دنیای شگفت انگیز مواد شیمیایی

مواد شیمیایی

مواد شیمیایی به آن دسته از موادی گفته می شود که در طبیعت یافت می شوند و یا اینکه در آزمایشگاه های شیمی توسط دانشمندان فعال در این حوزه ساخته می شوند.

مواد شیمیایی بطور کلی به شکل جامد، مایع، گاز دیده می شوند که هر کدام از این 3 گروه خود شامل دسته بندی های متعدد دیگری می باشد.کشف و یا ساخت مواد شیمیایی با استفاده از ترکیبات و واکنش های شیمیایی معمولا با هدف رفع یک نیاز انجام می گیرد.

در حال حاضر می توان عنوان کرد با پیشرفت علم و تکنولوژی و بهره گیری از ماشین آلات مجهز دانشمندان توانسته اند مواد جدیدی با خاصیت شیمیایی متفاوت از دل طبیعت کشف کنند و همین اینکه در آزمایشگاه ها مواد با خاصیت شیمیایی متفاوتی تولید کنند.

انواع مواد شیمیایی

مواد شیمیایی در دو گروه بزرگ معدنی و آلی تعریف می‌شوند. هر یک از این دو گروه در دو مبحث شیمی آلی و شیمی معدنی بررسی می‌شوند. در این مطالعه ، خواص فیزیکی و شیمیایی مواد آلی و معدنی ، منابع ، طریقه سنتز و واکنش‌ها و ... مورد بررسی قرار می‌گیرند.

مواد شیمیایی آلی

در گذشته به موادی که توسط بدن موجودات زنده ساخته می‌شد مواد آلی گفته می شد. در سال 1828 وهلر برای اولین بار جسمی به نام اوره به فرمول CO(NH2)2 را در آزمایشگاه از یک ترکیب معدنی به نام ایزوسیانات تهیه نمود و از آن پس معلوم شد که می‌توان مواد آلی را نیز در آزمایشگاه ساخت.

امروزه بیش از یک میلیون نوع ماده آلی شناخته شده است که بسیاری از آنها را در آزمایشگاه ها تهیه می‌کنند. مواد آلی به مواد غیر معدنی گفته می‌شود و با مواد معدنی تفاوت های کلی دارند.

مواد شیمیایی معدنی

اگر شیمی آلی به عنوان شیمی ترکیبات کربن عمدتا آنهایی که شامل هیدروژن یا هالوژن ها به علاوه عناصر دیگر هستند تعریف شود، شیمی معدنی را می‌توان بطور کلی به عنوان شیمی عناصر دیگر در نظر گرفت که شامل همه عناصر باقیمانده در جدول تناوبی و همینطور کربن  که نقش عمده‌ای در بیشتر ترکیبات معدنی دارد می‌گردد.

تاریخ مواد شیمیایی

مفهوم ماده شیمیایی در اواخر قرن هجدهم پس از کار شیمیدان جوزف پروست بر روی ترکیب برخی ترکیبات شیمیایی خالص مانند کربنات اساسی مس کاملا محکم شد.

وی استنباط کرد : همه نمونه های یک ترکیب دارای ترکیب یکسان هستند یعنی تمام نمونه ها نسبت به جرم عناصر موجود در ترکیب را با هم دارند.

 این اکنون به عنوان قانون ترکیب ثابت شناخته می شود. بعدا با پیشرفت روش های سنتز شیمیایی به ویژه در حوزه شیمی آلی کشف بسیاری از عناصر شیمیایی و تکنیک های جدید در حوزه شیمی که برای جداسازی و تصفیه عناصر و ترکیبات از مواد شیمیایی منجر به استقرار شیمی مدرن شده است.

مواد شیمیایی پر مصرف

اسید سولفوریک

 اسید سولفوریک یک اسید معدنی بسیار قوی است که با هر درصدی در آب حل می‌شود. اسید سولفوریک را در گذشته به نام جوهر گوگرد می‌شناختند. این ماده در جدول برترین تولیدات مواد شیمیایی در سراسر جهان در رتبه نخست قرار دارد.

عمده‌ترین کاربرد این ماده شیمیایی در تولید کودها مانند سولفات آمونیوم و سوپر فسفات است. اسید سولفوریک 98 درصد همچنین به‌عنوان یک ماده واکنش‌دهنده در ساخت یا پردازش برخی کالاهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کلر

امروزه کلر جزو مواد شیمیایی بسیار محبوب است و کاربردهای فراوان آن باعث شده تا تولیدکنندگان کلر به فکر راه‌هایی برای افزایش تولید و کیفیت این ماده باشند.

این عنصر عاملی اکسیدکننده، سفیدکننده و گندزدا است و در تصفیه آب، عامل مهمی به شمار می‌رود و برای از بین بردن باکتری و سایر میکروب‌های موجود در ذخائر آب آشامیدنی بکار می‌رود. همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره از تولید ضدعفونی ‌کننده‌ها گرفته تا تولید رنگ و کاغذ و حلال کاربرد دارد.

آمونیاک

آمونیاک 25 درصد ماده‌ای غیرآلی و بدون رنگ است. این ماده غالبا به‌صورت مایع مورد استفاده است و میزان بسیار بالایی از آن در تولید کودهای نیتروژنه برای کشاورزی به کار می‌رود. تولید مواد شیمیایی گوناگون (همچون نیتریک اسید) و استفاده در صنایع غذایی، داروسازی و تولید کاغذ از جمله کاربردهای فراوان این ماده در صنایع مختلف هستند.

