صنایع پتروشیمی را می توان به پنج واحد اصلی تقسیم کرد:

واحدهای بالادست

واحدهای بنیادی

واحدهای واسطه ای

واحدهای نهایی

واحدهای پایین دست

واحدهای بنیادی، واسطه ای و نهایی در داخل مجتمع های پتروشیمی قرار دارند. خوراک این مجتمع ها را واحدهای بالادست تامین می کنند و محصول نهایی آن ها را واحدهای پایین دست مصرف می نمایند. واحدهای بالادست، به واحدهایی گفته می شود که توسط آن ها خوراک واحدهای بنیادی(به عبارت دیگر ماده اولیه مجتمع های پتروشیمی) تهیه می شود. پالایشگاه های که در آنها نفتا، گازهای سبک و گاز مایع به عنوان خوراک پتروشیمی تهیه می شود و پالایشگاه های گاز که گاز طبیعی را تصفیه می کنند، در صنایع پتروشیمی به عنوان واحدهای بالادست شناخته می شوند.

واحدهای بنیادی اولین دستگاه هایی هستند که در مجتمع های پتروشیمی دیده می شوند. بر حسب پیچیدگی این مجتمع ها و تنوع محصولات آنها ممکن است یک یا چند واحد بنیادی در یک مجتمع ساخته شود. برای مثال، واحد تولید گاز سنتز یک واحد بنیادی است. در این واحد، مانند دستگاه هیدروژن سازی پالایشگاه، گاز متان به همراه بخار آب در واکنش تبدیل به کمک بخار آب شرکت می کند با این تفاوت که در اینجا سعی بر ممانعت از تولید CO₂و تهیه مخلوط CO و H₂ (گاز سنتز) می باشد.

CH₄ + H₂O à 3H₂ + CO

روش دیگری جهت تهیه گاز سنتز، که به دلیل شرایط سخت عملیاتی کم تر مورد توجه است، اکسایش جزیی متان نام دارد. این واکنش در دمای 1300 تا 1500 درجه سلسیوس و فشار 14 تا 140 اتمسفر و بدون حضور کاتالیزگر انجام می شود:

2CH₄ + O₂ à 2CO + 4H₂

واحدهایی نظیر تولید الفین ها، دی الفین ها، آروماتیک ها، آمونیاک، نیتریک اسید و کلر نیز از نوع واحدهای بنیادی محسوب می شوند.

واحدهای واسطه ای به دستگاه هایی گفته می شود که از نظر خط تولید و بر حسب ضرورت در میان واحدهای بنیادی و واحدهای نهایی قرار گرفته باشند و بر حسب مورد، ممکن است که یک یا چند واحد واسطه ای در خط تولید یک محصول وجود داشته باشد. واحد تولید متانول که خوراک آن گاز سنتز می باشد، از این نوع است. واکنش انجام شده در این واحد به شرح زیر است:

2H₂ + CO à CH₃OH

این واکنش در دمای 250 تا 260 درجه سلسیوس و فشار 50 تا 80 اتمسفر انجام می شود. کاتالیزگر مورد استفاده، مس به همراه مقدار کمی روی می باشد. واحدهای تولید استیلن، اتیلن دی کلرید و وینیل کلرید، اکسید اتیلن، استالدئید و اتانول نمونه هایی از واحدهای واسطه ای هستند.

واحدهای نهایی دستگاه هایی هستند که در آنها فراورده های نهایی مجتمع های پتروشیمی تولید و به بازار عرضه می شود. واحد تولید فرمالدئید از این نوع است. تهیه فرمالدئید از متانول در واکنش های زیر خلاصه می شود:

CH₃OH à CH₂O + H₂

2H₂ + O₂ à 2H₂O

شرایط عمومی این فرآیند عبارت است از:

دما: 400 تا 425 درجه سلسیوس

فشار: اتمسفر

کاتالیزگر: Fe(MoO₂)

واحدهای تولید پلی اتیلن سبک و سنگین، پلی پروپیلن، پی وی سی و پلی استرها از این نوع می باشند.

واحدهای پایین دست به واحدهایی گفته می شود که بیش تر در خارج از مجتمع های پتروشیمی واقع اند و محصولات نهایی مجتمع های پتروشیمی را به محصولات مصرفی تبدیل می کنند. استفاده از فرمالدئید در صنایع چسب، پلی اتیلن سبک و سنگین و پی وی سی در ساخت لوله و اتصالات و دیگر مواد پلاستیکی نمونه هایی از تولیدات واحدهای مصرفی است.

منبع» فرآیندهای شیمیایی- رشته صنایع شیمیایی- شاخه فنی و حرفه ای

به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی می گیرد و به سیالی که از آن عبور می کند می دهد. در نتیجه انرژی سیال بعد از خروج از پمپ افزایش می یابد. از این وسیله برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا حرکت سیال در مدارهای مختلف هیدرولیکی و سیستم های لوله کشی و به طور کلی انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می شود.

در انتخاب نوع پمپ و طراحی آن، مشخصات هیدرولیک سیستم، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سیال نظیر گرانروی، وزن مخصوص، درجه حرارت، خورندگی و همچنین وجود اجسام ناخالص و گازهای همراه با سیال و سرانجام مقدار حجم عبوری سیال از پمپ در واحد زمان، مد نظر قرار می گیرد.

- متدوال ترین نحوه تقسیم بندی پمپ ها بر مبنای نحوه انتقال انرژی به سیال است. در این روش پمپ ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

1) پمپ های دینامیکی (Dynamic Pumps):

پمپ هایی که انتقال انرژی از آن ها به سیال به طور دائمی انجام می شود را پمپ های دینامیکی می گویند. پمپ های گریز از مرکز از انواع پمپ های دینامیکی می باشند.

2) پمپ های جابه جایی ((Displacement Pumps:

پمپ هایی که انتقال انرژی از آن ها به سیال به صورت متناوب صورت می گیرد را پمپ های جابه جایی می نامند. پمپ های پیستونی (رفت و برگشتی) از انواع پمپ های جابه جایی هستند.

« پمپ های گریز از مرکز ((Centrifugal Pumps »

متداول ترین نوع پمپ ها در صنعت نوع گریز از مرکز است زیرا:

پمپ های گریز از مرکز در بین انواع پمپ ها به علت شکل ساده ساختمانی، نسبت پایین حجم به توان مصرفی و تنوع فراوان موارد مصرف در مقایسه با سایر پمپ ها از اهمیت بیشتری برخوردار می باشند:

هر پمپ گریز از مرکز دارای بخش های زیر می باشند:

1) لوله ورودی یا قسمت مکش ((Suction

2) لوله خروجی یا قسمت رانش ((Discharge

3) پوسته لوله ((Shell

4) چرخ یا پروانه پمپ ((Impeller

« تقسیم بندی پمپ های گریز از مرکز »

متداول ترین روش تقسیم بندی از دیدگاه طراحی و عملی، تقسیم بندی براساس مسیر حرکت سیال در پروانه است. از این نظر پمپ های گریز از مرکز به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:

1) پمپ های گریز از مرکز با جریان شعاعی ((Radial Flow

2) پمپ های گریز از مرکز با جریان محوری ((Axial Flow

3) پمپ های گریز از مرکز با جریان مختلط ((Mixed Flow

در نوع اول، سیال موازی محور وارد پروانه پمپ و عمود بر آن از پروانه خارج می شود از این پمپ ها برای ایجاد فشارهای بالا در دبی های کم استفاده می شود.

در نوع دوم، سیال موازی با محور وارد پروانه شده و موازی با آن نیز خارج می شود. از این پمپ برای تولید دبی های زیاد و ارتفاع های کم (ارتفاعی که پمپ به سیال می دهد) استفاده می شود.

در نوع سوم، سیال موازی محور وارد پروانه و به طور مایل نسبت به محور از پروانه خارج می شود از این پمپ ها برای فشار ها و دبی های متوسط استفاده می شود.

«مشخصات اصلی پمپ های گریز از مرکز»

- قیمت ارزان واحد پمپ نسبت به یک کیلووات قدرت مفید تولیدی.

- جریان سیال به طور دائم و یکنواخت می باشد.

- فضای کمتری را متناسب با قدرت تولیدی اشغال می کند.

- هزینه نگهداری نسبتا کمی دارد.

- راندمان بالایی در فرآیندها دارند.

- چون این نوع پمپ ها از نظر دبی و ارتفاع تولیدی گستره وسیعی دارند، دامنه کاربرد آنها در پروژه های صنعتی، کشاورزی و آب رسانی فوق العاده بالا است.

- حداکثر گرانروی سیال بسته به نوع پمپ از حدود 520 تا 760 سانتی استوک((Centistock نمی تواند تجاوز نماید. برای بیش از این حدود و سیالات با گرانروی بالا از پمپ های جابه جایی استفاده می شود.

آب یا هر مایع دیگر، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معین تبخیر می شود به عنوان مثال آب در فشار اتمسفر در کنار دریا در 100 درجه سلسیوس و در فشار 0.2 اتمسفر تبخیر می شود.

هرگاه در حین جریان مایع در داخل پروانه یک پمپ، فشار در نقطه ای از فشار بخار مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حباب های بخاری به وجود می آید که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نماید. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد حباب های بخار در این محل می ترکند و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف می شوند و با سرعت های فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پروانه برخورد می نماید. در چنین مکانی، بسته به شدت برخورد، سطح پروانه خورده و متخلخل می شود. این پدیده را کاویتاسیون (حفره زایی) می نامند. کاویتاسیون همواره با صداهای منقطع شروع می شود و سپس در صورت تداوم کاهش فشار دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صداها افزوده می شود.

صداهای کاویتاسیون مخصوص و مشخص می باشد و شبیه به برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. همزمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش درمی آید. در نهایت این صداهای منقطع به صداهای شدید و دایمی مبدل می شود و دبی پمپ به شدت کاهش می یابد یا قطع می شود. در پمپ هایی که در آنها سرعت دورانی یا دبی تولیدی یا درجه حرارت برابر بالا باشد پدیده کاویتاسیون حتی در یک زمان کوتاه می تواند ضایعات شدیدی را موجب شود.

مبدل های حرارتی دستگاه هایی هستند که به کمک آنها می توان در اثر تماس غیر مستقیم دو سیال، سیالی را گرم یا سرد نمود.

کاربرد اصول انتقال حرارت در طراحی تجهیزات برای مقاصد خاص مهندسی اهمیت بسیار زیادی و هدف از به کارگیری اصول انتقال حرارت در طراحی، تلاش برای رسیدن به هدف توسعه تولید برای سوددهی اقتصادی است. در حقیقت دانستن نوع مبدل براساس سیال هایی که از آن عبور می کنند نقش مهمی در طراحی و محاسبات اقتصادی مبدل های حرارتی به دنبال خواهد داشت.

«دسته بندی مبدل های حرارتی»

1) بر مبنای پیوستگی یا تناوب جریان:

جریان سیال داخل مجاری مبدل های حرارتی پیوسته یا متناوب است. در مبدل های حرارتی با جریان پیوسته مجاری سیال گرم و سرد از هم تفکیک شده اند، به طوری که سیال گرم در مجاری مخصوص خود و سیال سرد نیز در مجاری مربوط به خود جریان دارند. دو مجرای جریان توسط یک جداره لوله یا یک ورق از هم جدا شده اند.

2) بر مبنای پدیده انتقال:

تبادل انرژی بین دو سیال به صورت تماس مستقیم یا غیرمستقیم صورت می گیرد:

در نوع مستقیم، حرارت بین دو سیال که با هم تماس مستقیم دارند مبادله می شود. معمولا یکی از این دو سیال گاز و دیگری مایع است که با فشار بخار خیلی پایین و پس از تبادل حرارت به سادگی قابل تفکیک هستند.

در نوع غیرمستقیم، حرارت ابتدا به یک سطح جامد نفوذ ناپذیر منتقل می شود و سپس از آن به سیال سرد انتقال می یابد.

3) بر مبنای ساختمان مبدل:

در بسیاری مواقع مبدل های حرارتی بر مبنای ساختمان تقسیم بندی می شوند. مبدل های حرارتی از نظر ساختمان به چهار دسته تقسیم بندی می شوند که عبارت اند از :

1) مبدل های حرارتی لوله ای (Pipe Heat Exchanger)

2) مبدل های حرارتی صفحه ای (Plate Heat Exchanger)

3) مبدل های حرارتی پره ای (Fin Heat Exchanger)

4) بازیاب حرارتی (Heat Recovers)

4) بر مبنای نوع جریان :

که شامل موارد زیر می شود :

1) جریان همسو (Co-Current)

2) جریان ناهمسو (Counter Current)

3) جریان متقاطع (Cross Current)

«مبدل های حرارتی لوله ای»

در این مبدل ها اساس انتقال حرارت از نوع غیر مستقیم می باشد و مکانیزم انتقال حرارت جابه جایی می باشد. این مبدل ها به دو دسته عمده تقسیم بندی می شوند:

1) دو لوله ای (Two Pipes) ، 2) پوسته و لوله (Shell & Tube)

- مبدل های حرارتی دو لوله ای:

ساده ترین نوع مبدل های حرارتی دو لوله ای هستند که یک سیال از درون لوله داخلی می گذرد و سیال دیگر در فضای بین دو لوله جریان دارد.

مبدل های حرارتی دو لوله ای زمانی کاربرد دارند که سطح تبادل کمی مورد لزوم باشد و در سرمایش و گرمایش هوا یا گازها کاربرد دارند.

- مبدل های حرارتی پوسته و لوله :

نوعی از مبدل های حرارتی که در صنایع فرآیندهای شیمیایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد از نوع پوسته-لوله می باشد.

یک سیال در لوله ها جریان می یابد در حالی که سیال دیگر درون پوسته و از روی لوله ها عبور می کند. جهت اطمینان از این که سیال درون پوسته از روی لوله ها می گذرد و در نتیجه انتقال حرارت بیشتری صورت می گیرد، موانعی در داخل پوسته قرار داده می شود.

« مبدل های حرارتی صفحه ای»

این مبدل ها از صفحات نازک که کانال های جریان را تشکیل می دهد ساخته شده اند. جریان های سیال توسط صفحات مسطح که یا به صورت صاف یا موج دارند از هم جدا می شود. این مبدل ها برای انتقال گرما بین گاز، مایع یا جریانهای دو فاز استفاده می شوند. این مبدل ها به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

1) صفحه های واشردار (Gasket Plate) ، 2) صفحه های حلزونی (Spiral Plate)

3) لاملا (Lamella)

- مبدل های صفحه ای واشردار :

این مبدل ها شامل تعدادی از صفحات نازک با سطح چین دار یا موج دار می باشد که سیال های گرم و سرد را از هم جدا می سازد. صفحات دارای قطعاتی در گوشه ها هستند که به نحوی آرایش داده شده اند که دو ماده ای که بایستی گرما بین آنها مبادله شود، یکی در میان در فضای بین صفحات جریان می یابند.

- مبدل های صفحه ای حلزونی :

مبدل های صفحه ای حلزونی با پیچاندن دو صفحه بلند موازی به شکل یک حلزونی با استفاده از یک میله اصلی و جوش دادن به لبه های صفحات مجاور به صورتی که یک کانال را تشکیل دهند، شکل داده می شوند.

- مبدل های لاملا :

مبدل های گرمایی لاملا شامل مجموعه کانال های ساخته شده از صفحات فلزی نازک است که به طور موازی جوشکاری شده اند و یا به شکل لاملا (لوله های تخت یا کانال های مستطیلی) می باشند که به صورت طولی در یک پوسته قرار گرفته اند.

« مبدل های حرارتی پره ای»

نوع مبدل های پره دار عمدتا برای کاربردهای گاز- گاز استفاده می شود. در اکثر کاربرد ها کاهش جرم و حجم مبدل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به دلیل دست یافتن به این کاهش حجم و وزن، مبدل های فشرده گرما همچنین به صورت وسیع در تبرید با دمای خیلی کم، بازیابی انرژی، صنایع فرآیندی، تبرید و سیستم های تهویه مطبوع استفاده می گردند. مبدل های صفحه ای پره دار برای استفاده در توربین گازی، نیروگاه های هسته ای و مهندسی پیشرانه و تبرید و گرمایش و تهویه سیستم های بازیابی گرمای اضافه و صنایع شیمیایی و سرمایش کاربرد دارند. این مبدل ها به چهار دسته زیر تقسیم می شوند :

1) پره ساده (Plain Fin) ، 2) پره ساده سوراخ دار (Plain Perforated Fin)

3) پره دندانه ای یا کنگره ای (Serrated Fin) ، 4) پره های جناغی یا موجی شکل (Herring Bake Fin)

«مبدل های حرارتی براساس جریان»

- جریان همسو (هم جهت) :

در این نوع مبدل ها سیال سرد و گرم هر دو در یک جهت حرکت می کنند و در حین عبور از مبدل تبادل حرارتی انجام می دهند.

- جریان ناهمسو (مخالف جهت) :

در این نوع مبدل سیال سرد در یک جهت و سیال گرم در جهت عکس آن وارد مبدل می شود و بدین ترتیب تبادل حرارتی صورت می پذیرد. در شرایط یکسان برای یک مبدل با جریان ناهمسو میزان انتقال حرارت بیشتر خواهد بود.

- جریان متقاطع :

چنانچه یک سیال در لوله و سیال دیگر به صورت عمود بر لوله ها جریان داشته باشد، نوع جریان متقاطع خواهد بود. مبدل های حرارتی با جریان متقاطع در گرمایش و سرمایش هوا یا گازها کاربرد وسیعی دارند.

مقالات مرتبط : دسته بندی مبدل های حرارتی (مقاله کامل)

صنايع گاز
فارغالتحصيلان رشته مهندسي شيمي صنايع گاز پس از پايان تحصيلات ميتوانند در پالايشگاههاي گاز كشور و يا در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند. در حال حاضر زمينه كار براي فارغالتحصيلان به دليل ملي بودن صنعت نفت و گاز، بيشتر در بخش دولتي است ولي برخي شركتهاي مشاورهاي و پيمانكاري كه در اين زمينه فعاليت ميكنند، فارغالتحصيلان اين رشته را جذب ميكنند. با توجه به نياز كشور به انرژي براي راهاندازي بخش صنعت و حمل و نقل و همچنين استفاده از گاز طبيعي به عنوان ماده اوليه در برخي از صنايع ، لازم است ميدانهاي گاز توسعه يابند و پالايشگاههاي جديد گاز نيز احداث شوند.

بنابراين مهندسان شيمي متخصص در صنايع گاز ميتوانند نقش مهمي را در پيشرفت كشور به عهده داشته باشند.

صنايع غذايي
فارغالتحصيلان اين دوره ميتوانند در كارخانههاي قند، روغنهاي نباتي، كنسروسازي ، لبنيات پاستوريزه، آمادهسازي مواد گوشتي، صنايع نوشابهسازي، صنايع استخراج اسانس، چاي، سردخانهها و واحدهاي نگهداري از مواد غذايي كار كنند.

طراحي فرآيندهاي صنايع نفت
فارغالتحصيلان رشته مهندسي شيمي طراحي فرآيندهاي صنايع نفت پس از پايان تحصيلات ميتوانند در پالايشگاههاي نفت كشور و يا در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند . در حال حاضر زمينه كار براي فارغالتحصيلان به دليل ملي بودن صنايع نفت و گاز ، بيشتر در بخش دولتي است ولي برخي شركتهاي مشاورهاي و پيمانكاري كه در اين زمينه فعاليت ميكنند، فارغالتحصيلان اين رشته را جذب ميكنند.

پالايش
فارغالتحصيلان رشته مهندسي شيمي صنايع پالايش پس از پايان تحصيلات ميتوانند در پالايشگاههاي كشور و يا در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند. در حال حاضر زمينه كار براي فارغالتحصيلان به دليل ملي بودن صنعت نفت و گاز، در بخش دولتي مهياست. برخي شركتهاي مشاورهاي و پيمانكاري نيز كه در اين زمينه فعاليت ميكنند، فارغالتحصيلان اين رشته را ميتوانند جذب كنند.

صنايع پتروشيمي
فارغالتحصيلان رشته مهندسي شيمي صنايع پالايش پس از پايان تحصيلات ميتوانند در شرکت های پتروشیمی كشور و يا در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند. در حال حاضر زمينه كار براي فارغالتحصيلان به دليل ملي بودن صنعت نفت و گاز، در بخش دولتي فراهم است. برخي شركتهاي مشاورهاي و پيمانكاري نيز كه در اين زمينه فعاليت ميكنند، فارغالتحصيلان اين رشته را ميتوانند جذب كنند.

وضعيت نياز كشور به اين رشته در حال حاضر
هر كارخانه توليدي اعم از كوچك يا بزرگ نياز به يك مهندس شيمي دارد. چرا كه تقريبا در تمام فرآيندهاي نوين از مواد شيميايي استفاده ميكنند و در حقيقت رشد شگرف صنعت در قرن گذشته تا حدود زيادي مديون مهندسي شيمي بوده است. به همين دليل در كشورهاي صنعتي اين رشته اهميت ويژهاي دارد. تا جايي كه ميزان توليد و مصرف اسيد سولفوريك يك كشور را ، شاخص گستردگي صنايع آن كشور ميدانند. چون اسيد سولفوريك در صنايع شيميايي كار برد بسياري دارد و مصرف آن در هر كشور نشانگر گستردگي صنايع شيميايي و در نهايت كل صنعت آن كشور است.

رشته مهندسي شيمي در كشور ما نيز يكي از رشتههاي مهم و پركاربرد ميباشد. چرا كه ما به عنوان يك كشور نفتخيز براي استخراج، پالايش ، انتقال نفت و همچنين براي تبديل نفت به فرآوردههاي شيميايي كه داراي ارزش افزوده بسيار زيادي هستند، نياز به تخصص مهندسين شيمي داريم.

فعاليت در دو بخش مهم صنعت تنها منحصر به مهندسين شيمي ميشود. يعني تنها يك مهندس شيمي ميتواند در يكي از اين دو بخش فعاليت داشته باشد كه اين دو بخش عبارتند از:

الف ) طراحي راكتورها ؛ به عبارت ديگر دستگاههايي كه در آنها واكنشهاي شيميايي اتفاق ميافتد. مثل راكتورهاي صنعت پتروشيمي كه در آنها از تركيب دو يا چند ماده ، ماده جديد به وجود ميآيد.

ب ) طراحي دستگاههايي كه به جداسازي مواد ميپردازند. براي مثال نفت خام، مخلوط پيچيدهاي است كه از تركيب مواد بسياري تشكيل شده است و به همين دليل به صورت اوليه قابل استفاده نميباشد. بلكه بايد تجزيه شده و از آن نفت سفيد، گازوئيل، بنزين، مازوت و ... به دست بيايد. كار فوق توسط دستگاه تقطير انجام ميگيرد كه طراحي آن بر عهده مهندسين شيمي است. البته فرآيند جداسازي منحصر به تقطير نيست بلكه انواع و اقسام تحولات را داريم كه در آن تحولات، جداسازي مواد انجام ميگيرد مثل استخراج مايع از مايع ،دستگاه جذب سطحي ، ليچينگ و موارد متعدد ديگر.

به عبارت ديگر مهندس شيمي دستگاههايي را طراحي ميكند كه در آنها واكنشهاي شيميايي و يا فرآيند جداسازي انجام ميگيرد كه البته محصول هر يك از دستگاههاي فوق ارزش افزوده بسيار زيادي دارد.

صنايع شيميايي نه تنها باعث افزايش سرمايه و بهبود وضعيت اقتصادي يك كشور ميشود بلكه در ايجاد بازار كار نيز بسيار موثر است. براي مثال با ايجاد هر شغلي در صنعت پتروشيمي حدود بيست شغل در صنايع پاييندستي و وابسته به وجود ميآيد. در اين ميان مهندسين شيمي به عنوان گردانندگان اين صنايع نقش بسيار مهمي دارند. در واقع اگر در كشور ما سرمايهگذاري صنعتي زياد شود، جامعه به شدت نياز به مهندس شيمي دارد، چون علاوه بر صنايع نفت و گاز و پتروشيمي ، همه كارخانهها از جمله كارخانههاي سيمان، سراميك، صنايع غذايي و حتي نيروگاهها به مهندس شيمي نياز دارند.

رشته مهندسي شيمي با 8 گرايش صنايع غذايي، صنايع شيميايي معدني، صنايع گاز ، صنايع پتروشيمي ، صنايع پليمر، طراحي فرآيندهاي صنايع نفت، صنايع پالايش و شيميايي سلولزي؛ يكي از رشتههاي گسترده دانشگاهي است.

البته در دوره كارشناسي هر يك از گرايشهاي فوق، تنها 12 يا 13 واحد تخصصي دارند و بيشتر واحدهايشان مشترك است. چرا كه اصول مهندسي در صنايع بسيار متنوع و گسترده شيميايي، يكسان ميباشد.

صنايع شيميايي معدني
گرايش صنايع شيميايي معدني، مواد معدني و غيرآلي را به فرآوردههايي مثل سيمان، لعاب، آجرهاي نسوز و ... تبديل ميكند.
اكتشاف و استخراج مواد معدني به رشته معدن باز ميگردد، اما فرآوردههاي مواد معدني در حيطه مهندسي شيمي گرايش شيميايي معدني قرار دارد.
هر كارخانه توليد مواد غيرآلي مثل سيمان، گچ، شيشه نسوز و ديرگداز داراي يك فرآيند است. يعني از زماني كه مواد اوليه وارد كارخانه ميشود تا زماني كه محصول خارج ميگردد، فرآيندي روي آن انجام ميگيرد كه طراحي اين فرآيند بر عهده مهندس شيمي صنايع شيميايي معدني ميباشد. همچنين توليد هر ماده معدني مثل كودهاي شيميايي معدني، حشرهكشها، نمكها ، رنگهاي معدني و حتي لعاب روي كاشيها در حيطه كار مهندسي شيمي گرايش شيميايي معدني قرار دارد.

