بيائيد با شيمي مواد منفجره بهتر آشنا شويم

بيائيد با شيمي مواد منفجره بهتر آشنا شويم <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

استفاده از مخلوط شيميايي باري توليد مواد منفجره هنري باستاني است . از پژوهشهاي پارتينگتون چنين بر مي آيد كه چيني ها نخستين ملتي بودند كه بيش از هزار سال پيش باروت سياه را ساختند در حاليكه اروپائيان تا نيمه قرن سيزدهم از آن بي خبر بودند ، باروت را با نامهاي ديگر چون باروت و يا ملح البارد نيز گفته اند . فرمول باروت در كتابي كه توسط ماركوس گرانيكوس منتشر شد با نسبتهاي<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />پتاسيم نيترات ( شوره) ، گوگرد و زغال آمده است .

معادله واكنش انفجار باروت سياه را مي توان بصورت زير نوشت :

4KNo3+S+4C®2N2+2K2O+4CO2+SO2

باروت سياه در ابتدا در موارد صلح جويانه به مصرف چيني ها مي رسيد ، آتش بازي و ايجاد صداهاي بلند در جشن ها ازجمله محبوبترين موارد استفاده از آن بوده است . اما درباره اينكه چه كسي ، اين تركيب را براي نخستين بار از چين به اروپا آورده عقايد مختلفي ابراز شده است . بعضي ها جربيكن 1 و گروهي برتولد شوراتس 2 را نخستين سازندگان باروت در اروپا مي دانند .اما حق آن است كه اين تركيب نخست توسط مسلمانان بدست اروپائيان رسيده است .(1)

پيش از قرن نوزدهم كشف شد كه با افزودن براده هاي آهن به باروت سياه مي توان جرقه هاي آتش به رنگ نارنجي توليد كرد . اما با پيشرفت شگرف رانش شيمي در قرن نوزدهم مواد تازه اي به آتش بازي راه يافتند حال به بررسي مكانيسم عمل اين شعله هاي رنگين مي پردازيم :

رنگ دهنده هاي شعله : وقتي مراسم آتش بازي را از دور يا نزديك تماشا مي كنيد . زيبايي آن را تحسين نموده ايد براي ايجاد چنين رنگها و طرح هايي نياز به درك هنري با علوم طبيعي داريم . براي توليد رنگ در اتش دو مكانيسم اصلي وجود دارد .

1- پديده التهاب 3 2- درخشش 4

پديده التهاب : در اين پديده توليد نور با كمك حرارت صورت مي پذيرد . گرما باعث مي شود تا ماده ابتدا داغ و نوراني شود و سپس نورهاي مادون قرمز ، قرمز ، نارنجي ، زرد و سفيد ( با افزايش دما) ايجاد مي شود . با كنترل دما مي توان رنگ مناسب را در زمان دلخواه بوجود آورد . از فلزاتي نظير آلومينوم ، منيزيم و تيتانيم كه خيلي درخشان و روشن مي سوزند با بالا بردن دما مي توان استفاده كرد . (2)

آزمون شعله : در بين ما انسانها ، مسئله ي تعيين و تشخيص هويت افراد كه با انجام روشهاي قديمي و جديد صورت مي گيرد . به محققان و كارآگاهان باري يافتن پاسخ سوالاتشان كمك شاياني مي كند . همانطور كه برخي از ويژگيهاي انساني مانند اثر انگشت و DNA براي هر شخصي منحصر به فرد است و حالت ويژه اي دارد ، براي يك عنصر شيميايي نيز ويژگيهاي خاصي وجود دارد كه براي شناسايي آن مي تواند مورد استفاده قرار گيرد . (3)

جهت توليد وسايل آتش بازي و ايجاد رنگهاي مختلف دانشمندان احتياج داشتند تا بتوانند كه هر عنصري در شعله و حرارت بالا چه نوري را از خود ساطع مي كند براي اين تصور آنها از آزموني به نام آزمون شعله بهره گرفتند . آزمون شعله يك آزمون جالب ، زيبا و شگفت انگيز جهت شناسايي مواد در علم شيمي است . از اين آزمايش براي تشخيص برخي عنصر ها ( معمولاً فلزها) در مواد مختلف نيز استفاده مي شود .

