- [ تقارير وبحوث في مادة الكيمياء ] -
 

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

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 .

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

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

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).

تصنيف العناصر
يعتـبر الجـدول الـدوري طريقة لتنظيم ومقارنة العناصر الكيميائيـة؛ فهـو يوفـر معلومـات عـن كـل العنـاصر الكيميائية المعروفة.
الدورات :-
يظهـر كـل عنصـر فـي الجدول برمزه، والعنــاصر مرتبـة فـي سـبعة صفـوف تسـمى دورات، وتقـرأ مـن اليسـار إلـى اليميـن. وتبين الـدورات تسلسـلًا مـن العنـاصر المعدنية إلى العناصر غـير المعدنيـة. ولا ينتمـي الهيدروجين بوضوح إلى أي مـن التصنيفيـن. وتـرتب العنـاصر فـي دورات حسـب أعدادهـا الذريـة مـن 1 إلـى 103. ويظهـر ذلك في أعلى الركن الأيسر من كل خانة. ويشير العدد الذري إلـى عـدد البروتونـات فـي نواة العنصر، والبروتونات عبارة عن جسيمات موجبة الشحنة في مركز الذرة.
المجموعات :-
يمثـل كـل عمـود فـي الجـدول مجموعة عنــاصر تقــرأ رأسـيًّا، ويحـتوي عـلى العنــاصر ذات الخصــائص المتماثلــة. ويوجـد ثمانية تقسيمات رئيســية للعنــاصر مرتبــة حســب عـدد الإلكترونـات والجسـيمات السالبة الشحنة موجودة في الــغلاف الخـارجي للـذرة. ويـتراوح عـدد الإلكترونات للعناصر مــا بيــن 1 و8 إلكترونـات فـي الغلاف الخارجي. وتســلك عنـاصر كـل مجموعـة سلوكا متماثلا.
المعادن القلوية :-

تضم المجموعة الأولى في الجدول الدوري عناصر الليثيوم، والصوديوم، والبوتاسيوم، والربيديـوم، والسـيزيوم، والفرانسـيوم. وتتصف المعادن القلويـة بكونهـا متفاعلـة جـدًا لـذلك يتم تخزينها في الـزيت لحمايتهـا مـن الأكسجين وبخار الماء الموجودين فـي الهـواء. وتعتـبر درجات حرارة انصهارها وغليانها منخفضـة، وتطفو على سطح الماء، كما يمكن قطعها بسكين، وتتفاعل مع الماء مكونة محاليل قلوية.
المعادن القلوية الأرضية :-
تضم المجموعة الثانية عناصر البيريليوم، والماغنسـيوم، والكالسيوم، والإسترنتيوم، والراديــوم، وتلـك العنـاصر ذات لـون أبيـض رمـادي، وجميعهـا طيّعـة (لينـة) إلا أنهـا تخـتلف فـي مقـدار صلابتهـا. وتحـتوي المعـادن القلوية الأرضي على زوج مـن الإلكترونـات فـي أقصـى الـغلاف الخـارجي والذي يمكـن إزالته من ذراته بسهولة لتكوين أيونات موجبة ويعطيهـا ذلك خاصية كيميائية معينة. والمعادن القلوية الأرضية غير نشطة كالمعادن القلوية.
الهالوجينات .
الهالوجينات :-
الهالوجينــات هــي العنــاصر الموجـودة بالمجموعـة السـابعة، وتضـم: الفلـورين، والكلـور، والـبروم، واليـود، والإستاتين. وتلك العناصر نشـطة للغايـة بحـيث لا يمكـن أن تتواجـد حـرة في الطبيعـة بـل نجدهـا متحـدة مع معادن في الأملاح مثل كلوريــد الصوديــوم. وهــذا هــو ســبب تســميتها بالهالوجينـات أو مكونات الملح. وتوجد الهالوجينات في مركبـات ذات أيونـات سـالبة. والإسـتاتين هو العنصر الآخر في المجموعة الذي ل يتواجد في الطبيعة.
الغازات الخاملة :-
تضــم المجموعـة الثامنـة عنـاصر غـير نشـطة للغايـة، وتشمل: الهليوم، النيون، والأرجــون، والكربتـون، والزينـون، والـرادون. وكلهـا غـازات لا لـون لهـا في درجة حرارة الغرفة، ودرجات انصهارهـا وغليانهـا منخفضـة. وتتواجـد كلها كذرات منفصلـة. وحتى عام 1962م لم يكن هناك مركبات معروفـة للغـازات الخاملـة وظـن الكيميائيون أنها غير نشطة بالمرة، ولذا سموها بالخاملة.


الكربون :-
الكربـون عنصـر مهم، وهو عنصر غير معــدني ويكــون 0.2% مـن القشـرة الأرضيـة. ويوجـد الكربون في الطبيعة في صور نقية ومتحـدًا مـع عنـاصر أخرى. ويوجد الكربون بالطبيعة فـي ثلاثـة أشـكال: المـاس، والجـرافيت، والفحم. وفي المـاس تكون ذرات الكربون مرتبة بانتظام في هيكل بحيث تحاط كل ذرة بأربع ذرات أخرى مكونة إنشاءً بلوريًّـا متينًـا ممـا يجـعل الماس أصلب مادة معروفة على وجه الأرض. وفي الجرافيت تحاط كل ذرة بثلاث أخـرى مكونة نمطًا طبقيًا، مما يجعل الجرافيت لينـًا. أمـا الفحـم فبنيتـه غير منتظمة. والكربون عنصر فريد لتعـدد وتنـوع مركباتـه عـلى نحو ضخم، فهو أساس الكيميـاء العضوية وكل الأنظمة الحية. ويعود الشمول والتنـوع اللـذان تتمـيز به كيمياء الكربون إلى قدرته عـلى تكـوين روابط مفردة، وثنائية، وثلاثية مع نفسه ومع العناصر الأخرى .
العناصر الانتقالي :-
تسمى العناصر (المظللة) في ذلك الجزء مـن الجـدول بالمعـادن الانتقاليـة وفيهـا يخـتلف كل عنصر عن جاره الموجود في دورة أخرى بعـدد الإلكترونـات الموجـودة فـي الغلاف التالي لغلاف الإلكترون الخارجي.

سلاسل اللنثنيد والأكتنيد :-
الصفـان الأخيران عند قاع الجدول يمثلان مجـموعتي اللنثنيـد والأكتينيـد ويظهران فـي الجـدول منفصليـن لأن خواصهمـا متشـابهة لدرجة أنهمــا لا يغطيـان سـوى عنصـرين فقـط فـي الجـدول الرئيســي. ومجموعـة اللنثنيـد عنـاصر معدنيـة نـادرة ويماثلهـا مجموعة الأكتينيد كيميائيًا. ويعتبر اليورانيوم أكتينيدًا.

االمفاعلات النووية


المقدمة:
تزود الطاقة النووية دول العالم بأكثر من 16% من الطاقة الكهربائية؛ فهي تلبي ما يقرب من 35% من احتياجات دول الاتحاد الأوروبي. فرنسا وحدها تحصل على 77% من طاقتها الكهربائية من المفاعلات النووية، ومثلها ليتوانيا. أما اليابان فتحصل على 30% من احتياجاتها من الكهرباء من الطاقة النووية، بينما بلجيكا وبلغاريا والمجر واليابان وسلوفاكيا وكوريا الجنوبية والسويد وسويسرا وسلوفينيا وأوكرانيا فتعتمد على الطاقة النووية لتزويد ثلث احتياجاتها من الطاقة على الأقل. في حين أن أستراليا التي تمتاز بوفرة مصادرها من الفحم الحجري لا تمتلك محطات نووية لتوليد الطاقة، وإنما لديها محطة أبحاث فقط.
وفي هذا البحث سأقوم بدراسة مثل هذه التفاعلات بذكر أنواعها ومجالات استخدامها والسلبيات الناشئة عن سوء استخدامها ...
فما هي النظائر؟؟ وما هو الانشطار النووي وكيف يحدث؟؟ وكيف يمكن التحكم به؟؟


العرض:
المفاعلات أنواع
ثمة نوعان من المفاعلات النووية: مفاعلات للبحث وأخرى لتوليد للطاقة. تُستخدَم مفاعلات البحث لإجراء الأبحاث العلمية، وإنتاج النظائر لأهداف طبية وصناعية، وهي لا تستخدم لإنتاج الطاقة.
على مستوى العالم هناك 284 مفاعلاً نوويًّا للأبحاث في 56 بلدا، أما مفاعلات الطاقة فيتم استخدامها لتوليد الطاقة الكهربائية.
وتستخدم المفاعلات النووية أيضا كمصانع لإنتاج الأسلحة في البلدان التي تمتلك برامج حرب نووية؛ فيمكن استخدام المفاعلات النووية السلمية لإنتاج الأسلحة النووية وإجراء الأبحاث المتعلقة بها.
تستخدم المفاعلات النووية المخصصة لصناعة الأسلحة مادة بلوتونيوم 239، أما في المفاعلات السلمية فيتم إنتاج نظائر أخرى للبلوتونيوم، مثل بلوتونيوم 240، وبلوتونيوم 241، وبلوتونيوم 238؛ وذلك لأن وقود المفاعل يتعرض لإشعاع النيوترون لفترات أطول، ومن الممكن استخدامها أيضا لإنتاج المتفجرات النووية.
وقد لا تكون هذه المتفجرات بدرجة ثبات المتفجرات المصنعة من البلوتونيوم الأمثل لصنع الأسلحة؛ فقد تنفجر قبل الأوان، ولكن حتى لو حدث ذلك فإن نصف قطر دائرة الدمار الذي يسببه انفجارها هو على الأقل 33% من نصف قطر دائرة دمار قنبلة هيروشيما؛ فهي بذلك مواد تفجيرية ذات قدرات مريعة. (الأكاديمية الوطنية للعلوم)
وتعمل المفاعلات النووية على مبدأ الانشطار النووي وذلك من خلال انشطار نواة الذرة، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة حرارية.
وتعتبر مادة اليورانيوم 235 هي الوقود الرئيسي المستخدم في المفاعلات النووية، كما يمكن استخدام البلوتونيوم 239، ويحدث الانشطار النووي لذرات اليورانيوم بإطلاق النيوترونات عليها، وعندما تنشطر بعض الذرات فإنها تطلق النيوترونات، واصطدام هذه النيوترونات مع ذرات أخرى يسبب انشطارها فيتم تحرير المزيد من النيوترونات، وهكذا يستمر رد الفعل المتسلسل مسبباً توليد كمية هائلة من الطاقة الحرارية، ويتم التحكم بمعدل الانشطار النووي في المفاعل باستخدام "قضبان تحكم" التي تقوم بامتصاص بعض النيوترونات المتحررة، فهي تسمح بتنظيم الانشطار النووي والتحكم الآمن به. كما يتم استخدام نظام تبريد مائي للتخلص من الحرارة المفرطة التي تنتج أثناء العملية، ويستخدم البخار الذي تم توليده لتدوير العنفات التي تولد الطاقة الكهربائية.
وتعد كندا والولايات المتحدة الأمريكية وجنوب أفريقيا وأستراليا ونيجيريا من أهم الدول المزوِّدة لليورانيوم.
مميزات الطاقة النووية
إن كمية الوقود النووي المطلوبة لتوليد كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية هي أقل بكثير من كمية الفحم أو البترول اللازمة لتوليد نفس الكمية؛ فعلى سبيل المثال طن واحد من اليورانيوم يقوم بتوليد طاقة كهربائية أكبر من تلك التي يولدها استخدام ملايين من براميل البترول أو ملايين الأطنان من الفحم. كما أنه لو تم الاعتماد على الطاقة الشمسية لتوليد معظم حاجة العالم من الطاقة لكانت كلفتها أكبر بكثير من كلفة الطاقة النووية.
تنتج محطات الطاقة النووية جيدة التشغيل أقل كمية من النفايات بالمقارنة مع أي طريقة أخرى لتوليد الطاقة، فهي لا تطلق غازات ضارة في الهواء مثل غاز ثاني أكسيد الكربون أو أكسيد النتروجين أو ثاني أكسيد الكبريت التي تسبب الاحترار العالمي والمطر الحمضي والضباب الدخاني.
إن مصدر الوقود -اليورانيوم- متوفر بكثرة وبكثافة عالية وهو سهل الاستخراج والنقل، على حين أن مصادر الفحم والبترول محدودة. ومن الممكن أن تستمر المحطات النووية لإنتاج الطاقة في تزويدنا بالطاقة لفترة طويلة بعد قصور مصادر الفحم والبترول عن تلبية احتياجاتنا.
تشغل المحطات النووية لتوليد الطاقة مساحات صغيرة نسبياً من الأرض بالمقارنة مع محطات التوليد التي تعتمد على الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. فقد أكدت اللجنة التنظيمية للمفاعلات النووية على أننا بحاجة إلى حقل شمسي بمساحة تزيد عن 35 ألف فدّان لإنشاء محطة تدار بالطاقة الشمسية لتوليد طاقة تعادل ما تولده المحطة نووية بمقدار 1000 ميجاوات، كما أن مساحة الحقل المعرض للرياح اللازم لمحطة توليد تدار بالرياح لإنتاج نفس الكمية حوالي 150 ألف فدّان أو أكثر. في حين أن محطات التوليد النووية "ميلستون 2 و3" المقامة في ولاية كونيتيكت والتي تتمتع باستطاعة أكبر من 1900 ميجاوات تشغل مساحة 500 فدان ومصممة لتستوعب ثلاث محطات توليد".
مساوئ الطاقة النووية
يؤدي استخدام الطاقة النووية إلى إنتاج النفايات ذات الفعالية الإشعاعية العالية؛ فبعد أن يتم انشطار معظم اليورانيوم -الوقود المستهلك- يُزال من المفاعل ويُخزَّن في بحيرات تبريد، وتقوم هذه البحيرات بامتصاص حرارة الوقود المستهلَك وتخفيض درجة إشعاعيته؛ ثم تتم إعادة معالجته من أجل استرجاع اليورانيوم والبلوتونيوم غير المنشطرَين واستخدامهما من جديد كوقود للمفاعل، وينتج عن هذه العملية نفايات ذات فعالية إشعاعية عالية المستوى (hlw). يتم إعادة معالجة الوقود المستهلَك بشكل روتيني في مفاعلات برامج الدفاع لاستخدامه في إنتاج الأسلحة النووية، ووفق ما ذكرته وكالة حماية البيئة (epa) فإن النفايات عالية الإشعاعية (hlw) الناجمة عن برامج الدفاع تشكل أكثر من 99% من إجمالي حجم (hlw) في الولايات المتحدة الأمريكية. وإن كلاً من فرنسا وبلجيكا وروسيا والمملكة المتحدة تملك وحدات خاصة بها لإعادة معالجة الوقود المستهلَك. وتقوم اليابان باستخدام الوقود المعاد معالجته في أوروبا.
ووفق ما ذكرته الوكالة الدولية للطاقة الذرية (iaea) فإن تقديرات نهاية عام 1997 تشير إلى أن كمية الوقود المستهلَك الناجم عن مفاعلات الطاقة التي يتم تخزينها عالميًّا والتي تزيد على 130 ألف طن، تحتوي قرابة ألف طن من البلوتونيوم، كما أن بعض العناصر الموجودة في الوقود المستهلَك وفي النفايات مثل عنصر البلوتونيوم، هي ذات فعالية إشعاعية عالية وتبقى كذلك لمدة آلاف السنين. ولا يوجد حاليًّا نظام آمن للتخلص من هذه النفايات.
وإن الخطط المقترحة للتخلص من النفايات عالية الإشعاعية وتخزينها لا تضمن حماية كافية للأفراد أو للمياه الجوفية من التلوث الإشعاعي.
وضمن الحوادث المتعلقة بالمفاعلات النووية حدوث تسرب إشعاعي جزئي في مفاعل "ثري مايل آيلاند" النووي قرب بنسلفانيا عام 1979، وذلك نتيجة لفقدان السيطرة على التفاعل الانشطاري؛ وهو ما أدى لانفجار حرر كميات ضخمة من الإشعاع، ولكن تمت السيطرة على الإشعاع داخل المبنى، وبذلك لم تحدث وفيات عندها، ولكن الحظ لم يحالف حادثة التسرّب الإشعاعي المشابهة في محطة الطاقة النووية في تشيرنوبل بروسيا عام 1986، فقد أدت إلى مقتل 31 شخصاً وتعريض مئات الآلاف إلى الإشعاع، ويمكن أن يستمر تأثير الإشعاعات الضارة بحيث تؤثر على الأجيال المستقبلية.



الخاتمة:
هكذا فإن للمفاعلات النووية دور كبير في مجال الحياة ،، فهي تخدم البشرية في مجالات كثيرة ،، إلا أنها على الرغم من تزايد تطبيقات التفاعلات النووية خلال السنوات الأخيرة إلا أن التشاؤم ما زال يعم العالم خوفاً من سوء استخدامها كأسلحة فتاكة أو حدوث كوارث في المفاعلات النووية كما حدث في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1979 وحادث تشارنوبل في منطقة (( كيف )) في منطقة أوكرانيا بروسيا عام 1986.

النشاط الإشعاعي الطبيعي
Natural Radioactivity

المقــدمـة:
إن الله عز وجل جعل كل شي بمقادير معينة ومعلومة، وبالتالي فإن ما نتعرض له من إشعاع طبيعي ما هو إلا حكمة من عند الله العزيز العليم . فقد قال في كتابة الكريم : وإن من شيء إلاعندنا خزائنه وما ننزله إلابقدر معلوم ( الحجر:21)


العــــرض:
لم يعرف الإنسان النشاط الإشعاعي الطبيعي إلا بعد أن اكتشف على يد الفيزيائي الفرنسي بكريل في آذار من عام 1896م، وكان ذلك بمحض الصدفة، حيث وجد بيكريل أثناء قيامة بأحد أبحاثه على ظاهرتي الفسفرة والفلورة، أن المواد التي تحتوى على أملاح اليورانيوم تؤثر على الألواح الفوتوغرافية التي كان يستخدمها في بحثه. وقد استغرب بيكريل من هذه الظاهرة الجديدة، حيث أنه وضع الألواح الفوتوغرافية في غلاف محكم ومعتم . وتوالت الأبحاث بعد ذلك لمعرفة طبيعة هذه الإشعاعات الغريبة ذات النفاذية العالية، حيث قام كل من بيكريل ومدام كوري ورذرفورد وآخرون باكتشاف عناصر مشعة أخرى، ووجد أن هناك ثلاثة أنواع مختلفة من الإشعاعات أو الجسيمات، وهي جسيمات ألفا وبيتا وإشعاعات جاما حيث عرف فيما بعد أن جسيمات ألفا ما هي إلا عبارة عن نواة ذرة الهليوم وجسيمات بيتا ما هي إلا إلكترونات أما إشعاعات جاما فقد وجد أنها عبارة موجات كهرمغناطيسية مشابهة للأشعة السينية ولكن الفرق بينهما أن إشعاعات جاما مصدرها النواة ولكن الأشعة السينية مصدرها مدارات الذرة ، علما بأن الأشعة السينية اكتشفت قبل عدة أشهر من اكتشاف النشاط الإشعاعي النووي على يد الفيزيائي الألماني رونتجن. وقد وجد أن العديد من العناصر الثقيلة وخاصة ذات العدد الذري الأكبر من 82 نشطة إشعاعيا، وذلك يرجع إلى كون عدد البروتونات فيها كبير مما يجعل قوى التنافر الكولومي كبيره. ولو أخذنا اليورانيوم كمثال للعناصر الطبيعية وتتبعنا انحلاله لوجدنا انه ينحل حسب التفاعل التالي :-

238U -------> 234Th + 4He
حيث نجد لدينا نظيرا جديدا مشعا هو الثوريوم-234 إضافة إلى انطلاق جسيمة ألفا. وبعد ذلك ينحل الثوريوم إلى عنصر مشع هو البروتكتنيوم مطلقا جسيمة بيتا بالإضافه إلى النيترينو والذي هو عبارة عن جسيم متعادل الشحنة وله كتلة سكون مساويه للصفر .
إن ما سبق ذكره ما هو إلا بداية لسلسة متتالية من الانحلالات تعرف باسم سلسلة اليورانيوم-238 حيث تنتهي بنظير الرصاص-206 المستقر . علما بأن هذه السلسة تحوى غاز الرادون-222 المشع.
يوجد بالإضافة إلى تلك السلسلة ثلاث سلاسل إشعاعية أخرى وهي سلسلة الثوريوم- 232 وسلسلة اليورانيوم- 235 أو كما يطلق عليها البعض سلسلة الأكتنيوم، أما السلسلة الرابعة فهي سلسلة النبتونيوم وهي غير موجوده في الطبيعة في وقتنا الحاضر. ولكن علماء الفيزياء أكدوا وجود هذه السلسلة فى بداية تكون الكره الأرضية ولكن بسبب أن العمر النصفي لأطول عناصرها يكون اصغر بكثير من عمر الأرض فإن هذه السلسة اختفت من الوجود. وبالإضافه الى تلك السلاسل الإشعاعية الطبيعية يوجد أيضا في الطبيعة نظائر مشعة لا تتبع تلك السلاسل وهي على الأقل 22 عنصرا مشعا أهمها هو البوتاسيوم -40 المشع لبيتا والروبيديوم-87 المشع لبيتا أيضا.
إن القشرة الأرضية تحوي في مكوناتها تلك السلاسل الإشعاعية بالإضافة إلى العناصر المشعة المستقلة. وبالتالي نستطيع القول أن الأرض التي نعيش عليها هي أحد المصادر الرئيسية للإشعاع الطبيعي، أما المصدر الثاني للإشعاع الطبيعي فهو الاشعه الكونية التي اكتشفها الفيزيائي الأمريكي هس في عام 1911م. وهذه الأشعة هي في الحقيقة ناتجة من التفاعلات النووية الهائلة التي تحدث في النجوم. وتتكون الأشعة الكونية من بروتونات وجسيمات ألفا وبيتا ونوى أخرى حيث تتفاعل مع نوى ذرات الغلاف الجوي للأرض مما يولد إشعاعات جاما وإلكترونات سريعة بالإضافه إلى النيترونات والميزونات. وبما أن هذه الإشعاعات متأينة فإنها تتأثر بالمجالات المغناطيسية للأرض مما يجعل منطقة القطبين أكثر تأثرا من المنطقة الاستوائية، وأيضا كلما ارتفعنا عن مستوى سطح البحر زادت الجرعة من هذه الإشعاعات.

إن جسم الإنسان بطبيعته مشع وذلك ناتج عن بعض مكوناته، وبسبب ما يتعرض له الجسم من إشعاع طبيعي عن طريق الأكل والتنفس وغيره، حيث يوجد البوتاسيوم-40 المشع في جسم الإنسان بنسبة 15% من مجموع الجرعات الإشعاعية، وكذلك يوجد الكربون-14 المشع بنسبة تركيز ثابتة في جميع الكائنات الحية، ولكن تلك النسبة الثابتة بدأت تتغير مع بزوغ عهد التفجيرات النووية .
إن الخطر الرئيسي على الإنسان يأتي من غاز الرادون-222 المشع ووليداته، حيث يشكل الرادون 70% من معدل الجرعة التي يتعرض لها الإنسان، وهذا الخطر يكمن في أربعة جوانب:-

1- أن غاز الرادون خامل فلا يتفاعل.
2- وليدات الرادون تكون في حاله صلبه مما يودي الى ترسبها في الرئتين.
3- غاز الرادون أثقل من الهواء سبع مرات ونصف مما يودي إلى وجوده في الأسفل دائما.
4- طول العمر النصفي لغاز الرادون بالنسبة لنظائره الأخرى حيث يبلغ 3.8 يوما .