صنايع پتروشيمي
پس از اكتشاف نفت، به تدريج مواد شيميايي مختلفي از آن به دست آمد و صنعت جديدي به نام صنعت پتروشيمي بنيان گذاشته شد. صنعتي كه ماده اوليه آن مشتقات نفت و گاز است يعني با انجام واكنشهاي فيزيكي و شيميايي در هيدروكربنهاي مايع و گاز ميتوان به فرآوردههاي پتروشيمي دست پيدا كرد. فرآوردههايي كه داراي ارزش افزوده بسياري است . چون هر يك دلار نفتي كه به فرآوردههاي پتروشيمي تبديل ميشود، ارزش افزوده آن حدود صد دلار خواهد شد. اما متاسفانه در كشور ما ميليونها تن از اين ماده گرانقدر بدون اين كه ارزش افزودهاي به آن اضافه شود، صادر ميگردد و گاه همين ماده با مختصر عملياتي، با قيمت صدها برابر وارد كشور ميگردد.
از همينجا ميتوان به اهميت مهندسي شيمي گرايش پتروشيمي پيبرد چون وظيفه مهندسي پتروشيمي طراحي دستگاهها و فرآيند توليد مواد مختلف از جمله كودهاي شيميايي، شويندهها و فرآوردههاي پليمري (مواد اوليه پلاستيكها ، لاستيكها و الياف مصنوعي) و مواد شيميايي (اسيدها ، حلالها) از نفت و برشهاي نفتي است.
گفتني است كه دروس تخصصي دانشجويان اين رشته بيشتر در مورد كاتاليزورهاي صنعتي است كه در رآكتورها به كار ميرود.

صنايع گاز
مهندسي شيمي گرايش گاز شامل تمام فرآيندهايي است كه بر روي گاز انجام ميشود، تا اين ماده قابل مصرف گردد. براي مثال عمق چاهي كه براي استخراج گاز زده ميشود، قطر لولهاي كه گاز را از چاه به پالايشگاه و يا از پالايشگاه به شبكههاي شهري منتقل ميكند، نحوه انتقال گاز از چاه به پالايشگاه، نحوه گرفتن گاز دياكسيد كربن از اين ماده (براي جلوگيري از خورده شدن لولهها) ، نحوه شيرين كردن گاز (به گاز اوليه كه از چاه استخراج ميشود، گاز ترش ميگويند كه قابل مصرف نيست و بايد طي فرآيندهايي آن را به گاز شيرين كه قابل استفاده در مصارف شهري و ... است تبديل كرد) همه در حيطه فعاليت يك مهندس شيمي گرايش گاز قرار دارد.

صنايع پليمر
مهندس پليمر وظيفه ساخت فرآوردههاي پليمري مصنوعي از جمله رنگهاي شيميايي، پوشش كابلها، لاستيكها و پلاستيكها را از مواد نفتي برعهده دارد. اين رشته كه تا سال 1362 يكي از گرايشهاي مهندسي شيمي بود، در حال حاضر به عنوان يك رشته مستقل با دو گرايش صنايع پليمر و تكنولوژي و علوم رنگ در دانشگاهها و مراكز آموزش عالي ارائه ميشود. اما با اين وجود هنوز در تعداد محدودي از دانشگاههاي كشور، مهندسي پليمر يك رشته مستقل نيست بلكه يكي از گرايشهاي مهندسي شيمي ميباشد.
يك مهندس پليمر حداقل 12 يا 13 درس تخصصي در زمينه گرايش صنايع پليمر و يا تكنولوژي و علوم رنگ گذرانده است و در نهايت نيز كارشناس در يكي از دو گرايش فوق ميشود. اما مهندسي شيمي گرايش صنايع پليمر بيشتر دروسي كه ميخواند با مهندسي شيمي در مفهوم عام آن ارتباط دارد و در نهايت در يكي از زمينههاي پليمر مثل فرآيند شكلدهي پليمر يا طراحي واحدهاي صنعتي توليد پليمر، تبحر پيدا ميكند.

شيميايي سلولزي
با وجود اين كه قرن حاضر ، دوران رشد روزافزون تكنولوژي كامپيوتر و فرآوردههاي آن است، اما هنوز فرهنگ، تمدن و دانش بشري نيازمند يك وسيله ابتدايي انتقال دانش يعني كاغذ ميباشد و براي دستيابي به اين فرآورده مهم بايد مجهز به دانشي گردد كه در رشته مهندسي شيمي گرايش شيميايي سلولزي ميتوان به آن دست يافت. چون يك مهندس شيمي گرايش شيميايي سلولزي در زمينه تبديل چوب به كاغذ تخصص دارد و دروس تخصصي آن بيشتر در مورد خميرگيري و يا تبديل چوب به كاغذ ميباشد. به هميندليل نيز تحصيل دانشجويان اين رشته در دانشكده فني پرديس واقع در استان گيلان رضوانشهر (چوكا)ميباشد.
همچنين اين گرايش داراي كاربردهاي جديدي در صنعت امروز ميباشد.
همان طور كه ميدانيم قسمت عمده چوب از سلولز تشكيل شده است. همچنين ضايعات كشاورزي مثل پوست برنج و يا سبوس برنج و ضايعات برگ درختان داراي مقادير قابل توجهي سلولز است كه اين ضايعات در بسياري از نقاط به عنوان يك عنصر مزاحم سوزانده شده و باعث آلودگي محيط زيست ميشود. اما امروزه در كشوري مثل آمريكا از همين ضايعات براي توليد يك نوع سوخت به نام اتانول كه در تركيب با بنزين، سوخت بسيار خوبي است؛ استفاده ميشود. و در اين فرآيند مهندسين شيميايي سلولزي نقش بسيار مهمي را بر عهده دارند.

صنايع غذايي
يكي از كاربردهاي مهندسي شيمي در توليد مواد غذايي و بخشهاي صنايع غذايي مانند ميكروبيولوژي غذا، شيمي غذا و كنترل كيفي صنايع غذايي است. براي مثال در سوپرماركتها و فروشگاهها، موادغذايي بيشتر به حالت كنسرو وجود دارد كه تهيه اين كنسروها با حفظ اصول ايمني و بهداشتي نياز به يكسري محاسبات دارد كه اين محاسبات توسط يك مهندس شيمي صنايع غذايي انجام ميگيرد.
همچنين طراحي دستگاههايي كه فرآيند خشك كردن را انجام ميدهند مثل غذاهاي بچه كه به صورت پودر تهيه ميشود و طراحي دستگاههاي استريليزه، پاستوريزه و يا منجمد كننده بر عهده متخصصين همين رشته ميباشد.
در كل اگر كسي دوست دارد بداند كه غذاهاي كنسرو شده، منجمد شده و ... چگونه تهيه ميشود و يا چه مواد باارزشي در غذاها هست و كدام غذاها براي سلامت بدن خوب است، ميتواند وارد رشته صنايع غذايي بشود.

پالايش
دانشجوي گرايش پالايش در پالايشگاههاي كشور كه نفت خام را به فرآوردههاي نفتي تبديل ميكنند، مشغول به كار شده و در اصل وظيفه طراحي پالايشگاهها را بر عهده دارد.
گرايش پالايش به طراحي پالايشگاهها باز ميگردد. يعني دانشجوي اين گرايش شيوه طراحي دستگاههايي مثل برجهاي تقطير، دستگاههاي جداكننده مايعات از مايعات و گازها از مايعات را ميآموزد. دستگاههايي كه مشتقات ئيدروكربني مثل بنزين و گازوئيل و مواد سنگينتر مثل قير و شويندهها را از نفت خام جدا ساخته و به دست ميآورند.

طراحي فرآيندهاي صنايع نفت
فرآيند يعني عملكرد با روش و طريقي كه بتوان به ياري آن مادهاي را از حالتي به حالت ديگر تغيير شكل داد و منظور از مهندس طراحي فرآيندهاي صنايع نفت يعني فردي كه روش اين تغيير و تحول را طراحي كند چون براي تبديل يك ماده از حالت اوليه به حالتي خاص لازم است كه دستگاههايي طراحي شده و محاسباتي انجام بگيرد تا بتوان به نتيجه مطلوب دست يافت.

طراحي صنايعي كه بطور مستقيم يا غير مستقيم وابسته به نفت خام يا فرآوردههاي پالايشگاه و يا صنايع پتروشيمي است به مهندس شيمي گرايش طراحي فرآيندها مربوط ميشود.
همانطور كه ميدانيد گرايشها در سطح ليسانس تفاوتي با هم ندارند و حتي نميتوان بين بعضي از گرايشها مرز مشخصي قائل شد. اما در كل ميتوان گفت كه گرايش پالايش صرفا به پالايش نفت و گاز بر ميگردد همچنين گرايش پتروشيمي فقط در زمينه توليد مواد پتروشيمي است در حالي كه گرايش طراحي فرآيندها در كليه امور از جمله نفت و گاز و مواد پتروشيمي دخالت دارد همچنين تهيه بعضي مواد منحصرا متعلق به اين گرايش ميباشد مثل تركيب دو ماده پارافين و كلر و ايجاد يك محصول جديد به نام پارافين كلره كه به عنوان يك ماده خاموش كننده حريق مورد استفاده قرار ميگيرد و توليد آن نيز به گرايش پالايش و يا پتروشيمي باز نميگردد.
يك مهندس شيمي گرايش طراحي فرآيندهاي صنايع نفت، واكنشهاي خاصي را از شيميستها ميگيرد و با توجه به شرايط محيطي ، اقتصادي و ... بهترين روش توليد مواد شيميايي و خالصسازي آنها را پيدا كرده و پياده ميكند، كه البته در اين راه بايد عوامل مهمي مثل انتقال جرم، انتقال حرارت و روابط ترموديناميكي را محاسبه كرده و به طراحي راكتور و مبدلهاي حرارتي بپردازد.

وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر
امكان ادامه تحصيل در مقاطع كارشناسي ارشد و دكترا ميسر است.

رشتههاي مشابه و نزديك به اين رشته
بيشتر دروس مهندسي شيمي با رشتههاي مهندسي ديگر، بخصوص مهندسي مكانيك گرايش حرارت و سيالات مشترك است.

» منبع: گزينه 2

تقطیر، در واقع ، جداسازی فیزیکی برشهای نفتی است که اساس آن ، اختلاف در نقطه جوش هیدروکربنهای مختلف است. هر چه هیدروکربن سنگینتر باشد، نقطه جوش آن زیاد است و هر چه هیدروکربن سبکتر باشد، زودتر خارج میشود. اولین پالایشگاه تاسیس شده در جهان ، در سال 1860 در ایالت پنسیلوانیای آمریکا بوده است. نفت خام ، از کورههای مبدل حرارتی عبور کرده، بعد از گرم شدن وارد برجهای تقطیر شده و تحت فشار و دما به دو صورت از برجها خارج میشود و محصولات بدست آمده خالص نیستند. انواع برجهای تقطیر در زیر توضیح داده میشوند.

« برجهای تقطیر با سینی کلاهکدار»

در برجهای تقطیر با سینی کلاهکدار ، تعداد سینی ها در مسیر برج به نوع انتقال ماده و شدت تفکیک بستگی دارد. قطر برج و فاصله میان سینیها به مقدار مایع و گاز که در واحد زمان از یک سینی میگذرد، وابسته است. هر یک از سینیهای برج ، یک مرحله تفکیک است. زیرا روی این سینی ها ، فاز گاز و مایع در کنار هم قرار میگیرند و کار انتقال ماده از فاز گازی به فاز مایع یا برعکس در هر یک از سینیها انجام میشود. برای اینکه بازدهی انتقال ماده در هر سینی به بیشترین حد برسد، باید زمان تماس میان دو فاز و سطح مشترک آنها به بیشترین حد ممکن برسد.

بخشهای مختلف برج تقطیر با سینی کلاهکدار:

1) بدنه و سینی ها : جنس بدنه معمولا از فولاد ریخته است. جنس سینیها معمولا از چدن است. فاصله سینیها را معمولا با توجه به شرایط طراحی ، درجه خلوص و بازدهی کار جداسازی بر میگزینند. در بیشتر پالایشگاههای نفت ، برای برجهای تقطیر به قطر 4 ft فاصله میان 50 - 18 سانتیمتر قرار میدهند. با بیشتر شدن قطر برج ، فاصله بیشتری نیز برای سینیها در نظر گرفته میشود.

2) سرپوشها یا کلاهکها : جنس کلاهکها از چدن میباشد. نوع کلاهکها با توجه به نوع تقطیر انتخاب میشود و تعدادشان در هر سینی به بیشترین حد سرعت مجاز عبور گاز از سینی بستگی دارد.

3) موانع یا سدها : برای کنترل بلندی سطح مایع روی سینی ، به هر سینی سدی به نام وییر (Wier) قرار میدهند تا از پایین رفتن سطح مایع از حد معنی جلوگیری کند. بلندی سطح مایع در روی سینی باید چنان باشد که گازهای بیرون آمده از شکافهای سرپوشها بتوانند از درون آن گذشته و زمان گذشتن هر حباب به بیشترین حد ممکن برسد. بر اثر افزایش زمان گذشتن حباب از مایع ، زمان تماس گاز و مایع زیاد شده ، بازدهی سینیها بالا میرود.

« برجهای تقطیر با سینیهای مشبک»

در برجهای با سینی مشبک ، اندازه مجراها یا شبکهها باید چنان برگزیده شوند که فشار گاز بتواند گاز را از فاز مایع با سرعتی مناسب عبور دهد. عامل مهمی که در بازدهی این سینی ها موثر است، شیوه کارگذاری آنها در برج است. اگر این سینی ها کاملا افقی قرار نداشته باشند، بلندی مایع در سطح سینی یکنواخت نبوده و گذر گاز از همه مجراها یکسان نخواهد بود.
خورندگی فلز سینی ها هم در این نوع سینی ها اهمیت بسیار دارد. زیرا بر اثر خورندگی ، قطر سوراخها زیاد میشود که در نتیجه مقدار زیادی بخار با سرعت کم از درون آن مجاری خورده شده گذر خواهد کرد. و میدانیم که اگر سرعت گذشتن گاز از حد معینی کمتر گردد، مایع از مجرا به سوی پایین حرکت کرده بازدهی کار تفکیک کاهش خواهد یافت.

« برجهای تقطیر با سینیهای دریچهای»

این نوع سینی ها مانند سینی های مشبک هستند. با این اختلاف که دریچهای متحرک روی هر مجرا قرار گرفته است. درصنعت نفت، دو نوع از این سینی ها بکار میروند:

1) انعطاف پذیر : همانطور که از نام آن برمیآید، دریچهها میتوانند بین دو حالت خیلی باز یا خیلی بسته حرکت کنند.

2) صفحات اضافی : در این نوع سینیها ، دو دریچه یکی سبک که در کف سینی قرار میگیرد و دیگری سنگین که بر روی سه پایهای قرار گرفته ، تعبیه شده است. هنگامی که بخار کم باشد، تنها سرپوش سبک به حرکت در میآید. اگر مقدار بخار از حد معینی بیشتر باشد، هر دو دریچه حرکت میکنند.

« مقایسه انواع گوناگون سینیها»

در صنعت نفت ، انواع گوناگون سینیها در برجهای تقطیر ، تفکیک و جذب بکار برده میشوند. ویژگیهایی که در گزینش نوع سینی برای کار معینی مورد توجه قرار میگیرد، عبارت است از: بازدهی تماس بخار و مایع ، ظرفیت سینی ، افت بخار در هنگام گذشتن از سینی ، زمان ماندن مایع بر روی سینی ، مشخصات مایع و ... . چون در صنعت بیشتر سینیهای کلاهکدار بکار برده میشوند، برای مقایسه مشخصات سینیهای دیگر ، آنها را نسبت به سینیهای کلاهکدار ارزیابی میکنند.

« برجهای انباشته»

در برجهای انباشته ، بجای سینیها از تکهها یا حلقههای انباشتی استفاده میشود. در برجهای انباشته حلقهها یا تکههای انباشتی باید به گونهای برگزیده و در برج ریخته شوند که هدفهای زیر عملی گردد:

1) ایجاد بیشترین سطح تماس میان مایع و بخار

2) ایجاد فضا مناسب برای گذشتن سیال از بستر انباشته

« جنس مواد انباشتی»

این مواد باید چنان باشند که با سیال درون برج ، میل ترکیبی نداشته باشند.

« استحکام مواد انباشتی»

جنس مواد انباشتی باید به اندازه کافی محکم باشد تا بر اثر استفاده شکسته نشده و تغییر شکل ندهد.

« شیوه قرار دادن مواد انباشتی»

مواد انباشتی به دو صورت منظم و نامنظم درونبرج قرار میگیرند.

1) پر کردن منظم: از مزایای این نوع پر کردن، کمتر بودن افت فشار است که در نتیجه میشود حجم بیشتر مایع را از آن گذراند.

2) پر کردن نامنظم: از مزایای این نوع پر کردن ، میتوان به کم هزینه بودن آن اشاره کرد. ولی افت فشار بخار در گذر از برج زیاد خواهد بود.

« مقایسه برجهای انباشته با برجهای سینیدار»

در برجهای انباشته ، معمولا افت فشار نسبت به برجهای سینیدار کمتر است. ولی اگر در مایع ورودی برج ذرات معلق باشد، برجهای سینیدار بهتر عمل میکنند. زیرا در برجهای انباشته ، مواد معلق تهنشین شده و سبب گرفتگی و برهم خوردن جریان مایع میگردد. اگر برج بیش از حد متوسط باشد، برج سینیدار بهتر است. زیرا اگر در برجهای انباشته قطر برج زیاد باشد، تقسیم مایع در هنگام حرکت از بستر انباشته شده یکنواخت نخواهد بود .در برجهای سینیدار میتوان مقداری از محلول را به شکل فرایندهای کناری از برج بیرون کشید، ولی در برجهای انباشته این کار، شدنی نیست. کارهای تعمیراتی در درون برجهای سینیدار ، آسانتر انجام میگیرد. تمیز کردن برجهای انباشته ، از آنجا که باید پیش از هرچیز آنها را خالی کرده و بعد آنها را تمیز نمایم، بسیار پرهزینه خواهد بود.

کوره دستگاهی است که در آن سوخت در مجاورت هوا یا اکسیژن محترق می شود و شعله های طولانی ایجاد می کند. این شعله ها دیواره کوره و اجسام مجاور را گرم می کنند.

«ساختمان دیواره کوره ها»

ساختمان دیواره کوره از موادی ساخته می شوند که دمای ذوب و نرم شدن آن ها خیلی زیاد باشد و بتواند حرارت هایی را که در کوره به وجود می آید تحمل کند و هم چنین مقاومت مکانیکی داشته باشد و تحت تاثیر فعل و انفعالات شیمیایی قرار نگیرد. این گونه اجسام را به طور عام نسوز می گویند. نسوزهای خوب معمولا گران تمام می شوند لذا دیواره کوره ها را نازک اختیار می کنند و برای استحکام، پشت دیواره ها را با آجرهای نسوز و ارزان قیمت می سازند.

«معرفی کوره های الکتریکی»

اگر سیمی به مقاومت R اهم جریانی به شدت I آمپر در مدت t ثانیه که اختلاف پتانسیل دو سر آن V ولت باشد عبور کند، مطابق قانون ژول انرژی مصرفی عبارت است از:

W =VIt = RI²t

و اگر قسمتی از مدار که انرژی نامبرده مصرف می شود هیچ گونه فعل و انفعال شیمیایی صورت نگیرد تمام انرژی به گرما تبدیل می شود و به اندازه Q= RI²t کالری گرما تولید می کند.

کوره های الکتریکی مانند کوره های شعله ای متنوع و با توجه به موارد کاربرد آن ها، شکل و کارشان تغییر می کند و با توجه به سه عامل زیر ساخته می شوند:

1) تاثیر شدت جریان الکتریکی

2) شکل و جنس ماده گرماده

3) فشار داخل کوره

«ساختمان کوره های الکتریکی»

کوره های الکتریکی از شش قسمت اصلی تشکیل می شوند:

1) محفظه خارجی

2) جسم عایق گرما

3) نسوز

4) ماده گرماده

5) محفظه داخلی یا بوته

6) وسایل لازم برای ورود و خروج جریان الکتریکی

« انواع کوره های الکتریکی»

1) کوره های مارپیچی نیکروم : در این کوره فلز گرماده از جنس نیکروم با مقطع 4 میلی متر، طول 15 متر و تعداد 58 عدد حلقه به وسیله سیمان مخصوصی روی لوله ثابت شده است که تا 1300 درجه سانتیگراد حرارت را تحمل می کند.

2) کوره مقاومتی با مارپیچ پلاتینی: برای دمای زیادتر از 1300 درجه از کوره دیگری استفاده می شود که فلز گرماده آن به جای نیکروم نوار بسیار نازک پلاتین است. باید مواظب بود که سیلیس خالص در مجاورت پلاتین قرار نگیرد.

3) کوره با مارپیچ مولیبدن: در این کوره قطر حلقه مارپیچ 6 سانتی متر، طول سیم 20 متر، مقاومت الکتریکی 10 اهم، توان 200 وات، ولتاژ 110 ولت و دمای حاصل 1560 درجه سلسیوس است.

4) کوره القایی :اگر یک جسم هادی الکتریسیته را داخل مدار مارپیچی شکل فلزی که از آن شدت جریان الکتریکی متناوب با فرکانس 2000 تا 5000 عبور می کند قرار دهیم، در جسم هادی، جریان های القایی موسوم به جریان فوکو ایجاد می شود. این جریان ها جسم را گرم می کند.

5) کوره قوسی:اگر میان دو قلم زغال که دو نوک آن در مقابل یکدیگر قرار گرفته اند اختلاف سطح الکتریکی برقرار کنیم، اثر پدیده های الکتریکی و حرارتی مقداری الکترون از کاتد خارج و به طرف آند متوجه می شود و در نتیجه، مثل این است که مدار به وسیله الکترون ها بسته و جریان الکتریکی در مدار بر قرار شده است.

6) کوره تابشی: اگر جسم سیّالی را در مقابل آفتاب قرار دهیم هر سانتی متر مربع آن در هر دقیقه 2 کالری انرژی از شعاع های نورانی آفتاب جذب می کند. با استفاده از این انرژی می توان کوره تابشی ساخت. ساختمان کوره های تابشی عبارت است از استفاده از یک یا چند آیینه مسطح و یک یا چند آیینه مقعر. شعاع های نورانی آفتاب نخست روی آیینه مسطح برخورد می کند و با امتداد موازی محور اصلی آیینه مقعر روی آن تابیده می شود.آیینه مقعر اشعه را بازگشت می دهد و در کانون خود متمرکز می کند. بوته را در کانون آیینه قرار می دهند با این دستگاه ممکن است چندین کیلووات انرژی به دست آورد و حرارتی متجاوز از 3000 درجه سانتیگراد کرد.

رآکتور شیمیایی دستگاهی است که در آن واکنش یا واکنش های شیمیایی نظیر تبدیل، ترکیب یا تجزیه به منظور تولید مواد مورد نظر انجام می شود.طبق قرارداد دستگاهی که در آن واکنش سوختن به منظور تولید انرژی انجام می شود، رآکتور نیست.

---

رآکتور شیمیایی دستگاهی است که در آن واکنش یا واکنش های شیمیایی نظیر تبدیل، ترکیب یا تجزیه به منظور تولید مواد مورد نظر انجام می شود.طبق قرارداد دستگاهی که در آن واکنش سوختن به منظور تولید انرژی انجام می شود، رآکتور نیست.

در یک واحد صنایع شیمیایی مواد خام ابتدا از یک رشته فرآیندهای تغییر فیزیکی اولیه از قبیل جداسازی، مخلوط کردن و ... عبور می کنند تا آماده ورود به مرحله بعدی یعنی تغییرات شیمیایی شوند. در این مرحله به کمک رآکتور یا راکتورهای مناسب واکنش های شیمیایی مورد نظر انجام و محصول تهیه می شود. به دلیل انجام بعضی از واکنش های ناخواسته یا وجود مقداری از مواد خام که در رآکتور فرصت انجام واکنش نداشته و همراه محصول از رآکتور خارج شده اند، این محصول غالبا قابل عرضه به بازار نمی باشد و لازم است عملیات فیزیکی نهایی از قبیل جداسازی، خالص سازی و... بروی آن انجام شود. در صنایع شیمیایی، آن بخش از عملیات شیمیایی که در رآکتورها صورت می گیرد مهمترین و حساس ترین عملیات کارخانه محسوب می گردد.

« تقسیم بندی رآکتورها»

براساس دیدگاه های متفاوت، تقسیم بندی های متنوعی برای رآکتورهای شیمیایی انجام شده است. یکی از مهمترین مشخصه های واکنش های شیمیایی تعداد و نوع فازهایی است که واکنش در آن صورت می گیرد. بر این مبنا می توان رآکتورهای شیمیایی را نیز تقسیم بندی نمود. این تقسیم بندی در زیر آمده است:

1) رآکتورهای تک فازی:

در این رآکتورها واکنش در فاز گاز یا در فاز مایع انجام می شود

2) رآکتورهای چند فازی:

در این رآکتورها واکنش میان فازهای گاز و مایع یا میان دو فاز مایع یا میان فازهای سیال و جامد انجام می شود

- تقسیم بندی دیگر رآکتورها براساس نوع عملیات آن ها است. این تقسیم بندی به شکل زیر است:

1) رآکتورهای ناپیوسته(Batch Reactors):

مثل رآکتور تولید پلی کلرید وینیل(PVC) از طریق پلیمر کردن کلرید وینیل

2) رآکتورهای پیوسته یا جریان پایدار(Continuous or Steady Flow Reactors):

مثل رآکتور تولید آمونیاک از طریق واکنش میان گازهای هیدروژن و نیتروژن

3) رآکتورهای نیمه پیوسته(Semi Batch Reactors):

مثل رآکتور هیدروژن دار کردن روغن مایع به منظور اشباع آن و تولید روغن جامد

راکتورهای ناپیوسته:

در این رآکتورها مواد اولیه به مقدار معین وارد رآکتور می شود، در زمان مشخص واکنش انجام می گیرد و سپس محصول از راکتور خارج می شود. بدین ترتیب یک دوره کار که شامل بارگیری، انجام واکنش و تخلیه است پایان می پذیرد و راکتور برای انجام واکنش در دوره بعد پاکسازی و آماده می شود.

این نوع راکتورها نسبتا ساده هستند و احتیاج به وسایل کمکی و سیستم های کنترل کمتری دارند. در صنعت از این نوع راکتورها برای انجام واکنش های کند، که احتیاج به زمان اقامت زیادی دارند، استفاده می شود. مدت اقامت واکنش دهنده ها در داخل راکتور، که طی آن واکنش گرها فرصت انجام واکنش پیدا می کنند، زمان اقامت گویند.

