گزارش کار ازشیمی 2

کلسیم فلزی چکش خوارو نرم به رنگ سفید- نقره ای با ساختار بلورین مکعبی است . از نظر شیمیایی شبیه به استرانسیم و باریم است و عنصری فعال می باشد. این در سال 1808 توسط Humphrey Davy دانشمند انگلیسی کشف گردید . عنصر کلسیم جزء سازنده آهک ، کلرید آهک ( رنگبر)، گچ ، سیمان ، بتون وسنگ گچ می باشد . ترمولیت ، شکلی از پنبه نسوزاست که ترکیبی طبیعی از کلسیم ، منیزیم ، سیلیس و اکسیژن می باشد . با اینکه کلسیم از نظر فراوانی پنجمین عنصر در پوسته زمین است اما به صورت غیر ترکیبی یافت نمی شود . کلسیم بطور وسیعی در ترکیباتش مانند Iceland spar ، سنگ مرمر، سنگ آهک ، فلدسپار، آپاتیت ، کلسیت ، دولومیت ، فلوریت ، گارنت و لابرادوریت توزیع شده است . امروزه فلز کلسیم از طریق الکترولیز کلسیم کلرید مذاب که به آن کمی کلسیم فلورید اضافه می شود بدست می آید.

کلسیم عنصری فلزی است که حدود 3 درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد. این عنصر جز اصلی تشکیل دهنده دندانها، استخوانها و پوسته صدفها می باشد. این عنصر به حالت آزاد در طبیعت یافت نمی شود و به صورت ترکیب است و به صورت فراوان در سنگ آهک ، ژیپس و فلوریت یافت میشود. آپاتیت فلوئوروفسفات یا کلروفسفات از کلسیم ساخته شده است.

این فلز دارای رنگ نقره ای با سختی بالا است. از نظر شیمیایی یک فلز قلیایی در پوسته زمین است که به صورت یک لایه نازک سفیدرنگی از نیتریت درهوا وجود دارد. این عنصر با آب واکنش می دهد و با شعله زرد قرمز می سوزد.

این فلز یک عامل کاهنده برای دیگر فلزاتی مثل توریم، اورانیوم، زیرکونیوم است و ترکیبات کلسیم دار شامل دی اکسید کلسیم ، دی سولفید یا دی کربنی برای آلیاژهای آهندار و بدون آهن استفاده می شود. همچنین این عنصر آلیاژی برای ترکیبات آلومینیوم برلیم و مس و سرب ومنیزیم جهت استفاده گاز باقیمانده در بمب خلا استفاده می شود.

این عنصر به صورت آزاد و به صورت ترکیب در طبیعت یافت می شود. آهک خام با گرما تبدیل به سنگ آهک و سنگ آهک با اضافه شدن آب تبدیل به آهک مرده می شود. که آهک مرده کاربردهای زیادی در تصفیه شیمیایی دارد. وقتی آهک با ماسه ترکیب می شود باعث سخت شدن ملات و گچ می گردد و که این سخت شدن توسط جذب دی اکسید کربن هوا صورت می گیرد. کلسیم عنصر مهمی در سنگ آهک است که در تهیه سیمان پورتلند مورد استفاده قرار می گیرد.

از حل شدن آب در کربنات دی اکسید کربن تولید می شود که این فرایند در غارها باعث تشکیل فرمهای استالاکتیت و استالاگمیت می شود. از دیگر ترکیبات مهم کلسیم می توان از کربید، کلرید، سیانامید، هیپوکلریت، نیترات و سولفید می باشد.

اثرات کلسیم بر سلامتی انسان

برخی اوقات کلسیم را به عنوان سنگ آهک به حساب می آورند. کلسیم در فرآورده های لبنی مورد استفاده قرار میگیرد و همچنین در سبزیجات، آجیل و حبوبات نیز پتاسیم وجود دارد. کلسیم یکی از عمده ترین نگهدارنده های اسکلت و دندانهای انسان است. همچنین کلسیم به سیستم عصبی و عضلات کمک میکند. مصرف بیش از 2.5 گرم کلسیم در روز، بدون تجویز پزشک باعث سنگ کلیه و تصلب کلیه ها و رگهای خونی میشود.