الخــاتمــة:
هكذا فقد تعرضنا إلى ماهية النشاط الإشعاعي وتاريخ معرفته ،، وان العناصر التي يرتفع فيها قيمة العدد الذري تكون نشطة إشعاعياً وذلك يرجع لقوى التنافر بين البروتونات ،، كما أن هذه العناصر بانحلالها تكون عناصر مشعة أخرى وعناصر ألفا أو بيتا أو جاما ،، أما عن مصادر هذه الإشعاعات في القشرة الأرضية والأشعة الكونية ،، كما أن جسم الإنسان نفسه يكون مشعاً ...

بحث عن الفوليرين





الكثير من السناج مع العديد من جزيئات الفوليرين

عاد كروتو إلى إنجلترا وحاول أن يصنع كمية معقولة من C60 لكي يتمكن من إجراء تحاليل على البنية التركيبَّية للجزيء. وكان ذلك في أواخر الثمانينيات من القرن الماضي ، عندما انخرطت أنا وجوناثان هير في دراساتنا لما بعد االدكتوراه في الكيمياء. وقد عمل جوناثان مع كروتو في عزل C60 وقمت أنا بانشاء نموذج لمحاكمة سلوك عناقيد الكربون في مجموعة الكيمياء النظرية التابعة لجون موريل.


أدت التجارب التي استمرت عدة اسابيع باستخدام قوس الكربون في وعاء على شكل جرس م***ء بالهيليوم إلى الحصول على السناج المحتوي على C60 بكميات اكبر مما هو متوقع ، وعندئذ استخلص جوناثان محلولا جميلا أحمر اللون من سناج الكربون يحتوي أساسا علىC60.

ولكن قبل تسجيل تلك الاكتشافات ، تلقى هاري كروتو رسالة بالفاكس تطلب منه تقييم بحث علمي أرسله إلى مجلة " Nature " فريق ألماني / أمريكي مكوَّن من ولفجانج كريتسكمر ودون هوفمان اللذين توصلا إلى تكوين بلُّورة C60 وحددا تركيبها باستخدام الأشعة السينية. وكان ما أصاب كروتو بالرعب، هو أن البحث تضَّمن كل النتائج التي كان يأمل في التوصل إليها بنفسه!







محلول مستخلص
من سناج الكربون

جوناتان هير


وكانت طريقة قوس الكربون طريقة بسيطة لإنتاج C60 ! ومع نشر مقالة كريتسكمر وهوفمان، بدأت المجموعات البحثية في كل أنحاء العالم في بناء مولدات للفوليرين بقوس الكربون وبدأت في بحث هذا الجزئ الخَّلاب . حتى المدارس نجحت في تحضير C60.

أما المهتمون بالنواحي النظرَّية مثل باتريك فولر (إكستر،المملكة المتحدة) فقد تساءلوا عن عدد جزيئات الفوليرين الممكنة وكيف يمكن تحضيرها بتلك السهولة، وقد ساهمت في النقاش الأخير بمقالة في مجلة العلوم "Science" بعنوان الحفز الذاتي أثناء نمو جزئ الكربون

ولكن مازال هناك المزيد حول هذا الموضوع! فقد اتضح بعد فترة وجيزة أن هناك تركيبات كروية يمكن العثور عليها في السناج مثل C70 وهي تشبه إلى حد ما كرة الرجبي التي يلعبونها في أمريكا.







أعلى : جزئ C70
أنقر على رسم الجزئ لتراه من جميع النواحي (يلزم وجود برنامج تشايم)
أسفل : الأنبوبة النانومترية)
الأنابيب الثانومترية كما تظهر في المجهر الإلكترون





كما أن الأكثر إثارة أنه عند تغيير طاقة قوس الكربون لكي يصبح التيار مستمرا بدلا من التيار المتردد ، فإن من الممكن الحصول على هياكل أنبوبية غريبة الشكل في أحد الرواسب على القطب. وهذه الأنابيب مكوَّنه بالكامل من الكربون، وتمَّت تسميتها الأنابيب النانومترية وذلك نظرا لقطرها الذي يبلغ عدة نانومترات، وقد تمت مشاهدتها كتابة تقرير عنها للمرة الأولى عام 1991 بواسطة العالم الياباني سوميو ليجيما

ومنذ ذلك الحين تم اقتراح عدة طرق أخرى لإنتاج جزيئات الكربون المكونة من الأنابيب النانومترية، وهي تشتمل
عمل تحليل كهربي باستخدام أقطاب من الجرافيت في أملاح منصهرة ؛
*
تحليل حراري مُحفِّز للهيدروكربونات؛ *
تبخير للجرافيت باستخدام الليزر. *



يمكن عمل أنبوبة نانومترية مستقيمة ذات جدار واحد بلف رقيقة جرافيتيَّة علىاسطوانة. ويمكن عمل ذلك بطرق مختلفة، وسوف نحصل على أنواع مختلفة من الأنابيب النانومترية (تسمى " ذراع المعقد " و" الزجزاج " و " عدم التماثل"). وطبقا للترتيب المحدد تكون لهم خواص إلكترونية مختلفة، فبعضها يُتوقَّع أن يكون معدنيا بينما يكون البعض الآخر أشباه موصلات.

الأنابيب النانومترية كما تظهر في المجهر الإلكتروني

يستطيع المرء أيضا أن يدُخل " عيوبا " في الأنبوبة المستقيمة ، التي تتكوَّن من ذرات كربون ترتبط على سبيل الحصر في أنماط مسدسه ، وذلك بإضافة أو تقليل رابطة كربون واحدة. ويمكن للأشكال الخماسية والسباعية إدخال انفتال أو انحناء أو ما شابه ذلك. ولذا يمكن خلق أشكال حلزونية نانومترية ، وكعكات نانومترية ونهايات مغطاة للانابيب، والنهايات المغطاة للأنابيب... والتي قد تمت مشاهدتها جميعاً.

واتضح أن تلك الأنابيب النانومتريَّه قويَّة بدرجة لا تُصدَّق – فهي أقوى بمئات المرات من الصلب، ويرجع ذلك جزئيا إلى شكلها الهندسي المسدس ، والذي يمكنه توزيع القوى والتشوهات بسبب قوة رابطة الكربون – كربون وكما سبق ذكره، فإن لهم خواص إلكترونية غير عاديَّة وتم التوصل إلى الأجهزة الإلكترونية البسيطة مثل الأقطاب الثنائية والمفاتيح و الترنزستورات باستخدام الأنابيب النانومتريه التي كانت أصغر بكثير من مكافئاتها من السيليكون والمستخدم في تصنيع شرائح الحاسب الآلي الآن.

يتواصل البحث الآن لإنتاج أنابيب نانومترية من الكربون بطريقة يعتمد عليها وفي ظروف إنتاج محدده. وعند التوصل إلى هذه الطرق، فإن الأنابيب النانومتريه سوف تظهر في الأجهزة وكذلك في مواد ذات قوة خارقة

ما هو التهجين ؟

التهجين مصطلح ارتبط ارتباطاً وثيقاً بعلم الأحياء وبالذات في دروس الوراثة وموضوعات تحسين النسل ، وكما هو معروف فإن المقصود بالتهجين في علم الأحياء هو عملية تزاوج تتم بين سلالتين ذات صفات معينة للحصول على سلالة جديدة ذات صفات أكثر جودة .
أما التهجين في الكيمياء فيقصد به بالطبع شيء آخر _ وإن كان هناك تقارب في المفهوم العام _ وهو عملية الحصول على مجالات ذرية جديدة في ذرة عنصر ما نتيجة دمج مجالات ذرية معينة موجودة في مستوى طاقة معين .
ففي ذرة الكربون مثلاً يمكن أن يحدث ثلاثة أنواع من التهجين ، يتم في النوع الأول دمج مجال واحد من نوع S مع ثلاث مجالات من نوع P في مستوى الطاقة الرئيسي الثاني ليتكون أربع مجالات مهجنة جديدة من نوع SP3 .
وفي النوع الثاني يندمج مجال واحد من نوع S مع مجالين من نوع P ليتكون ثلاث مجالات مهجنة من نوع SP2 .
وفي النوع الثالث يندمج مجال واحد من نوع S مع مجال واحد من نوع P ليتكون مجالين مهجنين من نوع SP .
ومن المهم أن نشير هنا إلى أن عملية التهجين هذه تتم داخل ذرة العنصر عند دخولها التفاعل الكيميائي وبإرادة الله عز وجل دون تدخل من الكيميائي الذي يقوم بإجراء التفاعل كما يتوهم البعض .
وقبل أن نبدأ في تفصيل ما أجمل سابقاً حول التهجين في ذرة الكربون من المهم أن نتعرف على بعض الحقائق التي اثبتتها دراسة أشعة X والتي تمت على بعض الجزيئات فعلى سبيل المثال وجد أن جميع الروابط التي تربط بين الكربون والهيدروجين في جزيء الميثان روابط متشابهة والزاوية بينهاتساوي 109.5 درجة ، بينما الزوايا في الايثيلين 120 درجة وفي الاسيتلين 180درجة .
وفيما يلي تفصيل لعملية التهجين في الكربون :

أولاً : التهجين في ذرة الكربون المشبعة ( في الالكانات ) .

من المعروف أن التوزيع الالكتروني العادي لذرة الكربون ذات الستة الكترونات هو :
1S2 2S2 2P2
ووفق قاعدة هند يصبح التوزيع الالكتروني للكربون كالتالي :
1S2 2S2 2Px1 2Py1

السؤال الآن هل يمكن لذرة الكربون في الميثان مثلاً أن ترتبط بالهيدروجين وفق هذا التوزيع ؟

الجواب بالطبع لا ... لأن ذرة الكربون هنا تحتوي على مجالين نصف ممتلئين فقط ولو ارتبطت بهذا التوزيع مع الهيدروجين لتكون لنا جزيء صيغته CH2 وهذا الجزيء لا وجودله .

ولكي ترتبط ذرة الكربون بأربعة ذرات هيدروجين وتكون جزيء الميثان يجب أن يكون هناك أربعة مجالات نصف ممتلئة يحوي كل مجال الكترون واحد .

هذا الكلام معقول إذاً المشكلة الآن هو لابد من توفر أربعة مجالات نصف ممتلئة بالالكترونات وهذا ممكن فبالامكان أن ينتقل الكترون من المجال 2S إلى المجال 2P لتتكون ذرة كربون مثارة بحيث تتوزع فيها الالكترونات كالتالي :


1S2 2S1 2Px1 2Py1 2Pz1

ولكن هذا التصور أيضاً غير صحيح فلو ارتبطت ذرة الكربون المثارة هذه بالهيدروجين فسيتكون فعلاً جزيء صيغته CH4 ولكن ستكون هناك رابطة واحدة مختلفة كما أن الزوايا الناتجة لن تكون 109.5 درجة بل ستكون 90درجة .


إذاً كيف ترتبط ذرة الكربون بالهيدروجين في الميثان ؟؟؟

الجواب عند نظرية التهجين التي تقول أنه لكي ترتبط ذرة الكربون بأربعة ذرات هيدروجين وتكون جزيء الميثان يجب أن يتوفر في ذرة الكربون أربعة مجالات متشابهة ونصف ممتلئة وتكون الزوايا بينها 109.5 درجة وهذايتأتى بدمج المجال S الموجود في مستوى الطاقة الثاني مع ثلاث مجالات من نوع P لتتكون أربعة مجالات جديدة من نوع SP3 بحيث تكون هذه المجالات الاربع في أركان هرم رباعي السطوح والزوايا بينها 109.5 درجة .

بحيث يكون التوزيع الالكتروني لذرة الكربون المشبعة كالتالي :
1S2 2( SP3)1 ( SP3)1 ( SP3)1 ( SP3)1



وبهذا التصور يتكون جزيء الميثان CH4 الذي يتخذ شكل هرم رباعي السطوح منتظم في الفراغ وتكون جميع الروابط الاربعة متشابهة والزوايا بينها 109.5 درجة وهذا ما أشارت إليه دراسات أشعة X التي اجريت على جزيء الميثان .

ثانياً : التهجين في ذرة الكربون غيرالمشبعة ( في الالكينات) .

في ذرة الكربون التي ترتبط برابطة ثنائية فإنه يتم دمج مجال من نوع S مع مجالين فقط من P ليتكون ثلاث مجالات من نوع SP2 ويظل مجال من نوع P خارج عملية التهجين وتكون هذه المجالات الثلاث في أركان مثلث متساوي الاضلاع والزوايا بينها 120 درجة .

وعند تكوين جزيء الايثيلين مثلاً فإن أحدهذه المجالات الثلاث من نوع SP2 تكون رابطة من نوع سيجما بينما يدخل المجال P الذي لم يشارك في عملية التهجين في تكوين الرابطة باي .

وبهذا يصبح التوزيع الالكتروني لذرة الكربون غير المشبعة في الالكينات كالتالي :
1S2 2( SP2) 1( SP2) 1( SP2) 1 Pz1

ثالثاً : التهجين في ذرة الكربون غيرالمشبعة ( في الالكاينات ) .

في ذرة الكربون التي ترتبط برابطة ثلاثية فإنه يتم دمج مجال من نوع Sمع مجال واحد فقط من نوع P ليتكون مجالين من نوع SP ويظل مجالين من نوع P خارج عملية التهجين وتكون هذين المجالين في شكل مستقيم والزاوية بينها 180 درجة .

وعند تكوين جزيء الاسيتلين مثلاً فإن أحد هذين المجالين من نوع SP تكون رابطة من نوع سيجما بينما يدخل المجالين P الذين لم يدخلا في عملية التهجين في تكوين رابطتين من نوع باي .

وبهذا يصبح التوزيع الالكتروني لذرة الكربون غير المشبعة في الالكاينات كالتالي :

1S2 2( SP )1( SP )1 Py1 Pz1

الذرة ومكوناتها
الذرة Atom

تتكون العناصر من وحـدات صغيرة الحجم إلى مـد كبير تسمى الذرات ، إن النقطة التي تضعها على أي حرف أبجدي تحوي عدداً هائلاً من الذرات يصعب على أي إنسان تخيلـه ، ولم يستطع العلماء الذين يدرسون الذرات ويجـرون الأبحاث أن يحصلوا على ذرة واحدة مستقلة، إن هذا الأمر مستحيل حتى الآن ، ولكن تجمع الذرات مع بعضها بأعداد هائلة جداً شيء معروف ، فقطع المعادن الصلبة وكميات العناصر السائلة والغازية هي تجمعات هائلة من الذرات ، من هذا يتضح لنا أن حجم الذرة اللامتناهي في الصغر يجعل إمكانية تخيلها أمـراً في غاية الصعوبة ، ومع ذلك فقد تمكن العلماء من اعتماد صورة مبسطة ومعبرة للذرة وذلك حسبما تجمع عندهم من معلومات ومعطيات .
أقسام الذرة ومكوناتها :
تتكون الذرة (كما يظهر في الشكل) من قسمين أساسيين :
النـواة : وهي صغيرة الحجم موجبة الشحنة وثقيلة الوزن بالنسبة لباقي مكونات الذرة .
المحيط الخارجي : وهو عبارة عن مجموعـة مستويات تتحـرك فيها الإلكترونات حول النواة بسرعة هائلة ، والمحيط الخارجي كبير الحجم مقارنة بالنواة وسالب الشحنة وخفيف الوزن, أي أن صفاته تعاكس صفات النواة. ويجب أن يذكر من الآن أننا عند الرسم على الورق لا نستطيع أن نراعي نسبة حجم النواة إلى حجم المحيط وهي 1 : 100000 .
ما الدقائق التي تتكون منها الذرة في النواة وفي مستويات المحيط الخارجي ؟ هذا ما ستعرفه الآن :
تحوي النواة نوعين من الدقائق هي :
البروتونات (Protons) : المقطع (Proto) يعني الأصل أو الأساس ، وهذا هو المكون الأولي للذرة والمسؤول عن خواصها ، والبروتونات دقائق تحمل شحنة موجبة (+) وثقيلة الوزن .
النيوترونات (Neutrons ) : هذه الدقيقة متعادلة ولا تحمل شحنة وهذا هو معنى كلمة نيوترون . النيوترونات هي اثقل دقائق الذرة وزنـاً فـوزن النيوترون اكبر بمقدار ضئيل من وزن البروتون .
أما مستويـات المحيط الخارجي فتتحرك فيها دقائق من نـوع ثالث هي الإلكترونات (Electrons) ومقطع (Electo ) معناه ( كهربائي ) ، والإلكترون دقيقة تحمل شحنة سالبة (-) معادلة بالضبط لشحنة البروتون الموجبة ، أما وزنه فهو خفيف جدا ويعادل1/1836 من وزن البروتون .
أيمكنك الآن أن تفسر لماذا تعتبر كتلة الذرة مركزة في نواتها ?
هل الإلكترون الموجود في ذرة الليثيوم يختلف عن الإلكترون الموجود في ذرتي الكربون والفسفور ؟
ما الفرق بين البروتون الموجود في ذرة الفوسفور والبروتون الموجود في ذرة الكربون ؟
بماذا يختلف نيوترون ذرة الكربون عن نيوترون ذرة الحديد؟
كم عدد بروتونات ذرة الليثيوم ؟ هل يتشابه مع عدد البروتونات في ذرتي الكربون والفوسفور؟
ماذا تستنتج من إجابتك على السؤال السابق؟
انظر إلى رسم ذرة الكربون , كم عدد البروتونات في نواتها؟ بعد ذلك انظر إلى جدولك الدوري وحدد موقع هذا العنصر , ما العدد الكبير المكتوب في المربع أسفل الرمز ؟ ما العلاقة بين هذا العدد وعدد بروتونات الكربون ؟
كرر الخطوة السابقة على عنصري الليثيوم والفسفور؟
يمكن القول إذن أن موقع العنصر في الجدول الدوري يحدده عدد ـــــــــ الموجودة في نواته.
بالاستعانة بجدولك الدوري حدد عدد البروتونات في نواة كل عنصر من العناصر التالية:
ح.................. ز................... و................... هـ................. د................... ج.................. ب.................. أ
الزئبق............ القصدير......... الخارصين.........المنغنيز..........الأرجون........ ..الكبريت.........النيون............الفلور
لقد اتفق علماء الكيمياء على إطلاق مصطلح " العدد الذري" على عدد الشحنات الموجبة ( البروتونات ) الموجودة في نواة ذرة العنصر , وهو نفس العدد الدال على المربع الذي يحتله العنصر في ـــــــــ.
من جدولك الدوري استخرج العدد الذري لكل عنصر مما يلي:
د................... ج.................. ب.................. أ
الكريبتون...... الحديد............ الكالسيوم...... النيتروجين
اعتماداً على ما سبق أكمل الفراغات في العبارات التالية:
تختلف العناصر عن بعضها في أعدادها الذرية , فلا يمكن أن يكون لعنصرين ــــــــــ نفسه.
تتحدد خواص العنصر الفيزيائية والكيميائية اعتماداً على عدد الشحنات ـــــــــــ الموجودة في نواته , أي على عدده الذري.
لا يمكن أن تتشابه ذرتان لعنصرين مختلفين في ـــــــــــ ـــــــــــ لكليهما.
لا يمكن أن يحتل عنصران مختلفان المربع نفسه في ــــــــــ ــــــــــــ.
اذكر أربع خواص فيزيائية يختلف فيها الحديد عن الزئبق.
بما أن البروتون والنيوترون أثقل بكثير من الإلكترون كما ذكرنا سابقا ، لذلك يمكن إهمال كتلة الإلكترون عند الحديث عن الكتلة الذرية .
وضع الكيميائيون مفهوما أسموه العدد الكتلي وهو عدد صحيح مجرد (ليس له وحدة) .
يمثل العدد الكتلي مجموع عدد البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة ذرة العنصرانظر إلى جدولك الدوري تجد في مربعات العناصر التالية :
البروم............ الحديد............ الألمنيوم

المصدر:-
http://www.schoolarabia.com/kemya/le...dad_althry.htm

الأحماض والقواعد


المقدمة :
الكيمياء الكهربائية هي أحد أفرع علم الكيمياء التي تدرس وتبحث في العلاقة بين الكهرباء والتفاعلات الكيميائية ( التي تسمى تفاعلات الأكسدة والإختزال الكيميائية ( . و من خلال الكيمياء الكهربية نتعرف على الاحماض و القواعد . من خلال هذا العرض سأتطرق لتريف الاحماض و القواعد و خصائص كلا منها .. و امثلة عليها .

العرض :
تم تعريف الاحماض و القواعد عدة تعريفات تنسب كلا منها الى قائلها . تعريف العالم الكيميائي Arrhenius :

تعريف :Bronsted-Lowry





خواص الأحماض :
1- تحتوي على الهيدروجين , ومذاقها حمضي .
2- تذوب في الماء وتتفكك إلى البرتونا ت.
3- يحول لون تباع الشمس الأزرق إلى الأحمر .
4- اذا أضيف إلى الخارصين يتصاعد غاز الهيدروجين .

5- خواص القواعد :
1- تذوب في الماء وتتفكك إلى أيونات وتعطى أيونات الهيدروكسيد
( -OH )
2- يحول لون ورق تباع الشمس الأحمر إلى الون الأزرق .
3- ملمسه صابوني ومذاقه مر .


أولاً: الأحماض المعدنية:
1- حمض الكبريتيك: الحمض النقي سائل زيتي القوام عديم اللون أما الحمض التجاري فأسمر اللون وكلاهما يمتص الماء بشراهة وتنطلق من اتحادهما حرارة شديدة ويستعمل هذا الحمض في الصناعة كثيراً كما في صناعة البطاريات.

2- حمض الهيدروكلوريك: الحمض النقي سائل عديم اللون سريع التطاير ولذلك تكثر معه الأعراض التنفسية الرئوية وعسر التنفس والإختناق وهو أقل سمية من حمض الكبريتيك.

3- حمض النيتريك: الحمض النقي أصفر أو عديم اللون سريع التطاير وتتصاعد منه أبخرة أكاسيد النيتروجين ذات الرائحة النفاذة الكاوية ولذلك تكون الأعراض التنفسية شديدة الظهور. ويستعمل حمض النيتريك في الصناعة وخاصة صناعة المفرقعات والأصباغ .

ثانياً القلويات:
مثل هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم وكربوتات البوتاسيوم وهى مواد صلبة متميهة تستعمل في الصناعة وخاصة صناعة الصابون والمنظفات وقد يحدث التسمم من إحداها عرضياً .

هيدروكسيد الأمونيوم (النشادر): تستعمل النشادر في الصناعة مثل صناعة الجليد وفي المنازل في التنظيف والتبييض وهي سائل عديم اللون وذو رائحة نفاذة خانقة وقد يؤدي انفجار أنابيب النشادر في المصانع أو انكسار زجاجتها في المختبرات إلي إطلاق كمية كبيرة من الغازات مؤدياً إلي تسمم الأشخاص الموجودين في المكان.


ثالثا الأحماض العضوية:
حمض الكربوليك(الفينيك): الحمض النقي مادة صلبة ذات بلورات بيضاء متميهه سهلة التطاير ذات رائحة نفاذة معروفة قليل الذوبان في الماء وسريع الذوبان في الكحول والجلسرين أما الحمض الخام الذي يستعمل في المنازل كمطهر لدورات المياه فهو سائل أسود اللون غليظ القوام زلق الملمس نفاذ الرائحة

حامض الأكساليك والأكسالات: يوجد الحمض وأملاحه علي هيئة بلورات بيضاء اللون تسبه سكر النبات وهي سهلة الذوبان في الماء وتستعمل في إزالة البقع وخاصة بقع الحبر كما تستعمل في صناعة الجلود والطباعة والتسمم بهذه الأملاح غالباً عرضي من جراء تناولها علي أنها مادة أخري مثل الملح الإنجليزي . والأثر الأكال للحمض غير شديد ولكن للحمض أثراً أهم إذ أنه بعد الامتصاص يرسب الكالسيوم من الدم مما يؤدي إلي شلل المراكز المخية وإلي اضطراب عضلة القلب وتوقفها بالإضافة إلي انسداد القنوات الكلوية من تراكم بلورات أكسالات الكالسيوم فيها.

