گاز هگزا فلوئورید و کاربردهای SF6

• 

قابلیت گاز هگزا فلوئورید

گاز گوگرد هگزافلوئورید این قابلیت را دارد صدای شما ره به یک صدای زیر و جیغ جیغو مبدل کند.

مدرسان فیزیک و شیمی معمولاً برای اینکه نشان دهند چگالی هوا بر تار های صوتی اثر دارد گاز هلیوم و گاز گوگرد هگزافلوئورید را مثال زده و آزمایش می کنند. در صورت تمایل به تنفس چنین گازی باید حتماً با نکات ایمنی در مورد آن آشنا شد.

گوگرد هگزافلوئورید چیست ؟

گوگرد هگزافلوئورید گازی بی اثر و غیر سمی است. این گاز در مقادیر کم هم شگفت انگیز است. البته این گاز گرانقیمت نیز هست.

گاز SF6 و  گاز کربن دی اکسید

گاز SF6 گازی است که چگالی بیشتری نسبت به هوا دارد و از هوا سنگین تر است. گاز کربن دی اکسید نیز همین گونه است. این گاز ابتدا پایینی ترین حفرات را پر می کند.

همانند گاز کربن دی اکسید، گوگرد هگزافلوئورید چگالی بالایی دارد و اجازه می دهد بعضی از اشیاء در آن غوطه ور شوند. اگر با یک ورق آلومینیومی یک قایق درست کنید می تواند در گاز SF6 شناور گردد.

این گاز به دلیل داشتن خاصیت نارسانایی در صنایع الکتریکی کاربرد فراوانی دارد. همانطور که از فرمول شیمیایی آن مشخص است از یک اتم گوگرد و شش اتم فلوئور تشکیل شده است. در چنین شکل فضایی حتی فلوئوذ که به شدت واکنش پذیر است تمایلی به واکنش دادن نخواهد داشت. این ویژگی سبب بی اثر بودن گاز گوگرد هگزافلوئورید و مناسب بودن آن برای بسیاری از کاربرد ها می شود.

البته تفریح کردن با گاز SF6 و تغییر صدا نیز جای خود را دارد. اما همانند گاز هلیوم باید در تنفس مداوم این گاز احتیاط کرد.

گاز گوگرد هگزافلوئورید چگونه کار می کند؟

حتماً می دانید که اگر کمی هلیوم تنفس کنید صدای شما بم می شود. امواج صوتی از درون هلیوم خیلی سریعتر از هوا عبور می کنند و سبب تغییر صدامی شوند. گاز هلیوم 6 برابر چگالی کمتری نسبت به هوا دارد.

گاز SF6 نیز 6 برابر چگالی بیشتری نسبت به هوا دارد و باعث می شود با عبور از درون تار های صوتتی، صدای انسان زیر و جیغ جیغو شود. البته توصیه نمی شود این گاز ها را تنفس کنید هر چند که بی خطر هستند.

اطلاعات ایمنی

تنفس گاز گوگرد هگزا فلوئورید به مقدار کم و به طوری که ریه ها را پر نکند مشکل ساز نیست. برای همین افراد نا آشنا با این گاز نباید آن را تنفس کنند

کاربردهای SF6 در دنیای واقعی

گوگرد هگزافلوئورید یک ابزار قدرتمند الکتریکی است. بدون رنگ، بدون بو و غیر آتشگیر است و پایداری شیمیایی دارد. در دمای اتاق با هیچ ماده ی دیگری وارد واکنش نمی شود. پایداری آن علت کاربرد فراوانش در صنایع الکتریکی است. این گاز هادی جریان برق نیست و به خوبی از ایجاد قوس الکتریکی جلوگیری می کند.

مخلوط این گاز با آرگون در عایق بندی شیشه های دوجداره کاربرد دارد. این گاز در ریخته گری منیزیم نیز در صنایع فلزی کاربرد دارد. از گاز SF6 به عنوان عامل خنک کننده در عمل های  جراحی استفاده می شود و به خاطر خاصیت آتشگیر نبودن می تواند در خاموش کردن آتش نیز موثر باشد.

منبع: گاز هگزا فلوئورید  و کاربردهای SF6

نحوه تشخیص گاز اکسیژن از سایر گازها به چه شکل است؟

• 

راه شناسایی گاز اکسیژن

شناسایی هر گازی روش مخصوص به خود را دارد و راه شناسایی گاز اکسیژن نیز روشی تناسب با ماهیت و ویژگی های این گاز را می طلبد. در این نوشته روش شناسایی چند گاز مختلف و همچنین روش شناسایی گاز اکسیژن را با هم مرور خواهیم کرد.

