واکنشهای جابجایی دوگان

[Borna66]

از مهمترین واکنشهای جابجایی دوگانه : واکنشهای رسوبی که در آنها مخلوط کردن محلول دو نمک به تشکیل نمک نامحلول می انجامد . مهمترین کود شیمیایی نیتروژن دار در جهان : آمونیم نیترات ( NH4NO3 ) مهمترین حلال صنعتی پس از آب : اتانول رایج ترین روش بیان غلظت : غلظت مولار ( مولاریته ) ساده ترین کربوکسیلیک اسید : متانوئیک اسید ( HCOOH ) آشناترین کربوکسیلیک اسید : اتانوئیک اسید ( CH3COOH ) یکی از مهمترین مشتقات کربوکسیلیک اسیدها : استر ها ساده ترین آمینواسیدها : گلی سین ( آمینو اتانوئیک اسید ) یکی از مهمترین و پرکاربردترین روشهای حفاظت فلزها : حفاظت کاتدی یکی از ارزشمندترین و پرکاربردترین فلزها : آلومینیم انجام شدنی ترین واکنشها : واکنشهایی که در فراورده هایشان اتمها به هشت تایی پایدار رسیده اند . نزدیکترین لایه الکترونی به هسته = نخستین سطح انرژی : سطح انرژی K تازه ترین مدل اتمی : مدل کوانتومی که بر پایه رفتار دوگانه الکترون و با تاکید بر رفتار موجی الکترون استوار است . خط طیفی با کمترین طول موج ( بیشترین انرژی ) در طیف خطی اتم هیدروژن : خط بنفش با طول موج 410 نانومتر که مربوط به سقوط الکترون از n=6 ----> 2 است . مهمترین نکته در جدول تناوبی : تشابه آرایش الکترونی عنصرهای یک خانواده در بسیاری گروه های جدول سبکترین ذره زیر اتمی : الکترون واکنش پذیرترین فلزها : فلزهای قلیایی واکنش پذیرترین نافلزها : هالوژنها سبکترین فلز : لیتیم مشهورترین فلز قلیایی خاکی : کلسیم مشهورترین اکتنید : اورانیم فراوانترین عنصرهای موجود در پوسته زمین : سیلیسیم و اکسیژن فراوانترین عنصر جهان : هیدروژن فراوانترین ترکیب هیدروژن : آب سبکترین عنصر : هیدروژن کمترین الکترونگاتیوی : سزیم بیشترین الکترونگاتیوی : فلوئور کمترین انرژی نخستین یونش : سزیم بیشترین انرژی نخستین یونش : هلیم ساده ترین ترکیبهای آلی : هیدروکربنها ساده ترین هیدروکربنها : الکانها اربیتال با کمترین انرژی در هر تراز انرژی : اربیتال کروی نفت خام و محصولات آن، چه در هنگام استخراج و چه در مواقع حمل و نقل زميني و دريايي، در نتيجه رخدادها و تصادف ها سبب آلودگي خاك، آب و يا به طور كلي محيط زيست مي شوند. وجود هيدروكربن هاي نفتي در سطح دريا و در خشكي تهديدي جدي براي اكوسيستم به شمار مي آيد، زيرا براي محيط زيست به شدت مضر و سرطان زا هستند. وجود نفت خام در سطح زمين، سبب آتش سوزي، آلودگي آب هاي زير زميني و آلودگي هوا نيز مي شود، به همين دليل پاك سازي اين آلودگي ها بايد هر چه سريع تر انجام گيرد تا محيطي ايمن و عاري از خطر داشته باشيم. براي پاك سازي و آلودگي زدايي مواد نفتي، روش هاي استاندارد و معمول زيادي وجود دارد كه به علت هزينه بالا و پايين بودن كارايي محدود مي شوند. پاك سازي بيولوژيك مواد نفتي، پروسه هايي هستند كه تركيبات سمي را به مواد غير سمي و بي خطر تبديل مي كنند. اين عمل در نتيجه فعاليت هاي متابوليك ميكروارگانيسم هايي كه قادرند از مواد نفتي به عنوان منبع انرژي و كربن خود استفاده كنند، صورت مي گيرد. عرضه اين فناوري مي تواند بسيار مفيد باشد، زيرا قادر است بدون ايجاد خلل در محيط زيست