VIP ►◄ مقالات شیمی ►◄

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

لانتانیدها

معرفی
لانتانیدها عنصرهای 58 تا 71جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و جزو عناصر واسطه داخلی می‌باشند. وجه تسمیه لانتانیدها از عنصر 57 جدول یعنی لانتان (La) گرفته شده است. باید توجه داشت که خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان می‌باشد همچنین به این گروه از عناصر ، عناصر خاکهای کمیاب "Rare-earth elements"نیز اطلاق می‌شود. در واقع اطلاق نام خاکهای نادر یا کمیاب ، از آنجائیکه این عناصر نه کمیابند و نه به آن دسته از اکسیدهای خاکی مانند (اکسیدهای) آلومینا، زیرکونیا و ایتریا تعلق دارند، غلط مصطلح است. زمانیکه نخستین اعضای این گروه برای اولین بار کشف شد، بصورت اکسید مجتمع گردیده بودند و از آنجائیکه این اکسیدها تا اندازه‌ای به اکسیدهای کلسیم ، منیزیم و آلومینیوم که بعدها به آنها عنوان اکسیدهای خاکی اطلاق گردید، شباهت دارند، لذا این عناصر به نام خاکهای کمیاب معروف گردیدند. در هر صورت باید توجه داشت که سریم در پوسته زمین بسیار فراوان تر از سرب بوده و نیز ایتریم از قلع بسیار فراوان‌تر است و حتی باید اذعان نمود که کمیاب ترین خاکهای کمیاب ، به استثنای پلاتین فراوان‌ترند.
منابع طبیعی
اگرچه لانتانیدها بصورت بسیار گسترده در طبیعت پخش می‌باشند، لکن بطور کلی در غلظتهای کم یافت می‌شوند. همچنین در برخی از مواد کانی بصورت مخلوط و در غلظتهای زیاد ملاحظه شده اند. جدول زیر نمایانگر برخی از کانیهای معروف لانتانیدها می‌باشد.


ماده کانی
شکل بلور
ترکیب فرمولی
مونازیت (monazite)
تک شیب
CePO4 با Th3(PO4)4
زنوتیم (xenotime)
چهارگوش
YPO4
گادولینیت (gadolinite)
تک شیب
2BeO.FeO.Y2O3.2SiO2
بستناسیت (bastnasite)
شش‌گوش
CeFCO3
سامارسکیت (samarskite)
مکعب مستطیل
Ca٫Fe٫UO2)3O.Y2O3.3(Nb٫Ta)2O5)
فرگوزونیت (fergusonite)
چهارگوش
Y2O3.3(Nb٫Ta)2O5
اوکسنیت (euxenite)
مکعب مستطیل
Y2(NbO3)3.Y2(TiO3)3.1½H2O
ایتروفلوئوریت (yttrofluorite)
مکعب
2YF3.3CaF3

مهمترین کانی‌های خاکهای کمیاب عبارتند از:مونازیت ، زنوتیم ، بستناسیت. معمولا این مواد بوسیله اعمال مکانیکی مانند شناورسازی و یا استفاده از روشهای مغناطیسی تغلیظ می‌شوند. سپس لانتانیدها در حالتیکه بصورت کانیهای فسفات یا سیلیکات می‌باشند، بوسیله اسید مورد شستشو قرار می‌گیرند. برخی از کانیها مانند کولومبوتانتالاتها با کربن حرارت داده شده و یا تحت تاثیر کاستیک قوی قبل از سنگ شویی قرار داده می‌شوند.
تجزیه و جداسازی
لانتانیدهای مخلوط شده را می‌توان از محلولهای اسیدی با استفاده از رسوب اگزالات جدا کرد. اشتعال اگزالات باعث تولید اکسیدهای لانتانیدهای مخلوط خواهد گردید. سپس این اکسیدها غالبا با استفاده از روشهای تبادل یونی و استفاده از خیساندن در اسید تغلیظ می‌شوند. در این حال لانتانیدها در محلول بصورت یونهای سه ظرفیتی هیدراته که دارای خواص بسیار مشابه می‌باشند، درمی‌آیند. بنابراین آنها تمایل به تشکیل رسوبهای بلوری مخلوط یا محلولهای جامد نشان می‌دهند. استفاده از یک ماده شیمیایی واحد به منظور افزایش غلظت یکی از عناصر خاکهای کمیاب لزوم تکرار عملیات را ایجاب می‌نماید. یکی از روشهایی که در گذشته و حال مورد استفاده بوده و هست، استفاده از فرایندهای جزء به جزء مانند تبلور جزء به جزء و یا تجزیه جزء به جزء به منظور خالص کردن عناصر می باشد. در این شرایط ، مقدار کار بسیار زیاد به منظور جداکردن مقدار بسیار کمی از عناصر ، باعث بالارفتن هزینه های خلوص خاکهای کمیاب و برشمردن آنها بدین صنعت خواهد بود. اکنون نیز از روشهای جزء به جزء هنوز در زمینه جداسازی این خاکها در حالت خام و بویژه عناصر لانتان و سریم استفاده می‌شود، زیرا سریم را می توان از لانتان با استفاده از حالت چهار ظرفیتی سریم جدا کرد. در حال حاضر سایر اعضای خانواده خاکهای کمیاب را با استفاده از فرآیندهایی تبادل یونی خالص می نمایند مضافا چنانچه درجه خلوص بالا مدنظر نباشد، می توان از روش استخراج مایع- مایع بدین منظور استفاده کرد.
خواص لانتانیدها
لانتانیدها فلزهایی براق هستند و واکنش پذیری شیمیایی قابل توجهی دارند. خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان با عدد اتمی 57 می باشد. کلیه این عناصر قادر به تشکیل املاح سه ظرفیتی می باشند و زمانیکه این املاح در آب حل می شوند، خواص شیمیایی بسیار مشابه از خود نشان می دهند. لانتانیدها ، نظر به وضعیت جدو!ل تناوبی، بدین صورت هستند که همچنانکه عدد اتمی آنها افزوده می شود، بار افزوده شده روی هسته آنها بوسیله پر شدن لایه های ناقص داخلی آنها با الکترونها ، موازنه می‌شود. ولی به هر حال باید توجه داشت که این لایه ها نقشی در نیروهای والانس ما بین اتمها ایفا نمی نمایند. لانتانیدها به علت برخوردار بودن از خواص اختصاصی دارای پتانسیل باارزشی در زمینه استفاده بعنوان عوامل آلیاژی میباشند. این عناصر با استفاده از احیاء گرمایی بوسیله اثر کلیتیم و یا سایر فلزات قلیایی برهالید بی آب آنها و سپس تبخیر نشانه های باقیمانده از مواد احیا کننده، احیا می شوند. همچنین می‌توان آنها را بصورت الکترولیتی از حمامهای ملح ذوب شده مانند آنچه در زمینه سریم و میش متال (مخلوط فلزات خاکهای کمیاب ، اساسا سریع با مقدار بسیار کمی از آهن) صورت می پذیرد، احیا کرد. باید توجه داشت که مواد جامد بدون آب همچنین نشان دهنده تغییر زیادتری در خواص ما بین عناصر نسبت به املاح هیدراته هستند. خاکهای کمیاب با بعضی از ترکیبات آلی ، املاح آلی تشکیل می‌دهد. این کیلیت ها که در اطراف این یونها ، آب جایگزین می نمایند، باعث زیاد شدن تغییر در خواص ما بین هر یک از خاکهای کمیاب می‌شوند. سودمندی این تکنیک در روشهای جدید تبادل یونی ، در زمینه جداسازی این عناصر کاملا قابل ملاحظه است.
موارد کاربرد

• فلزات خاکهای کمیاب تمایل بسیار شدید برای ترکیب با ناخالصیهای غیر فلزی مانند انیتروژن ، کربن و هیدروژن دارند. لذا با توجه به خاصیت فوق ، مقدار قابل ملاحظه ای از مخلوط فلزات خاکهای کمیاب بعنوان مواد تصفیه کننده (getler) در صنایع متالوژی مورد استفاده واقع می شود.
• عناصر خاکهای کمیاب ، هنگامیکه تحت تاثیر حرارت واقع می گردند نمایانگر طیف بسیار پیچیده ای بوده و نور شدید سفید زدگی از آنها ساطع می شود، بنابراین از آنها در صنایع تصاویر متحرک و لامپ های تصویر تلویزیون های رنگی استفاده می گردد.
• مصارف صنعتی فراوانی نیز برای هر یک از این عناصر متصور می باشد از جمله از برخی از آنها در سوزاندن سموم ناشی از راکتورهای هسته ای استفاده می شود.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

بیماریهای ناشی از آب

نگاه کلی
به دلیل اینکه آب نقش اساسی در بقا زندگی انسان ایفا می‌کند، در صورت آلوده بودن توانایی زیادی برای انتقال انواع گوناگونی از بیماریها و امراض را نیز دارد. این بیماریها به وسیله باکتریهای بیماری‌زا ، ویروسها ، پروتوزوئرها و کرمها در انسان ایجاد می‌شوند. منابع و مخازن آب از جمله رودخانه ها ، کانال آبها ، دریاچه ها و سدها به ویژه در مناطق گرمسیر ، محلی مناسب برای انتشار این گونه بیماریها هستند. این نوع مخازن آب ، زمینه را برای رشد میزبانهای واسط انگلها مانند حلزونها ، ماهیان ، گیاهان آبزی و ناقلان بیماریها مانند پشه ها و سایر حشرات گزنده فراهم می‌سازند. علی‌رغم کوشش مسئولان برای تصفیه آب به خصوص در مناطق گرمسیر ، این بیماریها ممکن است ایجاد شوند. در نتیجه ، قبل از برطرف ساختن آلودگی آب باید به وضعیت بهداشتی محیط زیست مردم رسیدگی شده و آموزشهای لازم به آنها بدهند تا از آلودگی آب جلوگیری شود.
بیماریهای با منشا آبی
معمول ترین شکل بیماری وابسته به آب ، بویژه آن شکلی که سبب آسیب بیشتری در مقیاس جهانی می‌گردد، شامل بیماریهایی است که با آب آلوده به ادرار و مدفوع انسانی، منتقل می‌شوند. آلودگی به این بیماریها ، زمانی اتفاقی می‌افتد که ارگانیسم بیماری زا به آب راه می‌یابد و این آب توسط فردی که به بیماری مصونیت ندارد مصرف می‌شود. از عمده ترین بیماریهای این دسته ، حصبه یا تیفوئید ، پاراتیفوئید ، هپاتیت های مسری ، ژیاردیانیز ، لپتوسیپروسیس ، تولادمیا ، اسهال میکروبی و غیره هستند که یک مسیر از انتقال مدفوع تا خوراک داشته و بروز آنها بطور همزمان ، بین افرادی که از یک منبع آب استفاده کرده اند مشخص می شود.
بیماریهای منتقل شده از طریق آب دریا یا آبهای مورد شستشو
بیماریهای مدفوعی- دهانی ناشی از آب ، امکان دارد بعنوان بیماریهای منتقل شده توسط آب شستشو ، طبقه بندی شوند. اکثر عفونتهای اسهالی در آب و هوای گرمسیری ، بیش از آنکه بعنوان یک بیماری ناشی از آب عمل نماید، بصورت بیماریهای منتقل شده از طریق آبهای شستشو عمل می‌کنند. گروه دومی از این بیماریها تعدادی از عفونتهای چشمی و پوستی را شامل می‌شوند که حتی اگر بطور معمول کشنده باشند، یک سری اثرات تضعیفی روی مبتلایان بجا می‌گذارند. بیماریهایی از این نوع شامل زخمها و دملهای پوستی باکتریایی و تراخم و جذام می‌باشند.
بیماریهای وابسته به آب
تعدادی از بیماریها ، به ارگانیسم های بیماریزایی مربوط می‌شوند که بخشی از دو.ره زندگی خود را در آب ، یا در بدن حد واسطی که در آب زندگی می‌کند، می‌گذرانند، از این رو آلودگی در انسان ، نمی تواند با بلعیدن حد واسط یا تماس با ارگانیسم دفع شده توسط مبتلا ، ایجاد شود. اغلب این نوع بیماریها ، توسط کرمهایی ایجاد می شوند که بیمار را اذیت کرده و تخمهایی تولید می‌کنند که توسط ادرار یا مدفوع پخش می‌شوند. آلودگی از طریق نفوذ از جداره پوست غالبا بیشتر از آلودگی از طریق مصرف مستقیم آب است. بیماری شیستوزومازیر (که در ضمن بیل‌هارزیا نامیده می‌شود) مهمترین نمونه از این دسته بیماریها است. دراکان کالیازیز (کرم گینه ای) مولد بیماری آبی دیگری است که در مناطق استوایی کاملا منتشر شده است. در این حالت میزبان حد واسط ، سخت پوست ریزی است و آلودگی انسان بدنبال خوردن آب آلوده شود، با این سخت پوستان ریز اتفاق می‌افتد.
حشرات ناقل بیماریهای وابسته به آب
بیماریهای وجود دارد که توسط حشراتی منتقل می‌شوند که تغذیه و تولید مثل آنها در مجاورت آب صورت می‌گیرد، به طوری که گسترش آنها می‌تواند به قابل دسترس بودن منابع آبی مناسب ، مربوط شود. آلودگی به این نوع بیماری هیچ ربطی به مصرف یا تماس انسان با آب ندارد. پشه هایی که مالاریا و تعدادی دیگر از بیماریها را انتقال می دهند آبهای راکد کم عمق ، استخرها ، حاشیه دریاچه ها و آب انبارها را ترجیح می دهند. حشرات سیمولیوم که بیماری انکوسرسیازیر (بیماری کوری رودخانه) را انتقال می‌دهند در آبهای متلاطم تولید شده و با سیلابها ، آبشارها و غیره ، در ارتباطند و یا در سدها و نیز توربینها و غیره ایجاد می‌شوند.
بیماریهای ناشی از مواد شیمیایی
به علت خواص حل کنندگی آب، بسیاری از ترکیبات می‌توانند در آبهای طبیعی محلول باشند و برخی از آنها ذاتا برای زندگی بشر سمی هستند. خوشبختانه در اغلب موارد غلظت بسیاری از ناخالصیهای ذاتا سمی ، در آبهای طبیعی معمولا خیلی پایین است با وجود این این هزاران ترکیب شیمیایی مورد استفاده درکشاورزی ، منازل و صنعت وجود دارند که قادرند به زیرزمینی راه یابند. تاثیر مواد شیمیایی بر سلامتی ، از دو طریق قابل بررسی است: اثرات حاد ، که در نتیجه مصرف آب آلوده ایجاد می شوند و کم و بیش بلافاصله اثر خود را آشکار می‌سازند و اثرات مزمن ، در نتیجه نوشیدن مداوم آب آلوده ، خطراتی دراز مدت ایجاد می کنند. اثرات برخی مواد ذاتا خطرناک ، پس از رسیدن به حد آستانه بروز می کند و چون غلظت آنها معمولا زیر حد مذکور است لذا اثرات نامطلوبی مشاهده نمی‌شود. بعضی آلاینده ها حد آستانه ندارند و بنابراین هر مقدار مصرف آنها ذاتا مضر است، ترکیبات سرطانزا از این الگو پیروی می‌کنند. بنابراین در مورد ترکیبات ذاتا سرطانزا مثل هیدروکربنهای پلی آروماتیک (PAH)، تری هالومتان ها (THM)، ترکیبات اورگانوکلره و ارگانوفسفره و ترکیبات فرعی حاصل از فرایند گندزدایی (DBPs)، توصیه می‌گردد که از پایین بودن غلطت آنها در آبهای آشامیدنی ، اطمینان حاصل شود. این بدین معنی است که در برخی موارد ، غلظتهای قابل قبول ، در حد قابل تشخیص یا نزدیک به آن است. بدین مفهوم است که رعایت اصول پیشگیرانه بهتر از ظهور اپیدمیک خطراتی واقعی است. برخی از عناصر آلوده کننده آب عبارتند از:

