تئوری آزمایش

آزمایشگاه شیمی عمومی 2

جلسه دوم

عنوان آزمایش :

شناسایی و جداسازی

 یون های گروه II 

مختصری درباره عناصر گروه II

مس ( Cu )

مس عنصری جامد ، غیر قابل احتراق و به صورت خالص در طبیعت وجود دارد . مس معمولاً در کانی هایی مانند آزوریت ، مالکالیت ، بورنیت و کالکوپریت وجود دارد .

مس عنصری سودمند و مفید از لحاظ تجاری محسوب می شود . ترکیبات مس به رنگ سبز- آبی است ، اولین عنصر شناخته شده و دارای دو ایزوتوپ است .

تاریخچه

مس از 11000 سال پیش وجود داشته است. کشور قبرس کشوری است که نام مس از آن گرفته شده است. روش های استحصال و فرآوری مس نسبتاً آسان است و در حدود 7000 سال پیش مردم به روش های استخراج مس پی بردند و مس را اکتشاف می کردند.

 نهشته ها و معادن مهم مس در کشورهای آمریکا، شیلی، زامبیا، زئیر، پرو و کانادا وجود دارد. ترکیبات مهم مس شامل سولفیدها ، اکسیدها و کربنات ها است. مس از روش های ذوب کردن و لیچینگ و الکترولیز تولید می شود.

خواص

مس خالص به رنگ مایل به قرمز است و دارای جلای فلزی است. این عنصر چکش خوار با قابلیت مفتول شدن ، رسانای خوب جریان الکتریسیته و برق است . دومین عنصر رسانا بعد از نقره می باشد که از نقره به علت گرانی در سیم ها استفاده نمی کنند.

کاربرد ها

این عنصر در صنایع زیادی کاربرد دارد که از آن جمله می توان صنایع ساخت آلیاژهای آهن ، برنز و برنج نقش را نام برد . تمام سکه های ساخته شده در کشور آمریکا از آلیاژهای مس هستند و فلز اسلحه های جنگی نیز مسی است. مس کاربرد زیادی در سموم کشاورزی وکودهای جلبک دار دارد. ترکیبات مس مثل محصول فهلینگ کاربردهای وسیعی در تست های آنالیزهای شیمیایی برای شکر دارد. مس با خلوص خیلی بالا در امر تجارت مورد استفاده قرار می گیرد.

به علت اینکه این عنصر در برابر هوا و رطوبت و آب مقاوم است از این عنصر در تهیه سکه ها استفاده می شود.

برنز اولین آلیاژ مس است که اختراع شد که این ترکیب مخلوطی از مس و 25 درصد قلع است. در قدیم مردم از برنز برای ابزار و آلات جنگی و صندوق های فلزی و گیاهان آرایشی استفاده می شود.

برنج ترکیبی از مس و بین 5 تا 45 درصد روی است که از این آلیاژ از 2500 سال پیش استفاده می شده است. اولین بار رومی ها از برنج برای ساخت سکه و ظروف مسی مثل کتری استفاده می کردند. امروزه از برنج برای ابزار و آلات موسیقی ، ساخت پیچ و دیگر تجهیزات مقاوم در برابر پوسیدگی استفاده می شود.

اثرات مس بر روی سلامتی

مس یکی از عناصر رایج در طبیعت است که بر اثر پدیده های طبیعی در محیط زیست به مقدار فراوان یافت  می شود و بسیار مورد استفاده انسان قرار می گیرد . به عنوان مثال، از آن در صنعت و کشاورزی استفاده های فراوان می شود. تولید مس طی دهه های اخیر صورت گرفته و کیفیت مس در حال حاضر در مقایسه با گذشته بهبود یافته است.

مس در انواع مختلف غذاها، آب آشامیدنی و هوا وجود دارد. به همین دلیل روزانه ما مقدار قابل توجهی مس از طریق خوردن، آشامیدن و نفس کشیدن دریافت می کنیم. جذب مس برای بدن انسان حیاتی است. زیرا مس جزء عناصر کمیابی است که بدن انسان به آن نیاز دارد. اگرچه بدن انسان می تواند مقدار زیادی مس را تحمل کند ، اما مقدار بیش از حد آن برای سلامت انسان ضرر دارد.

بسیاری از ترکیبات مس در رسوبات یا ذرات خاک ته نشین شده یا به این ذرات می چسبند. ترکیبات قابل حل مس ممکن است برای سلامت انسان مضر باشند. معمولاً پس از فعالیت های کشاورزی ترکیبات محلول در آب مس، در محیط آزاد می شوند.

مقدار مس موجود در هوا بسیار کم است، بنابراین تنفس مس خیلی ناچیز است. اما افرادی که در نزدیکی مناطقی که به ذوب و فرآوری مس می پردازند، زندگی می کنند، ممکن است مقدار بیشتری مس در مقایسه با افراد عادی دریافت و استنشاق نمایند. معمولا ما انسان ها در معرض مس قرار داریم. در محیط کار، انتشارمس منجر به ایجاد عوارض آنفولانزا مانندی می شود که به نام تب فلز شناخته می شود. این عوارض بعد از دو روز ار بین می رود و در اثرحساسیت بیش از اندازه ایجاد می شود.

قرار گرفتن طولانی مدت در معرض مس، باعث آبریزش بینی، دهان و چشم، سردرد، دل درد، سرگیجه و اسهال و استفراغ می شود. جذب مقدار زیادی مس باعث آسیب کبد و کلیه و حتی مرگ می شود. اما سرطان زایی مس هنوز اثبات نشده است. در بسیاری از مقالات علمی، رابطه میان قرار گرفتن در معرض غلظت بالای مس برای مدت طولانی و کاهش هوش در نوجوانان مشخص شده است. ارتباط آن با ایحاد سرطان در انسان مورد بررسی است.

قرار گرفتن در معرض دود و غبارمس هم موجب تب بخارفلزمی شود که این بیماری در غشای مخاطی بینی تغییر ایجاد کرده و آن را تضعیف می کند. در بیماری ویلسون، سمیت مس باعث سیروز هپاتیتی، آسیب مغز، بیماری های کلیوی و رسوب گذاری مس در قرنیه می شود.