منبع : کیمیا تهران اسید 

آشنایی مرگ بار ترین سلاح شیمیایی

دانشمندان جنگ 

امروزه نام بسیاری از دانشمندان با ادوات جنگی گره خورده است. به عنوان نمونه لوئیس فیشر ایالات متحده آمریکا را به بمب ناپالم مجهز کرد، اوپنهایمر و دیگر اعضای "پروژه منهتن" با ساختن بمب هسته ای فاجعه هیروشیما و ناکازاکی را رقم زدنند و سر بارنز والیسT به عنوان سازنده "بمب سنگر شکن" شناخته می شود.
 
اختراع گازهای شیمیای مهلک 

بسیاری از دانشمندان سهم تعیین کننده ای را در جنگ داشتند. یکی از دانشمندانی که در ساخت سلاح های شیمیایی و گازهای سمی نقش برجسته ای داشت فریتس هابر بود. او یکی از شیمیدانان آلمانی و برندهٔ جایزهٔ نوبل بود.

به نقل از روزنامه تلگراف، هابر در 9 دسامبر سال 1868 بدنیا آمد . توجهش بیشتر به الکتروشیمی بود. در سال 1909 الکترودی بلورین ساخت که توسط آن (pH) اندازه گیری می‌شود .

در آغاز قرن بیستم بیشتر شیمیدانان می‌کوشیدند تا روشی کار آمد برای استفاده از نیتروژن هوا به مقیاس وسیع، به دست آورند. ترکیبات نیتروژن ماده اصلی کودها و مواد منفجره را تشکیل می‌دهد، ولی مهم‌ترین و عظیم‌ترین منبع این گونه ترکیبات در دشت‌های "ازتی" صحرای شمالی شیلی بود .
 
بدیهی است، بر اثر دور بودن این ناحیه از مرکز صنعتی جهان، استفاده از آن مقرون به صرفه نبود. از طرفی با توجه به اینکه چهار پنجم هوا را گاز ازت تشکیل داده و در واقع هوا ذخیره‌ای تمام نشدنی از این ماده‌است، طبعا هر طریقه‌ای که برای تبدیل نیتروژن هوا به ترکیبات آن عرضه می‌شد مقرون به صرفه بود.
 آمونیاک گاز کشنده و خطرناک

هابر مطالعاتی در خصوص امکان ترکیب نیتروژن و ئیدروژن، تحت فشار زیاد با استفاده از آهن به عنوان واکنش بار به منظور تولید آمونیاک به عمل آورد که بسیار کار آمد بود. هابر برای تهیه گاز آمونیاک، نیتروژن را از تقطیر جز به جز هوا بدست آورد. زیرا بیش از 78.9 حجم هوا را این گاز تشکیل داده‌است . هابر گاز هیدروزن را از اثر بخار آب داغ بر زغال کک داغ به دست آورد.

او با توجه به دو طرفه بودن واکنش تهیه آمونیاک طبق اصل لوشاتلیه با پایین آوردن دما واکنش به سمت چپ پیش می‌رود اما در دمای پایین سرعت واکنش بسیار پایین است. با افزایش دما سرعت واکنش زیاد اما واکنش به سمت چپ می‌رود . پس فشار را به 350 اتمسفر رساند تا واکنش در جهت رفت پیشرفت کند و آمونیاک تولید شود. همچنین عامل فشار بر دما غلبه کرده باعث شد آمونیاک بیشتر با سرعت زیاد تولید شود و از کاتالیزور مناسب مانند گل آتش خور یا آلومین استفاده کرد.
 
هنگامی واکنش به تعادل رسید دما را پایین آورد تا گاز ها با عمل میعان مایع شوند و چون پیوند میان آمونیاک قویتر بود زودتر مایع شد و او توانست آمونیاک مورد نیاز را جدا کند.اما باز هم مقداری گاز نیتروژن و هیدروژن در محیط باقی مانده بود چون هابر آمونیاک را جدا کرده بود این دو گاز با یکدیگر واکنش داده و آمونیاک تولید کردند.بدین وسیله او اولین بار گاز مهم آمونیاک را در شرایط آزمایشگاهی تولید کرد.

هابر یکی از دانشمندان برجسته دوران مدرن بود. او در این راه از کمک های کارل بوش شیمیدان آلمانی و بنیانگذار ای جی فاربن، بنیانگذار بزرگ ترین شرکت شیمیایی بسیار استفاده کرد. هدف هابر مقابله با پدیده خشکسالی بود با این حال به گفته عده ای از تحلیلگران او صدها سال پیش نتایج اختراعش را پیش بینی کرده بود. مطمئنا او اولین کسی بود که با استفاده از ذرات پراکنده در هوا توانست مخرب ترین سلاح کشتار جمعی را بسازد.
 
آمونیاک را بیشتر بشناسیم 

آمونیاک محلولی قلیایی بدون رنگ با بویی بسیار تند، تحریک کننده و بسیار پرکاربرد در صنایع می باشد. طبق آمارهای جهانی بیش از 80 درصد تولید آمونیاک جهان در صنعت کشاورزی جهت تهیه انواع کود استفاده می شود.

این محلول در اثر استنشاق به راحتی از طریق مجاری تنفسی وارد خون می شود و در اثر واکنش های متعدد منجر به تخریب سلول ها می شود. صنایع تولید کننده مواد شیمیایی از آمونیاک برای تولید موادی همچون : کربنات سدیم - سدیم هیدروژن کربنات - هیدروژن سیانید استفاده می کنند.

 

منبع : کیمیا تهران اسید