الکترولیز چیست؟

شاید تا به حال نام الکترولیز به گوشتان خورده باشد. الکترولیز فرایندی است که در آن یک ترکیب شیمیایی به اجزای کوچک تر تقسیم می شود که این کار با نیروی الکتریکی انجام می پذیرد. مثلا:

2H2O = 2H2 + O2

آب = هیدروژن + اکسیژن

در الکترولیز چهار جزء اصلی وجود دارند: کاتُد، آنُد، منبع تغذیه برق، ترکیب مذاب. برای الکترولیز ماده مورد نظر حتما باید مذاب باشد، در حالت جامد و گاز الکترولیز انجام نمی شود. برای الکترولیز یک ترکیب مانند نمک تصفیه شده، ابتدا باید مقداری از آن را ذوب کنیم (در محیط فاقد اکسیژن) و سپس آن را در یک ظرف غیر فلزی بریزیم. کاتد و آند میله هایی از جنس فلز یا گرافیت و رسانا هستند که به باتری یا هر تغذیه کننده ی دیگری وصل شده و داخل ترکیب مذاب گذاشته می شوند. اگر الکترولیز انجام نشد، نشان دهنده ی این است که ماده ی مذاب ما رسانا نیست (مثلا آب مقطر رسانا نیست).

برای رسانا شدن به آن مقداری اسید یا هر نوع نمکی که در آن حل می شود اضافه می کنیم (مثلا برای رسانایی آب مقطر به آن مقداری سولفوریک اسید یا نمک سدیم کلرید اضافه می کنیم).

میله ای که به قطب مثبت باتری وصل می شود کاتد و میله ای که به قطب منفی آن متصل شده آند نام دارد. یون (ها) مثبت ترکیب به آند و یون (ها) منفی ترکیب به کاتد می چسبند (منفی و مثبت همدیگر را می ربایند). در الکترولیز آب، گاز هیدروژن اطراف آند و گاز اکسیژن اطراف کاتد تشکیل می شوند و مقدار گاز هیدروژن دو برابر اکسیژن است.

معجزه ی پیامبر رحمت (ص)

حضرت محمد (ص) پیامبر مکرم اسلام در 14 قرن پیش فرموده اند:

غذاهای آب دار را [پیش از خوردن] فوت نکنید.

اما دلیل آن چیست؟ همه ی ما می دانیم که در هنگام فوت کردن (بازدم) از دهان ما گاز کربن دی اکسید (CO2) خارج می شود. در این حدیث شریف هم ملاک نهی این کار، آب دار بودن غذاست. اما اگر کربن دی اکسید به آب فوت شود چه می شود؟ به واکنش زیر توجه کنید:

CO2 + H2O = H2CO3

فرآورده ی حاصل کربنیک اسید است. اسیدی ضعیف با پی اچ حدود 6 که در نوشابه وجود دارد و هنگام آلودگی هوا با گاز کربن دی اکسید در دهان و گلو تولید شده (چون مرطوب هستند) و موجب سوزش آنها می شود. اما چرا خوردن این اسید مضر است؟ کربنیک اسید با آن که اسیدی ضعیف است اما بسیار سرطان زاست و موجب پوکی استخوان و سنگ کلیه می شود (با کلسیم استخوان واکنش داده و کلسیم کربنات که ماده ی اصلی سنگ کلیه است به وجود می آید).

آیا 1400 سال پیش و در بیابان های خشک عربستان، این گونه حقایق علمی کشف شده بود یا این دلیلی است بر حق بودن و رسالت حضرت محمد (ص)؟ به نظر من گزینه ی دوم عاقلانه تر است.

هنگام سوختگی با اسید، چه کارهایی را باید و چه کارهایی را نباید انجام دهیم؟

اسید پاشی فاجعه ای غیر انسانی است که در کشورهای هند، پاکستان، بنگلادش، ایران، عربستان سعودی، ترکیه و سومالی بسیار دیده شده و در برخی کشورهای غربی مانند آلمان و آمریکا گاهی اتفاق افتاده است. در اسید پاشی، بر روی شخص هدف اسید یا مواد خورنده ریخته می شود. هیدروکلریک اسید، نیتریک اسید، سولفوریک اسید، تیزاب سلطانی (مخلوط هیدروکلریک اسید و نیتریک اسید)، فنول و سدیم هیدروکسید از مواد مهم در اسید پاشی ها هستند که سدیم هیدروکسید و فنول از لحاظ شیمیایی اسید محسوب نمی شوند.