حمض الأسيتيك (الخليك): حمض الأسيتيك النقي سائل عديم اللون ذو رائحة نفاذة مميزة يستعمل في صناعة الأصباغ وقد يستعمل في الطب والخل الذي يستعمل في المنازل هو محلول مخفف من الحمض التجاري.

حمض البوريك: وهو يستخدم كمطهر للبكتريا وفي النظافة العامة ويتم التسمم به عرضياً غالباً نظراً لتناوله بالخطأ وذلك عند استخدام الأنواع المركزة منه بدلاً من الأنواع المخففة التي تستخدم عادة كغسول للعين خاصة في الأطفال .

الخاتمة :
بعد ان تعرفنا على الأحماض و القواعد يمكننا تلخيص الموضوع في أسطر قليلة :
تعريف الأحماض ( حسب خواصها ) :
هي مواد تعطى عند تأينها في الماء بروتونات مائية ( +H) .
*أمثلة على الأحماض :
حمض الكلور HCl حمض الخل CH 3COOH

تعريف القواعد ( حسب خواصها ) :
هي مواد تعطى عند تفككها في الماء أيونات الهيدروكسيد (- OH)
أمثلة على القواعد :
هيدروكسيد الصوديوم Na OH هيدروكسيد البوتاسيوم KOH

من عجائب الذرات و الكترونات



لقد قفز العلم قفزته الكبرى في القرن الماضي فعلم أن المادة تتألف من أجزاء صغيرة هي الذرات و التي كان يحسبها أنها لا تتجزأ، لأنها أصغر شيء يمكن تصوره ، إن قطر الواحدة منها يقدر بخمسين مليون جزء من ( البوصة ) ووزنها يتراوح على اختلاف العناصر بين جزئين تقريباً و 395 جزء من (مليون مليار مليار جزء ) من الغرام .

و هذا الحجم يراه العلماء عظيماً بالنسبة لحجم الالكترونات و البروتونات التي تتألف منها الذرة ن و لكي يقربوا لنا تصور الفارق ضربوا مثلاً فقالوا إن الفرق بين حجم الذرة كلها و بين حجم الإلكترون الذي فيها هو كالفرق بين ذرة الغبار و هذه الغرفة التي يجلس الانسان فيها .

نعم غنهم عرفوا أن للذرة غلافاً تدور فيه نواة أو نويات كثيرة . أما الغلاف فهو مؤلف من الكترون ( electron ) واحد أو الكترونات كثيرة بحسب العناصر ن و أما النواة فتؤلف من بروتون (proton) واحد أو بروتونات كثيرة و من نوترون(neutro) واحد أو نوترونات كثيرة ن إلا في الهيدروجين فلا نوترون فيه .

نسال أنفسنا ما هي الالكترونات و النترونات و البروتونات ؟

الجواب : الالكترون عبارة عن وحدة كهربائية سالبة ن و البروتون عبارة عن وحدة كهربائية موجبة ،و النوترون عبارة عن وحدة كهربائية محايدة لا سالبة و لا موجبة .

و من عجائب هذا النظام و التنسيق أن عدد الالكترونات في مدار الذرة الخارجي (الذي سميناه غلافها ) يكون بعدد البروتونات في مدار الذرة الخارجي ( الذي سميناه غلافها ) يكون بعدد البوتونات التي في نواتها ن فإذا كان في نواتها بروتون واح كان في المدار الكترون واحد كما في الهيدروجين . و إذا كان في النواة بروتونان كان في المدار الكترونان و هكذا يتدرج العدد واحدا واحداً من اخف العناصر إلى اثقلها وزنا ذريا و هو الاورانيوم . و بهذا التعادل العجييب بين الالكترونات السالبة و البروتونات الموجبة تتعادل كهربائية الذرة ، أما النوترونات ( المحايد ) فإن عددها في النواة الرة قل أو كثر لا يتعادل مع عدد الالكترونات لأنها محايدة ن فتأمل بهذا التنسيق العجيب ...و أعجب من هذا و أعظم هو ذلك القانون الدوري الذي يتحكم في ترتيب الالكترونات في مدار الذرة بل مداراتها ، و يتحكم بالتالي في تأليف العناصر المختلفة و تركيبها ، تبعاً لترتيب الالكترنات و عددها . ذلك أنهم وجدوا هذا السطح بل امتلأت اسرته الثمانية فلم يعد يتسع لإلكترون آخر ن فإذا كان للعنصر 9 الكترونات اتخذ التاسع مركزاً له في مدار ثان من غلاف الذرة ن و هكذا حتى تمتلىء الأسرة الثمانية في المدار الثاني ثم في الثالث إلى النهاية ثمانية ثمانية .

وأعجب من هذا أن اتحاد العناصر ببعضها يتمشى على أساس هذا الترتيب الثماني في السطح تمشياً فيه الكثير من ( أدب الضيافة ) .

ذلك أن اتحاد العناصر إنما يحصل بين الكتروناتها ، فإذا كان عدد الكترونات العنصر المضيف في سطح الغلاف أقل من ثمانية أي كان عنده أسرة فارغة فإنه يستطيع بكل رحابة صدر أن يستقبل و يضيف في الأسرة الفارغة عنصراً آخراً ، بشرط أن تكون عدد الكترونات العنصر الضيف بقدر عدد الأسرة الفارغة عند العنصر المضيف .فالعنصر الذي في طبقته الخارجية ثمانية الكترونات لا يستطيع أن يستقبل أحدا في ضيافته ، و هو معذور أما الذي في طبقته الخارجية سبعة كهارب فإنه يستطيع الاتحاد بعنصر آخر في طبقته إلكترون واحد ، و الذي في طبقته الخارجية ستة الكترونات يتحد مع الذي في طبقته إلكترونان ، و هكذا .

و لما كان اختلاف العناصر في الكون الأصلية في الكون إنما هو باختلاف عدد الكتروناتها كما سبق البيان ، و متى عرف ( الوزن الذري ) لأي عنصر عرفت خواصه كلها ، فقد استطاع العالم الروسي ( مندليف ) أن يصنف العناصر بحسب وزنها الذري ، فوضع لها جدولاً في سلم صاعد متدرج ، و لكنه فوجيء بمثل ( الفراغ) الذري إلي فوجىء به علماء الفلك بين المريخ و المشتري كما تذكر يا حيران ، فوجد أن درجات السلم الدوري للعناصر تطرد بالتابع لا فراغ فيه إلا في ثلاثة عناصر ، فإما أن يكون هذا ( القانون الدوري ) غير مطرد و غير مطرداً فلابد حينئذ من وجود هذه العناصر الثلاثة المفقودة في نفس تلك الدرجات الفارغة.

و من العجيب أن مندليف الذي كان مؤمنا بصحة قانونه الدوري أخذ يؤكد ان العناصر الثلاثة المفقودة لابد من وجودها على الأرض ، بل أنه استطاع على أساس وزنها الذري الذي في الدرجات الفارغة أن يحدد كل الخواص الكيميائية التي لها كأنه يراها . و من المدهش حقاً أن مندليف أسعده الحظ أن يرى قبل موته في سنة 1907 صدق نبوءته العلمية ، فقد أكتشف العلماء العناصر المفقودة و كان لكل واحد منها نفس الوزن و كل الخواص الكيميائية التي تنبأ بها مندليف .

فهل يعقل أن يكون هذا النظام العجيب والترتيب الغريب في الذرة و في المجرة على حد سواء أثر من آثار المصادفة العمياء ...؟

الكيمياء العضوية

هى أحد فروع علم الكيمياء. وهى العلم الذى يدرس بناء, خواص, تركيب, تفاعلات, تحضير مركبات الكربون والهيدروجين, والتى يمكن ان تحتوى على أى عدد اخر من العناصر, مثل النيتروجين, الأكسجين, الهالوجينات, وأحيانا قليلة الفسفور, أو الكبريت. التعريف الأصلي للكيمياء العضوية تم إختياره بصورة خاطئة إعتمادا على أن هذه المركبات كانت دائما ما تنتمى بشكل أو بأخر للعمليات الحيوية فى الكائنات الحية. ولاحقا تم التعامل مع هذه المركبات التى تنتمى للعمليات الحيوية فى فرع من فروع الكيمياء العضوية يسمى الكيمياء الحيوية.

بينما تتعامل الكيمياء الغير عضوية بعيدا عن مركبات الكربون المعقدة, والتى لا تحتوى على روابط كربون-كربون (مثل أكسيدات الكربون, الأحماض, الأملاح, الكاربيدات, المعادن). وهذا بالطبع لا ينفى وجود مركبات عضوية غير معقدة لا تحتوى على روابط كربون-كربون (مثل الميثان ومشتقاته البسيطة).

ونظرا للخواص الفريدة للمركبات عديدة الكربون فإنه يوجد مدى بالغ الإتساع لإستخدامات المركبات العضوية. فمثلا تدخل المركبات العضوية كمكونات أساسية فى عديد من المنتجات (البويات, اللدائن, الطعام, المتفجرات, الأدوية, المنتجات البتروكيماوية, وعديد من المنتجات الأخرى) وبالطبع (بعديا عن بعض الإستثناءات البسيطة) فإنها تكون أساس كل العمليات الحيوية.

كما أن إختلاف أشكال ونشاط المستبدلات فى المركبات العضوية يؤدى لوجود وظائف وأشكال مختلفة لهذه المركبات, مثل حفز الإنزيمات فى التفاعلات الحيوية فى الأنظمة الحية. وهذه التفاعلات بشكل أو بأخر تعتبر المحور الذى تدور حوله أشكال الحياه.

ونظرا للخواص الفريدة للكربون, فإنه يعتقد أنه يمكن أن يوجد شكل من أشكال الحياة على النجوم الأخرى إعتمادا على الكربون, وذلك على الرغم من إحتمالية تغيير ذرة الكربون بذرة سيليكون والذى يقع أسفل الكربون فى الجدول الدوري.

كما تتضمن أيضا الكيمياء العضوية التصنيع الكايرالي, الكيمياء الخضراء, كيمياء الموجات الصغيرة, الفلورين, مطياف الموجات القصيرة.

طرق التعامل مع المواد المشعة

لقد اصبح الفحوصات الشعاعية اليوم من الضروريات الطبية التي لا يمكن الاستغناء عنها بحال من الأحوال في المجالات التشخيصية والعلاجية لكثير من الأمراض المستعصية فضلاً عن الحادة والبسيطة . ونتيجة لهذه التقنيات الحديثة في المجالات المتعددة زاد عدد المستخدمين للتطبيقات الشعاعية وتطورت تقنياته بشكل واسع .
ومع زيادة استخدامات التقنيات الشعاعية الحديثة المطرد زاد عدد المتعرضين للإشعاعات الطبية في المستشفيات والمراكز الطبية ، كما زادت الخلفية الإشعاعية في هذه الموقع حسب نوع المصادر المستخدمة وخواصها الفيزيائية والكيميائية . ولترجيح عامل الفائدة مقابل الضرر نشأت وتطورت تقنيات الوقاية من هذه الإشعاعات الضارة ووضعت أسس لحماية العاملين وعامة الناس من تلك الأخطار وتطورت أساليب المراقبة للمصادر المشعة وكذلك العاملين في مجالها .
المصادر المشعــــة
تنقسم المصادر المشعة الى قسمين : مصادر مغلقة ومصادر مفتوحة . فالمصادر المغلقة نعني بها الأجهزة المصدرة للأشعة عن طريق تحول الإلكترون الى فوتونات بعد التسارع والإصتدام بالهدف الموجود بأنبوبة الأشعة فتخرج الفوتونات على هيئة طاقة (الأشعة السينية) ، وهذه الفوتونات يجب تقليل كميتها الى أقل ما يمكن لتلافي الضرر الناتج منها للمريض أو المستخدم أو عامة الناس . من الاحتياطات الضرورية أثناء التشعيع تقليل مساحة التعرض الإشعاعي وتحديد المنطقة المطلوب تشعيعها بدقة متناهية ، ومنها ضبط العوامل الخاصة بالتشعيع (التصوير) وتحديد الجهد اللآزم وكذلك زمن التعرض ، ومنها كذلك استخدام الدروع الرصاصية الواقية للأعضاء الحساسة بالجسم مثل عدسة العين والأعضاء التناسلية ، ومنها ايضاً تلافي إعادة التشعيع أو الإكثار منه بدون تبرير . وهذا النوع من المصادر يعتبر الأقل ضرراً لأن التشعيع مربوط بدوائر كهربائية تتحكم بإنتاجها .
أما المصادر المفتوحة فنعني بها النظائر المشعة المعدة للتشخيص والعلاج على شكل مواد سائلة ، صلبة ، وغازية . ومن أمثلة النظائر السائلة التكنيشيوم والجاليوم ، ومن أمثلة النظائر الصلبة كبسولات اليود ، ومن أمثلة النظائر الغازية الزينون والكربتون .
الأشخاص المتعرضين للإشعاع
أولاً / الناقل وهو الشخص الوسيط بين المنشأة والقسم المستخدم ، ولابد أن يصرح له بنقل المواد المشعة حيث يكون على دراية بما يحمل ويعرف جميع الصفات الفيزيائية والكيميائية للمواد التي ينقلها وتحمل العلامات التعريفية والتحذيرية الخاصة بها وكذلك تحمل علامة الإشعاع .
ثانياً / المستخدم وهو القسم أو المعمل الذي يستخدم هذه النظائر المشعة لأغراض التطبيقات الطبية أو غيرها . وهنا يجب على المستخدم تحديد الكميات المطلوبة بدقة حسب الحاجة فقط وتجهيز أماكن التخزين المناسبة ومراعاة تعليمات السلامة في مثل هذه الأماكن .
ثالثاً / المستفيد وهو الشخص المحتاج لهذه المواد مثل المريض مثلاً وهنا يجب عدم تعريض المستفيد للمواد المشعة إلا بوجود فائدة وتبرير مثل وجود طلب من الطبيب المعالج ، وبعد الفحوصات هناك بعض الاحتياطات التي يجب مراعاتها بعد خروج المستفيد من المنشأة .
وعلى العامل في هذا المجال مراعاة بعض الإرشادات المهمة والتي منها :
الالتزام بقواعد وإجراءات الوقاية من الإشعاع .
تقليل تعرضه للإشعاع قدر الإمكان وأن يكون تعرضه ضمن الحدود المسموح بها .
الاستخدام الأمثل للمواد المشعة وكذلك لأجهزة الرصد الموجودة بالقسم .
التأكد من عدم تلوث اليدين والملابس قبل مغادرة الموقع الى الأماكن العامة .
في حالة الظروف الغير عادية يتم إبلاغ قسم الحماية من الإشعاع في الحال .
في حالة وجود أعراض زيادة الجرعة الإشعاعية أو الشك في ذلك يبلغ المسؤول الطبي فوراً .
عدم السماح بالأكل أو الشرب داخل معمل التحضير للمواد المشعة ( المعمل الحار ) .
غسل اليدين جيداً بالماء وذلك بعد كل استخدام للنظائر المشعة .
فصل النفايات المشع

بعد استخدام المواد المشعة في المعمل يبقى منها ما يسمى بالنفايات المشعة كأدوات الحقن وبقايا المواد المشعة التالية :
التأكد من أن كمية النفايات المشعة التي تخزن في أماكن العمل هي أقل ما يمكن تحقيقه عملياً .
توفير وتنظيم أوعية خاصة للنفايات المشعة ووضع علامات التعريف والتحذير عليها .
تنظيم سجلات خاصة بالنفايات المشعة التي توجد بالمعمل
تعبئة النماذج الخاصة بالمواد الواردة للمعمل والصادرة منه .
مراعاة الأساليب العلمية في حالة حدوث حالة تلوث إشعاعي.

raed88.jeeran.com/radioisotope.htm - 17k

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 )

http://mmsec.com/corr2.htm

النحاس



فلز ذو لون خاص به، بين الحمرة والبنية، أما منصهره، وصفائحه الرقاق جدا فيتميزان بلون أخضر في الضوء النافذ.
ويأتي النحاس في المجموعة الانتقالية رقم (11) من الجدول الدوري، ورقمه الذري (29)، ووزنه الذري (63.546)، ويبلغ وزنه النوعي (8.9). وينصهر النحاس عند درجة حرارة حوالي (1083) درجة مئوية، ويغلي عند درجة حرارة (2567) مئوية. هذا وتنخفض درجة انصهاره في الهواء، ويعزى أمر الانخفاض في درجة الانصهار إلى تكون أكسيد النحاسوز في المنصهر، نتيجة لاتحاد أكسجين الهواء بالنحاس المنصهر.
خصائص النحاس
النحاس قابل للطرق والسحب، ويتخلف في هذه الصفة عن الفضة والذهب فقط، ويفوق ما تبقى من الفلزات في هذه الميزة. ونظرا لجودة توصيل النحاس للكهربائية والحرارة، إضافة إلى قابليته للطرق والسحب، وكذلك اعتدال ثمنه بات النحاس أكثر العناصر شيوعا في استخدامات الآلات والمعدات على اختلاف أنواعها، وتعدد غاياتها.

تاريخ معدن النحاس

عرف الإنسان النحاس الفطري الذي يوجد في الطبيعة في قطع حمراء نقية مخلوطة بالصخور منذ أكثر من عشرة آلاف عام قبل الميلاد. وهذا النحاس يحتوي على فقاعات هوائية كثيرة ولا يصلح لصنع الأدوات منه. ولقد تغلب سكان حوض الرافدين على هذا العيب وزادوا من صلابة النحاس الفطري بالطرق عليه بالحجارة في الألف السابع قبل الميلاد. وبدأ استخدامه في الأغراض المعيشية منذ حوالي ستة آلاف عام قبل الميلاد. واعتبر هذا التاريخ بداية لعصر حضاري جديد في تاريخ البشرية.
ولقد تعلم الإنسان فن صهر الخامات قبل الألف السادسة قبل الميلاد، وشكلت بذلك الأدوات المعدنية بصب الفلز المصهور في قوالب مصنوعة من الحجر. وكان المصريون القدماء قد استخدموا النحاس في صنع أنابيب لتوصيل مياه الشرب، وأخرى لصرف المياه القذرة والفضلات من المنازل. فقد عثر الآثريون على ألف وثلاثمائة قدم من الأنابيب النحاسية في معبد هرم أبي صير (الأسرة الخامسة 2750-2625 ق.م). كما عثر على أنابيب مشابهة في آثار قصر كنوسوس بجزيرة كريت (1700-1400 ق.م.).
وبمعرفة الإنسان طرق استخلاص النحاس وغيره من الفلزات من خاماتها ظهرت حرف ومهن جديدة. وظهرت طبقة أصحاب المناجم وصهر الخامات والنحاسين. وفي عصر الحضارة الإسلامية، استخدم النحاس في صناعة العملات كما استخدم أيضا في صناعة أواني الطعام وأوعية السوائل وأدوات الزينة. ولوقت ما، استخدم النحاس على مدى واسع في طلاء قاع السفن الخشبية حتى لا تتعرض للتلف. وكذلك استخدم في صنعة اللحام لمعدن الحديد .
ويذكر البيروني من علماء القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي صفة استخدام النحاس كلحام للحديد فيقول في كتابه الجماهر: 'لما كان النحاس لحام الحديد قال ذو القرنين 'آتوني زبر الحديد حتى إذا ساوى بين الصدفين قال انفخوا حتى إذا جعله نارا قال ائتوني أفرغ عليه قطرا'.
ويستنكر البيروني استعمال النحاس في النقود والدراهم، وأن بعض دراهم النحاس قد تساوي دراهم الفضة، فيقول إن من مكادة الدهر مساواة القطرفية دراهم الفضة في السعر، وإربائها أحيانا عليها، وليست القطرفيات مضروبة من نحاس خلط فيها.
ويشير البيروني إلى قيمة أحد خامات النحاس فيقول 'وبزوريان معدن يعرف (بناوكردم) ـ وتعني قناة العقارب ـ' لما فيه من العقارب القتالة يخلص ذهبه أحيانا، ويخلط مع الناس أحيانا، وربما وجدا فيه متمايزين، لكن ذلك النحاس لا يخلو من ذهب فيه، ويخلص منه بالإحراق من كل منا دانق (0, 5 جرام) إلا أن قيمته، لما لم تفضل عن المنفعة ترك، ولم يتعرض له، ثم ليس لذلك النحاس المتروك ذهبه، مزية على غيره في شيء منه '.
ولقد ثبت حديثا أن الخام الرئيسي للنحاس هو الكبريتيد المزدوج مع الحديد. أما الخامات الأخرى فهي كبريتيد النحاسوز، وكبريتيد النحاسيك، وأكسيد النحاسيك. ومن خامات النحاس الحجر الأخضر وهو المستعمل في الزينة.
ويستخرج النحاس عرضا عند تعدين المعادن الأخرى. وهو يدخل في عدد من السبائك المفيدة، والمستعملة على نطاق واسع، وتتفاوت نسبه في هذه السبائك تفاوتا كبيرا. فالشبهان يتألف أساسا من النحاس والخارصين بنسب مختلفة تعتمد على نوع الشبهان المطلوب، والبرنجات تتألف من سبيكة نحاسية يدخل في تركيبها القصدير. وتستعمل سبائك النحاس والنيكل معا حيث يراد للسبيكة مقاومة التآكل.

استخدامات النحاس
عبر التاريخ المدون، استخدم النحاس في صناعة العملات كما استخدم أيضا في صناعة أواني الطعام وأوعية السوائل وأدوات الزينة. ولوقت ما، استخدم النحاس على مدى واسع في طلاء قاع السفن الخشبية حتى لا تتعرض للتلف.
كما استخدام النحاس بكثرة في خطوط وكابلات الكهرباء الخارجية وفي شبكات الأسلاك داخل البيوت وخيوط اللمبات والآلات الكهربائية مثل المولدات والمحركات وآلات ضبط السرعة والآلات المغناطيسية الكهربائية ومعدات الاتصال. كما استخدم أيضا في صناعة المرسبات الطباعية الكهربائية. وتستخدم كميات كبيرة من النحاس في صناعة الحرير الصناعي.
كما يستخدم النحاس أيضا في صناعة العديد من الأصباغ وفي صناعة المبيدات الحشرية والمواد المبيدة للفطريات على الرغم من أنه يستبدل بالمواد الكيميائية العضوية الاصطناعية للوفاء بهذه الأغراض.

المحاليل

تعريف المحلول المنظّم : هي محاليل تتغيّر قيمة الرقم الهيدروجيني لها تغيراً طفيفاً عند
إضافة حمض أو قاعدة إليها بكميات قليلة.
(أي أنها تقاوم التغيرات في قيمة PH لها عند إضافة حمض أو قاعدة إليها ).
ممّ يتكوّن المحلول المنظّم : يتكوّن من :
1- ح مض ضعيف وقاعدته المرافقة (ملح الحمض)
أو
2- قاعدة ضعيفة وحمضها المرافق (ملح القاعدة)
أمثلة لمحاليل منظمّة :
(CH3COOH ،CH3COO-) (NH3 ، NH4Cl) (HCN ، NaCN)
(HNO2 ، KNO2) (H2CO3 ، NaHCO3) (HClO ،ClO-)
سؤال :
أي المحاليل التالية تصلح كمحلول منظّم :
(HNO3 ، KNO3) (KHSO4 ، H2SO4) (HClO4 ، KClO4)
(HCN ، NaCN) (NaHCO3 ، Na2CO3)
كيف يعمل المحلول المنظم ؟
لندرس أولاً محلولاً منظماً مكوّن من حمض ضعيف وقاعدته المرافقة (مِلْحُه الصوديومي أو البوتاسي)
مثال :
إذا كان لديك وعاء يحتوي حمض الإيثانويك وملح إيثانوات الصوديوم فهذا يعني أن لدينا محلولاً منظماً (من الحمض الضعيف وملحه).