اساس اين آزمون بر منحصر بفرد بودن طيف نشري عناصر مختلف بنا گذاري شده است . براي انجام اين آزمايش به سادگي مي توان مقداري از يك نمونه مجهول را در شعله ي چراغ گاز قرار داد و تغيير رنگ شعله را مشاهده نمود . چون عنصر سديم جزء سازنده ي بسياري از تركيب ها و مخلوط هاست و رنگ شعله ي آن بر ساير رنگها غلبه مي كند . به اصطلاح آنها را مي پوشاند ، بنابراين براي رفع اين مزاحمت و براي ديدن هر چه بهتر رنگ شعله ساير فلزها مي توان از شيشه ي آبي كبالت به عنوان صافي استفاده كرد .(3)

بنابراين دانشمندان با آزمونهاي مختلف به رنگ ساطح شده از عناصر گوناگون در شعله پي برده ند .

پديده ي درخشش : اين فرايند ، توليد نور با استفاده از منابع انرژي غير از حرارت است . اين پديده را نور سرد مي گويند زيرا در دماي اتاق و حتي سردتر از آنهم
مي تواند رخ دهد با توليد پديده درخشش ، انرژي جذب شده توسط الكترون يك اتم يا ملكول سبب تهييج الكترون مي شود . وقتي الكترون به حالت انرژي پائين تر بر مي گردد . ، انرژي آزاد دشه به صورت فوتون يا نور آزاد مي شود . انرژي اين فوتون از روي طول موج يا رنگ حاصله مشخص مي شود . گاهي نمكهايي كه براي توليد رنگ مورد نظر لازمند ، ناپايدار مي باشند . مثلاً باريم كه رنگ سبز توليد مي كند در دماي اتاق ناپايدار است . بنابراين باريم را با يك ماده پايدار ، تركيب مي كنند ( تركيبي كه بتواند كلر آزاد كند مثل لاستيك كلره شده) .

به اين ترتيب كه كلر آزاد شده در اثر حرارت و سوختن تركيبات پيروتكنيك ، باريم كلرايد آزاد مي كند و به اين ترتيب رنگ سبز دلخواه توليد مي شود . كلريد مس (رنگ آبي) در عوض در دماهاي بالا ناپايدار است . بنابراين دما بايد نه خيلي بالا نه خيلي پائين باشد . در واقع كنترل دما براي ايجاد رنگهاي مورد نظر بسيار حساس است. (2)

اگر رنگهاي بسيار زيبايي كه در هنگام آتش بازي در آسمان مي بينيم را با جدول زير مقايسه كنيم پي مي بريم كه چه عنصري را در اين فشفشه بكار گرفته اند كه چنين رنگ زيبا و شادي آفريني را ايجاد نموده است .

در جدول زير فهرستي ازرنگ شعله ي چند عنصر و تركيبات آنها ارائه شده است . (3)

نماد شيمايي عنصر	نام	رنگ شعله
As	آرسنيك	آبي
B	بور	سبز روشن
Ba	باريم	سبزمايل به زرد(مغز پسته اي)
Ca	كلسيم	قرمز – نارنجي
Cc	سزيم	بنفش كم رنگ
Cu غيرازنمكهاي هاليد	مس	سبز زمردي
Cu نمكهاي هاليد	مس	آبي مايل به سبز
In	اينديوم	آبي
Li	ليتيم	قرمز لاكي (قرمز سير)
K	بتاسيم	بنفش كم رنگ
Mo	مولبيدون	سبر مايل به زرد
Na	سديم	زرد پر رنگ
P	فسفر	سبز مايل به آبي كم رنگ
Pb	سرب	سبز كم رنگ
Rb	روبيديم	بنفش كم رنگ
Sb	آنتيمودن	سبز كم رنگ
Se	سلينم	آبي لاجوردي
Sr	استرنيسم	قرمز سير
Te	تيوريم	سبز كم رنگ
Ti	تاليم	سبز خالص
Zn	روي	سبز مايل به آبي
Fe+C	گدازش آهن+آهن باكربن+زغالچوب	طلايي
Mg+Bao+AL	فلزات سفيد داغ مثل منيزيم ، آلومينوم ، اكسيدباريم	سفيد اكلتريكي
Sr+Cu	مخلوط تركيبات استرانيم ومس	قرمز + آبي ، ارغواني
Al+Ti+Mg	آلومينوم و تيتانيم و پودر منيزيم	نقره ايي