راه شنایی گاز اکسیژن و دیگر گاز معمولاً در آزمایش های مربوط به پروژه های شیمی نیاز می شود و جدا از روش های آنالیز و خالص سازی صنعتی برای کاربرد گاز اکسیژن است.

شرایط شناسایی گاز ها

گازی که در آزمایشگاه تولید می شود را باید در یک لوله آزمایش جمع آوری نمود تا بعد از آن مورد شناسایی قرار بگیرد. برای شناسایی گاز ها باید با اصول شناسایی آن ها آشنا باشید. برخی از گاز های رایج که در شرایط آزمایشگاهی مورد شناسایی قرار می گیرند گاز اکسیژن، گاز هیدروژن، گاز کربن دی اکسید، گاز گوگرد دی اکسید، گاز دی هیدروژن سولفید، گاز آمونیاک و بخار آب هستند.

روش شناسایی گاز گوگرد دی اکسید

گاز گوگرد دی اکسید ویژگی هایی دارد که از طریق آن ها می توان این گاز را شناسایی نمود. برای مثال گاز گوگرد دی اکسید محلول پتاسیم پر منگنات را بی رنگ می کند. این گاز همچنین کاغذی را که به محلول پتاسیم دی کرومات آغشته باشد را سبز می کند.

روش شناسایی گاز دی هیدروژن سولفید

برای شناسایی گاز دی هیدروژن سولفید در آزمایشگاه باید بدانیم که اگر کاغذ آعشته به محلول نقره نیترات یا کاغذ آغشته به محلول سرب استات را در معرض این گاز قرار دهیم سیاه می شود.

تشخیص بخار آب

بلور های سولفات مس که به رنگ سفید هستند در معرض بخار آب و جذب رطوبت به رنگ آبی در می آیند و از این طریق می توان تشخیص داد که گاز موجود بخار آب است.

تشخیص گاز آمونیاک

راه های تشخیص آمونیاک نیز بسیار ساده است. آمونیاک می تواند کاغذ تورنسل مرطوب قرمز را آب کند. همچنین مجاورت آمونیاک با اسید هیدروکلریک منجر به تولید نشادر می شود که گردی سفید رنگ است.

شناسایی گاز کربن دی اکسید

شناسایی گاز کربن دی اکسید معمولاً با دو روش انجام می شود. یکی اینکه آن را در لوله آزمایش جمع آوری می کنند و کبریت شعله ور را درون لوله آزمایش برعکس وارد می کنند. به دلیل نبود اکسیژن، کربن دی اکسید سبب خاموش شدن آتش چوب کبریت می شود. از طرفی آب آهک که محلولی بی رنگ است در حضور گاز کربن ی اکسید شیری رنگ می شود.

روش و راه شناسایی گاز اکسیژن

اکسیژن یکی از رکن های اصلی احتراق است. بنا بر این از همین ویژگی برای شناسایی آن استفاده می کنند. گاز اکسیژنی که درون لوله آزمایش جمع شده است باید بتواند کبریت نیمه افروخته را شعله ور تر کند و اگر امکان دمیدن آن بر روی زغال وجود داشته باشد، سبب شدت گرفتن سوختن شود. این روش ساده ترینراه شناسایی گاز اکسیژن است.

منبع: نحوه تشخیص گاز اکسیژن از سایر گازها به چه شکل است؟

روش تشخیص گاز کربن دی اکسید چگونه است ؟

• 

راه های شناسایی گاز کربن دی اکسید

تشخیص گاز کربن دی اکسید که گازی بی رنگ و بدون بو است از طریق مشاهده امکان پذیر نیست. برای این کار لازم است نمونه از هوا ( حاوی گاز کربن دی اکسید) جمع آوری شود و برای تشخیص آن آزمایش های مختلفی انجام گیرد.

تشخیص گاز کربن دی اکسید : جمع آوری نمونه گاز کربن دی اکسید

برای انجام آزمایش تشخیص کربن دی اکسید ابتدا به جمع آوری گاز نمونه در تیوب نیاز داریم. گاز نمونه را در هر ظرفی که در دسترس دارید حتی در شیشه مربا نیز می توانید جمع کنید.

اگر مایلید گاز کربن دی اکسید تولید کنید بهترین راه مخلوط کردن کلسیم کربنات با اسید هیدروکلریک است. پس از مخلوط کردن این دوماده گاز تولید شده را جمع کنید. تا زمانی که واکنش بین این دو ماده انجام می شود، گاز کربن دی اکسید نیز تولید خواهد شد.