• سرب: یکی از قدیمی ترین مسائل آلودگی شیمیایی در آبهای آشامیدنی ، ناشی از به کارگیری مخازن و لوله های سربی در لوله کشی شهری بوده است. آبهای اسیدی نرم که از مناطق کوهستانی سرازیر می شوند، تمایل به انحلال سرب دارند به طوری که مقادیرقابل توجهی از سرب می‌تواند در آب حل شود بویژه در طول شب که آب در شبکه آبرسانی ، راکد می‌ماند. سرب یک سیستم تجمعی است به طوری که تماس مداوم با آن ، در نهایت می‌تواند اثرات سمی ایجاد کند و در طول سالها ، بسیاری از کشورها در راستای کاهش مقدار سرب در محیط زیست تلاشهای زیادی نموده‌اند. استانداردهای فعلی EC برای آب آشامیدنی ، ماکزیمم غلظت سرب را 50 میلی‌گرم در لیتر تعیین کرده است اما به نظر می رسد که این سطح در راهنمای WHO ، نهایتا به 10 میلی‌گرم در لیتر کاهش یابد که دستیابی به آن ، در نواحی با آب که قابلیت حل کنندگی سرب را دارد و نیز با لوله کشی سربی ، مشکل خواهد بود. تصفیه شیمیایی آب با آب آهک یا سود سوزآور ، قبل از توزیع آن انحلال سرب را کاهش می دهد ولی برای دستیابی به حد10 میلی‌گرم در لیتر ، احتمالا حذف لوله های سربی ضروری خواهد بود.

• نیترات: ازت نیتراتی بطور طبیعی در بسیاری از خاکها وجود داشته و بنابراین در اغلب آبهای زیرزمینی و سطحی یافت می‌شود. خروجی فاضلابهای هم مقادیر قابل توجهی نیتروژن دارند که قسمت عمده آن بصورت نیترات است. اگرچه تاکنون مضرات حضور نیترات در آبهای آشامیدنی برای بچه ها و بزرگسالان ، مشاهده نشده است، ولی برای نوزادان تا سن حوالی شش ماهگی خطرناک است. قبل از این سن ، نوزادان فاقد فلورای باکتریایی طبیعی در روده خود بوده و نمی توانند نیتریت ناشی از احیای نیترات را در معده تحمل کنند. هر گاه یک نوزاد با شیشه ای که شیر آن حاوی 20-10 میلی‌گرم در لیتر نیتروژن نیتراتی است تغذیه شود، امکان جذب نیترات به اکسیژن ونهایتا احتمال بیماری مت‌هموگلوبین وجود دارد که به این حالت ، بیماری نوزاد آبی گفته می‌شود.

• فلوئورید: فلوئورید نمونه ای از سازنده های آبی است که در غلظتهای کم ، مفید ولی در غلظتهای بالا مضرند. فلوئورید بطور طبیعی در بعضی از آبها وجود دارد و حضور آن در آبهای آشامیدنی روی پوسیدگی دندان بویژه در بچه ها اثر بازدارندگی دارد. از این رو برخی دست اندرکاران بهداشت ، فلوریددار کردن آب آشامیدنی را تا سطح 1 میلی‌گرم در لیتر توصیه می‌کنند. این توصیه اغلب از سوی افرادی که به مصرف مواد شیمیایی دارویی معترفند، بشدت مورد مخالفت قرار گرفته است. اگر سطح فلورید بیشتر از 5.1 میلی‌گرم در لیتر باشد، لکه های زردی روی دندان ظاهر می‌شود و در مقادیر بالا ، ممکن است صدمات استخوانی ناشی از فلوروسیس رخ دهد.

• آرسنیک: در برخی نواحی ، بویژه در مناطقی از آرژانتین ، چین ، هند ، مکزیک و تایوان ، آبهای زیر زمینی حاوی آرسنیک تا غلظتهای چند میلی گرم بر لیتر باشند. در راهنمای WHO، میزان آرسنیک 10میلی‌گرم در لیتر توصیه شده اگرچه سطح آن در استاندارد ECMAC ، (میلی‌گرم در لیتر) 50 می باشد. مصرف مداوم آب حاوی غلظتهای بالاتر آرسنیک می‌تواند منجر به پیگمانتاسیون پوست و انواع گوناگون از بیماریهای گوارشی ، خونی و کلیوی گردد.

• سختی آب: شواهدی آماری قوی موجود است که نشان می‌دهد بین افزایش سختی آب آشامیدنی تا حوالی 175 میلی‌گرم در لیتر و کاهش احتمال وقوع برخی انواع بیماریهای قلبی ، رابـ ـطه ای وجود دارد. این شواهد بیانگر این موضوع است که نرمسازی آنها می‌بخشد. اثرات نامطلوبی بر سلامتی افراد دارد. برخی روشهای نرمسازی ، مقدار سدیم آب را افزایش می‌دهند که این موضوع می تواند برای افراد دارای بیماریهای قلبی و کلیوی ، نامطلوب باشد.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

تصفیه پساب‌های صنعت آبکاری

نگاه کلی
محلولهایی که در صنعت آبکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند با اندک تفاوتی مثل یک زهر خطرناک در مورد موجودات عمل می‌کنند. پساب‌های تولید شده در این کارگاه‌ها معمولا سمی هستند. آنها به قدری زهرآگین اند که تزریق مستقیم آنها داخل فاضلاب‌ها و کانال‌های شهری سبب صدمات جدی می‌شوند. بنابراین هدف از تصفیه پساب‌ها این است که پساب طوری دور ریخته شود که زندگی حیوانات و یا گیاهان را تحت تاثیر قرار ندهد و طبیعت حفظ شود بدین منظور باید بعد از استفاده از آب‌ها ، آنها را تصفیه نموده به طوری که تمام احتیاجات صنعتی و انسانی را رفع کند.
احیای کلی پسابها
اگر انجام کار به وجه مطلوب مورد نظر باشد، استفاده از آب برای آبکشی قطعات به حداقل خود می‌رسد. به موازات صرفه جویی در آب و اقتصادی نمودن آن از هدر رفتن مقدار مواد شیمیایی مهم جلوگیری می‌شود و بدین ترتیب مسمومیت زدایی نیز به عمل می‌آید. به طرق زیر می‌توان مقدار پساب‌ها را در صنعت پوشش‌کاری کاهش داد:

• طولانی نمودن دوره سیکل
• استفاده از حمامهای آبکشی ساکن ، لوله کشی مدار بسته (پمپاژ آب در مدار بسته) و استفاده از آبکشی به طور آبشاری.
• استفاده از مونتاژهای صحیح
• استفاده از مواد ترکننده

روش های سم زدایی
سم زدایی به روش ناپیوسته (ایستا)
در این روش از طریق انبارکردن ، پساب‌ها مدت زمان کوتاهی (یک روز یا یک هفته) در منابع جمع می‌شود و در این توقفگاه ، عملیات سم زدایی انجام می‌گیرد. این روش برای پساب‌هایی با مقادیر کوچک، روش کاملا مناسبی است و برای سم زدایی پساب‌های غلیظ و رزین های مبادله کننده یونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش را می‌توان به صورت خودکار درآورد.
سم زدایی مستقیم
در این روش قطعاتی که از وان عملیات خارج می‌شوند ابتدا در حمام آبکشی ثابت (آبکشی- جمع آوری) وارد شده، سپس وارد یک وان حاوی محلول رفع سمیت می‌شوند. محاسن اصلی این روش سم زدایی حتی در مورد کمپلکس های سیانیدی می‌باشد که به سختی منهدم می‌شوند. زیرا زمان انجام واکنش عملا نامحدود است و می‌توان با مقدار زیادی هیپوکلریت که در این روش از بین نرفته و در فرآیند باقی مانده استفاده نمود.
سم زدایی پیوسته
در این حالت کنترل (آنالیز) به روش الکترومتریک صورت می‌گیرد. تعیین مقدار اسیدیته و قلیایی ، همچنین تعیین مقدار سیانید و اسید کرومیک توسط الکترودهای مخصوص و به کمک پتانسیومتری صورت می‌گیرد. نتایج چنین عملیات اندازه گیری می‌تواند توسط یک سیستم چاپگر به طور پیوسته تعیین و همچنین مراقبت مداوم سم زدایی ، انجام گیرد. مراحل بعدی با استفاده از امپولسیون های برقی که توسط دستگاههایی که جهت دور اثر مواد به کار گرفته شده اند، می‌باشد. در تمام این حالات قبل از دور ریختن آب ، تمام مراحل به طور اتوماتیک کنترل می‌شوند. در پایان هر مرحله ، در صورتی که محلول مورد نظر طبق استاندارد نباشد توسط آژیر خبر داده شده و جریان آب قطع می‌شود.
مسمومیت زدایی سیانیدها
بین مواد سمی، سیانیدها خطرناک ترین آنها می‌باشند. برای از بین بردن و یا حذف آنها عملا از دو روش استفاده می‌شود:

• رسوب دادن آنها به شکل سیانید آهن (کمپلکس قابل حل سخت)
• از بین بردن به طریق اکسیداسیون.

کلر و یا هیپوکلریت (آب ژاول ، کلرید آهک) صورت می‌گیرد. شرایط اساسی برای انجام اکسیداسیون مطلوب وجود محیط قلیایی قوی است که نباید pH زیر 9 باشد (ترجیحا باید بین 11-10 یا بیشتر باشد). با استفاده از اکسید کننده های قوی ، سیانیدها سریعا به سیانات‌ها تبدیل می‌شوند. در صورتی که ماده اکسید کننده زیاد باشد، اکسیداسیون سیانات تا تشکیل اسیدکربنیک و ازت ادامه می‌یابد. با این روش اکسیداسیون کامل سبب مسمومیت زدایی کلی پساب‌ها می‌شود.
مسمومیت زدایی اکسید کروم (VI)
خنثی‌سازی ساده اکسید کروم (VI) توسط مواد قلیایی کافی نیست، زیرا کرومات‌های قلیایی تشکیل یافته قابل حل در آب بوده و مسمومیت کننده هستند، حتی به مقدار اندک نیز (محلول در آب) برای تندرستی خطرناک است بدین علت حتما لازم است که قبلا اکسید کروم (VI) را به اکسید کروم (III) تبدیل و سپس خنثی نمود. از احیا کننده هایی مانند دی اکسید گوگرد ، سولفیت سدیم ، بی سولفیت سدیم ، سولفات آهن (II) و کلرید آهن (II) برای احیای کروم (VI) به کروم (III) استفاده می‌شود.
پایان واکنش احیای اسید سولفورو در نتیجه تغییر رنگ محلول از اکسید کروم (VI) از رنگ زرد متمایل به قرمز به رنگ آبی آسمانی- سبز اکسید کروم (III) تشخیص داده می‌شود. اگر واکنش احیا توسط سولفات آهن صورت گرفته باشد این تغییر رنگ با یک پوشش شدید رنگ زرد سولفات آهن (II) که تشکیل می‌یابد، تشخیص داده می‌شود.
خنثی سازی و ترسیب فلزات سنگین
خنثی‌سازی از یک طرف pH را به یک مقدار بی‌خطر برای پدیده های بیولوژیک تنظیم می‌کند و از طرف دیگر با خنثی‌سازی ، قابلیت انحلال کم تشکیل می‌یابند و در نتیجه این مواد از پساب‌ها جدا می‌شوند. سابقا تصور می‌شد که در منطقه pH خنثی ، یعنی pH=7 ، تمام فلزات بدون باقیمانده ته نشین می‌شوند در حالی که بعدها به این واقعیت پی بـرده شد که تک‌تک فلزات در یک ناحیه مخصوص pH رسوب می‌نمایند. در pH خنثی آهن (III) ، آلومینیوم و کروم به طور کلی عملا رسوب می‌کنند. مس و روی تا نزدیکی های 5/8=pH و نیکل ، سرب و نقره در pH های بالای 9 رسوب می‌نمایند. عموما برای رفع این محلولها در این شرایط pH مجاز نیست و باید بعد از فیـلتـ*ـر کردن نسبت به خنثی‌سازی محلول اقدام نمود. خنثی‌سازی پساب‌ها و ته نشین نمودن فلزات سنگین توسط نیترات سود و شیره آهک صورت می‌گیرد. برای ترسیب کلی از شیره آهک در صورت وجود همزمان سولفات‌ها ، فلوئورها و فسفات‌ها استفاده می‌شود. واکنش های خنثی‌سازی تقریبا بلافاصله صورت می‌گیرد ولی ترسیب هیدروکسیدهای فلزی وقت زیادی طلب می‌کند. در اکثر اوقات سریع نمودن عملیات ترسیب و یا سدیمانتاسیون هیدروکسیدها ، با اضافه نمودن مواد راسب کننده (اغلب ذرات آلی کلوییدی) صورت می‌گیرد.
تصفیه لجن ها
بعد از سم زدایی و خنثی‌سازی پساب‌ها، یون های فلز که ابتدا در محلول موجود بودند بعدا به صورت لجن هیدروکسید در پساب‌ها دیده می‌شود. جداسازی این لجن طبق مقررات دولتی اجباری است زیرا در صورت وارد کردن آن در کاتالیزاسیون ممکن است در صورت تغییر احتمالی pH فلزات مربوطه که به صورت رسوب هستند دوباره وارد آب شده و سبب مسمومیت شوند. جداسازی لجن ها منحصرا از طریق سدیمانتاسیون (صاف کردن) و سوسپانسیون صورت می‌گیرد.

