پيش بيني تشکيل رسوب:

املاح آب که بيشترين شانس ايجاد رسوب دارند عبارتند از : کربنات کلسيم, سولفات منيزيم و ترکيبات سيليکاته . پيش بيني رسوب سولفاتها مشکل است اما پيش بيني رسوب کربنات کلسيم مهم تر از سولفات کلسيم است چون اولا شانس تشکيل رسوب کربنات کلسيم خيلي بيشتر از سولفات کلسيم است ثانيا رسوب کنترل شده ي کربنات کلسيم مفيد هم است چون لايه ي نازکي از کربنات کلسيم مي تواند به عنوان محافظ لوله باشد.هدف ازتجزیه شیمیایی این است که اجزای سازنده ی یک ماده ی طبیعی یامصنوعی مشخص شود.

محلول ها مخلوط های همگن هستند,محلول ها را معمولابرحسب حالت فیزیکی ان ها طبقه بندی می کنند.محلول های گازی,محلول های مایع و محلول های جامد رامی توان تهیه کرد.قانون فشارهای جزئی دالتون رفتار محلول های گازی را,که هوامتداول ترین انهاست,بیان می کند.بعضی از آلیازمحلول های جامدند.محلول های مایع متداولترین محلول ها هستند واحتمالا بیشترین کاربرد را توسط شیمی دان در بررسی های شیمیایی دارند.یکی از مهمترین حلال ها در شیمی,اب است که به واسطه قطبی بودنش اغلب ترکیبات یونی و قطبی در ان انحلال پذیری خوبی دارند.دسته ای از مواد هم که محلول های ابی ان ها کاربردهای زیادی در شیمی دارند,نمک ها هستند.

درکل24کاتیون داریم که بنابه تشکیل رسوب بابرخی مواددسته بندی می شوند,برای اینکه محلولی از24یون دریک جاداشته باشیم ازمحلول نمک نیترات ان استفاده می شود.زیراکه نیترات ها همگی محلول هستند.ازاین24یون21یون توانایی تشکیل نمک نیترات

رادارندومشکلی ندارند,ولی سه یون آنتیموانIII ,قلعIV ,ارسنیکIIIاصلانمی توانندنمک نیترات تشکیل دهند.

توصیف عنصری کاتیون های گروه:IIA

آرسنيک ( As ):

عنصر شيميايي است که در جدول تناوبي با علامت As مشخص است و داراي عدد اتمي 33 است. آرسنيک شبه فلز سمي معروفي است که به سه شکل زرد، سياه و خاکستري يافت مي شود. آرسنيک از نظر شيميايي شبيه فسفر است تا حدي که در واکنش هاي بيو شيميايي مي تواند جايگزين آن شود ازاين رو سمي است. وقتي به آن حرارت داده شود به صورت اکسيد آرسنيک در مي آيد (اکسيده مي شود) که بوي آن مانند سير است. آرسنيک و ترکيبات آن همچنين مي توانند بر اثر حرارت به گاز تبديل شوند. اين عنصر به صورت جامد وجود دارد : زرد و خاکستري فلز مانند .

کاربرد:

سموم کشاورزي و حشره کش هاي مختلف آرسنيد گاليم يک نيمه رساناي مهمي است که در IC ها به کار مي رود. مدارهايي که از اين ترکيب ساخته شده اند نسبت به نوع سيليکوني بسيار سريع تر هستند (البته گران تر هم هستند) آرسنيد گاليم بر خلاف سيليکون آن band gap مستقيم است پس مي تواند در ديودهاي ليزري وLED ها براي تبديل مستقيم الکتريسيته به نور به کار رود. تري اکسيد آرسنيک در خون شناسي براي درمان بيماران سرطان خون حاد که در برابر ATRA درماني مقاومت نشان مي دهند به کار مي رود. همچنين در برنز پوش کردن و ساخت مواد آتش بازي و ترقه مورد استفاده قرار مي گيرد.

تاريخچه:

آرسنيک (واژه يوناني arsenikon به معني اريپمنت زرد) در دوران بسيار کهن شناخته شده است. از اين عنصر به کرات براي قتل استفاده شده ، علائم مسموميت با اين عنصر تا قبل از آزمايش مارش تا حدي نا مشخص بود. آلبرتوس مگنوس را اولين کسي مي دانند که اين عنصر را جدا کرد. جوان شرودر هم دو روش براي تهيه آرسنيک منتشر کرد.