تشخیص گاز کربن دی اکسید : یک روش ساده

گاز کربن دی اکسید می تواند آتش را خاموش کند، اگر از غلظت کافی بر خوردار باشد. اگر نمونه گاز خود را درون یک لوله آزمایش جمع آوری کرده باشید، می توانید یک چوب کبریت را روشن کرده و درون لوله آزمایشی که برعکس نگه داشته اید وارد کنید.

اگر لوله آزمایش پر از گاز کربن دی اکسید باشد، شعله به سرعت خاموش می شود و اگر اکسیژن در لوله وجود داشته باشد کمی طول می کشد تا شعله خاموش شود. یعنی تا مدتی که اکسیژن درون لوله مصرف شود شعله روشن می ماند.

روش دیگر بر مبنای خاموش کردن شعله

می توان نمونه گاز را درون سرنگ جمع آوری کرد و گاز درون سرنگ را به آرامی در طراف شمعی روشن تخلیه نمود تا نه شدت باد که حضور کربن دی اکسید باعث خاموشی شعله شود. از این طریق می توان حضور کربن دی اکسید را تشخیص داد.

ایراد این روش این است که شعله در حضور هر گازی که عاری اکسیژن باشد خاموش می شود. به همین دلیل باید بین دو گاز کربن دی اکسید و اکسیژن مردد باشید تا از این آزمایش نتیجه ی دلخواه بگیرید.

تشخیص گاز کربن دی اکسید : عبور از درون آب آهک

برای این کار ابتدا باید محلول آب آهک تهیه کنید. برای این کار کلسیم هیدروکسید را با آب رقیق کنید. کلسیم هیدروکسید پودر سفید رنگی است که پس از مخلوط شدن با آب محلولی کاملاً ترانما و بدون کدری ایجاد خواهد کرد. برای این آزمایش بهتر است از آب مقطر استفاده شود.

لوله آزمایشی را نیمه با آب آهک پر کنید و از طریق شلنگ نازکی گاز نمونه را به صورت حباب از درون آب آهک عبور دهید. راه تشخیص گاز کربن دی اکسید با این روش این است که محلول در حضور آن کدر می شود.

منبع: روش تشخیص گاز کربن دی اکسید چگونه است ؟

درصد گاز کربن دی اکسید در هوا چقدر است ؟

• 

درصد گاز کربن دی اکسید در هوا در طول زمان در معرض تغییر بوده است. برای مثال درصد گاز کربن دی اکسید در هوا حدود 500 میلیون سال قبل به اندازه ی ppm 4000 بوده است و درصد این گاز در هوا در دو میلیون سال قبل کاهش داشته و به ppm 180 رسیده است و پس از آن با انقلاب صنعتی درصد گاز کربن دی اکسید در هوا رشد 45% را به خود دیده است.

علت افزایش درصد گاز کربن دی اکسید در جو زمین

رشد درصد گاز کربن دی اکسید به دلیل فعالیت های بشر از جمله سوزاندن سوخت های فسیلی و تخریب جنگل ها اتفاق افتاده است. رشد درصد گاز کربن دی اکسید در جو زمین و همچنین افزایش دیگر گاز های گلخانه ای مانند متان همگی سبب بروز پدیده ای به نام گرمایش جهانی شده اند. حدود 30 تا 40 درصد از کربن دی اکسیدی که توسط بشر تولید می گردد در آب اقیانوس ها حل می شود و اسیدی شدن آب اقیانوس ها را در پی دارد.

درصد فعلی کربن دی اکسید در هوا

غلظت گاز کربن دی اکسید چرخه های متعددی از تغییر را طی میلیون ها سال قبل داشته است. ابتدا روند کاهش در میزان کربن دی اکسید دیده می شود سپس با تغییراتی که در فعالیت ها و زندگی بشر رخ داده، روند صعودی را شاهد هستیم. پس از شکل گیری انقلاب صنعتی غلظت گاز کربن دی اکسید به ppm 400 رسید. در سال 2018 این میزان ppm 410 اندازه گیری شد و پیش بینی می شود که این غلظت همچنان رو به افزایش است.

توجه به تولید گاز کربن دی اکسید

با بروز پدیده ی گرمایش جهانی در اثر افزایش گاز های گلخانه ای، مشخص شد که مقدار تولید گاز کربن دی اکسید باید مورد توجه و بررسی قرار گیرد و در صورت لزوم برای تولید آن محدودیت هایی در نظر گرفته شود. زیرا غلظت فعلی کربن دی اکسید در هوا بالاترین غلظت در طی 20 میلیون سال گذشته بوده است.