اثرات زیست محیطی

تولید جهانی مس هنوز هم بالاست. این بدان معناست که میزان مس موجود در محیط زیست روز به روز کمتر       می شود. به علت انتشار آب های آلوده به مس، درکناره رودخانه ها گل و لای آلوده به مس نهشته می شود. مس ، در اثر احتراق سوخت های فسیلی وارد هوا می شود. این مس، قبل از این که به واسطه بارش باران ته نشین کند ، مدتی طولانی در هوا باقی می ماند. بنابراین میزان آن در خاک کاهش می یابد. در نتیجه بعد از ته نشینی مس موجود در هوا، خاک حاوی مقدار زیادی مس خواهد بود.

مس هم از طریق منابع طبیعی و هم در اثرفعالیت های بشری، در محیط پراکنده می شود. از جمله منابع طبیعی آن، گرد و غبار حاصل از باد ، گیاهان فاسد شده ، آتش سوزی جنگل ها و قطرات دریا می باشد. تنها تعداد اندکی از فعالیت های بشری که باعث انتشار مس می شوند ، نامگذاری شده اند. عوامل دیگر انتشار مس، فالیت های معدنی، تولید فلز، تولید چوب و تولید کودهای فسفاته است.

مس در محیط زیست تجزیه نمی شود و به همین علت وقتی در خاک باشد ،در گیاهان و جانوران تجمع می یابد. در خاک های غنی از مس تعداد محدودی از گیاهان شانس بقا دارند. به همین علت است که در نزدیکی کارخانجات مس، پوشش گیاهی زیادی وجود ندارد. به خاطر اثرات مس بر گیاهان، بسته به اسیدیته خاک و میزان مواد آلی، این عنصر تهدیدی جدی برای مزارع محسوب می شود. با وجود این هنوز هم کودهای مس دار مورد استفاده قرار می گیرد.

مس می تواند فعالیت های خاک را مختل کند زیرا روی فعالیت میکروارگانیسم ها و کرم های خاکی اثرات منفی دارد. به خاطر وجود مس، تجزیه مواد آلی به شدت کند می شود.

هنگامی که مزارع با مس آلوده شوند، جانوران غلظت بالاتری از مس را جذب می کنند که به سلامت آنها آسیب      می رساند. معمولا گوسفندها از سمیت مس، بیشترین صدمه را می بینند زیرا در گوسفندها ، اثرات مس در غلظت های بسیار پایین هم نمود می یابد.

خواص فیزیکی و شیمیایی

عدد اتمی : 29

جرم اتمی : 63.546

نقطه ذوب :  1084

نقطه جوش :  2567

شعاع اتمی : pm 1.57

ظرفیت : 2 و 1

رنگ : سبز - آبی

حالت استاندارد : جامد

نام گروه : 11

انرژی یونیزاسیون :  726/7

ساختار الکترونی :

شعاع یونی : 0.73

الکترونگاتیوی : 1.9

حالت اکسیداسیون : 2 و 1

دانسیته : 8.96

گرمای فروپاشی :  05/13

گرمای تبخیر :  3/300

مقاومت الکتریکی : 0000000168/0 اهم

گرمای ویژه :  38/0

دوره تناوبی : 4

درجه اشتعال : در حالت جامد اشتعال پذیر

اشکال دیگر :

هیدرید مس CuH

دی اکسید مس Cu₂O و اکسید مس CuO

دی کلرید مس CuCl₂ و کلرید مس CuCl

بیسموت ( Bi )

بیسموت ، عنصر شیمیایی است با عدد اتمی 83 که در جدول تناوبی با نشان Bi مشخص شده است. فلزی است ضعیف و سه ظرفیتی ، سفید ، بلورین ، سنگین و شکننده که اثر خفیفی از رنگ صورتی در آن وجود دارد و از نظر شیمیایی شبیه آرسنیک و آنتیموان است.

بیسموت از تمامی فلزات مغناطیسی‌تر است و به جز جیوه از تمامی عناصر خاصیت هدایت حرارتی کمتری دارد. از ترکیبات بیسموت که فاقد سرب باشند، درساخت لوازم آرایش و اهداف پزشکی استفاده می‌شود.

تاریخچه

بیسموت ( کلمه آلمانی Weisse Masse به معنی جرم سفید ، بعدها Wisuth و Bisemutum ) در ابتدا به خاطر شباهتش با سرب و قلع با این عناصر اشتباه گرفته می شد. " کلاد جوفروی جونین " در سال 1753 تمایز آن را از سرب اثبات کرد.

پیدایش

بیسموتینیت و بیسمیت ، مهمترین سنگ های معدن بیسموت هستند و کشورهای کانادا ، بولیوی ، ژاپن ، مکزیک و پرو عمده‌ترین تولید کنندگان آن می‌باشند. بیسموتی که در آمریکا تولید می‌شود به عنوان محصول فرعی برای به عمل آوردن سنگ های معدن مس ، طلا ، سرب ، نقره ، قلع و به خصوص سرب فراهم آمده است

ویژگی های قابل توجه

تا قبل از سال 2003 تصور بر این بود که بیسموت سنگین‌ترین و پایدارترین عنصر است، اما تحقیقات در موسسه "Astrophysique Spatial" در ورسای فرانسه ثابت کرد بیسموت یک عنصر پایدار نیست. این عنصر ، یک فلز شکننده دارای ته‌رنگ صورتی با یک ماتی رنگین کمانی است. در بین فلزات سنگین ، بیسموت سنگین‌ترین آنها و غیر سمی است. به جز جیوه ، هیچ فلز دیگری مغناطیسی‌تر از بیسموت نمی‌باشد.

