به هر پديده فيزيكي كه در ان از طريقي به جز افزايش دماي يك ماده نور توليد شود لوميناس مي گوييم . اين پديده با ساختار اتمي ماده در ارتباط است به درستي مشخص نيست اين پديده از چه زماني براي انسان شناخته شده است اما مسلما از گذشته هاي دور نور افشاني برخي موارد در اثر حرارت آتش يا هنگام شكسته شدن سنگها توجه بشر را به خود جلب كرده است . پديده ي لومينانس به طور عموم به تابش نور توسط يك ماده گفته مي شود كه شامل دو نوع تابش باشد : 1- فلوئور سانس 2- فسفر سانس

فسفر سانس و فلوئور سانس پديده هايي هستند كه در انها يك ماده ي خاص كه به طور عام به آن فسفر گفته مي شود پس از قرار گرفتن در مقابل نور مرئي يا غير مرئي يا عوامل خارجي مانند : ضربه خوردن . گرم شدن اين انرژي را در خود ذخيره ميكند پس آن را به صورت طيفي از امواج مرئي در طول مدت زماني منتشر مي كند اگر اين به عنوان شباهت دو پديده ي بالا باشد تفاوت آنها در اختلاف زمان بين اين دو دريافت و تابش يا به عبارت ديگر دوام تابش است . اگر زمان تحريك كمتر از ثانيه باشد اين پديده را فلوئور سانس مي ناميم و اگر بيشتر از ان باشد فسفر سانس مي ناميم . به عبارتي در فسفر سانس تحريك طولاني تر و تشعشع طولاني تر از فلوئور سانس است . اين نور افشاني سرد و رنگين است و ارتباط به سوختن اكسيداسيون يا توليد حرارت ندارد . در فلوئور سانس كه نمونه ي آن نور لامپ مهتابي يا صفحه ي تلويزيون است تابش آني است و تقريبا بلافاصله بعد از قطع نور تمام مي شود در حالي كه در فسفر سانس كه نمونه ي آن اسباب بازي ها و و سايل شب نماست ماده بعد از قطع نور نيز تا مدتي به تابش ادامه مي دهد . براي اولين بار جورج استوكس در اوايل دهه ي 1800 م دريافت در فلوريت (يك نوع سنگ) در نتيجه ي قرار گرفتن در معرض تابش نور فرا بنفش خورشيد رنگ فلوتورسنت آبي از خود نشان مي دهد . نام فلوئور سانس از كاني فلوريت الهام گرفت بر اين اساس كاني ها و موادي كه اين ويژگي را به نمايش مي گذارند فلورسنت ناميده مي شوداز بين اين مواد فلوئور سانس مي توان به روي سولفيد اشاره كرد كه در پوشش داخلي لامپ هاي مهتابي خانگي كاربرد دارد . الومينات استرافيسم از جديدترين مواد فسفر سانس است كه در تهيه ي وسايل اسباب بازي كاربرد دارد . بعضي مواقع ممكن است كه در تهيه ي وسايل اسباب بازي كاربرد دارد . بعضي مواقع ممكن است شما موادي را ببينيد كه مي درخشد ولي به انرژي احتياجي ندارند يكي از مثال ها بر روي عقربه ي ساعت هاي گران قيمت است در آنها ماده ي فسفر سانس را با يك عنصر راديو اكتيو سبك مثل راديوم مخلوط مي كنند تا تشعشع دائمي و كم شدت راديو اكتيو نقش نور شارژ كننده ي ماده ي فسفر سانس را بازي مي كند.

برای تماشای فیلم به ادامه مطلب مراجعه کنید.

Chemistry Experiments - Fluorescence Of Various Materials

یخ خشک چیست؟

یخ خشک (Dry ice) نام تجاری جیرنرایزد (genericized) دی اکسید کربن جامد است . این ماده معمولا به عنوان عامل سرد کننده مورد استفاده قرار میگیرد. یخ خشک عالی با فشردن مستقیم گاز اتمسفر در دمای ثابت ۷۸٫۵ درجه سانتیگراد زیر صفر از حالت به مایع تبدیل میشود . آنتالپی چگالش در ۷۸٫۵ درجه سانتیگراد زیر صفر ۱۹۹ کیلوژول بر کیلوگرم است . تولید یخ خشک برای پایین آوردن و سرد کرد موثر است .

