- [ تقارير وبحوث في مادة الكيمياء ] -

qayed · #1 01-04-2008, 04:26 AM

خلايا الوقود

أصبح البحث عن بدائل للوقود التقليدي "النفط" أمرًا ضرورياً بالنسبة للدول الصناعية المتقدمة ولا سيما بعد الارتفاع الملحوظ لاسعار الوقود على مستوى العالم وترصد هذه الدول المبالغ المالية الطائلة لتمويل ابحاث البحث عن مصادر للطاقة البديلة والمقصود هنا بديلة عن النفط، وفي المقابل عكف العلماء والباحثون على إجراء الدراسات والابحاث للحصول على مصادر بديلة للطاقة، فقد تم تطوير استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة الكهربائية، واستخدام طاقات المد والجذر وأمواج البحر كطاقات حركية يمكن تحويلها لطاقة كهربائية، أو استخدام المياه الساقطة من الشلالات لتوليد الطاقة الكهربائية والاستعاضة بالعديد من مصادر الطاقة البديلة عن الوقود التقليدي.

ولكن هذه المصادر البديلة تعتمد على تقنيات معقدة عالية التكلفة ، ولا تصلح لجميع التطبيقات كبديل عن النفط ، وكذلك فأن معظم هذه المصادر تعتمد على ظروف مناخية وجغرافية معينة مثل سطوع الشمس لفترات طويلة بالنسبة للطاقة الشمسية وبالتالي في الدول التي تكثر فيها السحب أثناء العام تكون مشكله كبيرة بالنسبة لاعتمادهم على الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء ، وكذلك الاستفادة من ظاهرة المد والجزر وحركة الأمواج يتطلب الوجود بالقرب من البحر وهذا أيضا ليس متوفر في كل مكان بالطبع . ولكن بالرغم من كل هذه الصعوبات فأن خلايا الوقود وبعد جهود العلماء المستمرة قد تخطتها لتكون وقود المستقبل وبديلاَ عن النفط .

يطلق على خلايا الوقود اسم مصدر طاقة القرن الحادي والعشرين ، خلايا الوقود هي صورة من صور تحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في المركبات الهيدروكربونية إلى طاقة كهربائية مباشرة . والوقود المستخدم في هذه الخلايا هو الهيدروجين أو الغاز الطبيعي أو الميثانول بالاستعانة بالأكسجين أو الهواء الجوي .

نبذة تاريخية

تم اختراع تقنية خلايا الوقود في انجلترا في منتصف القرن التاسع عشر الميلادي على يد السير وليام روبرت جروف William grove، منذ اكثر من 160 عاماً حيث لم يكن يعلم ان اختراعه الذي وضعه في العام 1839 سيحل مشكلة تواجه العالم في القرن الواحد والعشرين لاكتشاف خلايا الوقود التي يمكن عن طريقها الحصول على الكهرباء من الهيدروجين أو الكحول دون أي عملية احتراق؛ وبذلك يكون قد حل المعادلة الصعبة، وهي الحصول على طاقة نظيفة من غير أن نلوث البيئة وبأقل الأسعار؛ حيث إن المشكلة ثلاثية الجوانب: الطاقة، والبيئة، والتكلفة. وهي الاتجاهات الثلاثة التي يصبو العلماء لحلها .

والحل يكمن في هذه الخلية الصغيرة التي تدعى خلية الوقود ، ولكن نظرا لعدم جدوى استخدامه في تلك الفترة ، ظل هذا الاختراع حبيس الادراج لأكثر من 130سنة ، ولكن عادت خلايا الوقود مرة أخرى للحياة في عقد الستينيات،وذلك عندما طورت شركة (( جنرال إليكتريك )) خلايا تعمل على توليد الطاقة الكهربائية اللازمة لإطلاق سفينتي الفضاء الشهيرتين { أبولو }
و { جيمني } ، بالاضافة الى توفير مياه نقية صالحة للشرب ، كانت الخلايا في تلك المركبتين كبيرة الحجم وباهظة التكلفة ، لكنها أدت مهامها دون وقوع أي أخطاء ، واستطاعت أن توفر تيارا كهربائيا وكذلك مصدرا للمياه النقية الصالحة للشرب .