این فلز که به شکل خالصش وجود دارد، دارای مقاومت الکتریکی بالا و Hall effect آن از تمامی فلزات بیشتر است (یعنی وقتی بیسموت در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، بیشترین افزایش مقامت الکتریکی را دارد). وقتی در مجاورت هوا به آن حرارت داده شود، با شعله آبی رنگی شروع به سوختن می‌کند و اکسید آن ، بخار زرد رنگی تولید می‌کند.

کاربردها

اکسی کلرید بیسموت در لوازم آرایش کاربرد وسیعی دارد.

ساب نیترات و ساب کربنات بیسموت در پزشکی بکار می‌رود.

بیسمونال ( manganese Bi ) آهنربای دائمی قوی می‌باشد.

آلیاژهای بیسموت ، درجه ذوب پایینی دارند و به میزان زیادی برای یافتن آتش و وسایل ایمنی سیستم های  سرد کننده به کار می‌روند.

بیسموت در تولید آهن های چکش خوار و به عنوان کاتالیزور در ساخت الیاف اکریلیک به کار می‌رود.

بیسموت همچنین به عنوان مواد ترموکوبل کاربرد دارد و حاملی برای سوخت U-235 یا uranium-234 در رآکتورهای اتمی می‌باشد و در لحیم هم مورد استفاده واقع می‌شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی

وزن اتمی : amu 208.98038

شعاع اتمی : pm 143

شعاع کووالانسی : pm 146

شعاع واندروالس : اطلاعات موجود نیست

ساختار الکترونی :  

حالت ماده : جامد 

نقطه ذوب : 544.4 کلوین

نقطه جوش : 1837 کلوین

حجم مولی : 21.31 متر مکعب بر مول

گرمای تبخیر :  104.8

گرمای هم‌جوشی :  11.3

سرعت صوت : 1790 در 15/293 کلوین

کادمیم ( Cd )

کادمیم یک عنصر شیمیایی است با علامت اختصاری Cd و دارای عدد اتمی 48 که جزو فلزات نادر است.کادمیم بیشتر در سنگ‌های معدنی روی یافت می‌شود و استفاده ی عمده آن در صنایع باتری سازی است.

وجود فلزات سمی و کاربرد گسترده آنها در صنایع رو به رشد ما، بسیار حائز اهمیت بوده و در بسیاری از موارد برای صنایع بسیار مفید می باشند. ولی آیا می توان از کنار خطراتی که این مواد برای سلامتی کارگران ایجاد می کنند ، به راحتی عبور کرد ؟

خواص

کادمیم یکی از این مواد سمی است که کاربرد زیادی در آبکاری فلزات دارد. این ماده به طور طبیعی در پوسته زمین یافت می شود. کادمیم خالص نرم است و مانند نقره سفید می باشد. معمولا به صورت فلز خالص در طبیعت یافت نمی شود ، اما به عنوان یک ماده معدنی با سایر مواد مثل اکسیژن ( اکسید کادمیم ) ، کلر ( کلرید کادمیم ) و یا سولفور  ( سولفات و سولفید کادمیم ) ترکیب می شود.کلریدها و سولفات ها ، فرم هایی از کادمیم هستند که به آسانی در آب حل نمی شوند. کادمیم بو و طعم قابل تشخیص ندارد ، از این رو نمی توان از طریق بو کردن یا حس چشایی به وجود کادمیم در آب یا هوا پی برد. عمده ی مصرف کادمیم در باتری ها ، پیگمنت های رنگ ، روکش فلزات ، پلاستیک و بعضی آلیاژهای فلزی می باشد.

برآورد شده است که سالانه 30- 25 هزار تن کادمیم در محیط رها می شود. حدود نیمی از آن از فرسایش سنگ ها در رودخانه ها تولید و به دریا می رود. آتش سوزی جنگل ها و فرایندهای آتشفشانی نیز مقادیری کادمیم در هوا آزاد   می کنند . برآورد شده است که میزان کادمیمی که در اثر فعالیت های انسانی مثل استخراج معادن و سوزاندن سوخت های فسیلی در محیط آزاد می شود ، سالانه در حدود 13- 4 هزار تن می باشد.کودها اغلب حاوی مقادیری کادمیم هستند که در حین فعالیت های کشاورزی وارد خاک می شوند . کادمیم همچنین می تواند از طریق ریختن یا نشت زباله های خطرناک وارد آب یا خاک شوند. البته فرم کادمیم ( حل شونده یا غیر قابل حل ) در این شرایط بسیار مهم است.

فلز کادمیم به خودی خود در محیط تجزیه نمی شود ، اما می تواند به فرم های دیگر تغییر شکل یابد. کادمیم        می تواند توسط ماهی،گیاهان و سایر حیوانات دریافت شود و همچنین می تواند در بدن تغییر شکل دهد ولی برای مدت های طولانی (سالها) در بدن باقی می ماند.

چگونگی مواجهه با کادمیم

در جوامع عمومی غذا و دود سیگار ، از بزرگترین منابع تماس انسان با کادمیم به شمار می آیند.

 پائین ترین سطح کادمیم در میوه ها و نوشیدنی ها می باشد و بالاترین سطح آن در گیاهان پر برگ و            سیب زمینی ها می باشد. در ایالات متحده ، میانگین فردی دریافت کادمیم از طریق خوردن غذا در حدود 30 میکروگرم گزارش شده است ، اما فقط در حدود 3- 1 میکروگرم از آن در روز جذب و وارد بدن می شود . میزان دریافت کادمیم توسط افراد سیگاری در مقایسه با افراد غیر سیگاری ممکن است 2 برابر شود ، .هر سیگار ممکن است شامل 2-1 میکروگرم کادمیم باشد و در حدود %60-40 از کادمیم موجود در سیگار استنشاق شده  می تواند از ریه ها عبور کرده و وارد بدن شود.