کمبود کلسیم یکی از عوامل بیماری پوکی استخوان است. در بیماری پوکی استخوان، استخوانها به شدت دارای منفذ میشوند و ممکن است عاملی برای شکستگی استخوان شده و درمان را کندتر میکند. پوکی استخوان اغلب در زنان دیده میشود و پس از یائسگی به آن دچار میشوند. بیماری پوکی استخوان در نهایت باعث خمیدگی ستون فقرات شده و سبب از بین رفتن مهره ها میگردد.

برخلاف آنچه که مردم تصور میکنند، فعالیت زیستی شدیدی در استخوانهای بدن انسان انجام میشود. در استخوانهای بدن انسان مرتباً بافتهای قدیمی از بین میروند و بافتهای جدید جانشین آنها میشوند. طی دوران کودکی و نوجوانی سرعت تولید بافتهای جدید به مراتب بیشتر از بافتهای قدیمی است. اما در سن 30 تا 35 سالگی فرآیند برعکس میشود و بر تعداد بافتهای قدیمی افزوده شده و بافتهای تشکیل دمختصری درباره عناصر گروه IV استرانسيم استرانسيم فلزي نرم با رنگ زرد نقره اي است. خواص فيزيکي و شيميايي آن شباهت زيادي به کلسيم و باريم دارد. سلستيد و استروتيانيت دو سنگ معدن مهم استرانسيم هستند.اين فلز ممکن است از طريق الکتروليز کلريد مذاب تهيه شود. استرانسيم به طور طبيعي متشکل از چهار ايزوتوپ پايدار است. پايدارترين اين ايزوتوپ ها ، ايزوتوپ راديو اکتيو استرانسيم -90 ( نيمه عمر 1/ 28 سال) است. استرانسيم اولين بار در سال 1790 توسط A.Crawford دانشمند اسکاتلندي کشف گرديد . نام عنصر شيميايي استرانسيم از لغت Strontian که نام شهري در اسکاتلند مي باشد، گرفته شده است. در سال 1808، شخصي به نام Davey طي الکتروليز توانست اين عنصر را کشف کند. البته در سال 1790، Adair Crawford کاني جديدي به نام استرونتيانيت را شناسايي کرد که از کاني هاي باريم دار متفاوت بود. استرانسيم در کاني هاي سلستيت و استرونتيانيت يافت ميشود. فلز استرانسيم از الکتروليز مخلوط کلر گداخته همراه با کلريد پتاسيم حاصل مي شود، يا از احيا اکسيد استرانسيم با آلومينيم در شرايط خلا و در دمايي که استرانسيم تقطير ميشود، بدست مي آيد. سه شکل آلوتروپي اين فلز وجود دارد که نقطه انتقال آنها 235 و 540 درجه سانتيگراد ميباشد. استرانسيم از کلسيم نرمتر است و در آب به شدت تجزيه مي شود. استرانسيم، در دماهاي زير 380 درجه سانتيگراد، نيتروژن را جذب نمي کند. براي جلوگيري از اکسيد شدن استرانسيم اين عنصر بايد در نفت سفيد نگهداري شود. مقطع جديد استرانسيم، ظاهري نقره اي دارد، اما به سرعت به رنگ زرد با ساختار اکسيدي در مي آيد. فلز نهايي در هوا مي سوزد. نمک هاي فرار استرانسيم رنگ قرمز زيبايي دارند. اين نمک ها در فشفشه ها و مواد آتش زا کاربرد دارند. استرانسيم طبيعي از مخلوط چهار ايزوتوپ پايدار تشکيل شده است. شانزده ايزوتوپ ناپايدار ديگر