• سدیمانتاسیون: برای سدیمانتاسیون آب های حاوی لجن راکد، آنها را وارد یک مخزن بات ابعاد مناسب می‌کنند. هیدروکسیدهای سنگین در ته مخزن ته نشین شده و از سطح مخزن آب روشن گرفته می‌شود ذرات ریز لجن گاه به گاه توسط پمپاژ در مخزنهای مخصوصی که برای لجن ساخته شده‌اند جمع آوری می‌شوند. بدین ترتیب این آبها 2-1% مواد جامد در بردارند و 99-98% بقیه آب می‌باشد. این روش بهترین روش شناخته شده است.
• سوسپانسیون: تصفیه لجن‌های با دانه بندی ریز با گذشت زمان تکنیکی‌تر شده است. فیـلتـ*ـر پرس ها و انواع دیگر فیلترها در این مورد مطمئن ترند با استفاده از این روش نه تنها لجن ضخیم از لجن های ریز دانه به دست می‌آید، بلکه می‌توان مستقیما پساب‌ها را تصفیه کرد. این لجن های ضخیم تقریبا 80-50% آب در بردارند و به راحتی قابل حمل می‌باشند. اگر امکان حمل کردن لجن های ضخیم به یک مرکز جمع آوری زباله و یا کوره ذوب وجود داشته باشد، این بهترین روش برای حل مساله لجن ها خواهد بود.

مبادله کننده های یونی
یون‌های آلوده کننده ای که در هیدروژن جای آنها را می گیرد. برای احیای مبادله‌کننده های آنیونی ، آنها را با سود آبکشی می‌نمایند تا آنیون‌های جمع شده در آن جای خود را به یون‌های هیدروکسید بدهند. بدین ترتیب مبادله کننده ها دوباره قابل استفاده می‌شوند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش


نگاه کلی
انسان از قرنها پیش اعتقاد داشت که نور خورشید می‌تواند از اشاعه عفونتها جلوگیری کند در سال 1877 دو محقق انگلیسی به نامهای دانز و بلونت دریافتند که تکثیر میکروارگانیسمها زمانی که تحت تابش نورآفتاب قرار می‌گیرد متوقف می‌گردد. تحقیقات بعدی نشان داد که عامل این پدیده طیف غیر قابل رؤیت اشعه خورشید با طول موج 254 نانومتر است. در پی این کشف ، امکان طراحی و ساخت دستگاههای مولد اشعه باکتری کش میسر گردید. امروزه این نوع اشعه که باعث جلوگیری از فعالیت باکتریها می‌گردد به عنوان اشعه ماورای بنفش"UV" شناخته شده است. تحقیقات جدید در مورد تاثیر این پرتو بر روی میکروارگانیسمها منتج به ساخت سیستمهای جدید ضدعفونی برای مایعات ، هوا و همچنین سطح اجسام گردید. بدین ترتیب ، ضدعفونی بدون استفاده از مواد شیمیایی و یه به کارگیری حرارتهای بالات میسر شد و ضدعفونی در مواردی که قبلا مشکل و یا غیر ممکن بود نیز امکان پذیر گردید. امروزه ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش ، نه فقط به عنوان یک روش با ارزش و موثر شناخته شده، بلکه در خیلی از موارد به عنوان مکمل سایر روشهای ضدعفونی بکار گرفته می‌شود.
مکانیسم ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش
برخلاف اغلب ضدعفونی کننده‌ها، تشعشع اشعه ماورای بنفش ، میکروارگانیسمها را به وسیله اثر متقابل شیمیایی غیر فعال نمی‌کند بلکه آنها را به وسیله جذب نور توسط خودشان غیر فعال می نماید که باعث واکنش فتوشیمیایی می‌شود. اشعه مذکور ، مواد مولکولی ضروری برای عامل سلولی را تغییر می دهد. چون اشعه uv در دیواره سلول میکروارگانیسمها نفوذ می‌کند، اسیدهای نوکلئیک و دیگر مواد سلولی حیاتی به وسیله آن اثر، تحت تاثیر قرار می‌گیرند. در نتیجه ، سلولهایی که در معرض این اشعه قرار گرفته اند ضدمه دیده و یا نابود می‌شوند. مدارک کافی وجود دارد که اگر انرژی uv به مقدار کافی به ارگانیسمها تابیده شود، اشعه uv می تواند آب را به اندازه‌ای که نیاز است ضدعفونی کند. برای از بین بردن میکروارگانیسمهای کوچک مانند باکتریها و ویروسها مقداری اشعه uv لازم است اما برای از بین بردن و غیر فعال کردن پروتوزآ مانند ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم انرژی uv مورد نیاز ، چندین برابر انرژی لازم برای غیر فعال کردن باکتریها و ویروسها خواهد بود. در نتیجه اشعه uv برای ضدعفونی کردن و یا برای آبهای زیرزمینی که در آنها ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم وجود ندارد موثر است.
محدوده طول موج اشعه uv برای ضدعفونی
انرژی موجی اشعه uv در محدوده طول موج اشعه الکترومغناطیسیnm) 100-400) بین اشعه ایکس و طیف نور مرئی است. منطقه بهینه برای میکروب‌کشی توسط اشعه uv در محدوده nm) 245-285) است. ضدعفونی توسط اشعه uv، هم به وسیله لامپهای با فشار کم که حداکثر انرژی خروجی آنها در طول موج 7. 253 است و هم با لامپهای فشار متوسط که انرژی آنها در طول موجnm) 180-370) است و یا لامپهایی که انرژی آنها در دیگر طول موج ها با شدتهای زیاد نوسانی منتشر می‌شود، انجام می‌گیرد.
موارد بکارگیری روش ضدعفونی با اشعه uv
سه مورد اصلی استفاده از روش ضدعفونی با اشعه uv وجود دارد:

• ضدعفونی مایعات
• ضدعفونی فضاها
• ضدعفونی سطوح اجسام

ضدعفونی مایعات
روش ضدعفونی با اشعه uv می‌تواند برای آب آشامیدنی ، آبهای فرایندی و فاضلاب یعنی تمامی مواردی که آب بدون آلودگی یا با آلودگی تقلیل یافته مورد نظر است، استفاده شود. امروزه کلرزنی بیش از هر روش دیگری برای ضدعفونی کردن آب ، مورد استفاده قرار می‌گیرد ولی متاسفانه کلر "هالوفرم" هایی نظیر کلروفرم ایجاد می‌کند که احتمال تاثیر سرطان زایی آنها شناخته شده است. این امر باعث گردید که محققان به طور جدی در صدد جایگزینی و یا محدودکردن به کارگیری این ماده شیمیایی برآیند. تنها روش شناخته شده امروزی که هیچ تغییری در خواص شیمیایی و فیزیکی آب ایجاد نکرده و ماده ای به آب اضافه نمی‌نماید، ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش است.

موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی مایعات :

• صنایع غذایی
• آبهای فرایندی و آب آشامیدنی
• پرورش ماهی ، میگو ، دام و طیور
• فاضلابهای شهری و صنعتی
• صنایع آرایشی و بهداشتی ، شیمیایی ، دارویی و الکترونیک (آب فوق العاده تمیز)
• استخرهای شنا ، آب‌نماها و جکوزیها
• سیستمهای آب خنک کننده مدار بسته و سیستمهای تهویه مطبوع

ضدعفونی فضاها و سطوح
ضدعفونی فضا و سطوح بعد از ضدعفونی آب یکی از مهمترین و موفق‌ترین موارد استفاده از اشعه ماورای بنفش به شمار می‌آید. در حالی که ضدعفونی هوا با وسایل متداول ضدعفونی به سختی ممکن بوده و یا عملی نباشند، اشعه ماورای بنفش به عنوان وسیله‌ای موثر برای از بین بردن میکروارگانیسمهای معلق در هوا به کار می‌رود. در این روش کل هوای موجود در فضا به کمک جریان طبیعی از مجاورت لامپها عبور نموده و تراکم میکروبی موجود در فضا به میزان بسیار زیادی تقلیل می‌یابد. بدین ترتیب از انتقال بیماریها و عفونتهایی که از راه تنفسی سرایت می‌کنند جلوگیری می‌گردد.

موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی فضاها :

• بیمارستانها (اتاق عمل ، اتاق انتظار ، بخشها و لباسشوییها)
• داروسازی ، آزمایشگاهها و آشپزخانه ها
• صنایع غذایی ، کشتارگاهها ، صنایع لبنی ، پرورش دام و طیور ، تولید خشکبار
• تهویه مطبوع

موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی سطوح اجسام

• ضدعفونی مواد بسته در صنایع غذایی مانند فویل ، قوطی و بطری
• جلوگیری از آلودگی مواد در فرآیند تولید و بسته بندی
• مخازن ، ظروف و بطری و همچنین دستگاههای پرکن

عوامل موثر بر بازده ضدعفونی توسط اشعه uv
برخلاف بسیاری از ضدعفونی کننده ها، اشعه uv یک فرایند فیزیکی است که به زمان تماس جهت غیر فعال سازی مواد بیماری زا ، بستگی دارد. برای رسیدن به غیرفعال‌سازی ، اشعه uv باید توسط میکروارگانیسم جذب شود بنابراین هر عاملی که از رسیدن اشعه uv به میکروارگانیسمهای جلوگیری کند باعث کاهش تاثیر ضدعفونی کردن می‌شود. گزارش داده‌اند که pH روی خاصیت ضدعفونی توسط اشعه uv موثر نیست، عواملی که روی بازده ضدعفونی توسط اشعه uv موثرند عبارتند از:

• فیلمهای شیمیایی و مواد آلی و غیر آلی حل شده: رسوب جامدات روی سطح لامپ uv می‌تواند شدت اشعه uv را کاهش داده، در نتیجه باعث کاهش بازده ضدعفونی گردد. به علاوه فیلمهای تشکیل شده، ناشی از تاثیر مواد آلی ، منیزیم ، کلسیم و رسوبات آهن هستند که گزارش شده است. آب که غلظت آهن ، سختی ، سولفید هیدروژن و مواد آلی در آن زیاد باشد بسیار مستعد تشکیل رسوب است، که به تدریج شدت کارایی اشعه uv را کاهش می‌دهد. تنوع مواد شیمیایی می‌تواند عبوردهی اشعه uv را کاهش دهد، که آنها شامل اسیدهای هیومیک ، مواد فنولیک و سولفونات لیگنین ، کروم ، کبالت ، مس و نیکل هستند. همچنین عوامل رنگی مانند چای و مواد استخراج شده برگ گیاهان باعث کاهش شدت uv می‌شود.

• اجتماع میکروارگانیسمها و کدورت: سطح ذرات ، محل پرورش و نگهداری باکتریها و دیگر باکتریهای بیماریزا است. لذا وجود ذرات روی بازده ضدعفونی به دلیل اینکه باکتریها را از پرتو اشعه uv محافظت و نیز نور اشعه uv را متفرق می‌کند موثر است به هر حال کدورت زیاد باعث تاثیر ، روی ضدعفونی می‌شود. همانند ذرات که باعث کدورت می‌شوند، اجتماع میکروارگانیسمها نیز می تواند روی بازده ضدعفونی موثر باشد و آن به این دلیل است که باعث می‌شود با کتریهای بیماریزا در آنها جایگزین شده، عملا در پناه قرار گیرند.

مزایای کاربرد اشعه uv

• رفع موثر آلودگی میکروبی بدون آلودگی شیمیایی
• ضدعفونی فوری بدون نیاز به مخزن تماس
• ضدعفونی موثر میکروارگانیسمهای مقاوم در برابر کلر و اوزون
• عدم ایجاد ترکیبات جانبی مضر و بیماری‌زای شیمیایی
• عدم ایجاد طعم و بوی شیمیایی
• عدم تغییر در کیفیت فیزیکی و شیمیایی
• عدم ایجاد عوارض فوری و حساسیت
• عدم تخریب محیط زیست

تاثیر زیست محیطی استفاده از اشعه ماورای بنفش
به سبب آنکه اشعه ماورای بنفش یک عامل شیمیایی نیست ، هیچ باقی مانده سمی تولید نمی‌کند اما ممکن است ترکیبات شیمیایی مخصوصی به وسیله اشعه ماورای بنفش دچار تغییر گردند. عموما تصور می‌شود که این ترکیبات به شکل بی‌ضررتری تجزیه می‌شوند، اما هنوز به پژوهشهای بیشتری در این زمینه نیاز است. در حال حاضر باید باور داشت که ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش هیچ گونه تاثیر زیست محیطی مطلوب یا نامطلوب ندارد.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

ترکیببات کلسیم

کلسیم
کلسیم یکی از عناصر شیمیایی با نشانه Ca و عدد اتمی 20 است و از نظر فراوانی ، در میان کلیه عناصر پوسته زمین دارای مقام پنجم در میان فلزات دارای مقام سوم است منابع کلسیم در پهنه زمین گسترده بوده و در هر یک از سرزمینها وفور یافت می‌شود. این عنصر در حیات گیاهی و جانوری دارای نقش حیاتی بوده و در استخوانها و دندانها ، پوسته تخم مرغ ، انواع مرجانها و بسیاری از خاکها وجود دارد کلسیم در ترکیب پوسته زمین به مقدار 36300 گرم در تن وجود دارد این عنصر به حالت آزاد یافت نمی‌شود، بلکه به شکل ترکیبهای مختلف در کانی‌ها و به صورت محلول در ساختمان جانوران و گیاهان شرکت می‌کند. کانی‌های حائز اهمیت عبارتند از: دولومیت ، گیبس و آپاتیت.
ترکیبات کلسیم
ترکیبات کلسیم تشکیل دهنده حدود 64/3% از پوسته زمین است که به شکل های گوناگون از قبیل کربنات (سنگ آهک) ، سولفات (سنگ گچ) ، هالید ، فسفات ، سولفات و بالاخره سیلیکات یافت می شود.


