آهن کلرید یک ماده شیمیایی با رنگ قرمز آجری و زرد است که در انواع صنایع از جمله تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌شود. پتاسیم تیوسیانات یک پودر سفید است که دارای نقطه ذوب پایینی است و در آب و استون حل می‌شود. این ترکیب در صنایع مختلف کاربرد دارد و همچنین در صنعت سینما نیز به کار می‌رود، زیرا مشابه آزمایشی است که برای تولید خون مصنوعی انجام می‌شود. سدیم فلوراید نیز یک ترکیب شیمیایی سفید است که قابل حل در آب بوده و در صنعت داروسازی مورد استفاده قرار میگیرد.
در انجام آزمایش ساخت خون مصنوعی، با ترکیب چند ماده شیمیایی، قصد داریم حاصلی خارق العاده را به چشم بینیم که منجر به ایجاد خون مصنوعی می شود. حتما به این نکته توجه کنید که برای انجام این آزمایش، بیرون از خانه بروید و از کمک و راهنمایی بزرگترها بهره ببرید.
مواد لازم برای آزمایش ساخت خون مصنوعی
- آهن(III)کلرید
- پتاسیم تیوسیانات
- سدیم فلوراید
- آب
- چاقو پلاستیکی
- پنبه
نحوه انجام آزمایش ساخت خون مصنوعی
1- با حل کردن مواد شیمیایی مربوطه در آب، می‌توانید محلول‌های آهن (III) کلرید، پتاسیم تیوسیانات و فلوراید سدیم را تهیه کنید.
2- در مرحله بعدی پنبه را در محلول تیوسیانات پتاسیم غوطه‌ور کنید و سپس آن را بر دست خود بمالید.
3- به آرامی، چاقوی پلاستیکی را در محلول کلرید آهن (III) قرار دهید و خیلی آهسته آن را از کف دست خود بگذارید. این کار باعث ایجاد یک بریدگی خونین بر روی دست شما به وجود آید.
4- برای حذف لکه خون مصنوعی، می‌توانید از یک پنبه با محلول سدیم فلوراید استفاده کنید و آن را بر روی زخم قرار دهید تا خون از بین برود.
نتیجه آزمایش ساخت خون مصنوعی
هرگز خونی روی دست شما نبود. آنچه دیدید، یک واکنش شیمیایی بین محلول‌های تیوسیانات پتاسیم و کلرید آهن (III) بود. یون‌های تیوسیانات و یون‌های فریک، ترکیبات کمپلکسی را ایجاد کرده و خون قرمز را تولید می‌کنند.
کلرید آهن (کلروفریک) چیست؟
لرید آهن یا FeCl3، یکی از قوی‌ترین مواد منعقدکننده است که خاصیت اسیدی و قدرت خورندگی بسیار بالا دارد. این ترکیبات در صنایع مختلف مانند استخراج فلزات، داروسازی، رنگرزی، کاغذسازی، حذف آرسنیک و تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌شوند. این ترکیب با نام‌های مختلفی مانند کلراید آهن، iron chloride، ferric chloride، تری کلرید آهن، فروکلراید، پر کلرید آهن و کلروفریک مایع شناخته می شود.
نحوه تولید کلرید آهن
در روند ساخت کلروفریک، از کلر خشک و آهن استفاده می‌شود و برای انجام این واکنش، نیاز به دمای بسیار بالا و حدوداً 600 درجه سانتیگراد است. کلر و آهن با یکدیگر واکنش می‌دهند و به دلیل حرارت زیاد، آهن به تدریج اکسید می‌شود و به آهن کلرید تبدیل می‌شود. در پایان، آهن کلرید II به واکنش با کلر موجود در محیط می‌پردازد و به آهن کلرید III تبدیل می‌شود.
به جز روش ذکر شده، می‌توان این ترکیب را از ترکیب اسید هیدروکلریک با آهن نیز تهیه کرد. در این حالت، آهن اکسید شده و سپس با کلر واکنش داده و به کلروفریک تبدیل می‌شود. همانطور که اشاره شد، با توجه به شرایط حرارتی و محیطی، ترکیب نهایی به صورت پودری، کریستالی یا مایع تولید می‌شود.
کلرید آهن در تصفیه آب و فاضلاب
با توجه به نگرانی های بسیار درباره ذرات کوچک معلق در تصفیه فاضلاب های صنعتی و بهداشتی، استفاده از مواد منعقدکننده برای جلوگیری از عبور آنها از فیلترها بسیار اهمیت دارد. یکی از این مواد که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، کلرید آهن است.