از استرانسيم وجود دارد. يکي از مهمترين ايزوتوپ هاي ناپايدار استرانسيم 90Sr است که نيمه عمر آن 29 سال مي باشد. 90Sr محصول ريزش هاي هسته اي است و مشکلاتي در سلامت انسان ايجاد مي کند. اين ايزوتوپ يکي از ايزوتوپ هاي با عمر طولاني است که اشعه بتا از خود متصاعد مي کند و در دستگاه هاي SNAP (سيستم براي قدرت کمکي هسته اي) به کار مي رود. اين دستگاه ها براي ساختن فضاپيماها، ايستگاههاي هواشناسي، بويه هاي دريايي و جاهاييکه منابع قدرت هسته اي – الکتريکي، دراز مدت، سبک وزن نياز است، به کار مي روند. در حال حاضر مهمترين کاربرد استرانسيم براي توليد شيشه هاي رنگي تلويزيون است. همچنين از استرانسيم براي توليد آهنربا و تصفيه روي استفاده مي شود. تيتانيت استرانسيم ماده نوري جالبي است که داراي شاخص انکسار بسيار بالايي است و پراکندگي نوري بالاتري نسبت به الماس دارد. استرانسيم به عنوان جواهر نيز به کار مي رود، اما خيلي نرم است. اثرات استرانسيم بر روي سلامتي در نتيجه واکنش هاي شيميايي، ترکيباتي از استرانسيم که در آب نا محلول هستند، محلول مي شوند. ترکيبات محلول در آب، نسبت به ترکيبات نامحلول براي سلامتي انسان مضرتر هستند. بنابراين ترکيبات محلول استرانسيم، آب آشاميدني را آلوده مي کنند. خوشبختانه غلظت استرانسيم در آب آشاميدني بسيار کم است. تنفس هوا يا گرد و غبار، خوردن غذا، آب آشاميدني يا تماس با خاک آلوده به استرانسيم، باعث مي شود که مقدار کمي استرانسيم وارد بدن انسان شود. احتمال ورود استرانسيم به بدن از راه خوردن و آشاميدن بيشتراست. استرانسيم موجود در غذا به استرانسيم موجود در بدن افزوده مي شود. دانه ها ،سبزي هاي برگدار و لبنيات، استرانسيم بالايي دارند. ميزان استرانسيم موجود در بدن اکثر افراد متوسط است. از بين ترکيبات استرانسيم، تنها کرومات استرانسيم است که حتي مقادير بسيار اندک آن هم براي سلامتي بدن مضر است. نمک هاي استرانسيم باعث خارش پوست يا ديگر مشکلات پوستي نمي شوند. وقتي جذب استرانسيم بسيار زياد باشد، رشد استخوان ها دچار مشکل مي شود. اما اين مشکل تنها زماني پيش مي آيد که جذب استرانسيم بيش از هزار ppm باشد. ميزان استرانسيم موجود در غذا و آب آشاميدني به حدي نيست که باعث اين قبيل عوارض شود. خطر استرانسيم راديو اکتيو براي سلامتي انسان بيشتر از استرانسيم پايدار است. اگر جذب استرانسيم راديواکتيو خيلي زياد باشد، باعث کم خوني و کمبود اکسيژن مي شود. غلطت بسيار بالاي استرانسيم به خاطر آسيب به ماده ژنتيکي سلولها باعث سرطان مي شود. اثرات زيست محيطي استرانسيم استرانسيم عنصري است که به طور طبيعي در بسياري از بخش هاي محيط زيست مانند سنگ ها، خاک، آب و هوا وجود دارد. ترکيبات استرانسيم