علاوه بر سیگاری ها ، افرادی که نزدیک محل جمع آوری زباله های خطرناک زندگی می کنند ، یا نزدیک کارخانجاتی که کادمیم را وارد هوا می کنند ، تماسی بالقوه با کادمیم موجود در هوا خواهند داشت . در صنایع ، کارگران در حین انجام فعالیت هایی نظیر ذوب و پالایش فلزات و یا از طریق هوای اطراف کارخانجاتی که محصولات حاوی کادمیم مثل باتری ، روکش یا پلاستیک را تولید می کنند ، می توانند با کادمیم تماس داشته باشند. همچنین در حین فرایندهای لحیم کاری یا جوشکاری فلزاتی که حاوی کادمیم هستند ، این تماس می تواند برای کارگران اتفاق بیافتد.

نحوه ورود و خروج کادمیم از بدن

کادمیم می تواند از طریق غذا ، آب ، هوای تنفسی و استنشاق دود سیگار وارد بدن ما شود . البته مقدار کادمیم دریافت شده از طریق هوا و دود سیگار به مراتب بیشتر خواهد بود. اگر مواد غذایی مقدار کافی آهن و سایر مواد مغذی مثل کلسیم را نداشته باشند ، مقدار کادمیم دریافتی بیشتر خواهد بود.  تقریبا میزان کادمیم دریافت شده از طریق پوست ، در حد صفر می باشد . یعنی کادمیم نمی تواند از طریق پوست جذب شود . بیشتر کادمیم دریافت شده به کلیه ها و کبد رفته و برای سال های طولانی در آنجا باقی می مانند . بخش کمی از کادمیم می تواند از طریق مدفوع و ادرار دفع شود و مقداری نیز که از ریه ها جذب نشده اند ، با هوای بازدمی به بیرون منتقل می شوند.

اثرات کادمیم بر سلامتی انسان

آسیب رسانی کادمیم به عواملی همچون فرم کادمیم موجود، مقدار کادمیم دریافت شده و راه ورود آن به بدن بستگی دارد. مقادیر زیاد کادمیم در هوای تنفسی می تواند به شدت به ریه ها آسیب رسانده و باعث مرگ شود. ولی مقادیر کم آن در هوای تنفسی در مدت زمان طولانی باعث تجمع آن در کلیه و آسیب به آنها و همچنین شکنندگی استخوان ها شود . در مطالعات انجام شده بر روی موش ها و همستر ها (  نوعی موش ) که کادمیم را تنفس می کردند ، نتیجه شد که کادمیم ایجاد سرطان ریه نمی کند ولی در رت ها ( rats ) سرطان ریه را توسعه می دهد. در مورد انسان ها مطالعات دقیقی مبنی بر اینکه کادمیم تنفس شده بر روی نازائی آنها تاثیر دارد یا خیر انجام نشده است ، ولی این مطلب در مورد رت های ماده و موش ها صدق می کند. همچنین کادمیم استنشاق شده می تواند در موش ها و رت ها باعث آسیب های کبدی و تغییراتی در سیستم ایمنی شود.

کادمیم خورده شده از طریق غذا ، در مقادیر زیاد می تواند شدیدا معده را تحریک و منجر به اسهال ، استفراغ و بعضی اوقات مرگ شود. خوردن و آشامیدن مواد حاوی کادمیم در بعضی مواقع باعث افزایش فشار خون ، فقر آهن ، بیماری های کبدی و همچنین آسیب های مغز و اعصاب می شود ولی در انسان ها سطوحی که باعث ایجاد این بیماری ها شود ، هنوز مشخص نشده است. مطالعات نشان می دهد که حیوانات جوان تر کادمیم بیشتری نسبت به حیوانات پیرتر جذب می کنند. اگر غذا فاقد آهن ، کلسیم و پروتئین باشد و حتی اگر غذا پرچرب باشد ( به دلیل عبور آهسته آن از معده و روده و افزایش زمان جذب) جذب بیشتری صورت خواهد گرفت.کادمیم از طریق بدن مادر به آسانی نمی تواند به جنین منتقل شود ولی گاهی این اتفاق از طریق جفت صورت می گیرد.

چگونگی کاهش خطر تماس با کادمیم

یک رژیم غذایی متعادل که شامل کلسیم ، آهن ، پروتئین و روی کافی باشد ، به کاهش کادمیمی که از طریق غذا و آب در بدن جذب می شود ، کمک می کند. عموما در برچسب زدن عناصر در خط تولید ، کادمیم و ترکیبات آن را به عنوان یک عنصر فعال ، لیست می کنند. اگر فکر می کنید که کودهای مصرفیتان حاوی کادمیم هستند ، حتما از تهیه کننده و تولید کننده آن سوال کنید . همه قارچ کش ها و رنگ های حاوی کادمیم بایستی به طور مناسب ذخیره و انبار شوند و از دسترس کودکان در امان باشند.

باتری های نیکل- کادمیم در صورت سوزانده شدن در زباله سوزها  می توانند فیوم های کادمیم را آزاد کنند . در بعضی مواقع ممکن است که گرد و غبارهای حاوی کادمیم از محیط کار به لباس ، پوست ، مو ، ابزار و یا دیگر اشیاء مربوط به شما که در محیط کار قرار داشته اند منتقل شود. اگر در محیط کار کادمیم مورد استفاده قرار می گیرد ، بایستی یک برگ مربوط به اطلاعات ایمنی مواد ( MSDS ) در دسترس باشد . اطلاعات MSDS شامل نام شیمیایی ترکیب کادمیم ، اطلاعات مربوط به خطرات حریق و انفجار آن ، اثرات بهداشتی بالقوه ، راه های دریافت این ماده در بدن ، نحوه استفاده صحیح از مواد و اقدامات اضطراری می باشد .