این آزمایش جالب خاصیت شناوری و نیمه تراوایی را نشان می دهد.

چه اتفاقی در حال وقوع است؟
هنگامی که یخ خشک از جامد به بخار تبدیل می شود (تصعید می شود) ، گاز دی اکسید کربن تولید می شود . دی اکسید کربن از هوا چگال تر است و به صورت بک لایه در ته آکواریوم قرار می گیرد.
درون یک حباب پر از هواست به همین دلیل در لایه ی گاز دی اکسید کربن شناور می ماند (همانند بالون هلیوم که در هوا شناور می ماند). ممکن است توقع داشته باشید که وقتی حباب نزدیک یخ خشک است ، هوای درونش سرد و منقبض شده و باعث انقباض حباب شود. اما چنین نیست. نه تنها حباب منقبض نمی شود بلکه کمی هم منبسط می شود. چرا چنین اتفاقی می افتد؟
مولکول های دی اکسید کربن می توانند از دیواره های حباب عبور کنند ولی مولکول های هوا نمی توانند. در ابتدا غلظت گاز دی اکسید کربن در درون حباب کم و در بیرون آن زیاد است.
کم کم دی اکسید کربن طی فرآیندی که "اسمز" نامیده می شود ، درون حباب پخش می شود. غشاء حباب یک پرده ی نیمه تراواست (سطحی که بعضی از مواد می توانند از آن بگذرند ، در حالیکه بعضی دیگر نمی توانند). سلول های بدن شما هم چنین خصوصیتی دارند. آب و اکسیژن و دی اکسید کربن به راحتی می توانند وارد بعضی سلول ها شوند ، در حالیکه مولکول های دیگر نمی توانند. افزایش دی اکسید کربن در حباب باعث چگال تر شدن آن شده در نتیجه حباب کم کم ته نشین می شود.
لازم به ذکر است که دی اکسید کربن که در پایین آکواریوم قرار دارد ، به اندازه ی کافی برای منجمد کردن حباب سرد است.

برای تماشای فیلم به ادامه مطلب مراجعه کنید .

مقدمه
لایه اوزون قسمتی از استراتوسفر است که حاوی گاز طبیعی اوزون O3 است. اوزون توانایی جالب توجهی در جذب برخی از فرکانسهای اشعه فرابنفش دارد. لایه اوزون زیاد چگال نیست. اگر آنرا در تروپوسفر متراکم شود ضخامت آن تنها در حد چند میلیمتر میشود. اوزون در جو زمین عموما توسط شکستن مولکول دو اتمی اکسیژن به دو اتم تنها بوسیله نور فرابنفش بوجود میآید. اکسیژن تک اتمی با اکسیژن نشکسته ترکیب میشود و اوزون را بوجود میآورند. مولکول اوزون ناپایدار است و هنگامی که نور فرابنفش به آن برخورد میکند به یک مولکول اکسیژن و یک اکسیژن اتمی شکسته میشود. به این فرآیند مداوم واکنش زنجیرهای اوزون اکسیژن نامیده میشود. بدین ترتیب لایه اوزون در استراتوسفر بوجود میآید.

تخریب لایه اوزون
لایه اوزون میتواند در حضور کلر ، فلوئور و یا برم تخریب شود که عمدتا به آن سوراخ اوزون گفته میشود. این عناصر در برخی ترکیبات پایدار بخصوص کلرو فلوئورو کربنها (CFC) که به استراتوسفر راه یافتهاند یافت میشوند که بوسیله فعالیت نور فرابنفش روی آنها تجزیه میشوند. گازهای نامبرده از هوا چگالترند، به همین خاطر در سطح زمین پخش میشوند و تقریبا با اکثر مواد آلی واکنش میدهند. کلر اتمی این توانایی را دارد که به مولاریته اوزون را به اندازه تقریبا100000 برابر کاهش بدهد.