وقتی اسید یا ماده ای خورنده روی شخص ریخته می شود، بهترین کار شست و شوی بدن او و لباس هایش با آب است. آب باعث رقیق شدن اسید می شود و از خواص استثنایی دیگر آب این است که در برابر اسیدها خاصیت بازی و در مقابل بازها خاصیت اسیدی ضعیفی از خود نشان می دهد، پس نیازی به دانستن نوع آن ماده نیست.

باید لباس ها و وسایل آلوده به اسید را از تن شخص خارج کرده و بدن او را به مدت 20 دقیقه شست و شو دهید. محلول آمونیاک ضعیف، جوش شیرین، آهک، مایع دستشویی، شیر و محلول استیک اسید رقیق (سرکه)  از مواد مفید دیگر در این شرایط هستند.

در صورتی که اسید به داخل کره ی چشم شخص راه یافته باشد، بهترین کار شست و شوی چشم وی با آب به مدت 15 دقیقه و با دقت و حوصله ی فراوان است. خوردن اسید یا ماده ی خورنده ی دیگر هم می تواند بسیار خطرناک و مضر باشد، باید در این شرایط آب یا شیر به مقدار زیاد نوشید تا اسید یا باز خنثی شود.

سوختگی با اسید فقط در اثر اسید پاشی نیست، بلکه سهل انگاری در هنگام کار با مواد خورنده یا آزمایش با آنها هم می تواند از دلایل عمده ی سوختگی با اسید باشد. پس، اول ایمنی بعد کار.

دی هیدروژن مونوکسید!!!

در سال 1994 یک دانشجوی شیمی توانست زیباترین و جالب ترین پروژه را ارائه دهد. نام پروژه اش «چقدر ما ساده لوحیم» بود. او از 50 نفر دعوت کرد به به صحنه بیایند و به او در اجرای پروژه کمک کنند. دانشجوی جوان این گونه برنامه را شروع کرد:

خب، ما در این بطری (روبرویشان بود) مقداری ماده ی سمی دی هیدروژن مونوکسید ریخته ایم. من از شما 50 نفر داوطلب می خواهم که این طومار را برای حفظ سلامتی انسان ها امضا کنید. با امضای این طومار دولت مجبور به نگهداری بیشتر و سخت تر از این ماده ی خطرناک خواهد شد. حالا بیایید خطرات دی هیدروژن مونوکسید را با هم مرور کنیم:

1- خوردن آن باعث اسهال و استفراغ می شود.

2- استنشاق بو یا بخار آن باعث تنگی نفس یا مرگ می شود.

3- سمی و کشنده است.

4- آتش گیر است.

5- در سلول های سرطانی دیده شده است.

6- سالانه جان 120 هزار نفر را می گیرد.

43 نفر از 50 نفر طومار را امضا کردند و به هیچ وجه حاضر به لمس این ماده در بطری نشدند. سپس دانشجوی باهوش گفت: ما انسان ها واقعا ساده لوح و زود باوریم. دی هیدروژن مونوکسید همان آب (H2O) و بی خطرترین ماده است که هر روز آن را می نوشیم، می بوییم و با آن و بخار آن تماس داریم. به خاطر این پروژه ی زیبا، آقای آدامز دانشجوی شیمی، جایزه ی بهترین پروژه را دریافت کرد و مشهور شد.

آب، معجزه ی آفرینش

آب با فرمول H2O در گروه دی هیدروژن ها قرار دارد و مایعی بدون مزه، بی رنگ، بی بو، غیر سمی و غیر قابل اشتعال است. 

وزن مولکولی آب 18 است که با این وزن مولکولی، آب باید به شکل گاز باشد و اگر این گونه بود، هوا بسیار مرطوب و زمین غیر قابل سکونت می شد، پس این ویژگی استثنایی آب موجب پایداری زندگی در زمین شده است. در واقع تمامی دی هیدروژن ها به جز آب، گاز هستند مانند دی هیدروژن سولفید (H2S).  

برای مشاهده بقیه ی مطلب به ادامه ی مطلب مراجعه کنید.