منابع :

• http://www.iranhere.com/forum/showthread.php?t=5131
• http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%DB%8C%D8%B3%D9%85%D9%88%D8%AA
• http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=HYPERLINK "http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A8%DB%8C%D8%B3%D9%85%D9%88%D8%AA"%D8%A8%DB%8C%D8%B3%D9%85%D9%88%D8%AA
• http://www.ishaqazvin.com/Text6.aspx
• http://fa.wikipedia.org/wiki/HYPERLINK "http://fa.wikipedia.org/wiki/%DA%A9%D8%A7%D8%AF%D9%85%DB%8C%D9%88%D9%85"%DA%A9%D8%A7%D8%AF%D9%85%DB%8C%D9%88%D9%85
• http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A2%D8%B1%D8%B3%D9%86%DB%8C%DA%A9
• http://www.articles.ir/article243.aspx
• http://www.irbme.ir/element_bank/p2_articleid/621
• http://danesh-rooz.blogfa.com/post-57.aspx

http://www.irbme.ir/element_bank/p2_articleid/622

هدف

شناسایی و جداسازی کاتیون های گروه 2

مواد و وسایل مورد نیاز

پیت مدرج ، - بشر- لوله آزمایش- سانتریفیوژ- پتاسیم کرومات ₄CrO₂K 1 مولارـ

استیک اسید 3 مولارـ KOH 3 مولارـ ₂SnCL 0.5 مولارـ ₃NH غلیظ ـ تیواستامید 10% ـ

کریستال فروسیانور پتاسیم ـ HCL 3 مولار ـ کاغذ Ph سنج( برای تنظیم hP محلول) ـ

 CL₄NH ـ ₃HNO 3 مولار ـ  سه پایه- چراغ بونزن – مثلث نسوزـ همزن شیشه ای

شرح آزمایش:

ابتدا در حدود 30 قطره از محلول مجهول را برداشته و آن را به درون یک لوله آزمایش انتقال بدهید.

سپس 3 الی 4 قطره اسید نیتریک 3 مولار به آن بیفزائید.محلول را برای 3 دقیقه در حمام آب گرم قرار داده و بخوبی بهم بزنید.سپس به محلول 10 الی 12 قطره آمونیاک غلیظ اضافه کرده و آن را با کاغذ تورنسل قرمز تست نمایید.(اگر محلول به حد قلیایی رسیده باشد کاغذ تورنسل آبی می شود و اگر به حد قلیایی نرسیده باشد، باید به آن آمونیاک غلیظ اضافه کرد تا کاغذ قرمز ، آبی شود.)

سپس hPمحلول را با HCL 3 مولار روی 6.5 تنظیم نمایید.

برای اینکار در لوله آزمایش دیگر مقداری آب مقطر ریخته و به آن 3 قطره HCL رقیق اضافه کرده و قطره قطره به محلول اضافه نمایید. تا Ph محلول روی 6.5 تنظیم شود.( با تست کردن بر روی کاغذ Ph سنج) .

پس از تنظیم محلول روی Ph 6.5 ، به محلول در حدود 18 قطره تیواستامید 10% اضافه نمایید. محلول را برای 5 دقیقه در حمام آب گرم قرار داده و به خوبی بهم بزنید.

4 قطره آب مقطر و 5 قطره دیگر تیواستامید به محلول اضافه نموده و برای 5 دقیقه در حمام آب گرم قرار دهید. محلول را سانتریفیوژکرده و محلول را از رسوب جدا کنید.

محلول روی رسوب شامل گروه های 3 تا 5 می باشد آن را برای تجزیه گروه های 3 تا 5 نگه دارید.

رسوب شامل سولفور کاتیونهای گروه 2 می باشد.

این سولفورها ممکن است شامل HgS (سیاه)، ₅S₂Sb(نارنجی)،SnS (قهوه ای) و ... باشند.

پس از جدا سازی محلول از رسوب ، بر روی رسوب بدست آمده 12 قطره آب مقطر ، 2 قطره تیواستامید و 2 قطره CL₄NH اضافه نمایید. محلول را به خوبی به هم زده و سانتریفیوژ نمایید. محلول را از رسوب جدا کرده و محلول را دور بریزید.

سپس روی رسوب 10 قطره KOH 3 مولار بیفزایید و به هم بزنید و برای 3 دقیقه در حمام آب گرم قرار دهید. سانتریفیوژ نموده و محلول را از رسوب جدا سازید.

رسوب شامل سولفورهای Cus ، CdS ، PbS ، ₃S₂Bi ، HgS ، و مقداری گوگرد  می باشد.

محلول روی رسوب شامل یونهای کمپلکسی است که عبارتند از : آرسنیک، آنتیموان و قلع.

رسوب را با 12 قطره آب مقطر شسته و محلول شستشو را دور بریزید.

سپس به رسوب 12 قطره ₃HNO 3 مولار بیفزایید و آن را برای 3 دقیقه در حمام آب گرم قرار دهید و سانتریفیوژ نمایید.

محلول را از رسوب جدا کرده و نگه دارید(رسوب و محلول  C).

رسوب C ممکن است شامل HgS و یا S باشد. رسوب را با 4 الی 5 قطره مخلوط اسید ₃HNO و HCL (به نسبت 1 به 3) حل نمایید. و اگر حل نشد مخلوط اسیدها را قطره قطره به داخل رسوبتان اضافه نمایید (البته در داخل حمام آب گرم ) و آن را به خوبی بهم زده تا حل شود.

بعد از اینکه رسوب کاملا حل شد به آن 10 قطره آب مقطر افزوده و آن را برای 2 دقیقه در حمام آب گرم قرار بدهید. سپس محلول را سرد کرده و به آن 5 قطره ₂SnCL 0.5 مولار بیفزایید.تا رسوب مشاهده شود ، اگر رسوب مشاده نشد این کار را آنقدر ادامه داده تا رسوب مشاهده شود.(با افزودن قطره به قطره ₂SnCL 0.5 مولار به محلول). سپس سانتریفیوژ نمایید. رسوب سیاه رنگ وجود یون Hg (جیوه) را تائید می کند.

محلول C شامل یونهای سرب ، مس و کادمیم می باشد.                                                       

بر روی محلول 10 قطره ₃NH غلیظ افزوده و آن را به خوبی به هم بزنید وسپس سانتریفیوژ نمایید.

محلول را از رسوب جدا کرده و نگه دارید( رسوب و محلول D ).

بر روی رسوب D ، 4 قطره KOH 3 مولار افزوده و آن را به هم بزنید. محلول را به مدت 3 الی 4 دقیقه در حمام آب گرم قرار داده و سانتریفیوژ نمایید.