تتميز خلايا الوقود عن البطاريات التقليدية في اعتمادها على دمج عنصري الهيدروجين والأكسيجين لإنتاج الكهرباء والتي تحصل الخلية عليهما من مصدر خارجي ولا تعدان من مكونات خلية الوقود نفسها وهذا ما يعطي لهذه الخلايا الاهمية بالمقارنة مع البطاريات، حيث أن في البطاريات التقليدية فإن مكونات البطارية هي اساس توليد الطاقة حيث يحدث التفاعل الكيميائي لمكونات البطارية لانتاج الطاقة الكهربية وتستمر هذه العملية الى حين انتهاء المواد الكيميائية المتفاعلة فتتوقف البطارية لحين إعادة شحنها مرة أخرى، في حين إن خلايا الوقود تعمل بصفة مستمرة لأن وقودها الهيدروجين والأكسجين يأتيان من مصادر خارجية، كما أن خلايا الوقود في حد ذاتها ليست سوى رقائق مسطحة تنتج كل واحدة منها فولطاً كهربائياً واحداً، وهذا يعني أنه كلما زاد عدد الرقائق المستخدمة كلما زادت قوة الجهد الكهربائي

فكرة عمل خلايا الوقود
تعتبر خلية الوقود أداة لتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية اي انها تقوم من خلال تفاعلات كيميائية بتحويل الهيدروجين والاكسجين إلى ماء وينتج عن هذه العملية طاقة كهربية. وبالمقارنة مع البطارية التقليدية المعروفة فإن الاختلاف يكمن في ان المواد الكيميائية الداخلة في التفاعل لتوليد الكهرباء هي جزء من تركيب البطارية وتوجد في داخلها، وبانتهاء المواد الكيميائية هذه فإن البطارية تصبح عديمة الفائدة ويتم استبداله أو اعادة شحنها مرة اخرى، في حين ان خلايا الوقود لا يمكن ان تنتهي فهي تعمل باستمرار لان مصدر المواد الكيميائية هي من الهواء.

يوجد العديد من خلايا الوقود تصنف حسب المواد الكيميائية التي تستخدمها، وكذلك صفائح المحلل electrolyte التي تستخدماها. والنوع الاكثر شيوعا ورواجا هو خلية الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني proton exchange membrane fuel cell (PEMFC).

إن النماذج البسيطة التي تصنع منها الخلية الهيدروجينية و المستخدمة في وسائط النقل تنتج حوالي 1.16 Volt لذلك يتم وصل عدد كبير من الخلايا لتوليد الطاقة الكهربائية المطلوبة . يبين الشكل التالي خلية هيدروجينية مكونة من عدد كبير من الشرائح لتوليد فرق الجهد المطلوب.

لقد تنوعت أماكن استخدام الخلية الهيدروجينية و اختلفت التصاميم و الأبعاد الموضوعة لها تبعاً للطاقة المطلوبة فهناك
دراجة نارية تستخدم وقود الهيدروجين بدلا من الوقود التقليدي من خلال خلايا الوقود وايضا سيارة تعمل بواسطة محرك كهربي يحصل على الطاقة من خلايا الوقود الهيدروجيني

لعلك عزيزي القارئ لاحظت بساطة الفكرة وسهولة تطبيقها وحالياً تعقد الكثير من الأبحاث على إيجاد تطبيقات جديدة لخلايا الوقود؛ حتى تصبح بديلًا لكل صور الطاقة الأخرى، وتكون بحق وقود المستقبل وقود القرن الواحد والعشرين.

المصادر

كيف تعمل خلايا الوقود
Howstuffworks "How Fuel Cells Work"
http://academic.evergreen.edu/g/grossmaz/macombbd.htm
E*Future: How Fuel-cells work
Grove __DEFINE_LIKE_SHARE__

qayed · 01-04-2008, 04:26 AM

الكلور

يُقبض على الشرير ويؤخذ إلى مكان ناء ، وهناك وفي سكون الليل يربط إلى قفص بالون بعد أن يكون هذا قد ملئ أبان الظلام بخليط من الهيدروجين والكلور . ثم يفك إسار البالون قبيل الفجر فينطلق إلى أعلى وتحمله الرياح والأرض لا تزال متشحة بالسواد . فإذا ما سقطت عليه أولى أشعة الشمس ، وهو في أعالي الجو ، إنفجر بعنف شديد فيقضي على الشرير ! . جرانت ألن ـ قصص أحد رجال العلم
إذاً فما هو الكلور ؟؟؟
إن الكلور النقي عبارة عن غاز وهو من أكثر الغازات سمُّيَّة وبنفس الوقت من أكثر الغازات فائدة وفي الطبيعة يؤلف الكلور جزءً من المركبات مثلاً ملح الطعام العادي . ولقد استحضر الكيماوي السويدي كارل سشيل الكلور النقي عام 1774 . واليوم يُستحضر بشكل رخيص بطريقة إمرار تيار كهربائي خلال محلول من ملح الطعام العادي
الكلور غاز عجيب من أبرز حصائصه حبه للهيدروجين ، فكلما واتته الفرصة اتحد بالهيدروجين لتكوين غاز حمض الهيدروكلوريك ( روح الملح ) . ويبلغ بالكلور حبه للهيدروجين إلى حد ( سرقته ) له من المواد الأخرى الحاوية له . ويبلغ هذا الولع أو الإنجذاب بين الكلور والهيدروجين إلى حد أنه لو خلطت كميتان متساويتان منهما في الظلام ثم أخرج المخلوط إلى ضوء الشمس لانفجر بعنف كبير

