ذوب شده و در حدود 2162 درجه سانتيگراد مي‌جوشد.

خواص شيميايي

اگرچه نقره از نظر شيميايي در ميان فلزات نجيب فلزي بسيار واکنش پذير تلقي مي‌گردد، لکن بايد توجه داشت که در مقايسه با ساير عناصر از مرتبه واکنش پذيري قابل ملاحظه‌اي برخوردار نمي‌باشد. اين عنصر به آساني اکسيده شدن آهن اکسيد نمي‌شود، لکن با گوگرد و هيدروژن سولفيد واکنش داشته و تشکيل همان تيرگي آشنا را مي‌دهد که در نقره‌هايتان ملاحظه مي‌کنيد.

براي رفع اين نقيصه مي‌توان آبکاري نقره را با کمک روديم به انجام رسانيده و از وقوع تيرگي مورد نظر پيشگيري نمود همچنين با استفاده از کرم (Cream) يا پوليش نقره مي‌توان لايه تيره بسيار نازکي را که نقره در ترکيب با گوگرد بوجود آورده است را زدوده و آن را مجددا براق نمود. از طرف ديگر اين تيرگي را مي‌توان از نظر شيميايي بوسيله حرارت دادن ظرف مورد نظر در محلول رقيقي از کلريد سديم و کربنات هيدروژن سديم يا قرار دادن قسمت تيره در تماس با فلزي فعال تر مانند آلومينيوم که مي‌تواند با گوگرد ترکيب شود و مجددا فلز را به حالت اوليه برگرداند، از بين برد.

نقره نمي‌تواند با اسيدهاي غير اکسيدکننده مانند اسيدهاي کلريدريک و سولفوريک يا بازهاي قوي مانند هيدروکسيد سديم واکنش نمايد، لکن اسيدهاي اکسنده مانند اسيد نيتريک يا اسيد سولفوريک غليظ آن را در خود حل کرده و يون يک بار مثبت نقره (Ag⁺) را تشکيل مي‌دهند. اين يون که در کليه ترکيبات ساده و محلول نقره وجود دارد، تقريبا به صورت ساده اي با استفاده از عوامل احيا کننده آلي مانند آنچه در آئينه هاي نقره اي ملاحظه مي‌شود، به فلز آزاد احيا مي‌گردد. براي آبکاري نقره لازم است يون هاي کمپلکس نقره احيا شود. يون ( Ag⁺ ) بي‌رنگ است، لکن تعدادي از ترکيبات نقره به دليل نفوذ ساير اجزاي تشکيل دهنده ساختماني رنگينند. بايد توجه داشت که اکسيژن درحد حيرت انگيزي در نقطه ذوب نقره به ميزان 20 قسمت حجمي از اکسيژن در يک قسمت حجمي نقره حل مي‌شود. پس از سرد کردن مايع مورد نظر نيز اکسيژن به ميزان 75% قسمت (از نظر حجمي) در نقره باقي مي‌ماند.

اثرات نقره بر روي سلامتي

نمک هاي محلول نقره به ويژه  AgNO₃ با غلظت بيش از 2 گرم (0.070) کشنده هستند. ترکيبات نقره به آهستگي توسط بافت هاي بدن جذب مي شوند و پيگمان هايي آبي يا سياه در پوست ايجاد مي کنند.

تماس با چشم : اگر مايع آن در تماس با چشم قرار گيرد، باعث آسيب شديد قرنيه مي شود.

تماس با پوست : باعث سوزش پوست مي شود. تماس مداوم با پوست باعث ايجاد آلرژي مي شود.

خطرات تنفس : قرار گرفتن در معرض بخار نقره با غلظت بالا باعث سرگيجه، مشکلات تنفسي، سردرد يا سوزش مجاري تنفسي مي شود. غلظت بسيار بالاي آن باعث خواب آلودگي، گيج خوردن، گيجي، بي هوشي، کما و در نهايت مرگ مي شود.

خطرات خوردن : نسبتا سمي است. باعث اختلالات معده، حالت تهوع، استفراغ، اسهال و خواب آلودگي مي شود. اگر اين ماده بلعيده شود، به شش ها آسپيره مي شود يا اگر استفراغ رخ دهد، باعث پنومونيتيس شيميايي مي شود که کشنده است.

قرار گرفتن در معرض اين ماده يا ترکيبي از آن در انسان اثرات زير را به دنبال دارد :

- ناهنجاري هاي قلب

- اگر انسان دائما يا براي مدتي طولاني در معرض اين ماده قرار داشته باشد، باعث آسيب مغز و صدمه سيستم عصبي مي شود.

- تنفس مداوم يا تماس مداوم اتيل کتون با دست احتمال تشکيل نوروتوکسين هايي مانند هگزان را افزايش مي دهد به ويژه اگر اين تماس همزمان باشد.