محلول را از رسوب جدا کرده ، نگه دارید( رسوب و محلولE )

بر روی رسوب E ، 4 قطره KOH 3 مولار افزوده و سانتریفیوژ نمایید.و محلول را بر روی محلول E بریزید.سپس رسوب را با آب مقطر شسته و آب شستشو را دور بریزید.

در داخل لوله ی دیگر 3 قطره ₂SnCL 0.5 مولار ریخته و بر روی آن در حدود 10 الی 12 KOH اضافه نمایید، تا رنگ شیری مشاهده شود. و 10 قطره از محلول فوق را بر روی رسوبتان ریخته تا رنگ محلول سیاه رنگ شود ، و سیاه شدن رسوب نشان دهنده ی حضور یون بیسموت می باشد.

بر روی محلول E ، 3 قطره استیک اسید 3 مولار بیفزایید، سپس بر روی  کاغذ تورنسل آبی رنگ امتحان کنید تا رنگ کاغذ قرمز شود. رنگ قرمز نشان دهنده ی اسیدی بودن محلول است.

سپس بر روی محلول 2 قطره ₄CrO₂K  1 مولار  افزوده تا رنگ رسوب زرد شود . زرد شدن رسوب وجود یون سرب را تایید می نماید.

محلول آبی رنگ D را به دو قسمت ¼ و ¾ تقسیم نمایید. رنگ آبی وجود یون مس را تائید می نماید.

محلول ¼ را با استیک اسید به حد اسیدی برسانید. سپس به آن چند قطعه کوچک کریستال فرو سیانور پتاسیم اضافه نمایید. رسوب قرمز قهوه ای حضور یون کوپرنیک (مس) را تایید می نماید.

به قسمت ¾ 5 قطره محلول KCN 1 مولار بیفزایید. تا رنگ آن سفید شود . حال به آن 10 قطره KOH 3 مولار و 20 قطره فرمالدئید اضافه کرده و سانتریفیوژ نمایید. محلول را از رسوب جدا کرده و آن را یک بار با آب مقطر بشوئید. سپس به محلول 5 قطره تیواستامید 10% اضافه نمایید و برای یک دقیقه بگذارید بماند ، رسوب زرد وجود یون کادمیم را تائید می نماید.

عنوان آزمایش :

شناسایی و جداسازی کا تیون های گروه I 

مختصری درباره عناصر گروه I ( گروه نقره )

نقره ( Ag )

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

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

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

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

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

خواص شيميايي

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

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

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

تجزيه و شناسايي

محلول هاي حاوي يون نقره را مي‌توان به آساني تشکيل رسوب کلريد نقره به وسيله افزايش اسيد کلريدريک ، شناسايي کرد. اين رسوب را مي‌توان از رسوب هاي سرب و جيوه يک ظرفيتي ، به وسيله قدرت حل شدن آن در هنگام افزودن هيدروکسيد آمونيوم اضافي و ايجاد رسوب مجدد با افزودن اسيد نيتريک متمايز نمود. مضافا تجزيه وزني به وسيله کلريد نقره يا برميد نقره که به آساني قابل رسوب دادن ، خشک کردن و توزين مي‌باشند، ميسر مي‌باشد. همچنين مي‌توان يون نقره را به وسيله عمل الکتروليز به نقره فلزي احيا و بدين روش توزين نمود. از محلول تيوسيانات پتاسيم استاندارد شده نيز مي‌توان براي تجزيه حجمي نقره استفاده کرد.

ترکيبات

نقره در ترکيباتش اکثرا به صورت يک ظرفيتي است. لکن اکسيد ، فلوئوريد و سولفيد دو ظرفيتي نقره نيز ملاحظه شده است. تعدادي از ترکيبات مهم نقره عبارتند از:

1- نيترات نقره (AgNO₃): ترکيبي بي‌رنگ ، بسيار محلول ، اساسا سمي و به سادگي به نقره فلزي احيا مي‌شود و از آن در تهيه ترکيبات نقره ، آئينه هاي نقره ای و جوهرها استفاده مي‌شود.

2- هيدروکسيد دي آمين نقره (Ag(NH₃)₂OH): ترکيب کوئورديناسيوني محلول در آب که به وسيله افزودن هيدروکسيد آمونيوم به محلول هاي املاح نقره ، تشکيل مي‌شود. اين ترکيب در اثر ماندن تشکيل ترکيب بسيار منفجره نقره فولمينات شده را مي‌دهد.

3- سيانيد نقره (AgCN) : مورد مصرف به وسيله سيانيد سديم يا پتاسيم اضافي در آبکاري براي تشکيل يون هاي کمپلکس های  و  که به فلز نقره احيا مي‌شوند.

4- کلريد نقره (AgCl) : ترکيب سفيد نامحلول که در هيدروکسيد آمونيوم حل شده و تشکيل يون هاي کمپلکس  مي‌دهد. در عکاسي و نيز به عنوان آشکار کننده يونيزاسيون براي اشعه هاي کيهاني کاربرد دارد.

5- برميد نقره (AgBr) : ترکيب نامحلول زرد روشن که نسبت به AgCl نامحلول تر است و بيشتر در عکاسي به مصرف مي‌رسد.

6- يديد نقره (AgI) : ترکيب نامحلول زرد رنگ و نامحلولتر از AgBr است و براي اصلاح وضعيت ابرها به منظور بارندگي ( Cloud Seading ) و در عکاسي کاربرد دارد.

7- سولفيد نقره ( ) : نامحلول ترين نمک نقره ، سياه رنگ و جزء اصلي تشکيل دهنده تيرگي ظروف نقره مي‌باشد.

موارد کاربرد

نقره در اغلب مصارفش با يک يا چند فلز ، آلياژ شده و بدان صورت مصرف مي‌شود. مهمترين مصرف اين فلز در ضرب سکه است . نقره همچنين داراي مصارف معروفي در زمينه جواهرسازي و ظروف نقره و نيز آب نقره است.