نام ماده معدنی
ترکیب فرمولی
ماربل (marble) CaCO3
لایم استون (limestone) CaCO3
سنگ آهک (Iceland spar) CaCO3
کلسیت (calcite) CaCO3
دولومیت (dolomite) CaCO3٫MgCO3
فلوئورسپار(fluorspar) CaF2
انیدریت (anhydrite) CaSO4
ژیپسوم (gypsum) CaSO4.2H2O
آپاتیت (apatite) Ca5(PO4)3F
آزبست (asbestos) CaMg3(SiO3)4

عموما می بایست که از ترکیبات سدیم نسبت به ترکیبات کلسیم ، بیشتر استفاده شود، لکن با مقایسه قیمت این دو ترکیب با یکدیگر ، در بسیاری از موارد از ترکیبات کلسیم استفاده می‌شود. در هر صورت باید توجه داشت که آهک قلیایی ارزان تری ، نسبت به هیدروکسیدسدیم محسوب می‌شود و از قدیم الایام در مصر و یونان باستان از آن بعنوان ملات در ساختمانها استفاده می‌شده است و امروزه نیز در تهیه سیمان ، در شیشه سازی و غیر کاربرد دارد.
انواع ترکیبات کلسیم و کاربرد آنها
هیدرید کلسیم (CaH2)
این ترکیب کلسیم در اثر واکنش مستقیم کلسیم با هیدروژن در C˚400 حاصل می گردد. فراورده حاصل در اکسیژن خشک (منظور بدون رطوبت است) تا درجه حرارت 400 الی 500 درجه سانتیگراد پایدار بوده در درجه حرارت بالاتر به یک عامل احیا کننده فوق العاده تبدیل می‌شود. بنابراین با آن می توان بسیاری از اکسیدهای معدنی مانند رویتل و بدلیت (ZrO2,baddleyite) را تا حد فلز مربوطه احیا کرد. همچنین می توان با استفاده از این ترکیب ، کلرید سدیم را به سدیم احیا و مونوکسید کربن را به فرم آلدهید تبدیل نمود. مضافا هیدرید کلسیم بعنوان یک عامل متراکم کننده در تبدیل استون به اکسید فریتیلن و بعنوان کاتالیزور هیدروژناسیون در تبدیل اتیلن به اتان نقش دارد. از سوی دیگر می‌توان از این ماده بعنوان یک وسیله دستی جهت تامین هیدروژن بالونهای هواشناسی ، استفاده کرد. بعنوان مثال یک پوند (5/453 گرم) از هیدرید در واکنش با آب ، تولید 16 فوت مکعب (در شرایط استاندارد STP) هیدروژن در فشار معادل psi 1800 را سرعت معادل 5/1 فوت مکعب در دقیقه برای هر پیوند می‌نماید.
اکسید(CaO) و هیدروکسید کلسیم(CaOH2)
اکسید کلسیم یا آهک را می توان بوسیله تجزیه حرارتی کربنات معدنی این عنصر در کوره های بلند در فرایندی مداوم تولید نمود. از آهک در تهیه سیمان ، در شیشه سازی و مقابله با خاصیت اسیدی خاک استفاده می شود. برای تهیه هیدروکسید کلسیم از هیدرولیز اکسید کلسیم استفاده می شود و بدلیل ارزانی آن ، در مواردی که به قلیا نیاز باسد از هیدروکسید کلسیم استفاده می‌شود.
سیلیسید کلسیم (CaSi)
برای تهیه سیلیسید کلسیم می‌توان در یک کوره الکتریکی از اثر آهک برسیلیکا و یک زغال احیا کننده استفاده نمود. این ماده بعنوان عامل اکسیژن‌زدایی از فولاد ، بسیار مفید بوده زیرا قادر است به سیلیکات کلسیم که ماده ای با نقطه ذوب پایین است، تبدیل گردد.
کربید کلسیم (CaC2)
برای تهیه کریبد کلسیم به فرمول می توان مخلوطی از آهک را در یک کوره الکتریکی تحت درجه حرارت 3000 درجه سانتگراد قرار داد. این ترکیب در اثر هیدرولیز به استیلن تبدیل می گردد. بعلاوه استیلن ، یک ماده آغازگر برای تهیه تعداد زیادی از مواد شیمیایی مهم در صنعت مواد شیمیایی آلی است کربید کلسیم در حرارت قرمز می تواند نیتروژن اتمسفر را جذب و تشکیل سیانامید کلسیم نماید. این واکنش مهم که به نام فرایند سیانامید نامیده شده است، پایه ای برای تثبیت نیتروژن اتمسفر می‌باشد.

کربنات کلسیم (CaCO3)
کربنات کلسیم خالص ، بصورت دو نوع بلوری وجود دارد که عبارتند از نوع شش گوش تحت عنوان کلسیت ، که دارای خاصیت انکسار مضاعف بوده و نوع لوزی وجهی (رمبوهدرال) تحت عنوان آراگونیت نامیده می‌شود. در طبیعت ، کربنات کلسیم تحت عناوین مختلف از جمله ماربل ، کلسیت ، سنگ آهک و لایم استون و به وفور یافت می‌شود. سنگ آهک ایسلند و کلسیت اساسا کربنات خالص هستند، در حالیکه ماربل تا اندازه ای دارای ناخالصی می‌باشد. اگرچه کربنات کلسیم کاملا در آب نامحلول می‌باشد، لکن در آبهای دی اکسید کربن ، در حد قابل ملاحظه ای محلول است و این از آنجا ناشی می‌شود که این ماده در چنین محلولهایی در اثر ترکیب با دی اکسید کربن بصورت بیکربنات درمی‌آید. باید توجه داشت که تشکیل نمادها در درون سنگهای آهکی نیز ار فرآیند فوق به وسیله آبهای اسیدی تحت الارضی ، نشات می‌گیرد.
هالیدهای کلسیم
از جمله هالیدهای کلسیم ، فلوئورید فسفرساس ، یکی از ترکیبات گسترده کلسیم می باشد، که با توجه به میزان شفافیت آن ، نسبت به اشعه مادون قرمز از کاربردهای با اهمیتی ، در اسپکتروسکوپی برخوردار است. از دیگر هالیدهای کلسیم ، کلرید کلسیم است که بعنوان تفاله در فرایند"Solvay" تولید می شود. این ترکیب در حالت بدون آب دارای خاصیت مهمی در زمینه جذب رطوبت می باشد که به همین دلیل از این ماده ، در صنعت بعنوان عامل خشک کننده استفاده می شود. همچنین از این هالید بدلیل قابلیت انحلال فوق العاده آن در آب سرد ، در سیستمهای خنک کننده استفاده می شود. کلرید کلسیم شش آبه و سیستم آب دارای نقطه اتکتیک 54.9- درجه سانتیگراد می‌باشند.
کلرید کلسیم و هیپوکلریت کلسیم تحت عنوان پودر سفید کننده را می‌توان در صنعت بوسیله عبور گاز کلر از درون آهک مرده تهیه نموده و از آن بعنوان عامل سفید کننده استفاده کرد.
سولفات کلسیم
سولفات کلسیم دارای دو آب با نام ژیپسوم"gypsum" در بسیاری از نقاط وجود داشته و بزرگترین جزء ساختمانی سیمان پرتلند را تشکیل می‌دهد. از این ترکیب بعنوان کمک در کاهش قلیائیت خاک استفاده می‌شو.د. برای تهیه سولفات کلسیم دارای نیم مولکول آب ، می توان آن را از حرارت دادن ژیپسوم در درجه حرارت بالا بدست آورد. این ماده در تجارت با نام پلاسترپارس "plaster of paris، گچ شکسته بندی" بفروش می رشد و در هنگام امتزاج مجدد با آب از صورت نیم مولکول آب خارج شده و به نوع دارای دو مولکول آب همراه با انبساط و آزاد شدن مقدار قابل ملاحظه ای حرارت تبدیل می‌گردد. از این پدیده در ساخت قالب‌هایی که با فشار ساخته می‌شوند، استفاده می‌گردد.
سولفید کلسیم
در صنعت برای تهیه سولفید کلسیم ، سولفات کلسیم را با زغال احیا می‌کنند و چون سولفید مورد نظر قادر به حل کردن مو است بنابراین از آن بعنوان زائل کننده مو استفاده می‌گردد.
فسفات کلسیم
ترکیبات فسفاته کلسیم شامل کلسیم دی هیدروژن فسفات با فرمول Ca(H2PO4)2 ، که از آن در تهیه کود شیمیایی استفاده می‌شود و کلسیم هیدروژن فسفات با فرمول CaHPO4 می باشد که بعنوان ساییده و براق کننده در خمیر دندان به کار بـرده می‌شود.
ترکیبات آلی فلزی کلسیم
کلسیم را می توان پادی اتیل روی ترکیب و آلکیل مخلوطی بفرمول CaZn(CH2CH3)4 از نتیجه این ترکیب ، تهیه کرد. واکنش فلز کلسیم با یدیدفنیل نیز منجر به تشکیل یک معرف گرینیارد کلسیم می شود که از آن در تهیه مواد آلی دیگر از جمله الـ*کـل‌ها ، اترها و غیره استفاده می‌شود. بورید کلسیم بفرمول CaB-6 ، دارای یک شبکه فلزی با اتمهای بور درون شبکه ای بوده و نشان داده شده است، که از رسانایی فلزی برخوردار است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

کلسیم

معرفی
کلسیم ، یکی از عناصر شیمیایی با نشانه Ca، دارای عدد اتمی 20 و در گروه دوم اصلی جدول تناوبی قرار گرفته است. کلسیم از نظر فراوانی ، در میان کلیه عناصر پوسته زمین دارای مقام پنجم و در میان فلزات دارای مقام سوم است ترکیبات کلسیم تشکیل دهنده 64/3 % از پوسته زمین می‌باشد. بلورهای سفید کلسیم ، در دمای C˚810 ذوب می‌شوند و فلز کلسیم در آب و اسید محلول بوده و هیدروکسید و نمک تولید می‌نماید.

خواص فیزیکی کلسیم
عدد اتمی
20
وزن اتمی
40.078
ایزوتوپهای پایدار
40،42،43،44،46،48
حجم اتمی
25.9cm3/g-atom
شکل بلور
مکعب مراکز وجوه پر
ظرفیت
+2
شعاع یونی
˚0.99A
آرایش الکترونی
2 8 8 2
نقطه جوش
C˚1487
نقطه ذوب
C˚810
دانسیته
1.55g/cm3
گرمای نهان تبخیر در نقطه جوش
399kj/g-atom
استحکام کششی
8700psi

منابع
منابع کلسیم در پهنه زمین گسترده بوده و در هر یک از سرزمینها بوفور یافت می‌شود. این عنصر در حیات گیاهی و جانوری دارای نقش حیاتی بوده و در استخوانها و دندانها و پوسته تخم مرغ ، انواع مرجانها و بسیاری از خاکها وجود دارد. همچنین کلرید کلسیم در حدی به گستردگی 15/0% در آب دریا وجود دارد. ذکر این نکته ضروری بنظر می رسد که آهک (اکسید کلسیم) ماده شناخته شده‌ای است که از قدیم الایام در مورد یونان باستان از آن بعنوان ملات در ساختمانها استفاده می شده است. کلسیم در ترکیب پوسته زمین به مقدار 36300 گرم در تن وجود دارد این عنصر به حالت آزاد یافت نمی‌شود، بلکه به شکل ترکیب های مختلف در کانی‌ها و به صورت محلول در ساختمان جانوران و گیاهان شرکت می کند. کانی‌های حائز اهمیت کلسیم عبارتند از: دولومیت ، گیبس و آپاتیت.
تهیه واستخراج
در صنعت ، فلز کلسیم را می‌توان از الکترولیز کلسیم کلرید و مخلوط فلوئورید و پتاسیم کلرید تهیه نمود. در این روش ، از صفحه های زغالی به عنوان آند و از میله های آهن به عنوان کاتد استفاده می‌شود. در مقیاسی کوچکتر می توان آهک را با فلز آلومینیوم در خلا احیا نموده و متعاقب آن ، عمل را بوسیله منظور بازیافت فلز کلسیم ادامه داد. بعلاوه کلسیم کلرید که عبارت از یک ماده اولیه است را می توان یا بوسیله اثر اسیدکلریدریک پر ماده معدنی کربناته و یا بعنوان ضایعات در فرآیند solvay تهیه کرد.
تجربه و شناسایی

• از نظر کیفی ، وجود کلسیم را می توان یا بوسیله تشکیل کربنات نامحلول آن ، و یا بوسیله مشتعل نمودن آن شعله یک مشعل که ایجاد رنگ قرمز درخشان می‌نماید، تشخیص داد.
• از نظر کمی ، کلسیم را بعد از جداکردن از سایر فلزهای قلیایی خاکی ، به روش های کرومات- سولفات و یا اتر- الـ*کـل ، از آمونیوم ، اگزالات استفاده می کنند که کلسیم به شکل کلسیم اگزالات رسوب نموده و سپس این رسوب را توزین می‌نمایند. اگزالات مورد نظر را نیز یا می توان بوسیله اشتعال به اکسید و یا با استفاده از محلولهای استاندارد شده پرمنگنات پتاسیم اکسیده نمود.