تراکم اوزون اتمسفری در لایه اوزون توسط یک عامل مهم جهانی تغییر میکند و آن دلیل این است که لایه اوزون در نزدیکی استوا ضخیمتر و در نزدیکی قطبها نازکتر است. ضخامت لایههای اوزون در نیمکره شمالی در سال تقریبا 4% کاهش مییابد. حدود 4.6% از سطح زمین بوسیله لایه اوزون پوشیده نمیشود که به آنها سوراخ اوزونی گفته میشود. سوئدیها در 23 ژانویه 1978 اولین مردمانی بودند که مصرف افشانهها را به دلیل صدمه زدن به لایه اوزون ممنوع کردند. در دوم آگوست 2003 دانشمندان اعلام کردند که فرسایش لایه اوزون به سبب ممنوعیت استفاده از کلرو فلوئورو کربنها در حال کاهش است.

چه کارخانههایى بر روى اوزون تأثیر مىگذارند؟
کارخانجات مصرف کننده عمده گازهاى مخرب لایه اوزون در ایران ، عبارتند از: صنایع برودتى و سردکنندهها و سازندگان یخچالها و فریزرهاى خانگى ، صنعتى و تجارى ، صنایع ابر و اسفنج سازى ، بخش دفع آفات کشاورزى و سیستمهاى تهویه مطبوع ، کپسولهاى اطفاى حریق ، حلال اسپریهاى پاک کننده قطعات الکترونیکى و در ساخت کولر اتومبیلها.

ضرورت حفاظت از لایه اوزون
اگر لایه اوزون از بین برود، زندگی از کره زمین رخت بر خواهد بست. با از بین رفتن لایه حیاتی اوزون ، نسل بشری ، پوشش گیاهی و حیات جانوری در مدت کوتاهی به صورت اسفباری منقرض خواهد گردید. در حال حاضر که این لایه آسیب دیده است، تشعشعات ماورای بنفش که به زمین میرسد شدت یافته و این مسأله باعث ایجاد سرطانهای پوست ، تضعیف مکانیزم دفاعی و ایمنی بدن انسان و همچنین ایجاد آب مروارید گردیده است. علاوه بر آن به علت آسیب دیدن لایه اوزون کل نظام زیست محیطی (اکوسیستم) در سراسر پهنه گیتی دچار ناهماهنگی و عدم توازن جدی و فزاینده شده است.

پیامدهای ناشی از تخریب لایه اوزون
تخریب و سوراخ شدن لایه اوزون باعث عبور غیر قابل کنترل تابش فرابنفش خورشیدی میشود که سبب افزایش دمای زمین و ذوب یخهای قطبی و افزایش آب دریاها شده که در نهایت به زیر آب رفتن خشکیها میانجامد و نیز موجب سوختگی پوست ، ابتلا به سرطان پوست و بیماریهای چشمی ، همچنین وارد آمدن خسارت عمده به جانوران و گیاهان میشود و بالاخره باعث انقراض زندگی تمام موجودات میشود.

کارهاى حفاظتى که مردم باید انجام دهند چیست؟
کارهاى حفاظتى در برابر تابش فرابنفش خورشید، که مردم بایستى انجام دهند عبارتند از:

استفاده از عینکهاى آفتابى ضد اشعه B-UV بخصوص براى کسانى که به جهت شغلى مجبورند مدت زیادى را در تماس با تابش خورشید باشند.
استفاده از کلاههاى لبه دار بزرگ جهت محافظت از پوست صورت و گردن در برابر تابش
استفاده از پوشش کامل بخصوص دستها در برابر تابش
بیشترین شدت تابش UV-B در اواسط روزهاى (۱۱ صبح الى ۲ بعد از ظهر) فصل تابستان به سطح زمین مىرسد، لذا بهتر است در این ساعات کمتر در معرض تابش قرار گیریم.

مایع یا گاز بر هر جسمی که در آن غوطهور است فشار وارد میکند. این فشار را هیدروستاتیکی میگویند. پردههای گوش به تغییرات فشار هیدروستاتیک حساساند. به همین دلیل وقتی در آب شیرجه میرویم و یا وقتی در آسانسور ناگهان بالا میرویم این تغییرات را احساس میکنیم. همه ما در ته یک دریای هوا زندگی میکنیم و از این هوا فشاری بر همه چیز وارد میشود. روش کلاسیک اندازه گیری این فشار که هنوز هم بطور وسیعی رایج است فشار سنج جیوهای است.