طبيعي، تركيبات سمي مواد نفتي را به مواد غير سمي تبديل كند. در مقايسه با ديگر فناوري هاي پاك سازي مانند سوزاندن و دفن لجن هاي نفتي، روش بيولوژيك، بسيار ارزان تر و مقرون به صرفه تر است. امروزه تعداد بي شماري از ميكروارگانيسم هايي كه قادر به تجزيه نفت هستند، شناخته شده اند. با مطالعات وسيع روي اين ميكروارگانيسم ها و با روش هاي افتراقي و كشت توانسته اند گونه هاي شاخص و كارآمد را جداسازي كنند. هنگامي كه ميكروارگانيسم ها هيدروكربن هاي نفت خام را مي شكنند، نخستين مرحله اين پروسه، اضافه كردن گروه هيدروكسيل به انتهاي زنجيره آلكان و يا به حلقه غير اشباع هيدروكربن آروماتيك چند حلقه اي است كه در نتيجه يك الكل شكل مي گيرد. اين مرحله از واكنش، به وسيله قارچ هاي ميكروسكوپي انجام مي گيرد. پس از اين مرحله، باكتري ها و مخمر ها الكل را به آلدهيد و بي درنگ آلدهيد را به اسيد كربوكسيليك تبديل مي كنند و سرانجام پس از طي يك زنجيره بلند از واكنش هاي احيا، محصولات نهايي يعني آب، دي اكسيد كربن و بيوماس تشكيل مي شود. اين واكنش ها آنزيم هاي درون سلولي و برون سلولي كه به وسيله اين ميكروارگانيسم ها سنتز مي شود، انجام مي گيرد. عقيده بر اين است كه تركيبات با وزن مولكولي پايين به وسيله آنزيم هاي درون سلولي تجزيه و تركيبات نفتي با وزن مولكولي بالا به وسيله آنزيم هاي ميكروبي برون سلولي شكسته مي شوند. تمام اين محصولات نهايي غير سمي هستند و از بيوماس پس از پايان يافتن پروسه هاي فرآوري بيولوژيك، مي توان به عنوان كود استفاده کرد. پاك سازي بيولوژيك آلودگي هاي نفتي به وسيله ميكروارگانيسم ها بسيار آسان است زيرا باكتري هاي تجزيه كننده هيدروكربن هاي نفتي در حالت طبيعي به طور گسترده در طبيعت (محيط هاي آبي و خشكي) توزيع شده اند. تحقيقات نشان داده است كه جمعيت اين گونه باكتري ها حدود يك درصد از كل جمعيت ميكروبي جهان است. اين گونه باكتري ها كه چربي دوست هستند، به سمت مواد نفتي جذب مي شوند. هنگامي كه يك منطقه با مواد نفتي آلوده مي شود، جمعيت آنها افزايش مي يابد و به حدود ده درصد از كل جمعيت مي رسد. پس مي توان انتظار داشت كه اين روش در محيط زيست به طور طبيعي صورت مي پذيرد ولي سرعت آن بسيار كند است؛ از اين رو ما مي توانيم با استفاده از روش هاي ميكروبيولوژي و بيوتكنولوژي نوين، اين پروسه بيولوژي را تقويت كنيم و به طور انحصاري به خدمت خود درآوريم. در سال 1997 شركتي به نام TERI پس از چندين سال تحقيق روي باكتري هاي تجزيه كننده نفت خام و لجن هاي نفتي موفق به توليد تركيباتي به نام oil zapper شدند. اين مواد شامل باكتري هاي تجزيه كننده نفت، به علاوه يك رشته مواد حامل آلي (به صورت پودر) براي حفظ و نگهداري اين باكتري ها هستند. اين تركيب از پنج گونه باكتري تشكيل شده است كه قادرند بخش‌هاي آليفاتيك، آروماتيك، آسفالتين و تركيبات نيتروژني، گوگردي و اكسيژني را در نفت خام و لجن هاي نفتي به سرعت تجزيه و در نهايت توليد مواد و تركيبات بي خطري مانند آب، دي ‌اكسيد كربن و بيوماس كنند تا به حال در مورد روانكارهاي قابل تجزيه بسيار گفته و نوشته شده است. آنچه توليد كنندگان اين روغن ها را به اين امر وادار كرده، تجزيه