المحلول المنظم
معادلة تأين الحمض: CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+I
معادلة تأين القاعدة: CH3COO-Na+ ® CH3COO- + Na+i
الحالة الأولى : دراسة أثر إضافة حمض HCl إلى المحلول المنظم :
1- إضافة HCl يعني إضافة H+ وبالتالي زيادة تركيز +H3O في المحلول
فيختل الاتزان.
2- وفقاً لمبدأ لونشاتلييه سينزاح التفاعل (1) نحو اليسار بتفاعل +H3O الزائدة
معCH3COO– .
3- نتيجة انزياح التفاعل (1) نحو اليسار سيزول تقريباً أثر الزيادة في تركيز
+H3O الناتجة من إضافة الحمض HCl وبالتالي تبقى قيمة PH للمحلول ثابتة تقريباً.
الحالة الثانية : دراسة أثر إضافة قاعدة NaOH إلى المحلول المنظم :
1- إضافة قاعدة NaOH يعني إضافة OH- والتي تتفاعل مع +H3O في
المحلول فيختل الاتزان.
2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه سينزاح التفاعل (1) نحو اليمين بتفكك المزيد من
CH3COOH فيتم تعويض النقص في +H3O فيبقى تركيزها ثابتاً تقريباً،
وبالتالي تبقى قيمة PH للمحلول ثابتة تقريباً.
والآن لندرس محلولاً منظماً مكوّن من قاعدة ضعيفة وحمضها المرافق (مِلحُه):
مثال : إذا كان لديك وعاء يحتوي على NH3 وملح NH4Cl. وهذا يعني أن لدينا
محلولاً منظماً (من القاعدة الضعيفة وملحه).
المحلول المنظم:
NH3 + H2O  NH4+ + OH-i
NH4Cl  NH4+ + Cl-I
الحالة الأولى: دراسة أثر إضافة حمض HCl إلى المحلول المنظم :
1- إضافة حمض HCl تعني إضافة H+ والتي ستتفاعل مع OH- فيختل الاتزان
في التفاعل (1).
2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه، سينزاح التفاعل (1) نحو اليمين بتأين المزيد من NH3 ،
لتعويض النقص في OH- فيبقى تركيز OH- ثابتاً تقريباً وبالتالي قيمة PH
ثابتة تقريباً.
الحالة الثانية : دراسة أثر إضافة قاعدة NaOH إلى المحلول المنظم :
1- إضافة NaOH تعني إضافة OH- وهذا يعني زيادة في تركيز OH- في المحلول
فيختل الاتزان.
2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه ، سينزاح التفاعل (1) نحو اليسار للتخلص من OH- الزائدة
من إضافة القاعدة. وبالتالي تبقى قيمة PH ثابتة تقريباً.

ملحوظة من المثالين السابقين :
1- أن المحلول المنظم يتكوّن من حمض ضعيف وملحه أو قاعدة ضعيفة وملحها.
2- المحلول المنظم يقاوم التغير في قيمة PH عند إضافة حمض أو قاعدة لهذا
المحلول بكميات قليلة
أهمية المحلول المنظم :
يتطلب الكثير من العمليات الكيمائية والحيوية أن لا تتغير قيمة PH لوسط التفاعل كثيراً.
بل تبقى قريبة من قيمة معينة. ومثال ذلك أن الدم في جسم الإنسان لا يمكن أن يقوم
بوظيفة نقل الأكسجين إلى الخلايا إلاّ أن تكون قيمة PHه = ه7.4 وللمحاليل المنظمة
أهمية فمثلاً :
أ- أن الأنزيمات تحتاج لوسط تكون فيه قيمة PH ثابتة تقريباً لتعمل بنشاط.
ب- معالجة التربة لنمو المحاصيل المختلفة.

سؤال :
ما الآثار الناجمة عن تَغيّر قيمة PH لدم الإنسان من (7.4) إلى (7.8) أو نقصانها إلى
(7).

والآن لا بد وأن نعرف عمل المحاليل المنظمة بصورة كميّة (حسابياً).
مثال :
احسب قيمة PH لكل مما يلي :
1- محلول منظم مكوّن من حمض الميثانويك HCOOH تركيز (0.5 مول/لتر) وميثانوات الصوديوم HCOONa تركيزه (0.7 مول/لتر). علماً بأن Ka HCOOH ه= ه1.7 × 10-4
2- كم تصبح قيمة PH للمحلول السابق عند إضافة 0.1 مول من HCl إلى لتر واحد منه ؟
جواب :
1- لحساب قيمة PH للمحلول المنظم :
HCOOH + H2O D H3O+ +HCOO -I
ه0.5 صفر صفر :بداية التفاعل
س - س + س + :مقدار التغير
( ه0.5 - س ) س س :عند الاتزان

HCOONa  Na+ + HCOO-I
ه0.7 صفر صفر
بداية التفاعل
صفر ه0.7 ه0.7 :مقدار التغير

والآن نأخذ بعين الاعتبار :
ه0.5 + س = [HCOO H]
8 تهمل لصغرها فيصبح التركيز تقريباً 0.5 مول / لتر
[H3O+] = س ومصدره ما تفكك من الحمض.
[-HCOOH] = ه 0.7 + س
8 تهمل لصغرها لأن مصدرها الحمض الضعيف فيصبح
التركيز تقريباً 0.7 مول / لتر
وبالتعويض في Ka:

س = [ H3O+i] = ه 1.2 × 10-4 مول / لتر
إذاً قيمة PH = - لو [ H3O+i] ه= - لو 1.2 × 10-4 = 3.85
وهذه هي قيمة PH للمحلول المنظم قبل إضافة الحمض HCl.



المصدر:-
http://www.schoolarabia.com/kemya/le...t/mahalil3.htm

الصابون وانواعه

فقاعة صابون ملونة

مادة تستخدم في التنظيف وهو مادة مطهرة تصنع من الدهون الحيوانية والنباتية والزيوت والشحوم، ومن الناحية الكيميائية، يصنع الصابون من ملح صوديوم أو بوتاسيوم أحد الأحماض الدهنية ويتشكل من خلال التفاعل بين كل من الدهون والزيوت والقلويات.
تاريخ صناعة الصابون
يرجع استخدام العديد من مواد الصابون والمنظفات إلى العصور السحيقة. ففي القرن الأول الميلادي تعرض المؤرخ الروماني بلايني الكبير لوصف أنواع مختلفة من الصابون الذي يحتوي على أصباغ وقد كانت النساء تستعمله في تنظيف شعورهن وإضفاء ألوان براقة عليه.
وقد عرف المسلمون الصابون منذ القرن الأول الهجري / السابع الميلادي أدخلوا عليه تطويرات عديدة، كما تعددت أنواعه واستخداماته في تنظيف الثياب، وغسل الأواني، والاستحمام، إذ كان الصابون مادة أساسية في الحمامات العامة التي انتشرت عبر أرجاء الدولة الإسلامية. وقد ساهم علماء الكيمياء على تحسين نوعيات الصابون بشكل كبير، ففي القرن الثامن الهجري / الرابع عشر الميلادي جاء على لسان الجلدكي في كتابه رتبة الحكيم : "الصابون مصنوع من بعض المياه الحادة المتخذة من القلي والجير، والماء الحاد يهرئ الثوب، فاحتالوا على ذلك بأن مزجوا الماء الحاد بالدهن الذي هو الزيت، وعقدوا منه الصابون الذي ينقي الثوب ويدفع ضرر الماء الحاد عن الثوب وعن الأيدي".
وقد كانت صناعة الصابون من الأمور الشائعة في أسبانيا وإيطاليا أثناء القرن الثامن الميلادي. وبحلول القرن الثالث عشر، عندما انتقلت صناعة الصابون من إيطاليا إلى فرنسا، كان الصابون يصنع من شحوم الماعز بينما كان يتم الحصول على القلويات من شجر الزان. وبعد التجربة، توصل الفرنسيون إلى وسيلة لصناعة الصابون من زيت الزيتون بدلا من دهون الحيوانات وبحلول عام 905هـ / 1500 م، أدخلوا هذا الاختراع إلى إنجلترا. وقد نمت هذه الصناعة في إنجلترا نموا سريعا وفي عام 1031هـ / 1622 م، منح الملك جيمس الأول امتيازات خاصة لها. وفي عام 1197هـ / 1783 قام الكيميائي السويدي كارل ويلهيلم شيل مصادفة بتقليد التفاعل المذكور أدناه والمستخدم حاليا في صناعة الصابون حيث تفاعل زيت الزيتون المغلي مع أكسيد الرصاص فنتج عن ذلك مادة ذات رائحة جميلة أطلق عليها إيسوس وتعرف حاليا باسم الجليسرين.
وهذا الاكتشاف الذي توصل إليه شيل جعل الكيميائي الفرنسي ميشيل أوجين شيفرول (1786- 1889م) يفحص الطبيعة الكيميائية للدهون والزيوت المستخدمة في صناعة الصابون، وقد اكتشف شيفرول أخيرا في عام 1238هـ / 1823 م أن الدهون البسيطة لا تتفاعل مع القلويات لتكوين الصابون ولكنها تتحلل أولا لتكوين أحماض دهنية وجليسرين. وفي الوقت ذاته، حدثت ثورة في صناعة الصابون عام 1205هـ / 1791 م عندما توصل الكيميائي الفرنسي نيكولاس ليبلانك 1155هـ-1742م / 1221 هـ -1806م إلى طريقة للحصول على كربونات الصوديوم أو الصودا من الملح العادي.
وفي المستعمرات الأمريكية الأولى، كان الصابون يصنع من دهون الحيوانات المذابة وكان ذلك يتم في المنازل فقط ولكن بحلول عام 1111هـ / 1700 م. كان مصدر الدخل الرئيسي للعديد من المناطق يتأتى من تصدير الدهون والمكونات المستخدمة في صناعة الصابون.
صناعة الصابون حديثا
إن الزيوت والدهون المستخدمة عبارة عن مركبات للجليسرين وحمض دهني مثل الحامض النخيلي أو الحامض الإستياري. وعندما تعالج هذه المركبات بسائل قلوي مذاب مثل هيدروكسيد الصوديوم في عملية يطلق عليها التصبين، فإنها تتحلل مكونة الجليسرين وملح صوديوم الحمض الدهني. على سبيل المثال، فإن حمض البلمتين الذي يعتبر الملح العضوي للجليسرين والحمض النخيلي ينتج بلميتات الصوديوم والجليسرين عند التصبين. ويتم الحصول على الأحماض الدهنية اللازمة لصناعة الصابون من الشحوم والدهون وزيت السمك والزيوت النباتية مثل زيت جوز الهند وزيت الزيتون وزيت النخيل وزيت فول الصويا وزيت الذرة.
أما الصابون الصلب فيصنع من الزيوت والدهون التي تحتوي على نسبة عالية من الأحماض المشبعة التي تصبن مع هيدروكسيد الصوديوم. أما الصابون اللين فهو عبارة عن صابون شبه سائل يصنع من زيت بذر الكتان وزيت بذر القطن وزيت السمك والتي تصبن مع هيدروكسيد البوتاسيوم. وبالنسبة للشحوم التي تستخدم في صناعة الصابون فتتدرج من أرخص الأنواع التي يحصل عليها من القمامة وتستخدم في صناعة الأنواع الرخيصة من الصابون وأفضل الأنواع المأكولة من الشحوم والتي تستخدم في صناعة صابون التواليت الفاخر. وتنتج الشحوم وحدها صابونا صل با جدا بحيث أنه غير قابل للذوبان ليعطي رغوة كافية ومن ثم فإنه يخلط عادة بزيت جوز الهند.
أما زيت جوز الهند وحده فينتج صابونا صلبا غير قابل للذوبان بحيث أنه لا يستخدم في المياه العذبة، إلا أنه يرغي في المياه المالحة وبالتالي يستخدم كصابون بحري. ويحتوي الصابون الشفاف عادة على زيت خروع وزيت جوز هند عالي الجودة وشحوم. أما صابون التواليت الفاخر فيصنع من زيت زيتون عالي الجودة ويعرف باسم الصابون القشتالي. وبالنسبة لصابون الحلاقة، فهو صابون لين يحتوي على بوتاسيوم وصوديوم وكذا الحمض الإستياري الذي يعطي رغوة دائمة. أما كريم الحلاقة فهو عبارة عن معجون يحتوي على خليط من صابون الحلاقة وزيت جوز الهند
بحيرة الصابون
بحيرة الصابون تزيل آلام زوارها بالطين
يعتقد كثيرون ان بحيرة الصابون الموجودة في ولاية واشنطن الامريكية والغنية بالفلزات المعدنية والمغطاة بالطين الأسود يمكن ان تشفي من امراض وآلام كثيرة مثل الروماتيزم ومرض المفاصل والصدفية. ولذلك يتجمع الكثير من الناس في فصل الصيف حولها خاصة المهاجرين من الاتحاد السوفييتي السابق.
ويأتي المهاجرون الروس الى البحيرة في أي يوم من الاسبوع، وتضع العجائز الروسيات الطين على مفاصل أرجلهن وأيديهن، ويقول فالنتين يندينوف وهو يجلس على الشاطئ الغربي للبحيرة المفصول عن الشاطئ الشرقي 85 من المائة من زوار هذا الشاطئ من الروس”.
ونظراً لكثرة المواد الكيماوية الموجودة في البحيرة كانت مكانا مناسبا لمن يبحثون عن علاج طبيعي، كما ان طينها الذي تصدر منه رائحة أشبه برائحة البيض الفاسد كان ملاذا للاشخاص الذين يرغبون في السفر الى مسافات بعيدة، لتجريب تأثيرها الصحي الاسطوري.
وتروي الاساطير ان الهنود الحمر كانوا يرسلون مرضاهم الى البحيرة التي أطلقوا عليها اسم “الارواح العظيمة” او الماء الشافي، وكان رعاة البقر يأتون اليها في ايام خاصة، وفي أواخر القرن العشرين جاء المهاجرون من أوروبا الشرقية وارتبطوا روحيا بالبحيرة.
وكان نيدينوف مهندس بناء في روسيا، واشترى بيتا بالقرب من البحيرة لتجد عائلته مكانا تنام فيه عندما تأتي اليها ويقول ان السباحة في البحيرة ساعدته على التخلص من ألم الظهر ويؤكد على ثقته في قدرة مياه البحيرة على العلاج قائلا: “ليس هناك شيء مثل هذه البحيرة انها معجزة إلهية”.
وتحوي البحيرة البالغ طولها حوالي 312 كم صابوناً بدائياً من الملح والصودا والبوتاسيوم والكبريت والأزوت والفلورايد والكالسيوم والحديد والنحاس والليثيوم والثيتلينوم وكل منها بمعدل معين ودرس العلماء قاع البحيرة للحصول على معرفة افضل حول ما يمكن ان تكون عليه تربة الكواكب الاخرى.
ويقول يوجينيس ليميسيو الاستاذ في جامعة سياتل، ورئيس قسم الدراسات الاوكرانية في جامعة واشنطن: لست مستغربا بتاتا ان تذهب الناس الى بحيرة الصابون عندما يعرفون انها تحوي مواد خاصة في طينها ومائها”.
ويقدر ليميسيو ان تعداد الاوكرانيين في ولاية واشنطن يصل الى 30 الف شخص معظمهم في مدينة كسكادز وهناك البعض في مدن اخرى مثل موسيزليك وتشير تقديرات القنصلية الروسية الى ان هناك40 الف شخص يتحدثون الروسية يعيشون في ولاية واشنطن. ويقول ليميسيو ان الطب الطبيعي باستخدام الاعشاب والاملاح رائج في مناطق كثيرة مثل أوكرانيا. (كي. آر. تي)

انواع الصابون


هناك عدة انواع من الصابون الذي يلائم الجلد والبشرة . وهذه الأنواع الموجودة في الأسواق هي :-

الصابونة الدهنية(oilated soap):-
وهي مكونه من بعض المواد الدهنية كالغليسرين والكريم المنعش , وتستعمل للجلد الجاف وعادة توصف للأشخاص المسنين أو الذين يعانون من نشاف الجلد الصابونة الجافة (Drying soap):-
وهي التي تنشف الجلد ,أي تستعمل للجلد الدهني وهذا النوع يستعمل عادةً لعلاج حب الشباب.

الصابونة المعقمة (Anti Bacteria soap):-
هي التي تحتوي على مواد مضادة للميكروبات وخاصة البكتريا ، وهذا النوع يوصف في حالات خاصة مثل الإتهابات الجلديه.

الصابون القطراني:-
وهو مكون في جزء منه من القطران ويستعمل لأمراض جلديه مثل الصدفيه.

الصابون الخالي من المواد الكيماوية:-
وهو خالي من المواد التي تثير الجلد وهو يوصف عادة للجلد الحساس وهو مصنوع بطريقة خاصه ادت إلى سحب "الاسرز" منه، وكذلك المواد الكيماوية.
الصابون.. البدايات الأولى والتحول لتجارة رائجة
ما من مكان يخلو من نوع ما من انواع الصابون هذا المنظف العجيب لكل شيء تقريباً. المنازل والفنادق والمطاعم والمقاهي والمكاتب،
اماكن لا تخلو من هذه المادة. الصابون ينظف الاجساد والملابس والاواني والارضيات والسيارات وكل ما قد يخطر على بال الانسان. ولكن ما هي حكاية هذا الصابون؟ تعود جذور تنظيف الاجساد الى عصور ما قبل التاريخ ولان الماء عنصر حيوي في حياة الانسان، فقد سكن اجدادنا الاوائل على ضفاف الانهار ومجاري المياه، وكانوا بفطرتهم يعرفون شيئا عن خصائص الماء في النظافة، فقد كان هذا العنصر يزيل الطين والرمل عن اجسادهم على الاقل.
وتم العثور على أول الخيوط التي تقود لصناعة الصابون خلال عملية تنقيب في آثار بابل القديمة حيث عثرت بعثة التنقيب على اسطوانات من الفخار عليها كتابات تعود الى العام 2500 قبل الميلاد تقول ان الشحوم كانت تغلي مع الرماد لصناعة الصابون ولم يتم العثور على ما يشير الى الغرض من الصابون.
وتؤكد الوثائق التاريخية ان قدماء المصريين كانوا يستحمون بانتظام، وتم العثور على وثيقة علمية يعود تاريخها الى العام 1500 قبل الميلاد تتحدث عن صناعة مادة بعد خلط شحوم الحيوانات وزيوت الخضروات والاملاح تستخدم في معالجة الامراض الجلدية وفي الغسيل ايضا، وتم في مرحلة تاريخية لاحقة ربط النظافة بالصحة والنقاء الديني.
وكان اليونانيون الاوائل يغسلون اجسادهم لاسباب جمالية، ومن الواضح انهم لم يستخدموا الصابون وكانوا بدلا عن ذلك ينظفون اجسادهم بقطع من الطين والرمال ثم يدهنونها بالزيت ثم يزيلونه مع الاوساخ بلوحات معدنية اطلقوا عليها «ستريجيل» وكانوا يمزجون الزيت بالرماد ايضا، إلا انهم كانوا يغسلون الملابس على ضفاف مجاري المياه والينابيع بدون استخدام الصابون.
وتقول الاساطير ان هذه المادة المنظفة اكتسبت اسم «الصابون» بسبب اسطورة رومانية قديمة تقول انه مشتق من اسم جبل سابو، حيث كانت الحيوانات تقدم كأضحيات، وذات يوم انهمر المطر وجرف خليطاً من شحوم الحيوانات الذائبة ورماد حطب نحو الارض الطينية على ضفاف نهر التيبر، وجدت النسوة ان خليط الطين الذي استخدمنه في غسل الملابس قد اضاف اليها المزيد من اللمعان، وهكذا اطلقن على هذه المادة اسم «صابون».
ومع تقدم الحضارة الرومانية تطورت اساليب الاستحمام، وشيد الرومانيون اول حمام حوالي العام 312 قبل الميلاد، وتوالى انشاء الحمامات الرومانية التي تميزت بالفخامة وتحول الاستحمام الى عادة يومية يمارسها الجميع. وبحلول القرن الثاني بعد الميلاد نصح جالين الطبيب اليوناني باستخدام الصابون كمادة علاجية ومنظف ايضا.
وبعد انهيار روما العام 467 بعد الميلاد وما تبعه من تراجع في عادات الاستحمام، احست الدول الاوروبية بالتأثير الفعال للقذارة على الصحة العامة. وساعد تراجع هذه العادات وما احدثه من اوضاع غير صحية في تفشي مرض الطاعون خلال العصور الوسطى، وخاصة فيما كان يعرف بالموت الاسود خلال القرن الرابع عشر. ولم تستعد تلك العادات صحوتها الا في بداية القرن السابع عشر. ومع ذلك فقد ظل الاستحمام والنظافة الشخصية عادة يومية مهمة في بعض الدول خلال القرون الوسطى.
ولم يتحول الصابون الى صناعة حقيقية في أوروبا الا في القرن السابع، حيث قام اصحاب المصانع بتشكيل اتحاد لحماية اسرارهم التجارية. وكان هؤلاء يخلطون شحوم الحيوانات والخضروات مع رماد بعض النباتات والعطور. وبمرور الوقت بدأت انواع اخرى من الصابون مثل معجون الحلاقة والشامبوهات وصابون غسل الملابس تأخذ حيزا واسعا في حياة الانسان.
وبرزت صناعة قوية للصابون في ايطاليا واسبانيا وفرنسا نتيجة لثرائها بالمواد الخام مثل زيت الزيتون. ولم يعرف الانجليز هذه الصناعة الا خلال القرن الثاني عشر. وتحولت التجارة في الصابون الى نشاط اقتصادي حيوي للدرجة التي منح فيها الملك جيمس الاول احتكارا لمصنع صابون مقابل مئة ألف جنيه استرليني في السنة الواحدة العام 1622. كم يساوي هذا المبلغ الخرافي في يومنا هذا.
وشهد العام 1791 تطورا مهما في صناعة الصابون لاغراض تجارية حيث ابتكر نيكولاس ليبلانك الكيميائي الفرنسي الاشهر آنذاك وسيلة لصناعة رماد الصودا او الصوديوم كاريونيت من ملح الطعام. ويستخرج هذا الرماد من الرماد المخلوط بالشحوم لصناعة الصابون. وتحولت صناعة الصابون منذ ذلك التاريخ تحولا جذريا، اذ اكتشف بعدها مايكل ايوجين، وهو كيميائي فرنسي ايضا العلاقة الكيميائية بين الشحوم والجلسرين والمواد الاسيدية الشحمية وهكذا اسس هذا العالم لكيمياء الشحوم والصابون.
وتوالت الابتكارات التي اعتمدت على هذين الاكتشافين وابتكرت صناعة الصابون اشكالا جديدة وأسماء جديدة وروائح جديدة لهذه المادة المنظفة، وظهر الصابون السائل وصابون البودرة وصابون تنظيف الاواني وأنواع جديدة للغسالات الاتوماتيكية وتحول الصابون الى مادة لا يمكن لأي انسان ان يستغنى عنها.
مأمون الباقر
________________________________________
http://www.albayan.co.ae/albayan/2002/08/20/mnw/6.htm
</TITLE> <script> </script> <title>
http://rowad.al-islam.com/rowad/?act...oot=1&from=doc