به آساني در محيط زيست حرکت مي کنند زيرا بسياري از اين ترکيبات در آب محلول هستند. استرانسيم به صورت غبار، هميشه و به ميزان مشخصي در هوا وجود دارد. ميزان استرانسيم موجود در هوا در اثر فعاليت هاي بشري مانند سوختن ذغال و نفت، ذرات غباري که حاوي استرانسيم هستند در آب هاي سطحي، خاک يا سطح گياهان ته نشين مي شوند. ذراتي که ته نشست نکرده اند به هنگام ريزش باران يا برف به زمين برمي گردند.بنابراين مقدار استرانسيم در خاک يا کف آب هاي سطحي افزايش مي يابد و با استرانسيم موجود مخلوط مي شود. استرانسيم از طريق خاک و هوازدگي سنگها ، وارد آب مي شود. تنها بخش کوچکي از استرانسيم موجود در آب از گرد و غبار موجود در هواست. قسمت عمده استرانسيم موجود در آب به صورت محلول است. اما بخشي از آن هم به صورت معلق مي باشد که در بعضي جاها باعث گل آلود شدن آب مي شود. ميزان استرانسيم در آب آشاميدني زياد نيست. معمولا در اثر فعاليتهاي بشري و عمدتا در اثر ريختن زباله ها در آب، ميزان استرانسيم موجود در آب بيشتر از حد طبيعي است. به علاوه در اثر ته نشيني ذرات گرد و غبار موجود در هوا که با ذرات اسسترانسيم حاصل از فرآيندهاي صنعتي واکنش داده اند هم ميزان استرانسيم افزايش مي يابد. غلظت استرانسيم موجود در خاک در اثر فعاليت هاي بشري و توسط خاکستر ذغال سنگ و زباله هاي صنعتي افزايش مي يابد. به خاطرطبيعت استرانسيم بخشي از آن وارد بدن ماهي ها، سبزيجات، دامها و جانوران ديگر مي شود. يکي از ايزوتوپ هاي استرانسيم راديو اکتيو است. اين ايزوتوپ به طور طبيعي در محيط وجود ندارد و در نتيجه فعاليت هاي بشري مانند آزمايش بمبهاي اتمي در محيط افزايش مي يابد. تنها راه کاهش غلظت اين ايزوتوپ تجزيه راديواکتيو آن به زيرکونيم پايدار است. غلظت استرانسيم راديواکتيو در محيط زيست نسبتا کم است و ذرات آن هميشه در خاک و کف آب تجمع مي يابد. در نتيجه با ديگر ذرات استرانسيم مخلوط مي شود. اما ميزان آن در آب آشاميدني افزايش نمي يابد. واكنش با آب : استرانسيم به آهستگي با آب واكنش مي دهد وحاصل آن استرانسيم هيدروكسيد و گاز هيدروژن است طبق اين مكانيسم: اين واكنش سريعتر از واكنش كلسيم با آب و آهسته تر از واكنش سديم با آب صورت مي گيرد. محلوليت استرانسيم در آب نا محلول است ولي با آن واكنش مي دهد برخي تركيبات آن در آب محلولند مانند:استرانسيم كربنات با محلوليت آبي 10mg/litو استرانسيم كرومات با محلوليت 9mg/lit ساير املاح محلول: استات، برمات، برومور، کلرات، کلرور، سیانور، فروسیانور، یدور، نیترات، نیتریت و تیوسولفات خصوصيات فيزيكي و شيميايي شعاع اتمی : Å2.45 شعاع کووالانسی: Å 1.92 رنگ : سفید نقره ای حالت استاندارد: جامد گرمای تبخیر: 144 kJ/mol