والكلور استخدم في الحرب العالمية الأولى كأول غاز سام . إذ استخدمه الألمان في عام 1915 م ، وبعدها استخدم الألمان والحلفاء غازات مختلفة من مركبات الكلور . ولكن سرعان ما أحيق المكر السئ بأهله ، فقد ارتد الغاز على عقبيه حيث هبت ريح من الجنوب الغربي إلى الشمال الشرقي فدفع الألمان الثمن سريعا وفادحا . بينما زود الجنود البريطانيون بكمامات واقية تغطي الرأس والوجه لها مرشحات من الفحم النباتي والجير الصودي يبطل فعل الكلور
ومع ذلك فإن الكلور
يدخل في معظم أنظمة تقنية الماء في المدن لقتل الجراثيم والبكتيريا . إذ تستعمل أربعة أو خمسة أجزاء من الكلور مع مليون جزء من الماء فهي غير ضارة لجسم الإنسان ولو حتوى على مذاق كلوري
ويمكن تحويل الكلور إلى سائل بواسطة التبريد أو الضغط ويشحن وهو في حالة السيولة في اسطوانات من الحديد أو في سيارات مصممة بشكل خزانات لحمله ، كما يستعمل كمادة مبيضة وذلك لتبييض الورق العادي ويستعمل أيضا في عمل الأصبغة ويستعمل مركب من الكلور والأكسجين والبوتاسيوم وفي صنع الألعاب النارية وبعض أنواع عيدان الثقاب . وهناك مادة تستعمل للتنظيف الجاف وهي غير متفجرة وتدعى باسم كربون تيترا كلوريد ، وهي أحد مركبات الكلور وتستعمل في صنع بعض أنواع المطافئ ، كما يعتبر الكلور أحد المواد المطهرة

زيادة نسبة الكلور في الماء

المشكلة الأكبر أن هذه الظاهرة لم تعد تقتصر على دولة الكويت وحدها ، فقد ترددت أنباء عن إصابات طالت الأسماك قرب الشواطئ الإيرانية و نفوق كميات منها ، كما أن المد الأحمر يظهر في معظم المياه الإقليمية لدول الخليج و يهدد الثروات السمكية ، إن لم يكن الآن ففي المستقبل ، و ذلك إن لم تتم معالج هذه الظاهرة –ظاهرة المد الأحمر- من أساسها .
و من أجل ذلك كله كان اللقاء من الدكتور محمد الصرعاوي ، المدير العام للهيئة العامة للبيئة و رئيس اللجنة المكلفة ببحث و متابعة كارثة نفوق الأسماك ، و الذي قال إنه فور ظهور بدايات الكارثة تمكن رصد شكلته الهيئة من رصد كميات كبيرة من أسماك الميد النافقة على طول الشاطئ الممتد من شاطئ السلام و حتى مبنى مجلة الأمة (نحو 2 كيلومتر) ، و على الفور تم الاتصال بوكيل وزارة الكهرباء و الماء لمعرفة نسب الكلور التي تحقن بها المياه عند محطات القوى ، و تأكد أنها طبيعية . بعد ذلك اتصلنا بالهيئة العامة للزراعة و الثروة السمكية لمناقشة و بحث ظاهرة نفوق الأسماك ، فأخذوا عينات منها و من مياه البحر و من الرسوبيات و العوالق البحرية لتحليلها مخبرياً .
و أضاف : غير أنه ، و بناءً على أوامر من رئيس مجلس الوزراء بالنيابة عن الشيخ صباح الأحمد ، تم تشكيل لجنة ضمت ممثلين عن 26 جهة للوصول إلى مسببات هذه الكارثة . و من بين الجهات جامعة الكويت ، معهد الكويت للأبحاث العلمية ، وزارة الصحة ، وزارة الكهرباء و الماء ، الهيئة العامة للتعليم التطبيقي ، إدارة خفر السواحل ، و بلدية الكويت و غيرها .
الفريق الممثل للجهات الست و العشرين قام بتحليل عينات من أحشاء السمك النافق في مختبرات الهيئة العامة للبيئة و مختبرات معهد الكويت للأبحاث العلمية ، و أرسل عينات إلى الخارج لتحليلها في كل من المملكة المتحدة و الولايات المتحدة و تابع تحليلاً قامت به وزارة الصحة و استمر في رصد الهوائم البحرية أو المد الأحمر . __DEFINE_LIKE_SHARE__