پذيري و غير سمي بودن آنهاست. با اين حال بنا به تقاضاي مصرف كنندگان و قابليت هاي توليد كنندگان، مشخصاتي نظير پايداري در برابر اكسيداسيون، جلوگيري از سايش، پايداري هيدروليكي و شاخص گرانروي بالا نيز مي تواند از خصوصيات اين روغن ها باشد. دو نوع عمده روانكارهاي قابل تجزيه، روغن هاي گياهي و سينتتيك هستند. با اين حال هنوز اطلاعات زيادي توسط توليد كنندگان اين نوع روغن ها نظير نحوه كاربرد و يا روش نگهداري آنها منتشر نشده است. صنايع مصرف كننده روغن هاي گياهي و سينتتيك بايد توجيه شوند كه نحوه كاربرد و نگهداري اين روغن ها با روغن هاي پايه معدني متفاوت است، در اين مقاله انواع مختلف روغن هاي قابل تجزيه و مزيت ها و معايب آنها بررسي مي شود. روغن هاي گياهي: روغن هاي گياهي از دانه هاي روغني نظير ذرت، سويا، كُلزا، آفتابگردان، بادام و زيتون بدست مي آيند. اين روغن ها از ملكول هاي تري گليسريد تشكيل شده اند و معايبي نظير پايداري حرارتي و هيدروليكي ضعيف و عدم پايداري در مقابل اكسيداسيون دارند. بيشتر روغن هاي گياهي دماي بالاتر از 800c را نمي توانند تحمل كنند. به علاوه، آب حتي به ميزان چند صد واحد در ميليون، دشمن طبيعي روغن هاي گياهي است و باعث مشكلات جدي نظير كف كردن و تخريب اين روغن ها مي شود. در حالت كلي اين روغن ها در دماي پايين، به راحتي جريان پيدا مي كنند. اين روغن ها بدليل ساختارشان، از خواص روانكاري خوبي برخوردارند. در نتيجه به راحتي سطوح فلزي را پوشانده و ذرات گرد و غبار و براده هاي فلزي را با خود حمل مي كنند. ساختار مولكولي اين روغن ها، هم چنين موجب گرانروي و شاخص گرانروي بالا مي شود. از طرف ديگر اصلاح ژنتيكي روغن هايي نظير سويا و كُلزا مشكلات پايداري در برابر اكسيداسيون و پايداري حرارتي را نيز برطرف كرده است. روغن هاي سينتتيك: روغن هاي قابل تجزيه سينتتيك كه امروزه در دسترس هستند عبارتند از: پلي آلفا الفين ها : گرچه اين روغن ها در دماي پايين داراي ويژگي هاي مطلوبي هستند ولي موجب چروكيدگي آب بندها مي شوند. دي استرها: اين روغن ها پايداري خوبي در برابر اكسيداسيون داشته و خاصيت تورم آب بندها را دارند. پلي آلكيلن گلايكول ها (پلي گلايكول ها): بخشي از اين روغن ها مانند اكسيد اتيلن، آب را در خود حل كرده و گروهي ديگر مانند اكسيد پروپيلن قادر به حل كردن آب نيستند. گروه اول براي روانكارهاي ضدآتش بسيار مناسب هستند. عيب اين دسته از روغن هاي سينتتيك اين است كه در بعضي تجهيزات نظير جعبه دنده ها، تمايل به ايجاد امولسيون آب دارند كه موجب ايجاد كف، لجن و خوردگي مي شوند. عيب عمده پلي آلفا الفين ها و پلي گلايكول ها توانايي پايين حل كردن افزودني ها است وچون مواد افزودني نيز بايد توسط محيط زيست قابل تجزيه باشند، لذا تنها از افزودني هايي مي توان استفاده كرد كه به همراه پلي آلفا الفين ها و پلي گلايكول ها منجر به توليد روغن هاي قابل تجزيه مطلوب شوند. امروزه، برخي از توليد كنندگان، دي استرها را با پلي آلفا الفين ها مخلوط مي كنند و نتيجه، روغن هايي است كه علاوه بر تجزيه پذيري داراي قدرت حلاليت خوب، پايداري در برابر اكسيداسيون و شاخص گرانروي بالا هستند. گروهي ديگر، دي استرهاي سينتتيك