رآکتورهای پیوسته:

در این نوع راکتورها، مواد اولیه به طور دایم وارد راکتور می شود و پس ار انجام واکنش محصول، پیوسته از راکتور خارج می شود. این گونه راکتورها هنگامی در صنعت استفاده می شوند که هدف تولید مقدار زیادی محصول باشد در ضمن راکتورهای پیوسته برای انجام واکنش های سریع مناسب تر می باشند.

این نوع رآکتورها نیاز به سیستم های دقیق و متنوعی دارند. از این راکتورها در بسیاری از صنایع شیمیایی، به خصوص صنایع نفت،گاز و پتروشیمی استفاده می شود.

رآکتورهای نیمه پیوسته:

این نوع راکتورها دارای انواع متنوعی هستند. در نوع متداول آن یکی از مواد اولیه ابتدا در داخل راکتور بارگیری و سپس به تدریج ماده یا مواد اولیه دیگر به آن اضافه می شود. در نوع دیگر مواد اولیه به طور هم زمان وارد راکتور می شود ولی تا پایان واکنش هیچ ماده ای از راکتور خارج نمی شود. نوع دیگری از آن وجود دارد که یکی از مواد اولیه در داخل راکتور بارگیری شده است و ماده دیگر به تدریج به آن اضافه می گردد و همزمان با آن محصول نیز از راکتور خارج می 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

1) یاتاقان (Bearing):

یاتاقان جز لازم برای هر محرک با حرکت گریز از مرکز می باشد که برای کم کردن نیروی اصطکاک و بهتر چرخیدن قسمت گردان به کار می رود.انواع آن عبارتند از:

الف- یاتاقان ساچمه ای (Ball Bearing):

بیشتر در اندازه های کوچک ساخته می شود. نقطه اثر آن با محور گردان، در اثر چرخش بصورت یک خط در می آید.

ب- یاتاقان غلطکی (Roller Bearing):

در اندازه های متوسط ساخته می شود. این یاتاقان ها از تعدادی استوانه توپر که در جعبه یاتاقان جای دارند تشکیل شده است. نقطه اثر آن با محور گردان در حال چرخش به صورت یک خط پهن درمی آید.

ج- یاتاقان لغزشی (Slide Bearing):

این یاتاقان ها بیشتر در اندازه های بزرگ ساخته می شوند. محور گردان در داخل دو نیم استوانه که قشر داخلی آن ها از یک لایه نرم به نام(Babbitt) پوشیده شده می چرخد. سختی بابیت به مراتب کمتر از سختی محور گردان است. این نرمی بابیت برای جلوگیری از خراب شدن محور در مواقعی که ذرات خارجی همراه روغن است می باشد. در ضمن اگر درجه حرارت بالا برود قبل از اینکه شفت(Shaft) و یا قسمت اصلی یاتاقان صدمه ببیند بابیت از بین می رود.

2) جعبه آب بند(Stuffing Box):

همان طور که از اسمش پیداست برای جلوگیری از نشت مایع به کار می رود. جعبه آب بند در پمپ های گریز از مرکز مفصل تر از پمپ های دیگر است. قدیمی ترین روش برای آب بندی کار گذاشتن لائی در اطراف محور گردان بود. ولی امروزه از آب بندی های مکانیکی(Mechanical Seal) استفاده می شود که احتیاج به لائی ندارد.

اجزا یک آب بند مکانیکی عبارتند از:

1- حلقه آب بندی ثابت (Stationery Seal Ring)

2- لائی ثابت آب بندی (Stationery Seal Ring Packing)

3- گیره (Gland)

4- لائی بین گیره و قسمت ثابت (Seal Plate Gasket)

5- حلقه آب بندی گردان (Rotary Seal Ring)

6- لائی گردان آب بندی (Rotary, Seal Ring Packing)

7- فنر (Spring)

8- محافظ فنر (Spring Sleeve)

9- پیچ تنظیم (Set Screw)

10- واشر (Washer)

راه اندازی پمپ ها (Start up):

برای راه اندازی پمپ ها باید نکات ذیل مورد توجه قرار گیرد:

1- بررسی سیستم روغن کاری

2- گریسکاری بعضی از قسمت ها در صورت لزوم

3- بررسی سیستم خنک کن یاتاقان ها

4- گرم کردن پمپ هایی که مایع گرم پمپ می کنند قبل از راه اندازی

5- چرخاندن محور پمپ ها با دست برای اطمینان از جام نبودن آن ها

6- تنظیم شیر ورودی و خروجی

7- پمپ گریز از مرکز را نباید بدون مایع پمپ شونده به کار انداخت.

8- هیچگاه نباید پمپ های رفت و برگشتی را با خروجی بسته به کار انداخت.

9- اگر پمپ گریز از مرکز را با خروجی بسته به کار انداختید، نگذارید مدت طولانی شود.

10- پمپ را باید هواگیری کرد.

خوابانیدن پمپ ها (Shut down):

برای خوابانیدن پمپ ها(از سرویس خارج کردن) باید نکات زیر را در نظر گرفت:

1- اگر پمپ گریز از مرکز است باید اول شیر خروجی را بست تا در موقع خوابانیدن به شیر یکطرفه پمپ ضربه وارد نشود. از طرفی ممکن است خوب کار نکند و با نشت آب پمپ در جهت عکس بچرخد.

2- اگر پمپ رفت و برگشتی است احتیاج به بستن شیر نیست. به عبارت دیگر نباید شیر خروجی پمپ های رفت و برگشتی را به هنگام خوابانیدن بست، زیرا با بستن آن فشار بالا می رود و امکان دارد که قسمتی از پمپ و خروجی پاره شود یا اینکه موتور پمپ بسوزد.

3- اگر پمپ به عنوان یدک خوابیده می شود باید دستگاه خودکار را مورد بررسی قرار داد که مطمئن شویم در صورت لزوم کار خواهد کرد.

4- اگر پمپ را برای تعمیرات کلی می خوابانیم باید شیر ورودی و خروجی را کاملا بسته نگه داشت و در صورت لزوم ورودی و خروجی را با صفحه کور(Blank) ببندیم.

5- اگر پمپ به عنوان یدک خوابیده است باید سیستم خنک کننده و سیستم روغن کاری آن ها همچنان در سرویس باقی بمانند.

اژکتور یا استخراج کننده وسیله ای است مکنده و خلاء ساز لذا به وسیله آن می توان مواد گازی و یا مایع یک ظرف را تخلیه و در آن تولید خلاء نسبی یا خلاء مطلق نمود.

ساختمان اژکتور و اساس کار آن:

اژکتور دارای ساختمانی شیپوری (Venturi) است. هوا یا بخار فشرده از طریق یک لوله باریک (Nozzle) به سرعت جهش مانند (Jet) به فضای مخروطی شیپور هدایت می شود.

مسلم است که فشار خروجی اژکتور از ورودی آن بیشتر است و علت بر نگشتن گاز از خروجی اژکتور به ورودی آن سرعت زیاد مخلوط آب و گازها در خرطومی (Diffuser) اژکتور است.

موارد کاربرد اژکتورها:

می دانیم که نقطه جوش تابع مستقیمی از فشار محیط است. به عبارت صحیح تر، فشار و نقطه جوش رابطه مستقیمی با هم دارند. لذا کاهش فشار محیط ، کاهش نقطه جوش را به همراه دارد. با توجه به این عبارت اهمیت اژکتور به عنوان تنها وسیله تولید خلاء در صنایع نفت و پتروشیمی مشخص می شود از موارد استفاده اژکتور می توان به دو مورد زیر اشاره کرد:

1) همان گونه که می دانیم هیدروکربن ها در درجه حرارت های بالا ممکن است شکسته شوند و یا با ذرات دیگر ترکیب شوند، بنابراین برای تصفیه و تفکیک نفت خام در پالایشگاه ها از برج های خلاء استفاده می شود به دلیل اینکه در اینگونه برج ها درجه حرارت پایین آمده و قادر خواهیم بود بدون ازدیاد درجه حرارت به میزان زیاد مواد را تفکیک و تصفیه کنیم.

2) تخلیه یک طرفه مایعات از دیگر استفاده های اژکتورهاست که در این حالت اژکتور همانند یک تلمبه عمل می نماید که در صنعت به (Jet Pump) معروف است.

قطعات اصلی اژکتورها :

اژکتورها از لحاظ دسته و تقسیم بندی انواع متفاوتی ندارند و همواره یک اژکتور می تواند از قطعات اصلی زیر تشکیل شده باشد :

1) سرپوش بازدید افشاننده

2) صافی بخار

3) سرپوش افشاننده

4) ورودی بخار آب

5) سرپوش ورودی

6) ورودی

7) افشاننده

8) مبدل فشار به سرعت یا خرطومی

9) خروجی

ماشین هایی که جذب کننده قدرت مکانیکی هستند و این قدرت را به صورت های مختلفی از قبیل انرژی حرارتی،انرژی جنبشی و یا پتانسیل به سیال اعمال می کنند طیف وسیعی را شامل می شوند از قبیل : فن ها، دمنده ها و کمپرسور ها .

یکی از موارد استفاده از کمپرسور ها، جهت افزایش فشار گازها تا یک حد معین برای کاربرد های صنعتی می باشد.

تقسیم بندی کلی کمپرسور ها :

از عمده معیار های تقسیم بندی کمپرسور ها، می توان به تقسیم بندی بر اساس مکانیزم و اصول کارکرد و نحوه اعمال انرژی به سیال، اشاره داشت که بر این اساس تقسیم بندی های زیر را برای کمپرسور ها خواهیم داشت :

1) کمپرسور های رفت و برگشتی یا جابجایی مثبت یا جریان منقطع

2) کمپرسور های سانتریفیوژ یا دینامیک یا جریان پیوسته

تفاوت های مهم این دو گروه فوق را می توان در موارد زیر خلاصه کرد :

1) کمپرسور های رفت و برگشتی برای فشارهای زیاد و متوسط و شدت جریان های پایین به کار می رود در حالیکه کمپرسور های سانتریفیوژ برای فشارهای متوسط و پایین یا جریان های متوسط و بالا به کار می رود.

2) فشارهای ایجاد شده در کمپرسور های سانتریفیوژ مقدار محدود و مثبتی دارد در حالیکه، در کمپرسور های رفت و برگشتی این فشارها می تواند متغیر و قابل تنظیم بوده و اصولا تابع نیاز سیستم می باشد.

3) همان طوری که از نام گذاری این دو گروه ملاحظه می شود جریان در کمپرسور های رفت و برگشتی ناپیوسته بوده، به گونه ای که مقداری گاز به درون کمپرسور کشیده شده و عمل تراکم روی آن انجام می شود، سپس تخلیه شده و دوباره سیکل تکرار می گردد. ولی در کمپرسور های سانتریفیوژ سیکلی وجود نداشته و جریان پیوسته و ممتد می باشد.

4) کمپرسور های دینامیکی (سانتریفیوژ) بر اساس نیروی گریز از مرکز که روی قطعه ای به نام پره اعمال می کند، ایجاد انرژی می نماید و این انرژی که از نوع انرژی جنبشی می باشد در خروجی کمپرسور، به فشار مبدل می شود در حالیکه کمپرسور های رفت و برگشتی مستقیما فشار گاز را توام با کاهش حجم، افزایش می دهند.

کاربرد کمپرسور ها :

بطور کلی کمپرسور ها جهت افزایش فشار سیالات قابل تراکم (گاز و بخار) تا یک حد معین، مورد استفاده قرار میگیرد.این فشار ممکن است نیازهای مختلفی را تأمین کند از قبیل: غلبه بر اصطکاک و تلفات مسیر، تاثیر در یک واکنش معین در نقطه تحویل گاز و بهبود خواص ترمودینامیکی گاز .به بیان ساده تر، کمپرسور ها کاری مشابه پمپ ها دارند با این تفاوت که سیال آنها بخار یا گاز می باشد. گازهای جابجا شده بوسیله کمپرسور از نقطه نظر وزن ملکولی و دیگر خواص شیمیایی و فیزیکی دامنه وسیعی را تشکیل میدهند ولی امروزه از سبک ترین تا سنگین ترین گازها توسط کمپرسور های گوناگون جابجا می شوند صنایع و زمینه های متعددی وجود دارند که در هر کدام از آنها نیازهای بخصوصی با انتخاب کمپرسور های مناسب تأمین میگردد که این زمینه ها عبارتند از:

1) تهویه ساختمان، تونل ها، معادن و کوره ها

2) تأمین هوای فشرده جهت احتراق در ماشینهای احتراق داخلی و دیگ های بخار

3) انتقال انواع گازها

4) تأمین فشار مخازن ذخیره تحت فشار

5) تزریق گاز به میدان های نفتی

6) سیستم های تبرید

7) فرآیند های شیمیایی و تصفیه گازها

« کمپرسور های دینامیک (Dynamic Compressors)»

که شامل انواع زیر می شود :

1) کمپرسور های گریز از مرکز (Centrifugal Compressors)

2) کمپرسور های محوری (Axial Compressors)

3) کمپرسور های جریان مختلط (Diagonal Or Mixed Flow Compressors)

« کمپرسور های جا به جایی مثبت (Positive Displacement Compressors)»

این کمپرسور ها شامل انواع زیر می شود :

1) کمپرسور های رفت و برگشتی (Reciprocating Compressors)

2) کمپرسور های دوار یا گردشی (Rotary Compressors)

اکنون به تعریف برخی از این کمپرسور ها می پردازیم :

« کمپرسور های گریز از مرکز (Centrifugal Compressors)»

هر جا که ظرفیت و قدرت بالا مد نظر باشد بدون شک کمپرسور های سانتریفیوژ حرف اول را می زنند. از نظر تعداد مورد استفاده در صنعت نیز این ماشین ها با نوع رفت و برگشتی در مقام دوم هستند. راندمان آن ها در مقایسه با کمپرسور های رفت و برگشتی پایین بوده و لذا منبع انرژی را طلب می کنند. اصول کار در این کمپرسور ها بدین شکل است که افزایش فشار با شتاب گیری جریان گاز، در حرکت شعاعی در طول پره ها و تبدیل انرژی سرعت گاز به انرژی فشاری در عبور از دیفیوزر صورت می گیرد. این کمپرسور ها شامل قسمت های زیر هستند : 1) پوسته (Shell) ، 2) دیافراگم ها و دیفیوزر ها ، 3) آب بندی شانه ای ( Labyrinths) ، 4) پره ها (Impellers)

« کمپرسور های جریان مختلط (Diagonal Or Mixed Flow Compressors)»

کمپرسور های جریان مختلط یا قطری یا جریان محوری و شعاعی، مشابه کمپرسور های گریز از مرکز هستند. یعنی سیال موازی محور وارد چرخ می گردد و به طور مایل نسبت به محور از چرخ خارج می شود. در این کمپرسور ها دیفیوزر اغلب برای تبدیل جریان قطری به جریان محوری به کار می رود. کمپرسور های جریان مختلط دارای قطر دیفیوزر کمتری نسبت به کمپرسور های گریز از مرکز هستند. در این نوع کمپرسور ها متوسط شعاع خروجی بیش از ورودی است. تا کنون تعداد بسیار کمی از کمپرسور های پژوهشی جریان مختلط در سراسر جهان تست شده اند.

این کمپرسور ها در ایالات متحده به کمپرسور های قطری(Diagonal Compressors) معروفند.

« کمپرسور های رفت و برگشتی (Reciprocating Compressors)»

کمپرسور های رفت و برگشتی قدیمی ترین و رایج ترین نوع کمپرسور ها بوده و عمل تراکم گازها با کاهش اجباری حجم توسط حرکت پیستون در داخل یک سیلندر صورت می گیرد.ورود گاز به سیلندر و خروج از آن به وسیله سوپاپ ها بر اساس اختلاف فشار ما بین خط لوله و درون سیلندر، باز و بسته می شوند.

مشخصه بارز کمپرسور های رفت و برگشتی، امکان استفاده از آنها برای چندین سرویس در یک دستگاه واحد می باشد. مثلا از یک سیلندر برای کمپرس کردن پروپان و از سیلندرهای دیگر برای کمپرس گازهای دیگر می توان استفاده کرد.

1. اربیوم
2. ارسنیک
3. استاتین
4. استرنسیوم
5. اسکاندیوم
6. اسمیوم
7. اکسیژن
8. امریسیوم
9. انتیموان
10. اورانیوم
11. ایتربیوم
12. ایتریوم
13. ایریدیوم
14. ایندیوم
15. اینشتینیوم
16. آبیتیک اسید
17. آرگون
18. آکتینیوم
19. آلومینیوم
20. آهن
21. باریوم
22. برکلیوم
23. برم
24. بریلیوم
25. بور
26. بوهریوم
27. بیسموت
28. پالادیوم
29. پتاسیم
30. پراسیودیمیوم
31. پروتاکتینیوم
32. پرومتیوم
33. پلاتین
34. پلوتونیوم
35. پولونیوم
36. تالیوم
37. تانتالیوم
38. تربیوم
39. تکنسیوم
40. تلوریوم
41. تنگستن
42. توریوم
43. تولیوم
44. تیتانیوم
45. جیوه
46. دارمشتادیوم
47. دوبنیوم
48. دیسپروزیوم
49. رادرفوردیوم
50. رادون
51. رادیوم
52. رنیوم
53. روبیدیوم
54. روتنیوم
55. رودیوم
56. رونتگنیم
57. روی
58. زیرکونیوم
59. ژرمانیوم
60. ساماریوم
61. سدیم
62. سرب
63. سریوم
64. سزیوم
65. سلنیوم
66. سیبورگیوم
67. سیلیسیوم
68. طلا
69. فرانسیوم
70. فرمیوم
71. فسفر
72. فلوئور
73. قلع
74. کادمیوم
75. کالیفرنیوم
76. کبالت
77. کربن
78. کروم
79. کریپتون
80. کلر
81. کلسیم
82. کوریوم
83. گادولینیوم
84. گالیوم
85. گزنون
86. گوگرد
87. لانتانیوم
88. لاورنسیوم
89. لوتسیوم
90. لیتیوم
91. مس
92. مندلویوم
93. منگنز
94. منیزیوم
95. مولیبدن
96. میتنریوم
97. نئون
98. نپتونیوم
99. نقره
100. نوبلیوم
101. نیتروژن
102. نیکل
103. نیوبیوم
104. نیودیمیوم
105. هاسیوم
106. هافنیوم
107. هلیوم
108. هولمیوم
109. هیدروژن
110. وانادیوم
111. ید
112. یوروپیوم

آیا شما علاقه داريد كه مطلبي را روي كاغذ بنويسيد ولي هيچكس نتواند آن را مشاهده كند مگر كسي كه رمزآن را بلد است؟اگر علاقه مند به اين نوع نوشته هستيد چند كريستال «كلرو كبالت» در كمي آب بريزيد محلول حاصل تقريبا بي رنگ است . شما هر چه را مي خواهيد با اين مركب وهر نوع قلم بنويسيد، اصلا ديده نمي شود .خود شما يا كسي ديگر اگر اين نوشته را روي منبع حرارت بگيريد آرام آرام نوشته ها آبي پر رنگ مي شود و به خوبي قابل رؤيت خواهد شد همين طور مي توانيد اين نوشته را جلوي افتاب بگيريد باز هم خود به خود قابل ديدن خواهد شد جالب اينجا ست كه مدتي بعد از خواندن نوشته دوباره محو خواهد شد !!!؟؟؟؟

جريان از اين قرار است كه در ساختار بلور فلزّات، به ازاي هر اتم يك يا چند الكترون آزاد وجود دارد كه تقريباً در همهي نمونهي فلزّي كه ميبينيم ميتواند آزادانه حركت كند. ميزان انرژي لازم براي اين كه بشود اين الكترونها را از فلز خارج كرد كم است و البتّه براي فلزّات مختلف متفاوت است. امّا به طور كلّي اگر شما يك قطعه فلز را داغ كنيد، ميلياردها الكترون به راحتي انرژي لازم براي فرار كردن از ساختار بلوري فلز را به دست ميآورند و از سطح آن جدا ميشوند. فلزّاتي كه انرژي لازم براي جدا كردن الكترون از آنها كمتر است، غالباً براي ساخت كاتد به كار ميروند و جرياني كه با گرم كردن آنها (كاتد گرم) يا انرژي دادن به آنها به روشهاي ديگر (كاتد سرد) به دست ميآيد، جريان يا اشعهي كاتدي نام دارد. اگر الآن اين نوشتهها را روي يك مانيتور CRT ميخوانيد، در پشت صفحهي مانيتور و دقيقاً روبهروي شما يك تفنگ الكتروني قرار دارد كه الكترونها مورد نيازش را از طريق يك قطعه فلزّ كاتد فراهم ميكند و بعد از جهتدهي آنها را به سمت صفحه ميفرستد.

اشعه كاتدي: ذرات الكتروني پر انرژي هستند كه از كاتد حرارت ديده ساطع ميشوند.
از اشعه هاي يون زا براي استريل كردن وسائل و بسته هاي پلاستيكي مثل سرنگ ها و بوات هاي يكبار مصرف استفاده ميشود.

شناخت اشعه کاتدي
طي آزمايشاتي كه بر روي الكتروليز توسط فاراده Faraday انجام شد وي دو قانون معروف خود را به شرح زير در سال ۱۸۳۰ ميلادي منتشر نمود:
۱- در الكتروليز مقدار عنصر آزاد شده متناسب با مقدار جريان الكتريسته است.به عنوان مثال اگر ۱ فاراد يا ۹۶۵۰۰ كولن الكتريسته را ازمحلول نمك حاوي يون تك ظرفيتي جيوه عبور دهيم، ۱ مول اتم جيوه و اگر از محلول نمك حاوي يون دو ظرفيتي عبور دهيم ۰.۵ مول اتم جيوه ته نشين مي شود. پس بسته هايي از الكتريسته وجود دارد كه يك بسته از آن ها به سمت فلز تك ظرفيتي و دو بسته به سمت فلز دو ظرفيتي حركت مي كنند.
۲- هرگاه مقدار يكسان جريان الكتريسيته را از سه ظرف بگذرانيم كه حاوي نمك ها با ظرفيت هاي متفاوت هستند، يعني در ظرف اول نمك يك ظرفيتي، در ظرف دوم نمك دو ظرفيتي و در ظرف سوم نمك سه ظرفيتي داشته باشيم. رسوبهاي فلز حاصل از عبور جريان الكتريسيته از ظروف متناسب با جرم اتمي فلز تقسيم بر ظرفيت عناصر آن مي باشد.
نتيجه: هر اتم مقداري ثابت بار مي گيرد. اتم يك ظرفيتي يك بسته، اتم دو ظرفيتي دو بسته و اتم سه ظرفيتي سه بسته بار مي تواند حمل نمايد.و هرگز جزء كسري از بار الكتريكي مانند ۱.۲۳ را به خود نمي گيرند. اين بسته براي تمام اتمها يكسان است، يعني الكتريسته از بسته ها يا ذرات كوچكي تشكيل شده اند. كه آنها را الكترون مي گوييم.

بعد از آزمايش الكتروليز بر روي مايعات و جامدات نوبت به الكتروليز گازها رسيد كه در الكتروليز گازها نتايج زير به دست آمد: ۱- ولتاژ معمولي از گازها عبور نمي كند.
۲- در ولتاژهاي بالا چنانچه فاصله دو الكترود زياد باشد جريان الكتريسيته عبور نمي كند.
۳- در فشار معمولي به ازاي هر سانتيمتر فاصله الكترودها به ۳۰۰۰۰ ولت اختلاف پتانسيل نيازمنديم.

در جريان اين آزمايش ها دانشمندان مجبور به ساختن لوله هايي از جنس شيشه شدند تا بتوانند فشار داخل آن را كاهش داده و به بررسي هاي مختلف بپردازند. بعد از ساخت اين لوله ها دانشمندان به نتايج زير دست يافتند:
۱- در فشار 0.1 اتمسفر اگر ولتاژ ۱۰۰۰۰ ولت برقرار شود، گاز درون لوله ملتهب شده و به رنگ هاي گوناگون پرتو افشاني مي نمايد. به عنوان مثال نئون رنگ قرمز، هوا رنگ صورتي ملايم، بخار سديم رنگ زرد و بخار جيوه رنگ آبي مايل به سبز را ايجاد مي نمايد.

۲- در فشار کمتر از 0.0001 اتمسفر و ولتاژ بالاي ۱۰۰۰۰ ولت جداره شيشه ملتهب شده و نور سبز مغز پسته از خود منتشر مي نمايد.



۳- با کم کردن فشار تا 0.000001 اتمسفر روشنايي از بين رفته و نوعي درخشندگي يا تابش مهتابي در ديواره لوله ايجاد مي شود که در حضور صفحات فلوئور به طور کامل قابل مشاهده است.

اين اشعه که توسط ويليام كروكس William Crookes كشف گرديد به اشعه کاتدي معروف شد. اشعه كاتدي نيز به نوبه خود مورد مطالعه قرار گرفته و ويژگي هاي يكي پس از ديگري كشف گرديد. به آزمايش هاي زير و نتايج به دست آمده از آنها توجه كنيد:
۱- براي اينكه ماهيت اين اشعه هرچه بيشتر براي ما روشن گردد يك مانع بين دو الكترود در لوله قرار مي دهيم.
همانطور كه مشاهده مي شود ، در سمت آند سايه اي تشكيل مي شود و اين بدان معناست كه اشعه از كاتد خارج شده و به سمت آند حركت مي كند. همچنين مي توان نتيجه گرفت كه اين اشعه به خط مستقيم سير مي كند.

۲- جابجايي کاتد در لوله تأثيري در جهت اشعه نداشته و اشعه به خط مستقيم سير مي نمايد.

به محل قرار گرفتن آند توجه کنيد.

۳- جنس كاتد را تغيير مي دهيم ولي در اشعه هيچ تغييري مشاهداه نمي شود. بنابراين ماهيت اشعه به جنس كاتد بستگي ندارد و تمام فلزات توان توليد اين اشعه را دارند.
۴- جنس گاز داخل لوله را تغيير مي دهيم ولي باز در ماهيت اشعه تغييري مشاهده نمي شود. بنابراين ماهيت اشعه به جنس گاز داخل لوله بستگي ندارد.
۵- يك فرفره پره دار را در مسير اشعه قرار مي دهيم.
مشاهده مي شود كه مدتي پس از شروع به كار دستگاه فرفره شروع به حركت مي نمايد. اين مطلب نشان دهنده آن است كه اشعه كاتدي حامل ذراتي است كه داراي انرژي هستند. اين ذرات پس از برخورد با پره هاي فرفره انرژي خود را به پره ها مي دهند به همين دليل پره ها گرم شده و باعث گرم شدن گاز اطراف خود مي شوند. گاز گرم شده درون لوله توسط جريان همرفتي به حركت درآمده و باعث چرخش فرفره مي گردد.