qayed · 01-04-2008, 04:27 AM

عجائب الماء
الماء نشربه, نغتسل به, نستعمله في الطبخ, نسبح به, ونستخدمه لأمور كثيرة دون أن نفكر بمدى أهميّته لنا. هذا السائل العديم الطعم والرائحة يشكّل جزءا مهما من حياتنا. فهو يكوّن 65% من أجسادنا ويغطي 80% من الكرة الأرضية إلاّ أن الكمية المتاحة منه للاستعمال لا تتجاوز الـ 1% فقط.
والماء ضروري لإذابة المعادن الضرورية والأكسجين ولتخليص ألجسم من الفضلات الناتجة عنه ونقل المواد المغذّية لأجزائه المختلفة. وهو المادة الوحيدة التي لها الميّزات الضرورية للحياة. وهو يتواجد في الطبيعة في حالاته الثلاث: الجليد والسائل والبخار. ولكن في الكون حيث تتفاوت درجات الحرارة من 270° مئوية تحت الصفر في الفضاء الخارجي الى عشرات الملاين في وسط أحرّ نجم لا يتواجد الماء في حالته السائلة إلا بين درجة صفر الى 100 درجة تحت الضغط الجوي العادي. فمن غير المستغرب إذا أن تكون الأرض هي المكان الوحيد في الكون المعروف بتواجد الماء السائل فيه. فوجودها في مدار الشمس, النجم ذو الحرارة المتوسطة نسبيا, وبعدها المناسب عنه وحجمها تهيئ لها الظروف المناسبة لتوفر الماء السائل وتؤهلها لتحتل مركزا فريدا في الكون.
من الصفات الطبيعية المميزة للماء
من الصفات الطبيعية التي خص الله‏(‏ تعالي‏)‏ بها الماء والتي جعل لها أهمية قصوي للحياة مايلي‏:‏
‏(1)‏ البناء الجزيئي ذو القطبية المزدوجة‏:‏ يتكون جزيء الماء من ذرتي هيدروجين تحملان شحنة كهربية موجبة وترتبطان بذرة أكسجين تحمل شحنة كهربية سالبة بواسطة رابطتين تساهميتين تشكلان زاوية مقدارها‏105‏ درجات وهذا البناء الجزيئي المميز جعل للماء من الصفات الطبيعية والكيميائية ما يميزه عن غيره من السوائل والمركبات الهيدروجينية‏.‏
‏(2)‏ درجتا التجمد والغليان‏:‏ يتجمد الماء عند درجة‏4‏ مئوية‏,‏ ويغلي عند درجة مائة مئوية‏,‏ ولهاتين الخاصيتين أهمية قصوي لاستمرارية الحياة إذ يبقي الماء سائلا في درجات حرارة أجساد كل الكائنات الحية لتساعد علي إتمام جميع الأنشطة الحيوية ومنها التغذية‏,‏ وتمثيل الغذاء ونقله الي الخلايا والأنسجة المختلفة وإتمام عملية الأكسدة والاختزال وإخراج الفضلات والنمو والتكاثر وغيرها‏.‏
‏(3)‏ الحرارة النوعية‏:‏ ويقصد بها كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من الماء عند درجة‏4‏ مئوية بمقدار درجة مئوية واحدة‏.‏ وهي حرارة نوعية مرتفعة مما يمكن جسم الإنسان وأجساد غيره من الكائنات الحية من مقاومة التغيرات الجوية المختلفة بدرجة كبيرة‏.‏
‏(4)‏ الحرارة الكامنة‏:‏ والحرارة الكامنة لتبخر الماء هي الحرارة اللازمة لتبخير جرام واحد من الماء دون أن تتغير درجة حرارته‏,‏ وتبلغ‏540‏ سعرا حراريا‏,‏ وكذلك فإن الحرارة الكامنة لانصهار الماء المتجمد‏(‏ الجليد‏)‏ أي‏:‏ كمية الحرارة اللازمة لصهر جرام واحد منه دون أن تتغير درجة حرارته تبلغ‏80‏ سعرا حراريا‏.‏
وارتفاع قيم الحرارة الكامنة للماء يكسبه مقاومة كبيرة في التحول من الحالة الصلبة إلي السائلة إلي الغازية‏,‏ وهذه الخاصية تجعل من الماء واحدا من أفضل السوائل المستخدمة في إطفاء الحرائق إذ يستهلك كمية كبيرة من الحرارة‏.‏ من الوسط الذي يحترق قبل أن ترتفع درجة حرارته‏,‏ مما يعين علي خفض درجة الحرارة وإلي إطفاء الحرائق‏.‏
‏(5)‏ اللزوجة والتوتر السطحي‏:‏ وتعرف لزوجة السائل بمقاومته للحركة‏,‏ أما التوتر السطحي فهو خاصية من خصائص السوائل الساكنة‏,‏ وفيه يكون السطح الحر للسائل مشدودا ليأخذ أقل مساحة ممكنة‏,‏ ويتميز الماء بلزوجة عالية نسبيا بسبب انجذاب جزيئاته إلي بعض بفعل الرابطة الهيدروجينية وتزيد هذه اللزوجة بانخفاض درجة حرارة الماء لزيادة قرب جزيئات الماء من بعضها البعض حتى درجة‏4‏ مئوية حين تبدأ في التباعد‏,‏ وتتسبب الرابطة الهيدروجينية في زيادة التوتر السطحي للماء مقارنة بالسوائل الشبيهة‏.‏
وهاتان الخاصيتان تساعدان علي مزيد من التماسك بين مواد الخلية الحية‏,‏ وعلي إكساب الخلايا شكلها الخاص وتساعدان علي امتصاص العصارة الغذائية بواسطة الشعيرات الجذرية وعلي رفعها مقاومة الجاذبية الأرضية إلي الفروع والأوراق وحتى القمم النامية في أعلي النبات بارتفاع يفوق الارتفاع الذي يحدثه الضغط الجوي‏(‏ حوالي عشرة أمتار‏),‏ ويعين علي ذلك فقدان الماء من الأوراق بواسطة عمليات النتح والتبخر حيث يصل الضغط المائي أضعاف الضغط الجوي وان كان ذلك يختلف حسب نوع النبات وظروفه البيئية وذلك لكي يستمر ارتفاع العصارة الغذائية من الشعيرات الجذرية عبر السيقان والفروع إلي الأوراق والزهور والثمار‏.‏
وتساعد لزوجة الماء وتوتره السطحي أيضا علي إبطاء عملية فقدان الماء من الأوراق عبر ثغورها‏,‏ ومن أجساد الإنسان والحيوان عبر مسام الجلد‏,‏ وإذا خرج الماء الزائد يبقي علي سطح كل من الأوراق والجلد برهة حيث يتبخر فيبردوهما ويكسبهما شيئا من الرطوبة في الجو الحار‏.‏
وتساعد خاصيتا اللزوجة والتوتر السطحي المرتفعتان نسبيا للماء في حماية السفن والبواخر المحملة بالأحمال الثقيلة من الغوص في الأعماق وذلك بدفعها إلي أعلي وزيادة قدرتها علي الطفو‏.‏
‏(6)‏ قلة كثافة الماء عند تجمده‏:‏ من الثابت علميا أن قوة الرابطة الهيدروجينية تتلاشي بين جزيئات الماء بارتفاع درجة حرارته مما يجعل جزيئات الماء منفردة في حالة التبخر‏,‏ ومزدوجة أو ثلاثية في حالة السيولة حسب درجة الحرارة‏,‏ وفي حالة رباعية في حالة الجليد الرخو‏