اتمسفر چیست؟
در لایههای جو زمین فشار ناشی از هوای محیط به چگالی هوا و ارتفاع از سطح زمین ، دمای هوا و سرعت وزش باد وابسته است. این فشار بیشترین مقدارش را در سطح دریا دارد و در ارتفاعات بالا به شدت با تابع نمایی کاهش مییابد. برای همین است که در بالای کوه تخم مرغ زودتر پخته میشود و یا اینکه آب سریعتر میجوشد، زیرا فشار هوا پایین بوده و دما نیز ارتباط مستقیم با فشار هوا دارد. با این حال بر حسب رنج فشار جو زمین رابه لایههایی طبقه بندی نمودهاند. بد نیست بدانید که این فشار به تغییرات شدت تابش نور خورشید نیز بستگی دارد و در اثر توان تابش بالا ، افزایش مییابد.

طرز ساخت فشار سنج جیوهای
یک لوله شیشهای به طول حدود یک متر انتخاب و آنرا از جیوه پرکنید. انتهای باز لوله را با انگشت بگیرید و در همین حال آن را داخل یک ظرف پر از آب جیوه قرار دهید . وقتی انگشت خود را بردارید جیوه درلوله پایین میآید و یک ناحیه خلأ در فضای بالای جیوه تشکیل میدهد. جیوه در لوله ، در بالای ظرف جیوه ، معیاری از فشار هوا است.

توجه کنید که کار با فشار سنج جیوهای اقدامات احتیاطی ویژهای را لازم دارد. چون جیوه سمی است برای انجام آزمایش بایستی موارد احتیاطی کار با آن را رعایت نمایید.

اولین فشار سنج محتوی آب بود و ارتفاع ستون آن به بیش از 10.37m میرسید. استفاده از جیوه این امکان را فراهم کرد که طول لوله کوتاهتر باشد، زیرا چگالی جیوه بیش از 13 برابر چگالی آب است.
اندازه گیری فشار جو
وقتی فشار هوا برابر یک اتمسفر استاندارد یا 101.3pa است ، ارتفاع ستون جیوه چقدر است؟ تعادل هیدروستاتیکی وقتی برقرار میشود که فشار ناشی از وزن ستون جیوه در ته لوله ، با فشار جوی که جیوه را در ته لوله نگه میدارد و مانع ریختن آن در ظرف میشود، برابر باشد.

بنابراین میخواهیم بدانیم ، طول ستون جیوه چقدر باشد تا فشاری برابر 101.3pa را درته لوله تولید کند؟ حجم جیوه برابر است با طول ستون جیوه (h) ضرب در مساحت سطح آن (A) یعنی v = hA در نتیجه ، فشار اتمسفر بر حسب ارتفاع ستونی از جیوه که این فشار میتواند آن را در فشار سنج نگه دارد، اندازه گیری میشود.

P = ρgh

میتوان بر حسب حجم سیال جابجا شده سیال به کمک نیروی ارشمیدس نیز فشار جو را اندازه گیری کرد. البته قوانین شارل گیلوساک ، بویل و مایروت و معادله حالت گازها سنجش فشار هوا را به مراتب آسان نمودهاند.

این گازها از مخلوط شدن گازهای گوناگون مانند CO2 ، He ، H2S ، N2 با هیدروکربنها تشکیل میشوند. هیدروکربنها معمولا ازنوع متان و دیگر پارافینهای ردیف پایین هستند. فشار و دما ، ترکیبات گاز در فازهای مختلف را معین میسازد. درنتیجه کاهش فشار ، اکثر هیدروکربنهای ردیف بالا تغییرحالت میدهند، یعنی گازهای مرطوب درست میشوند. درصورتی که تمام گازهای خشک تقریبا از متان درست میشوند.

گازهای مرطوب شامل متان و مقدار قابل توجهی از آلکانها با تعداد کربن بالا هستند.

هیدروکربنهای گازی متعلق به سری نفتهای پارافینی
گازهای خشک (Dry Gases)
این گازها حاوی مقدارزیادی متان میباشند (64 الی 96 درصد) و این گازها به سختی تبدیل به مایع میشوند. در کانسارهای زغال سنگ و مناطق مردابی نیز گازهای خشک بوفور یافت میشوند که قسمت عمده آنها از متان بوجود آمده است. گاز متان در حرارت و فشار موجود در منابع زیرزمینی قابل تراکم نیست. بنابراین همیشه بصورت گاز در کانسارها وجود دارد و فقط در نتیجه فشارهای زیاد میتواند در نفت حل شود.