الروابط الكيميائية وأنواعها

Chemical Equation تعريف بالمعادلة الكيميائية
المعادلة الكيميائية هي : تعبير موجز للتفاعل الكيميائي وصفاً وكماً ، وهنا وضعت مثالاً للمعادلة الكيميائية
2Na + Cl2 ===>>2NaCl
كما ترى هنا أنه يوجد سهم ، وهذا السهم يدل على اتجاه سير التفاعل الكيميائي ، وكذلك ترى رموز العناصر
C + O2 ===>> CO2
وكما ترى هنا أنه يوجد فوق سهم اتجاه سير التفاعل مثلث ، وهذا المثلث يدل على أن هذا التفاعل يتم بالتسخين ، وكذلك ترى أنه يوجد سهم في النهاية متجه إلى الأعلى وهذا يدل على أن المركب الناتج أصبح غاز يرتفع في الهواء
AgNO3 + NaCl ===>> AgCl + NaNO3
في هذه المعادلة تجد سهم متجه إلى الأسفل وهذا يدل على أن المركب كلوريد الفضة أصبح مركب راسب
ملاحظة مهمة : في بعض الأحيان يكتب فوق سهم اتجاه سير المعادلة الكيميائية بعض الكلمات والأرقام التي تدل على درجة الحرارة أو العامل المساعد لعملية التفاعل مثل الكهرباء وغيرها وسوف تشاهد أمثلة لاحقاً إنشاء الله
أنواع التفاعلات الكيميائية
: إن أهم أنواع التفاعلات الكيميائية هي
أولاً : تفاعلات الاتحاد المباشر
( ثانياً : تفاعلات الانحلال ( التفكك
( ثالثاً : تفاعلات الإحلال ( الإزاحة
والآن سوف تتعرف على أنواع تفاعلات كل نوع من الأنواع السابقة
أولاً : تفاعلات الاتحاد المباشر
: تفاعلات الإتحاد المباشر هي تفاعلات تحدث بين مادتين أو أكثر فتتحد لتكون مركب جديد ، وتنقسم تفاعلات الاتحاد المباشر إلى
أ - اتحاد عنصر مع عنصر
هنا يتحد عنصر مع عنصر آخر ليكونان مركب ، فمثلاً هنا وضعنا معادلة لتفاعل المغنسيوم مع الأكسجين
لكي نكتب المعادلة علينا اتباع التالي
أولاً : نكتب رمز العنصر الأول ثم نضع علامة الجمع ثم نكتب رمز العنصر الثاني
ثانياً : نرسم سهم باتجاه سير المعادلة ونضع فوقه شروط المعادلة من حرارة وكهرباء أو أي شيء آخر
ثالثاً : نكتب المركب بالاستعانة بالتكافؤات وتبديلها كما تعلمت في الدرس السابق
والآن لنطبق القاعدة
Mg + O2===>> MgO
المعادلة السابقة غير موزونة بمعنى أن عدد ذرات المواد الداخلة في التفاعل لاتساوي عدد ذرات المواد الناتجة من التفاعل
ولكي نجعل المعادلة موزونة علينا اتباع التالي
أولاً : نشاهد عدد ذرات العنصر الأول من المواد الداخلة في التفاعل ، و نشاهد عدد ذرات العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل ، ثم نقارنهما ، فإذا كانا متساويين نتركهما ، وإذا كانا غير متساويين نضع عدد الذرات قبل العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل
ثانياً : نشاهد عدد ذرات العنصر الثاني من المواد الداخلة في التفاعل ، و نشاهد عدد ذرات العنصر الثاني من المواد الناتجة من التفاعل ، ثم نقارنهما ، فإذا كانا متساويين نتركهما ، وإذا كانا غير متساويين نضع عدد الذرات قبل العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل
والآن لنطبق هذه القاعدة على المعادلة السابقة
في طرف المواد الناتجة من التفاعل ، إذاً نترك هذا الرمز Mg في طرف المواد الداخلة في التفاعل تساوي عدد ذرات الرمز Mg عدد ذرات الرمز
في طرف المواد الناتجة من التفاعل ، فنبدأ بالوزن O في طرف المواد الداخلة في التفاعل لا يساوي عدد ذرات الرمز O عدد ذرات الرمز
في طرف المواد الداخلة في التفاعل يساوي 2 إذاً نكتب العدد 2 قبل رمز العنصر الأول في المواد الناتجة من التفاعل O لأن الرمز
الموجودة في طرف المواد Mg الموجودة في طرف المواد الداخلة في التفاعل لايساوي عدد ذرات الرمز Mg الآن أصبح عدد ذرات الرمز
Mg أصبحت 2 في طرف المواد الناتجة في التفاعل ، فيجب علينا وضع العدد 2 قبل الرمز Mg الناتجة من التفاعل ، لأننا نجد أن عدد ذرات الرمز
الموجود في طرف المواد الداخلة في التفاعل
وفي النهاية تصبح المعادلة كالتالي
2Mg + O2 ===>> 2MgO
O2 = ملاحظة مهمة : أغلب الغازات تكتب جزيء به ذرتين في الصيغ الكيميائية مثال : الأكسجين

Mg = ملاحظة مهمة : أغلب الفلزات تكتب ذرة واحدة في الصيغ الكيميائية مثال : المغنسيوم
ب - اتحاد عنصر مع مركب
هنا يتحد العنصر مع المركب ليكونان مركب جديد ، وهنا وضعت معادلة لتفاعل أكسيد النيتريك مع أكسجين الهواء الجوي
المعادلة قبل الوزن
NO + O2===>> NO2
المعادلة بعد الوزن
2NO + O2 ===>> 2NO2
ج - اتحاد مركب مع مركب
- في اتحاد مركب مع مركب ينتج لنا مركب جديد كما في المعادلات التالية - الموزونة
اتحاد الماء مع العناصر اللافلزية لتكوين الأحماض
SO3 + H2O===>> H2SO4
اتحاد الماء مع العناصر الفلزية لتكوين القلويات
CaO + H2O ===>>Ca(OH)2
: معلومة إضافية مع تجربة بسيطة
تستطيع تمييز الأحماض عن القلويات باختبارها مستخدماً ورقتان تباع الشمس واحدة لونها زرقاء والأخرى حمراء ، فتضع المركب الأول على ورقة تباع الشمس الزرقاء ، فإذا أصبحت حمراء فهذا المركب من الأحماض ، ثم تضع المركب الثاني على ورقة تباع الشمس الحمراء ، فإذا أصبحت زرقاء فهذا المركب من القلويات إذا نستنتج أن الأحماض تحمر ورقة تباع الشمس الزرقاء ، والقلويات تزرق ورقة تباع الشمس الحمراء
لا يقتصر اتحاد المركبات على الأحماض والقواعد بل يمتد إلى العناصر الأخرى مثل المعادلة التالية
Na2O + H2O ===>> 2NaOH

التفاعلات النووية (1)

اذا حدث تفاعل لذرة عنصر معين ، ولم تلعب الالكترونات دوراً فيه ، وأدى هذا التفاعل إلى تغيير عدد
نيوكليونات النواة ، فإن هذا التفاعل يسمى تفاعلاً نووياً واذا تغيّر العدد الذري للعنصر خلال هذا التفاعل
ينتج عنصراً جديداً ، أما اذا تغيّر العدد الكتلي للعنصر فينتج نظيراً للعنصر الداخل في التفاعل وبذلك
يكون التفاعل النووي :
" هو التفاعل الذي يغيّر النواة " .

وقد يتم التفاعل النووي لعنصر معين بدون مؤثر خارجي وقد تحدثنا عن هذا النوع في الفصل السابق
والذي يسّمى "النشاط الاشعاعي الطبيعي " .
وقد نقوم نحن باستحداث مؤثرات خارجية وفي هذه الحالة يسمّى التفاعل باسم
" التفاعل النووي الاصطناعي " .

حاجز الجهد النووي : Nuclear Potential Barrier
لاحداث تفاعل نووي بين نواتين ، لابد من تقريبهما من بعضهما غلى مسافة يبدأ عندها تأثير النوى النووية ، ولذلك يتم تسريع احداهما لاكسابها طاقة حركية كافية تمكّنها من الاقتراب من النواة الأخرى والتغلب على قوى التنافر الكهرسكونية بينهما . فاذا قذف جسيم موجب الشحنة شحنة (القذفية) (ش1) باتجاه نواة ثقيلة (ش2) ، فان طاقة حركة الجسيم (ط ح) تتناقص تدريجياً نتيجة قوة التنافر بينه وبين النواة ، ولذلك تزداد طاقة الوضع (ط و) .

طو اذا ما أريد لهذا الجسيم أن يصل إلى جدار النواة ، فإنه ينبغي أن يمتلك طاقة

........

حيث نق : نصف قطر نواة الهدف


المراجع:-
Members log in / دخول المشتركين
أنواع التفاعلات الكيميائية
صفحة الزمان - مدرسة الزمان - دروس الكيمياء

الأسلحة الكيميائية

ما هي الأسلحة الكيميائية ؟
هي المواد الكيميائية التي تستعمل عسكرياً إما للقتل أو الأذى الجسيم أو الإعاقة نتيجة لخصائصها الفيزيائية ويستثنى من هذا التعريف المواد الكيماوية المستعملة لإبادة الأعشاب .
تاريخ استعمال الأسلحة الكيميائية :
استعمل الألمان غاز الكلورين ضد الحلفاء خلال الحرب العالمية الأولى. كما تم استعمال غازات أخرى أكثر قوة خلال هذه الحرب مثل فوسجين وماستارد ( PHOSGENE AND MUSTARD) أدت لمقتل 92.000 وإصابة 1.300.000 شخص .
في عام 1925م عقدت إتفاقية حظر استخدام المواد الكيميائية في الحروب بواسطة عصبة الأمم بجنيف ولكنها كانت اتفاقية ضعيفة وغير واضحة ولا تحمل أي عقوبات .
خلال الحرب العالمية الثانية لم يتم استعمال أي مواد كيماوية ولكن تم اكتشاف كميات كبيرة من غاز الأعصاب أنتجها الألمان .
- عام 1952 أنتجت بريطانيا غاز ( VX) ( في اكس ) تبعتها في إنتاجه الولايات المتحدة حتى عام 1968م حيث أغلق المصنع نتيجة لحادثة أدت لخروج سحابة قتلت حوالي 6000 رأس من الأغنام.
- تم استعمال بعض المواد الكيميائية مثل المادة البيضاء ، المادة الزرقاء وغيرها في حرب فيتنام للتخلص من الأعشاب حول العدو.
- تم التخلص من أغلب هذه المواد حتى نشوب حرب الخليج حيث أنه من المحتمل أن يكون قد تم خلالها استعمال بعض المواد الكيميائية مما أدى لظهور المرض الغامض في الجنود .
- أما خلال السنوات الأخيرة فقد اقتصر استعمالها على الهجمات الإرهابية مثل ما حصل في طوكيو عام 1995م بغاز السارين .
تأثيرات الأسلحة الكيميائية :
تؤدي هذه المواد إلى خروج غازات أو سوائل تهاجم الأعصاب ، الدم ، الجلد أو الرئتين تؤدي إلى دموع أو قيء أو حروق بالجلد أو هستريا وربما تـؤدي الى فقد السيطرة على الأعصاب ، يمكن لهذه المواد تغطية مساحات كبيرة ويمكن أن تعمل ما بين عدة ساعات الى عدة أيام .
يخلق استعمال المواد الكيميائية حالة من الفوضى والخوف بين العسكريين والمواطنين على السواء بالاضافة الى المشاكل التي تنشأ من الحالات الكثيرة التي تجلب للمؤسسات الصحية مما قد يؤدي الى شلل تام في الحياة في المنطقة المصابة بالإضافة الى أنها تحتاج الى كثير من المواد الواقية والى كثير من الأشخاص للعمل من أجل السيطرة عليها .
طرق استعمال الأسلحة الكميائية :
هناك طرق عدة منها الصواريخ البالستية والعابرة للقارات ، الطائرات ، الألغام وأشهر هذه الطرق صواريخ سكود التي تمتلكها دول كثيرة .
الأماكن التي يتم استهدافها :
أماكن سكن الجنود وتواجدهم ، المخزون اللوجستي ، أماكن التحكم ، المطارات ، الأهداف الاقتصادية وتجمعات المواطنين .
تصنيف الأسلحة الكيميائية :
يمكن تقسيم الأسلحة الكيميائية الى قسمين حسب قابليتها للتطاير من عدمه والثبات من عدمه :
(1) المادة الثابتة هي المادة التي تسبب خطورة لمدة طويلة من الزمن اما لأنها لا تعمل الاّ عند التلامس بها أو أنها تستمر في بعث أبخرة بسرعة بطيئة لمدة طويلة من الزمن وعادة هي المواد ذات درجات الغليان العالية .
(2) المواد الغير ثابتة وهي التي تستعمل فقط لوقت قصير ويكون مدى تأثيرها قصيراً وعادة تؤدي الى التسمم عن طريق التنفس وهي المواد ذات درجات غليان منخفضـة .
مدى تأثير الأسلحة الكيمائية :
يعتمد تأثير الأسلحة الكيمائية على مدى قدرتها لإحداث أكبر إصابات وشلل في الحياة بأقل كمية منها وهناك العديد من العوامل التي تؤثر على هذه المقدرة منها كمية المادة نفسها ، العوامل البيئية ونوع المستهدف ، أما المدة الزمنية لتأثيرها فتعتمد على عدة عوامل منهـا :


ا- الرياح :
يؤدي وجودها الى توزيع سريع للمادة في مسافة كبيرة .
2- الحرارة :
تؤدي الحرارة العالية الى عدم مقدرة المادة على الثبات .
3- الأمطار :
والتي تؤدي الى ذوبان بعض هذه المواد .

الخصائص الفيزيائية ، الكيميائية والسمية .
(1) الفيزيائية :
تتواجد تحت الظروف الجوية العادية في شكل غاز أو سائل أو كمادة صلبة ولها ضغط غازي يتراوح ما بين عالي الى منخفض اما كثافة الغاز فهي تكون أما أخف من الهواء أو أثقل منه وهي إما لها رائحة أو بدون وأيضاً تذوب أو لا تذوب في الماء .
(2) الكيمائية :
كل منها لها خصائصها ولكن على العموم لها قابلية الثبات في حملها ونقلها من مكان الى آخر .
(3) الخصائص السمية :
تختلف من عنصر الى آخر وهنالك عدة عوامل تؤثر في ذلك .
كيف يتم استخدام المواد كأسلحة كيمائية :
يمكن استخدامها في عدة حالات ( الغازية ، السائلة والرذاذية ) ولتكون أكثر ثباتاً يتم دمجها مع نظائر أخرى كا يتم تعديل الصواريخ لتستطيع حمل تلك المواد لمسافات طويلة وهنالك تقنيات حديثة وعالية الدقة لانتاج مثل هذه الأسلحة .


تصنيف الأسلحة الكيميائية
1 - عوامل الدم Blood Agents :
- ما هي عوامل الدم ؟
هي العوامل الكيمائية التي تدخل الدم عن طريق الاستنشاق وتؤدي الى الوفاة وذلك بتأثيرها المباشر على أنزيم ( (Cytochrome) ، وتشمل مجموعة السيانوجيـــــــــن ( Cyanogen )
-أهم المواد :
أهم المواد التي تستعمل كأسلحة كيميائية هي :-
1. سيانيد الهيدروجين ( Hydrogen Cyanide )
2. سيانوجين كلورايد (Cyanogen Chloride )
3. أرسين (ARSANE)
1- سيانيد الهيدروجين:
معلومات عامة :-
سيانيد الهيدروجين بلا لون في درجة حرارة الغرفة ويتم امتصاصه بواسطة الرئتين في شكله السائل ، الغازي أو البلوري ويمكن أن يتم امتصاصه عن طريق الجلد .
وهو قاتل في الأماكن المقفولة ويذوب في الماء حيث يكون ثابتاً ، وله قابلية عالية للإتحاد مع العناصر المعدنية .
الاسم الكيميائي: سيانيد الهيدروجين
الاسم الجزيئي: HCN
الوزن الجزيئي: 02ر27
درجة الأنصهار : -3ر13 مئوية
درجة الغليان: 7ر25 مئوية
كثافة الغاز: 93ر0
- كيف يؤدي الى القتل :-
يتحد سيانيد الهيدروجين عند دخوله الجسم مع الأنزيمات التي تحتوي على عناصر معدنية ومنها أنزيم ال ( Cytochrome Oxidase ) وهذا الانزيم مهم لأنتاج الطاقة في الخلايا ولذلك عندما يتعطل عمله تتوقف عملية التنفس في الخلية ويفقد الجسم القدرة على القيام بالوظائف الحياتية الضرورية حيث يتوقف الحصول على الاكسجين لحدوث إختناق عام لخلايا الجسم .
الأعراض :-
تعتمد الأعراض على جرعة المادة الداخلة الى الجسم وطريقة الدخول وزمن التعرض لها وتشمل الأعراض:-
- القلق
- زيادة سرعة التنفس مع صعوبة التنفس .
- زيادة ضربات القلب .
- الصداع .
- القيء .
- تشنجات .
- غيبوبة ، توقف التنفس والوفاة والتي يمكن ان تحدث خلال ثواني أذا كانت الجرعة كبيرة الوقاية :-
- استعمال الكمامات والالبسه الواقية الخاصة ، على أن يتم تغيير الفلتر الموجود على الكمامة كل 10 دقائق .
العلاج :-
يجب ان يكون العلاج سريعاً ويمكن استعمال انزيم الرودانيز (Rhodanese enzyme) مع الكبريتن أو الميتهيمو قلوبين ( Methaemoglobin ) او مركبات الكوبالت . كما يمكن استعمال الصوديوم ثيو سلفيت ( Sodium thiosulphate Na S203 ) أو دايمثايل أمين فينـــــول ( Dimethylaminephenols )
2- سيانوجين كلورايد :
الاسم الكيميائي: سيانوجين كلورايد
الاسم الجزيئي: CNCL
الوزن الجزيئي : 48ر61
درجة الانصهار: 9ر6 مئوية
درجة الغليان: 8ر12 مئوية
كثافة الغاز: 1ر2
سيانوجين كلورايد عديم اللون ، ويؤدي الى تكوين سيانيد الهيدروجين داخل الجسم ، يذوب في الماء وهو أكثر كثافة من الهواء ، مثير للعين والأغشية المخاطية .
مفعول سيانوجين كلورايد :
مفعوله هو نفس مفعول سيانيد الهيدورجين ، أضافة الى أنه مثير للعين والأغشية المخاطية فأنه يسبب إحساس حارق بالحنجرة والرئتين .
الاعراض :-
شبيهة بأعراض سيانيد الهيدروجين ولكنه قد يؤدي الى شلل بالجزء الأعلى للجهاز التنفسي بصورة أسرع .
الوقاية :-
كما هي بالنسبة لسيانيد الهيدروجين .
العلاج :- كما هو الحال بالنسبة لسيانيد الهيدروجين كذلك .
3- الأرسين :-
هو ارسنيك تراى هيدرايد (Arsenic trihydride ) وله رائحة مثل رائحة الثوم ، وهو غاز يتصاعد بسرعة ويمكن أن ينفجر عند التماس مع الهواء وقد يؤدي الى فشل الكبد والكلية . ويمكن أن يوجد مع اللوزيت ( Lewsite ) وهو غاز حربي سام .
II- سايكومايمتك (Psychomimetic)
وهي العوامل ذات الاثر النفسي والعصبي وتشل قدرة الشخص على الحركة واتخاذ القرار .
أمثله :-
1. (3-Quinuclidinylbenzilate(BZ) ) ويشبه أثره على الجسم اثر الأتروبين حيث يؤدي الى:
- اتساع حدقة العين وضعف النظر .
- جفاف الفم .
- زيادة ضربات القلب .
- أرتفاع درجة الحرارة .
- الهلوسة .
- غيبوبة .
2. فينساى كلدين ( Phencyclidine )
وهو يستعمل كسلاح كيمائي وذو اثر مخدر ويستعمل ايضاً بواسطة المدمنين ويؤدي الى :
- فقدان الفرد لاحساسه بجسمه .
- احلام مزعجة .
- الوفاة نتيجة لفشل الجهاز التنفسي عندما تكون الجرعات كبيرة .
3- أل اس دي LSD
هو والعوامل الشبيهة له ، لها اثر شبيه بأثر الأمفتمين ( Amphetamines ) ، لها أثار نفسية وعصبية ويمكن استعمالها كسلاح كيمائي .
III-العوامل العصبية :
وهي مواد سامة تؤثر على الجاز العصبي مما يشل الوظائف الحيوية للجسم وتشمل :-

1. Agents(G) :
- تابون ( Tabun )
- سومان ( Soman )
- سارين (Sarin)
2. Agents( V) :
وتشمل ( VX)
الخواص الفيزيائية والكيمائية :-
يعتمد لون هذه المواد على درجة نقائها ، فاذا كانت نقية تكون بلا لون ، وتكون صفراء أذا كانت بها شوائب وهي تذوب في الماء بشكل عام وتفقد مفعولها مع التلويات والمواد الكلوريـة ، يتم خلطها وتصنع منها الصواريخ او القنابل وتنتشر عند انفجارها .
مفعولها :-
- عالية السمية .
- سريعة الأثر .
- ويمكن ان تدخل الجسم عن طريق الرئتين ، الجلد أو عن طريق الفم . وتؤثر على انزيم استايل كولين استريز ( Acetylcholinestraze ) مما يؤدي الى تشنجات عضلية قوية .
المصدر:-
وزارة الصحة
الوكالة المساعدة للطب الوقائي
i. الأسلحـة الكيميائيـــة