(Snow)‏
وفي حالة ثمانية في حالة الجليد الصلب‏
(Ice)‏
وفي الحالة الأخيرة يزداد الحيز المكاني الذي تشغله ثماني جزيئات مما يقلل من كثافة الجليد وهي خاصية ينفرد بها الماء لأنها لازمة لحياة الكائنات الحية في المناطق المتجمدة‏.‏

إسكان الماء في الأرض
جعل الخالق سبحانه للماء درجة غليان عالية (100ْ) مئوية، وليست منخفضة كدرجةغليان باقي الموائع من المذيبات كالكحول والبنزين التي تغلي عند درجة حرارة منخفضة. فلو كانت مياه البحر تغلي عند درجة منخفضة لتبخرت مياه البحار والأنهار ولكان الماء معلقاً في جوالأرض في صورة بخاركما هو الحال في كوكب الزهرة.ولو زادت درجة غليان الماءلأبطأت عملية التبخر،فلا نحصل على الكمية الكافية من الأمطار،فسبحان الخالق الحكيم العليم الخبير.

فسبحان القائل: ﴿… وَأَنْزَلْنَا مِنَ السَّمَاءِ مَاءً طَهُورًا(48)لِنُحْيِيَ بِهِ بَلْدَةً مَيْتًا وَنُسْقِيَهُ مِمَّا خَلَقْنَا أَنْعَامًا وَأَنَاسِيَّ كَثِيرًا(49)وَلَقَدْ صَرَّفْنَاهُ بَيْنَهُمْ لِيَذَّكَّرُوا فَأَبَى أَكْثَرُ النَّاسِ إِلَّا كُفُورًا (50)﴾ (الفرقان:48-50).
إنّ الماء أساسي جدا للحياة. بدونه لا يمكن للحياة أن تبدأ أو تستمر ولا يمكن الاستعاضة عنه بأي شيء آخر ".
المراجع:
www.ahram.org.eg/Archive/2002/4/8/OPIN7.HTM - 33k __DEFINE_LIKE_SHARE__

qayed · 01-04-2008, 04:27 AM

الحديد

[
IMG]http://www.ikhwan-muslimoon-syria.org/12shabab/ashbal14/pic/027.jpg[/IMG]

مادة حمراء، ضاربة إلى اللون البني، تتشكّل على سطح الحديد أو الصلب عندما يتعرّض للهواء الرطب، وعند استخدام المصطلح بمفرده فإنه يعني صدأ الحديد، الذي يتألف أساساً من أوكسيد الحديد المائي. ويتكوّن الصدأ من اتحاد أوكجسين الهواء مع الحديد في عملية تُعرف بالأكسدة.