گازهای مرطوب (Wet Gases)
این گازها تقریبا به سهولت میتوانند به مایع تبدیل شوند و دارای مقدار زیادی از پارافینهای ردیف بالا مانند اتان ، پروپان ، هگزان و هپتان میباشند. این گازها را میتوان تحت فشار و حرارت زیاد به مایع تبدیل کرد. لذا نسبت به شرایطی که در کانسار حاکم است، این گازها به شکل فاز مایع یا فاز بخار در آنجا وجود دارند.

گازهای طبیعی در کانسارهای نفت
بنابر آنچه گذشت، گازهای طبیعی ممکن است همراه با نفت و یا به صورت مجزا تشکیل کانسار دهند که هر دو نوع آن ، از نظر اقتصادی خیلی با ارزش میباشد. در کانسارهای نفت ، امکان دارد که گازهای طبیعی به حالتهای مختلف دیده شوند. غالبا این گازها قسمت فوقانی منابع را اشغال کرده ، چون وزن مخصوص کمتری دارند، در نتیجه یا بر روی نفت و یا بر روی آب قرار دارند. ولی بعضی اوقات در کانسارهای نفت حاوی گاز ، درصد قابل ملاحظهای از گازها به صورت محلول قرار میگیرد که نسبت آن وابسته به اختصاصات فیزیکی نفت و گاز و همچنین حرارت و فشار منبع یا مخزن است.

گاهی ممکن است دریک مخزن ، درصد قابل ملاحظهای از گازهای طبیعی محلول در آب باشند. در اعماق بیش از دو هزار متری نیز ، تحت شرایط فشار و حرارت زیاد ، گازهای مخلوط در نفت از نظر فیزیکی غیر قابل تشخیص میباشند.

گازهای ترش و شیرین
گازهایی که دارای CO2 و گوگرد هستند، به نام گازهای ترش و گازهای دارای گوگرد کمتر را گازهای شیرین گویند.

کانسارهای گازهای طبیعی
گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار میدهند. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل میشوند و درصورت رسیدن به درجه اشباع ، تجزیه شده ، در قسمتهای بالای افقهای نفتی به شکل گنبدهای گازی قرار میگیرند.

مهار گازهای طبیعی
اگرچه هنگام استخراج نفت ، سعی میشود برای نگهداری انرژی کانسار از استخراج آن جلوگیری شود، باز این گاز حل شده در نفت در هنگام استخراج به همراه آن خارج میشوند. درسالهای گذشته این گازها را آتش میزدند. ولی امروزه از آنها به عنوان مواد خام شیمیایی و ماده سوختنی با ارزش استفاده میکنند.

ترکیب گازهای طبیعی
دربعضی جاها ، گازهای زیرزمینی دارای نیتروژن بیشتر (کانزاس) یا CO2 بیشتر (مجارستان ، کلرادو) درخود هستند. بخشی از CO2 ، از محصولات تشکیلات نفتی و بخشی نیز با منشاء آتشفشانی بوجود میآید. مقدار جزئی هیدروژن نیز در اکثر مواقع پیدا شده است. گازهای ازتدار میتوانند تا 2.5 درصد حجمی هلیوم داشته باشند (مانند ایالات متحده امریکا). از شکسته شدن عناصر رادیواکتیو درون سنگهای ساحلی هلیوم بوجود میآید. گازهای دارای سنگ مخزن کربناته ، دارای مقدار زیادی H2S هستند.

رسیدن گازهای طبیعی به سطح زمین
بیرون آمدن گازهای طبیعی زیرزمینی به سطح زمین ، همانند بروز نفت به سطح زمین ، از پدیدههای مهم بوده ، توسط میزان بیرون آمدن گازطبیعی میتوان در مورد پتانسیل کانسارهای هیدروکربنی ، اطلاعات با ارزش و مهمی بدست آورد. ولی تشخیص و تفکیک این گازها خیلی ساده نیست تا بدانیم آیا این گاز مربوط به گاز مردابی یا گاز زغال سنگ و یا گاز مربوط به نفت است. از وجود هیدروکربنهای ردیف بالا ، میتوان گفت که این گاز از نوع زیرزمینی است.