!خواص شیمیایی
کلسیم عنصری است که نسبت به فلزات قلیایی و سایر فلزات قلیایی خاکی از قدرت فعالیت کمتری برخوردار است. مانند بریلیم و آلومینیوم ، و برخلاف فلزات قلیایی ، این عنصر بر حسب سوختگی در پوست نمی گردد. باید توجه داشت که در هوا لایه نازکی از اکسید و نیترید بر روی کلسیم تشکیل می شود که می تواند آن را از اثرات بعدی هوا مصون نگاه دارد، لکن در درجه حرارت بالا این عنصر در هوا سوخته و تشکیل مقدار زیادی نیترید می دهد. کلسیم تجارتی به آسانی با آب و اسیدها واکنش نموده تولید هیدروژنی می نماید که حاوی مقدار قابل ملاحظه ای از گاز آمونیاک وهیدروکربنها ، بعنوان ناخالصی می‌باشد. از حکیم ، می توان بعنوان یک عامل آلیاژ کننده برای فلزات حاوی آلومینیوم به منظور حذف بیسموت از سرب و بعنوان کنترل کننده کربن گرافیتی ، در چدن استفاده کرد. از طرف دیگر می توان از این فلز بعنوان عاملی برای حذف اکسیژن درکارخانجات فولاد و بعنوان عامل احیا کننده در تهیه فلزاتی مانند کروم ، نیتروژن و آرگون استفاده نمود. ضمنا زمانیکه کلسیم ، به آلیاژهای منیزیم افزوده شود (25/0%) ، ساختمان آنها را تصفیه وموجب کاهش تمایل آتش گیریهای آنها می شود.
ترکیبات کلسیم و کاربرد آنها
عموما می بایست که از ترکیبات سدیم نسبت به ترکیبات کلسیم ، بیشتر استفاده شود، لکن با مقایسه قیمت این دو ترکیب با یکدیگر ، در بسیاری از موارد از ترکیبات کلسیم استفاده می شود. در هر صورت باید توجه داشت که آهک قلیایی ارزان تری ، نسبت به هیدروکسیدسدیم محسوب می شود. از ترکیبات مهم کلسیم می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• هیدرید کلسیم: این ترکیب در اثر واکنش مستقیم با هیدروژن در C400˚ حاصل می گردد و با آن می توان بسیاری از اکسیدهای معدنی مانند رویتل و بدلیت را تا حد فلز مربوطه احیا کرد همچنین می توان با استفاده از این ترکیب ، کلریدکلسیم را به سدیم احیا و مونوکسید کربن را به فرم آلدهید تبدیل نمود هر بعنوان یک عامل متراکم کننده درتبدیل استون به اکسید مزیتلین و بعنوان کاتالیزور هیدروژناسیون در تبدیل اتیلن به اتان نفش دارد.
• اکسید و هیدروکسید کلسیم: اکسید کلسیم ( آهک) را می‌توان بوسیله تجزیه حرارتی کربنات معدنی این عنصر در کوره های بلند در فرآیندی مداوم تولید نمود. برای تهیه هیدروکسید کلسیم نیز می‌توان از هیدرولیز اکسید آن استفاده نمود. از هیدروکسید کلسیم ، بعنوان قلیا در مواردی که نیاز باشد استفاده می‌گردد.
• سیلید کلسیم: برای تهیه سیلید کلسیم می توان در یک کوره الکتریکی از اثر آهک برسیلیکا و یک زغال احیا کننده استفاده نمود. این ماده بعنوان عامل اکسیژن زدایی از فولاد ، بسیار مفید می‌باشد.
• کربید کلسیم: برای تهیه این ترکیب می توان مخلوطی از آهک و کربن را در یک کوره الکتریکی تحت درجه حرارت C˚3000 قرار داد. کریبد کلسیم در اثر هیدرولیز استیلن تبدیل می گردد که استیلن یک ماده آغاز برای تهیه تعداد کثیری از مواد شیمیایی مهم در صنعت مواد شیمیایی آلی است.
• کربنات کلسیم: در طبیعت ، کربنات کلسیم تحت عناوین مختلف و به وفور یافت می‌شود. سنگ آهک ایسلند و کلسیت اساسا کربنات خالص هستند، در حالیکه ماربل تا اندازه ای دارای ناخالصی می‌باشد. اگر چه کربنات کلسیم کاملا در آب نامحلول می باشد، لکن در آبهای حاوی دی اکسید کربن ، در حد قابل ملاحظه ای محلول است زیرا در اثر ترکیب با دی‌اکسید کربن به صورت بیکربنات درمی‌آید.
• هالیدهای کلسیم: از جمله هالیدهای کلسیم ، فلوئورید فسفر سانس ، یکی از ترکیبات گسترده کلسیم می باشد، که با توجه به میزان شفافیت آن ، نسبت به اشعه ماورای بنفش و مادون قرمز از کاربردهای با اهمیتی ، در اسپکتروسکوپی برخوردار است. از دیگر هالیدهای کلسیم ، کلرید کلسیم است که بعنوان عامل خشک کننده و همچنین بدلیل قابلیت انحلال فوق العاده آن در آب سرد ، در سیستمهای خنک کننده استفاده می‌شود. مضافا از کلرید کلسیم و هیپوکلریت کلسیم بعنوان عامل سفید کننده نیز استفاده می‌کنند.

کلسیم در بیوسفر (زیست کره)
کلسیم جزء ساختمانی و ثابت کلیه گیاهان بوده و بصورتهای جزء ساختمانی و یون فیزیولوژیکی توامان یافت می‌شود. مضافا یون کلسیم قادر است اثرات سمی یونهای پتاسیم ، سدیم و منیزیم را بلا اثر نماید. کلسیم بدلیل وجود در خاک قادر است بر قلیائیت آن اثر ومتعاقب آن در رویش گیاهان تاثیر داشته باشد. این عنصر در ساختمان بدن حیوانات (در بافتهای نرم) ، مایعات میان بافتی و اسکت بندی یافت می شود. استخوانهای مهره داران حاوی کلسیم ، بصورت فلوئورید کلسیم ، کربنات کلسیم و فسفات کلسیم می باشد همچنین کلسیم ذاتا در بسیاری از وظائف بیولوژیکی مهره داران ، سهیم است.
شناخت محیط رشد:کلسیم
درون گیاه، کلسیم بیشتر به صورت پکتات کلسیم، در دیواره یاخته ها، یافت می شود. و کارش متصل ساختن یاخته ها به هم است. این ماده ، به علت غیر قابل انتقال بودنش درون بافت ها، باید پیوسته دردسترس گیاه قرار گیرد، کمبود کلسیم باعث کمبود رشد و همچنین لوله شدن برگها و قهوه ای رنگ شدن ریشه ها می گردد. در گوجه فرنگی، کمبود کلسیم باعث گندیدگی ته میوه می شود. در سیب، وجود آن مایه سختی بافت های میوه شده، به عمر پس از برداشت آن می افزاید و کمبودش باعث آسیب پوستی می گردد. گرچه میزان کلسیم، اغلب در خاک ها به مراتب از پتاسیم کمتر است ولی بر عکس پتاسیم، قابلیت جذب آن برای گیاه خیلی زیادتر می باشد.
کمبود کلسیم را می توان با اضافه کردن آهک به خاک بر طرف ساخت ، البته باید در نظر داشت که آهک واکنش خاک را نیز بالا می برد. سوپر فسفات نیز حاوی مقدار زیادی کلسیم است. همچنین برای رفع کمبود کلسیم می توان گیاهان را با کلرور کلسیم و یا نیترات کلسیم محلول پاشی کرد.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

شیمی سموم

نگاه کلی
سم (poison) ماده‌ای است که براثر مواد شیمیایی٬ حتی در دُزکم٬ بر بدن انسان و حیوانات آسیب رسانیده٬ سلامتی را از بین بـرده و حتی موجبات مرگ را فراهم می‌نماید. اثر سم می‌تواند موضعی باشد و یا پس از عبور از پوست و وارد شدن آن در خون انجام پذیرد. برحسب مقدار یا دُز وارد شده به بدن٬ سم می‌تواند مهلک باشد(دُز مهلک) و یا صدمات جدی به بدن برساند (دُز درمانی) و یا اصولا″ بدون اثر باقی بماند (دُز بی اثر).دُزهای نامبرده٬ حتی در مورد سم‌هایی با مواد شیمیایی یکسان٬ اعتبار مطلق نداشته٬ بلکه علاوه بر نحوه مصرف به نوع٬ سن٬ جنس و حساسیت موجود زنده بستگی دارند. برخی مواد اساسا″ جزو سم‌ها محسوب نمی شوند ولی پس از ورود به بدن موجود زنده طی واکنش‌های پیچیده به ماده سمی تبدیل می‌شوند٬ مانند هگزامتیلن تترامین غیر سمی٬ که در بدن انسان به فورمالدهید سمی تبدیل می‌گردد.


تقسیم‌بندی بر اساس ماهیت شیمیایی

• سموم معدنی: شامل سم‌های معدنی طبیعی مانند هیدروژن سولفید٬ کربن مونوکسید و سم‌های معدنی مصنوعی مانند جیوه(II)کلرید و همچنین نمکهای تالیم و سرب می باشند.
• سموم آلی: شامل سم‌های آلی گیاهی مثل آکونیتین و سم‌های حیوانی مانند سم مار می‌باشد. سم‌های آلی مصنوعی در طبیعت وجود نداشته ولی به طور مصنوعی یا سنتز تهیه می شوند. مثل سلاح های کارزار شیمیایی گاز خردل٬ گاز اعصاب و یا انواع آفت‌کش ها و قارچ‌کش ها و...

تقسم‌بندی بر مبنای محل کاربرد و نوع آسیب سموم

• سم‌های چشم: این سم‌ها تحریکات مختلفی را در اعضای چشم به وجود می‌آورند٬ مانند ترکیب‌های آمونیاک٬ کلر٬ دی متیل سولفات٬ فورمالدهید٬ آتروپین٬ کوکائین٬ دی‌نیتروفنل٬ نفتول و تتراهیدرونفتالین.
• سم‌های خون: این سم‌ها موجب همولیز گلبولهای قرمز خون می شوند٬ مثل آرسین٬ گلیکولها٬ فسوژن و سم مارو یا باعث مت هموگلوبین می‌شوند٬ مانند آنیلین٬ کلراتها٬ نیتریتها٬ سولفیتها. سم‌های خون گاهی نیز در مسیر خونسازی اختلالاتی به وجود می‌آورند مثل مشتقات آنیلین٬ بنزول٬ دی نیتروفنل٬سولفونامیدها و مواد پرتوزا.
• سم‌های آنزیمها: این سم‌ها انواع مختلف دارند٬ برخی از آنها موجبات ته‌نشینی پروتئین‌ها را فراهم می‌نمایند مثل نمک فلزهای سنگین٬ ولی برخی دیگر خاصیت بازدارندگی ویژه از خود بروز می دهند٬ مانند استیل آمینو- تیادی‌آزول‌سولفونامید٬ که روی آنزیم کربوآنیداز اثر می‌کند.
• سم‌های پوست: سم‌های مزبور انواع مختلف دارند و برخی باعث از بین رفتن رنگدانه پوست می‌شوند مثل ترکیب‌های آرسنیک و نقره. بعضی دیگر شرایط ریزش مو را فراهم می‌کنند مثل آرسنیک تریوکسید و کلروپرن. سم‌های پوست را گاهی به عنوان سلاح کارزار به کار می‌برند٬ مانند: دی کلردی‌اتیل‌سولفید (ایپریت) و کلروینیل‌آرسین‌دی‌کلرید (لوزیت).
• سم‌های دستگاه گردش خون: این سم‌ها انواع متعدد دارند٬ برخی موجبات اختلال در ضربان قلب را فراهم می نمایند٬ مثل بنزول٬ کلروفرم. بعضی دیگر به طور مستقیم ویا غیر مستقیم از راه گردش خون روی عضله قلب تاثیرات ناهنجار به جا می‌گذارند٬ مانند آکونیتین٬ آرسنیک٬ نمکهای باریم٬ بنزین٬ بنزول٬ کینین٬ کلروفرم و متانول. از سوی دیگر برخی سم‌ها صدمات جبران‌ناپذیری به رگها وارد می‌کنند٬ برای مثال می توان از آرسنیک تریوکسید و روغن خردل نام برد. سم‌های قلب گاهی تنگی بیش از حد رگها را به دنبال دارند مثل نیکوتین٬ آدرنالین و همچنین نمکهای سرب و باریم. سرانجام نیتریتها٬ گلیسیرین نیترات٬ سم‌های مار و قارچ‌ها موجب گشادی رگهای قلب می شوند.
• سم‌های کبد: این سم ها در کبد انباشته و عملکرد درست سلول‌های کبدی را با اشکال مواجه می‌سازند٬ که در نتیجه در سوخت و ساز عمومی بدن تاثیر گذاشته و بیماریهایی از قبیل یرقان٬ ورم کبدی و... را باعث می شوند٬ برای مثال می توان از بنزین٬ کلر٬ بنزول٬ کلروفرم٬ دی نیتروفنل٬ فسفر و سم قارچ نام برد.سمهای دستگاه تنفس: این سم ها آسیب جبران‌ناپذیر به بافتهای ریه می‌رسانند و ممکن است به صورت ترکیب‌های مختلف شیمیایی٬ مانند آمونیاک٬ کلر٬ فلوئور و غیره وارد ریه‌ها شوند. نیکوتین٬ دوده و آزبست نیز جزو سم‌های ریه محسوب می‌شوند.
• سم‌های دستگاه اعصاب: این سم‌ها از راه پوست٬ تنفس و یا گردش خون وارد دستگاه اعصاب شده و اختلالاتی مانند فلج کردن مراکز مغز٬ سرگیجه و بیهوشی مفرط به وجود می آورند. سم‌های اعصاب معمولا″ به حالت گاز می‌با شند٬ مانند اتر٬ کلروفرم٬ انواع الکلها و غیره . برخی سم‌های دستگاه اعصاب به عنوان سلاح کارزار٬ اهمیت نظامی دارند٬ عمده ترین آنها استرهای فسفریک اسید می باشند.