ويُمكن إزالة طبقة رقيقة من صدأ الحديد أو الصلب بحكّها، أو باستخدام مسحوق تلميع، أما الطبقات السميكة من الصدأ فتتطلّب استخدام المبرد لإزالتها، كما تستخدم الأحماض لإزالة الصدأ.

من التفاعلات البسيطة التي نعرفها ونشاهد آثارها صدأ الحديد , وهذا التفاعل يتم بين الحديد والهواء الرطب ( يحتوي الهواء على الأوكسجين وبخار الماء وهما اللذان يتفاعلان مع الحديد وينتج عن هذا التفاعل صدأ الحديد ) ، ويمكن أن نمثل الأمر بطريقة بسيطة كما يلي :
حديد + هواء (أوكسجين + بخار ماء)--------> صدأ الحديد

صدأ حديد التسليح وتأثيره علي المنشأت:
تهتم الدول الغربية في طرق حماية المنشات ومعالجتها من صدأ حديد التسليح نظرا لكون هذه المشكلة اقتصادية بالمقام الأول .

ففي الولايات المتحدة الأمريكية حصرت تكلفة الصدأ السنوية في العقد السابق بحوالي 150 مليون دولار نتيجة لمشاكل الصدأ علي المباني والجسور والتي تحدث في أمريكا وأوربا نتيجة إذابة الجليد باستخدام الملح .

وفي المملكة المتحدة تقدر تكلفة إصلاح الجسور نتيجة للصدأ في حديد التسليح بحوالي 616 مليون جنيه إسترليني وهذا بإنجلترا وويلز فقط ( 1989م ) وهي فقط 10 % من إجمالي الجسور في المملكة المتحدة .

أما في المنطقة العربية وخاصة دول الخليج فإن المشكلة اعمق و أوسع نتيجة لنقص عمر المنشاة بسبب الصدأ والتكاليف العالية جدا لإعادة العمران ,بالإضافة لتميز دول الخليج بارتفاع درجة الحرارة ونسبة الأملاح العالية ومشاكل المياه الجوفية وتأثيرها , كل هذه العوامل زادت من مشاكل حدوث صدأ الحديد في المنطقة بدرجة كبيره جدا .

إذا من الواضح أن صدأ حديد التسليح في المنشآت الخرسانية يهدد الاستثمارات العقارية في الوطن العربي عامة ودول الخليج العربي بوجه خاص ويؤثر كثيرا في اقتصاد هذه الدول ويستنزف الكثير في أعمال الإصلاح والحماية للمنشات العامة والخاصة , ولا بد من استخدام احدث الطرق لحماية وإصلاح المنشات للمحافظة علي الثروات الوطنية.

يتكون الصدأ بوجه عام نتيجة تعرض الحديد للهواء والماء , والخرسانة بطبيعتها مادة مسامية تحوي رطوبة ولذلك من الطبيعي حدوث صدأ للحديد بداخلها !!!
لكن ليس بالضرورة حدوث الصدأ للحديد في الخرسانة لان الخرسانة مادة قلوية وهي معاكسة للأحماض وبالتالي فإن الخرسانة تقوم بحماية الحديد من الصدأ بتكون طبقة قلوية كثيفة تمنع حدوث الصدأ ( طبقة حماية سلبية ).
ويحدث الصدأ نتيجة تكسير طبقة الحماية السلبية وظهور الصدأ علي سطح حديد التسليح , يبدأ صدأ حديد التسليح في التكون من نقرة صغيره ( Pit Formation ) في السيخ ثم تزداد هذه النقر ويحدث اتحاد بينها مما يكون الصدأ العام .

وهناك أسباب أخرى لتكون الصدأ وهي البكتيريا . وهي بالغالب موجودة بالتربة وتقوم بتحويل الأملاح والأحماض إلي حمض الكبريتيك الذي يهاجم الحديد ويسبب عملية الصدأ .

معدل الصدأ يرتبط بعوامل كثيرة ولكن في منطقتنا الرطوبة ودرجة الحرارة عوامل رئيسيه ومؤثرة بدرجة كبيره جدا في معدلات الصدأ ولذلك يجب التحكم في تلك العوامل ليصبح معدل الصدأ قليل بحيث لا يسبب مشكلة كبيرة علي المنشأة العقارية ..!!

الوقاية خير من العلاج وإذا تم الحفاظ علي المنشاة العقارية من التعرض للصدأ يكون ذلك اكثر واقعية وحفاظا علي الثروة الوطنية .

ويتم تفادي صدأ حديد التسليح في الخرسانة بالتقيد بمواصفات التصميم والتنفيذ وبإتباع الكودات المختلفة الخاصة بتصميم القطاعات الخرسانية والتي تعمل علي تقليل احتمالات حدوث الصدأ في حديد التسليح .

