دانلود مقاله شیمی در نگاه جهان

کروم کروم فلزی از عنصرهای گروه ششم جدول تناوبی است که در طبیعت ظرفیت های گوناگونی را، از 2- تا 6+ از خود به نمایش می گذارد.

ورود این عنصر به بدن از راه های مختلفی امکان پذیر است چنان که، در افراد معمولی، دستگاه گوارش و در کارگران صنایع، دستگاه تنفس عمده ترین این راه ها به شمار می آید.

در میان انواع ترکیب های کروم، ترکیب های سه و شش ظرفیتی آن، بیش ترین اهمیت را دارند.

کروم سه ظرفیتی ماده ای مغذی برای بدن است در حالی که، کروم شش ظرفیتی عامل بسیار زیان آور برای سلامتی انسان به شمار می رود.

از آن جا که هطرهای ناشی از رو به رو شدن با مقادیر بالایی از ترکیب های کروم سه و شش ظرفیتی امری جدی است به کارگیری تدابیر کنترلی در این زمینه، ضروری به نظر می رسد.

خواص کروم کروم فلزی خاکستری ، بی بو م بی مزه، سخت و براق است که در برابر اکسایش، حتی در دماهای بالا پایداری زیادی از خود نشان می دهد.

نام این عنصر از کلمه ی یونانی Choroma ، به معنی رنگ گرفته شده است، چرا که بیش تر نمک های آن رنگی هستند.

این عنصر که از عنصرهای انتقالی گروه ششم جدول تناوبی است تبخیر نمی شود اما می تواند به صورت ذرات ریز در هوا معلق باشد.

این ماده در طبیعت قابل تجزیه و تخریب نیست و به طور طبیعی در صخره ها ، بدن گیاهان و جانوران، خاک، و گازها و ذرات منتشر شده از آتشفشان ها یافت می شود.

کروم در طبیعت به شکل های گوناگونی وجود دارد که از آن جمله می توان به کروم فلزی (کروم با ظرفیت صفر)، کروم دو، سه، چهار، و کروم شش ظرفیتی اشاره کرد.

البته در این میان، کروم فلزی و کروم سه و شش ظرفیتی اشاره کرد.

البته در این میان، کروم فلزی کروم سه و شش ظرفیتی از اهمیت بیش تری برخوردارند.

کروم فلزی حاصل فعالیت های انسانی و فرایندهای صنعتی بوده، در صنایعی مانند تولید فولاد یا دیگر آلیاژهای حاوی کروم، صنایع چرم و نساجی مورد استفاده قرار می گیرد.

مقدار کروم موجود در فولاد و دیگر آلیاژها ، بین 11 تا 30 درص متغیر است.

ترکیب های کروم (III) به طور طبیعی و به صورت سنگ معدن کرومیت (FeO-Cr2O3) یافت می شوند که در خالص ترین انواع آن، کروم اکسید، دارای خلوصی به میزان 55 درصد است.

این نوع از کروم، یکی از اجزای اصلی مواد غذایی انسان نیز به شمار می رود و آن گونه که در کتاب ها و مقاله ها آمده است در هضم گلوکز (قندها)، چربی ها و پروتئین ها نقش مهمی دارد.

مقدار مورد نیاز این ماده برای بزرگسالان حدود 50 تا 200 میکروگرم در روز برآورد شده است.

کروم (VI) از دیگر انواع مهم کروم است که به طور طبیعی در محیط وجود ندارد بلکه وجود آن وابسته به فعالیت های صنعتی است.

از این نوع کروم در فعالیت های مختلفی مانند آبکاری و آندی کردن، رنگرزی و دباغی چرم یا در مواد نگهدارنده و محافظ چوب، کاتالیزگرهای تولید مواد شیمیایی، تولید رنگدانه و ...

استفاده می شود.

کروم چگونه وارد بدن می شود؟

کروم از راه های مختلفی از جمله دستگاه گوارش، دستگاه تنفس و تماس پوستی می تواند وارد بدن شود.

ورود کروم از راه دستگاه گوارش عمده ترین راه ورود آن در افراد معمولی است، چنان که، در نتیجه ی خوردن غذاهای آلوده، آشامیدن آب های آلوده مانند آب اه های حاوی مقادیر اندکی از کروم، تماس با خاک های آلوده یا استعمال دخانیات با دست های آلوده در محیط های کار، وارد بدن می شود.

بر اساس گزارش های ارایه شده از سوی سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) ، ورود کروم از راه دستگاه گوارش برای غذا و آب آشامیدنی به ترتیب حدود 60 و 20 میکروگرم در روز است.

البته این مقدار به معنی جذب کروم در بدن نبوده، مقدار جذب شده از این راه، حدود 5 درصد مقدار ورودی به بدن یا کم تر از آن خواهد بود.

بر اساس پژوهش های به عمل آمده، جذب کروم از راه دستگاه گوارش به عوامل مختلفی وابسته است.

برخی از این عوامل عبارتند از : ظرفیت کروم : ترکیب های (VI) کروم بسیار آسان تر از کروم (III) جذب بدن می شوند.