۶- يك ميدان الكتريكي قوي را از خارج لوله بر اشعه اثر مي دهيم.

همانطور كه مشاهده مي شود، اشعه در ميدان الكتريكي به سمت قطب مثبت منحرف مي شود. يعني اينكه داراي بار منفي است.

۷- از خارج از لوله يك ميدان مغناطيسي را بر اشعه اثر مي دهيم.

اشعه در راستاي عمود بر ميدان در جهتي منحرف مي شود كه از بار ذرات داراي بار منفي انتظار مي رود. بنابراين اشعه از جنس ذرات باردارمي باشد.

بنابراين با توجه به آزمايشات فوق داريم:

۱- اشعه کاتدي از ذراتي که داراي بار منفي هستند تشکيل شده است. اين ذرات را در سال ۱۸۷۴ الکترين ناميدند که در سال ۱۸۹۱ بعد از آزمايشات فوق اين نام به الکترون تغييريافت.
۲- اين اشعه به نوع فلز کاتد يا گاز داخل لوله بشتگي نداردُ بنابراين تمام مواد داراي الکترون هستند.
بعدها از اشعه کاتدي در ساخت تلويزيون ها و مانيتورها استفاده شد، ساخت اين تجهيزات شايد بدون اشعه كاتدي ميسر نمي شد. به صفحه نمايش مانيتورها و تلويزيون هايي با استفاده از اشعه كاتدي تصوير را ايجاد مي نمايند بطور اختصاري CRT گفته مي شود كه مخفف Cathode Ray Tube مي باشد. در شكل نحوه عملكرد اين نمايشگرها را مي بينيد.

با توجه به اينکه آزمايشات فوق نشان دهنده وجود ذره اي کوچکتر از اتم با بار منفي هستند، بنابراين نظريه اتمي دالتون به چالش بزرگي كشانده شده است، اما در علم براي اثبات وجود يك ذره بايد مختصات آن ذره يعني جرم و مقدار بار آن تعيين گردد.

آب خالص مادهاي است بيرنگ، بيبو و بدون طعم. فرمول شيميايي آب H2O است، يعني هر مولكول آب از اتصال دو اتم هيدروژن به يك اتم اكسيژن ساخته شده است. نكتهاي كه بايد در نظر داشت آن است كه عنصر هيدروژن همانند بسياري ديگر از عنصرهاي طبيعت ايزوتوپهايي دارد كه عبارتند از H ۲ كه با D دوتريم و H ۳كه با T تريتيم نمايش ميدهند. براي آشنا شدن با تفاوت اين ايزوتوپ ها بهتر است يك بار ديگر ساختار اتم را به يادآوريم.
ساختار اتماتم كوچكترين بخش سازنده يك عنصر شيميايي است كه هنوز هم خواص شيميايي آن عنصر را دارد. خود اتم ها از سه جزء ساخته شده اند: الكترون، پروتون و نوترون. پروتون و نوترون در درون هسته اتم قرار دارد و الكترون به دور هسته اتم ميگردد. الكترون بار منفي و جرم بسيار كمي دارد. پروتون بار مثبت و نوترون بدون بار است. جرم پروتون و نوترون برابر و حدود ۱۸۷۰ بار سنگين تر از الكترون است، بنابر اين بخش عمده جرم يك اتم درون هسته آن قرار دارد. ايزوتوپ: ايزوتوپ به صورتهاي گوناگون يك عنصر گفته ميشود كه جرم آنها با هم تفاوت داشته باشد. تفاوت ايزوتوپهاي مختلف يك عنصر از آنجا ناشي ميشود كه تعداد نوترونهاي موجود در هسته آنها با هم تفاوت دارد.

البته تعداد پروتونهاي تمام اتمهاي يك عنصر از جمله ايزوتوپ ها با هم برابر است. براي مثال عنصر هيدروژن داراي سه ايزوتوپ است: H هيدروژن كه در هسته خود فقط يك پروتون دارد، بدون نوترون. H ۲يا D دوتريم كه در هسته خود يك پروتون و يك نوترون دارد و H ۳ يا H تريتيم كه يك پروتون و دو نوترون دارد. از آنجايي كه خواص شيميايي يك عنصر به تعداد پروتونهاي هسته مربوط است، ايزوتوپهاي مختلف در خواص شيميايي با هم تفاوت ندارند، بلكه خواص فيزيكي آنها با هم متفاوت است. عمده هيدروژنهاي طبيعت H يا هيدروژن معمولي است و فقط ۰۱۵۰ درصد آن را دوتريم تشكيل ميدهد، يعني از هر ۶۴۰۰ اتم هيدروژن، يكي دوتريم است. حال در نظر بگيريد كه به جاي يك اتم هيدروژن معمولي در مولكول آب H2O اتم D بنشيند. آن وقت مولكول HDO به وجود ميآيد كه به آن آب نيمه سنگين ميگويند. اگر جاي هر دو اتم هيدروژن، دوتريم بنشيند، D2O به وجود ميآيد كه به آن آب سنگين ميگويند. خواص فيزيكي آب سنگين تا حدودي با آب سبك يا آب معمولي تفاوت دارد.با توجه به جانشيني D به جاي H در آب سنگين، انرژي پيوندي پيوندهاي اكسيژن هيدروژن در آب تغيير ميكند و در نتيجه خواص فيزيكي و به ويژه خواص زيست شناختي آب عوض ميشود.
تاريخچه توليد آب سنگين والتر راسل در سال ۱۹۲۶ با استفاده از جدول تناوبي «مارپيچ» وجود دو تريم را پيش بيني كرد. هارولد يوري يكي از شيميدانان دانشگاه كلمبيا در سال ۱۹۳۱ توانست آن را كشف كند. گيلبرت نيوتن لوئيس هم در سال ۱۹۳۳ توانست اولين نمونه از آب سنگين خالص را با استفاده از روش الكتروليز تهيه كند. هوسي و هافر نيز در سال ۱۹۳۴ از آب سنگين استفاده كردند و با انجام اولين آزمونهاي رديابي زيست شناختي به بررسي سرعت گردش آب در بدن انسان پرداختند.

توليد آب سنگين: در طبيعت از هر ۳۲۰۰ مولكول آب يكي آب نيمه سنگين HDO است. آب نيمه سنگين را ميتوان با استفاده از روشهايي مانند تقطير يا الكتروليز يا ديگر فرآيندهاي شيميايي از آب معمولي تهيه كرد. هنگامي كه مقدار HDO در آب زياد شد، ميزان آب سنگين نيز بيشتر ميشود زيرا مولكولهاي آب هيدروژنهاي خود را با يكديگر عوض ميكنند و احتمال دارد كه از دو مولكول HDO يك مولكول H2O آب معمولي و يك مولكول D2O آب سنگين به وجود آيد. براي توليد آب سنگين خالص با استفاده از روشهاي تقطير يا الكتروليز به دستگاههاي پيچيده تقطير و الكتروليز و همچنين مقدار زيادي انرژي نياز است، به همين دليل بيشتر از روشهاي شيميايي براي تهيه آب سنگين استفاده ميكنند.

كاربردهاي آب سنگين
آب سنگين در پژوهشهاي علمي در حوزههاي مختلف از جمله زيست شناسي، پزشكي، فيزيك و... كاربردهاي فراواني دارد كه در زير به چند مورد آن اشاره ميكنيم.
طيف سنجي تشديد مغناطيسي هسته: در طيف سنجي تشديد مغناطيسي هسته NMR هنگامي كه هسته مورد نظر ما هيدروژن و حلال هم آب باشد از آب سنگين استفاده ميكنند. در اين حالت چون سيگنالهاي اتم هيدروژن مورد نظر با سيگنالهاي اتم هيدروژن آب معمولي تداخل ميكند، ميتوان از آب سنگين استفاده كرد، زيرا خواص مغناطيسي دوتريم و هيدروژن با هم تفاوت دارد و سيگنال دوتريم با سيگنالهاي هيدروژن تداخل نميكند.

كند كننده نوترون
آب سنگين در بعضي از انواع رآكتورهاي هستهاي نيز به عنوان كند كننده نوترون به كار ميرود. نوترونهاي كند ميتوانند با اورانيوم واكنش بدهند.از آب سبك يا آب معمولي هم ميتوان به عنوان كند كننده استفاده كرد، اما از آنجايي كه آب سبك نوترونهاي حرارتي را هم جذب ميكنند، رآكتورهاي آب سبك بايد اورانيوم غني شده اورانيوم با خلوص زياد استفاده كنند، اما رآكتور آب سنگين ميتواند از اورانيوم معمولي يا غني نشده هم استفاده كند، به همين دليل توليد آب سنگين به بحثهاي مربوط به جلوگيري از توسعه سلاحهاي هستهاي مربوط است.

رآكتورهاي توليد آب سنگين را ميتوان به گونهاي ساخت كه بدون نياز به تجهيزات غني سازي، اورانيوم را به پلوتونيوم قابل استفاده در بمب اتمي تبديل كند. البته براي استفاده از اورانيوم معمولي در بمب اتمي ميتوان از روشهاي ديگري هم استفاده كرد. كشورهاي هند، اسرائيل، پاكستان، كره شمالي، روسيه و آمريكا از رآكتورهاي توليد آب سنگين براي توليد بمب اتمي استفاده كردند.با توجه به امكان استفاده از آب سنگين در ساخت سلاح هسته اي، در بسياري از كشورها دولت توليد يا خريد و فروش مقدار زياد اين ماده را كنترل ميكند. اما در كشورهايي مثل آمريكا و كانادا ميتوان مقدار غير صنعتي يعني در حد گرم و كيلوگرم را بدون هيچ گونه مجوز خاصي از توليد كنندگان يا عرضه كنندگان مواد شيميايي تهيه كرد. هم اكنون قيمت هر كيلوگرم آب سنگين با خلوص ۹۸۹۹درصد حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ دلار است. گفتني است بدون استفاده از اورانيوم غني شده و آب سنگين هم ميتوان رآكتور توليد پلوتونيوم ساخت. كافي است كه از كربن فوق العاده خالص به عنوان كند كننده استفاده شود از آنجايي كه نازيها از كربن ناخالص استفاده ميكردند، متوجه اين نكته نشدند در حقيقت از اولين رآكتور اتمي آزمايشي آمريكا سال ۱۹۴۲ و پروژه منهتن كه پلوتونيوم آزمايش ترينيتي و بمب مشهور «Fat man» را ساخت، از اورانيوم غني شده يا آب سنگين استفاده نميشد.
آشكارسازي نوترينورصد خانه نوترينوي سادبري در انتاريوي كانادا از هزار تن آب سنگين استفاده ميكند. آشكار ساز نوترينو در اعماق زمين و در دل يك معدن قديمي كار گذاشته شده تا مئونهاي پرتوهاي كيهاني به آن نرسد. هدف اصلي اين رصدخانه يافتن پاسخ اين پرسش است كه آيا نوترينوهاي الكترون كه از همجوشي در خورشيد توليد ميشوند، در مسير رسيدن به زمين به ديگر انواع نوترينوها تبديل ميشوند يا خير. وجود آب سنگين در اين آزمايشها ضروري است، زيرا دوتريم مورد نياز براي آشكارسازي انواع نوترينوها را فراهم ميكند.
آزمونهاي سوخت و ساز در بدناز مخلوط آب سنگين با ۱۸O H2 آبي كه اكسيژن آن ايزوتوپ ۱۸O است نه ۱۶O براي انجام آزمايش اندازه گيري سرعت سوخت و ساز بدن انسان و حيوانات استفاده ميشود. اين آزمون سوخت و ساز را معمولا آزمون آب دوبار نشان دار شده مينامند.

توليد تريتيم
هنگامي كه دوتريم رآكتور آب سنگين يك نوترون به دست ميآورد به تريتيم ايزوتوپ ديگر هيدروژن تبديل ميشود. توليد تريتيم به اين روش به فناوري چندان پيچيدهاي نياز ندارد و آسان تر از توليد تريتيم به روش تبديل نوتروني ليتيم ۶ است. تريتيم در ساخت نيروگاههاي گرما هستهاي كاربرد دارد.

آمونیاک ، مهمترین ترکیب هیدروژنه ازت بوده ، در طبیعت از تجزیه مواد آلی ازت دار حاصل میگردد. این ماده ، گازیست بیرنگ با مزه فوقالعاده تند و زننده که اشکآور و خفهکننده نیز میباشد. گاز آمونیاک از هوا سبکتر بوده ، بهسهولت به مایع تبدیل میشود.

آمونیاک
آمونیاک ، مهمترین ترکیب هیدروژنه ازت بوده ، در طبیعت از تجزیه مواد آلی ازت دار حاصل میگردد. این ماده ، گازیست بیرنگ با مزه فوقالعاده تند و زننده که اشکآور و خفهکننده نیز میباشد. گاز آمونیاک از هوا سبکتر بوده ، بهسهولت به مایع تبدیل میشود.
● اطلاعات کلی
آمونیاک ، مهمترین ترکیب هیدروژنه ازت بوده ، در طبیعت از تجزیه مواد آلی ازت دار حاصل میگردد. این ماده ، گازیست بیرنگ با مزه فوقالعاده تند و زننده که اشکآور و خفهکننده نیز میباشد. گاز آمونیاک از هوا سبکتر بوده ، بهسهولت به مایع تبدیل میشود. آمونیاک در آب بسیار محلول است و در منهای ۷۷,۷ درجه سانتیگراد منجمد و در منهای ۳۳,۵ درجه سانتیگراد به جوش میآید.
وزن مخصوص محلول اشباع آمونیاک ۰,۸۸ گرم بر سانتیمتر مکعب است.
● موارد استفاده
در کارخانجات یخ سازی ، در ساخت کودهایی از قبیل نیترات ، سولفات و فسفات آمونیوم ، تهیه اسید نیتریک ، دارو و مواد منفجره بکار میرود.
آمونیاک تجارتی
محلول آمونیاکی که معمولا در تجارت ، خرید و فروش میشود، ۲۰ تا ۲۲ درجه سوم (۲۰.۷ درصد و تکاتف نسبی آن d=۰,۹۲) و یا ۲۸ تا ۲۹ درجه (۳۲.۷ درصد آمونیاک) میباشد.
● روشهای تهیه آمونیاک
آمونیاک را میتوان اصولا از سه منبع زیر تهیه کرد:
[LIST=1]

• تقطیر زغال سنگ که از آبهای آمونیاکی آن ، ابتدا آمونیاک و سپس سولفات آمونیاک تهیه میکنند.
• سنتز مستقیم
• تهیه سینامالدئید و سیانوزها

● تقطیر زغال سنگ برای تهیه آمونیاک منظور از تقطیر زغال سنگ استفاده از گازهای سوختنی و یا کک برای صنایع فلزسازی است که بحث مفصلی را تشکیل میدهد و مربوط به این برنامه نیست. لیکن در این جا آن قسمت از عملیات تقطیر که مربوطه به تهیه آمونیاک و سولفات آن است، از نظر تکمیل این مبحث بررسی میشود.
زغال سنگ ، دارای ۱ تا ۱,۵ درصد نیتروژن آلی است و در موقعیکه آب را تقطیر کنیم، قسمتی از این نیتروژن ، بصورت آزاد و قسمت دیگری به حالت آمونیاک و ترکیبات آمونیاکی فرار و غیر فرار از دستگاههای تقطیر خارج میشود و در خنک کننده هایی که به همین منظور بعد از قرنهای تقطیر قرار دادهاند، مخلوط با قطرانهای زغال سنگی جمع آوری میگردد.
● نمکهای آمونیاکی
نمکهای آمونیاکی که از تقطیر زغال سنگ بدست میآیند، بر دو نوعند: نمکهای فرار مانند کربنات آمونیوم CO۳(NH۴)۲ و سولفیدرات SHNH۴ و S(NH۴)۲ که بهآسانی بوسیله بخار آب برده میشوند، نمکهای ثابت و غیر
فرار مانند کلرید آمونیوم NH۴Cl و هیپوسولفیت S۲O۳(NH۴)۲ و غیره که بوسیله باز غیر فراری مانند آهک تجزیه میگردند.
ضمنا باید متذکر شد، آمونیاکی که از تقطیر یک تن زغال سنگ حاصل میشود، طبعا با مقدار ازت موجود در زغال متغیر است و این مقدار بین ۱,۴ کیلوگرم تا ۴,۶ کیلوگرم نوسان دارد و بهندرت در بعضی از انواع زغال سنگها این مقدار به ۷,۲ کیلوگرم میرسد.
معمولا هرگاه عمل تقطیر زغال سنگ را در مجاورت ۲,۵ درصد آهک انجام دهند، بهره آمونیاک تا ۲۰ درصد افزایش نشان میدهد و به هر صورت ، آمونیاک و کلیه ترکیبات آمونیاکی را که در بالا نام بردیم، میتوان در دستگاههای خنک کننده از قطرانهایی که همراه آنها میباشند، جدا کرد و اصطلاح صنعتی این قبیل محلولهای آمونیاکی را آبهای آمونیاکی مینامند که آنها را ابتدا در ستونی تقطیری وارد میکنند. سپس تحت تاثیر شیر آهک قرار میدهند و در آنجا آمونیاک و املاح فرار آنها بوسیله بخار آب برده میشوند، در حالیکه املاح غیر فرار تحت تاثیر شیر آهک ، تجزیه و به آمونیاک تبدیل میگردند.
● خطرات آتش سوزی و انفجار
آمونیاک ، گازیست قابل اشتعال و حدود اشتعالش ۱۶ تا ۲۵ درصد حجمی گاز آمونیاک در هوا میباشد. حضور مواد نفتی و دیگر مواد قابل اشتعال ، خطر حریق را افزایش میدهند. محلول غلیظ اکسید نقره از محلول آمونیاک حل شده و تولید فولمینات نقره به فرمول CNOAg مینماید که ماده ای شدیداً قابل انفجار است. همچنین گاز آمونیاک در اثر حرارت از ۴۰۰ درجه به بالا تجزیه شده ، تولید هیدروژن مینماید.
● خطرات بهداشتی
سبب تحریکات سیستم تنفسی ، پوست و چشم شده و با آسیب رساندن به ریهها در اثر مواجهه با حجم زیاد این گاز میتواند سبب مرگ شود. در صورت تماس با آمونیاک مایع ، سوختگی شدید در محل تماس ایجاد میگردد. آستانه مجاز مواجهه با آن ، ppm ۵۰ است و جهت کمکهای اولیه ، قسمتهای آلوده سطح بدن را با آب و صابون شسته و چشمها را نیز با آب فراوانی شستشو داد و به پزشک مراجعه نمود.
● طریقه اطفاء حریق
در صورتیکه سیلندر گاز آمونیاک مشتعل شد، نباید شعله آن را خاموش نمود، مگر اینکه قبلاً بتوان جریان گاز را قطع کرد. در حین عملیات اطفاء ، باید سیلندرهای حاوی گاز آمونیاک را با آب خنک نمود. از پودر شیمیایی خشک یا گاز کربنیک یا آب بهصورت اسپری جهت اطفاء میتوان استفاده نمود. به هنگام عملیات باید از لباس کاملاً ایمن و سیستم حفاظتی دستگاه تنفس استفاده کرد.
● طریقه نگهداری و حمل ونقل
آمونیاک باید در سیلندرهای استیل نگهداری و توسط تانکرهای مخصوص آن حمل گردد. باید سعی نمود از رسیدن تنشهای فیزیکی و حرارت زیاد به ظروف محتوی آمونیاک جلوگیری شود. انبار و محل نگهداری آن باید مقاوم در برابر حریق بوده و دارای سیستم اعلام و اطفاء اتوماتیک باشد. آمونیاک باید جدا از موادی چون گازهای اکسید کننده ، کلر ، برم ، ید و اسیدها نگهداری شود.

در مکانیک شارهها، عدد رینولدز کمیتی بدون یکا است که نسبت نیروی لختی به نیروی گرانروی را نشان میدهد. کاربرد مهم این عدد در تعیین آرام یا آشفته بودن جریان شاره است. این عدد برای دو جریان متفاوت، یک پارامتر تشابهی نیز است.

تعریف ریاضی عدد رینولدز،Re ،به صورت زیر است:

که در این عبارت:

• ρ چگالی شاره،
• v سرعت متوسط جریان شاره،
• d یک طول مشخصه در مسأله؛ و
• μ ضریب گرانروی شاره است.

/*/*]]>*/

عدد رینولدز بحرانی

یکی از کاربردهای مهم عدد رینولدز، تعیین آرام یا آشفته بودن جریان است. اگر عدد رینولدز از مقدار خاصی کمتر باشد جریان آرام و اگر بیشتر باشد آشفته است. این مقدار خاص، عدد رینولدز بحرانی نام دارد و با Re_crit نشان داده میشود.

عدد رینولدز بحرانی برای جریان های مختلف به صورت تجربی اندازهگیری میشود. برای مثال، عدد رینولدز بحرانی برای جریان داخل یک لوله ۲۳۰۰ است. در این حالت، طول مشخصهٔ d قطر لوله است.

طول مشخصهٔ آشفتگی

یکی دیگر از کاربردهای عدد رینولدز، تعیین کوچکترین طول مشخصه در یک جریان آشفته است. در جریان آشفته، طول مشخصه به معنی فاصلهای است که بین متغیرهای جریان مثل سرعت یا فشار همبستگی وجود دارد. اما چون این همبستگیها همبسامد نیستند، یک جریان آشفته طولهای مشخصهی متفاوتی خواهد داشت. طولهای مشخصهی بزرگ متناظر با بسامدهای پایین و طولهای مشخصهی کوچک متناظر با بسامدهای بالا هستند.

اگر بزرگترین طول مشخصهی یک جریان L و کوچکترین طول مشخصهی آن l باشد، قانون تعادل کولموگورف میگوید که در عددهای رینولدز بالا:

با استفاده از این رابطه میتوان کوچکترین طول مشخصهٔ جریان آشفته را به دست آورد.

عدد رینولدز به عنوان پارامتر تشابهی

در کاربردهای مهندسی از عدد رینولدز به عنوان یک پارامتر تشابهی هم استفاده میشود. برای مثال، وقتی یک مدل کوچک از یک هواپیما در تونل باد مورد آزمایش قرار میگیرد، برای این که نتایچ تونل باد قابل تعمیم به شرایط واقعی باشد، عدد رینولدز مدل و هواپیمای واقعی باید برابر باشد.

منابع

مقدمه

بمب شیمیایی ابزارها یا موادی شیمیایی هستند که به وسیله آنها مثلاً با انفجاربمبی که حاوی مواد سمی و یا شیمیایی هستند انسانها و یا سربازان دشمن را هدف قرار میدهند که به آن مواد آلوده میشوند و به انواع بیماریها و یا بیماریهای مخصوص به همان مواد دچار میشوند.

اسلحه شیمیایی به آن دسته از جنگافزارها گفته میشود که در آنها یک یا چند ماده شیمیایی برای کشتن و یا ناتوان کردن انسانها به کار میرود. ماده شیمیایی را در مخزنهایی کوچک یا بزرگ انبار میکنند که بهوسیله انسان یا وسیلهای موتوری حمل میشود و پس از شلیک و انفجار ماده شیمیایی را میپراکند. با راکت یا هواپیما هم آن مخزنها را پرتاب میکنند. نخستین بار در جنگ جهانی اول این جنگافزار به کار برده شده است. در جنگ جهانی دوم کاربرد چندانی نیافته است اما در جنگ ویتنام نیروهای آمریکایی آن را بسیار گسترده به کار میبردهاند که بمبهای ناپالم معروفترین آنها بوده است. جنگافزارهای شیمیایی را میتوان به جنگافزارهای دارای سمهای چشمی، بینی و دهانی، ریهای و یا پوستی تقسیم کرد، بسته به آن که به کدامیک از اندامها تأثیر میگذارد. برخی از گونههای عصبی آن کشنده است و بسیار زود انسانها را از پا در میآورد، برخی دیگر تنها برای مدتی کوتاه یا بلند ناتوان میسازد. برخی از گونههای آن اگرچه کشنده نیست اما ناتوانیهای جسمی ماندگار پدید میآورد و زندگانی را بسیار سخت میکند. گونههایی از آن در افزارهای پلیس ضد شورش هم به کار برده شده است و اعتراضهای گستردهای به دنبال آورده است. جنگافزارهای شیمیایی مانند بمبهای اتمی و میکروبی در رده سلاح کشتار جمعی ردهبندی میشود و کوشش نیروهای ضد جنگ و صلحخواه و سازمانهای مدنی و شهروندی همواره برای ممنوع ساختن آنها بوده است. ۱۳۷ دولت در سال ۱۹۹۳ پیمانی را امضا کردند که تکامل، تولید و انبار کردن جنگافزارهای شیمیایی را ممنوع میکرد و از دولتها میخواست در یک دوره ده ساله، یعنی تا سال ۲۰۰۳، همه جنگافزارهای شیمیایی انبار شده را نابود سازند. گفتنی است که حکومت صدام در جنگ عراق و ایران اینگونه جنگافزار برای کشتار جمعی را نه تنها در آوردگاهها برای کشتن سربازان بلکه در روستاها و شهرها نیز به کار میگرفت و هنوز هم هستند زنان و مردان هممیهن ما که از ناتوانی برآمده از آن رنجها میبرند. امروزه انتشار دستورهای ساخت و انبار کردن جنگافزارهای شیمیایی کاری جنایتکارانه است و انساندوستان نگران دستیابی تروریستها و آدمکشان به چنان جنگافزارها هستند.

عوارض و خطراط پسماند شیمیایی و . . . .

احتمالا شما هم درباره زباله های شیمیایی یا پسماندهای ناشی از یک واکنش شیمیایی چیزهایی شنیده اید.

خود فلز اورانیوم مقداری پرتوزایی طبیعی دارد. این مقدار بسیار اندک بوده و تشعشعات و پرتوهایی که از آن خارج می شوند ، در حد خطرناکی نیست. تنها در صورت تماس مداوم است که ممکن است اثرات ناخوشایند و بیماری ببار آورد.