شرح ازمایش:

در یک لوله ازمایش چند قطره از مجهول شماره 2 ریخته و سپس به ان یک میلی لیتر اب مقطر اضافه میکنیم با توجه به اینکه ما نمی دانیم مجهول مورد استفاده در ازمایش محلول کاتیون های گروه اول است یا محلولی از کاتیون های گروه 4 و 5 باید ازمایشات مربوط به شناسایی هر دو گروه کاتیون را بر روی ان انجام دهیم تا مجهول ما مشخص شود

پس ابتدا ما چند قطره(4الی5) از مجهول شماره 2 را در لوله ازمایش ریخته و چند میلی لیتر اب مقطر بر روی ان میریزیم و ازمایش شماره 1 که مربوط به شناسایی کاتیون های گروه اول است را بر روی ان انجام می دهیم که رسوبی تشکیل نمی شود.

سپس به سراغ ازمایش شماره 2 مربوط به شناسایی کاتیون های گروه 4 و 5 میرویم و ازمایش را مطابق دستور ازمایش شماره 2 انجام میدهیم.

دستور ازمایش شماره 2: در لوله ازمایش یک قطره کلرید امونیم(6نرماله) و یک قطره امونیاک(15نرماله) سپس به ان 5 قطره محلول کربنات سدیم (2نرماله) اضافه می کنیم و ان را به مدت 1 دقیقه در حمام اب گرم قرار می دهیم سپس از ته نشین شدن رسوب به محلول موجود در بالای ان یک قطره دیگر از محلول کربنات سدیم اضافه کنید تا رسوب کامل گردد.

سپس رسوب را صاف کرده (محلول را به لوله ازمایش دیگر منتقل کنید). رسوب موجود در لوله ازمایش اول را با اب مقطر حاوی 1قطره کربنات سدیم ببشویید (اب شستشو را دور بریزید) و رسوب را مطابق دستور شماره 1 و محلول موجود در لوله ازمایش را مطابق دستور شماره 3 بررسی کنید.

1)دستور شماره 1: به رسوب موجود در لوله ازمایش اول یک میلی لیتر اب مقطر و 3 قطره اسید استیک(4نرماله) افزوده و بهم بزنید تا رسوب کاملا حل شود. سپس به ان یک قطره فنول فتالین اضافه کرده وبه ان قطره قطره امونیاک (4نرماله) اضافه کنید تا محلول ارغوانی شود.

انگاه یک قطره اسید استیک (6نرماله) و یک قطره کرومات پتاسیم اضافه کنید اگر رسوب زرد رنگ تشکیل شد نشان دهنده وجود باریم 2بار مثبت است در این صورت قطره قطره به اضافه کردن کرومات پتاسیم ادامه دهید تا رسوب کرومات باریم کامل گردد (3الی5 قطره کافی است).

محلول روی رسوب را به لوله ازمایش دیگر منتقل کرده و مطابق دستور شماره 2 ان را بررسی کنید.

2)دستور شماره 2: به لوله ازمایش محتوی محلول چند قطره کربنات سدیم اضافه کنید در صورت وجود کلسیم 2بار مثبت رسوب سفید رنگ تشکیل می شود.

3)دستور شماره 3: به محلول موجود در لوله ازمایش شماره 2 یک حبه سود جامد اضافه کنید و ان را در حمام اب گرم قرار دهید در صورت وجود امونیم بخارات متصاعد شده رنگ کاغذ را تغییر میدهند.ph

نتیجه گیری:

با توجه جواب دادن دستور کار مربوط به شناسایی کاتیونهای گروه 4 و 5 بر روی محلول و بدست امدن رسوب به این نتیجه می رسیم که محلول ما شامل کاتیون (کلسیم باریم امونیم) است.

همچنین تمام رسوب های موجود در این ازمایش سفید هستند بجز رسوب زرد رنگی که در اثر اضافه کردن کرومات پتاسیم به استات سدیم و اسید استیک و امونیاک است

و همچنین بخارات متصاعد شده از لوله ازمایش شماره 2 که یک حبه سود به ان اضافه کردیم رنگ کاغذ شناساگر را ابی میکند.

منابع:

– شيمي عمومي مورتيمر – چارلز مورتيمر .

2 – تجزيه ي كيفي معدني – جي . اسولا – ترجمه ي آزاده تجردي .

3 – نكات و مطالب ذكر شده توسط استاد مربوطه .

4-RoozGozar.com.www

گزارش کار ازشیمی 2

مطالب مشابه :

کاتالوگ رشته های انسانی

برخی ازبزرگان بختیاری:

بچه های ارشدی یا ارشدی های آینده بخوانند

افزایش 3درصدی شهریه دانشجویی دانشگاه آزاد در سال تحصیلی 93-92

معرفی رشته مهندسی محیط زیست – دانشگاه آزاد اسلامی اهواز

گزارش کار ازشیمی 2