به دليل ناپايداري در مقابل اسيدهايي غير اکسنده ، به صورت بوته و يا ساير وسايل شيميايي مصرف مي‌شود و گاهي ابزار آلات جراحي ، لحيم نقره و باطري هاي انباره‌اي مقاوم در برابر خوردگي را از نقره تهيه مي‌کنند.

در آينه سازي به مقدار زياد نقره مصرف مي‌شود و همچنين مقدار زيادي از آن براي تهيه نقره هاليدها در عکاسي مصرف مي‌شود.

رسانايي عالي نقره موجب کاربرد هرچه بيشتر آن در الکتروتکنيک شده است. از آلياژهايي که در آنها نقره به عنوان جزئي از کل مصرف مي‌شود، مي‌توان ملغمه‌هاي دندانپزشکي و پيستون هاي موتور بلبرينگ را نام برد.

همچنين نقره داراي خواص قارچ‌کشي است و در مواردي از آن در فرايندهاي سالم سازي  آب استفاده مي‌شود.

اثرات زيست محيطي

به طور کلي يون نقره، تحت شرايطي که غلظت يون نقره موجود در آب کم است ، براي جانداران آبزي آب شيرين سميت زيادي ندارد و pH آب، سختي، سولفيدها و بارهاي محلول و آلي را افزايش مي دهد. يون نقره براي جانداران بسيار سمي است.

اثرات نقره بر روي سلامتي

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

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

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

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

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

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

- ناهنجاري هاي قلب

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

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

خواص فيزيکي و شيميايي

عدد اتمي: 47

جرم اتمي: 107.868

نقطه ذوب :  78/961

نقطه جوش : 2162

شعاع اتمي : 1.75

ظرفيت : 1

رنگ : سفید مایل به خاکستری

حالت استاندارد: جامد

نام گروه : 11

انرژي يونيزاسيون :  731

شکل الکتروني:

شعاع يوني : 1.26

الکترونگاتيوي : 1.93

حالت اکسيداسيون: 1

دانسيته: 10.490

گرماي فروپاشي :  3/11

گرماي تبخير :  58/250

مقاومت الکتريکي : 0000000159/0 اهم

گرماي ويژه :  235/0

دوره تناوبي : 5

درجه اشتعال : در حالت جامد غير قابل اشتعال

اشکال ديگر :

اکسيد نقره Ag₂O

کلريد نقره AgCl

سرب ( Pb )

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

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

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

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

کاربردها

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

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

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

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

شناسایی و جداسازي

سرب محلي در طبيعت يافت مي شود اما کمياب است. امروزه معمولا سرب در کاني هايي همراه با روي ، نقره و (بيشتر) مس يافت مي شود و به همراه اين مواد جدا مي گردد. ماده معدني اصلي سرب گالن (PbS) است که حاوي 6/86% سرب مي باشد. سايرکاني هاي مختلف و معمول آن سروسيت ( PbCO₃ ) و انگلسيت (PbSO₄) مي باشند. اما بيش از نيمي از سربي که امروزه مورد استفاده قرار مي گيرد بازيافتي مي باشد.

سنگ معدن بوسيله مته يا انفجار جداشده سپس آن را خرد کرده و روي زمين قرار مي دهند. بعد از آن سنگ معدن تحت تاثير فرآيندي قرار مي گيرد که در قرن نوزدهم در Broken Hill استراليا بوجود آمد. يک فرآيند شناورسازي ، سرب و ديگر مواد معدني را از پس مانده هاي سنگ جدا مي کند تا با عبور سنگ معدن ، آب و مواد شيميايي خاص از تعدادي مخزن که درون آنها دوغاب هميشه مخلوط مي شود ، عصاره اي بوجود آيد . درون اين مخزن ها هوا جريان يافته و سولفيد سرب به حباب ها مي چسبد و به صورت کف بالا آمده که مي توان آن را جدا نمود. اين کف ( که تقريبا داراي 50% سرب است) خشک شده سپس قبل از پالايش به منظور توليد سرب 97% سينتر مي شوند. بعد ازآن سرب را طي مراحل مختلف سرد کرده تا ناخالصي هاي سبک تر بالا آمده و آنها را جدا مي کنند. سرب مذاب با گداختن بيشتر بوسيله عبور هوا از روي آن و تشکيل لايه اي از تفاله فلز که حاوي تمامي ناخالصي هاي باقي مانده مي باشد تصفيه شده و سرب خالص 9/99% بدست مي آيد.

اثرات سرب بر روي سلامتي

سرب يکي از چهار فلزي است که بيشترين عوارض را بر روي سلامتي انسان دارد. سرب از راه غذا (65%)، آب (20%) و هوا (15%) وارد بدن انسان مي شود. غذاهايي مانند ميوه، سبزيجات، گوشت، دانه ها، جانوران دريايي، نوشيدني ها و شراب حاوي مقدار زيادي سرب هستند. دود سيگار هم مقدار اندکي سرب دارد.

سرب با خوردگی لوله هاي انتقال آب، وارد آب آشاميدني مي شود. اگر آب اندکي اسيدي باشد، احتمال خوردگي بيشتر است. به همين علت است که در سيستم هاي تصفيه آب، بايد pH آب آشاميدني مناسب باشد.

تا جايي که ما مي دانيم سرب در بدن انسان عملکردي ندارد و تنها پس از جذب از راه غذا، هوا يا آب باعث آسيب بدن مي شود.

سرب آثار ناخواسته اي را به دنبال دارد که عبارتند از:

- اختلال بيوسنتز هموگلوبين و کم خوني

- افزايش فشارخون- آسيب کليه- سقط جنين و نارسي نوزاد- اختلال سيستم عصبي

- آسيب مغز- ناباروري مرد و آسيب اسپرم- کاهش قدرت يادگيري در بچه ها

- اختلالات رفتاري در بچه ها مانند پرخاشگري و بيش فعالي

سرب از راه جفت وارد بدن جنين مي شود. به همين علت، سرب باعث آسيب جدي سيستم عصبي و مغز جنين مي شود.