اما همین فلز اورانیوم پس از آنکه مورد شکافت اتمی قرار گرفت تبدیل به مواد دیگری میشود که برخی از آنها به شدت پرتوزا هستند. خواه این شکافت در رآکتور اتمی انجام شود ، خواه در بمب اتم و خواه در آزمایشگاه. این مواد که عناصری چون رادیوم و کریپتون در آن به مقدار فراوان وجود دارند بسیار بسیار فعال و پرتو زا هستند. حتی لمس آنها برای چند ثانیه میتواند عوارض مرگباری به بار آورد.

دانشمندان و تکنسین های نیروگاه اتمی برای خارج کردن میله های سوختی از درون رآکتور و قراردادن آنها در محفظه های بسیار محکم و غیر قابل نفوذ ار ربات و دوربین مدار بسته استفاده می کنند. این میله های سوختی پس از مرحله سرد شدن (که ممکن است تا چند روز طول بکشد) به دقت در بسته های محکم و نفوذ ناپذیر قرار گرفته و سپس وارد یک کانتینر فولادی بسیار ضخیم و ضد زنگ و ضد ضربه میشوند.

دفن این زباله ها که تا هزاران سال به شدت پرتو زا و کشنده هستند تابع مقررات بسیار سخت و بسیار پیچیده ای است. آنها عموما به صورت ذرات ریز در آمده و با شیشه مذاب مخلوط میشوند. سپس در یک بشکه قطور فولادی بسته بندی شده و آنها نیز به نوبه خود در لایه های ضد پوسیدگی و ضد نفوذ قرار می گیرند. حمل این مواد با اسکورت های ویژه امنیتی پلیس و حتی ارتش همراه است. زیرا چنانچه این مواد بدست تروریسها بیفتد میتواند فاجعه به بار آورد و حتی زندگی روی کره زمین را مختل کند. کافی است یکی از این بسته ها پوسیده شده و وارد طبیعت گردد. ممکن است آبزیان را آلوده نماید. نه ببخشید ممکن نیست ؛ بلکه حتما چنین می کند. در نتیجه پرندگان و در مرحله بعد گوشتخواران را نیز آلوده می کند. مرحله بعد آب های کره زمین است و در نتیجه نابودی.

بسته های ضایعات اتمی ، سپس در لایه های عمیق زمین همچون گنبدهای نمکی که تا قرنها تغییر نمیکنند انباشه میشوند. در بسیاری از کشورها به واسطه همین پسماندهای اتمی گروههای طرفدار محیط زیست با تاسیس نیروگاههای اتمی مخالفت می کنند.

اگر یک دولت افراطی و یا یک گروه تروریستی بخشی از این مواد آلوده کننده و پرتوزا را به صورت بمب منفجر نماید می تواند باعث مرگ و میر گسترده و اختلال در زندگی همه مردم جهان شود.

عراق و ایران ش.م.ر و امروز

اشاره: با شروع جنگ تحميلي (31 شهريور 1359) و حملات گسترده صدام به مناطق مرزي و جنوب و غرب ايران، مقاومت مردم و نيروهاي رزمنده مانع پيش روي نيروهاي عراقي شد. رژيم بعث عراق براي در هم شكستن مقاومت مردم و نيروهاي رزمنده از سلاحهاي نوين و ممنوعه استفاده كرد. با شدت گرفتن كاربرد سلاحهاي شيميايي از سوي رژيم بعث عراق، مسئولين نظاميايران براي مقابله با آن، دست به آموزش نيروهاي رزمنده و تشكيل واحدهاي تخصصي در هر گردان زدند. پس از كودتاي 1958 و با روي كار آمدن حزب بعث عراق، ارتش اين كشور به لحاظ اينكه وابسته به اروپاي شرقي بود از همان ابتدا به واحدي به نام «جنگهاي شيميايي» مجهز بود. اما ارتش ايران با وجود اينكه مجهز به سيستم نظاميغربي و آمريكايي بود به لحاظ اينكه تجربهاي در مورد اين نوع سلاحها نداشت تنها داراي يك تشكيلات محدود شيميايي بود. اصطلاح «ش.م.ه» مخفف سه واژه شيميايي، ميكروبي و هستهاي است كه پيش از جنگ اين واحد در ارتش به صورت بسيار محدود حضور داشت اما با شدت گرفتن حملات شيميايي عراق در طول جنگ تحميلي، سپاه پاسداران انقلاب اسلامي، سازماني را در سال 61 به نام «ش. م.ر» كه مخفف كلمات شيميايي، ميكروبي و راديو اكتيو ميباشد، راهاندازي كرد.

رژيم بعث عراق تا پيش از عمليات والفجر 2 از اين سلاحها به صورت محدود و آزمايشي استفاده ميكرد اما بعد از اينكه عراق در تاريخ 29 تير 61 در عمليات والفجر 2 از اين سلاحها در منطقه پيرانشهر(پادگان حاج عمران عراق و در برخي ارتفاعات جبهههاي غربي)، عليه مرزنشينان كرد استفاده نمود، سازمان رزم سپاه براي مقابله با اين نوع سلاحها به پدافند «ش.م.ر» مجهز شد. سپاه شروع به تهيه تجهيزات براي نيروهايش كرد و در هر لشكري يك واحد، و در هر قرارگاهي يك گردان پدافند شيميايي تشكيل شد و به مرور با گسترش حجم بكارگيري سلاحهاي شيميايي عراق، اين واحدها به تيپ گسترش يافت. نخستين گزارش غير رسمياستفاده عراق از اين سلاحها در 14/7/59 در مرز شلمچه با عامل خردل عنوان شده است و اولين گزارش رسميكه بتوان به آن استناد نمود بمباران هوايي جبهه مهران در تاريخ 20/10/59 با عامل اعصاب است كه 40 مصدوم و 10 شهيد بر جاي گذاشت.

سردار محمد باقر نيكخواه از جمله افرادي است كه از ابتداي تشكيل سپاه پاسداران و از روزهاي نخست جنگ تحميلي در بخشهاي مختلف به خصوص ستاد تبليغات جنگ فعاليت داشته و پس از آن از اولين افرادي است كه با تشكيل واحد« ش.م.ر» در سپاه وارد اين بخش ميشود و بسياري از اطلاعات مربوط به كاربرد عراق از سلاحهاي شيميايي در 8 سال جنگ تحميلي را در سينه دارد.

وي در گفتوگو با مهر در خصوص چگونگي حضور خود در جبهههاي جنگ خاطر نشان كرد: «قبل از جنگ دانشجوي علوم سياسي بودم كه با شروع انقلاب فرهنگي دانشگاه تعطيل شد و با آغاز جنگ به همراه ديگر دوستان خود در قسمت تبليغات جنگ وارد شدم و چون در آن شرايط سخت و خاص به جوانان اعتماد كردند بنده را مسئول تبليغات جبهه و جنگ جنوب قرار دادند كه پس از آن نيز به ترتيب مسئوليت تبليغات جنگ خوزستان، قرارگاه كربلا و قرارگاه خاتم الانبيا (ص) را تا عمليات فاو بر عهده داشتم. از عمليات فاو به بعد به دليل گستردگي حجم استفاده عراق از سلاحهاي شيميايي بنده مسئول جنگهاي نوين شدم.»

وي جنگهاي شيميايي را داراي بخشهاي مختلف از جمله عمليات شيميايي (آفند)، مقابله با سلاحهاي شيميايي (پدافند)، آموزش و درمان شيميايي عنوان كرد و افزود: «مصدوميت شيميايي از دردآورترين مصدوميتهايي است كه در جنگ با آن مواجه ميشويم چراكه در سلاح انفجاري عضوي از بدن صدمه ميبيند اما بر اثر كاربرد سلاحهاي شيميايي نه تنها تورمهاي پوستي بلكه سيستم عصبي و تنفسي و كبد نيز دچار اختلال ميشود و عمدتا عوارض آن نيز دراز مدت است و شايد پس از 30-20 سال بروز كند و برخي از اين عوامل شيميايي به صورت توارثي منتقل ميشود. نمونه آن جنگ ويتنام است كه نه تنها علفزارها و خاك آلوده شد بلكه نسل كساني كه در معرض آلودگي بودند نيز به انواع سرطانها مبتلا شدند.»

سردار نيكخواه با اشاره به آموزش عموميو تخصصي در مقابله با سلاحهاي شيميايي، تصريح كرد: «اين آموزش تخصصي براي كساني كه مجريان پدافند هستند انجام ميشد و اين افراد بايد در شرايط انبوه گازهاي كشنده قرار گرفته و مراحل شناسايي، هشدار، رفع آلودگي، خنثي كردن و بعد معدوم كردن بقاياي بمبهاي شيميايي را انجام ميدادند.»

وي با بيان اينكه در بخش توليدات پدافندي مثل البسه و لوازم و تجهيزات دفاعي ما در محدوديت شديدي قرار داشتيم، گفت: «اوايل جنگ عمده اين تجهيزات را به سختي از كشورها ميگرفتيم و حتي برخي كشورها ماسكهاي آموزشي به ما ميفروختند كه در جنگ نميتوانستيم استفاده كنيم. در اواسط جنگ معاونت صنعتي و توليد در وزارت سپاه شروع به توليد تجهيزات انفرادي و عمومي (نظيرماشينآلات خنثيكننده عوامل، لباس ضد شيميايي و ماسك) نمود.»

وي عمليات خيبر را اولين عمليات گستردهاي خواند كه عراق در آن از سلاحهاي شيميايي استفاده كرد و افزود: «در طول جنگ گستردهترين كاربرد عراق از سلاحهاي شيميايي در عمليات والفجر 8 (فتح فاو) بود و همچنين كربلاي 5 در شرق دجله منطقه شلمچه صورت گرفت.»

مسئول سابق «ش.م.ر» سپاه با بر شمردن برخي از تيپهاي پدافند شيميايي در زمان جنگ افزود: «اين نيروها در زمان جنگ و در عملياتها حد قرارگاه ماموريت خود را پوشش عموميميدادند مثلا اگر قرار بود قرار گاه نوح عملياتي انجام دهد تيپ حجربن عدي كه مخصوص قرارگاه بود محدوده آن را پوشش ميداد. بعلاوه اينكه هر لشكر و تيپي كه عمليات داشت گردان شيميايي اين لشكر محدوده عمليات را تحت پوشش قرار ميداد. اين نيروها علاوه بر تحركات نظاميتحت آموزش مقابله با اين نوع سلاحها قرار گرفته بودند و كارهاي امداد شيميايي را نيز انجام ميدادند.»

وي در خصوص شيوه اطلاع رساني سازمان«ش.م.ر» در زمان جنگ گفت: «ما تعدادي از دانشجويان در رشتههاي شيمي، فيزيك و آزمايشگاهي را آورده بوديم و آنها اين سلاحها را در آزمايشگاههايي كه در جنوب بود با همكاري ديگر دانشگاههاي صنعتي مورد بررسي قرار ميدادند. دانشجويان و اساتيد در مقاطع مختلف در اين آزمايشگاههاي تحقيقاتي كار ميكردند و نتايج را استخراج كرده و به صورت نشريه «پيغام ش.م.ر» به اطلاع فرماندهان ميرسيد. در مواقعي نيز دو يا سه روز كميسيوني تشكيل ميشد و با حضور نيروهاي عملياتي تجارب و نواقص و نقاط قوت عملياتهاي گذشته پس از بحث به صورت جزوه محرمانه تدوين ميشد و در آنجا بعضا ذكر ميشد كه نوع اين سلاح در اين عمليات چه بوده و ممكن است در عمليات بعدي از چه عواملي استفاده شود.»

سردار نيكخواه افزود: «در مواقع عملياتي بلافاصله اطلاعيه به كارگيري عراق از سلاح شيميايي را تنظيم كرده و به ستاد تبليغات جنگ كه در آن زمان آقاي خرازي مسئول بودند به وزارت خارجه، اداره كل مجامع جهاني، نماينده دايمي ايران در سازمان ملل و يا به سفراي ايران از طريق وزارت امور خارجه اخبار و اطلاعات را ميداديم تا آنها عليه عراق در بكارگيري اين نوع سلاحهاي ممنوعه افشاگري كنند و يا در سازمان ملل به گوش نمايندگان كشورها برسد و از دبير كل سازمان ملل درخواست ميشد كه گروه تحقيق بفرستند تا آثار به جا مانده از اين بمبهاي شيميايي را طي گزارشي اعلام كنند.»

وي با اشاره به كار شكني و تعلل سازمان ملل در دوران دفاع مقدس جهت محكوميت عراق در بكارگيري سلاحهاي شيميايي، تصريح كرد: «متاسفانه آنها نماينده نميفرستادند و ما ميخواستيم شوراي امنيت تشكيل جلسه دهد و عراق را محكوم كند و اينها تعلل ميكردند و چندين روز طول ميكشيد كه نامه به شوراي امنيت برود. شوراي امنيت و خود دبير كل تعلل ميكردند و معمولا با دو هفته تاخير اقدام ميكردند. ما نمونههاي اين نوع سلاحها را نگهداري ميكرديم و تمام مشخصات كارخانه و كشور سازنده آن كاملا مشخص ميشد و پس از مدتي گروه حقيقت ياب كه اعضاي كارشناسي سازمان ملل كه عمدتا از كشورهاي اروپايي بودند، ميآمدند. چندين بار اين گروهها آمدند و ما آنها را به منطقه برديم و آثار آن را نشان داديم و فيلم و عكس گرفته ميشد و با نمونه برداري از برخي مصدومان اين سلاحها و خاك منطقه آن را به آزمايشگاههاي تخصصي شيميايي و ميكروبي كشورهاي اروپايي ميفرستادند و با وجود تاييد اين مطلب، به طور مشخص موضع نميگرفتند. وقتي هم ما آنها را به منطقه ميبرديم بايد كلمهUN را در پلاكاردهاي بزرگ مينوشتيم تا هواپيماهاي عراقي آنها را نزنند; جالب اينكه عراقيها آنقدر اطمينان به حمايت غرب داشتند كه با وجود اين، بمباران ميكردند.»

وي با بيان اينكه ما با دعوت از خبرنگاران، اعضاي فعال حقوق بشر و افراد صلح طلب سعي در تنوير افكار عموميو جهاني نسبت به جنايات صدام داشتيم، افزود: «طي نامههاي متعددي درخواست صدور قطعنامه از شوراي امنيت داشتيم كه اولا عراق را محكوم كنند و ثانيا از ادامه تجاوزات عراق جلوگيري كنند و ممانعت از همكاري ساير كشورها با عراق صورت گيرد. معمولا دبير كل طفره ميرفت و تنها اطلاعيه ميداد و يا فوقش بيانيه ميداد و گزارش همين گروه حقيقت ياب كه از طرف خود آنها در يك مرحله تلطيف شده بود باز از طرف دبير كل تلطيف ميشد و بعد با پيگيريهاي مستمر نماينده ايران شوراي امنيت جلسه تشكيل ميداد و در نهايت يك اشاره كلي به مسئله عراق و ايران و سلاحهاي شيميايي ميكرد; مثلا عنوان ميكردند كه... با حضور اين گروه در ايران مشاهده شده كه سلاحهاي شيميايي به كار گرفته شده اما نميگفت كه چه كسي و يا كشوري به كار گرفته و حتي آن اوايل نميگفتند بر عليه چه كسي و در پايان با توصيه به خويشتنداري دو كشور، عدم استفاده از اين نوع سلاحها را در خواست ميكرد. چند مرحله به همين منوال بود تا در يك مرحله از عراق اسم بردند و آن هم در عمليات فاو بود كه آنجا عنوان شد كه عراق استفاده كرده بدون اينكه اين كشور را محكوم كند. عراق هم چون اطمينان به حمايت كشورهاي غربي داشت بلافاصله پس از صدور اين بيانيه شهر آبادان را بمباران كرد و بيش از 50 تن مردم بي دفاع به شهادت رسيدند.»

وي افزود: «شخصيتهاي جهاني، علاقمندان انقلاب اسلاميو ميهمانان دهه فجر را به منطقه ميبرديم يا با دعوت از صليب سرخ جهاني آنها چند بار طي اطلاعيهاي مشاهدات خود را اعلام كردند. از طريق كميسيون خلع سلاح سازمان ملل و كميسيون منع كاربرد سلاحهاي شيميايي در وين و يا هر سازمان بين المللي موضوع را پيگري ميكرديم و پس از جمع آوري اطلاعات به وزارت امور خارجه ارسال ميشد تا كار تبليغاتي انجام شود. از طريق ستاد تبليغات جنگ خبرنگاراران خارجي، بيبيسي و چندين خبرگزاري معتبر جهاني را دعوت ميكرديم و مناطق شيميايي و بمبها و يا فيلم، مصدومين شيميايي و نقاهتگاهها را نشان ميداديم. حتي يكي از فيلمبرداران بي بيسي كه مسئله به كارگيري عراق از اين نوع سلاحها را انكار ميكرد، خود او نيز در اين حين مصدوم شيميايي شد و نماينده ايران به ملاقات وي رفت. فيلمهاي تهيه شده در خصوص به كارگيري عراق از سلاحهاي شيميايي به اتحاديه دانشجويان آمريكا، اروپا، كانادا، هند و... ارسال ميشد و يا با ارسال عكسهاي مختلف از اين حملات نمايشگاه عكسي از جنايات صدام در كشورهاي مختلف برگزار ميكردند. در هر كنفرانس بينالمللي فيلم ويديويي را ميفرستاديم و نماينده ايران با سختي ممكن بود بتواند موفق به پخش اين فيلمها شود. در كنفرانسها و يا سمينارهاي بين المللي نمايندگان ايراني سعي ميكردند اين مبحث را مطرح كنند. ما به دليل ارتباطاتي كه داشتيم حتي خارج از سازمان خود در اين خصوص فعاليت ميكرديم چراكه سپاه سازمان بازتري نسبت به ارتش داشت و مثل ارتش سيستماتيك نبود كه بايد برا هر چيزي سلسله مراتب طي شود.»

سردار نيكخواه بخش عمده امداد مصدومين شيميايي را بر عهده بهداري رزميدانست و افزود: «امدادگران ويژه دوره امدادگري «ش.م.ر» گذرانده بودند و علاوه بر آن خود مصدوم شيميايي امداد انفرادي داشت يعني اگر عامل اعصاب ميزدند بلافاصله دو آميول آتروپين را به خود تزريق ميكرد و اگر عامل خوني بود آمپولي بود كه گوشه ماسك ميانداخت و با استنشاق آن تنفسش باز ميشد. امدادگران به كمك افرادي كه نميتوانستند از تجهيزات انفرادي خود استفاده كنند ميشتافتند و سريع مصدومين را از منطقه خارج ميكردند و در اورژانس شيميايي يك درمان اوليه انجام ميشد كه در آنجا حمامهاي رفع آلودگي وجود داشت و لباسهاي آنها سوزانده و تجهيزات نظامينيز پس از رفع آلودگي استفاده ميشد.»

وي با بيان اينكه بخشي از مصدومين نيز به دليل شدت مصدوميت از طريق سازمان امداد و درمان كشور به خارج اعزام ميشدند، افزود: «ضمن اينكه آنجا آزمايشگاههاي مجهزتري داشتند، مصدومان شيميايي ما اسناد گوياي جنايات صدام و كشورهاي غربي بودند و به اتريش، فرانسه، آلمان، انگليس، اسپانيا و حتي ژاپن اعزام شدند و جالب اين بود كه خبرنگاران از مصاحبه با اين افراد منع ميشدند و حتي در پاريس پزشكان قرنطينه شده بودند كه مصاحبه نكننند و نگويند اين افراد از ايران آمدهاند. مظلوميت ايران تا اين حد بود و حمايت غرب از عراق در همه جوانب نمود داشت; با اين حال وقتي عدهاي از خبرنگاران در فرودگاه و يا مراكز ديگري آنها را ميديدند كنجكاوي حرفهاي آنها كمك ميكرد كه از اين موضوع اطلاع پيدا كنند.»

سردار نيكخواه در خصوص چگونگي شناسايي عوامل شيميايي و اطلاع رساني به نيروها، خاطر نشان كرد: «راهنمايان «ش.م.ر» عامل شيميايي را با سيستم دستي شناسايي ميكردند، بدين صورت كه با قراردادن كاغذ كاشف در معرض آلودگي و تغيير رنگ آن، نوع عامل شيميايي مشخص ميشد و بلافاصله با بيسيم به فرماندهان اطلاع داده ميشد كهاين عامل در فلان منطقه وجود دارد، يا يك دستگاهي بود كه در عرض يك دقيقه در شيشه آزمايشگاه با تركيبات محلولي عامل را دقيقتر نشان ميداد.»

وي در خصوص چگونگي يافتههاي درماني عوارض شيميايي گفت: «در ابتدا ما شروع به مطالعه كتب تاريخي با موضوع جنگ كرديم و مشخصا جنگ جهاني اول و دوم و سابقه تاريخي استفاده از كاربرد سلاحهاي شيميايي را دنبال كرديم. در حالي كه پزشكان غربي تجربيات درماني خود را در اختيار ما نميگذاشتند، پزشكان ايراني به تجربه و با تخصصهاي مختلف بسياري از يافتههاي درماني را ارايه كردند. دكتر سهراب پور و دكتر يوسف فروتن از اساتيد برجسته درمان شيميايي هستند كه در اين خصوص خدمات قابل توجهي به جانبازان شيميايي ارايه دادند. در طول جنگ بيش از 90 درصد مصدومان شيميايي در داخل ايران تحت معالجه قرار گرفتند و شيوههاي درماني مصدومان شيميايي تقريبا منحصر و ابتكار خود پزشكان ايراني بود.»

وي در پاسخ بهاين سئوال كه با مراجعه به برخي گزارشات سازمان ملل ميبينيم كهايران در مواردي از طرف عراق متهم به استفاده از اين سلاحها شده، گفت: «عراق سعي در جو سازي داشت و در اين مورد موفق نشد. برخي مواقع نيروهاي عراقي زماني كه ميخواستند در حال محاصره خط مقدم ما را بزنند مواضع خود را ميزدند. كاربرد اين نوع سلاحها با توجه به شرايط جوي صورت ميگيرد يعني وقتي كه شدت آفتاب كم است يا باد به سمت موضع دشمن باشد استفاده ميشود كه برخي مواقع محاسبات آنها اشتباده بود و باد اين گازها را به سمت خود آنها ميبرد و از اين طريق با اشتباه خود عليهايران جو سازي ميكردند. بيش از 50% حجم حملات شيميايي، عوامل پوستي است. 25% شامل عوامل مخرب اعصاب (تابون، سارين، عامل ناشناخته)15% عامل خوني، 10% شامل عوامل خفهكننده، تركيب عوامل پوستي با اعصاب، روانگردانها، ناتوان كنندهها و مختل كننده، عوامل آتش زا و در موارد نادر مشكوكي عوامل ميكروبي گزارش شده است. عمدهترين جنگ افزارهاي شيميايي عراق، جنگنده بمب افكن بود (انواع مير، ميراژ، هواپيماهاي آموزشي تك موتوره، اسپري مخازن شيميايي با هليكوپتر) حتي مواردي در خرمشهر ديده شد كه با كاتيوشا، آر پي جي، انواع گلولههاي توپ، گلوله تانك، خمپاره و مواردي با نارنجك همراه بوده است. اين عوامل به صورت ابرهاي شيميايي با رنگهاي آبي، زرد و نارنجي مشخص ميشد.» مسئول سابق«ش.م.ر» سپاه با بيان اينكه عمده شركتهاي تجهيزكننده عراق به سلاحهاي شيميايي آلماني بودند تصريح كرد: «پس از اين كشور آمريكا، انگليس، فرانسه، ايتاليا، روسيه، يوگسلاوي، سوييس، فنلاند، هلند، اسكاتلند، بلژيك، سوئد و... شركتهاي وابسته به آنها مستقيما در فروش، تهيه مواد و توليد اين نوع سلاحها با عراق مشاركت داشتند و در عكاشه و سامرا و... كارخانههايي تحت عنوان «دفع سموم و آفات شيميايي»، حشره كش و... ايجاد كردند و با فرستادن مستشار در تجهيز اين كارخانه جات و دادن دانش آن انواع عوامل شيميايي را از نوع پوستي، تنفسي و اعصاب، چشمي، خوني و... را توليد كردند.

انواع سلاح های شیمیایی

از نظر نظامی گاز های شمیایی به شش گروه تقسیم می شوند
۱- عوامل سمی کشنده
۲- عوامل ناتوان کننده
۳- عوال کنترل اغتشاش
۴- عوامل دود زای نظامی
۵- عوامل ضد گیاه
۶- شعله ها و آتش ها
ما در این مقاله هدفمان مطالعه ی گروه اول می باشد و از باز کردن گروه های دیگر به دلیل کمبود فضا و وقت خود داری می کنیم

عوامل سمی کشنده :

الف - عومل تاولزا
۱- خردلها
۲- آرسنیک ها
۳- گزندها

ب- عوال خون
۱-آرسین SA
۲- سیانید هیدروژن AC
۳- کلرید سیانوژن CK

ج- عوال اعصاب
۱- عوال سِری G
۲- عوال سِری V

د- عوال خفه کننده
۱- فسژن CG
۲- دی فسژن DP

عوامل تاولزا :

این گروه را به راحتی می توان به سه زیر گروه تقسیم کرد
۱- خردل ها
۲- آرسنیک ها
۳- گزند ها
این عوامل بیشتر به صورت مایع می باشند . اثر آنها پایدار است و وزن آنها به نسبت هوا زیاد می باشد .این مواد معمولا ً موجب مرگ آنی نمی شوند و فرد را نا توان می کنند .

نحوه ی ورود و چگونگی تاثیر
این عوامل در محل آلوده سلول ها را تحریک کرده و موجب ایجاد زهر سلولی می شوند . این مواد در حالت مایع و گاز قدرت نفوذ به دیواره ی سلولی ،چوب ، چرم ، رنگ وغیره را دارند و فقط در تماس با موادی مانند شیشه ، فلز و کاشی قدرت خود را از دست می دهد .