ومن العوامل المهمة في حماية المباني الخرسانية من صدأ حديد التسليح طريقة استخدام الخرسانة وتحديد محتوي الإسمنت والاهتمام بالمعالجات الخرسانية أثناء التنفيذ .

وهناك طرق مختلفة لحماية حديد التسليح من الصدأ من أهمها :

1. موانع الصدأ
وهي نوعين يعتمد النوع الأول علي حماية الطبقة السلبية حول حديد التسليح ويعتمد النوع الآخر علي منع توغل الأكسجين داخل الخرسانة .
2. استخدام الحديد المجلفن Galvanized Bar
ويعتبر الحديد المجلفن ذو كفاءه مناسبة خصوصا للمباني التي تتعرض للكربنه .
3. دهان حديد التسليح بالابوكسي
هذه الطريقة أعطت نتائج إيجابية وخاصة لحديد التسليح المعرض لمياه البحر

4.حديد ستنلس ستيل Stainless Steel
نظرا لارتفاع تكاليف هذا النوع من الحديد فإن استخدامه يتم في نطاق محدود
5.حماية أسطح الخرسانة من النفاذ يه
وذلك إما باستخدام مادة سائله يتم رشها أو دهانها أو ألواح وطبقات من المطاط أو البلاستيك ( membrane __DEFINE_LIKE_SHARE__

qayed · 01-04-2008, 04:27 AM

خواص بعض المعدن

البوتاسيوم:

عنصر البوتاسيوم ضروري للأعصاب والقلب والشرايين والعضلات كما أن له شأنا كبيرا في تعديل الأحماض الضارة بالجسم لكن الإفراط فيه قد يؤدي إلى مضايقات ومضار الإنسان في غنى عنها. إن الإفراط في تناول عنصري البوتاسيوم والصوديوم قد يؤدي إلى نقص أملاح معدنية أخرى مما يفتقر إليها الجسم.
وبكلمة وجيزة فان عنصر البوتاسيوم له أهمية عنصر الصوديوم فكما أن ملح الطعام موجود في السوائل الطبيعية المختلفة في الجسم كذلك فإن عنصر البوتاسيوم موجود في خلايا العضلات وكريات الدم وغيرها.

أين يوجد عنصر البوتاسيوم؟
عنصر البوتاسيوم موجود في الأطعمة المختلفة كاللحوم واللبن والبيض والخضروات والفواكه والحبوب. مقدار أملاح الصوديوم والبوتاسيوم الموجودة في بعض المواد الغذائية (ملغ في كل مائة غرام):
صوديوم بوتاسيوم
اللحوم 50-110 325-400
البيض 130 100
الحليب 20-50 110-150
الشعير 300 500
القمح الجاف 30 460
البنادورة 30 160
الكوسا 0 170
البقول 40 تقريبا 750-1000
يظهر من الجدول بأن الخضروات فقيرة بالصوديوم وغنية بالبوتاسيوم وأكثر ما تحتويه من عنصر البوتاسيوم هو الكراث (البراصيا) إذ يصل احتوائه منه الى 300 ملغ ثم الجزر والسبانخ.إن نقع الخضروات في الماء كثيرا يقلل من قيمتها الغذائية لفقدان أملاحها وانحلالها في ماء الغسيل، كما أن عملية الطبخ قد تفقدها جزأ من عنصر البوتاسيوم الذي ينحل في ماء الطبخ.
لذلك يجب علينا أن نقلل ما أمكن من كمية الماء المعد للطبخ مع عدم إهمال المرق الذي يحتوي على عديد من الأملاح المنحلة فيه ومن هذه الأملاح عنصر البوتاسيوم. فمثلا الجزر، البصل، اللفت، البطاطا، اليقطين، السبانخ يفقد 70% أما القرنبيط، البازلاء، الفاصوليا الخضراء تفقد 60% والذرة، الملفوف، الملفوف الحمراء، الشمندر، البنادورة تفقد 50% فالإعتدال مطلوب في جميع الأمور.
ملحوظة: إن وجود الصوديوم والبوتاسيوم في اللحم يتفاوت بحسب جنس الحيوان علما بأن إحشاء الحيوان تحتوي على كمية أوفر.