وقتی این ترکیبات وارد آب می شوند، با یون هیدروکسید واکنش می‌دهند. این واکنش باعث تشکیل هیدروکسید آهن III می‌شود که به عنوان یک منعقد قوی شناخته می‌شود. این ترکیب باعث اتصال ذرات کلوئیدی و معلق در پساب می‌شود و آنها به تدریج در کف حوضچه تصفیه ته نشین می‌شوند. با استفاده از کلرید فریک، می‌توان حجم زیادی از گل و لای موجود در مخازن تصفیه آب را از بین برد و باعث بهبود کیفیت آب خروجی از تصفیه‌خانه شد.
خواص فیزیکی و شیمیایی کلرید آهن
برای خرید کلرید آهن، بهتر است ابتدا با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن آشنا شوید تا بتوانید نوع مناسبی را بر اساس هدف خود انتخاب کنید. به طور خلاصه، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی کلرید آهن را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
1- بوی تند و تیز کلروفریک، نشانه‌ی خاصیت اسیدی بالای آن است که به مشام می‌رسد. از آنجایی که این ماده خورنده قوی است، حتما باید اصول ایمنی را در استفاده از آن رعایت کنید.
2- فریک کلراید خشک به صورت پودری در دمای صفر درجه سانتیگراد قابل حل شدن در آب است و در دمای 306 درجه سانتیگراد به نقطه جوش می‌رسد.
3- کریستال‌های فریک کلراید یا همان 6-آبه، با آب گرم در دمای 20 درجه سانتیگراد حل می‌شوند و در حرارت 37 درجه سانتیگراد به نقطه جوش می‌رسند.
4- مقدار حلالیت fecl3 در آب به دما بستگی دارد. به عنوان مثال، در 100 سی سی آب با دمای صفر درجه سانتی گراد، حلالیت آن 74.4 گرم است. این مقدار در نقطه جوش به 537.7 گرم افزایش می‌یابد.
5- با قدرت انعقادی فوق‌العاده، FeCl3 از جمله ترکیباتی است که در تصفیه فاضلاب به کار می‌رود و از خصوصیات بسیار موثری برخوردار است.
کلرید آهن چه خطراتی دارد؟
از اصلی ترین خطرات کلرید آهن می‌توان به این موارد اشاره کرد:
- استفاده بی‌احتیاطانه از این مواد، می‌تواند منجر به آسیب‌های جدی بر روی پوست شود، بنابراین استفاده از دستکش ضروری است.
- تماس این مواد با چشم یک خطر جدی است و می‌تواند منجر به سوزش، کاهش بینایی و حتی نابینایی شود. بهتر است بلافاصله پس از تماس با چشم، آن را به مدت چند دقیقه به خوبی شستشو دهید.
- وارد شدن آهن کلرید به دستگاه گوارشی یک خطر جدی و ضررآور است. در صورت ورود این مواد به معده و سیستم گوارشی، سمیت شدید ایجاد می‌شود و باید فورا به مراکز درمانی مراجعه کرد.
1. استفاده بی‌احتیاطانه از این مواد، می‌تواند منجر به آسیب‌های جدی بر روی پوست شود، بنابراین استفاده از دستکش ضروری است.
2.تماس این مواد با چشم یک خطر جدی است و می‌تواند منجر به سوزش، کاهش بینایی و حتی نابینایی شود. بهتر است بلافاصله پس از تماس با چشم، آن را به مدت چند دقیقه به خوبی شستشو دهید.
3. وارد شدن آهن کلرید به دستگاه گوارشی یک خطر جدی و ضررآور است. در صورت ورود این مواد به معده و سیستم گوارشی، سمیت شدید ایجاد می‌شود و باید فورا به مراکز درمانی مراجعه کرد.
تیوسیانات پتاسیم چیست؟
تیوسیانات پتاسیم یک ترکیب شیمیایی است که شامل اتم های پتاسیم، گوگرد، کربن و نیتروژن با فرمول KSCN می باشد. این ماده از ترکیب گوگرد با سیانید پتاسیم، استخراج با الکل آبی داغ، تبخیر و سپس خنک شدن به وجود می آید. این ماده دارای بلورهای منشوری بی رنگ و شفافیتی است و خاصیت رطوبت سنجی دارد. تیوسیانات پتاسیم طعم شور و خنکی دارد و بدون بو است. حلال الکلی تیوسیانات پتاسیم با خاک اسیدی تا حدی قرمز می شود که می‌توان از آن برای اندازه‌گیری اسیدیته خاک استفاده نمود.
ویژگی‌های تیوسیانات پتاسیم چیست؟
تیوسیانات پتاسیم، یک نوع نمک معدنی است که فرمول شیمیایی آن KSCN است. این ترکیب با چگالی 1.89 گرم بر سانتی متر مکعب، به صورت بلورهای بی رنگ یا پودر کریستالی سفید در معرض دید قرار میگیرد. وزن مولکولی این ترکیب 97.181 گرم در هر مولکول است و نقطه جوش آن حتی تا 500 درجه سانتیگراد می‌رسد. اما عجیب اینکه نقطه ذوب آن تنها 173 درجه سانتیگراد است. این ماده در آب حل نمیشود، اما خواص شیمیایی خاص خود را دارد.