را با كلزا مخلوط كرده كه به نتيجه مشابهي مي رسند. روغن هاي تجزيه پذير در تجهيزات بعضي صنايع نظير جنگل داري، معدن، اكتشاف نفت و هم چنين در مواردي كه روانكارها وارد محيط زيست مي شوند بسيار مناسب هستند. معمولاً هنگامي كه به جاي روغن هاي پايه معدني از روغن هاي تجزيه پذير استفاده مي شود، به موارد لازم توجهي نمي شود. روغن هاي تجزيه پذير داراي خصوصيات متفاوتي هستند و جايگزيني روغن فقط محدود به تخليه روغن هاي معدني و استفاده از روغن هاي قابل تجزيه نيست. پيش از استفاده از روانكاري هاي تجزيه پذير، ابتدا بايد مشخصات طراحي و عملياتي سيستم، نظير دما، فشار و دبي عمليات، نوع آب بندي يا جنس شلنگ ها، پتانسيل آلودگي آب، گرد و غبار، آلاينده ها و اين كه آيا سيستم فيلتراسيون موجود براي سيال جديد مناسب است را در نظر گرفت. نكته مهم ديگري كه معمولاً به آن توجهي نمي شود اين است كه آيا سيال تجزيه پذير جديد با روغن معدني سازگار است يا خير؟ در صورتي كه جواب منفي باشد، اگر پيش از مصرف سيال جديد، روغن معدني قديمي كاملاً از سيستم شسته نشود، منجر به بروز مسائل جدي خواهد شد. جايگزيني ناقص و نادرست باعث توليد كف، نشتي آب بندها، گرفتگي فيلترها، سايش بيش از حد بعضي از اجزاء (نظير پمپ هاي هيدروليك) و افزايش دماي عملياتي مي شود. كاربرد صحيح روغن هاي تجزيه پذير با توجه به مواردي كه در مورد سيالات تجزيه پذير گفته شد، كاربرد صحيح هر كدام از اين روانكارها كجاست؟ هم چنين هنگام جايگزيني، مصرف كنندگان بايد چه مواردي را در نظر بگيرند؟ روغن هاي گياهي: بهترين كاربرد اين روغن ها در تيغه هاي چوب بري يا ديگر مواردي است كه استفاده از روغن هاي غير سمي توصيه شده و روغن به صورت يك بار مصرف وارد چرخه طبيعت مي شود. هم چنين از اين نوع روغن ها مي توان در سيستم هاي هيدروليكي فشار پايين تا متوسط يا دنده هاي با بار پايين كه دماي عملياتي آن از 600c بالاتر نمي رود و شانس كمي براي ورود آب يا آلودگي وجود دارد، استفاده كرد. اين گونه روغن ها قابليت ----- شوندگي پاييني دارند، بنابراين هنگامي كه احتمال وجود آلودگي مي رود، بايد فيلترها پيوسته مورد بازرسي قرار گيرند. قبل از استفاده از روغن هاي گياهي بايد جعبه دنده ها و سيستم هاي هيدروليكي به طور كامل از براده ها، لجن و آلاينده ها شسته شوند تا از هر نوع عدم سازگاري جلوگيري شود. با درنظر گرفتن اين نكته كه ممكن است واكنش هاي نامناسبي روي موادي نظير نئوپرن و نيتريل اتفاق بيفتد. پلي آلفا الفين ها: مصرف اين روغن ها در روغن هاي موتور، بخصوص در شرايط آب و هوايي سرد و هنگامي كه فشار هيدروليكي بالاست در حال افزايش است. مصرف اين روغن ها در روانكاري دنده ها رو به افزايش بوده كه اين امر بدليل كاهش دماي عملياتي و ضرايب اصطكاك آنهاست و در نهايت منجر به كاهش سايش مي شود. اين روغن ها با روغن هاي معدني سازگار هستند، بنابراين نياز به شستشوي اضافي نيست، ولي چون تاثير منفي بر روي آب بندها دارند، احتمال نشتي وجود خواهد داشت. دي استرها: اين روغن ها، روانكارهاي بسيار عالي براي توربين ها و كمپرسورها هستند. دي استرها به دليل حلاليت و پاك كنندگي خاصي كه دارند، ممكن است بر روي پوشش