همچنين از آن براي ساخت مواد بهداشتي همچون داروي نظافت بدن( موبر ) استفاده مي شود. موبر از آهک و آرسنیک تشکيل يافته است. گفتني است که حتي پايه ی اصي کرِم ها و اسپري هاي موبر از همين دو ماده مي باشد.

پيدايش:

آرسوپيزيت (سنگ آرسنيک) ميس پيکل Mispickel هم ناميده مي شود ، که بر اثر حرارت ، بيشترین مقدار آرسنيک از سولفيد آهن آن جدا مي شود. مهم ترين ترکيبات آرسنيک عبارت است از : آرسنيک سفيد، سولفيد آن ، گرد حشره کش ، آرسنيت کلسيم و آرسنيت سرب. از گرد حشره کش ، آرسنيت کلسيم و آرسنيت سرب به عنوان سموم و حشره کش ها در کشاورزي استفاده مي شود .اين عنصر گه گاه به صورت خالص يافت مي شود ولي معمولاً به صورت ترکيب با نقره، کبالت، نيکل، آهن ، آنتيموان يا سولفور وجود دارد.

قلع ( Sn ):

نام قلع ( tin ) از واژه zin در آلمان قديم و tin در اسكانديناوي گرفته شده و علامت Sn كه توسط berzlius پيشنهاد گرديد از واژه لاتين stannum اقتباس شده است . قلع از نظر فراواني در پوسته زمين با فراواني 0002/0 درصد مي باشد.

قلع فلزي است نرم به رنگ خاكستري روشن يا سفيد- نقره اي با نماد sn ، عدد اتمي 50 ، وزن اتمي 71/118 وزن مخصوص 31/7 گرم بر سانتي متر مكعب ( قلع تجارتي در حدود 5/7 ) ، سختي كم 5/1 در مقياس موس ، براق ، داراي جلا ، قابل انعطاف و داراي خاصيت شكل پذيري و چكش خواري ، مقاومت كم ، نقطه جوش 2270 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب 06/232 درجه سانتي گراد . معمولا به علت نرمي و درخشندگي قلع ، اين عنصر به سياره مشتري و ندرتا به سياره زهره نسبت داده مي شوند . قلع در جدول تناوبي به عنوان فلز ضعيف بوده و در دوره 5 قراردارد .

در فشار طبيعي قلع جامد داراي دو شکل مختلف است . در دماهاي پايين به شکل خاکستري يا قلع آلفا وجود دارد که داراي ساختار بلوري مکعبي مانند سيليکن و ژرمانيم است. وقتي دما بالاتر از 2/13 درجه سانتيگراد باشد به رنگ سفيد يا قلع بتا تبديل مي شود که فلزي بوده و داراي ساختار چهار وجهي است. درصورتيکه سرد شود به آهستگي به صورت خاکستري بر مي گردد که بيماري قلع ناميده مي شود. به هر حال اين تغيير شکل تحت تاثير ناخالصي هايي از قبيل آلومينيم و روي قرار مي گيرد که با افزودن آنتيموان يا بيسموت مي توان از آن جلوگيري کرد.

کاربردها:

قلع به آساني به آهن متصل شده وبراي پوشش سرب روي و فولاد مورد استفاده قرار مي گيرد تا از پوسيدگي آنها جلوگيري شود. قوطي هاي فولادي با پوشش قلع براي نگهداري غذا کاربردي وسيع دارد و اين کاربرد بخش وسيعي از بازار قلع فلزي را تشکيل مي دهد.

تاريخچه:

به سبب كاربرد قلع در توليد آلياژ برنز در دوران برنز ، اين عنصر از اهميت فرهنگي- تاريخي بالايي برخوردار است . اولين ابزار برنزي كه در مقبره هاي مصر كشف گرديد به اواخر هزاره چهارم قبل از ميلاد مربوط مي شود .