تقسیم‌بندی سموم برمبنای کاربرد آنها

• ضد سم‌ها (آنیتدوت‌ها): موادی که به هنگام مسمومیت٬ برای جلوگیری٬ تضعیف و یا خنثی کردن اثر سم‌ها به کار می‌روند و نقش متفاوتی را در مورد بیماران به عهده دارند٬ به طوری که برخی از آنها بیمار را به استفراغ وادار می نمایندمثل آپومورفین و محلول مس سولفات. برخی دیگر به عنوان مسهل عمل کرده و تعدادی نیز از طریق جذب عمل می‌کنند٬ مانند زغال حیوانی که به هنگام مسمومیت با آلکالوئیدها٬ اغذیه و فلزهای سنگین مصرف می‌شود. همچنین برخی آنیتدوت‌ها بر مبنای یک واکنش شیمیایی با پروتئن ها عمل می‌نمایند مثل تخم مرغ و شیر٬ که به هنگام مسمومیت با اسیدها و فلزهای سنگین مصرف می شوند. دسته‌ای از ضد سم‌ها بر مبنای واکنش شیمیایی ویژه عمل کرده٬ به طوری که سم را به حالت‌های غیر محلول و یا غیر سمی تبدیل می‌کنند. محلول سدیم سولفات ترکیب‌های محلول و سمی سرب را به ترکیبهای غیر محلول و غیر سمی باریم و سرب سولفات تبدیل می‌نماید. آنیتدوت‌هایی وجود دارند که عملکردشان روی تاثیرات فارماکولوژیکی و میکروبیولوژیکی استواراست.

• سلاح های کارزار: این سلاحها برخلاف کلیه موازین انسانی و حقوق بین المللی٬ از سوی برخی کشورها در میدان‌های کارزار به کار بـرده می شوند. سلاحهای مزبور علاوه بر سست کردن روحیه نبرد طرف مقابل٬ آسیب‌های جبران‌ناپذیری بر
  Please, ورود or عضویت to view URLs content!
  انسان‌ها وارد می‌نمایند٬ به طوری که توام با محو
  Please, ورود or عضویت to view URLs content!
  و جانوران٬ زمینهای کشاورزی را نیز نابود می سازند. سلاحهای کارزار می‌توانند از نوع شیمیایی٬ مانند گاز خردل و گاز اعصاب٬ بیولوژیکی مانند باکتریها٬ ویروسها و میکروبها و یا حتی رادیولوژیکی مانند فضولات واکنش‌های هسته‌ای باشند.
• سم شکار: اکثر این سم‌ها منشا گیاهی دارند و عملکرد آنها بیشتر روی زخمی کردن پوست استوار می‌باشد به محض وارد شدن در بدن شکار٬ آن را مسموم و شرایط مرگش را فورا″ فراهم می‌کنند٬ مانند سم پیکان و سم ماهی مثل استروفانتین و استریکنین.
• انواع داروها: مانند آرسنیک تریوکسید٬ که در دندانپزشکی و جیوه (II) کلرید که برای کشتن باکتریها به کار می رود. این داروها٬ در صورت عدم مراعات موازین طبی٬ اثرات بسیار مهلک از خود به جا می‌گذارند.
• سم‌های مخـ ـدر: از قبیل کوکائین٬ مورفین و ...
• سم‌های خرابکاری: مثل سم‌های گیاهی
• سم‌هایی که به عنوان آفت‌کش و حشره‌کش مصرف می‌شوند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

آبکاری

نگاه کلی
فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: آبکاری با فلزات دیگر.
اصول آبکاری
به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:
فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود:
آبکاری الکتریکی
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.
قوانین فارادی
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.

• قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
• قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.

بر اساس این قوانین مشخص شده است که 96500 کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند.
آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد:

• ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

• ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو بـرده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.

• روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.

آماده سازی قطعات برای آبکاری
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:

• سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
• چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
• پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
• آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از 100 میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

آبکاری با فلزات

آبکاری با نیکل
نیکل یکی از مهمترین فلزاتی است که در آبکاری به کار گرفته می‌شود. تاریخچه آبکاری نیکل به بیش از صدها سال پیش باز می‌گردد این کار در سال 1843 هنگامی که R.Rotlger توانست رسوبات نیکل را از حمامی شامل سولفات نیکل و آمونیوم بدست آورد آغاز گردید بعد از آن Adams اولین کسی بود که توانست آبکاری نیکل را در موارد تجاری انجام دهد. نیکل رنگی سفید شبیه نقره دارد که کمی متمایل به زرد است و به راحتی صیقل‌پذیر و دارای خاصیت انبساط و انقباض٬ جوش‌پذیر بوده و مغناطیسی می‌بلاشد. آبکاری با نیکل اساسا به منظور ایجاد یک لایه براق برای یک لایه بعدی مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جلای سطحی خوب و مقاومت در برابر خوردگی برای قطعات فولادی٬ برنجی و حتی بر روی پلاستیکهایی که با روش‌های شیمیایی متالیزه شده‌‌‌اند به کار می‌رود. مواد شیمیایی که در الکترولیتهای نیکل به کار می‌روند عبارتنداز:

• نمک فلزی (مهمترین آنها سولفات نیکل است و همچنین از کلرید نیکل و سولفومات نیکل نیز استفاده می‌شود.)
• نمک رسانا (برای بالا بودن قابلیت رسانایی ترجیحا از کلریدها مخصوصا کلرید نیکل استفاده می‌شود.)
• مواد تامپونه کننده (برای ثابت نگه داشتن PH اصولا اسید بوریک به کار بـرده می‌شود.)
• مواد ضد حفره‌ای شدن (برای جلوگیری از حفره ای شدن به الکترولیتهای نیکل موادی اضافه می کنند که مواد ترکننده نامیده می شوند. سابقا از مواد اکسید کننده به عنوان مواد ضد حفره استفاده می‌شد.)

آبکاری با کروم
روکش‌های لایه کروم رنگی شبیه نقره٬ سفید مایل به آبی دارند. قدرت انعکاس سطح کروم‌کاری شده و کاملا″ صیقلی شده در حد 65% است (برای نقره 88%و نیکل 55%) در حالی که خاصیت انعکاس نقره و نیکل با گذشت زمان ضایع می‌شود٬ در مورد کروم تغییری حاصل نمی‌شود. لایه‌های کروم قابل جوشکاری نبوده و رنگ‌کاری و نقاشی را نمی‌پذیرند. کروم در مقابل گازها٬ موادقلیایی و نمکها مقاوم است اما اسید سولفوریک واسید کلریدریک وسایر اسیدهای هالوژن‌دار در تمام غلظتها ودر تمام درجه حرارتها بر روی کروم تاثیر می گذارند. به دنبال رویین شدن شیمیایی٬ روکش‌های کروم مقاومت خوبی در اتمسفر از خود نشان می‌دهند و کدر نمی‌شوند. از این رو به تمیز کردن و یا نو نمودن توسط محلولها یا محصولات حل کننده اکسیدها را ندارند. روکش‌های کروم تا 500 درجه سانتیگراد هیچ تغییری از نظر کدر شدن متحمل نمی‌‌شوند. رویین شدن حالتی است که در طی آن در سطح کروم٬ اکسید کروم (3+) تشکیل می شود. این عمل موجب جابه‌جایی پتانسیل کروم از 0.717 به 1.36 ولت می شود و کروم مثل یک فلز نجیب عمل می نماید. لایه های پوششی کروم براق با ضخامت پایین (در حدود 1 میکرومتر)که غالبا در کروم‌کاری تزیینی با آن روبه رو هستیم فولاد را در مقابل خوردگی حفاظت نمی‌کنند کروم کاری ضخیم که در مقابل خوردگی ضمانت کافی داشته باشد فقط از طریق کروم‌کاری سخت امکانپذیر است. با توجه به اینکه پوشش‌های کروم الکترولیتی سطح مورد آبکاری را به طور کامل نمی‌پوشانند از این رو کروم‌کاری تزیینی هرگز به تنهایی مورد استفاده قرار نمی‌گیرد بلکه همواره آن را به عنوان پوشش نهایی بر روی واکنش‌هایی که حفاظت سطح را در مقابل خوردگی ضمانت می‌نمایند به کار می‌روند. معمولا به عنوان پایه محافظ از نیکل استفاده می‌شود.
آبکاری با مس
مس فلزی است با قابلیت کشش بدون پاره شدن٬ نرم و هادی بسیار خوب جریان برق و گرما. مس از هیدروژن نجیب‌تر است و در نتیجه نه تنها در مقابل آب و محلولهای نمک‌دار بلکه در مقابل اسیدهایی که اکسیدکننده نیستند نیز مقاومت دارد. اکسیدکننده‌ها و اکسیژن هوا به راحتی مس را به اکسید مس (I) و یا اکسید مس (II) تبدیل می‌کنند اکسیدهایی که برخلاف خود فلز در اکثر اسیدها حل می‌شوند. به دلیل وجود گازهای مخرب در محیط که دارای گوگرد هستند٬ روی اشیایی که از جنس مس هستند لایه هایی از سولفور مس به رنگ‌های تاریک و یا سبز تشکیل می‌شود.
الکترولیت‌های آبکاری مس

• الکتر‌ولیت‌هایی برپایه اسید سولفوریک یا اسید فلوریدریک
• الکتر‌ولیت‌هایی که فسفات در بر دارند
• الکتر‌ولیت‌ها ی سیانیدی

الکترولیت‌های اسیدی بر پایه سولفات مس به غیر از مس‌اندود نمودن مستقیم سرب٬ مس و نیکل برای دیگر فلزات مناسب نیستند. اینها روی آهن٬ روی به طور مستقیم تولید روکش نمی‌کنند اگر در یک الکترولیت اسید اشیایی از جنس آهن٬ آلومینیم و روی فرو ببریم یک لایه اسفنجی در نتیجه مبادله یونی ایجاد می‌شود. این یک لایه پایداری بدون چسبندگی برای لایه‌های دیگر خواهد بود. بنابراین قبل از مس‌اندود نمودن این فلزات در محیط اسیدی باید حتما یک عملیات مس‌اندود نمودن در محیط اسیدی انجام گرفته باشد. الکترولیت‌های سیانیدی٬ علی‌رغم سمی بودنشان به علت دارا بودن خواص خوب اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. پوششهای حاصل از حمام‌های سیانیدی دارای توان پوششی خوبی می‌باشند٬ آنها دارای دانه‌بندی حاصل از چسبندگی فوق‌العاده‌ای‌اند. در نتیجه پدیده‌های شدید پلاریزاسیون٬ قدرت نفوذ الکترولیت‌های سیانیدی بهتر از حمام های مس‌کاری اسید است. الکترولیت‌های پیروفسفات مس برای ایجاد روکش‌های زینتی روی زاماک٬ فولاد٬ آلیاژهای آلومینیم و برای پوشش سطحی فولاد بعد از عملیات سمانتاسیون به کار بـرده می‌شود. موارد کابردی دیگر می‌توان مس‌کاری سیم‌ها و شکل‌یابی با برق را نام برد.
آلیاژهای مس

• برنج: آْلیاژی از مس و روی که CuZn30 نامیده می‌شود.
• برنز: آلیاژی از مس و قلع می‌باشد.

آبکاری با روی
روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ بالاتراز 100 درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین100 الی 200 درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و می‌توان به صورت ورقه‌های نازک درآورد٬ بالای 200 درجه سانتیگراد دوباره شکننده می‌شود. خاصیت تکنیکی خیلی مهم روی حفاظت خیلی خوب پوشش‌های آن در مقابل خوردگی است. این خاصیت ترجیحا بواسطه تشکیل لایه یکنواخت و چسبنده اتمسفر ایجاد می‌شود و عموما شامل اکسید و هیدروکسید کربنات روی و گاهی نیز سولفات و کلرید روی می‌باشد.
الکترولیت‌های آبکاری روی

• الکترولیت‌های اسیدی : اسید سولفوریک - اسید کلیدریک و اسید فلوبوریک.
• الکترولیت‌های بازی : سیانیدی - زنکاتی و پیروفسفات.

قدیمی‌ترین نوع روی‌کاری گالوانیزاسیون است . در این روش روی کاری٬ قطعات آهنی بعد از عملیات پرداخت در داخل روی مذاب در درجه حرارتی مابین 420 الی 450 درجه سانتیگراد فرو بـرده می‌شود. برای اهداف تزئینی از روی‌کاری براق استفاده می‌شود. اساسا″ ترکیب حمام‌های براق شبیه حمام‌های مات است٬ فقط حمام های براق دارای درجه خلوص بالاتر و بعلاوه مواد براق‌کننده آلی و غیرآلی می‌باشند.
معمولا لایه‌های پوششی روی عملیات پسین شیمیایی توسط کروماته کردن و یا فسفاته کردن را پذیرا هستند. در نتیجه کروماته کردن لایه های روی خوردگی روی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد.

آبکاری با کادمیوم
رنگ آن سفید بوده و به نقره شباهت دارد. بسیاری از خواص کادمیوم به روی شبیه اند. لایه کادمیوم به سهولت قابل لحیم‌کاری است. حفاظت ضدخوردگی کادمیوم شدیدا″ تحت تاثیر محیط خورنده می‌باشد. با توجه به اینکه فلز کادمیوم مسموم کننده است٬ بدین جهت از این لایه ها نباید برای قطعاتی که همیشه دم دست هستند و همچنین در صنایع غذایی استفاده نمود.
الکترولیت‌های آبکاری کادمیوم
حمام های کادمیوم کاری بسیار متداول از انحلال اکسید کادمیوم و یا سیانید کادمیوم در سیانید سدیم تولید می‌شوند.
به وجود آمدن شکنندگی توسط هیدروژن در کادمیوم کاری سیانیدی سبب شده است که الکترولیت‌های اسیدی برای کاربردهای ویژه‌ای تهیه شوند. تنها فرایندی که امروزه سودمند است٬ بر پایه حمام‌های فلوئوبرات مبتنی است.
عملیات پسین پوشش‌های کادمیوم نیز به منظور بهتر نمودن منظر قطعه انجام می‌یابد. غوطه‌ور نمودن کوتاه مدت در اسید نیتریک 0.5-0.3 درصد سبب براق شدن لایه‌ها از نوع نقره خواهد شد. در صورتی که بخواهیم لایه کادمیوم در مقابل خوردگی مقاوم‌تر شود٬ به طریق پسین با استفاده از محلول‌های اسید حاوی یونهای کروم (VI) ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکیب محلول‌های کروم‌دار٬ لایه‌های کرومات به رنگهای آبی آسمانی٬ زرد براق یا سبز زیتونی ایجاد می‌شود که به طور قابل ملاحظه‌ای در مقابل خوردگی لایه را بهتر می‌نمایند.