ها، تاثير منفي داشته باشند. بنابراين قبل از جايگزيني بايستي از سازگاري دي استر با رنگ هاي بكار رفته در سيستم اطمينان حاصل كرد. علاوه بر اين كليه روغن هاي بالا اثر بدي بر روي آب بندها ايجاد كرده و بايد از آب بندهاي فلوئوروكربني استفاده كرد. پلي گلايكول ها: اين سيالات شامل اكسيد پلي اتيلن يا اكسيد پلي پروپيلن است كه قدرت حل كنندگي آب درهر كدام متفاوت است. پلي گلايكول هاي با پايه اكسيد پلي اتيلن داراي قابليت بالاي حل كنندگي آب و اختلاط ضعيف با روغن هاي معدني و بسيار قطبي هستند. در نتيجه حتماً بايد قبل از جايگزيني، سيستم به طور كلي از روغن معدني شسته شود. گرچه قدرت حل كنندگي آب اين گروه از روغن ها به تجزيه پذيري آنها كمك مي كند، ولي در عوض داراي اين عيب است كه آلودگي آب آزاد آنها به سرعت اتفاق مي افتد. دانسيته بالاي اين سيالات باعث عدم ته نشيني ذرات جامد مي شود. براي غلبه بر اين مشكل، سيستم هاي فيلتراسيون بايد اصلاح و يا تعويض شوند. در سيستم هاي هيدروليك، فيلترهاي با اندازه3 ميكرون در يك جريان جانبي دركنترل آلودگي ها موثر است. به منظور جلوگيري از تبخير اضافي و غير ضروري سيالات حلال آب، دماي عملياتي بايد به طور قطع كنتر ل شود. دماي توصيه شده بين50 تا60 درجه سانتي گراد است كه بايد حفظ شود. موضوع ديگري كه در سيستم هاي هيدروليك بايد به آن توجه داشت، آسيب هايي است كه از كاويتاسيون سيالات بر پايه آب و سيالات حلال آب به شيرهاي اطمينان وارد مي شود. كاويتاسيون فاز بخار به دليل فشار بخار بالا باعث سايش نشيمن گاه شير شده و در نتيجه از كارافتادگي زود هنگام شير اطمينان را به وجود مي آورد. بنابراين قبل از جايگزيني بايد شير مناسبي انتخاب شود. جدول شماره يك برخي از مشخصات روغن هاي تجزيه پذير را نشان مي دهد. نگهداري روغن هاي تجزيه پذير عقيده بر اين است كه روانكار درون يك ماشين، بخشي از آن ماشين به حساب مي آيد. بنابراين بايد روانكار درون يك ماشين را مانند خود ماشين نگهداري وبررسي كرد. متاسفانه تا قبل از اين كه مشكلي بوجود بيايد، به وضعيت روغن توجهي نمي شود. يك دليل اين وضعيت، اين است كه افراد زيادي روغن را به طور دلخواه و بدون توجه به عواقب آن تخليه مي كنند. در بيشتر حالات، قيمت روغن هاي تجزيه پذير، سه، چهار و يا پنج برابر روغن هاي معدني است. ولي هزينه اي كه مصرف كنندگان اين روغن ها مي پردازند با مدت زمان كاركرد طولاني تر اين روغن ها قابل جبران است. در حالت كلي، نگهداري و مراقبت روغن هاي تجزيه پذير بايد مانند روغن هاي پايه معدني انجام شود. اين روغن ها بايد خنك، تميز و خشك نگهداري شوند و شرايط آنها بر اساس يك برنامه منظم با روش هاي موجودِ تحليلِ روغن، بررسي شود. به طور خاص، روانكارهاي تجزيه پذير بايد به منظور تعيين گرانروي در400c و 1000C مقدارآب آزاد (با استفاده از روش دقيقي نظير آزمايش كارل فيشر)، عدد اسيدي (كه مي تواند نشان دهنده اكسيداسيون باشد) و آلودگي ذرات جامد ( با استفاده از روش هاي آزمايش شمارش ذرات) تحت مراقبت قرار گيرند. هر علامتي كه نشان دهنده بروز يا شكل گيري يك مشكل است بايد بررسي و اصلاح شود تا نتيجه مطلوبي از مصرف روغن هاي تجزيه پذير حاصل شود.