خواص فیزیکی وشیمیایی تیوسیانات پتاسیم
خواص فیزیکی جذاب تیوسیانات پتاسیم شامل بی‌بویی و بی‌رنگی این ترکیب شیمیایی است. به نظر کارشناسان، شبیه به بلورهای آب ریز می‌باشد. ظرفیت حرارتی آن 298.15 KJ/mol.K و حلالیت آن در آب 177 گرم در هر 100 میلی‌لیتر است.
پتاسیم تیوسیانات، یک ترکیب شیمیایی بسیار حساس و واکنش پذیر است. این ماده به سرعت با فلزات واکنش می‌دهد و ترکیبات تیوسیاناتی تولید می‌کند. به عنوان مثال، وقتی نیترات آهن با پتاسیم تیوسیانات در حضور آب واکنش می‌دهند، این واکنش به تولید تیوسیانات آهن، اکسید پتاسیم و اسید نیتریک منجر می‌شود. حالا بیایید به مثال دیگری نگاهی بیندازیم: وقتی کلرید آهن با پتاسیم تیوسیانات واکنش نشان می‌دهند، تیوسیانات آهن و کلرید پتاسیم تولید می‌شوند.
سدیم فلوراید چیست؟
فلوراید سدیم، یک ترکیب شیمیایی معدنی با فرمول NaF، یک جامد سفید و جذاب است که به سادگی در آب حل می‌شود. نقش بسیار مهمی در حفظ سلامت دندان‌ها و پیشگیری از پوسیدگی دندان دارد. با داشتن فلوراید در آب آشامیدنی، خطر پوسیدگی دندان به شدت کاهش می‌یابد. امروزه این ترکیب شیمیایی نه تنها در محصولات بهداشت دهان و دندان، بلکه در محصولات بهداشتی و شست‌وشو نیز استفاده می‌شود. همچنین، می‌توان از آن به صورت قرص و با دستور پزشک استفاده کرد.
کاربردهای سدیم فلوراید
این ترکیب دندان‌ها را در مقابل اسیدها و باکتری‌ها حفظ می‌کند و از پوسیدگی جلوگیری می‌کند، همچنین به تقویت مینای دندان‌ها کمک می‌کند. اما باید مراقب باشیم که دندان‌ها به اندازه زیاد با فلوراید در تماس نباشند، زیرا این می‌تواند به فلوروزیس منجر شود و علائمی نظیر لکه‌ها و خطوط سفید، فرورفتگی و تغییر شکل دندان‌ها ایجاد کند. به ویژه کودکان باید از استفاده بیش از حد از خمیر دندان حاوی فلوراید پرهیز کنند. در صورت نیاز به تقویت ترکیب معدنی در بدن یا وجود خطرات پوسیدگی، این دارو می‌تواند به عنوان یک جایگزین قرصی برای کودکان ۶ ماه تا ۱۶ ساله مورد توصیه قرار گیرد.
نحوه استفاده از سدیم فلوراید
این محلول شیمیایی معمولاً یکبار در روز و با توصیه‌ی پزشک مصرف می‌شود. دوز دارو بستگی به سن و مقدار فلوراید موجود در آب آشامیدنی دارد. این دارو در قالب مایع، پودر و قرص تهیه می‌شود. اگر محلول سدیم فلوراید مصرف می‌کنید، بهتر است دوز را با دقت با قطره‌چکان تعیین کرده و آن را مستقیماً یا با آبمیوه مصرف کنید. از ترکیب این دارو با محصولات لبنی مانند شیر خودداری کنید.
اگر از این دارو استفاده می‌کنید و برای مصرف آن نیاز به جویدن یا مکیدن دارید، قرص را به آرامی در دهانتان قرار دهید و صبر کنید تا کاملا حل شود، اما از قورت دادن سریع آن خودداری کنید.
عوارض جانبی استفاده بیش از سدیم فلوراید
قرار گرفتن در معرض این ترکیب شیمیایی به میزان زیاد ممکن است باعث ایجاد عوارضی نظیر تهوع، استفراغ، اسهال و کاهش اشتها شود. از مشکلات شدیدتری همچون لرزش، تشنج و حتی ورود به وضعیت کما هم خبر داده شده است. در صورت ظاهر شدن علائم حساسیت مانند خارش، تورم، تغییر رنگ دندان‌ها و تورم زبان، گلو و لب‌ها، بهتر است بلافاصله به پزشک مراجعه کنید.