سرب ( Pb )

سرب عنصری فلزی است که در جدول تناوبي با نشان Pb خلاصه ی نام لاتين plumbum و عدد اتمي 82 وجود دارد. عنصري سنگين ، سمي و چکش خوار و داراي رنگ خاکستري کدري مي باشد که با ساختار کوبيک متبلور مي شود. اين عنصر معمولاً در سنگ معدن گالن يافت مي شود . .هنگاميکه تازه تراشيده شده سفيد مايل به آبي است اما در معرض هوا به رنگ خاکستري تيره تبديل مي شود و از خاصيت هدايت الکتريکي پاييني برخوردار مي باشد . اين فلز حقيقي به شدت در برابر پوسيدگي مقاومت مي کند و به همين علت از آن براي نگهداري مايعات فرسايشگر (مثل اسيد سولفوريک) استفاده مي شود. با افزودن مقادير خيلي کمي آنتيموان يا فلزات ديگر به سرب مي توان آن را سخت نمود. از سرب در سازه هاي ساختماني ، خازنهاي اسيد سرب ، ساچمه و گلوله استفاده شده و نيز بخشي از آلياژهاي لحيم ، پيوتر و آلياژهاي گدازپذير است. سرب سنگين ترين عنصر پايدار است.

سرب عنصري فوق العاده سمي است که اثرات آن در طولاني مدت ظاهر مي شود . اثر سرب در سيستم عصبي موجب پايين آمدن بهره هوشي و ديگر اختلالات عصبي مي شود . علاوه بر سيستم عصبي ، سرب بر ديگر اعضاي بدن نيز تأثير منفي مي گذارد .

اين عنصر از مدت ها سال پيش شناخته شده و حداقل از 7000 سال پيش مورد استفاده بشر بوده است .در کتاب خروج (بخشي از انجيل) به اين عنصر اشاره شده است. کيمياگران مي پنداشتند سرب قديمي ترين فلز بوده و به سياره زحل مربوط مي شود. این عنصر به صورت آزاد در طبيعت يافت مي شود و به طور عمده در کاني گالن با ترکيب PbS طي فرايند تشويه حاصل مي شود. از ديگر کاني هایي که سرب در آن ها وجود دارد Anglesite , cerussite است. اين عنصر داراي جلاي فلزي است و همين طور داراي رسانايي پايين جريان برق است و چکش خوار و مفتول پذير است. اين فلز مقاومت بالايي در برابر خوردگي دارد.

سرب طبيعي ترکيبي از 4 ايزوتوپ پايدار است. درصد ايزوتوپ هاي مختلف سرب در طبيعت به ترتيب زير است : [ ] . ايزوتوپ هاي سرب داراي سه سري عناصر راديواکتيو طبيعي هستند. Pb²⁰⁶ براي سري اورانيم ، Pb²⁰⁷ براي سري اکتينيم ، Pb²⁰⁸ براي سري توريم . 27 ايزوتوپ ديگر که همه آنها نیز راديواکتيو هستند براي سرب شناخته شده است.

کاربردها

کاربردهاي اوليه سرب عبارت بودند از: سازه هاي ساختماني ، رنگدانه‌هاي مورد استفاده در لعاب ، سراميک و لوله‌هاي انتقال آب . کاخ ها و کليساهاي بزرگ اروپا که وسايل تزئيني ، سقف ها ، لوله‌ها و پنجره‌هايشان داراي مقادير قابل توجهي سرب هستند. اين فلز ( در حالت عنصري ) پس از آهن ، آلومينيوم ، مس و روي بيشترين کاربرد را دارد.

سرب و دي اکسيد سرب به مقدار زياد براي ذخيره سازي باتري ها کاربرد دارد.

فلز سرب عامل موثري براي جذب صدا است. که به علت اين قابليت از آن براي پوشش تجهيزات اشعه ايکس و رآکتورهاي نوتروني براي جذب ارتعاش استفاده مي شود.

از اکسيد سرب هم براي توليد شيشه هاي کريستالي ظريف و ظروف بلور با خاصيت انعکاس نور بالا براي لنزهاي اکروماتيک استفاده مي شود. نيترات و استات سرب نمک هايی محلول هستند. نمک هاي سرب مثل ارسنات سرب براي حشره کش ها استفاده مي شود.

جيوه ( Hg )

جيوه عنصري فلزي به رنگ نقره اي با ساختار رومبوئدرال که در دماي معمولي مايع است . جيوه به صورت آزاد در طبيعت نادر يافت مي شود و به صورت عمده در سنگ معدن سينابر در اسپانيا و ايتاليا وجود دارد . جيوه رسانايي ناچيزي از حرارت در مقايسه با فلزات ديگر دارد اما رساناي متوسطي از الکتريسيته است .

اين عنصر در گذشته در کشورهاي چين و هند شناخته شده بود و در1500 سال قبل از ميلاد در اهرام مصر نيز وجود داشته است. اين عنصر به حالت آزاد در طبيعت پيدا مي شود. مهمترين کاني اين عنصر سينابر است. حدود 50 درصد از توليدات اين عنصردر دنيا در کشورهاي ايتاليا و اسپانيا توليد مي شود. اين فلز از گرما دادن به سينابر در هوا توسط متراکم کردن بخار توليد مي شود.