اندازه گیری غلظت کربن دی اکسید هوا در زمان های گذشته

یکی از روش هایی که برای اندازه گیری غلظت گاز کربن دی اکسید در گذشته مورد استفاده قرار می گیرد این است که اندازه گیری ترکیب درصد حباب های هوای محبوس شده در یخ های قطبی است. با تخمین عمر یخ، عمر حباب هوا نیز مشخص شده و میزان غلظت گاز کربن دی اکسید در هوای گذشته تعیین می گردد.

اثر گاز های گلخانه ای

گاز های گلخانه ای از جمله کربن دی اکسید سبب می شوند پرتو های خورشید زمین را بیش از اندازه گرم کنند. برای مثال دمای زمین بدون این گاز ها 18 درجه سلسیوس خواهد بود.

به طور کلی بشر امروز باید به فکر راه حلی برای کاهش درصد گاز کربن دی اکسید در هوا باشد.

منبع: درصد گاز کربن دی اکسید در هوا چقدر است ؟

تاثیر گاز کربن دی اکسید در نوشابه

• 

آیا گاز کربن دی اکسید در نوشابه مضر است ؟

آیا گاز کربن دی اکسید در نوشابه باعث کف کردن آن می شود ؟ گاز کربن دی اکسید تنها در نوشابه کاربرد ندارد و از آن در درست کردن انواع نوشیدنی ها و آب گاز دار استفاده می کنند. زیرا، تقریباً هیچ گاز دیگری همانند گاز کربن دی اکسید بدون بو و طعم حس تیز لذت بخشی روی زبان ایجاد نمی کند.

آب گاز دار چیست ؟

آبی که تحت فشار گاز کربن دی اکسید وارد آن شده باشد را آب گاز دار می نامند. نحوه تولید نوشابه گاز دار نیز به همین صورت است که تحت فشار گاز کربن دی اکسید را وارد آن می کنند.

آیا آب گاز دار اسیدی است ؟

کربن دی اکسید و آب طی واکنش شیمیایی کربنیک اسید تولید می کنند. این اسید ضعیف همان گیرنده هایی را روی زبان فعال می کند که خردل تحت تاثیر قرار می دهد.

پی اچ آب گاز دار حدود 3 تا 4 است یعنی در بازه اسیدی قرار دارد. اما نوشیدن آن نمی تواند بدن انسان را اسیدی تر کند. کلیه ها و ریه ها کربن دی اکسید اضافه را از بدن دفع می کنند و پی اچ بدن انسان تقریباً در حدود 7.5 یعنی ابتدای بازه قلیایی ثابت می ماند.

آیا آب گاز دار بر سلامت دندان ها اثر دارد ؟

پژوهش های انجام شده نشان می دهد آب گاز در مقایسه با آب معمولی تاثیر منفی زیادی بر مینای دندان ندارد. اما استفاده از نوشیدنی شیرین معمولی 100 برابر اثر تخریبی بیشتری بر مینای دندان ها می گذارد. نوشیدنی های گاز داری که شیرین هستند مانند نوشابه می توانند سلامت دندان ها را به مخاطره بیندازند.

تاثیر آب گاز دار بر گوارش

پژوهش ها نشان داده اند که آب گاز دار عمل بلع را راحت تر می کند و باعث می شود افراد کمتر به یبوست دچار شوند. ضمناً به گوارش و هضم غذا در معده نیز کمک می کند. آب گاز دارد می تواند سبب شود که افراد زودتر احساس سیری کنند.

اثر آب گاز دار بر استخوان ها

برخی بر این باورند که آب گاز دار بدن را اسیدی می کند و پوکی استخوان در پی دارد. اما پژوهش ها چنین چیزی را اثبات نمی کنند.

تحقیقات انجام شده بر روی حیوانات نشان می دهد که مصرف آب گاز دار حتی تاثیر خوبی بر رشد استخوان ها داشته است.

اثر نوشیدنی گاز دار و نوشابه بر سلامتی

می توان گفت تحقیقات انجام شده مضرات قطعی نوشیدنی گاز دار بر بدن را تایید نکرده اند. حتی ثابت شده است که آب گاز دار می تواند باعث هضم بهتر غذا شود. پس می توان نتیجه گرفت گاز کربن دی اکسید در نوشابه عامل مضرات آن نیست.

منبع: تاثیر گاز کربن دی اکسید در نوشابه