قلع خالص نخستين بار در 1800 قبل از ميلاد در چين و ژاپن توليد شد . در حدود 600 سال قبل از ميلاد مصري هاي باستان مصنوعات ساخته شده از قلع خالص را كنار اجساد موميايي شده قرار مي دادند . اين عنصر تنها در توليد برنز استفاده نمي شد بلكه در توليد آلياژهاي سرب جهت مقاصد نظامي و واكنش فلزات نيز به كار برده مي شد . قلع و به خصوص آلياژهاي آن در مناطق جغرافيايي متعدد مانند چين ، اندونزي ، هند ، خاور نزديك، آفريقاي شمالي و اروپا ديده شده است .

آنتيموان ( Sb ):

آنتيموان عنصر شيميايي است که در جدول تناوبي داراي نشان Sb و عدد اتمي 51 است . آنتيموان که يک شبه فلز است داراي چهار حالت آلوتروپيک مي باشد. شکل پايدار اين عنصر، فلزي آبي - سفيد است وانواع زرد و سياه آن ناپايدار مي باشد. اين عنصر در مواد ضد آتش ، رنگ ها ، سراميک ، لعاب و آلياژهاي گوناگون و لاستيک به کار مي رود.

خصوصيات قابل توجه:

آنتيموان در حالت عنصري خود شکننده ، گداز پذير، نقره فام و بلوري است که خاصيت هدايت الکتريکي و حرارتي ضعيفي دارد و در دماي کم تبخير مي شود. شبه فلز آنتيموان از نظر ظاهري و خصوصيات فيزيکي شبيه فلز است اما از نظر شيميايي مثل فلز واکنش نمي کند. همچنين اين عنصر مورد حمله اسيدهاي اکسيد کننده و هالوژن ها قرارمي گيرد.

فراواني آنتيموان در پوسته زمين بين 2/0 تا 5/0 ppm برآورد شده است. آنتيموان کالکوفيل است و با گوگرد و فلزات سنگين سرب ، مس و نقره وجود دارد.

کاربردها:

استفاده از آنتيموان در صنايع نيمه هادي و در توليد ديود ها ، موج ياب هاي مادون قرمز و وسايل Hall-effect رو به افزايش است. اين شبه فلز، به صورت آلياژ موجب افزايش سختي و مقاومت مکانيکي سرب مي شود. مهمترين کاربرد فلز آنتيموان به عنوان سخت کننده سرب در خازن ها مي باشد.

در باطري ها ، آلياژهاي ضد اصطکاک ، فلز ويژه حروف چاپ ، گلوله هاي رسام و جنگ افزارهاي کوچک و روکش کابل .

تاريخچه:

آنتيموان (يوناني anti به علاوه monos به معني فلزي که به تنهايي يافت نمي شود) در دوران باستان درترکيبات مختلف شناخته شد و بعدها در اوايل قرن 17 و احتمالا" زودتر به عنوان يک فلز شناسايي گشت . وجود اين فلز را اولين بار سال 1450، Tholden به طور علمي گزارش کرد. استيب نيت ، سولفيد طبيعي آنتيموان در دوران انجيل به عنوان دارو و وسيله آرايش کشف و مورد استفاده قرار گرفت . ارتباط بين نام جديد آنتيموان و نماد آن پيچيده است ؛ نام قبطي پودر آرايشي سولفيد آنتيموان توسط يونانيان قرض گرفته شد و بعد در زبان لاتين هم وارد شد که نتيجه آن واژه stibium است . Jacob Berzelius مکتشف علم شيمي در نوشته هاي خود نام اختصاري براي آنتيموان به کار برده و اين نام همچنان مورد استفاده است .

هدف از آزمایش:

شناسایی کاتیون های گروه BII-جداسازی کاتیون های گروهBII-نحوه ی استفاده ازدستگاه سانتریفیو ژ-بررسی واکنش های رخ داده درحین انجام ازمایش-نحوه وچگونگی ازمایش جداسازی کاتیون های گروهII

وسایل مورد نیاز:

1-لوله آزمایش به تعداد کافی-2-چراغ بنزن-3- سانتریفیو ژ

4-بشر-5- نمونه مورد ازمایش(مخلوط کاتیون ها)-6- H2O2 (3%)-7- اسید سولفوریک(HCL)