آبکاری با قلع
قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفید نقره‌ای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف به سختی روی آن اثر می‌گذارند. برعکس اسید و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر می‌گذارند. به راحتی لحیم‌پذیر است. قلع در مقابل مواد غذایی و اتمسفر معمولی تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. با توجه به اینکه سمی نیست٬ کاربرد زیادی در پوشش‌کاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحیم‌کاری بسیار عالی در صنعت برق نیز به کار بـرده می‌شود.
الکترولیت‌های آبکاری قلع

• الکترولیت‌های اسیدی : اسید فنل سولفونیک - اسید هیدروفلوریک و اسید فلوئوروبونیک.
• الکترولیت‌های قلیایی : براساس استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربرطه می‌باشد.

پوشش‌های قلع ایجاد شده روی قطعات به طریق الکترولیتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق می‌شوند. حمام‌های روغن داغ٬ خلل و فرج موجود در پوشش را از بین بـرده٬ مقاومت در مقابل خوردگی قشر را افزایش می‌دهند. همچنین با استفاده از یک محلول خیلی داغ کرومات قلیایی حاوی یک تر کننده٬ می‌توان مقاومت در مقابل خوردگی قشر قلع‌اندود شده را بهتر نمود.
آبکاری با نقره
نقره فلزی قیمتی (نجیب)٬ به رنگ سفید براق است. اسید کلریدریک٬ اسید سولفوریک و اسید استیک به طور جزیی بر آن اثر می‌کند٬ برعکس اسید نیتریک٬ آن را به صورت نیترات نقره حل می‌کند. نقره توسط سولفور هیدروژن و ترکیبات دیگر گوگرد تولید سولفور نقره به رنگ سیاه می‌نماید. اکسیژن هوا به نقره آسیبی نمی‌رساند.همچنین در مقابل اغلب محلول‌های نمکی و غذایی نیز مقاومت دارد.
الکترولیت‌های آبکاری نقره
حمام‌های نقره کاری شامل سیانید ساده نقره٬ کربنات پتاسیم٬ سیانید پتاسیم یا سیانید سدیم می باشد. هنگامی که از سیانید پتاسیم استفاده می‌شود پوشش به سختی می سوزد. ضمنا لایه‌ها براق و حمام‌ها دارای خاصیت هدایت جریان بیش‌تری هستند. سیانید قلیایی موجود در الکترولیت تحت تاثیر CO2 موجود در اتمسفر به طور جزیی تجزیه شده و تولید کربنات می‌کند. کربنات تولید شده خاصیت هدایت الکتریسیته و قدرت نفوذ الکترولیت را زیاد می‌کند.
پوشش‌های نقره که در حمام‌های سیانیدی ساده ایجاد می‌شود کدر هستندو باید در هنگام پوشش‌کاری برش‌کاری نمود. عملیات اجتناب‌ناپذیر جلاکاری علاوه بر اینکه قیمت را بالا می‌برد٬ سبب از بین رفتن فلز نقره نیز می‌شوند. در حال حاضر حمام‌های نقره حاوی مواد افزودنی مختلف سبب ایجاد لایه‌های براق به کار بـرده می‌شوند. این حمام‌ها معایب الکترولیت‌های ساده را ندارند.
آبکاری با طلا
طلا فلزی‌ است قیمتی (نجیب)٬ به رنگ زرد٬ در طبیعت به صورت خالص پیدا می‌شود. طلا در مقابل اتمسفر٬ آب٬ محلول‌های نمکی و اسیدها آسیب ناپذیر است. تنها تیزاب (یک حجم نیتریک و سه حجم اسید کلریدریک) یا اسید کلریدریک با داشتن اکسیدکننده‌ها طلا را حل می‌کند. برای بهتر نمودن خواص پوشش طلای ترسیب شده به طریق الکتروشیمیایی٬ به الکترولیت‌های طلا مواد شیمیایی کاملا مشخص افزوده می‌شود. پوشش‌های آلیاژی نقش مهمی در روکش طلای الکترولیتی دارند. همچنین می‌توان به طور مناسبی خواص ویژه روکش‌ها٬ مانند سختی٬ براق نمودن و رنگ را تحت تاثیر قرار داد.
طلاکاری با ضخامت کم (آبنوس‌کاری الکتریکی طلا) درزرگری به کار می‌رود. ایجاد لایه‌هایی با ضخامت نسبتا نازک به ضخامت در حدود 0.01 الی 0.1 میکرومتر فلز پایه را در مقابل کدر شدن مقاوم می‌کند. به علاوه رفته رفته لایه‌های ضخیم به ویژه در قطعات صنعتی به کار می‌برند٬ به عنوان مثال در صنعت الکترونیک برای ارتباطات در مدارهای چاپی٬ در صنایع فضایی٬ در ساختن وسایل سفره (کارد٬ قاشق و چنگال) و در صنعت شیمیایی به عنوان ضدخوردگی.

آبکاری با فلزات گروه پلاتین
به طو کلی پلاتین٬ پالادیوم٬ رودیوم٬ روتنیوم٬ اسمیوم و اریدیوم را فلزات گروه پلاتین می‌نامند. فلزات گروه پلاتین در صنعت مدرن رفته رفته اهمیت پیدا می‌کنند و از آنجایی که گرانبها هستند سعی می شود به جای استفاده از فلزات گروه پلاتین در صنعت پوشش کاری٬ از فلزات دیگر استفاده شود. از فلزات گروه پلاتین در صنعت تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته و مدرن٬ در صنعت الکتروتکنیک٬ در زرگری و در صنعت شیمیایی به عنوان کاتالیزور استفاده می‌کنند.
آبکاری اجسام غیر هادی
پوشش‌کاری مواد غیر هادی (مثلا : شیشه٬ چوب٬ پارچه و مواد پلاستیکی) به روش گالوانیک (الکترولیتی با استفاده از منبع جریان خارجی)٬ در صورتی که سطح آنها قبلا توسط یک روکش هادی جریان پوشیده شده باشد٬ ممکن خواهد شد. مشکلات فلز اندود نمودن غیر هادی‌ها٬ در ترسیب الکترولیتی نیست٬ بلکه در چسبندگی روکش فلزی است. غیرهادی ها بعد از یک آماده‌سازی کامل٬ آماده فلزاندود کردن هستند که بر روی آنها بتوان یک پوشش فلز با چسبندگی خوب افزود. در نتیجه فلزاندود نمودن مواد پلاستیکی٬ خواص جالب پلاستیک (برای مثال٬ وزن سبک٬ تغییر شکل آسان با کیفیت سطح استثنایی٬ ارزان قیمت بودن نسبت به فلز) با خواص روکش‌های فلزی حاصله از آبکاری با برق به دست می‌آید.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

تماس روزانه با آلاینده‌های سمی

دید کلی
قوانین محیط زیست ، کیفیت هوای محیط باز را بهبود بخشیده است. اما به مشکلات فضای بسته توجه زیادی نشده است. تصور کنید قاتلی آزاد است، کسی که به قربانیان خود شلیک می‌کند و می‌گریزد. بدون شک بررسی‌های پلیس با مشاده صحنه جنایت و جستجوی دقیق نشانه و سرنخ همراه است. آنها از جسد عکس می‌گیرند، انگشت نگاری می‌کنند و از شهود بازجویی می‌کنند. گلوله ، آزمایش می‌شود. سپس فرد مسئول ، این اطلاعات را برای تشخیص دقیق آنکه چه کسی مجرم است، بکار می‌برد.

اما در نظر بگیرید که پلیس روش دیگری اتخاذ کند. چه خواهد شد اگر آنها تصمیم بگیرند با آزمودن تمام سلاحهایی که اخیرا آتش شده‌اند، شروع کنند؟ مطمئنا اسلحه مورد نظر یکی از همین سلاحهاست و آنها درست می‌گویند، حتی ممکن است موفق به شناسایی قاتل بشوند، اما پیش از آن باید برای آزمودن سریع همه سلاحهای گرمی که در درست مامورات قانون ، سربازان و شکارچیان کبک است، انرژی فراوانی صرف کنند. در دنیایی با منابع نامحدود ، احتمالا آنها پیش از آنکه به پیدا کردن مقصر نزدیک شوند، وقت و پول بسیاری را هدر می‌دهند.

در کمال تعجب ، اداراتی که مسئولیت حفاظت از عموم مردم را در برابر آلاینده های سمی به عهده دارند، از شیوه دوم تبعیت می‌کنند. غالب قوانین زیست محیطی تنها مقدار ضایعاتی را که بالقوه خطرناکند، در آب و هوا کنترل می‌کنند، نه میزان تماس واقعی مردم با این آلاینده را.
تمرکزبه نشر به جای تماس واقعی
تمرکز بیشتر به نشر به جای تماس ، اساسا این واقعیت را که مواد سمی تنها در صورتی که به بدن برسند، برای سلامتی مشکل ایجاد می‌کنند، نادیده می‌گیرد.

این غفلت تا حدودی قابل درک است. برای مدتهای مدید ، اطلاعات کمی درباره میزان تماس بیشتر شهروندان در معرض آلودگی‌هایی که تحت پوشش مقررات ملی است، وجود داشت. قانون گذاری به ندرت عده افرادی را که آلاینده ای خاص بر آنها اثر می‌گذارد و شدت تاثیر یا منابع خاص ماده شیمیایی مضر را با قطعیت می‌شناختند. در نتیجه مقامهای مسئول غالبا روی محدود ساختن منابع آشکار ، مثل خودروها و کارخانه‌ها ، متمرکز شدند و در شناسایی و تعیین بسیاری از منابع مهم که کمتر آشکارند، با شکست مواجه شدند.

خوشبختانه ، دانش ارزیابی میزان تماس افراد با مواد سمی پیشرفت کرده است. دانشمندان بویژه ، دستگاههای تجزیه‌ای بسیار حساس و ابزارهای نمایشگر قابل حمل را ابداع کرده‌اند. پژوهشگران این تجهیزات را در مقیاس بزرگ بکار بـرده‌اند تا نشان دهند که افراد در کجا و چگونه در معرض مواد شیمیایی بالقوه خطرناک واقع می‌شوند.

تماس شخصی
در سال 1980، اولین تلاش جدی برای برآورد تماس روزمره عموم مردم در معرض مواد سمی آغاز شد. این برنامه ، ابتدا به وسیله پژوهشگاه تری انگل در کارولینای شمالی و سایر سازمانهای پژوهشی پیمانکار انجام گرفت و سپس توسعه یافت و تا حدود بیست و چهار برنامه مطالعاتی را در 14 ایالت امریکا در برگرفت. پژوهشگران تحت حمایت بخش خصوصی با استفاده از همان روشها در ایالت پانزدهم (آلاسکا) و در یک استان کانادا ، مطالعات مشابهی انجام دادند.

در اغلب این بررسی‌ها ، دستگاههای نمایشگر بکار می‌رفت. این دستگاهها آن‌قدر سبک و کوچک بود که افراد می‌توانستند ضمن انجام فعالیتهای معمول خود ، آن را حمل کنند. این ابزارها نشان داد که چه آلودگی‌هایی و به چه مقدار در نزدیکی افراد وجود دارد. در پاره ای موارد ، پژوهشگران ، اندازه‌گیریهایی روی غذا و آب مصرفی نیز انجام دادند. آنها ، در مواردی ، مقدار آلاینده های مختلف خون را روی نمونه‌های تنفسی تعیین کردند.

این مطالعات ، فراوانی ترکیبات آلی فرار ، منوکسید کربن ، آفت‌کشها یا ذرات خطرناک را در زندگی روزمره بیش از 3000 نفر آزمود. این افراد در واقع به‌عنوان نماینده جمعیتی بودند که در نواحی شهری و حومه آمریکای شمالی زندگی می‌کردند. نمونه‌ها با جزئیات کافی مواد شیمیایی که افراد هر روزه در معرض آن هستند، مشخص شود.

بیشتر در این بررسی‌ها ، ترکیبات فرار بویژه برای بررسی حدود 30 ماده شیمیایی مختلف که بسیاری از آنها عوامل شناخته شده سرطان در انسان و جانوران‌اند، آزمایش شد.
نتایج تحقیقات
اینکه تماسهایی که اغلب مردم با این مواد دارند، خطر بزرگی برای سلامتی آنها دارد یا خیر روشن نیست، زیرا تخمین حداقل مقدار لازم هر ترکیب برای آنکه باعث بیماری شود بسیار سخت است. هنوز هم نتایج مطالعات گیج کننده است: تماس اغلب شهروندان با آلاینده هایی که بالقوه سمی‌اند، در محیطهای بسته اساسا پاکیزه تصور می‌شوند، مثل منازل ، ادارات و خودروها و نه محیطهای باز ، خیلی محتمل است.

قرار گرفتن در معرض آلودگی در محیطهایی که معمولا مورد توجه قوانین زیست محیطی‌اند مثلا کارخانجات یا صنایع محلی در مقایسه قابل صرف نظر کردن است. حتی در شهرهای بایون و الیزابت در نیوجرسی که در آنها واحدهای فراورش شیمیایی زیادی وجود دارد، ثابت شده است که مقدار ترکیب آلی فرار در فضای بسته از فضای باز بیشتر است. مشخص شده است که منابع اصلی معمولا محصولات مصرفی‌ ، از خوشبوکننده‌های هوا ، پاک‌کننده‌ها و انواع مصالح ساختمانی‌اند.
معضل آلودگی به بنزن در محیطهای بسته
آیا اقلامی که هرروزه بشر با خوشحالی وارد منازل خود می کند، بیش از آلودگی‌های صنعتی برای سلامتی او مضرند، حتی در مورد اجتماعاتی که در محاصره واحدهای صنعتی هستند؟ پاسخ خیلی کوتاه ، بلی است. مثلا بنزن که غلظت زیاد آن در بدن ایجاد لوسمی (سرطان خون) می‌کند، در بنزین و بعضی محصولات خانگی وجود دارد. همچنین ، این ماده یکی از حدود 4000 ماده شیمایی است که در دود دخانیات یافت می‌شود، بنابراین زندگی با یک نفر سیگاری ، فرد را به مقدار زیاد در معرض بنزن قرار می‌دهد.