حلالیت در آب : روی هم رفته نمک های کروم (VI) در آب محلول تر از کروم (III) هستند.

شکل شیمیایی : ترکیب های آلی کروم بسیار بهتر از ترکیب های معدنی آب جذب بدن می شوند.

زمان باقی ماندن در دستگاه گوارش : افزایش زمان باقی ماندن ترکیب ها در دستگاه گوارش، با جذب بیش تر کروم همراه است.

کروم از راه تماس پوستی با محلول ها یا مواد حاوی آن نیز ممکن است وارد بدن شود.

البته ورود کروم در صورت وجود زخم یا جراحت در پوست به مراتب بیش تر از حالتی است که تماس آن با پوست سالم صورت می گردو جذب کروم از راه دستگاه تنفس از عمده ترین راه های ورود این ماده در محیط های کار به شمار می رود.

بر اساس گزارش EPA ، مقدار کروم از راه دستگاه تنفس حدود 2/0 تا 4/0 میکروگرم در روز برآورد شده است.

خطر های بهداشتی کروم خطرهای بهداشتی کروم تا حدود زیادی به ظرفیت آن وابتسه است.

شکل فلزی کروم دارای خطرهای اندکی است تا جایی که برخی از منابع، آن را بی خطر معرفی کرده اند.

کروم (III) همان گونه که پیش از این هم اشاره شد، در مقادیر اندک، ماده ای مغذی به شمار آمده، جذب آن در بدن مورد نیاز است.

اما کروم شش ظرفیتی اکسید کننده ای قوی است که ورود و جذب آن در بدن با خطرهای متعددی همراه است.

گذشته از بررسی های انجام شده بر روی جانوران آزمایشگاهی، اثر کروم (VI) روی انسان را می توان به این شرح خلاصه کرد: اثرهای سمی : تماس پوستی با گروهی از ترکیب های کروم موجب زخم در پوست می شود.

البته واکنش های خورنده روی تیغه ی بینی، و حالت های تحریکی و اگزمایی روی پوست، از دیگر عوارضی هستند که در افرادی که در معرض کروم شش ظرفیتی بوده اند، گزارش شده است.

بررسی وضع کارگرانی که به صورت شغلی در معرض استنشاق بوده اند نشان داده است که استنشاق کروم شش ظرفیتی افزون بر تحریک دستگاه تنفس، موجب تحریک راه های هوایی ریه و انسداد آن ها می شود.

این عامل در صورت استنشاق طولانی مدت، احتقان ریوی (پرخونی غیرعادی)، حساس شدن ریه ها و در نتیجه، ظهور علایم آسمی و گروهی از دیگر اختلال های ریوی را در پی خواهد داشت.

از دیگر عوارض رویارویی با کروم شش ظرفیتی، اختلال های کبدی و کلیوی است.

بررسینشان داده است کارگرانی که با مقادیر اندکی از کروم تماس داشته اند در نتیجه ی تماس طولانی مدت، دچار اختلال هایی در کلیه ها، بویژه از نوع آسیب های توبولی و اختلال هایی در کلیه ها، بویژه از نوع آسیب های توبولی و اختلال های خفیف تا متوسطی در کبد خود شده اند.

ابتلا به اختلال های سیستم ایمنی در بدن، نیز به خاطر رویارویی با ترکیب های کروم شش ظرفیتی گزارش شده است.

ورود ترکیب های کروم از راه گوارش، بویژه خوردن مقادیر زیادی از ترکیبهای کروم شش ظرفیتی (رویارویی شدید با این ماده) می تواند موجب زخم معده شده، در ادامه تشنج، آسیب به کبد و کلیه ها و حتی مرگ را در پی داشته باشد.

اثر سرطان زایی و جهش زایی: کروم شش ظرفیتی یکی از عوامل زیان آور در بسیاری از محیط های کار است که رویارویی با آن از سوی سازمان های معتبری مانند سازمان بهداشت جهانی (WHO)، آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC) و EPA عاملی سرطان زا شناخته شده است.

ابتلا به سرطان در کارگران در معرض کرومات، از 100 سال پیش به ثبت رسیده است و امروزه بسیاری از ترکیب های کروم، عاملی برای سرطان ریه شناخته می شوند.

شواهدی در دست است که کروم شش ظرفیتی دارای خاصیت جهش زایی بوده، رویارویی با ترکیب های آن شیوع برخی از اختلال های کروموزومی در کارگران را در پی داشته است.

البته یافته های آزمایشگاهی مربوط به تحقیق روی جانوران، پیش از این قابلیت جهش زایی ترکیب های کروم در جانوران را نشان داده است.

نکته ی بسیار پر اهمیت در زمینه ی اختلال های ناشی از رویارویی با ترکیب های کروم، وابستگی این اختلال ها به بسیاری از عوامل فردی است.

عواملی مانند وضعیت بهداشتی و سلامتی، ویژگی های ارثی، سابقه ی رویارویی با ترکیب های شیمیایی حاوی کروم یا برخی از داروها، و عادت های فردی مانند استعمال دخانیات یا مصرف مشروبات الکلی بر شدت و کیفیت عوارض ناشی از رویارویی با کروم اثر می گذارند.