(N6)-8-اسیدسولفوریک(HCL) (N2)-9- تیواستامید

(sns)-10- آب مقطر-11- استات آمونیوم(nh4chcoo)

-12- اسیدنیتریک(HNo3)-13- پتاسیم هیدرکسید(KOH)

-14-آمونیاک(NH3)(N6(-15-نقره نیترات(agno3)

نحوه ی انجام ازمایش:

محلولی ازمخلوط کاتیون های گروه IIدراختیارداریم.10

قطره ازاین مخلوط را درون لوله آزمایش می ریزیم.بعد

ازان5قطره ازH2O2)) 3% درون لوله آزمایش می ریزیم .بعدازاین کار4قطرهHCL (N2) به ان اضافه

می کنیم.لوله ازمایش که حاوی محلولی ازمخلوط ها

می باشد,راروی شعله به مدت کمی حرارت داده و6قطره

HCL(6N)به ان اضافه می کنیم.دوباره ان رابه مدت دودقیقه حرارت داده واکنون می بینیم یک ماده لزج وچسبنده بدست می اید.حالالوله آزمایش راسرد می کنیم.بعدازسردکردن5قطره HCL(2N)به ان اضافه می کنیم.حالا لوله ازمایش کمی تکان داده وموادراهم

می زنیم.8قطره تیواستامیدبه درون لوله ازمایش می ریزیم.اکنون حدود پنج دقیقه به لوله آزمایش حرارت

می دهیم.8قطره ازابی که ان راتادمای80درجه سانتی گرادحرارت داده بودیم به مواد دیگراضافه کرده و20قطره تیواستامیدو2قطره استات آمونیوم رابه درون لوله ازمایش می ریزیم.چنددقیقه لوله ازمایش راحرارت داده وپس

ازسردکردن ان رابرای جداسازی رسوب ومحلول به درون دستگاه سانتریفیو ژانتقال می دهیم.محلولی که روی رسوب بدست امده است برای سایرگروه ها می باشدکه ان رادورمی ریزیم.به رسوب حاصل 5قطره تیواستامید

( SNS )اضافه کرده و18قطرهKOH(3N ) به ان می افزاییم.اکنون لوله آزمایش رابمدت سه دقیقه حرارت داده وبعدازسردشدن برای جداسازی وتجزیه به درون دستگاه سانتریفیو ژقرارمی دهیم.کاتیون های گروهII Aرسوب می دهند وکاتیون های گروه BIIبه صورت محلول روی رسوب باقی می ماند.محلول را ازرسوب جداکرده ودرون یک لوله ازمایش دیگرمی ریزیم.به محلول که شامل کاتیون های گروه دومBمی باشدقطره قطره HCL(N2)اضافه می کنیم تارسوب حاصل شود.سپس عمل سانتریفیو ژرابرای جداسازی رسوب ومحلول انجام می دهیم.محلول به دست امده رادورمی ریزیم وبه رسوب باقی مانده 20قطرهHCLاضافه می کنیم ولوله ازمایش رابه مدت 5دقیقه درون حمام اب جوش که ازقبل ان راآماده کرده بودیم قرارمی دهیم.بعدازاین کارلوله ازمایش راجهت جداسازی محلول و رسوب درون دستگاه سانتریفیو ژقرارمی دهیم.محلول بدست امده رابه لوله ازمایش دیگری منتقل می کنیم.

قطره قطره به محلول امونیاک (NH3)(N2)اضافه می کنیم تارسوب سفیدحاصل شود.رسوب سفید دلیلی بروجودSNمی باشد.سپس به رسوب اسیدنیتریک(HNO3)اضافه می کنیم وبعد ازاین کارعمل سانتریفیو ژبرای جداسازی رسوب ومحول انجام می دهیم.محلول بدست امده رابه درون لوله ازمایش دیگری منتقل می کنیم ورسوب رادور می ریزیم.سپس به محلول 20قطره استات آمونیوم(nh4chcoo) اضافه کرده وبعد ازان5قطره نقره نیترات (agno3) به ان می افزاییم.رسوب قرمزبدست امده دلیلی بروجودASمی باشد.درازمایش ما این مرحله بامشکل روبرو شد ورسوب قرمز بدست نیامد.