در سال 1985، پژوهشگران همه شواهد موجود را درباره آنکه چگونه چند صد نفر که در 5 ایالت مختلف بودند در معرض این ترکیب قرار گرفتند، جمع بندی کردند. ایشان دریافتند میانگین غلظت بنزنی که این افراد تنفس کرده بودند، نزدیک به سه برابر میزان آن در فضای باز بود. طبق محاسبات نزدیک به 45 درصد از کل تماس جمعیت آمریکا با بنزن ، از سیگار (یا تنفس دود سیگار دیگران) ، 36 درصد از تنفس بنزین یا مصرف انواع محصولات متداول (مثل چسب) و 16 درصد از سایر منابع خانگی (نظیر رنگها یا بنزین ذخیره شده در زیرزمینها یا توقفگاهها) ناشی می‌شود و تنها 3 درصد از میانگین میزان تماس افراد به آلودگی صنعتی نسبت داده می‌شود.
قانونگذاران به بیراهه می روند.
در مقابل ، قانونگذاری معمولا تنها به مقدار کل بنزنی که در محیط عمومی رها می‌شود، توجه می‌کنند که بیشترین سهم را در آن ، خودروها (82 درصد) ، صنعت (14 درصد) و منابع خانگی (3 درصد) دارند. سیگار تنها 1/0 درصد کل را شامل می‌شود. پژوهشگران نشان دادند که با قطع کامل نشر بنزن از واحدهای صنعتی این مشکل ابدا حل نمی‌شود. در حالی‌که کاهش متوسط دود سیگار ( کوچکترین منبع بنزن در جو ) به میزان قابل ملاحظه‌ای احتمال بیماری‌های ناشی از بنزن را کم می‌کند.

سایر منابع عمده آلوده کننده
بسیاری دیگر از ترکیبات آلی فرار که در غلظتهای زیاد خیلی سمی‌اند، در محیطهای بسته فراوانتر از محیطهای بازند. مثلا تتراکلرو اتیلن (موسوم به پرکلرو اتیلن یا پرک) که مشخص شده عامل سرطان حیوانات آزمایشگاهی است، در خشک شویی‌ها مصرف می‌شود. بنابراین وقتی مردم در ساختمانی که امکانات دارد، زندگی می‌کنند، لباسهایی را که اخیرا خشک‌شویی شده است، می‌پوشند یا لباسهای حاوی این ماده شیمیایی را در کمد خویش نگه می‌دارند، بیشترین حد تماس اتفاق می‌افتد.

مواد ضد بید ، ضدعفونی کننده‌های توالتها و بوگیرها منابع اصلی تماس با پارادی‌کلرو بنزن‌اند که در جانوران باعث سرطان میشود. مطالعات متافقا" نشان داده است که تقریبا همه تماس با پارادی‌کلرو بنزن از منبع داخل منزل ناشی می‌شود نه از نشر صنعتی یا زباله‌های مضر.
راههای پیشگیری از تماس
با آنکه تخمین خطرهای سلامتی با قطعیت همراه نیست، روشن است که تماس کمتر با ترکیبات فرار سمی بهتر است، اغلب مردم می‌توانند با اجتناب از محصولاتی که حاوی چنین آلودگیهایی‌اند، تماس با مواد بالقوه مضر را محدود کنند. اما اجتناب از سایر بخارهای مضر مشکل است. مثلا ، منابع اصلی تماس با کلروفرم (که گازی است نگران کننده ، زیرا در حیواناتی که در معرض غلظت زیاد آن قرار می‌گیرند سرطان ایجاد می‌کند) دوش آب ، آب جوش و مواد شوینده لباسهاست.

این ماده از کلری که برای تصفیه منابع آبی مصرف می‌شود، تشکیل می‌گردد. از آنجا که مردم ملزم به استفاده از آب لوله‌کشی هستند، تنها راه به حداقل رساندن تماس با کلروفرم ، نوشیدن آب بطری (یا آب شیر که از یک صافی زغالی مرغوب رد شده باشد) و بهبود تهویه در حمام و لباسشویی‌هاست.
پیشگیری از تماس با منوکسید کربن
جریان هوای خوب نیز می‌تواند به کاهش تماس با منوکسید کربن کمک کند. منوکسید کربن ، محصول احتراقی ناقص است، اکسیژن خون را کاهش می‌دهد و تنفس مقادیری از آن که معمولا در محیطهای بسته وجود دارد، بویژه برای افرادی که ناراحتی قلبی دارند، مضر است. با آنکه مطالعات انجام گرفته در اوایل دهه 1980 نشان می‌داد که مقدار کربن منوکسید در افراد درون وسایط نقلیه موتوری یا نزدیک به آنها به شدت افزایش می‌یابد، سایر تحقیقات نشان داد که لوازم خانگی ، مثل بخاری‌های گازی با عملکرد ضعیف ، کباب‌پزها و کوره‌ها نیز می‌توانند باعث شرایط بسیار ناسالم- حتی مرگ - شوند.

خوشبختانه ، در آمریکا ، هماهنگ با کاهش مقدار نشر کربن منوکسید از خودروها که طبق قوانین فدرال انجام گرفت، مقدار آن در محیطهای باز نیز رو به کاهش گذاشت. پیشرفت بیش از این مشکل خواهد بود. زیرا در مجموع مردم آمریکا هم‌اکنون در محیطهای بسته بیش از محیطهای باز در معرض کربن منوکسید قرار دارند.
خطر ذرات معلق
نگرانی زیست محیطی دیگری که در محیطهای بسته بیشتر است، خطر ذرات معلق در هواست. در یک بررسی ، پژوهشگران نمایشگرهای کوچکی را برای جمع آوری ذرات داخل و اطراف 178 منزل واقع در کنار رودخانه کالیف بکار بردند. نتایج نشان داد که ذرات با قطر 10 میکرون یا کمتر وجود دارند که برای نفوذ در ریه به قدر کافی کوچکند.
در عین ناباوری ، تماس روزانه ، از آنچه که با توجه به اندازه گیری همزمان مقدار ذرات معلق در نمونه‌های هوا در محیطهای بسته و باز انتظار می‌رفت، حدود 60 درصد بیشتر بود.

حداقل بخشی از این افزایش تماس به آن دلیل است که افراد در هوا شناورند نیستند، بلکه ابر غبار حامل ذرات محیط اطراف خود را ضمن حرکت جابه جا می‌کنند. این پژوهشگران نشان دادند که اکثر این ذرات ریز بر اثر احتراق (مثل سیگار ، پخت و پز ، سوختن شمع یا آتش چوب) تشکیل می‌شوند. پیدا شدن چنین آلاینده‌هایی در محیطهای بسته مشکل آفرین است، زیرا مطالعات همه گیری شناسی اخیرا ارتباط افزایش غلظت ذرات ریز در محیطهای باز را با مرگ زودرس نشان داده است.
غلظت آفت کشها در محیطهای بسته
نتایج مطالعات آلاینده های محیطهای بسته که در اواخر دهه 1980 که در جکسون ویل و اسپرنیگ فیلد انجام گرفت، نگرانی بیشتری را موجب شد. بررسی کنندگان دریافته‌اند که در این دو محل ، غلظت آفت کشها در هوای محیطهای بسته دست کم 5 برابر (نوعا 10 برابر یا بیشتر) از هوای باز بیشتر است و این حشره کشهایی را شامل می‌شود که مصرف آنها تنها در محیطهای باز مورد تایید است.

مواد شیمیایی که در پی ساختمان این منازل علیه موریانه‌ها بکار رفته بود، به درون منازل راه یافته بود. این مواد سمی ممکن است از طریق کفش افراد یا از طریق خاک به شکل گاز وارد خانه‌ها شده باشد. کلردان (در سال 1988 از فهرست محصولات مصرفی در منازل حذف شد) و سایر آفت کشها که هوای بسته را آلوده می‌کنند، بیش از آنچه که در مواد غذایی یافت می‌شوند، باعث تماس می‌شوند.

بعلاوه ، گاهی مردم ، آفت کشهای نامناسب را مستقیما روی سطوح محیطهای بسته بکار می‌برند، بدون آنکه بدانند خودشان را تا حد زیادی در معرض آنها قرار می‌دهند. حتی خانه‌دارهای روشنفکر نیز غالبا بکار بردن مواد شیمیایی را خطرناک نمی‌دانند. آفت کشها که در محیط باز طی چند روز تخریب می‌شوند، ممکن است در قالبها که آنها را از تخریب به وسیله نور خورشید و باکتریها محافظت می‌کنند، سالها باقی بمانند. این پایداری را می‌توان با اندازه گیری آفت کش د.د.ت (دی کلرودی فنیل تری کلرواتان) که در سال 1972 بدلیل سمی بودن ، مصرف آن در آمریکا ممنوع شد، نشان داد.

در بیش از نصف خانه هایی که بررسی شد، غلظت هفت ترکیب آلی سمی موسوم به هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه‌ای (ترکیباتی که از احتراق ناقص حاصل شده و باعث سرطان در جانوران شده و تصور می‌شود که در انسان نیز سرطان بوجود می‌آورد)، بیش از مقدار مجاز در خاک نواحی پرجمعیت مسکونی بوده است.
انسان کوچک ، مشکلات بزرگ
آفت کشها و ترکیبات آلی فرار که در محیطهای بسته وجود دارند، هر ساله باعث 300 مورد سرطان در آمریکا می‌شوند، این مواد برای افراد غیر سیگاری به اندازه رادون (گاز پرتوزا طبیعی که از طریق پی وارد بسیاری از منازل می‌شود) یا دود غیر مستفیم سیگار تهدید کننده‌اند. غبار سمی منازل بخصوص برای بچه‌های کوچک که کف خانه بازی می‌کنند، روی قالی‌ها می‌خزند و مرتبا دستها را در دهان قرار می‌دهند، خطرناک است.

کودکان بسیار مستعدند، اندامهای در حال رشد آنها بیشتر آماده آسیب دیدگی است، آنها کسر کوچکی از وزن بدن بزرگسالان را دارند و ممکن است 5 برابر بیشتر از آنها غبار ببلعند، بطور متوسط 100 میلی گرم در روز.

تخمین تقریبی میزان آلودگی
قبل از سال 1990، زمانی که سازمان حفاظت از محیط زیست و وزارت مسکن و شهرسازی آمریکا روشهای استاندارد را برای نمونه‌برداری غبار قالیها ، مبلمان و سایر سطوح تبیین کردند، برآورد کمی خطر موجود برای بچه ها مشکل بود. با این حال از آنوقت روشهای بهبود یافته به دانشمندان این امکان را دادند تا بیانی واقعی از میزان تماس ارائه کنند. مثلا ما هم اکنون قادریم تخمین بزنیم که هر کودک شهری بطور متوسط روزانه 110 نانوگرم بنزوپیرن ، سمی‌ترین هیدروکربن آروماتیک چند حلقه‌ای را می‌بلعد.

اگر چه به سختی می‌توان با قطعیت گفت گـه این مقدار چه اندازه احتمال ابتلای طفل به سرطان را در بعضی از نقاط بدن افزایش می‌دهد، ولی این مقدار هشدار دهنده بوده و با آنچه کودک می‌تواند از کشیدن سه نخ سیار بدست آورد، معادل است.

همچنین تحقیقات نشان داد که غبار خانگی برای بچه‌ها منبع اصلی تماس با کادمیم ، سرب و سایر فلزات سنگین و همچنین پلی‌کلرو بی‌فنیلها و سایر آلاینده های آلی پایدار است. قالی‌ها بیش از همه مشکل آفرینند، زیرا حتی اگر مرتب به روش متداول با جاروبرقی تمیز شوند، باز هم در عمقشان ترکیبات سمی (و همچنین باکتریهای خطرناک و حساسیت آورهای مولد آسم) عمل می‌کنند. قالبهای با پرز و موی بلند مشکلاتی بیش از قالبهای صاف دارند، کیفهایی که با چوب ، کاشی با مکالئوم پوشیده می‌شوند، بسیار آسان تمیز می‌شوند و مناسبند.
مقابله
بیرون آوردن کفش از پا ، پیش از ورود ، حتی بیش از پاک کردن کفش در کاهش مقدار آلاینده های سمی محیط داخل که محیط بیشتر منازل را آلوده می‌کند (مثل سرب رنگهای کنده شده و آفت کشهای خاک اطراف پی ساختمان) موثر است. افراد می‌توانند با اعمال این نکات برای جلوگیری از ورود غبار و بکار بردن جاروبرقی‌های موثر (انواعی که به برسهای گردان مجهزند و ترجیحا مجهز به حسگرهای غبار) ، مقدار سرب و بسیاری از مواد سمی دیگر را در قالی‌هایشان تا یکدهم (یا ، در بعضی موارد ، یک صدم) کاهش دهند.
ناآگاهی
بدبختانه بیشتر مردم از حضور همیشگی آلودگی‌ها در فضای بسته و روشهای کاهش آن بی‌اطلاع اند. روش ابتکاری انجمن ریه آمریکا در پیدا کردن راه چاره آن است که داوطلبان آموزش دیده را به منازل بفرستد تا از منازل بازدید و به ساکنان آن در محدود ساختن خطرهای زیست محیطی خانگی ، کمک کنند.
مشکل با قانون
هم‌اکنون یافته‌های فراوانی از مطالعات چند جانبه درباره ‌تماس روزانه مردم در اختیار است و همگی به یک نتیجه گیری اشاره می‌کنند که همان آلاینده های تحت پوشش قوانین زیست محیطی در فضای باز ، معمولا به میزان بیشتر در عموم اماکن مسکونی وجود دارند. این موقعیت ، دست کم تا حدودی نتیجه تلاش سه دهه اخیر در کنترل نشر از خودروها و صنایع در بهبود کیفیت هوای محیط باز بوده است.

از بین صدها آلاینده هوا که تحت کنترل قوانین جاری قرار دارند، تنها اوزون و گوگرد دی‌کسید در محیط باز بیشترند. بنابراین عجیب است که هنوز توجه بیشتری به آلودگی‌های محیط بسته که تشخیص منابع اصلی آن مشکل نیست، معطوف نشده است. در واقع ، آنها درست زیر دماغ مردمند: ضدبیدها ، آفت کشها ، حلالها ، بوبرها ، پاک کننده ها ، لباسهای خشک شویی شده ، قالبهای غبار آلوده رنگ ، نئوپان ، چسبها و دود ناشی از پخت و پز و گرمایش تنها بعضی از این مواردند.