الورق


مادة على شكل صفحات رقيقة تصنع بنسج الألياف السليولوزية للخضروات. وتستخدم مادة تلك الصفحات في الكتابة والطباعة والتغليف والتعبئة وفي الوفاء بالعديد من الأغراض التي تتراوح بين ترشيح الرواسب من المحاليل وصناعة أنواع معينة من مواد البناء.
وفي حضارة القرن العشرين، أصبح الورق عنصرا أساسيا وأصبح تطوير الآلات من أجل إنتاجها السريع مسئولا عن زيادة التعليم وارتفاع المستويات التعليمية لدى الناس عبر أنحاء العالم.
تاريخ صناعة الورق
يعود اختراع الورق إلى الألف الثالث قبل الميلاد (حوالي 2700 ق.م) فقد اخترع المصريون القدماء مادة صالحة للكتابة، مع سهولة الحصول على هذه المادة بثمن في متناول الأيدي، وهي ورق البردي. وكان ذلك من أعظم الاختراعات في تاريخ البشرية وقبل ذلك كانت الكتابة (التي ظهرت في الألف الرابع) مقصورة على الحجر أو اللوحات الطينية والتي استخدمها السومريون وفضلوا الكتابة عليها ووجدوها أقرب إلى التداول، وأيسر في التكلفة من قطع الحجر، وهي لوحات مكونة من طمي نقي ناعم، ويصب في قوالب ذات أشكال متعارف عليها، فتخرج اللوحة على هيئة القرص مسطحة الوجهين، أو على هيئة ربع الدائرة مستوية السطح محدبة الظهر، أو على هيئة المستطيل. وقد تكون اللوحة على هيئة المخروط، وتترك على حالها، بعد الكتابة أو تجفف في حرارة عادية بحيث تكتسب صلابة مناسبة.
وكانت الألواح المستطيلة أكثر شيوعا، وكانت تحرق في أفران، وتحفظ في أغلفة طينية بعد أن ينثر عليها قليل من مسحوق الطمي الجاف ليمنع التصاقها بغلافها، ثم يكسر هذا الغلاف قبل قراءة لوحته الداخلية.
ثم صنع المصريون الورق من سيقان نبات البردي، وحل مكان الكتب الحجرية والطينية. وكان البردي أوفر ثمنا وأيسر إذ كان ينمو بكثرة في مستنقعات الدلتا. وكان الورق يصنع بتقطيع اللب إلى شرائح طولية توضع متعارضة في طبقتين أو ثلاث فوق بعضها ثم تبلل بالماء وتضغط. وكان يصنع كصفحات منفصلة، ثم تلصق هذه الصفحات الواحدة في ذيل الأخرى، وبذلك أمكن عمل أشرطة بأطوال مختلفة تضم نصوصا طويلة. أما عرض شرائط البردي فقد تراوح من ثلاث أقدام إلى (18) قدما. وأطول بردية معروفة هي بردية هاريس وصل طولها (133) قدما وعرضها (16) قدما. ولقد ظل ورق البردي مستخدما في الكتابة في م نطقة البحر الأبيض المتوسط حتى القرن الحادي عشر الميلادي.
أما الورق المعروف حاليا، فيعود تاريخه إلى القرن الثاني الميلادي. ففي عام 105 بعد الميلاد صنع الصيني تسي آي لون ورقا من لحاء الشجر وشباك الأسماك. ثم توصل الصينيون إلى صنع الورق من عجائن لباب الشجر، فحلت بذلك مكان الحرير غالي الثمن، والغاب ثقيل الوزن اللذين قنع بهما الصينيون زمنا طويلا. وبعد ذلك طور الصينيون هذه الصنعة باستخدام مادة ماسكة من الغراء أو الجيلاتين مخلوطة بعجينة نشوية ليقووا بها الألياف ويجعلوا الورق سريع الامتصاص للحبر.
ولكن الورق الصيني كان محدود الانتشار ولم يذع خبره في العالم القديم أو الوسيط حتى القرن الثامن الميلادي، حين عرف العرب أسرار صناعة الورق الصيني بعد فتح سمرقند عام 93هـ / 712 م. وأسس أول مصنع للورق في بغداد عام 178هـ / 794 م. وأسسه الفضل بن يحيى في عصر هارون الرشيد. ثم انتشرت صناعة الورق بسرعة فائقة في كل أنحاء العالم الإسلامي، فدخلت سوريا ومصر وشمال أفريقيا وأسبانيا، وكان الناس يكتبون حتى ذلك الوقت على الرق و العسب و اللخاف ، ثم أمر هارون الرشيد، بعد أن كثر الورق، ألا يكتب الناس إلا في الكاغد .
وطور المسلمون صناعة الكاغد وأنتجت المصانع الإسلامية أنواعا ممتازة منه. ومن أشهر طرق صناعة الكاغد في العصور الإسلامية ما ورد في كتاب 'عمدة الكتاب وعدة ذوي الألباب' وفيه يذكر مؤلفه الأمير المعز بن باديسي طريقة صناعة الكاغد من مادة القنب الأبيض وطريقته: 'أن ينقع القنب ويسرح حتى يلين ثم ينقع بماء الجير ويفرك باليد ويجفف وتكرر هذه العملية ثلاثة أيام ويبدل الماء في كل مرة حتى يصبح أبيض ثم يقطع بالمقراض وينقع بالماء حتى يزول الجير منه ثم يدق في هاون وهو ندي حتى لا تبقى فيه عقد ثم يحلل في الماء ويصبح مثل الحرير ويصب في قوالب حسب الحجم المراد وتكون قطع الورق مفتوحة الخيطان فيرجع إلى القنب ويضرب شديدا ويغلى في قالب كبير بالماء ويحرك على وجهيه شديدا ويغلى في قالب كبير بالماء ويحرك على وجهيه حتى يكون ثخينا ثم يصب في قالب ويقلب على لوح ويلصق على الحائط حتى يجف ويسقط وي ؤخذ له دقيق ناعم ونشاء في الماء البارد ويغلى حتى يفور ويصب على الدقيق ويحرك حتى يروق فيطلى به الورق ثم تلف الورقة على قصبة حتى تجف من الوجهين ثم يرش بالماء ويجفف ويصقل'.
وخلال عشرة قرون متتالية، وحتى تاريخ اختراع أول ماكينة ورق في القرن الثامن عشر الميلادي لم تتغير العمليات الأساسية المستخدمة في صناعة الورق. فكانت المادة الخام توضع في حوض كبير ثم تصحن بمدقة أو مطرقة ثقيلة لفصل الألياف. ثم يتم غسل هذه المادة بماء جار للتخلص من القاذورات، وبعد فصل الألياف تحفظ بدون تغيير الماء الموجود في الحوض. وفي هذه المرحلة، تكون المادة السائلة جاهزة لعملية صناعة الورق الفعلية.
وتعتبر الآلة الرئيسية في صناعة الورق هي القالب. ويوضع هذا القالب داخل إطار خشبي متحرك وهو إطار منخفض حول حافته. ويقوم صانع الورق بغمس القالب والإطار في الحوض الذي يحتوي على المادة السائلة، وعندما يخرجان من الحوض، يكون سطح القالب مغطى بطبقة رقيقة من خليط الألياف والماء. ثم يتم هز الآلة إلى الأمام والخلف ومن جانب لآخر. وتساعد هذه العملية على توزيع الخليط بالتساوي على سطح القالب وتجعل الألياف المفردة تتشابك مع الألياف الأخرى القريبة منها مما يجعل فرخ الورق قويا. وأثناء ذلك يترشح جزء كبير من الماء الموجود في الخليط عبر الشبكة الموجودة في القالب. ثم تترك الآلة وفرخ الورق المبتل بعض الوقت حتى يصبح الورق متماسكا بما فيه الكفاية بحيث يمكن التخلص من الإطار الخشبي الموجود حول القالب.
وبعد نزع الإطار الخشبي من القالب، يوضع القالب في وضع معكوس ويوضع فرخ الورق على نسيج صوفي منسوج يسمى لبادة، ثم توضع لبادة أخرى على فرخ الورق وتكرر العملية.
وبعد وضع لبادات بين عدد من أفراخ الورق، توضع الكومة كلها في مكبس وتعرض لضغط تصل درجته إلى 100 طن أو أكثر حيث يتم التخلص من معظم المياه المتبقية في الورق. ثم تفصل أفراخ الورق عن اللبادات وتكدس وتضغط. وتكرر عملية ضغط كومة الورق عدة مرات وفي كل مرة توضع الكومة في نسق مختلف حيث تكون أفراخ الورق المفردة في أوضاع مختلفة بالنسبة للأفراخ الأخرى. وتسمى هذه العملية بالتبادل ويؤدي تكرارها إلى تحسين سطح الأوراق التي تم الانتهاء من تصنيعها. وآخر مرحلة في صناعة الورق هي مرحلة التجفيف، حيث يعلق الورق ف ي مجموعات مكونة من أربع أو خمس أفراخ على حبال في غرفة تجفيف خاصة حتى تتبخر الرطوبة الموجودة به تماما.
وبالنسبة للورق الذي يستخدم فيه الحبر لأغراض الكتابة أو الطباعة، فإنه يتطلب معالجة إضافية بعد التجفيف، لأنه بدون هذه المعالجة، سوف يمتص الورق الحبر وستظهر الخطوط مشوهة. وتشمل عملية المعالجة تغطية الورق بطبقة من الغراء من خلال غمسه في محلول من الغراء الحيواني ثم تجفيف الورق الذي تعرض لهذه العملية ثم الانتهاء من إعداد الورق عن طريق ضغط أفراخ الورق بين صفائح معدنية أو كرتون أملس. ويحدد مدى قوة الضغط ملمس الورق. وتضغط الأوراق ذات الملمس الخشن ضغطا خفيفا لمدة قصيرة نسبيا، بينما تضغط الأوراق ذات الملمس الناعم ضغطا شديدا لفترة أطول نسبيا.
ولقد تعددت أنواع الورق في بقاع الدولة الإسلامية فكان هناك الطلحي، والنوحي، والجعفري، والفرعوني، والطاهري، نسبة إلى أسماء صانعيه. وأدى ذلك إلى تسهيل إنتاج الكتب بطريقة كبيرة. وفي أقل من قرن من الزمان، أنتج المسلمون مئات الآلاف من نسخ الكتب التي ازدانت بها مئات المكتبات العامة والخاصة في كل أرجاء العالم من الصين شرقا إلى الأندلس غربا.
ومن الأندلس أدخل المسلمون الورق إلى أوروبا، وكان الأوروبيون في ذلك الوقت يكتبون على رقوق من جلود الحيوانات بل اعتاد الرهبان على حك مؤلفات عظماء اليونان المدونة على الرق ليكتبوا بدلا منها مواعظهم الدينية، مما أدى إلى ضياع الكثير من تراث اليونان العلمي والثقافي.
ثم انتشرت حرفة صناعة الورق في أوروبا، فأنشئ أول مصنع ورق في أسبانيا حوالي عام 544هـ / 1150 م، ثم تدهورت هذه الصناعة في أسبانيا، وانتقلت إلى إيطاليا، وتأسس أول مصنع لهذا الغرض في مدينة فيريانو عام 674هـ / 1276 م، وأنشئ مصنع أخر في بادوا عام 833هـ / 1340 م، ثم قامت مصانع أخرى عديدة في تريفير وفلورنسا وبولونيا وبارما وميلانو والبندقية. أما أول مصنع للورق أنشئ في ألمانيا فكان في مدينة ماينز عام 719هـ / 1320 م، وتبعه مصنع آخر في نورمبرج عام 792هـ / 1390 م، أما إنجلترا فلقد تأخرت صناعة الورق فيها عن بقية الدول الأوربية قرابة مائة عام وكان إنشاء أول مصنع فيها للورق عام 1495م. وخلال القرن الخامس عشر الميلادي حل الورق محل الرقوق الجلدية في الكتابة في أوروبا. بينما دخلت صناعة الورق إلى الولايات المتحدة في أواخر القرن السابع عشر حيث أنشأ أول مصنع في أمريكا عام 1690م.
ولقد أدى الاستخدام المتزايد للورق في القرنين السابع عشر والثامن عشر إلى وجود نقص في لحاء الخشب الذي كان المادة الخام الكافية الوحيدة المعروفة لصانعي الورق الأوربيين. وفي الوقت ذاته، جرت محاولات لتقليل تكلفة الورق عن طريق اختراع ماكينة تحل محل عملية الصب اليدوية المستخدمة في صناعة الورق. وقد صنعت أول ماكينة عملية عام 1203هـ / 1789 م وقد اخترعها المخترع الفرنسي نيكولاس لويس روبرت. وقد تطور ماكينة روبرت هذه الأخوان هنري فوردينير ووسيلي فوردينير عام 1217هـ / 1803 م. كما حلت مشكلة صناعة الورق من مواد خام رخيصة من خلال التوصل إلى عملية تصنيع لب الورق حوالي عام 1840م، كما تم التوصل إلى عمليات إنتاج اللب كيميائيا بعد ذلك بحوالي عشر سنوات.
وحاليا يصنع أكثر من 95% من الورق من سلولوز الخشب. حيث يستخدم لب الخشب فقط في صناعة الأنواع الرخيصة من الورق مثل ذلك المستخدم في ورق الجرائد، أما الأنواع الأرقى فيستخدم فيها الخشب المعالج كيميائيا واللب وخليط من اللب وألياف اللحاء. . وتعد أفضل أنواع الورق - مثل تلك المستخدمة في الكتابة - تلك المصنوعة من ألياف اللحاء فقط.


صناعة الورق آليا
عند صناعة الورق آليا ينظف اللحاء المستخدم باستخدام الماكينة من أجل التخلص من الغبار أو الرماد والمواد الغريبة. وبعد عملية التنظيف هذه، يوضع اللحاء في غلاية دائرية كبيرة حيث يغلي اللحاء والجير تحت ضغط البخار لمدة تصل إلى عدة ساعات. ويتحد الجير مع الدهون والمواد الغريبة الأخرى الموجودة في اللحاء ليكون صابونا غير قابل للذوبان، ويمكن التخلص من هذا الصابون فيما بعد، كما أن هذا الجير يقلل أية صبغة ملونة موجودة في المركبات الملونة. ثم يحول اللحاء إلى ماكينة تسمى هولاندر وهي عبارة عن حوض مقسم طوليا بحيث تشكل سلسلة متصلة حول الحوض. وفي أحد نصفي الحوض، توجد أسطوانة أفقية تحمل سلسلة من السكاكين التي تدور بسرعة بالقرب من لوح قاعدة منحني وهو الآخر مزود بسكاكين. ويمر الخليط المكون من اللحاء والمياه بين الأسطوانة ولوح القاعدة ويتحول اللحاء إلى ألياف. وفي النصف الآخر من الحوض، توجد أسطوانة غسيل مجوفة مغطاة بطبقة عبارة عن شبكة رقيقة منظمة بطريقة معينة بحيث تمتص المياه من الحوض تاركة اللحاء والألياف خلفها. وأثناء تدفق خليط اللحاء والمياه حول الهولاندر، يتم التخلص من القاذورات وينقع اللحاء تدريجيا حتى يتحلل تماما إلى ألياف مفردة. وبعد ذلك يتم إدخال اللحاء المبتل في ماكينة هولاندر فرعية من أجل فصل الألياف مرة أخرى. وعند هذه النقطة، تضاف مواد تلوين ومواد غراء كالصمغ أو نوع من الراتينج ومواد حشو مثل كبريتات الجير أو الصلصال النقي، وذلك لزيادة وزن وحجم الورق.

المغناطيس

حجر المغناطيس هو خام الحديد المغناطيس، وهو معدن واسع الانتشار في الطبيعة ومعروف منذ القدم ومكون أولي في الصخور النارية. وقد اهتم به علماء المسلمين وبينوا كثيرا من خواصه وأهمها جذبه لقطعة من الحديد إذا قربت منه، وخصص البيروني في كتابه: الجماهر في معرفة الجواهر فصلا عن المغناطيس، وأشار إلى الصفة المشتركة بين المغناطيس، والعنبر (الكهربا) وهي جذبهما للأشياء، وبين أن المغناطيس يتفوق على العنبر في هذه الصفة، وأشار البيروني إلى أن أكثر خامات المغناطيس موجودة في بلاد الأناضول وكانت تصنع منها المسامير التي تستخدم في صناعة السفن في تلك البلاد، أما الصينيون فكانوا يصنعون سفنهم بضم وربط ألواح الأخشاب إلى بعضها بحبال من ألياف النباتات، ذلك أن هناك جبالا من حجر المغناطيس مغمورة في مياه بحر الصين كانت تنتزع مسامير الحديد من أجسام السفن فتتفكك وتغرق في الماء.

وأشار البيروني إلى رواسب المغناطيس في شرقي أفغانستان وبين أن الأجزاء السطحية من تلك الرواسب ضعيفة المغناطيسية بالمقارنة مع الأجزاء الداخلية منها ، والسبب هو تعرض الأجزاء السطحية من تلك الرواسب للشمس. وشبه العلماء المسلمون الحديد وحجر المغناطيس بالعاشق والمعشوق، فالحديد ينجذب إلى المغناطيس كانجذاب العاشق إلى المعشوق

وبين العلماء المسلمون أن حجر المغناطيس يجذب برادة الحديد حتى لو كان هناك فاصل بينهما، بل إنه يجذب إبرة الحديد إليه، وهذه الإبرة تجذب بدورها إبرة أخرى إذا قربت منها وهكذا حتى لترى إبر الحديد مرتبطة مع بعضها بقوة غير محسوسة. وبجانب القوة الجاذبة للمغناطيس فإن له قوة طاردة أيضا، فإذا وضع مغناطيس فوق ربوة يسكنها النمل، هجرها النمل على الفور. وقد ذكر العلماء المسلمون ومنهم القزويني و شيخ حطين بعض عوامل فقدان المغناطيس لقوته الجاذبة ويكون ذلك إذا دلك بقطعة من الثوم أو البصل، وعندما ينظف المغناطيس من رائحة الثوم أو البصل، ويغمر في دم ماعز وهو دافئ عادت إليه خاصيته.
وبين العلماء المسلمون أن السكين أو السيف يكتسبان صفة المغناطيس إذا حُكا في حجر المغناطيس. ويحتفظ كل من السيف والسكين بخواصه المغناطيسية لفترة طويلة قد تصل إلى قرن من الزمان. ودرسوا الخواص المغناطيسية لحجر المغناطيس في الفراغ ومنهم الرازي الذي كتب رسالة بعنوان : علة جذب حجر المغناطيس للحديد ، وبين التيفاشي أن سبب انجذاب الحديد للمغناطيس هو اتحادهما في الجوهر (أي أن لهما تركيبا كيميائيا واحدا بلغة هذا العصر) . وتحدث العرب عن القوة الجاذبة وأوضحوا أن هناك علاقة بين بعض المعادن وبعضها الآخر فمثلا ذكر شيخ حطين في نخبة الدهر أن الذهب هو مغناطيس الزئبق. ولم يكن غريبا أن ينسج الإنسان في العصور القديمة بعض الأساطير حول حجر المغناطيس.

ومن هذه الأساطير أسطورة التمثال الحديدي المعلق في الفراغ في داخل قبة مصنوعة من حجر المغناطيس في دير الصنم بالهند ، وسبب تعلق هذا التمثال في الفضاء هو انجذابه لقبة المغناطيس وقد عرف سر ذلك حينما زار السلطان محمود بن سبكتين ذلك المعبد واقتلع أحد مرافقي السلطان حجرا من القبة المغناطيسية فاختل توازن التمثال المعلق وهوى إلى أرض القبة .


واستخدم المغناطيس في الطب القديم لإزالة البلغم ومنع التشنج، وأشار الأطباء المسلمون إلى أنه إذا أمسك المريض حجر المغناطيس زالت التقلصات العضلية من أطرافه، وكانوا يستخدمون حجر المغناطيس في تخليص الجسم من قطع الحديد التي تدخل فيه بطريق الخطأ وذلك بإمرار المغناطيس فوق جسم المصاب، وذكروا أن حجر المغناطيس يسكن أوجاع المفاصل والنقرس إذا وضع - بعد دعكه بالخل - فوق مواضع الألم.

الكبريت



لعب الكبريت دورا هاما في الكيمياء العربية، وكان يظن أنه جزء أساسي في كل المعادن، وأن المواد تتكون من الزئبق والكبريت واستعاروا له اسما. وقد اكتشف الكيميائيون أنواعا كثيرة منه وأطلقوا عليها مسميات جمّة مثل: العروس الصفراء، والسر الإلهي، والزعفران .
الكبريت مصطلح عربي مأخوذ من كلمة كبريتو الأكادية عن طريق اللفظ الآرامي كوابهرينا، وقد عُرف كل من الكبريت الرسوبي والبركاني. وفي كتاب المرشد إلى جواهر الأغذية وقوى المفردات من الأدوية للتميمي الذي لا يزال مخطوطا بالمكتبة الوطنية بباريس إشارة إلى موضع يوجد به النوع الرسوبي الأبيض، وهو واقع على ساحل البحر الميت بجوار القدس، والواقع أن كميات من النوع الرسوبي موجودة في الصلصال مختلطة بالجبس وكربيد الكالسيوم على الشاطئ الأيمن لنهر الأردن على بعد ميل من البحر الميت، ويشير الخزرجي في كتابه الرسالة إلى وجود نبع كبريت على جبل 'دماوند' وقد تبلورت حوله الرسوبيات، ويعرف منابع سلفر ( كبريت دورق ) في خورستان. وعلى العموم فهناك أربعة أنواع من النوع الرسوبي يختلف كل منها عن الآخر في اللون ما بين أصفر وأبيض وأسود وأحمر، بل إن الرازي يعدد منها أنواعا: النوع الأول الرسوبي النقي الضخم، والنوع الثاني هو الرسوبي النقي المحبب أي إنه على شكل حبيبات، والنوع الثالث هو الأبيض العاجي اللون، والنوع الرابع الرسوبي المختلط بالتراب، والنوع الخامس الرسوبي الأسود الموجود بالأحجار، والنوع السادس الرسوبي الأحمر، وكذلك تختلف الأسماء من حيث صفته، فهناك الكبريت القاني والكبريت الذهبي وكبريت الذكر وكبريت بحري وكبريت نهري ... إلخ.
والكبريت الأحمر كما يقول أرسطو و ابن البيطار يضيء ليلا ويرى ضوءه على بعد فراسخ عدة ما بقي في موضعه، ويذهب آخرون للقول بأن الكبريت الأحمر إنما هو معدن يوجد في وادي النمل الذي سار فيه سليمان، وقد عرف الرازي أن الكبريت الأحمر لا يوجد على شكل معدن ، ويقرر الجاحظ في كتابه: رسالة في الجِدّ والهزل ندرة هذا النوع من الكبريت .
وقد تحدث مجموعة من الأطباء المسلمين عن فائدة الكبريت الطبية ومنهم: ابن ربن الطبري وابن البيطار، و الكندي و ابن سينا . فالكبريت كعلاج يشفي من الكحة والتقيحات، ويلصق بالصدر لعلاج الربو، ويعالج الجذام وأمراض الجلد بالكبريت، ولو خلط بالنطرون أفاد في علاج الجرب، ويستعمل ضد لسعة الحيوانات السامة، وضد اليرقان والبرد والعرق والنقرس وآلام الأذن والصمم والتيتانوس. وفي كتاب الحاوي في الطب والتداوي للرازي أن الكبريت يشفي الفالج وداء الفيل. وقد امتدح خاصيةَ الشفاء بالتداوي بالمياه الكبريتية الخزرجيُّ الذي أشار إلى العيون الكبريتية وكيف أنها تشفي كثيرا من الأمراض.

الصباغة



عملية تلوين ألياف الأنسجة ومواد أخرى بحيث تصبح مادة التلوين جزءا لا يتجزأ من الألياف أو هذه المواد لا أن تكون مجرد طبقة خارجية سطحية. ومواد الصباغة عبارة عن مركبات كيميائية عضوية بالدرجة الأولى لها علاقة كيميائية أو فيزيائية بالألياف. وتحتفظ هذه المركبات بلونها في الألياف حتى بعد تعرضها لضوء الشمس أو المياه أو المنظفات أو عند الارتداء. وهناك أنواع أخرى من الأصباغ تكون مركبات تلوين غير قابلة للذوبان.

تاريخ الصباغة
إن الصباغة حرفة قديمة وقد مارستها الشعوب في مصر وفارس والصين والهند قبل الميلاد بآلاف الأعوام. وتشمل الأصباغ التي كانت تستعمل في هذه الأوقات نبات الفوة كصبغ أحمر، والنيلة كصبغ أزرق. وفي بداية عهد الإمبراطورية الرومانية، كانت الأسرة الحاكمة والنبلاء يرتدون ملابس مصبوغة بالأرجوان الوارد من طوروس. وقد كان هذا النوع من الصبغ قيما جدا، حيث أنه بحلول أواخر القرن الرابع الميلادي، كانت الملابس المصبوغة بالأرجوان الطوروسي تساوي قيمتها ذهبا.