گازهای موجود در کانسارهای زغال سنگ
این نوع گازها تا 6 درصد حاوی هیدروکربنهای ردیف بالا هستند. گازهایی که منشاء آنها مربوط به زغال سنگ است، خیلی کمیاب هستند (مانند گازهای موجود در کانسارهای زغال سنگ هلند) و علت آن را چنین توجیه میکنند که این نوع گازهای حاصل در مرحله زغال شدگی برای خودشان سنگ مخزن خوبی پیدا نمیکنند تا جمع شوند.

تفکیک گازهای طبیعی ازنفت
گازی که همراه نفت است، باید از آن جدا شود تا نفت خالص بدست آید. اگر نفت و گازی که باهم از چاه خارج میگردند، پیش از آنکه از هم جدا شوند، مستقیما به مخازن نفت هدایت گردند، گاز چون سبک و فرار است، مقداری از آن ، از منافذ فوقانی مخزن به هوا میرود و در ضمن ، مقداری از اجزای سبک و گرانبهای نفت را هم با خود خارج میکند. از این رو ، نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن بفرستیم، به درون دستگاه تفکیک که نفت و گاز را از هم جدا میسازد، هدایت میکنیم.

دستگاه تفکیک نفت و گاز
این دستگاه به شکل یک استوانه قائم است که در آن ، ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط میگردد و در این ضمن ، از سرعت آن نیز کاسته میشود. وقتی فشار و سرعت گاز ، خیلی کم شد، مقدار زیادی از آن ، از نفت جدا میگردد. آنگاه آن را توسط لوله به درون ظرفی هدایت کرده ، از آن استفاده میکنند.

گازهای طبیعی تفکیک شده
گازی که از دستگاه جدا کننده خارج میگردد، غالبا از نوع گاز تر است و مقدار زیادی بنزین سبک همراه دارد. این بنزین طبیعی ، بسیار مفید و قیمتی است. از این رو ، نباید آن را به هدر داد. در اوایل پیدایش صنعت نفت ، از این ماده گرانبها استفادهای به عمل نمیآمد و آن را همراه با سایر اجزای گاز به هدر میدادند. اما رفته رفته که به اهمیت و فواید این گاز پی بردند، سعی شد که بنزین طبیعی آن را استخراج نموده ، از بقیه اجزای آن نیز به انواع گوناگون استفاده شود.

MSDS چیست ؟ MSDS متشكل از متن ها و عبارت هاي استاندارد مي باشد كه اطلاعات بهداشتي و ايمني مواد شيميايي را بطور خلاصه بيان نموده و اين اطلاعات توسط كارشناسان مجرب سازمان هاي بين المللي از شركتهاي سازنده و مراكز كنترل سموم مورد جمع آوري ، اصلاح و بررسي قرار گرفته است .

((MSDS (( Material Safety Data Sheets يا برگه هاي شناسايي ايمني مواد شييميايي ، برگه هاي اطلاعات فني مي باشند كه اطلاعات مربوط به مخاطرات ويژه ، كاركردن ايمن و دستورالعملهاي اضطراري و اطلاعات اساسي بهداشتي و ايمني مواد شيميايي را براي مصرف و كاربرد آنها در محيط كار توسط كارگران و كارفرمايان صنايع ، كشاورزي ، ساختمان سازي و ديگر محلهاي كاري فراهم و مشخص مي نمايند . چون MSDS حاوي اطلاعات جزيي و تخصصي ايمني و بهداشتي ويژه هر ماده شيميايي مي باشد بايد بعنوان منبع اصلي اطلاعاتي براي برنامه هاي آموزشي و مقررات كاري ايمن مورد استفاده قرار گيرد . MSDS هم چنين يك منبع رفرنس با ارزش اطلاعات ايمني و بهداشتي براي كارگران ، كميته هاي ايمني و بهداشت و پرسنل اورژانس مي باشد.

برای دانلود اطلاعات ایمنی مواد شیمیایی بر روی نام آن کلیک کنید.

MSDS چیست؟ 0 - 9 آ - الف ب - ت ج - ش ف - م ن - ی

رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی میکنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی میباشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان ، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد.

نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز
در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی میباشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شدهاند و دارای گروههای اسیدی و بازی میباشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل میکند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.

پنبه یک کربوهیدرات میباشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد میشود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبهای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفینها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را میطلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دستهبندی میشود.

رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری
این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها ، رنگ با الیاف ترکیب میشود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب میشوند. نایلون نیز که یک پلیآمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است.

رنگ دانهای
این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که میتوانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده میشوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهنترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار میرود. در رنگرزی با رنگهای دانهای پارچه یا الیاف ، رنگی به نظر میرسند. چون الیاف توسط لایهای از رسوب رنگین پوشانده میشود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم ، کروم و آهن استفاده میشود. آلیزارین نمونهای از این رنگها میباشد.

رنگ خمیری
رنگ خمیری مادهای است که در شکل کاهش یافته ، محلول در آب بوده و ممکن است بیرنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف ، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار میدهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در میآید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جملهاند.

رنگ واکنشی
این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته میشوند، در درون خود پارچه ، تشکیل شده و ظاهر میگردند. مثال مهمی از این گروه رنگها ، رنگهای آزو میباشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو میبریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل میگردد. به رنگی که به این صورت حاصل میشود رنگ یخی نیز میگویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد.

رنگ پخش شونده
این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول میباشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار میروند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته میشود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل میشود و در دما و فشار بالا در حمامهای ویژه به الیاف منتقل میشود.

یکی از مهمترین راههای قطع وابستگی غیر ضروری ، شناخت مشکلات و موانع و راههای تقلیل اثرات سوء آنها میباشد. به همین قیاس ، در صنعت و بخصوص صنایع کشور ما ، برای جلوگیری از هدر رفتن منابع مالی و انسانی که یکی از پیامدهای آن ، تقویت هر چه بیشتر بندهای وابستگی میباشد، لازم است تا نقاط ضعف صنعت را بخوبی بشناسیم و در آن راستا ، به تقویت هر چه بیشتر توان علمی خود بپردازیم.

خوردگی یکی از موارد معدودی است که اثر خود را نه تنها در مراحل طراحی ، ساخت و تولید و بهره برداری نمایان میسازد، بلکه مبالغ عظیمی را نیز در مرحله حفاظت و نگهداری به خود اختصاص میدهد.

آسیبشناسی صنعت
برای شناخت صحیحتر خوردگی و اهمیت آن باید به آسیبشناسی صنعت پرداخت، زیرا یکی از مهمترین عواملی که گریبانگیر رشد صنایع و به خصوص صنایع ایرانی میباشد، عدم درک عمیق مساله خوردگی است. شاید بتوان دو دلیل عمده برای این بیعنایتی برشمرد:

در رابطه با ضرر و زیانهای وارد آمده توسط خوردگی به صنایع ، نه تنها آمار مستند بلکه حتی تخمینهای رسمی مستند و قابل انکار وجود ندارد، لذا مشخص نیست که خوردگی چگونه به آرامی اما بطور مداوم ثروتهای ملی را هدر میدهد.

ابعاد فاجعه انگیز خوردگی از نظر اتلاف ماده و انرژی و ضرر و زیانهای زیست محیطی روشن نیست. لذا اکثرا با تصور اینکه مسائل مالی مربوط به خوردگی در بررسیهای مالی- اقتصادی در سر فصل استهلاک دیده میشوند، از ابعاد واقعی قضیه بیخبر میمانند و در نتیجه اهمیت مساله همواره در هاله ای از ابهام باقی میماند.
مهندسی خوردگی
در این سلسله مقالات ، خواهیم کوشید جنبه ای از مهندسی را که به آن ««مهندسی خوردگی»» اطلاق میشود، به خوانندگان معرفی نماییم. هدف این نوشتهها ، ایجاد معلومان نیست، چه ، بسیاری از آنچه را که در اینجا میآید، میتوان در کتب و مقالات تخصصی یافت، بلکه منظور اصلی ، ایجاد شناخت و آگاهی (هر چند جزئی) درباره یکی از مشکلات صنعتی است تا دانش پژوهان در انتخاب رشتههای تحصیلی با آگاهی و توجه بیشتری اقدام کنند.

خوردگی چیست؟
خوردگی در زبان فارسی ترجمه واژه ای انگلیسی است که معنای آن جویده شده و گاز گرفته شده است. به نظر میرسد ظاهر قطعه خورده شده ، این تداعی معنایی را سبب شده باشد. برای بیشتر مردم، خوردگی با مصادیقش شناخته میشود، از قبیل زنگ زدگی و سیاه شدن قاشقهای نقرهای. در واقع خوردگی همه اینها هست، اما بهتنهایی هیچ یک نیست. بطور مثال ، زنگ زدگی فقط به خوردگی آلیاژهای آهن اطلاق میشود.