اثرات زيست محيطي

سرب به طور طبيعي در محيط زيست وجود دارد. اما در اکثر موارد سرب موجود در طبيعت حاصل فعاليت هاي بشري است. به علت کاربرد سرب در بنزين، چرخه سرب غير طبيعي شده است. در موتور ماشين، سرب مي سوزد بنابراين نمک هاي سرب (کلرين، برمين، اکسيدها) تشکيل مي شوند.

نمک هاي سرب از راه اگزوز ماشين ها وارد محيط زيست مي شود. ذرات بزرگتر بلافاصله روي زمين ته نشين مي شوند و خاک ها و آب هاي سطحي را آلوده مي کنند و ذرات کوچکتر از طريق هوا مسافت هاي طولاني را طي کرده و در جو باقي مي مانند. بخشي از اين سرب، به هنگام باران به زمين برمي گردد. چرخه سرب در اثر فعاليت هاي بشري نسبت به چرخه طبيعي گسترده تر شده است. همين امر باعث آلودگي سرب در سرتاسر دنيا شده است.

فقط بنزين سرب دار نيست که باعث افزايش غلظت سرب در محيط زيست مي شود. ديگر فعاليت هاي بشري مانند احتراق سوخت، فرآيندهاي صنعتي و سوزاندن زباله جامد هم باعث آلودگي با سرب محيط زيست مي شوند.

سرب به واسطه خوردگي لوله هاي سربي در سيستم انتقال آب وارد آب و خاک مي شود. سرب شکسته نمي شود و تنها به اشکال ديگر تبديل مي شود.

سرب در بدن جانداران آبزي و جانداران خاک تجمع مي يابد. اين موجودات در اثر سم سرب دچار عوارضي مي شوند. غلظت بسيار اندک سرب هم روي حلزون هاي دريايي اثرات منفي ميگذارد. سرب عملکرد فيتوپلانکتون ها را مختل مي کند. فيتوپلانکتون يکي از منابع مهم توليد اکسيژن در درياهاست و بسياري از جانوران بزرگتر آن را مي خورند. به همين علت است که آلودگي سرب تعادل جهاني را بر هم مي زند.

سرب، به ويژه در نزديکي بزرگراه ها و مزارع که غلظت آن بالاست، عملکرد خاک را بر هم مي زند. جانداران خاک هم از سم سرب آسيب مي بينند.

خواص فيزيکي و شيميايي

عدد اتمي : 82  اتمي : 207.2  ذوب: نقطه جوش :  1749  اتمي : 1.81 : رنگ : سفيد متمايل به حالت استاندارد : نام گروه : 14 يونيزاسيون : آرایش الکتروني :                                                                                شعاع يوني : 1.19     33/2            اکسيداسيون: 4, 2 : 11.35                         فروپاشي :  799/4   تبخير : مقاومت الکتريکي :  × 065/2 اهم                                                                                  گرماي ويژه:  129/0

دوره تناوبي : 6

درجه اشتعال : در حالت جامد غير قابل اشتعال ( به استثناي خاکستر آن )

اشکال ديگر :

هيدريد سرب PbH₄ ، اکسيد سرب PbO ، تترا اکسيد سرب Pb₃O₄ ، تري اکسيد سرب Pb₂O₃ ، دي اکسيد سرب PbO₂ ، دي کلريد سرب PbCl₂ ، تترا کلريد سرب PbCl₄

جيوه ( Hg )

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

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

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

خواص

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

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

کاربردها

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

اثرات جيوه بر روي سلامتي

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

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

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

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

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

- واکنش هاي آلرژيک شامل خارش پوست، خستگي و سردرد

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

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

اثرات زيست محيطي جيوه

جيوه در اثر شکسته شدن طبيعي کاني هاي موجود در سنگ و خاک و از طريق باد و آب وارد محيط زيست مي شود. انتشار جيوه حاصل از منابع طبيعي سال ها است که رخ مي دهد. هنوز هم غلظت جيوه موجود در اثر فعاليت هاي بشري، در محيط در حال افزايش است. قسمت عمده جيوه حاصل از فعاليت هاي بشري به واسطه احتراق سوخت هاي طبيعي، فعاليت هاي معدني، احتراق و ذوب زباله هاي جامد وارد هوا مي شود. بعضي از فعاليت هاي بشري مانند کودهاي کشاورزي و شيرابه هاي صنعتي باعث مي شوند که جيوه به طور مستقيم وارد خاک يا آب شود. کل جيوه اي که در محيط زيست پراکنده مي شود در نهايت در خاک يا آب هاي سطحي تجمع مي يابد.

جيوه موجود در خاک، در قارچ ها تجمع مي يابد. آب هاي سطحي اسيدي مقدار قابل توجهي جيوه دارند. وقتي pH آب بين 5 و 7 باشد، غلظت جيوه موجود در آب به علت حرکت و جابه جايي جيوه در زمين بالا مي رود. وقتي جيوه به آب هاي سطحي يا ميکرو ارگانيسم هاي خاک برسد، به متيل جيوه تبديل مي شود که جانداران به سرعت اين ماده را جذب مي کنند و اين ماده باعث آسيب سيستم عصبي مي شود. ماهي ها هر روز مقدار زيادي از متيل جيوه را از آب هاي سطحي جذب مي کنند. در نتيجه متيل جيوه در بدن آنها تجمع مي يابد و با توجه به اين که ماهي ها بخشي از زنجيره غذايي هستند، وارد زنجيره غذايي مي شود.

اثراتي که جيوه بر روي جانوران دارد عبارتند از :

آسيب کليه ، اختلال عملکرد معده ، آسيب روده ، ناباروري و تغيير  DNA.

خواص فيزيکي و شيميايي

عدد اتمي :                            جرم اتمي : 200.59                                                                                                          نقطه ذوب : نقطه جوش :  73/356                                                                                                 شعاع اتمي : 1.76 : 2+ و رنگ : سفيد نقره اي       استاندارد : مايع