کنترل خطر رویارویی با کروم و ترکیب های آن برای افراد جامعه و افراد شاغل در محیط های کار ، دارای تفاوت های بسیاری با یک دیگر است.

منابع رویارویی، نوع ترکیب ها، راه ورود و شدت رویارویی، نمونه هایی از تفاوت های یاد شده به شمار می آیند.

بنابراین روش های کنترلی متفاوتی نیز باید به کار رود.

خلاصه ای از این اقدام ها به این شرح است: کنترل رویارویی در افراد معمولی خانواده ها باید از بازی کودکان بر روی خاک محیط های آلوده، بویژه در اطراف مناطقی که کروم به صورت کنترل نشده و غیربهداشتی دفع می شود، جلوگیری نمایند.

در صورت تماس پوستی با خاک های آلوده، پاکسازی سطح آلوده و شست و شوی پوست موجب کاهش چشم گیر میزان رویارویی خواهد شد.

به نظر می رسد که اثرهای منفی کروم روی کودکان، مشابه بزرگسالان باشد.

اگر چه کروم (III) یکی از مواد مغذی به شمار آمده، مقادیر اندکی از آن پیوسته مورد نیاز بدن است، اما از استفاده بیش از اندازه ی موادی که حاوی این ماده هستند (مانند سبزیجات تازه، انواع گوشت شامل گوشت قرمز و مرغ و ماهی، حبوبات) باید پرهیز کرد.

از نگهداری مواد غذایی درون ظرف های استیل یا قوطی های فلزی باید خودداری کرد چرا که این امر، موجب افزایش مقدار کروم در آن ها خواهد شد.

کنترل رویارویی در کارگران از دیدگاه شغلی، که یکی از پرخطرترین اشکال رویارویی با کروم، بویژه کروم شش ظرفیتی است، رعایت و به کارگیری این تدابیر توصیه شده است: کارگرانی که با خطر بالایی از استنشاق یا تماس پوستی با ترکیب های کروم رو به رو هستند، باید پیوسته مورد مراقبت منظم پزشکی قرار گیرند.

از استنشاق گرد و غبار و ذرات ریز جامد و مایع حاوی کروم باید پرهیز کرد.

به منظور آلودگی در محیط کار، باید از سامانه های تهویه ی مکنده ی موضعی استفاده کرد.

البته استفاده از تهویه ی عمومی نیز به عنوان یک اقدام مکمل ، سودمند خواهد بود.

هر گونه نقص در سامانه ی تهویه باید هرچه سریع تر برطرف شود.

از تماس پوستی با ترکیب های حاوی کروم باید خودداری کرد.

در صورت تماس ناگهانی و تصادفی پوست با چشم، محل آلوده باید بی درنگ با آب تمیز و فراوان شسته شود.

در موارد لزوم، استفاده از لباس های حفاظتی و وسایل حفاظت از دستگاه تنفس توصیه می شود.

امکانات لازم جهت شست و شو و نظافت در کارگاه های آلوده، متناسب با شرایط کارگاه باید تأمین شود.

در محیط های آلوده باید از خوردن، آشامیدن، یا استعمال دخانیات پرهیز کرد.

هیدروژن هیدروژن به عنوان یک عنصر توسط کاوندیش در سال 1766 میلادی شناخته شد و لاوازیه نام هیدروژن را بعنوان مولد آب، برای آن برگزید.

این عنصر در جدول تناوبی، جایگاه خاصی ندارد.

بر اساس الکترونهای لایه ظرفیت و تشکیل یون H+ این عنصر در گروه IA ، قرار می گیرید.

اگر بر اساس امکان دستیابی به آرایش گاز نادر هلیم و دریافت الکترون و تشکیل یون H- (هیدرید) توجیه کنیم، باید آن را در گروه VIIA قرار دهیم.

با توجه به اینکه ساختار الکترونی این عنصر ساده است نباید اشتباه کرد که خواص شیمیایی آن نیز ساده خواهد بود.

الف – فراوانی در طبیعت : هیدروژن در جو فوقانی کره زمین و همچین در گازهای آتشفشان، وجود دارد.

ترکیبات هیدروژن در طبیعت بسیار فراوان است.

این عنصر دارای سه ایزوتوپ () است.

ایزوتوپهای پایدار ولی ،ناپایدار بوده و نیمه عمر 62/12 سال دارد.

مولکول هیدروژن به دو شکل اورتو و پارا وجود دارد، این دو اختلافشان در چرخش اسپین های هسته است که نوع اورتو، چرخش همسو و نوع پاراچرخش غیر همسو دارد.

توسط روش کروماتوگرافی گازی می توان این دو نوع را از هم جدا کرد.

در دمای پایین تر نوع پارا بیشتر تشکیل می شود.

طرز تهیه : این گاز از اثر اسید سولفوریک به فلز روی و یا از اثر فلزات قلیایی بر آب به دست می آید.

در صنعت این گاز را توسط واکنشهای زیر به دست می آورند: ثابت فیزیکی و ترمودینامیکی هیدروژن خواص اکسندگی هیدروژن اکسندگی هیدروژن کمتر از هالوژنها است و فقط می تواند