وفي العصور الإسلامية تمكن العلماء المسلمون من التوصل إلى طرق جديدة لتحضير الأصباغ. فيشرح البيروني من علماء القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي، طريقة تحضير الإسفيذاج وهو مسحوق أبيض اللون ، دقيق الحبيبات حيث يصلح لعمل الدهان الأبيض، دون حاجة إلى سحق وطحن وغربلة ، كما هي الحال في الأصباغ الأخرى المستعملة في صنع الدهان.
وكتب البيروني في كتابه الجماهر : 'بأن الإسيفذاج يحضر من الرصاص وذلك بعد تعليق صفائحه في الخل، ولفها في ثقل العنب وحجمه بعد العصر، فإن الاسفيذاج يعلوه علو الزنجار على النحاس وينحت عنها'. وقد جعل البيروني بقايا العنب وحجمه - بعد العصر- مصدرا لتحرير غاز ثاني أكسيد الكربون، حيث يعمل إنزيم التخمر في بقايا العنب ليولد أخيرا الخل وثاني أكسيد الكربون.
أما العمليات الكيمياوية التي تجري على الرصاص المغمور في الخل والمواد التي تتخمر، وفق طريقة البيروني فهي كما يأتي:
1 - يتفاعل الخل (حامض الخليك) مع صفائح الرصاص المتعلقة فيه، بوجود أوكسجين الهواء مكونا خلات الرصاص القاعدية.
2 - تتفاعل خلات الرصاص القاعدية مع غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يتولد نتيجة للتخمير، فتتكون خلات الرصاص التي تذوب في المحلول، وتترسب كربونات الرصاص القاعدية في قعر إناء التفاعل على هيئة مسحوق أبيض اللون. وكربونات الرصاص القاعدية هي الإسفيذاج، وعند ترشيح المحلول تمر خلات الرصاص من ورق الترشيح وتتخلف الإسفيداج على ورق الترشيح.
والطريقة التي أوردها البيروني في صنع الإسفيذاج ما تزال تعتبر أفضل طريقة لتحضير الإسفيذاج الجيد حتى يومنا وتعرف بالطريقة الهولندية. ولا تختلف عنها إلا في استخدام الأجهزة الحديثة. ولعل هذه الطريقة دخلت هولندا منذ زمن بعيد حيث اعتمدت هولندا على العلم العربي حتى القرن السابع عشر.
وفي القرن الثالث عشر الميلادي، اكتسب فن الصباغة شيئًا جديدا باكتشاف صبغ أرجواني مصنوع من فصيلة نبات الأشنة يسمى الأرخيل . وقد اكتشف هذا الصبغ في شمال إيطاليا وبالتالي أصبحت مركز الصباغة في أوروبا. وفي القرن السادس عشر، تم التوصل إلى مواد صباغة جديدة مثل القرمز والبقم.
وفي القرن التاسع عشر، تم التوصل إلى أول صبغ اصطناعي ألا وهو البنفسجي الزاهي، وهو عبارة عن مكون عضوي مشتق من قار الفحم، وقد توصل إليه الكيميائي الإنجليزي ويليام هنري بيركين عام 1272هـ / 1856 م ومنذ هذا الوقت حتى الوقت الحالي، تم تطوير عدد كبير من الأصباغ الصناعية وانتهى استخدام الأصباغ الطبيعية في صناعة المنسوجات نهاية فعلية.
وفي الصناعات الحديثة يمكن صباغة المنسوجات في أية مرحلة أثناء عملية التصنيع. حيث يمكن صباغة الخيط لنسج أقمشة وملابس عالية الجودة ذات لون ثابت. أما الأقمشة الأقل سعرا والتي لا يثبت عليها اللون فهي تصبغ بعد النسج. كما يمكن تكوين تصميمات ملونة على القماش المنسوج من خلال عدة عمليات منتقاة من الصباغة.
وبالنسبة للأصباغ الحمضية، تستخدم عادة أحواض من النيكل والنحاس ومواد مخلوطة أخرى مقاومة للأحماض، بينما تستعمل أحواض من الصلب الذي لا يصدأ للأصباغ الأساسية أو عديمة اللون. وعندما يصبغ الخيط، فإنه يلف على مغازل مثقوبة بحيث ينتشر محلول الصباغة فيها تحت الضغط لضمان أن يتغلغل الصبغ في كل أجزاء ملف الخيوط. كما تلف هذه الخيو ط أيضا في لفائف تسمى شلة الخيط. وتصبغ الأقمشة بعد النسيج باستخدام العديد من الآلات المصممة للتعامل مع خصائص كل نوع من الأنسجة على حدة.

الصابون

مادة تستخدم في التنظيف وهو مادة مطهرة تصنع من الدهون الحيوانية والنباتية والزيوت والشحوم، ومن الناحية الكيميائية، يصنع الصابون من ملح صوديوم أو بوتاسيوم أحد الأحماض الدهنية ويتشكل من خلال التفاعل بين كل من الدهون والزيوت والقلويات.
تاريخ صناعة الصابون
يرجع استخدام العديد من مواد الصابون والمنظفات إلى العصور السحيقة. ففي القرن الأول الميلادي تعرض المؤرخ الروماني بلايني الكبير لوصف أنواع مختلفة من الصابون الذي يحتوي على أصباغ وقد كانت النساء تستعمله في تنظيف شعورهن وإضفاء ألوان براقة عليه.
وقد عرف المسلمون الصابون منذ القرن الأول الهجري / السابع الميلادي أدخلوا عليه تطويرات عديدة، كما تعددت أنواعه واستخداماته في تنظيف الثياب، وغسل الأواني، والاستحمام، إذ كان الصابون مادة أساسية في الحمامات العامة التي انتشرت عبر أرجاء الدولة الإسلامية. وقد ساهم علماء الكيمياء على تحسين نوعيات الصابون بشكل كبير، ففي القرن الثامن الهجري / الرابع عشر الميلادي جاء على لسان الجلدكي في كتابه رتبة الحكيم : 'الصابون مصنوع من بعض المياه الحادة المتخذة من القلي والجير، والماء الحاد يهرئ الثوب، فاحتالوا على ذلك بأن مزجوا الماء الحاد بالدهن الذي هو الزيت، وعقدوا منه الصابون الذي ينقي الثوب ويدفع ضرر الماء الحاد عن الثوب وعن الأيدي'.
وقد كانت صناعة الصابون من الأمور الشائعة في أسبانيا وإيطاليا أثناء القرن الثامن الميلادي. وبحلول القرن الثالث عشر، عندما انتقلت صناعة الصابون من إيطاليا إلى فرنسا، كان الصابون يصنع من شحوم الماعز بينما كان يتم الحصول على القلويات من شجر الزان. وبعد التجربة، توصل الفرنسيون إلى وسيلة لصناعة الصابون من زيت الزيتون بدلا من دهون الحيوانات وبحلول عام 905هـ / 1500 م، أدخلوا هذا الاختراع إلى إنجلترا. وقد نمت هذه الصناعة في إنجلترا نموا سريعا وفي عام 1031هـ / 1622 م، منح الملك جيمس الأول امتيازات خاصة لها. وفي عام 1197هـ / 1783 قام الكيميائي السويدي كارل ويلهيلم شيل مصادفة بتقليد التفاعل المذكور أدناه والمستخدم حاليا في صناعة الصابون حيث تفاعل زيت الزيتون المغلي مع أكسيد الرصاص فنتج عن ذلك مادة ذات رائحة جميلة أطلق عليها إيسوس وتعرف حاليا باسم الجليسرين.
وهذا الاكتشاف الذي توصل إليه شيل جعل الكيميائي الفرنسي ميشيل أوجين شيفرول (1786- 1889م) يفحص الطبيعة الكيميائية للدهون والزيوت المستخدمة في صناعة الصابون، وقد اكتشف شيفرول أخيرا في عام 1238هـ / 1823 م أن الدهون البسيطة لا تتفاعل مع القلويات لتكوين الصابون ولكنها تتحلل أولا لتكوين أحماض دهنية وجليسرين. وفي الوقت ذاته، حدثت ثورة في صناعة الصابون عام 1205هـ / 1791 م عندما توصل الكيميائي الفرنسي نيكولاس ليبلانك 1155هـ-1742م / 1221 هـ -1806م إلى طريقة للحصول على كربونات الصوديوم أو الصودا من الملح العادي.
وفي المستعمرات الأمريكية الأولى، كان الصابون يصنع من دهون الحيوانات المذابة وكان ذلك يتم في المنازل فقط ولكن بحلول عام 1111هـ / 1700 م. كان مصدر الدخل الرئيسي للعديد من المناطق يتأتى من تصدير الدهون والمكونات المستخدمة في صناعة الصابون.

صناعة الصابون حديثا
إن الزيوت والدهون المستخدمة عبارة عن مركبات للجليسرين وحمض دهني مثل الحامض النخيلي أو الحامض الإستياري. وعندما تعالج هذه المركبات بسائل قلوي مذاب مثل هيدروكسيد الصوديوم في عملية يطلق عليها التصبين، فإنها تتحلل مكونة الجليسرين وملح صوديوم الحمض الدهني. على سبيل المثال، فإن حمض البلمتين الذي يعتبر الملح العضوي للجليسرين والحمض النخيلي ينتج بلميتات الصوديوم والجليسرين عند التصبين. ويتم الحصول على الأحماض الدهنية اللازمة لصناعة الصابون من الشحوم والدهون وزيت السمك والزيوت النباتية مثل زيت جوز الهند وزيت الزيتون وزيت النخيل وزيت فول الصويا وزيت الذرة.
أما الصابون الصلب فيصنع من الزيوت والدهون التي تحتوي على نسبة عالية من الأحماض المشبعة التي تصبن مع هيدروكسيد الصوديوم. أما الصابون اللين فهو عبارة عن صابون شبه سائل يصنع من زيت بذر الكتان وزيت بذر القطن وزيت السمك والتي تصبن مع هيدروكسيد البوتاسيوم. وبالنسبة للشحوم التي تستخدم في صناعة الصابون فتتدرج من أرخص الأنواع التي يحصل عليها من القمامة وتستخدم في صناعة الأنواع الرخيصة من الصابون وأفضل الأنواع المأكولة من الشحوم والتي تستخدم في صناعة صابون التواليت الفاخر. وتنتج الشحوم وحدها صابونا صل با جدا بحيث أنه غير قابل للذوبان ليعطي رغوة كافية ومن ثم فإنه يخلط عادة بزيت جوز الهند.
أما زيت جوز الهند وحده فينتج صابونا صلبا غير قابل للذوبان بحيث أنه لا يستخدم في المياه العذبة، إلا أنه يرغي في المياه المالحة وبالتالي يستخدم كصابون بحري. ويحتوي الصابون الشفاف عادة على زيت خروع وزيت جوز هند عالي الجودة وشحوم. أما صابون التواليت الفاخر فيصنع من زيت زيتون عالي الجودة ويعرف باسم الصابون القشتالي. وبالنسبة لصابون الحلاقة، فهو صابون لين يحتوي على بوتاسيوم وصوديوم وكذا الحمض الإستياري الذي يعطي رغوة دائمة. أما كريم الحلاقة فهو عبارة عن معجون يحتوي على خليط من صابون الحلاقة وزيت جوز الهند.

الزجاج


مادة عديمة اللون تصنع أساسا من السليكا المصهور في درجات حرارة عالية مع حمض البوريك أو الفوسفات. والزجاج يوجد في الطبيعة كما يوجد أيضا في المواد البركانية التي تسمى الزجاج البركاني أو المواد التي تنشأ من النيازك. وليس الزجاج صلبا ولا سائلا وإنما يكون في حالة خاصة تظهر فيها جزيئاته بشكل عشوائي، ولكن يوجد تماسك كاف لإحداث اتحاد كيميائي بينها. وعندما يتم تبريد الزجاج يصل إلى حالته الصلبة ولكن بدون تبلور، ومع تعريضه للحرارة يتحول الزجاج إلى سائل. وعادة ما يكون الزجاج شفافا ولكنه قد يكون غير شفاف أو نصف شفاف أيضا، ويختلف لونه تبعا لمكوناته.
ويكون الزجاج المصهور كاللدائن بحيث يمكن تشكيله باستخدام عدة تقنيات. ومن الممكن تقطيع الزجاج عندما يكون باردا. وفي درجات الحرارة المنخفضة يكون الزجاج هشا وينكسر. ولمثل هذه المواد الطبيعية كالزجاج البركاني والتيكتيت مكونات وخصائص تشبه الزجاج الصناعي.
والمكونات الأساسية للزجاج هي السليكا المشتقة من الرمل والصوان والكوارتز. وتصهر السليكا في درجات حرارة عالية جدا لإنتاج زجاج السليكا المصهور. ويتم إنتاج أنواع مختلفة من الزجاج باتحاد السليكا مع مواد خام أخرى بنسب مختلفة. وهناك مركبات قلوية مثل كربونات الصوديوم وكربونات البوتاسيوم تقلل من درجة حرارة الصهر ولزوجة السليكا. وينصهر الزجاج عادة عند درجة حرارة عالية ولا يتمدد أو ينكمش بدرجة كبيرة مع تغير درجات الحرارة، ومن ثم يكون مناسبا لانتاج الأدوات التي تستخدم في المعامل والأشياء التي تكون عرضة للصدمات الحرارية مثل مرايا التليسكوب. ويعتبر الزجاج موصلا رديئا لكل من الحرارة والكهرباء ومن ثم فإنه مفيد للعوازل الكهربية والحرارية.
ويعود تاريخ صناعة الزجاج إلى عام 2000 قبل الميلاد. ومنذ ذلك الحين، دخل الزجاج في أغراض عديدة من حياة الإنسان اليومية. فتم استخدامه في صناعة الآنية المفيدة والمواد الزخرفية ومواد الزينة بما في ذلك المجوهرات. كما كان له تطبيقاته الصناعية والمعمارية. ولقد كانت أقدم المواد الزجاجية عبارة عن خرزات حيث لم يتم التوصل إلى الآنية المجوفة حتى عام 1500 قبل الميلاد.
ويعتبر الصناع الآسيويون هم أول من أرسى صناعة الزجاج ، ومنهم انتقلت الصناعة إلى مصر حيث ترجع أول آنية زجاجية إلى حكم تحتمس الثالث (1504-1450 قبل الميلاد). وقد ظلت صناعة الزجاج منتعشة في مصر حتى حوالي عام 1200 قبل الميلاد ثم توقفت فعليا لعدة قرون من الزمان. وفي القرن التاسع قبل الميلاد، ظهرت كل من سوريا والعراق كمراكز لصناعة الزجاج ، وامتدت الصناعة عبر منطقة البحر المتوسط. وفي العصر الإغريقي، اضطلعت مصر بدور رئيسي في تزويد القصور الملكية بالزجاج الفخم حيث كان يصنع في الإسكندرية . وفي القرن الأول قبل الميلاد، تم التوصل إلى عملية نفخ الزجاج في سواحل فينيقيا. وفي العصر الروماني، كانت صناعة الزجاج منتشرة في مناطق متعددة من الإمبراطورية الرومانية.
وقبل اختراع أنبوبة نفخ الزجاج، كانت هناك عدة طرق لتشكيل وتزيين الأشياء المصنوعة من الزجاج الملون سواء الزجاج النصف شفاف أو المعتم، حيث تم تقطيع وتشكيل بعض الأشياء من كتل الزجاج الصلبة. ومن صانعي الآنية والمواد المعدنية، اقتبس صناع الزجاج عمليات السبك حيث كان يتم صب الزجاج المصهور في قوالب لإنتاج الحشو والتماثيل الصغيرة والآنية المفتوحة مثل الأكواب والأوعية. وكان يتم تسخين قضبان الزجاج المشكلة مسبقا وصهرها معا في قالب للحصول على 'شريط' زجاجي. وتم عمل نماذج معقدة جدا باستخدام تقنية الفسيفساء حيث يتم صهر العناصر في قضيب ثم تؤخذ هذه العناصر لتعطي تصميما على شكل متقاطع. كما كان يتم ترتيب شرائح من هذه القضبان في قالب لتشكيل وعاء أو لوحة ثم تسخن حتى تنصهر.
أما أغلب الصناعات الزجاجية قبل العصر الروماني فقد كان يتم تشكيلها باستخدام تقنية الجزء المركزي. حيث كان يتم تثبيت خليط من الطين والروث على قضيب معدني، ثم يعطى الشكل الداخلي للوعاء المطلوب، ثم يتم غمسه في بوتقة من الزجاج المصهور أو تلف بخيوط من الزجاج، ثم يعاد تسخينه باستمرار وبعدها يصقل على حجر مسطح. وعلى هذا الشكل تتدلى خيوط زجاجية مختلفة الألوان مكونة أنماطا تشبه الأجنحة على درجة عالية من الروعة كما هو مشاهد في الزجاج المصري الذي خلفته الأسرتان الثامنة عشر والتاسعة عشر. كما تم إضافة المقابض والأقدام والرقبة وتعريض هذا الشكل للتبريد. وبعدها يسحب القضيب ويستخرج الجزء الذي يشغل الجزء المركزي. وبهذه الطريقة كانت تصنع حاو يات مستحضرات التجميل والآنية الصغيرة الحجم. ومنذ بداية القرن السادس قبل الميلاد، أخذت هذه الأشياء نفس تصميمات الآنية الفخارية في العصر اليوناني.
ومع بداية القرن الثاني الهجري / الثامن الميلادي، أخذ صناع الزجاج المسلمون الأساليب الفارسية القديمة في صناعة الزجاج من حيث تقطيعه وتشكيله، حيث أنتج المسلمون آنية ذات بروز عالية وكان الكثير من هذه البروز تصور موضوعات تتعلق بالحيوانات. كما قام المسلمون أيضا بإنتاج زجاج عديم اللون على درجة عالية من الجودة وعليه تصميمات دقيقة كالعجلات. وقد زادت إمكانيات الزخرفة مع التوصل إلى ألوان الطلاء الزخرفية والطلاء بالذهب وقد كانت مصانع الزجاج في حلب و دمشق مشهورة بهذه الإمكانيات الزخرفية. وفي مصر اخترعت أنسجة الصقل التي أدت إلى ظهور تأثيرات معدنية براقة بألوان كالبني والأصفر والأحمر، واستعملت في كل من صناعة الفخار والزجاج. وقد دهنت مصابيح المساجد والآنية والأكواب والزجاجات بنقوش هندسية إسلامية متناغمة، مما كان لها بالغ الأثر على صناعة الزجاج الغربية فيما بعد وخاصة في فيينا وأسبانيا.

وتعد صناعة الزجاج من الصناعات الكيمياوية المهمة التي سجل فيها علماء المسلمين نبوغا وبراعة. حيث أصبحت القطع المنتجة تستعمل كأحجار كريمة، كما أنهم أدخلوا عليها تحسينات كثيرة بواسطة التزيينات الفسيفسائية. وكانوا يصنعون الألواح الزجاجية الملونة وغير الملونة، وكذلك الصحون والكؤوس والقناني والأباريق والمصابيح وزجاجات الزينة لحفظ العطور ، وغير ذلك، وتفننوا في زخرفة هذه الأدوات زخرفة رائعة، وبألوان جميلة، وكتبت عليها أبيات من الشعر الرقيق.

وابتكر المسلمون التزجيج، وما زالت روائع من أعمالهم في التزجيج باقية في واجهات المساجد والجوامع، وكذلك في الأبنية الأثرية إضافة إلى ما هو محفوظ في المتاحف العالمية.
ولقد استخدمت الأصباغ المعدنية في هذه الصناعة الفنية، فلم تتأثر بالتقلبات الجوية، ولم تؤثر فيها حرارة الشمس المحرقة طوال مئات السنين الماضية.

وعرف علماء المسلمين الب لور وهو الزجاج الممتاز (الكريستال بحسب التعريف الكيماوي الحديث) الذي يحتوي على نسب مختلفة من أكاسيد الرصاص ، وصنعوه بإتقان، وعرفوا منه نوعا طبيعيا. وما زال يستعمل - كما استعمله المسلمون من قبل- في صناعة الأقداح والأواني والثريات، وكذلك في صناعة الخواتم وأدوات الزينة وكثير من الأدوات المنزلية. وصنعوا منه نظارات العيون، وكانوا يسمونها منظرة. كما استعملوا الأدوات الزجاجية في مختبراتهم وابتكروا الإنبيق والأثال، كما تدعى الأجزاء السفلى من آلة التقطير الحديث. وقد كانت عناصره كما يلي: زجاج منطرق (10 أجزاء)، أسفيداج (3 أجزاء)، زنجفر (جزءان)، شب (جزء واحد)، نوشادر (جزء واحد). أما طريقة صنعه فأن يسحق الكل ثم يسبك ليعطي بلورا يعمل فصوصا، فإن وجد فيه نمش سبك بالقلي ثانيا.
والأسفيداج هو أكسيد الرصاص، ومن المعروف حديثا أن الرصاص هو أهم مكونات الزجاج البلوري المعاصر، الذي يسمى بالكريستال.

ولقد وصلت صناعة الزجاج أوجها في ظل حكم الدولة العباسية في بغداد ، والدولة الأموية في الأندلس، حيث غرق العالم الإسلامي في بحور من الترف والمال، وازدهرت صناعة الزجاج، واقتنت ربات القصور أدوات فخمة من الأطباق والقناني والمزهريات والكؤوس وأدوات العطر والزينة المصنوعة من الزجاج الفاخر. وجمع الأمراء أدوات من الزجاج تشبه الأحجار الكريمة، كانت أغلى من الذهب و الفضة ، نحتت عليها المناظر الجميلة والآيات القرآنية والنباتات وبعض الحيوانات والأسماك والأشكال الهندسية بعد رسمها وحفرها بدقة لتترك المناظر والآيات بارزة وجميلة.
وفي القاهرة تم ابتكار طلاء الزجاج بالميناء بلون فضي لامع بعد طلاء الزجاج بمركبات الفضة، حيث يسخن الإناء الزجاجي للحصول على ألوان بنية وصفراء. وقد أنتج في الشام أجمل الفازات والمزهريات المطعمة والمطلية بالميناء، وقناني العطر وكؤوس الشراب التي صنعت في حلب، ثم انتقلت صناعتها إلى دمشق.

كما أبدعت صناعة الزجاج في استنبول ولا سيما في مصابيح المساجد من الزجاج المطلي بالميناء، والذي يمكن أن يرى في مسجد آيا صوفيا، وفي جوامع كثيرة أخرى، في جميع أنحاء العالم الإسلامي، والتي زينت بمئات المصابيح المدلاة من سقوفها، حتى بدت كأنها سقوف من نور. وتحوي مصابيح المساجد إناء للزيت تطفو عليه فتيلة قطنية، تضيء المساجد وتزينها.