استاندارد ایزو 8044 ، خوردگی را بدین شکل تعریف میکند:

««واکنش فیزیکی – شیمیایی متقابل بین فلز و محیط اطرافش که معمولا دارای طبیعت الکتروشیمیایی است و نتیجهاش تغییر در خواص فلز میباشد. این تغییرات خواص ممکن است منجر به از دست رفتن عملکرد فلز ، محیط یا دستگاهی شود که این دو ، قسمتی از آن را تشکیل میدهند. »»

ترمودینامیک و خوردگی
ترمودینامیک یکی از رشته های فیزیکی – شیمی، است. یکی از ویژگیهای علم ترمودینامیک این است که میتواند پیشبینی کند که آیا واکنشهای خاصی رخ خواهند داد یا نه. تعیین زمانی واکنشی که ترمودینامیک ، انجام آن را پیش بینی میکند، موضوع علم سینتیک است. خوردگی را میتوان میل ترمودینامیکی برای بازگشت به اصل خود فلز دانست و آن را چنین توضیح داد:

فلزات اکثرا به شکل ترکیبات شیمیایی در سنگهای معدنی موجود هستند. فلز در این حالت به خاطر وضعیت ترمودینامیکی خود ، حالت پایدار دارد، یعنی از نظر ترمودینامیکی اگر نیرویی از خارج بر سنگ معدن وارد نشود، فلز میل دارد که در سنگ بماند و حالت ترکیبی خود را حفظ نماید. وقتی سنگ معدن از معدن جدا میشود، طی فرآیندهای خاصی ، فلز از سنگ استخراج میشود و به حالت فلز خالص در می آید.

عمل استخراج فلز ، از نظر شیمیایی یک فرآیند الکترون گیری یا احیا به حساب میآید. به این ترتیب فلز موجود در سنگ معدن ، الکترون میگیرد و به حالت فلز خالص در میآید. اما در اینجا وضعیتی ناگوار وجود دارد: الکترونهایی که طی فرآیند استخراج گرفته شدهاند، برای فلز به شکل مهمان ناخوانده در میآیند. فلز علاوه بر الکترونهایی که خود دارد، الکترونهای زیادتری را نیز طی استخراج به سوی خود فرا خوانده ، با مهمان کردن الکترونهای اضافی از چنگ سنگ گریخته است. اما این مهمانان تبدیل به ناخواستگانی شدهاند که فلز دائما در جستجوی راهی برای بیرون راندن آنهاست. به زبان ترمودینامیکی ، بیقراری فلز را ناپایداری ترمودینامیکی مینامند.

هنگامی که فلز موفق به از دست دادن الکترون میشود، واکنش اکسیداسیون رخ میدهد و میگویند خوردگی اتفاق افتاده است. وقتی فلز خورده شد، آنچه از واکنش باقی میماند (اصطلاحا محصولات خوردگی) به لحاظ ترمودینامیکی پایدار خواهد بود و از این نظر مانند فلز در حالت معدنی (در حالتی که به شکل ترکیب در سنگ معدن وجود داشت) رفتار میکند.

جالب آنکه از نظر شیمیایی نیز محصولات خوردگی مثل سولفات آهن ، اکسید روی و غیره ، همان ترکیباتی هستند که در سنگ معدن فلز یافت میشود.

خوردگی ، یک واکنش طبیعی
از آنچه گفته شد، میتوان نتیجه گرفت که خوردگی یک واکنش طبیعی است و انجام میشود. اما چنانکه خواهیم دید، خوردگی دارای زیانهای بسیاری است که ما را وادار میکند تا ترجیح دهیم این واکنش انجام نشود. انجام نشدن خوردگی مثل آن است که بخواهیم آبشاری به جای آنکه از بالای صخره به پایین بریزد، از پایین به بالا بریزد. اگر چه امکان ندارد که ریزش آبشار را وارونه کنیم، اما خواهیم دید که روشهایی وجود دارند که با استفاده از آنها میتوان نه تنها خوردگی را مهار کرد، بلکه آن را برعکس نمود!