خردل ها
HN-HD-Q-T مایع روغنی زرد وسیاه بوی سیر چشم، پوست مجاری تنفسی پایدار حدود ۳ ساعت

علائم مسمومیئت با عوامل خردل

۱- بعد از حدود ۳ الی ۶ ساعت در محل آلوده سوزش و خارش ایجاد می شود و لکه های قرمز ظاهر می گردد .
۲- بعد از ۱ الی ۲ روز تاول ها نمایان می گردد . از به هم پیوستن تاول های کوچم تاول ها ی بزرگ پدید می آید .
۳- در صورت ورود این عوامل از طریق دستگاه گوارشی یا تنفسی با عث ایجاد مشگلات تنفسی و گوارشی خواهد شد . این عوامل در صورت ورود به بدن خطراتی مانند عوامل خفه کننده را ایجاد می کنند .
۴- اگر درصد این مواد در محیط زیاد باشد موجب اثرات دائمی بر حس بینایی (مانند کوری ) در پی خواهد شد .
۵- فرد مصدوم پس از تماس با این مواد احساس می کنند که موادی مانند شن و ماسه درون چشم او هستند .

آرسنیک ها
MD-ED-PD-L مایع قهوه ای گل شمع دانی چشم، پوست مجاری تنفسی پایدار چند ثانیه

علائم مسمومییت با آرسنیک ها

آرسنیکها علاوه بر تاول زدن عوارضی مانند بززگ شدن ریه ، اسهال ، بی تابی ، ضعف ، کاهش حرارت بدن وکم شدن فشار خون را در پی دارند . لازم به ذکر است که سرعت بروز تاول های آرسنیک چند دقیقه است که این امر در مورد خردل ها چند روز به طول می انجامد .

گزند
CX جامد خاکستری با جلای فلزی تند و نا مطبوع چشم، پوست مجاری تنفسی پایدار حدود یک ساعت

گزند ها و علائم مسمومیت با انها

معروف ترین عامل گزند ها CX است . این عامل در صورت تماس با بدن باعث سوزشی مانند گزش حشرات می شود .در حالت طبیعی این عامل در طبیعت در ۲۰ درجه سانتی گراد به صورت مایع بوده و رنگی تیره و روغنی دارد .

علائم گزند ها

۱- به موجب تماس با بدن موجب درد فوری می شود
۲- در عرض ۲ ثانیه محل آلودگی مانند گزیدگی زنبور می شود
۳- محل آلوده سفید شده و درون آن قرمز می شود
۴- بعد از ۱۴ ساعت نقطه سفید قهوه ای شده و بعد از آن به زخم تبدیل می شود.

عوامل خون
این مواد معمولا ً به صورت گاز یافت می شوند . اثر آنها خیلی سریع یا آنی است . از هوا سنگین ترند ودر صورتی که مقدار آنها زیاد باشد موجب مرگ فوری می شوند.

نحوه ی اثر
این مواد از طریق مجاری تنفسی وارد ششها شده و به همراه خون تا سطح بافت ها می روند . در سطح بافت این مواد مانع از جذب اکسیژن توسط بافت شده که این امر باعث خفگی سلول می شود .
همان طور که از نام این موارد پیداست اثرات ابتدایی این مواد بر روی دستگاه گردش خون و دستگاه تنفسی می باشد . اولین علامت تنفس این گاز ها تغییر در سرعت تنفس و ضربان قلب می باشد . از دیگر علائم این گاز ها سوزش در ناحیه چشم ودستگاه تنفسی است. پس از استشمام این گاز ها اکسیژن در خون زیاد شده و وموجب بروز رنگ سرخی در لبها و پوست می شود .در موارد شدید تر این سرخی در چشم ها ، ناخن ها ؛ و در صورت ادامه پیدا کردن موجب سرخی تمام بدن می شود . در نهایت این گاز ها موجب تشنج ، اغماء و مرگ می شوند.

عوامل اعصاب

این عوامل اکثرا ً به صورت مایع و گازو بی رنگ می باشند . ماده اصلی آنها بویی ندارد ولی ناخالص آنها دارای بوی سیب ، میوه ، شکلات و کافور می باشد . سنگین تر از هوا هستند . آنها موادی غیر پایدار بوده و اثری سریع دارند. این عوامل بر روی چشم و پوست نیز اثر سوء دارند .

نحوه ی اثر

از طریق مجاری تنفسی و پوست وارد بدن شده و باعث ایجاد اختلال در سیستم عصبی فرد می گردند و نهایتا به دنبال فلجی دستگاه عصبی منجر به خفگی و مرگ می شوند .
علائم مسمومیت با این گاز ها شامل آبریزش بینی ، تار شدن دید ، احساس فشار در قفسه سینه ، و پس از آن حالت تهوع ، سر درد ، سر گیجه ، تعرق شدید ، سوزش چشم ، آبریزش از چشم ، جمع شدن آب در دهان و آبریزش آن ، ادرار غیر عادی ، انقباض عضلات ، نقطه ای شدن مردمک چشم ، عدم تشخیص فاصله ی اجسام ، سستی وضعف ،تشنچ ، اغما و مرگ می باشد .

تابون
GA گازو
مایع مایل به قهوه ای میوه چشم، پوست مجاری تنفسی نا پایدار خیلی سریع

سارینGB مایع بی رنگ بی بو چشمو مجاری تنفسی نا پایدار آنی

سومان
GD مایع بی رنگ کافور چشم و مجاری تنفسی نا پایدار آنی

وی ایکس
VX مایع بی رنگ – چشم و مجاری تنفسی نا پایدار آنی

عوامل خفه کننده

گاز های این گروه همه از هوا سنگین ترند . معمولا بر روی پوست اثر سو ندارند و در صورتی که غلظت آنها زیاد نباشد موجب مرگ آنی نمی شوند . مهمترین راه ورود این عوامل به بدن مجرای تنفسی است .

نحوه ی اثر

این مواد از طریق مجرای تنفسی وارد شش ها شده ، با رطوبت موجود در شش ها ترکیب می شوند و به اسید کلریدریک و گاز کربنیک تبدیل می شوند . اسید حاصله باعث تخریب سطح داخلی ششها وخسارتی شده که نهایتا ً منجر به خفگی می شود.
علائم مسمومیت این گازها شامل سرفه شدید ، تهوع ، سر درد ،تنفس کوتاه و دردناک و خروج پلاسمای خون از دهان می باشد .این علائم معمولا ً پس از ۲ الی ۳ ساعت به وجود می آید . در صورتی که غلظت این مواد زیاد باشد زمان ظهورعلائم وجود نخواهد داشت بلکه مصدوم دچار مشکل تنفسی شده و در مدت زمان کوتاهی بیهوش می شود که معمولا ً در بیهوشی می میرد

عوامل تاول

ین عوامل همان طور که از اسمشان پیداست با عث بروز خارش وسرخی خفیف و پس از مدتی موجب تاول می شوند . اگر این مواد وارد مجرای تنفسی و دستگاه گوارش در عرض ۴ الی ۱۶ ساعت باعث خونریزی از بینی ، سرفه ، سردرد و تهوع می شود . در این گروه گاز های خردل ، آرسنیک و گزند ها وجد ادرند . در زیر به یرسی بیشتر این گاز ها می پردازیم

خردل ها : معمولا با علامت اختصاری HN,HD,HT,Q نمایش داده می شوند .فرمول شیمیای آنها ، حالت فیزیکی آنها مایع و ، رنگب سیاه یا زرد و بویی مانند بوی سیر دارند . از راه چشم ، پوست و مجاری تنفسی وارد بدن می شوند و اثر پایداری دارند . گاز خردل برای اولین بار در سال ۱۹۱۷ در جنگ جهانی اول توسط قوای نازی استفاده شد . این گاز از راه پوست ، چشم ، و مجاری تنفسی وارد بدن می شود

برسی گیاه خردلنام علمی خردل سياه( (Black mustard
خردل سیاه به صورت بومی در منطقه مدیترانه شمالی موجود میباشد این گونه گیاهی است یکساله همچنین واجد ریشه دوکی شکل ونازک به همراه ساقه ای ظریف وکرک دار به رنگ سبز روشن .
میوه این گیاه دوکی شکل ومسطح بوده همچنین حاوی آنتوسیانین های رنگین می باشد.

کاربرد درمانی
از قدیم الا یام به عنوان چاشنی وطعم دهنده مورد استفاده بوده است از مصارف دیگر آن میتوان به محرک ومدر وقی آور بودن آن اشاره کرد ضماد خردل برای بسیاری از درد های مفصلی ورماتیسم مفید می باشد غرغره کردن مایع آن برای درمان برخی تومورها مفید وموثرمی باشد . همچنین معالج دردهای عصبی و اسپاسم می باشد برخی نیز آن را برای ریزش مو و صرع ومارگزیدگی ودندان درد مفید دانسته اند روغن آن برای سینه پهلو وذات الریه مفید می باشد دانه های آن دارای روغن اصلی وثابتی که به عنوان چاشنی ماده اشتعالی ماده چرب کننده و ماده متشکله صابون از آن استفاده میشود

مواد موثره
مهمترین ماده موثره این گیاه سینگرین گلیگوزید بوده که در اثر تجزیه باعث ایجا دایزو تیوسیانات آلیل شده که خود به عنوان روغن خردل یاد شده است سینیگرین ماده ایست سمی برای لارو حشرا ت وارد شدن روغن خردل به بدن در دوز تعیین شده باعث ورم روده و معده شده ومتعاقبا کشنده می باشد
گاز خردل ستفاده گسترده از گاز خردل علیه نیروهای ایرانی در طول جنگ با ایران اعتراف کرده است .

نحوه کشتجهت زراعت وکشت خوب هنگامی که دانه ها بسیار کوچک هستند زمین باید در فصل پاییز آماده شود دانه ها باید توسط بذر پاش کاشته شود و ۴۵ روز بعد از کاشت گل می دهد و ۶_۷ هفته دیگر آماده برداشت است . گرده افشانی آن توسط حشرات صورت میگیرد و جمع آوری شهد آن توسط زنبورها عسلی با مزه ملایم تولید میکند

واژه نامه

سلاح های شیمیایی : Chemical Warfare (CW)
عوامل شیمیایی : Chemical Agent
عوامل تاول زا : Agent VESICANTS
عوامل خون :Blood Agent
عوامل اعصاب : Nerve Agent

نام گاز های شیمیایی

خردل : Mustard
آرسنیک :Arsenic
گزند : Phosgene Oxime
سیانید هیدروژن: Hydrogen Cyanide
کلرید سیانوژن : Cyanogen Chloride
آرسین: Arsine
تابون: Tabun
سارین: Sarin
سومان: Soman
وی ایکس: VX

فوسژندی iphosgene

:فسژنhosgene

همه ما میدانیم چه انرژی عظیم و قابل ملاحظهای در داخل اتمها وجود دارد. این انرژی همان است که عموما آن را انرژی اتمی مینامند. اما چون این انرژی در داخل هسته اتمها وجود دارد در زبان علمی نام دقیقتر آنرا انرژی هستهای انتخاب کردهاند.

---

همه ما میدانیم چه انرژی عظیم و قابل ملاحظهای در داخل اتمها وجود دارد. این انرژی همان است که عموما آن را انرژی اتمی مینامند. اما چون این انرژی در داخل هسته اتمها وجود دارد در زبان علمی نام دقیقتر آنرا انرژی هستهای انتخاب کردهاند.

تحولاتی که به کشف بمب هستهای منجر شد هنگامی که دانشمند ایتالیایی به نام انریکو فرمی ، تجربیات و تحقیقات خود را در زمینه عملی ساختن فعل و انفعالات زنجیری مداوم دنبال میکرد. پیش بینی میشد که این فعل و انفعال ممکن است انفجاری باشد. به همین سبب ایالات متحده آمریکا که در جنگ جهانی دوم شرکت کرده بود، در صدد برآمد تحت عنوان مبارزه ضد فاشیستی ، نظر دانشمندان اروپایی را برای ساختن سلاح اتمی جلب کند. لذا آن را به ممالک متحده فرا خواند، تا در آنجا که دور از بمبهای دشمن قرار داشت و شرایط کار بهتر بود. امکان استفاده از این انرژی انفجاری را که در سلاحهای جنگی ، مخصوصا بمب مورد بررسی قرار دهند.

پس از گرد آمدن برجسته ترین دانشمندان ، ابتدا تجسساتی در زمینه تصفیه 235U و بعد ساختن پلوتونیوم در آزمایشگاههای چند دانشگاه مهم آمریکا از جمله دانشگاههای کلمبیا و کالیفرنیا صورت گرفت. نتیجه این تجسسات ، ساختن دو کارخانه بزرگ و مجهز برای تصفیه 235U و ساختن پلوتونیوم منجر گردید. سپس آزمایشگاه عظیم و مجهز ، لوس آلاموس در ایالت نیومکزیکو تحت نظر دانشمندان معروف . جی . آر . اوپن هایمر تأسیس شد.

دانشمندان معروف دیگری از کشورهای مختلف از قبیل جیمز چارویک ، اچ بث ، آر. آرویلسون ، نیلس بوهر و غیره ، برای ساختن بمب اتمی ، یعنی سلاحی که ممکن است سبب نابودی بشر و تمدن او گردد، همکاری کردند. در نتیجه تحقیقات دانشمندان ، اساس ساختمان بمب اتمی پی ریزی شد. البته بسیاری از وسایلی که برای بمب اتمی بکار رفت، به کلی افشا نشده ، با این حال با اطلاعات وسیعی که ضمن اظهارات رئیس طرح مانهاتان بدست آمد، طرز عمل تا اندازهای روشن گردید.

تاریخچه اولین انفجارهای هستهای
اولین بار در شانزدهم ژوید سال 1945 ، بمب اتمی کوچک ، به عنوان آزمایش ، در صحرای الاموگوردو واقع در ایالت نیومکزیکو منفجر گردید. بمب را در انتهای بمبی از فولاد نصب کرده بودند و فرمان انفجار آن از پناهگاهی به فاصله 10 کیلومتر صادر میشد. محل دیده بانی ناظر این در 17 کیلومتری نقطه انفجار بود. نتیجه این آزمایش به قدری وحشت انگیز بود، که از آنچه قبلا پیش بینی شده بود تجاوز میکرد، از جمله برج فولادین حامل بمب به کلی تبخیر شده و در جای آن گودالی وسیع بوجود آمده بود.
کمتر از یک ماه بعد ، بمب اتمی دیگری که قدرت تخریبی آن معادل (1000 تن TNT) بود، روی بندر هیروشیما در ژاپن منفجر گردید (انفجار هیروشیما)، که در نتیجه ، آن شهر به کلی ویران شد و چند هزار مردم به هلاکت رسیدند. فقط معدودی از سکنه اطراف شهر از این بلا جان به در بردند، که هنوز بازماندگان آنان از اثرات زیان بخش تشعشعات هستهای آن رنج میبرند.

سومین بمب اتمی روز نهم ماه اوت روی شهر ناکازاکی منفجر شد و این دو فاجعه تاریخی کشور ژاپن را در مقابل ایالت متحده آمریکا به زانو در آورد. هر چند که پس از جنگ جهانی دوم دولت آمریکا نام طرح مانهاتان را به کمسیون انرژی اتمی تبدیل کرد و فعالیت این کمسیون را به موارد استفاده از انرژی اتمی در صنعت ، پزشکی و کشاورزی تخصیص داد و در حال حاضر یک کمسیون بین المللی نیز برای استفادههای صلح جویانه از انرژی اتمی فعالیت میکنند. بنابراین هنوز هم آزمایشهای سلاحهای هستهای ادامه دارد و بدین وسیله دول بزرگ جهان در برابر یکدیگر قدرت نمایی میکنند.

ساختمان بمب هستهای
ساختار سلاح هستهای به این صورت است که هر گاه مقدار عنصر قابل شکافت ، که از اندازه بحرانی بیشتر باشد، پدیده شکافت شروع می شود. این پدیده خیلی سریع پیشرفت میکند و با آزاد شدن مقادیر عظیم انرژی در مدت بسیار کوتاه ، انفجار مهیبی رخ میدهد. ولی از آنجایی که بمب باید در لحظه دلخواه منفجر شود، مقداری از 235U ، یا 239Pu را که خالص بوده و حجم کلی آن از اندازه بحرانی بیشتر باشد، به چند قسمت مجزا ، که هر یک از آنها از اندازه بحرانی کمتر است، تقسیم میکنند و این قسمتها را در محفظهای طوری قرار میدهند که نوترونهایی که ممکن است در هر یک از آنها آزاد شوند، در قسمت دیگر نفوذ نکنند.

در این تقسیم بندی هرگاه به هر روشی در یکی از اجزای بمب پدیده شکافت شروع شود، در لحظهای که انفجار باید صورت گیرد، رخداد پدیده شکافت زنجیری و مداوم نخواهد بود. این مواد با جرمهای زیر جرم بحرانی عنصر قابل شکافت را به هم نزدیک میکنند. تا مجموع آنها از جرم بحرانی بیشتر شود و واکنش زنجیری به وقوع بپیوندد.

نباید فراموش کرد که پیشرفت واکنش زنجیری بسیار سریع است و انفجار اتمی در قطعات اورانیوم فقط در حدود یک میلیونم ثانیه طول میکشد. لذا اگر اندازههای بحرانی زیر را به آهستگی به هم نزدیک کنیم. ممکن است قبل از تماس ، واکنش زنجیری شروع شود و شدت گرمای حاصل از شکافتهای اولیه به حدی گردد، که قبل از انفجار واقعی ، ماده قابل شکافت را متلاشی سازد و واکنش زنجیری به خاموشی گراید. برای رفع نقایص بمب هستهای به صورت زیر عمل میکنیم:

اولا اتصال قطعات اورانیوم بوسیله یک ماده منفجره قوی نظامی صورت میگیرد.
ثانیا محفظه ماده اتمی را بسیار ضخیم و محکم می سازد. تا در آغاز واکنش زنجیری از متلاشی شدن ماده مزبور جلوگیری کند و سپس انفجار واقعی صورت گیرد.
بهینه سازی خروجی بمب و افزایش قدرت آن
طرق مختلف نزدیک کردن قطعات اورانیوم یا پلوتونیوم به یکدیگر هنوز یک موضوع سری نظامی است. ولی واقعیت این است که هر چه سرعت اتصال قطعات زیادتر باشد، واکنش زنجیری سریعتر و و مقدار بیشتری از هستههای اورانیوم موجود شکافته شده و بهره سلاح اتمی بیشتر میشود.

اصولا اتصال سریع قطعات است که انفجار مهیب بمب اتمی را بوجود میآورد. اگر منعکس کنندهای به دور ماده اتمی قرار داده شود، از فرار نوترونها جلوگیری نموده و شکافت زنجیری تسریع میگردد. استفاده از منعکس کننده نوترون ، وزن بحرانی را نیز تقلیل میدهد.

باید توجه داشت که حتی در بهترین شرایط همه اورانیوم موجود در یک بمب اتمی تحت عمل شکافتن قرار نمیگیرد و در شرایط بسیار مناسب تنها در حدود 10 درصد ماده هستهای شکافته میشود و بقیه در نتیجه ، انفجار تبدیل به غبار شده و در فضا پخش میگردند بدون اینکه هستههای آنها شکافته شوند.

جرم بحرانی از اسرار نظامی است و ممالکی که آن را میدانند به شدت از فاش شدن آن جلوگیری میکنند. بنابرین از مطالبی که در این باره منتشر شده است، چنین بر می آید که جرم بحرانی باید بین ا و 10 کیلوگرم باشند.
وجود جرم بحرانی ، افزایش قدرت بمب اتمی را محدود میکند. زیرا برای آنکه بتوانیم انفجاری ایجاد کنیم:

اولا نباید مقدار سوختی کمتر از جرم بحرانی بکار بریم و این مقدار حد پایین بمب اتمی را تعیین میکند.
ثانیا وزن هر یک از قطعات اورانیوم درون بمب نمیتواند بیش از وزن بحرانی باشد. زیرا در آن صورت هر قطعه خود به خود منفجر خواهد شد.

ساختن بمبهای بیش از دو قطعه نیز بسیار مشکل است. زیرا اگر دو قطعه از قطعات اورانیوم ، حتی به اندازه یک میلیونم ثانیه قبل از قطعات دیگر به هم وصل شوند، انفجار اتمی صورت خواهد گرفت و باعث پراکندگی قطعات دیگر اورانیوم خواهد شد. قطعات دیگر مجال دخول در قطعات زنجیری را نخواهند یافت. به عبارت دیگر بطور کلی میزان اتمهای اورانیومی که در واکنشهای زنجیری وارد میشوند، با افزایش تعداد قطعات داخل بمب ، تقلیل مییابد و عمل انفجار ناقص میماند.

آنچه خداوند در طبیعت به ودیعه نهاده است، اگر بصورت صحیح و در جهت درست مورد استفاده قرار گیرد، وسایل رفاه و آسایش بیشتر را تأمین خواهد کرد. اما اگر این امکانات خدادادی در جهت نادرست و نامشروع مورد بهره برداری قرار گیرند، نه تنها وسیلهای برای آرامش و آسایش او نخواهد بود، بلکه بلای جان او شده و وسیلهای برای تهدید هستی او تبدیل خواهد شد. یکی از این منابع طبیعی سنگ معدن اورانیوم است که اگر بصورت درست مورد استفاده قرار گیرد، بسیار مفید بوده و به تعداد فوقالعادهای میتواند انرژی برق مورد استفاده بشر را تأمین کند، اما متأسفانه استفادههای نادرست سبب شده است که این عنصر خدادادی ماده اولیه سلاحهای مرگبار باشد که بمب اتمی یکی از این نمونهها میباشد.

تاریخچه

استفاده از انرژی هستهای به مقیاس زیاد بین سالهای 1939 تا 1945 میلادی در ایالات متحده آمریکا انجام شد. این امر زیر فشار جنگ جهانی دوم ، بصورت نتیجه تلاشهای مشترک تعداد زیادی از دانشمندان و مهندسان صورت گرفت. دست اندرکارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند، آمریکایی ، بریتانیایی و پناهندگان اروپایی کشورهایی بودند که زیر سلطه فاشیسم قرار داشتند. تلاش آنان این بود که قبل از آلمانیها به یک سلاح هستهای دست پیدا کنند ، این سلاح هستهای همان بمب اتمی بود.

---

آنچه خداوند در طبیعت به ودیعه نهاده است، اگر بصورت صحیح و در جهت درست مورد استفاده قرار گیرد، وسایل رفاه و آسایش بیشتر را تأمین خواهد کرد. اما اگر این امکانات خدادادی در جهت نادرست و نامشروع مورد بهره برداری قرار گیرند، نه تنها وسیلهای برای آرامش و آسایش او نخواهد بود، بلکه بلای جان او شده و وسیلهای برای تهدید هستی او تبدیل خواهد شد. یکی از این منابع طبیعی سنگ معدن اورانیوم است که اگر بصورت درست مورد استفاده قرار گیرد، بسیار مفید بوده و به تعداد فوقالعادهای میتواند انرژی برق مورد استفاده بشر را تأمین کند، اما متأسفانه استفادههای نادرست سبب شده است که این عنصر خدادادی ماده اولیه سلاحهای مرگبار باشد که بمب اتمی یکی از این نمونهها میباشد.

تاریخچه

استفاده از انرژی هستهای به مقیاس زیاد بین سالهای 1939 تا 1945 میلادی در ایالات متحده آمریکا انجام شد. این امر زیر فشار جنگ جهانی دوم ، بصورت نتیجه تلاشهای مشترک تعداد زیادی از دانشمندان و مهندسان صورت گرفت. دست اندرکارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند، آمریکایی ، بریتانیایی و پناهندگان اروپایی کشورهایی بودند که زیر سلطه فاشیسم قرار داشتند. تلاش آنان این بود که قبل از آلمانیها به یک سلاح هستهای دست پیدا کنند ، این سلاح هستهای همان بمب اتمی بود.

بمب اتمی چیست؟

بمب اتمی در اصل یک راکتور هستهای کنترل نشده است که در آن یک واکنش هستهای بسیار وسیع در مدت یک میلیونیم ثانیه در سراسر ماده صورت میگیرد. بنابراین ، این واکنش با راکتور هستهای کنترل شده تفاوت دارد. در راکتور هستهای کنترل شده ، شرایط به گونهای سامان یافته است که انرژی حاصل از شکافت بسیار کندتر و اساسا با سرعت ثابت رها میشود. در این راکتور ، ماده شکافت پذیر به گونهای با مواد دیگر آمیخته میشود که بطور متوسط ، فقط یک نوترون گسیل یافته از عمل شکافت موجب شکافت هسته دیگر میشود، و واکنش زنجیری به این طریق فقط تداوم خود را حفظ میکند. اما در یک بمب اتمی ، ماده شکافتپذیر خالص است، یعنی یک متعادل کننده آمیخته نیست و طراحی آن به گونهای است که تقریبا تمام نوترونهای گسیل یافته از هر شکافت میتواند در هستههای دیگر شکافت ایجاد کند.

عناصر اصلی سازنده

بمب اتمی در طول جنگ جهانی دوم از راکتورهای هستهای برای تولید مواد خام نوعی بمب هستهای ، یعنی برای ساختن ²³⁹Pu از ²³⁵U استفاده میشد. هر دو این عناصر میتوانند یک واکنش زنجیری کنترل نشده سریع ایجاد کنند. بمبهای هستهای یا اتمی از هر دو این مواد ساخته میشوند. تنها یک بمب اتمی که از ²³⁵U ساخته شده بود، شهر هیروشیما در ژاپن را در 6 آگوست سال 1945 میلادی ویران کرد. بمب دیگری که از ²³⁹U در ساختن آن بکار برده شده بود، سه روز بعد شهر ناکازاکی کشور ژاپن را با خاک یکسان ساخت.

عواقب ناشی از بمب اتمی

یک مسئله فرعی ، ریزشهای رادیواکتیو حاصل از آزمایش بمبهای اتمی است. در انفجار بمب اتمی مقدار قابل توجهی محصولات شکافت رادیواکتیو پراکنده میشوند. این مواد بوسیله باد از یک بخش جهان به نقاط دیگر آن منتقل میشوند و بوسیله باران و برف از جو زمین فرو میریزند. بعضی از این مواد رادیواکتیو طول عمر زیادی دارند، لذا بوسیله مواد غذایی گیاهی جذب شده و بوسیله مردم و حیوانات خورده میشوند. معلوم شده است که اینگونه مواد رادیواکتیو آثار ژنتیکی و همچنین آثار جسمانی زیان آوری دارند. یکی از فراوانترین محصولات حاصل از شکافت ²³⁵U یا ²³⁹Pu ، که از لحاظ شیمیایی شبیه ⁴⁰₂₀Ga است. بنابراین وقتی که ⁹⁰Sr حاصل از ریزشهای رادیواکتیو وارد بدن میشود، به ماده استخوانی بدن راه مییابد. این عنصر میتواند با گسیل ذرات بتا با انرژی 0.54 میلیون الکترون ولت (نیم عمر 28 سال) نابود میشوند، که میتواند به سلولها آسیب رسانده و موجب بروز انواع بیماریها از قبیل تومور استخوان ، لوکمیا و ... ، بخصوص در کودکان در حال رشد ، میشود.