شيمي مخلوط آتش بازي :

يك مخلوط آتش بازي حاوي يك اكسيد كننده ، سوخت ، ماده چسبنده وماده اي براي اثرات ويژه است .

· بعنوان اكسيد كننده اغلب از نمكهاي پتاسيم (KNO3) استفاده مي شود . البته از KC103 و KC104 نيز استفاده مي شود كه در اين بين KC104 ايمني بيشتري دارد .

· بعنوان سوخت از آلومينوم ، منيزيم ، تيتان ، زغال به گوگرد ، سوليد آنتيموان استفاده مي شود .

· ماده چسبنده مثل : دكسترين ، صمغ قرمز ، پليمرهاي نستزي هستند كه در توليد مواد اتش بازي استفاده مي شوند .

· جهت توليد اثرات ويژه مثل زوزه ، جرقه هاي سفيد ، جرقه اي طلايي ، شعله سفيد ، دود سفيد ، دود رنگي از مواد زير بهره مي گيرند : صداي زوزه : نبزوات پتاسيم ، با ساليسلات سديم .

جرقه هاي سفيد : آلومينوم ، منيزيم ، آلياژ آلومينوم و منيزيم ، تيتان

جرقه هاي طلايي : براده اهن – زغال

شعله سفيد : فلزهاي منيزيم و آلومينوم

دود سفيد : مخلوط نيترات پتاسيم و گوگرد

دود رنگي : مخلوط كلرات پتاسيم ، گوگرد و رنگ آبي (4و5)

نكاتي كه بايد به خاطر بسپاريم :

1- رنگهاي خالص ، تركيبات خالص را مي طلبند . حتي مقادير بسيار كم از عنصر سديم به عنوان ناخالصي ، باعث ايجاد رنگهاي زرد و نارنجي و پوشاندن ساير رنگها
مي شود . بدين ترتيب از هر ماده ي حاوي سديم پرهيز كنيد .

2- اگر از تركيبات رنگي كه حاوي الكل يا ساير حلالهاي آلي هستند استفاده
مي كنيد بخاطر بسپاريد كه اين مواد اشتعال زا و خطرناك هستند .

3- مواد رنگي را از دسترسي بچه ها دور نگه داريد و بادقت از آنها مراقبت كنيد . اگر اين مواد ، زيبا هستند اما مي تواند اثرات زيانبار شيميايي داشته باشند . و حتي در مواردي بسيار سمي و مهلك باشند. به همين دليل هرگز فشفه هايي كه براي تزئين بكار مي روند روي كيك نگذاريد .

4- مانند تمام مواد كار با اتش به ياد داشته باشيد كه هميشه احتمال خطر وجود دارد و حتماً دقت كنيد (2)

پي نوشت :

1. Bacon

2. Berthold schwarts

3. In can des cence

4. Luminescence

منابع :

1- كتاب تاريخ مختصر علم شيمي . دكتر محمد رضا ملاردي و دكتر سيد رضا آقاپور مقدم

http://www.gsinet.ir -2

http://arsachem.persianblogfa.com-3

http://prochem.mihanblog.com-4

chemistry&chemical Reactivity…philadelohia; saun dres 6&7

بيائيد با شيمي مواد منفجره بهتر آشنا شويم

مطالب مشابه :

تهیه باروت سیاه

بيائيد با شيمي مواد منفجره بهتر آشنا شويم

باروت

فلزات قلیایی:

you make

تاثير وزن سلاح بر سرعت و انرژي لگد

مطلب مختصر و مفید نظامی

مواد منفجره