الصوديوم:

عنصر الصوديوم موجود في الطبيعة كمركبات عديدة منها كلور الصوديوم (ملح الطعام) إن هذا الملح ضرورة من ضروريات الحياة فهو يشكل جزءا من مادة البروتوبلازما الحيوية في خلايا الكائنات الحية كما أن وجوده لازم بكمية معينة في جميع السوائل الداخلية الحيوية لاستمرار الحياة حتى إذا انخفضت الكمية اللازمة للجسم أو أوشكت جاء الإنذار ينادي بتدارك هذا الخطر لتزويد الجسم بهذا العنصر.
ولما كان الإنسان يفقد قسما منه عن طريق الإفرازات المطروحة من الجسم صار لزاما تعويض ما فقد عن طريق الطعام المحتوي على الملح أو بتناول الملح ذاته على أن يلتزم باستهلاك هذه المادة بالمقدار اللازم.
إن الملح موجود في الطبيعة بمناجمه الخاصة، لكنه يوجد أيضا في اللحوم والأسماك، اللبن، الخضروات، وفي الخبز المحتوي على الملح بحسب الطرق المتبعة في صنعه ويحتاج الإنسان البالغ يوميا الى حوالي عشر غرامات أو أكثر من ملح الطعام وهي كمية قد يفقدها الجسم بالإفرازات العرقية خلال ثلاث ساعات أثناء بذل المجهود الشاق وتحت أشعة الشمس، لذلك يجب الإنتباه بتزويد الجسم بالكمية اللازمة وتناول كمية إضافية حين التعرض للأعمال المجهدة والطقس الحار لتدارك ما يفقده الجسم بسبب هذه الإفرازات المحتوية على مادة الملح.
ما هي أضرار الإفراط بتناول الملح؟
ينتج داء السكري عن تصلب والتهاب البنكرياس (أي الغدة التي تفرز مادة الأنسولين بالقدر اللازم للجسم لكي تحافظ على مقدار مستوى السكر في الدم واحتراق ما يزيد عن حاجة الجسم). وان التهاب وتصلب البنكرياس قد يكون بسبب الإفراط في تناول الملح والسكر الصناعي. كما أن الإصابات المبكرة في الشرايين (ارتفاع ضغط الدم) والشيخوخة المبكرة سببها الإفراط بتناول الملح وكثيرون من علماء التغذية يعتقدون بأن الإفراط في تناول الملح يحدث التصلب والخمول كما أن المخ والعضلات والعيون والأجهزة التناسلية وغيرها تفقد مرونتها وتصبح عرضة للتكلس بسبب ذلك.
الأطباء يمنعون مرضاهم من تناول ملح الطعام لوجود معدن الصوديوم فيه وما ينطبق على ملح الطعام ينطبق على كل مادة يوجد فيها هذا المعدن مثل ثاني كربونات الصوديوم، كبريتات الصوديوم (المسهل) ساليسيلات الصوديوم، والخبز المحتوي على الملح.
الحديد:

عنصر الحديد من العناصر الهامة في بناء جسم الإنسان فهو يدخل في تركيب المادة الصباغية الحمراء المكونة للدم (الهيموغلوبين hemoglobin) التي تنقل مولد الحموضة (الأكسوجين) من الرئة الى أنسجة الجسم المختلفة. مادة الأكسوجين يتم بواسطتها إحراق المواد الغذائية لتوليد الحرارة اللازمة للجسم. كما أن الحديد يدخل في تركيب كافة خلايا الجسم ويلعب دورا هاما في النمو والإفرازات ونقصه في الجسم يسبب فقر الدم.

ما هي مصادره الغذائية؟
توجد أملاح الحديد في أكثر أنواع الخضروات كالبصل والباندورة، والبقول وبصورة خاصة يوجد في الخضروات الورقية كالسبانخ، والبقدونس، والكرفس، والخس وما شابهها، ويوجد أيضا في الفواكه كالموز والمشمش والعنب والتين والبلح وفي البذور واللوز، جوز الهند واللحوم وصفار البيض وغيرها.

ومما هو جدير بالذكر أن الجسم يستطيع أن يستفيد من عنصر الحديد الموجود في البصل والموز بمعدل 90% بينما لا يستفيد من عنصر الحديد الموجود في المواد الغذائية الأخرى بأكثر من 60%، ومن الملاحظ بأن البرتقال يزيد من فعالية امتصاص عنصر الحديد فيجدر بالمصابين بفقر الدم ان يتناولوا البرتقال مع الغذاء المحتوي على مادة الحديد لزيادة الإستفادة علما بأن مشروب الشاي يعاكس مفعول البرتقال (أي يقلل من امتصاص الحديد). __DEFINE_LIKE_SHARE__

المواضيع المتشابهه
الموضوع	كاتب الموضوع	المنتدى	مشاركات	آخر مشاركة
- [ تقارير وبحوث في مادة الدول ] - ‏ ‏	qayed	البحوث والتقارير	12	02-15-2009 02:37 AM
- [ تقارير وبحوث في مادة الاحياء ] - ‏ ‏	qayed	البحوث والتقارير	41	01-17-2008 06:05 PM
- [ تقارير وبحوث في مادة الفيزياء ] - ‏	qayed	البحوث والتقارير	34	01-17-2008 05:43 PM
- [ تقارير وبحوث في علم النفس ] -	qayed	البحوث والتقارير	20	01-05-2008 01:01 AM
- [ تقارير وبحوث في مادة الانجليزي ] -	qayed	البحوث والتقارير	6	12-31-2007 03:27 PM