جنگافزارهای شیمیایی ابزارها یا موادی شیمیایی هستند که به وسیله آنها مثلاً با انفجار بمبی که حاوی مواد سمی و یا شیمیایی هستند انسانها و یا سربازان دشمن را هدف قرار میدهند که به آن مواد آلوده میشوند و به انواع بیماریها و یا بیماریهای مخصوص به همان مواد دچار میشوند.

اسلحه شیمیایی به آن دسته از جنگافزارها گفته میشود که در آنها یک یا چند ماده شیمیایی برای کشتن و یا ناتوان کردن انسانها به کار میرود. ماده شیمیایی را در مخزنهایی کوچک یا بزرگ انبار میکنند که بهوسیله انسان یا وسیلهای موتوری حمل میشود و پس از شلیک و انفجار ماده شیمیایی را میپراکند. با راکت یا هواپیما هم آن مخزنها را پرتاب میکنند.

نخستین بار در جنگ جهانی اول این جنگافزار به کار برده شده است. در جنگ جهانی دوم کاربرد چندانی نیافته است اما در جنگ ویتنام نیروهای آمریکایی آن را بسیار گسترده به کار میبردهاند که بمبهای آتش زای ناپالم (اغلب بنزين ژلاتينه شده... تا به هدف بچسبد و بهتر بسوزاند) معروفترین آنها بوده است.

جنگافزارهای شیمیایی را میتوان به جنگافزارهای دارای سمهای چشمی، بینی و دهانی، ریهای و یا پوستی تقسیم کرد، بسته به آن که به کدامیک از اندامها تأثیر میگذارد. برخی از گونههای عصبی آن کشنده است و بسیار زود انسانها را از پا در میآورد، برخی دیگر تنها برای مدتی کوتاه یا بلند ناتوان میسازد. برخی از گونههای آن اگرچه کشنده نیست اما ناتوانیهای جسمی ماندگار پدید میآورد و زندگانی را بسیار سخت میکند. گونههایی از آن در افزارهای پلیس ضد شورش هم به کار برده شده است و اعتراضهای گستردهای به دنبال آورده است.

جنگافزارهای شیمیایی مانند بمبهای اتمی و میکروبی در رده سلاح کشتار جمعی ردهبندی میشود و کوشش نیروهای ضد جنگ و صلحخواه و سازمانهای مدنی و شهروندی همواره برای ممنوع ساختن آنها بوده است. ۱۳۷ دولت در سال ۱۹۹۳ پیمانی را امضا کردند که تکامل، تولید و انبار کردن جنگافزارهای شیمیایی را ممنوع میکرد و از دولتها میخواست در یک دوره ده ساله، یعنی تا سال ۲۰۰۳، همه جنگافزارهای شیمیایی انبار شده را نابود سازند.

حکومت صدام در جنگ عراق و ایران اینگونه جنگافزار برای کشتار جمعی را نه تنها در آوردگاهها برای کشتن سربازان بلکه در روستاها و شهرها نیز به کار میگرفت .

امروزه انتشار دستورهای ساخت و انبار کردن جنگافزارهای شیمیایی کاری جنایتکارانه است و انساندوستان نگران دستیابی تروریستها و آدمکشان به چنان جنگافزارها هستند.

تاريخچه کوتاه

جنگ افزار های شيميايی از جمله قير، روغنهای مختلف، نفت، "آتش يونانی"، اسيد های مختلف، آرسنیک ها و غيره از دوران بسيار قديم مورد مصرف قرار گرفته اند. مثلا اسپارتانها در جنگ "پله پونز" (سالهای ۴۳۱ تا ۴۰۴ قبل از مسيح) از اسيد های گوگردی (از جمله دی اکسيد سولفور) استفاده ميکردند.

طی جنگ جهانی اول بود که برای اولين بار افزار های مدرن جنگ شيميايی، بخصوص توسط آلمانها، ساخته و مورد مصرف قرار گرفتند. اين اعمال با اسيد پاشی و پخش ساده گاز های کشنده شروع شدند تا اينکه بعد ها بتوانند با پرتاب اين مواد به راه دور نفرات بيشتری از سربازان دشمن را نابود کنند. آلمانها پيوسته پيشرو اين صنعت بوده و تا کنون مانده اند. ( ر. ک. جنگ عراق بر عليه ايران که طی آن شرکتهای آلمانی بزرگترين صادر کننده جنگ افزار های شيميايی به عراق بودند) البته آمريکا، فرانسه، هلند و غيره هم در اين امر شريک بودند (ر. ک. همين مقاله به زبان انگليسی و ساير زبانها)

آمريکاييها نيز در جنگ ويتنام هزاران تن "ايجنت اورنج" بروی جنگل های منطقه ريختند تا آن مکان ها يعنی (مخفی گاه ويت کنگ ها) را تبديل به صحرا کنند. بخش عمده اين ماده را نيز آلمانها در اختيار آمريکاييها قرار دادند. تحت تاثير اين ماده مهلک "دی اکسين" دار هنوز پس از بيش از چهل سال در ويتنام بچه های معلول به دنيا ميايند.

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

گاز کروماتوگرافی ( GC )

از گاز کروماتوگرافی ( GC ) براي شناسايي و تعيين مقدار انجام مي شود. در گاز کروماتوگرافی ( GC ) با دو فاز سر و كار داريم : فاز ساكن و فاز متحرك ، فاز متحرك يك گاز است و فاز ساكن مي تواند مايع يا جامد باشد. فاز متحرك هيچ نقشي در جداسازي ندارد و يكي از تفاوت هاي GC با HPLC همين موضوع است. در HPLC فاز متحرك يك مايع است كه در جداسازي نقش دارد. تنها نقش فاز متحرك در GC حمل مواد به جلو و خارج كردن آنها از ستون است. به همين دليل كيفيت جداسازي در HPLC بهتر است از GC.

ابتدا نمونه را توسط سرنگ داخل injector تزريق مي كنيم. نمونه پس از ورود به injector به بخار تبديل شده و با فاز متحرك مخلوط شده ، وارد ستون مي شود. نمونه جذب ستون مي شود و در زمانهاي مختلف به وسيله گاز بي اثر از ستون بيرون مي آيد و وارد دتكتور مي شود. ستون قلب دستگاه است زيرا عمل اصلي كه جداسازي است در آنجا انجام مي شود. دتكتور شناسايي را انجام مي دهد جهت شناسايي مواد با GC از R_t) Retention time ) استفاده مي شود. Retention time زماني است كه طول مي كشد تا جسم از دتكتور بيرون بيايد ، يعني از زمان تزريق نمونه تا زمان ظاهرشدن پيك ها روي دستگاه كه براي يك ماده تحت شرايط ثابت ، مقداري ثابت است. بنابراين از مقايسه R_t معلوم با R_t مجهول، مي توان اجزاي موجود در مجهول را تشخيص داد.
اگر مجهول و استاندارد، Rt يكسان داشتند، مي توان نتيجه گرفت كه هر دو نمونه يكي هستند.

پارامتر مهم ديگر در GC ، سطح زير منحني ( AUC ) است. ركوردر به ما كروماتوگرامي مي دهد كه در راس هر پيك Rt را مي نويسد و AUC مربوط به آن را هم مي دهد پس كروماتوگرام حاوي دو اطلاع ارزنده است:
1- Rt براي شناسايي كيفي جسم
2- AUC براي تعيين مقدار كمي جسم

گاز حامل : يك گاز بي اثر است (He,( H₂, N₂ ، He از همه بهتر است ولي چون گران است كاربرد كمي دارد. نگهداري H₂ هم خطرناك است چون قابليت انفجار دارد، بنابراين N₂ استفاده مي شود.

اجزاء و قسمتهاي مختلف دستگاه GC

سليندر: حاوي گاز حامل، در بیشتر دستگاه ها از گاز ازت كه گازي خنثي، ارزان و در دسترس است استفاده مي شود.

فلومتر:
توسط اين قسمت از دستگاه تنظيم فشار گاز حامل صورت مي گيرد كه اگر نمونه سريعتر بيرون بيايد ممكن است دو پيك روي هم بيفتند. هر چه فلو بيشتر باشد، مواد سريعتر از ستون خارج مي شوند. . فلو برحسب ml/min است. ( در كار با GC بايد نوع گاز حامل و flue آن ذكر شود ).

محل تزريق نمونه (injector) :
دو محل تزريق در بالا و پائين وجود دارد كه نمونه را به سرعت و توسط يك سرنگ در يكي از آنها بسته به اينكه از ستون بالايي يا پاييني استفاده مي كنيم تزريق مي كنيم. با GC مي توان نمونه هاي با حجم هاي بسيار كم تا دهم هاي ميكروليتر را اندازه گيري نمود.

ستون (column) :
ستون نقش اصلي جداسازي را به عهده دارد كه از جنس هاي مختلف مي باشد:ستون فولادي،مسی ، شيشه ايی يا استيل باشد كه سخت پر مي شود و حتما بايد توسط كارخانه سازنده پر شود.
ستون مسي انعطاف پذيري خوبي دارد و به راحتي پر مي شود زيرا مي توان آن را به صورت مستقيم پر كرد و سپس به صورت مارپيچ در آورد. ولي عيب آنها تشكيل اكسيد مس در جداره ستون مي باشد كه مي تواند برخي واكنش ها را كاتاليز كند. در حالي كه ستون هاي فولادي اين عيب را ندارند.
ستون هاي شيشه اي كه مزيت آنها اين است كه داخل آنها را مي توانيم مشاهده كنيم بنابراين اگر هوا گرفته باشد متوجه مي شويم و عيب آنها شكننده بودنشان است. ستون هاي فولادي خيلي مستحكمند و بايد در كارخانه بصورت مارپيچ در آيند ، بنابراين پركردن آنها مشكل است و احتياج به دستگاه ويبراتور داريم. يك ويژگي مهم و تاثير گذار در ستون ها پلاريته آنهاست كه توسط كارخانه سازنده مشخص مي شود كه بر اين اساس مي توان ستون هاي مشابه را انتخاب كرد.
براي فاز مايع از خاكه آجر يا chromosorb p كه بي اثر است براي تثبيت مايع استفاده مي كنند آن را پر مي كنند. و مايع ديرجوش را روي خاكه آجر مي دهند و تثبيت مي كند كه معمولا پارافين يا silicon greas است.

Oven :
Oven قسمت گرم كننده است. سه قسمت از دستگاه بايد گرم شوند. Injector, oven و Column (كه دو عدد هستند و در بالا و پايين oven قرار مي گيرند) و نيز Detector قرار دارد.
دماي ستون بايد چند درجه بالاتر از نقطه جوش دير جوش ترين جزء موجود در نمونه باشد مثلا اگر بالاترين نقطه جوش ۱۵۰ درجه سانتیگراد باشد، دماي ستون ۱۷۰ درجه سانتیگراد باشد. دماي injector بايد چند درجه بالاتر از ستون و دماي دتكتور هم چند درجه بالاتر از injector باشد با ستون با دو برنامه دمايي مي توان كار كرد: اگر روش كار ايزوترمال باشد به oven يك دماي ثابت مي دهيم اما اگر به روش برنامه ريزي كار كنيم ، بايد به آن برنامه دمايي بدهيم.

روش Isothermal :
در اين روش با يك دماي ثابت كار مي كنيم ، بيشتر زماني استفاده مي شود كه در نمونه فقط يك ماده مورد شناسايي وجود دارد يا اگر چند ماده وجود دارد، نقطه جوش آنها نزديك به هم است.

روش برنامه ريزي دمايي (programming) :
در مواقعي استفاده مي شود كه مواد موجود در نمونه Range وسيعي از نقطه جوش دارند و اگر ابتدا دماي Oven را بالاتر از نقطه جوش دير جوش ترين ماده قرار دهيم ، مواد با نقطه جوش كمتر تجزيه خواهد شد و نمي توان آنها را شناسايي كرد. بنابراين طوري دما را تنظيم مي كنيم كه با سرعت مشخصي از چند درجه بالاتر ازمواد به ترتيب نقطه جوش از ستون بيرون مي آيند يعني هر چه تعداد كربن هاي ماده بيشتر باشد ديرتر بيرون مي آيند و پيك آنها ديرتر ظاهر مي شود. وقتي نمونه اي حاوي چند جزء با طيف وسيع BP است نمي توان از روش ايزوترمال استفاده كرد زيرا با داشتن فقط يك دما ، ممكن است يك جزء خيلي سريع بيرون بيايد و از دست برود يا بيرون آمدن آن ، زمان طولاني ببرد. بنابراين بايد از روش Programming استفاده كنيم ، يعني از چند Oven استفاده كرده و به هر يك ، دمايي خاص مي دهيم.

آشكارساز (Detector) :دتكتور بر اساس پاسخي كه مي دهد به دو دسته تقسيم مي شود :
دتكتور انتگرالي ، كه پاسخ انتگرالي مي دهد. كه امروزه منسوخ شده است.
دتكتور تفكيكي ، پاسخ اين دتكتور به اين صورت است كه وقتي گاز حامل به تنهايي مي آيد، خط صاف و وقتي به همراه نمونه مي آيد يك پيك مي دهد.
يكي از دتكتورهاي تفكيكي كه در GC استفاده مي شود Flame Ionization Detector (FID)مي باشد. نمونه ها بعد از اينكه از ستون خارج مي شوند وارد دتكتور مي شوند. نمونه ها در شعله دتكتور مي سوزند و ايجاد يون و الكترون مي كنند. آنچه مهم است الكترون هايي است كه توليد مي شوند. الكترونها جرياني را كه از FID عبور مي كند افزايش مي دهند و غلظت نمونه متناسب با افزایش ميزان جريان است.
براي تشكيل شعله از سوخت هيدروژن با اكسيژن هوا استفاده مي شود. براي تامين اكسيژن هم از كپسول هوا استفاده مي شود.
نشانه روشن بودن دستگاه دتكتور اين است كه بخار آب از آن خارج شود. FID حساسيت بالايي دارد و عيب آن تخريب نمونه است. ( نوع دتكتور هم بايد در كار تحقيقاتي ذكر شود ).

رکوردر :چگونگي تنظيم دما:
دماي ستون را چند درجه بالاتر از نقطه جوش دير جوشترين جزء موجود در نمونه قرار مي دهيم و دماي injector را چند درجه بالاتر از ستون و نيز دماي دتكتور نيز چند درجه بالاتر از دماي injector قرار مي دهيم.

برنامه دمايي ايزوترمال:
70 درجه سانتیگراد = oven
۹0 درجه سانتیگراد = Injector
۱۰۰ درجه سانتیگراد = Detector
mLit = مقدار تزريق

علت استفاده از استاندارد داخلي :در روش AUC بايد از استاندارد داخلي استفاده كنيم كه علت استفاده از استاندارد داخلي ، حذف خطاي حاصل از حجم تزريق مي باشد. زيرا حجم تزريق كم است و احتمال اشتباه زياد مي باشد و براي استفاده كمي و حذف اين خطا از يك استاندارد داخلي كه از لحاظ ساختمان شيميايي نزديك به نمونه باشد استفاده مي كنيم مثلا براي تعيين مقدار اتانول ، از بوتانول به عنوان استاندارد داخلي استفاده مي كنيم زيرا از لحاظ ساختمان شيميايي نزديك به نمونه اتانول است بنابراين ضمن اينكه پيك هاي مربوط به هر كدام جدا مي باشد، خيلي هم از هم فاصله ندارند.

تهیه سیکلوهگزن

یکی از روشهای تهیه ترکیبات سیر شده آبگیری از الکلها در مجاورت یک اسید معدنی مثل اسید سولفوریک است. مکانیسم این واکنش در سه مرحله صورت میگیرد.

1- انتقال یک پروتون از اسید به الکل و تشکیل الکل پروتونه

2- جدا شدن یک مولکول آب و بوجود آمدن یون کربونیوم

3- خروج یک پروتون از یون کربونیوم و تشکیل آلکن

روش کار:

50 گرم سیکلوهگزانول را در یک بالن 250 میلی لیتری دو دهانه که مجهز به یک مبرد برگشتی و یک ترمومتر است ریخته و 3 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ را کم کم و در حال به هم زدن به آن اضافه کنید. آنگاه چند عدد سنگ جوش ریخته و بالن را به مدت نیم ساعت رفلاکس کنید و بگذارید تا محلول خنک شود. (دقت کنید در مدت عمل رفلاکس دما نباید بیش از 90 درجه بشود.)

حال محصول را در یک قیف جدا کننده ریخته و به آن 12 میلی لیتر محلول اشباع نمک طعام و 10 میلی لیتر محلول کربنات سدیم 10 درصد اضافه میکنیم. (برای خنثی سازی اسید اضافی). محتوی قیف جدا کننده را به شدت به هم بزنید و بعد فاز آبی را دور بریزید و به فاز آلی آب مقطر افزوده خوب به هم بزنید و پس از جدا شدن دو فاز، فاز آبی را دور بریزید و فاز آلی را به یک بشر خشک منتقل کرده و به آن 2 الی 4 گرم کلرید کلسیم اضافه کنید تا آب اضافی محلول آلی را جذب کند. بعد از حدود 20 دقیقه آنرا صاف کنید.

حال محلول را تقطیر ساده کنید و جسمی که در دمای حدود 80 الی 85 جدا میشود سیکلو هگزن میباشد.

طبیعت ارگانیک مواد به وسیله حرارت دادن آنها بر روی چینی، پلاتین و یا هر فلز بی اثر دیگری ثابت می ماند. ماده آلی با شعله کم و بیش دود کننده سوخته و ذغال میشود و پس مانده سیاه رنگی بر جای میگذارد که نشان دهنده وجود کربن است.

---

طبیعت ارگانیک مواد به وسیله حرارت دادن آنها بر روی چینی، پلاتین و یا هر فلز بی اثر دیگری ثابت می ماند. ماده آلی با شعله کم و بیش دود کننده سوخته و ذغال میشود و پس مانده سیاه رنگی بر جای میگذارد که نشان دهنده وجود کربن است.

برای آزمایش مستقیم وجود کربن و هیدروژن به روش زیر عمل می کنیم.

حدود 300 میلی گرم از ماده جامد و یا نیم میلی لیتر از ماده مایع را با 1 الی 2 گرم مونواکسید مس خشک (CuO) پودر شده، در یک لوله آزمایش خشک به طور یکنواخت مخلوط کنید و سر لوله آزمایش را با چوب پنبه سوراخداری که لوله رابطی از آن گذشته ببندید. سر دیگر لوله رابط را وارد ظرفی محتوی سولفات مس بدون آب که سفید رنگ است نموده و خروجی ظرف را به ظرفی محتوی آب آهک Ca(OH)xad2 اتصال دهید. حال لوله آزمایش محتوی مخلوط ماده آلی و پودر اکسید مس را گرم کنید و کم کم درجه حرارت را بالا ببرید تا محتوی لوله آزمایش سرخ شود. تشکیل قطرات آب در بالای لوله آزمایش و یا آبی رنگ شدن سولفات مس خشک دلیل بر وجود هیدروژن و کدر شدن آب آهک دلیل بر وجود کربن است.

واکنشها

CuO + C ,H à CO2 + H2O + Cu

Ca(OH)2 + CO2 à CaCO3 + H2O

شناسایی هالوژنها

آزمایش نیترات نقره

اگر در ساختمان ماده آلی نیتروژن یا گوگرد حضور داشته باشد با افزایش نیترات نقره به محلول اسیدی تهیه شده از ذوب قلیایی علاوه بر هالید نقره، رسوب سفید AgCN یا رسوب Ag2S نیز تشکیل میشود که مزاحم عمل تشخیص هالوژنها هستند بنابراین قبل از رسوب دادن AgX باید گوگرد و نیتروژن را از محیط عمل خارج سازید، بدین طریق که به آن اسید نیتریک غلیظ افزوده و محلول حاصل را بجوشانید تا بر اثر تبخیر حجم آن به نصف تقلیل داده شود، سپس آنرا سرد کرده و با حجم مساوی آب مقطر رقیق کنید. سپس بر روی آن آزمایشات زیر را انجام دهید، اگر گوگرد و ازت وجود نداشته باشد نیازی به عمل فوق نیست.

الف) اگر در جسم آلی یک نوع هالوژن وجود داشته باشد

حدود 2 میلی لیتر از محلول زیر صافی حاصل از ذوب قلیایی را در یک لوله آزمایش بریزید و با اسید نیتریک رقیق آنرا اسیدی کرده مقداری محلول نیترات نقره اضافه کنید، رسوب تشکیل شده مشخص کننده نوع هالوژن خواهد بود، مایع رویی را بر اثر سرازیر کردن جدا کنید و به رسوب محلول رقیق آمونیاک اضافه نمائید اگر رسوب سفید بوده و به خوبی محلول در آمونیاک رقیق باشد نشانه کلر، و اگر زرد کمرنگ و به سختی محلول در آمونیاک باشد (کم محلول باشد) نشانه برم، اگر زرد پر رنگ و تقریبا نا محلول در آمونیاک باشد نشانه وجود ید در جسم آلی است.

ب) اگر مخلوط چند هالوژن وجود داشته باشد

شناسایی ید

2 میلی لیتر از محلول زیر صافی حاصل از ذوب قلیایی را در یک لوله آزمایش بریزید و با مقداری استیک اسید خالص (گلاسیال)، آنرا اسیدی کنید و سپس به آن حدود یک میلی لیتر تتراکلرید کربن بیفزائید و قطره قطره محلول نیتریت سدیم ضمن تکان دادن شدید لوله آزمایش اضافه کنید رنگ بنفش یا ارغوانی که در لایه آلی (CCl4) تشکیل میشود نشانه حضور ید است.

پس از تشخیص ید، از محلول همین لوله آزمایش برای تشخیص برم استفاده کنید. بدین طریق که مجددا مقداری محلول نیتریت سدیم افزوده و مقدار جزئی گرم کنید. بعد شدیدا تکان دهید و صبر کنید تا دو لایه از هم جدا شوند، لایه رویی را در لوله آزمایش تمیز دیگری بریزید و لایه بنفش رنگ تتراکلرید کربن را دور بریزید. به لایه رویی که در لوله آزمایش تمیز ریخته بودید یک میلی لیتر تترا کلرید کربن اضافه کنید و قطره قطره محلول 20% نیتریت سدیم بیفزائید و در ضمن افزایش لوله را تکان دهید اگر باز هم لایه زیری رنگی شد محلول سدیم نیتریت بیشتری ریخته و پس از تکان دادن و سپس جدا شدن دو لایه، لایه رویی را به لوله آزمایش دیگری منتقل کنید و لایه زیری را دور بریزید و بر روی لایه رویی این عمل را آنقدر تکرار کنید تا دیگر لایه رنگی ایجاد نشود، در این صورت دیگر در محلول شما ید وجود ندارد. حال بر روی این محلول آزمایش تشخیص برم انجام دهید. (توجه کنید که اگر در ابتدای آزمایش رنگ بنفش ظاهر نشود نشانه عدم حضور ید در محلول است و بنابر این نیازی به استخراج ید نیست و از همان ابتدا میتوان برای تشخیص برم عمل کرد).

شناسایی برم

محلول اسیدی فوق را زیر هود حرارت دهید تا دیگر بخارات NO خارج نشود، سپس سرد کنید. محلول را با استیک اسید گلاسیال به شدت اسیدی کرده و مقدار کمی از دی اکسید سرب PbO2 اضافه نمائید. یک تکه کاغذ صافی آغشته به محلول فلورسئین را در بالای دهانه لوله آزمایش به دور دهانه چسبانده و حرارت دهید (کاغذ آغشته به فلورسئین به رنگ زرد لیمویی است) دی اکسید سرب در محلول استیک اسید تولید استات سرب میکند که HBr و HI را اکسید میکند ولی عملا تحت شرایط فوق بر HCl اثری ندارد.

چون در داخل لوله آزمایش ید وجود ندارد اگر کاغذ آزمایش فلورسئین به رنگ صورتی در آید نشانه وجود برم در جسم آلی است (البته باید توجه داشت که ید نیز چنین جوابی میدهد بنابر این باید ابتدا ید را کاملا از محیط عمل خارج ساخت و سپس آزمایش مربوط به برم را انجام داد) برای تشخیص کلر از محتویات همین لوله استفاده میکنیم.

شناسایی کلر

اگر در آزمایش بالا کاغذ آزمایش فلورسئین به رنگ صورتی در نیاید دلیل آن است که در جسم مورد نظر برم شرکت ندارد در این صورت لوله آزمایش را با کمی آب مقطر بشوئید و محلول حاصل را صاف کنید و به محلول زیر صافی محلول رقیق اسید نیتریک و نیترات نقره اضافه کنید تشکیل رسوب سفید کلوئیدی نشانه وجود کلر است اما اگر در آزمایش قبل کاغذ آزمایش فلورسئین به رنگ صورتی در آید، عمل حرارت دادن را آنقدر ادامه دهید تا دیگر کاغذ آزمایش فلورسئین را به رنگ صورتی در نیاورد (در صورت لزوم مجددا کمی PbO و CH3COOH اضافه کنید) البته این آزمایش را میتوان بر محلول اولیه حاصل شده از ذوب قلیایی نیز انجام داد که در این صورت برم و ید هردو از محیط عمل خارج میشوند در این حالت حرارت را قطع کنید. پس از سرد شدن محلول محتویات آنرا با کمی آب مقطر بشوئید و صاف کنید و به محلول زیر صافی محلول رقیق اسید نیتریک و نیترات نقره اضافه کنید تشکیل رسوب سفید نشانه وجود کلر در جسم آلی است در اینجا برای انحلال این رسوب سفید نمیتوان از آمونیاک استفاده کرد، و اگر به محلول کلوئیدی فوق آمونیاک اضافه کنید مقدار رسوب سفید زیادتر خواهد شد. چرا؟ (یاد آوری: اگر ید و برم قبلا بطور کامل خارج نشده باشند، مقدار جزئی آنها نیز رسوب تقریبا سفید ایجاد خواهد کرد که با رسوب سفید کلرید نقره قابل اشتباه خواهد بود)

روش تشخیص هالوژنها با استفاده از آب کلر

اگر مخلوطی از هالوژنها داشته باشید برای تشخیص هر یک از آنها با آب کلر مطابق زیر عمل کنید:

مقدار 2-1 میلی لیتر از محلول زیر صافی حاصل از ذوب قلیایی را به وسیله اسید کلریدریک رقیق اسیدی کنید و یک میلی لیتر تتراکلرید کربن و سپس یک قطره آب کلر رقیق اضافه کنید (به وسیله اسیدی کردن محلول 10% NaCl با 2/0 حجمش HCl رقیق محلول آب کلر تهیه کنید) این محلول را به شدت تکان دهید اگر ید وجود داشته باشد فاز تتراکلرید کربن (فاز زیری) برنگ ارغوانی در می آید اگر افزایش آب کلر ادامه یابد رنگ ارغوانی ابتدا شدید تر شده و سپس رو به کاهش می گذارد و بالاخره ناپدید میگردد (اکسید شدن ید رنگی به یدات بیرنگ).