جیوه فلزي سنگين، به رنگ سفيد نقره اي است. رساناي ضعيف گرما است. نمک هاي مهم جيوه عبارتند از : کلريد جيوه، فولمينات جيوه ، که کاربرد گسترده اي به عنوان چاشني در مواد منفجره دارد . از ديگر نمک هاي جيوه مي توان سولفيد جيوه را نام برد.

خواص

جيوه داراي خاصيت سمي است و به آساني توسط دستگاه تنفسي جذب مي شود. و به معده و روده آسيب مي رساند. وجود اين عنصر در هوا خطرناک به نظر مي رسد.

جيوه موجود در هوا اگر از يک حدي تجاوز کند خطرناک به نظر مي رسد. با افزايش درجه حرارت ، وجود جيوه در هوا خطرناکتر به نظر مي رسد. بنابراين در موقع استفاده با آن مخصوصاً با دست بايد دقت لازم را به عمل آورد. متيل جيوه يک نوع آلاينده خطرناک است که به طور گسترده در آب و بخار يافت مي شود.

کاربردها

از جيوه به طور گسترده در آزمايشگاه ها براي ساخت فشار سنج ها و پمپ هاي تخليه فشار و ديگر تجهيزات استفاده مي شود. از بخار جیوه براي ساخت لامپ ها و تابلوهاي تبليغاتي و غيره استفاده مي شود. و همين طور براي ساخت سوئيچ هاي جيوه اي و ديگر دستگاه هاي الکتروني استفاده مي شود. از ديگر کاربردهاي اين عنصر براي ساخت آفت کش ها و پيل هاي جيوه اي و دندانسازي و عامل ضد رسوب در رنگ ها و باتري ها است و همچنين به عنوان کاتاليزوراستفاده مي شود.

اثرات جيوه بر روي سلامتي

جيوه ترکيبي است که به طور طبيعي در محيط زيست وجود دارد. اين ماده به شکل فلزي و به صورت نمک هاي جيوه يا به صورت ترکيبات آلي جيوه يافت مي شود.

جيوه فلزي در بسياري از لوازم خانگي مانند فشارسنج، دماسنج، و لامپ فلوئورسنت به کار مي رود. جيوه در اين لوازم در فضايي محصور شده و باعث ايجاد عارضه اي نمي شود. اما وقتي دماسنج بشکند، مقدار زيادي از جيوه از راه تنفس و طي مدتي کوتاه ضمن تبخير وارد بدن مي شود. اين جيوه باعث اثرات مضري مانند آسيب اعصاب، مغز و کليه، سوزش ريه، سوزش چشم، تحريک پوست، اسهال و استفراغ مي شود.

جيوه به طور طبيعي در غذا وجود ندارد اما از طريق جانداران کوچکتري که انسان آنها را مي خورد، نظير ماهي ها، وارد زنجيره غذايي مي شود. معمولا غلظت جيوه موجود در ماهي ها بيشتر از غلظت جيوه موجود در آبي است که در آن زندگي مي کنند . محصولات لبني گاوها هم ممکن است داراي غلظت بالاي جيوه باشند. معمولا جيوه در مواد گياهي وجود ندارد اما وقتي در کشاورزي اسپري هاي حاوي جيوه مورد استفاده قرار گيرد، اين جيوه از طريق گياهان وارد بدن انسان مي شود.

جيوه بر روي انسان اثراتي دارد که مي توان آنها رابه صورت زير خلاصه کرد :

- اختلال سيستم عصبي- اختلال در عملکرد مغز- آسيب DNA و آسيب کروموزوم

- واکنش هاي آلرژيک شامل خارش پوست، خستگي و سردرد

- اثرات منفي بر روي باروري مانند آسيب اسپرم، اثرگذاري منفي بر روي زايمان و سقط جنين

اختلال در عملکرد مغز باعث کاهش قدرت يادگيري ، تغيير شخصيت، رعشه، تغيير قدرت ديد، کري، ناهماهنگي ماهيچه ها و از دست دادن حافظه مي شود. آسيب کروموزوم نیز باعث مونگوليسم مي شود.

آموزش كار و اندازه گيري با كوليس - چهارشنبه سوم آبان 1391
سال 2021 دیگر کسی پیر نمی شود ... - چهارشنبه سوم آبان 1391
دماسنج ـ تاریخچه و کالیبره - سه شنبه دوم آبان 1391
گزارش کار بررسی قوانین سقوط آزاد و اندازه گیری شتاب گرانشی - سه شنبه دوم آبان 1391
بررسی قوانین سقوط ازاد و اندازه گیری شتاب گرانشی - سه شنبه دوم آبان 1391
لیوان جالب جدول تناوبی - یکشنبه سی ام مهر 1391
تبریک به برندگان قرعه کشی مهر ماه فروشگاه شیمیران - جمعه بیست و هشتم مهر 1391
نمک های آب پوشیده و محاسبه ی تعداد مولکول آب تبلور - جمعه بیست و هشتم مهر 1391