ولقد عرف المسلمون أنواعا عديدة من الزجاج عرفت بمسميات مختلفة. فسمي الزجاج نفسه زجاج وقزازا وقواريرا، وعرفوا منه المعدني والمصنوع، وكانوا يسمون الزجاج الصافي بالبلور، وأجوده الشفاف الرزين، الكثير الأشعة والذي تشتهر به الآن جزيرة البندقية ويعرف بالمورانو. وقد صنعوا الزجاج بخلط جزء من القلي مع نصف جزء من الرمل الأبيض الخالص يسبكان حتى حد الامتزاج. وعرف كيمائيوهم نوعا من الزجاج يصير في كيان المنطرقات يلف ويرفع، وقد احتفظوا لأنفسهم بأسراره، وأشاروا إليه بالرموز، ويعرف عندهم بالملوح به والمطوي. أما صفة صنعه: 'أن يؤخذ من المطلق والكثيراء و مكلس قشر البيض وثابت العقاب ومحرق الرصاص الأبيض والحلزون أجزاء متساوية تسحق حتى تمتزج، تعجن بماء الفجل والعسل، وترفع ويضاف العشرة منها إلى مائة وتسبك وتقلب في دهن الخروع ويعمل....'.
كما صنعوا زجاجا فضي اللون بمزج كميات متساوية من كل من اللؤلؤ والنوشادر والتنكار والملح الأندراني يذاب بالخل، ويطلى به الزجاج، ويدخل النار. ومما يجعله عقيقا أي بلور العقيق اليماني أن تذاب الخلطة التالية وتطلى به، ثم يدخل النار، ومكوناته: مغنيسيا، فضة محرقة، زاج ، زنجفر ، كبريت. أما إذا ضوعفت كمية الزاج في الخلطة المذكورة أعلاه، وأضيف بعض القلقند، كان لونه خلوقيا .
ويصنع الزجاج المعروف بالفرعوني بإضافة أربعة دراهم من قشر البيض المنقوع في اللبن الحليب أسبوعا كاملا، مع تغييره كل يوم وكل ليلة، إلى مائة درهم، وقد يضاف إلى ذلك مثله من المغنيسيا الشهباء والقلعي والفضة المحرقين، فيأتي فصوصا بيضاء شفافة. أما الزجاج الخارق الصفرة فيصنع بإضافة خمسه قلعي محرق بالكبريت الأصفر، وكذا المرتك، أما إذا أضيف مثل ربع القلعي أسربا محرقا، أو روستختج كان اللون أترجيا. وإن تم استبدال المغنيسيا ودم الأخوين وقليل الزاج بما سوى القلعي، وأبقيت القلعي على حاله كان أحمر، فإن تركت القلعي أضا على حاله وضممت إليه كربعه لازورد، كان سماويا غاية. وقد استعملت الحبيقة ، وتسمى أيضا حشيشة الزجاج، في جلي الزجاج. وكيفية عملها أن تقطع وترمى في أواني الزجاج مع الماء وتحرك، فتجلوه بخشونتها وتنقيه.
ويعرف العالم حاليا قرابة ثمانمائة نوعا من التراكيب الزجاجية المختلفة، يتميز بعضها بخاصية واحدة، وبعضها الآخر يتميز بمجموعة من الخواص المتوازنة. وعلى الرغم من هذا الكم الهائل من التراكيب إلا أن 90% من جميع أنواع الزجاج المعروف يصنع من المواد نفسها التي استعملت في صناعة الزجاج في الحضارة الإسلامية، وربما ما قبلها، وهي: الرمل والقلي بصورة أساسية. وقد استخدم أوكسيد الماغنسيوم لإنتاج زجاج شفاف نظيف لا لون له. وأدخلت أكاسيد المعادن لإعطاء الزجاج اللون الأسود والأزرق والكحلي والأحمر والأصفر والأخضر.

ومن العالم الإسلامي انتقلت صناعة الزجاج إلى أوروبا عندما أنشأ فنيون مصريون مصنعين للزجاج في اليونان، ولكن المصنعين حطما في عام 544 هـ / 1147 م، عندما اجتاح النورماديون مدينتهم ففر الفنيون إلى الغرب، مما ساعد على النهضة الغربية في مجال صناعة الزجاج في العصور الوسطى. كما فر أيضا بعض الفنيين من دمشق إلى الغرب إبان اجتياح المغول للعالم الإسلامي. هذا بالإضافة إلى التقنيات الخاصة بصناعة الزجاج التي أخذها الأسرى الأوربيون من المسلمين أثناء الحروب الصليبية. وقد شاء الله أن تجمعت أسرار هذه الصناعة مع الفنيين في فينسيا واحتُكرت صناعة الزجاج في أوروبا حتى القرن السابع عشر عندما علمت فرنسا بالتقنيات المطلوبة وأسرارها، وانتقلت إليها صناعة الزجاج وأصبحت أهم مراكزها في العالم.
وابتداء من القرن التاسع عشر الميلادي دخلت صناعة الزجاج في عداد التكنولوجيا. فيتم الآن صناعة الزجاجات والآنية التي تحتوي على الروائح من خلال عملية أتوماتيكية تشمل الضغط والنفخ.
كما يتم تصنيع معظم عدسات النظارات وأجهزة الميكروسكوب والتليسكوب وكاميرات التصوير وأجهزة بصرية أخرى من الزجاج البصري الذي يختلف عن الأنواع الأخرى من الزجاج من حيث الطريقة التي يعكس أو تكسر شعاع الشمس.
وهناك الزجاج الحساس للضوء وهو يشبه الفيلم الفوتوغرافي حيث تستجيب فيه أيونات الذهب أو الفضة في المادة لحركة الضوء . ويستخدم هذا الزجاج في عمليات الطباعة والإخراج. كما أن المعالجة الحرارية التي تتبع تعرضه للضوء تؤدي إلى إحداث تغييرات دائمة في هذا النوع من الزجاج.
وكذلك تم تصنيع الزجاج الخزفي وهو نوع من الزجاج يحتوي على معادن معينة تتبلور عند تعرضها للأشعة فوق الحمراء. وعند تسخينه لدرجات حرارة عالية يتحول إلى خزف بلوري له قوة ميكانيكية وخصائص عزل كهربية أكبر من الزجاج العادي. ويستخدم هذا النوع من الزجاج في صنع أدوات المطبخ والمخروط الأمامي للصواريخ ورقائق سفن الفضاء. كما يمكن استخدام أنواع أخرى من الزجاج المعدني في صناعة المحولات الكهربائية عالية الكفاءة.
وهناك الألياف الزجاجية التي يمكن أن تنسج أو تلبد مثل الأنسجة القماشية عن طريق سحب الزجاج المصهور بقطر يصل إلى عشرة آلاف جزء من البوصة. ونظرا لثباتها الكيميائي وقوتها ومقاومتها للنار والمياه، تستخدم الألياف الزجاجية في صناعة الملابس الجاهزة ومواد التنجيد. كما تستخدم في صناعة العوازل الحرارية

الرصاص


عنصر معدني لونه بين الأزرق والرمادي. وعند تقطيع سطحه فإنه يكون ذا بريق فضي لامع ولكنه يتحول بسرعة إلى لون باهت بين الرمادي والأزرق ويعتبر هذا اللون من السمات الرئيسية للرصاص.
ويأتي الرصاص في المجموعة (14) من الجدول الدوري، ورقمه الذري (82) ، ويبلغ وزنه النوعي (11.34)، بينما يبلغ وزنه الذري (207.20). وينصهر الرصاص عند درجة حرارة 328 درجة مئوية، ويغلي عند درجة حرارة 1740 درجة مئوية. ويوجد الرصاص في الطبيعة في ثمانية أشكال من النظائر: أربعة منها مستقرة والأربعة الأخرى إشعاعية النشاط. والنظائر المستقرة هي الرصاص-206 والرصاص-207 والرصاص- 208 وهي تعتبر الناتج النهائي لسلسلة اليورانيوم والأكتينيوم والثوريوم، أما الرصاص-204 فهو من النظائر المستقرة أيضا ولكن لا توجد مادة إشعاعية طبيعية يتشكل منها هذا الرصاص.
خصائص الرصاص
الرصاص معدن ناعم الملمس قابل للسحب والطرق وعندما يسخن برفق، فإنه يتحول إلى ثقوب أو قوالب حلقية. ومقاومة شد الرصاص منخفضة كما أنه موصل رديء للكهرباء. والرصاص لا يقبل الطرق إلى صفائح رقاق وأسلاك رفيعة جدا كما هو الحال في الذهب و الفضة بل تتماسك خرائط الرصاص بعضها ببعض لتكون كتلة يتخللها قليل من الفراغ، ولا يصح هذا التماسك في خراطة كل من الذهب والفضة. والرصاص قابل للذوبان في حمض النتريك ولكنه يتأثر قليلا بأحماض الكبريت والهيدروكليك في درجة حرارة الغرفة. ومع وجود الهواء، فإنه يتفاعل ببطء مع الماء مكونا الهيدروكسيد الذي يذوب ذوبانا خفيفا. والرصاص سام إذا ابتلعه الإنسان مع أن الماء العادي يحتوي عادة على أملاح تكون بطانة على المواسير وتمنع تكون هيدروكسيد الرصاص المذاب، إلا أن المواسير التي تستخدم في نقل الماء ينبغي ألا تحتوي على رصاص.

تاريخ معدن الرصاص
استخدم الرومان قديما الرصاص في صناعة مواسير المياه حيث كانت عبارة عن مزيج من الرصاص الملحوم مع القصدير. وقد كان العبيد الرومان يقومون باستخلاص وتجهيز الرصاص، وأصيب هؤلاء العبيد بالتسمم بسبب الرصاص. أما القدماء المصريين فقد استخدموا الرصاص في صناعة العملات ووحدات الموازين ومواد الزخرفة والأواني المنزلية وأسطح السيراميك وسبائك اللحام.
وفي القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي توصل الصناع المسلمون إلى طرق تخليص الرصاص من الشوائب. فيقول البيروني في كتابه الجماهر عن تعدين الرصاص ما نصه 'يذوب من تراب مخصوص بذلك ومن أحجار في معدنه، ولهذا ذل ورخص في سعره، وهو بنواحي الشرق عزيز، ليس له بها معدن.
ولقد أشار البيروني في ذلك إلى تعدين الرصاص إشارة واضحة وذلك بقوله في تسخين أحجار الأسرب في الهواء، وقصد بأحجار الأسرب خامه المألوف (كبريتيد الرصاص).
وهي الطريقة الحديثة المستخدمة في تحضير الرصاص وهي تتألف من إضافة أنقاض الحديد إلى خام الرصاص (كبريتيد الرصاص)، وعند تسخين المزيج في الفرن يسيل منصهر الرصاص، ويتكون كبريتيد الحديدوز، أي بالاعتماد على الخواص الكيمياوية لعنصري الحديد والرصاص، فالحديد أكثر ميلا للاتحاد بالكبريت من الرصاص لذلك فهو أي الحديد يسلب الكبريت من كبريتيد الرصاص (حجر الأسرب) تاركا الرصاص على هيئة منصهر، ويتحد الحديد بكبريت الخام مكونا كبريتيد الحديدوز ومنصهر الرصاص.
كما يحضر الرصاص من اختزال خاماته، ولا سيما الموجودة منها على هيئة كبرتيده. ويتم الاختزال على مراحل، حيث تبدأ المرحلة الأولى بتسخين الخامات (الكبريتيد) في الهواء، فيتحول قسم من كبريتيد الرصاص إلى أوكسيده وهو الذي أسماه البيروني في كتابه بالمرداسنج عند مخلصي الفضة من السباكين إذا خلصوا النحاس المحرق، ومن حملان الفضة، فيكون المرداسنج كالغشاء الجلد فوقه. ويتحول قسم آخر من الخام إلى كبريتات الرصاص. وعند الاستمرار بالتسخين وإضافة المزيد من الخام (الكبريتيد)، يتحد الأخير بالمرداسنج ليكونا منصهر الرصاص الذي يسيل في قاع فرن التسخين ويخرج من منفذ معد لهذا الغرض، ويتطاير غاز ثاني أوكسيد الكبريت.
كما تتحد كبريتات الرصاص التي تكونت في المرحلة الأولى مع خام الرصاص (كبريتيده اتحادا كيمياويا فيتكون نتيجة لهذا الاتحاد الكيمياوي، منصهر أيضا، ويتصاعد غاز ثاني أوكسيد الكبريت).
ويتكون أوكسيد الرصاص على الصورة الأولى عندما يحضر في درجة حرارية انصهاره، فإذا ما صهر، أو كانت طريقة تحضيره في درجة أعلى من درجة انصهاره جاء المرداسنج على الصورة الثانية.
والمرادسنج يكون على صورتين أحدهما يكون فيها المرداسنج أصفر اللون ش احبه، ويكون لونه في الصورة الثانية أصفر محمرا. ويحضر المرادسنج في الوقت الحاضر بطرائق عديدة، ولعل تحلل النترات (نترات الرصاص)، وكاربوناته وهيدروكسيده بالتسخين في طليعة الطرائق. ويحضر المرداسنج للأغراض التجارية من تسخين الرصاص إلى درجة حرارية أعلى من درجة انصهاره في الهواء، حيث يتحد أوكسجين الهواء مع الطبقة السطحية لمنصهر الرصاص مكونا طبقة رقيقة من المرداسنج تطفو على سطح منصهر الرصاص، تطفو هذه الطبقة بين حين وآخر، كلما تكونت، وهكذا يتم جمع المرداسنج. وقد ذكر البيروني تكون طبقة المرداسنج فوق منصهر الرصاص المعرض للهواء، وربما كانت هذه الطريقة من إحدى الطرائق التي استخدمت قديما للحصول على أول أوكسيد الرصاص أي المرداسنج.
هذا وقد ابتدعت طريقتان جديدتان في تعدين الرصاص، تتلخص الطريقة الأولى باختزال أوكسيد الرصاص (المرادسنج) بواسطة الكاربون (الفحم)، ولا سيما فحم الكوك، حيث يحترق الفحم احتراقا جزئيا، مكونا غازا ساما هو أول أوكسيد الكربون، العامل المختزل القوي، الذي يسلب أوكسيد الرصاص أوكسجينه، فينحدر الرصاص على هيئة منصهر ويتصاعد غاز ثاني أوكسيد الكربون.
ويصف الجلدكي هذه الطريقة في ذكر خواص الرصاص فيقول في كتابه رتبة الحكيم : ' الرصاص جسم ثقيل بطباعه يذوب بالنار ذوبا سريعا، ويحترق فيها ويتولد بالاحتراق المرتك والأسرنج... وإذا طرق يحتمل التطريق حتى يسرع إليه التفتت والتقصب، ويسرع إليه التصديد بالحموضات وبخل العنب اٍلى أن يصير إسفيداجا.

استخدامات الرصاص
يستخدم الرصاص بكميات كبيرة في في ألواح بطاريات التخزين التي تعمل في السيارات. وفي تغليف الكابلات الكهربائية. كما تستخدم كميات كبيرة منه في تبطين المواسير والخزانات وأجهزة أشعة - X - وبسبب كثافته العالية ولخصائصه النووية، يستخدم الرصاص على نطاق واسع كعنصر واق من المواد المشعة. ويستخدم الرصاص أيضا في الخليط المعدني مثل سبيكة اللحام والمواد المعدنية الحاملة. كما تستهلك كميات كبيرة من الرصاص في شكل مركباته وخاصة الدهانات و الأصباغ .

الذهب


فلز أصفر براق على هيئة كتل بإمكانها عكس الضوء أما صفائحه الرقاق فتبدو خضراء اللون أو زرقاء. أما الذهب المقطع تقطيعا دقيقا - مثله مثل المساحيق المعدنية الأخرى - فيتميز باللون الأسود بينما توجد أنواع أخرى من الذهب يتدرج لونها بين الياقوتي والأرجواني.
ويأتي الذهب في المجموعة الانتقالية رقم (11) من الجدول الدوري، ورقمه الذري (79)، ووزنه الذري (196.967)، ويبلغ وزنه النوعي (19.3). وينصهر الذهب في درجة حرارة قدرها (1063) درجة مئوية ، ويغلي في (2500)ْ مئوية. والذهب موصل جيد للحرارة والكهرباء، ولا يفوقه في هذه الصفة سوى الفضة والنحاس .
خصائص الذهب
يعتبر الذهب الخالص من أكثر أنواع المعادن القابلة للطرق والسحب، حيث يمكن ضربه أو طرقه حتى كثافة تصل إلى (0.000013) سم. كما يمكن تشكيل سلكا ذهبيا طوله (100) كم من كمية قدرها (29) جرام. والذهب واحد من أكثر المعادن ذات الملمس الناعم إذ تبلغ صلابته من (2.5) إلى (3) على مقياس الصلادة.
والذهب من المعادن الخاملة جدا وهو لا يتأثر بالهواء أو الحرارة أو الرطوبة. وهو لا يذوب في الحوامض المركزة المعدنية المعروفة أمثال حامض الهيدروكلوريك، والكبريتيك، والفوسفوريك، والنتريك ولكنه يذوب في الماء الملكي الذي يعد مزيجا من حامضي الهيدروكلوريك والنتريك المركزين حيث يتحرر الكلور الحديث التولد فيذيب الذهب. وهناك حوامض أخرى تؤثر في الذهب مثل حامض التلمريك ومحلول كلوريد الحديد الساخن وغيرهما.

تاريخ معدن الذهب
لما كان الذهب منتشرا في أماكن عديدة من الكرة الأرضية، إضافة إلى وجوده حرا في الطبيعة، ولغلو ثمنه واستعماله نقودا في شتى أمصار العالم أصبحت معرفته أيسر من معرفة غيره من الفلزات. كما أن صفاته الطبيعية قد جعلت منه معدنا شائع الصيت فكثر ذكره في الكتب وكثر المنقبون عنه والمشتغلون به. وفي القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي، حيث وصلت الحضارة الإسلامية إلى أوجها وزينت قصور الخلفاء بشتى أنواع الجواهر والمعادن التي جلبت من مختلف أصقاع الدولة الإسلامية المترامية، اهتم كثير من الكيميائيين بطرق تنقية هذه المعادن. فذكر البيروني في كتابه الجماهر في معرفة الجواهر طرق تنقية الذهب وهو ما لا يختلف كثيرا عن الطرق المستخدمة اليوم. فيذكر البيروني في تعدين الذهب وتصفيته ما نصه:' أن بعض الذهب ما يتصفى بالنار إما بالإذابة وحدها أو التشوية المسماة طبخا له، والجيد المختار يسمى لقطا لأنه يلتقط من المعدن قطاعا يسمى ركازا وأركز المعدن إذا وجد فيه القطع سواء معدن فضة أو ذهب، وربما لا يخلو من شوب ما، فخلصته التصفية حتى اتصف بالإبريز لخلاصه، ويثبت بعدها على وزنه'.
ويأتي البيروني في شرح تنقية الذهب عندما يكون ممزوجا مع التربة أو في الأحجار الكبيرة، ويصف الطريقة التي تستعمل لاستخراج الذهب مما شابه من التراب والحجر وصفا دقيقا لا يختلف كثيرا عما هو عليه الآن. فيقول: 'وربما كان الذهب متحدا بالحجر كأنه مسبوك معه فاحتيج إلى دقه، والطواحين تسحقه إلا أن دقه بالمشاجن أصوب وأبلغ في تجويده حتى يقال إنه يزيده حمرة، وذلك أنه إن صدق مستغرب عجيب، والمشاجن هي الحجارة المشدودة على أعمدة الجوازات المنصوبة على الماء الجاري للدق، كالحال في سمرقند في دق القنب في الكواغد ، وإذا اندق جوهر الذهب وانطحن، فسل عن حجارته وجميع الذهب بالزئبق، ثم عصر في قطعة جلد حتى يخرج الزئبق من مسامه، ويطير ما يبقى فيه منه بالنار فيسمى ذهبا زئبقيا ومزبقا والذهب الذي بلغ النهاية التي لا غاية وراءها من الخلوص، كما حصل لي بالتشوية بضع مرات، لا يؤثر في المحك كبيرا أثر ولا يكاد يتعلق به، ولكاد يسبق جموده إخراجه من الكورة ، فيأخذ فيها في الجمود عند قطع النفخ، وأغلب الظن في الذهب المستشفر أنه للينه'.
ويتطرق البيروني إلى طريقة قديمة استعملها الهنود في اقتناص الذهب بواسطة الزئبق، ويشرح هذه الطريقة شرحا دقيقا موفقا فيقول:'ماء السند المار على ويهند قصبة القندهار عند الهند بنهر الذهب، وحتى أن بعضهم لا يحمد ماءه لهذا السبب ويسمى في مبادىء منابعه موه، ثم إذا أخذ في التجمع يسمى كرش أي الأسود لصفائه، وشدة خضرته لعمقه، وإذا انتهى إلى محاذاة منصب صنم شميل في بقعة كشمير على سمت ناحية بأول سمى هناك ماء السند... وفي منابعه مواضع يحفرون فيها حفيرات، و في قرار الماء وهو يجري فوقها ويملأونها من الزئبق حتى يتحول الحول عليها ثم يأتونها وقد صار زئبقها ذهبا. وهذا لأن ذلك الماء في مبدئه حاد الجري يحمل الرمل مع الذهب، كأجنحة البعوض رقة وصغرا، ويمر بها على وجه الزئبق فيعلق بالذهب ويترك ذلك الرمل يذهب '. ثم يخلص الذهب من الزئبق بالطريقة التي ذكرها البيروني سابقا.

تنقية الذهب حديثا
تجري تنقية الذهب حديثا بفصل الأتربة والغرين والشوائب الأخرى بواسطة تيارات مائية قوية تزيل الدقائق الرملية والغرينية، وتبقى دقائق الذهب في أماكنها نظرا لارتفاع كثافة الذهب وقد يستعمل الزئبق لإذابة الذهب دون الرمل والغرين. ثم يخلص الذهب من الزئبق بتقطير الأخير. كما يستخلص الذهب عرضا عند تعدين النحاس والفضة. وهناك طرق كيميائية لاستخلاص الذهب مما يشد به كطريقة السيانيد، أو إذابة سبائكه الفضية في حامض الكبريتيك المركز، وتجري تنقية الذهب بحامض النتريك أولا، ثم التحليل الكهربائي.

استخدامات الذهب
لقد عرف الذهب وبرزت قيمته منذ عصور سحيقة كمعدن يسهل تشكيله أكثر من أي معدن آخر. بالإضافة إلى سهولة الحصول على الذهب في صورته النقية. كما أن جمال الذهب ورونقه ومقاومته للتآكل قد جعلته من المعادن المتميزة في الفنون والحرف المختلفة منذ قديم الزمن.
ونظرا لندرته النسبية، استخدم الذهب كعملة وأساس للمعاملات المالية الدولية. والوحدة المستخدمة في وزن الذهب هي الأونسة وهي تعادل 31.1 جراما. من أهم استخدامات الذهب الآن أنه يستخدم كاحتياطي للعملات. ولعدة قرون مضت، كان الذهب والفضة يستخدمان استخداما مباشرا كعملتين. وأثناء القرن التاسع عشر، لعب الذهب دورا جديدا حيث أصبح الأساس الوحيد لعملات معظم دول العالم حيث يمكن تحويل الأوراق المالية إلى ذهب. ومنذ السبعينات من القرن العشرين، أصبح الذهب يباع ويشترى في السوق بأسعار متذبذبة إلى حد كبير، وأصبحت العلاقة بين احتياطي الذهب وقيمة العملات علاقة غير مباشرة إلى حد كبير.
وقد أصبح الطلب متزايدا جدا على الذهب في عمليات التصنيع. ولأن الذهب موصل جيد للكهرباء وذو مقاومة عالية للصدأ والتآكل، فقد أصبح ذا أهمية كبرى في صناعة الدوائر الكهربائية الدقيقة. وإذا أذيبت كميات صغيرة من الذهب ووضعت في الألواح الزجاجية أو البلاستيكية، فإنها تمنع مرور الأشعة دون الحمراء وتكون بمثابة واقي حراري فعال. ولأن الذهب يتميز بثباته الكيميائي، فإنه يستخدم في الآلات التي تعمل في غلاف جوي يؤدي إلى الصدأ، كما يطلى به الأسطح المعرضة للصدأ أو التآكل بسبب السوائل أو الأبخرة.
كما يستخدم الذهب أيضا على شكل رقائق في الطلاء بالذهب والكتابة بالذهب. وتستخدم أحد مشتقات الذهب في تلوين الزجاج الأحمر. ويستخدم سيانيد البوتاسيوم المضاف إليه الذهب في عملية الطلاء بالذهب التي تتم كهربائيا.
وكذلك يستخدم الذهب في الطب لما ثبت من توافقه مع أجهزة الجسم الحية. فهو يستخدم في طب الأسنان، وفي تغليف الأدوية. كما تستخدم النظائر المشعة من الذهب في الأبحاث البيولوجية وفي علاج السرطان.
ويستخدم الكم الأكبر من الذهب المنتج في العملات والمجوهرات. وللوفاء بهذه الأغراض، يخلط الذهب بمعادن أخرى ليصل إلى الصلابة المطلوبة. ويعبر عن الذهب الموجود في هذا الخليط بالقيراط. ويحتوي الذهب المستخدم في صناعة المجوهرات على النحاس والفضة، بينما يحتوي الذهب الأبيض على الزنك والنيكل أو المعادن البلاتينية.