اگر در این آزمایش برم وجود داشته باشد لایه زیری به رنگ قهوه ای یا قرمز ظاهر میشود که با افزایش کلر این رنگ ناپدید نخواهد گشت. بروش فوق نمیتوان کلر ار در جسم آلی تشخیص داد.

شناسایی گوگرد

الف) استفاده از استات سرب: در حدود 1 میلی لیتر محلول زیر صافی حاصل از ذوب قلیایی را در یک لوله آزمایش ریخته و با استیک اسید، اسیدی کنید. حال به محلول حاصل چند قطره استات سرب اضافه کنید. ایجاد رسوب سیاه رنگ سولفید سرب دلیل بر وجود گوگرد در ماده آلی است.

ب) استفاده از پلمبیت سدیم: در حدود 1 میلی لیتر محلول زیر صافی حاصل از ذوب قلیایی را در یک لوله آزمایش ریخته و حدود یک میلی لیتر محلول پلمبیت سدیم به آن اضافه کنید. تشکیل رسوب سیاه رنگ PbS نشانه وجود گوگرد در جسم مورد آزمایش است.

شناسایی ازت

حدود 1 میلی لیتر محلول صاف شده مرحله قبل را در یک لوله آزمایش ریخته و به آن کمی سولفات فرو اضافه کنید و محلول را به آرامی و همراه با تکان دادن تا نقطه جوش حرارت دهید و سپس بدون سرد نمودن محلول را با اسید سولفوریک رقیق اسیدی کنید. رسوب یا رنگ آبی پروس دلیل بر وجود نیتروژن است. افزودن 1 میلی لیتر محلول 5% فلوئورید پتاسیم برای تشکیل آبی پروس مفید است.

ذوب قلیایی

(احتیاط: به هنگام کار عینک محافظ فراموش نشود) در یک لوله آزمایش کاملا خشک (حدود 150 در 12 میلیمتر غیر پیرکس) یک تکه سدیم کوچک تمیز به ابعاد تقریبی 4 میلیمتر بیندازید (سدیم را به وسیله کاردک تمیز و خشک بردارید) و لوله را با گیره بگیرید و ته لوله را با شعله کوتاه به ملایمت حرارت دهید تا سدیم در داخل لوله ذوب شده و به صورت دود سفید در آید و بخارات تا ارتفاع حدود 2 سانتی متر بالا رود، سپس لوله را از شعله دور کرده و به آن چند ذره جسم جامد (حدود 20 میلی گرم) یا حدود سه قطره مایع مورد آزمایش (ترجیحا طی چند نوبت) طوری اضافه کنید که مستقیما در ته لوله و بر روی دود سفید سدیم ریخته شود (دقت کنید ممکن است انفجار کوچکی رخ دهد بنابر این این آزمایش را حتما زیر هود و تحت نظر مربی آزمایشگاه انجام دهید) و بعد بتدریج لوله را تا سرخ شدن گرم کنید (احتیاط: موقع حرارت دادن، دهانه لوله را به طرف خود یا فرد دیگری نگیرید) سپس لوله داغ را داخل یک بشر کوچک حاوی 10 میلی لیتر آب مقطر وارد کنید تا بشکند. مخلوط را تا جوش حرارت داده و سپس صاف کنید محلول صاف شده باید زلال و قلیایی باشد. در صورتیکه تیره باشد، احتمالا تجزیه ناقص بوده و ذوب قلیایی باید دوباره تکرار شود.

روش دیگر استفاده از لوله آزمایش پیرکس است. در این روش مطابق بالا عمل کنید اما پس از ذوب قلیایی اجازه دهید لوله سرد شود و سپس 3 الی 4 میلی لیتر متانول به آن اضافه کنید تا سدیم اضافی را تجزیه کند سپس بر روی آن آب مقطر بریزید تا نصف لوله پر شود و برای چند دقیقه به ملایمت بجوشانید. سپس مخلوط را صاف نموده و بر روی محلول آزمایشات قبلی را انجام دهید.

تهيه پليمر خطي فنل فرمالدئيد و تبدبل آن به پليمر 3 بعدي در محيط اسيدي و بازي

تهيه رزول

در لوله آزمايش يك گرم فنل را در 2ml محلول آبي فرمالين حل كنيد و به اين مخلوط تقريبآ 2ml محلول آبي رقيق آمونياك 2M اضافه نماييد . سپس چند دانه سنگ جوش را درون لوله بيندازيد . لوله را به پايه تقطير متصل نمائيد، سپس لوله را با استفاده از يك چراغ بونزن به آرامي حرارت دهيد تا مخلوط به رنگ سفيد شيري در آيد . سپس حرارت دادن را متوقف كنيد در اين حالت بايد مخلوط صورت دو لايه اي جدا از هم در آمده باشد كه لايه زيرين به صورت ويسكوز زرد رنگ در آيد و لايهي بالايي نيز سفيد رنگ باشد. كه بيشتر آن به صورت آب است . با استفاده از يك قطره چكان يا پيپت لايه بالايي را برداريد . مايع زيرين همان رزول مي باشد كه حاوي مقادير جزيي آب است . با حرارت دادن اين مايع وسكوز در داخل لوله آزمايش و يا بر روي سطح شيشه ساعت (ترجيحآورقه آلومينيومي) رزين به رنگ زرد تيره در آمده قل ميزند و نهايتآ به صورت جامد شيشه اي و قرمز قهوهاي رنگ تبديل ميشود. ميتوان حلاليت اين رزين را قبل از حرارت دادن و بعد از آن به وسيله حلالهاي اتانول و استون و تولوئن بررسي و مقايسه كرد .

کروماتوگرافی بر اصول کل پخش فاز بنیان نهاده شده است. به طور خلاصه، در این روش جریان یک فاز از کنار (یا از داخل) فاز ساکنی میگذرد و در این حال فاز ساکن اجزای آنرا به طور انتخابی خارج میکند. این خروج یک عمل تعادلی است و مولکولهای اجزاء دوباره داخل فاز متحرک میشوند. هنگامی که ثابت پخش دو یا چند جزء در این دو فاز با هم متفاوت باشند، اجزای مربوط در فاز متحرک میشوند. هنگامی که ثابت پخش دو یا چند جزء در این دو فاز با هم متفاوت باشند، اجزای مربوط در فاز متحرک از هم تفکیک میشوند. به طور ساده میتوان گفت که هر چه فاز ساکن یک جزء را محمتر نگه دارد، در صد مولکولهای جزئی که بی حرکت نگه داشته شده بیشتر میشود. جزء دیگری که با شدت کمتر نگه داشته میشود نسبت به جزء اول در فاز متحرک درصد مولکولی بیشتری خواهد داشت. بنابراین به طور متوسط مولکولهای جزئی که با شدت کمتر نگه داشته میشوند، نسبت به مولکولهای دیگر با سرعت بیشتری از روی فاز ساکن میگذرند (در جهت جریان) و در نتیجه اجزای مربوط به قسمتهای مختلف فاز ساکن (باندها) منتقل میشوند.
فاصله باندها به طور خطی به مسافتی که در ستون طی میشود بستگی دارد. به طور کلی هر چه مسافت طی شده بیشتر باشد، فاصله باندها زیادتر خواهد شد. یادآور میشود که اجزای مخلوط باید ضرایب پخش متفاوتی داشته باشند تا بتوان آنها را به کمک پخش فاز تفکیک کرد. در صورتی که این ضرایب به هم نزدیک باشند، اجزای مربوط فقط به طور جزئی به باندهای جداگانه تفکیک میشوند. البته میتوان طول مسیر را زیاد کرد و به اجزاء فرصت داد تا بیشتر از هم جدا شوند.
کروماتوگرافی چهار نوع مهم دارد که بر اصول توصیف شده بالا متکی هستند. این انواع عبارتند از کروماتوگرافی گازی (کروماتوگرافی تفکیکی گاز مایع)، کروماتوگرافی ستونی، کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) و کروماتوگرافی کاغذی.

كروماتوگرافي ستوني

در كروماتوگرافي ستوني جسم بين فازهاي مايع و جامد پخش ميشود. فاز ساكن جسم جامدي است و اين جسم اجزاي مايعي را كه از آن ميگذرد به طور انتخابي در سطح خود جذب ميكند و آنها را جدا ميكند. اثرهايي كه باعث جذب سطحي ميشوند همان اثرهايي هستند كه موجب جذب در مولكولها ميشوند. اين اثرها عبارتند از: جاذبه الكترواستاتيكي، ايجاد كمپلكس، پيوند هيدروژني، نيروي واندروالس و غيره.
براي جدا كردن يك مخلوط با كروماتوگرافي ستوني، ستون را با جسم جامد فعالي (فاز ساكن) مانند آلومينا يا سيليكاژل پر ميكنند و كمي از نمونه مايع را روي آن ميگذارند. نمونه ابتدا در بالاي ستون جذب ميشود. سپس حلال استخراج كننده اي را در داخل ستون جريان ميدهند. اين فاز مايع متحرك، اجزاي مخلوط را با خود ميبرد. ولي به علت نيروي جاذبه انتخابي فاز جامد، اجزاي مربوط ميتوانند با سرعتهاي مختلفي به طرف پايين ستون حركت كنند. تركيبي كه با نيروي كمتري جذب فاز ساكن شود سريعتر خارج ميشود زيرا كه درصد مولكولي آن در فاز متحرك از تركيبي كه با نيروي زيادتري جذب فاز ساكن ميشود بيشتر است.
اجزاي تفكيك شده را ميتوان مجددا به دو روش به دست آورد:
1) مواد جامد ستون را ميتوان خارج كرد و قسمتي از آنرا كه حاوي باند مورد نظر است بريد و با حلال مناسب استخراج كرد.
2) چون باندها با زمانهاي مختلفي خارج ميشوند ميتوان آنقدر حلال را از ستون عبور داد تا باندها از انتهاي آن خارج شوند و در ظرف جداگانه اي بريزند.
معمولا روش دوم كاربرد بيشتري دارد.
در مورد اجسام رنگين ميتوان باندهايي را كه به طرف پايين ستون مي آيند مستقيما مشاهده كرد.

اما در مورد اجسام بيرنگ نميتوان تغييرات را مستقيما مشاهده كرد. با اين حال بسياري از اجسام در هنگام تابش نور ماوراي بنفش فلوئورسانس پيدا ميكنند و در چنين مواردي از اين خاصيت جهت مشاهده باندها استفاده ميشود. معمولا براي پي بردن به جريان عمل كروماتوگرافي ستوني حجمهاي كوچك و ثابتي (مثلا 25 ميلي ليتر) از محلول استخراج شده را جمع آوري ميكنند. سپس حلال آنها را تبخير ميكنند تا ببينند جسمي در آنها وجود دارد يا خير. گرچه ممكن است يك جسم در چند ظرف پخش شود، ولي اگر حجم هر جزء نسبتا كم گرفته شود (مثلا كمتر از 10% حجم ستون) معمولا باندهاي مختلف در ظروف مختلف جمع آوري ميشوند. روش ديگري كه براي پي بردن به وضع تفكيك مناسب است آن است كه محلول استخراج شده در فاصله زماني مختلف با كروماتوگرافي لايه نازك مورد بررسي قرار گيرد.
تعدادي از جاذبهاي جامدي كه عموما مصرف ميشوند عبارتند از: آلومينا، سيليكاژل، فلورسين، زغال چوب، منيزيم اكسيد، كلسيم كربنات، نشاسته و شكر. معمولا شيميدانهاي آلي از آلومينا، سيليكاژل و فلورسين بيشتر استفاده ميكنند.
آلومينا (Al2O3) تركيب قطبي بسيار فعالي است كه قدرت جذب زيادي دارد و به سه صورت موجود است: خنثي، شسته شده با اسيد و شسته شده با باز. آلوميناي بازي براي تركيبهاي اسيدي و آلوميناي اسيدي براي تركيبهاي بازي قدرت تفكيك خوبي نشان ميدهد. در تركيبهايي كه به شرايط اسيدي و بازي حساسيت دارند و واكنش شيميايي دارند بايد از آلوميناي خنثي استفاده كرد. آلومينا با قطبيت زيادي كه دارد تركيبهاي قطبي را به شدت جذب ميكند و در نتيجه ممكن است استخراج آنها از ستون را مشكل كند. فعاليت (قدرت جذب) آلومينا را ميتوان با افزايش كمي آب كاهش داد، درجه فعاليت آلومينا با درصد وزني آب موجود مشخص ميشود. سيليكاژل و فلورسين هم قطبي هستند ولي قطبيت آنها از آلومينا كمتر است.
براي اينكه جاذبهاي جامد نيروي موثر تري داشته باشند، بايد اندازه ذرات آنها يكنواخت و سطح مخصوص آنها زياد باشد. چنين سطحي باعث تسريع تعادل جسم در دو فاز ميشود. اين حالت در ايجاد باندهاي باريك اهميت دارد.
در تعيين شرايط يك تجربه كروماتوگرافي بايد به ماهيت فاز مايع (حلال) مصرفي توجه كرد. حلال نيز ميتواند در جسم جامد جذب شود و به اين وسيله براي جذب مواضع جذبي كه در سطح جامد وجود دارند، با جسم حل شده رقابت كند. چنانچه حلال قطبي تر باشد و شديدتر از اجزاي مخلوط جذب شود، تقريبا تمام اجزاء در فاز مايع متحرك باقي ميمانند و تفكيكي كه در ضمن تجربه صورت ميگيرد ناچيز خواهد بود. در نتيجه براي اين كه تفكيك خوب انجام شود بايد قطبيت حلال استخراجي به طور قابل ملاحظه اي كمتر از اجزاي مخلوط باشد. به علاوه بايد اجزاي مخلوط در حلال حل شوند، زيرا در غير اين صورت اجزا به طور دايم در فاز ساكن ستون جذب ميشوند و در آن باقي ميمانند. قدرت استخراجي حلالهاي مختلف (يعني توانايي آنها در انتقال يك جسم معين به پايين ستون) بترتيب زير از بالا به پايين زياد ميشود:
هگزان
كربن تترا كلريد
تولوئن
بنزن
دي كلرومتان
كلروفرم
اتيل اتر
اتيل استات
استون
پروپانول
اتانول
متانول
آب
در يك كروماتوگرافي ستوني ساده نمونه را در بالاي ستون ميگذارند و در طول تفكيك از حلال واحدي استفاده ميكنند. بهترين حلال انتخابي، حلالي است كه بيشترين فاصله را در باندها ايجاد كند. چون احتمالا بهترين حلال در اثر تجربه بدست مي آيد، گاهي راحتتر است كه در انتخاب حلال براي كروماتوگرافي ستوني از روش كروماتوگرافي لايه نازك استفاده شود. تعداد زيادي از تجربه هاي كروماتوگرافي لايه نازك را ميتوان با استفاده از حلالهاي مختلف، در زمان نسبتا كوتاهي انجام داد. معمولا بهترين حلال يا مخلوط حلالي كه به اين روش به دست مي آيد براي كروماتوگرافي ستوني مناسب است.
معمولا از روشي كه به استخراج تدريجي (يا جزء به جزء) معروف است استفاده ميشود. در اين روش براي ظهور كروماتوگرام از يك سري حلالهايي استفاده ميكنند كه قطبيت آنها مرتبا رو به افزايش ميرود. در شروع با يك حلال غير قطبي (معمولا هگزان) ممكن است يك باند به طرف پايين ستون حركت كند و از آن خارج شود و در اين حال باندهاي ديگر در نزديكي ابتداي ستون باقي بمانند. سپس حلالي كه قطبيت آن اندكي بيشتر است به كار ميبرند. در حالت ايده آل بايد يك باند ديگر خارج شود و در اين حال بقيه باندها در عقب آن باقي بمانند. چنانچه قطبيت حلال يكباره زياد بالا رود، ممكن است تمام باندهايي كه باقي مانده اند يكباره از ستون خارج شوند. بنابر اين بايد در هر مرحله قطبيت حلال به مقدار كم و با قاعده معيني افزايش يابد. بهترين راه انجام اين كار آن است كه از حلالهاي مخلوط استفاده شود و تعويض كامل حلال چندان مناسب نسيت.
طريقه پر كردن ستون بسيار اهميت دارد زيرا ستوني كه خوب پر نشود اجزاء را هم خوب تفكيك نميكند. جسم پرشده بايد همگن باشد و در آن هواي محبوس يا حباب بخار وجود نداشته باشد.

کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)

کروماتوگرافی لایه نازک نوعی کروماتوگرافی جذبی جامد – مایع است و اصول آن مانند کروماتوگرافی ستونی است. ولی در این مورد جسم جاذب جامد را به صورت یک لایه نازک در روی یک قطعه شیشه یا پلاستیک محکم پخش میکنند. یک قطره از محلول نمونه یا مجهول را در نزدیکی لبه صفحه میگذارند و صفحه را همراه مقدار کافی از حلال استخراج کننده در ظرفی قرار میدهند. مقدار حلال باید آنقدر باشد که فقط به سطح زیر لکه برسد (شکل الف). حلال به طرف بالای صفحه میرود و اجزاء مخلوط را با سرعتهای متفاوت با خود میبرد. در نتیجه ممکن است تعدادی لکه روی صفحه ظاهر شود. این لکه ها روی یک خط عمود بر سطح حلال ظرف قرار میگیرند (شکل ب).

این روش کروماتوگرافی بسیار آسان است و به سرعت هم انجام میشود. این روش برای تفکیک اجزاء یک مخلوط بسیار مفید است و همچنینی میتوان از آن برای تعیین بهترین حلال استخراج کننده جهت کروماتوگرافی ستونی استفاده کرد.
در TLC میتوان از همان مواد جامد که در کروماتوگرافی ستونی استفاده میشود استفاده کرد و در این میان سیلیکا و آلومینا بیشتر به کار میرود. معمولا جسم جاذب را با مقدار کمی از ماده نگهدارنده مانند گچ شکسته بندی، کلسیم سولفات و یا نشاسته مخلوط میکنند تا جسم جاذب چسبندگی لازم را پیدا کند و به صفحه بچسبد. صفحه ها را میتوان قبل از مصرف تهیه کرد و یا از ورقه های پلاستیکی آماده که در بازار موجود است استفاده نمود.
یکی از مزایای مشخص TLC آن است که احتیاج به مقدار بسیار کمی از نمونه دارد. در بعضی موار میتوان تا مقدار 9-10 گرم را تشخیص داد. اما ممکن است اندازه نمونه تا 500 میکرو گرم برسد. در نمونه های زیاد میتوان از تجربه های تهیه ای استفاده کرد. در این تجربه ها لکه های مختلف را میتراشند و با یک حلال مناسب میشویند (استخراج میکنند). و برای شناسایی (از طریق طیف سنجی) به کار میبرند.
تشخیص لکه های رنگین در روی کروماتوگرام آسان است و برای تعیین محل لکه های اجسام بیرنگ روشهای متعددی وجود دارد. برای مثال میتوان با تابش نور ماوراء بنفش به صفحه محل لکه، ترکیبهایی را که خاصیت فلوئورسانس دارند مشخص کرد. به روش دیگر میتوان جسم جاذب را با ماده فلوئورسانس دار بی اثر دیگری مخلوط کرد. هنگامی که نور ماوراء بنفش به این صفحه بتابد، لکه اجسامی که نور ماورای بنفش را جذب می کنند ولی خاصیت فلوئورسانس ندارند در زمینه فلورسانس دار صفحه به صورت تیره رنگ ظاهر میشوند. در بسیاری موارد دیگر، از معرفهای آشکارساز دیگری استفاده میکنند. این معرفها را میتوان بر روی کروماتوگرام پاشید و لکه ها را ظاهر کرد. سولفوریک اسید، که بسیاری از ترکیبات آلی را به ذغال تبدیل میکند و محلول پتاسیم پرمنگنات نمونه هایی از معرفهای آشکار ساز هستند که به این روش مصرف میشوند. ید نیز معرف آشکار ساز دیگری است که مصرف میشود. در این مورد صفحه را دز ظرفی میگذارند که محیط آن از بخار ید اشباع باشد. بسیاری از ترکیبات آلی ید را جذب میکنند و لکه آنها روی کروماتوگرام رنگین (معمولا قهوه ای) میشود.
در شرایط معین سرعت حرکت ترکیب نسبت به سرعت پیشرفت حلال (Rf) خاصیت مشخصی از ترکیب است. برای تعیین این مقدار مسافتی را که جسم از خط شروع تا وسط لکه را طی کرده است اندازه میگیرند و آنرا به مسافتی که حلال پیموده تقسیم میکنند. این مسافت را با خط شروع یکسانی میسنجند.

کروماتوگرافي گازي

کروماتوگرافي گازي در سال 1952 به وسيله جيمز و مارتين براي جدا کردن مقادير کم اسيدهاي چرب به کار برده شد. GC يک روش فيزيکي است که براي جداسازي، شناسايي و اندازهگيري اجزاي فرار به کار ميرود. به عنوان مثال جدا کردن بنزن (نقطه جوش °1/80) از سيلکوهگزان (نقطه جوش °8/80) بوسيله تقطير جزء به جزء غير ممکن است. در صورتي که آنها را در چند دقيقه ميتوان به کمک کروماتوگرافي گازي جدا نمود و شناسايي کرد. همچنين حدود 200 جزء مختلف نفت خام را به آساني ميتوان تشخيص داد. اين روش سريع و ساده است و براي تشخيص ناخالصيهاي موجود در يک ماده فرار يا مقادير کم مواد ضد آفت در پوست ميوهجات و اندازهگیري گازها و آلودگي مواد به کار می رود .
در کروماتوگرافي گازي، فاز متحرک يک گاز است. فاز ساکن يک مادة جاذب جامد يا مايع پوشش داده شده و يا داراي پيوند با يک جامد بر روي ديواره ستون است. اگر فاز ساکن جامد باشد، روش را کروماتوگرافي گاز- جامد (GSC) و اگر فاز ساکن مايع باشد، روش را کروماتوگرافي گاز- مايع (GLC) مينامند. هر چند هر دو روش در تجزيه به کار ميروند ولي GLC بيشتر مورد استفاده قرار ميگيرد.
جدا شدن اجزاي يک نمونه فرار در GLC بر اساس تقسيم آنها بين دو فاز مايع و گاز است. نمونه در فاز متحرک حل شده و فاز ساکن يک مايع ديرجوش است که به صورت لاية نازکي بر روي ذرات يک جامد گسترده شده است.
گاز حامل بايد يک گاز بياثر باشد تا با فاز ساکن، حلال و يا نمونه واکنش ندهد، به همين دليل معمولاَ از نيتروژن يا هليم استفاده ميشود. در دماي ثابت، فشار و سرعت جريان گاز به طرف ستون را با تنظيم کنندة فشار و جريان سنج، ثابت نگه ميدارند. مقدار µL 1/0-5 از نمونه مايع به وسيله يک سرنگ مخصوص وارد قسمت تزريق نمونه ميشود. نمونههاي جامد را بايد در يک حلال فرار مناسب، حل و سپس تزريق نمود. براي نمونههاي گازي بايد حجمهاي بيشتري انتخاب شود. نمونه پس از تزريق در نتيجة گرماي حاصل از سيستم الکتريکي تبديل به گاز ميشود و با گاز حامل مخلوط شده، به طرف ستون ميرود.
فاز ساکن يک مايع ديرجوش مانند روغن پارافين يا روغن سيليکون است که تا حدود 400 مقاوم است و به صورت لايه نازکي روي ذرات جامد گسترده شده است. مايع به کار رفته بايد از نظر شيميايي غير فعال بوده و براي اجزاي نمونه قابليت انحلال مختلفي داشته باشد. علاوه بر ستونهاي پر شده ميتوان از ستونهاي مويين به طول حدود cm 10-100 و قطر داخليcm 0/25-0/32 استفاده نمود که داخل آنها از سليت پوشيده شده است و فيلم نازکي از مايع ديرجوش بر روي پوشش سيليسي قرار دارد.
جدا شدن مواد در ستون، نظير فرايند استخراج است. نمونه که در فاز گاز محلول است از بالاي ستون وارد ميگردد و اجزاي آن بر حسب ضريب توزيع خود بين دو فاز مايع و گاز تقسيم ميشوند. در نتيجه اجزاي موجود در نمونه بر حسب تمايلي که ستون براي نگهداري آنها دارد از يکديگر جدا شده و به وسيله عبور گاز حامل، اجزا جدا ميشوند و به ترتيبي که متناسب با عکس تمايل نگهداري ستون براي آنها است، از انتهاي ستون خارج شده، وارد آشکارساز ميگردند. در آشکارساز اجزاء جدا شده موجود در گاز حامل مورد شناسايي و اندازهگيري قرار ميگيرند.
دماي ستون GC را ميتوان روي دماي خاصي تنظيم کرده و به صورت همدما جداسازي را انجام داد. همچنين در برخي موارد که اجزاي نمونه در ستون به خوبي جدا نميشوند، براي جداسازي بهتر از روش برنامهريزي دمايي استفاده ميشود. در اين روش دماي ستون را طبق برنامهاي از پيش تعيين شده و با سرعتي مناسب افزايش ميدهند تا مواد به تدريج از يکديگر جدا شوند .