گاز های سمی, خورنده, اکسید کننده و محرک

گازهای سمی گروهی از مواد سمی هستند که در حرارت به صورت گاز باشند. مسمومیت هایی که توسط این گاز تولید می شود در صورت عدم درمان به موقع, منجر به مرگ فرد مسموم خواهد شد این گازها تحت یک فرمول معین تجسس نمی شوند و برای تجسس هر یک از آنها روش بخصوصی باید بکار برد. گازهای سمی چون از راه تنفس وارد بدن می شوند, به سهولت وارد جریان خون می شوند و به فاصله چند ثانیه به مراکز عصبی می رسند و از انجا,  اثر آنی و شدید بعضی از سموم گازی معلوم می گردد.

کلراید هیدروژن (HCL)

1. غیرقابل احتراق است و در صورت بروز آتش سوزی در اطراف, استفاده از تمام عوامل خاموش کنندگی مجاز است. در صورت خطر انفجار, کپسول حاوی این ماده را با اسپری آب حنک نگهدارید.
2. از هرگونه برخورد یا تماس با این ماده خودداری نمایید.
3. در حین کار از تهویه و وسایل حفاظت فردی همانند وسیله حفاظت فردی, دستکش های عایق سرمایی یا لباس حفاظتی یا عینک ایمنی یا حفاظت چشمی به همراه وسیله حفاظت تنفسی استفاده کنید.
4. مصدومین را به هوا تازه ببرید و در وضعیت نیم نشسته تنفس مصنوعی بدهید در صورت آلوده شدن پوست, ابتدا مقدار زیادی آب به پوست بزنید لباس های آلوده را خارج کنید و مجددا آب بزنید. در صورت آلوده شدن چشم ها را با آب زیادی بشوئید و فرم مصدوم را به پزشک برسانید.
5. این گاز مایع شده و یا تحت فشار بی رنگ همراه با بوی تند می باشد. این گاز از هوا سنگین تر است. این ماده به صورت محلول در آب اسید قوی تولید می کند. که با مواد واکنش داده و خورنده می شود با اکسیدان ها واکنش داده و گاز سمی تولید می کند. در تماس با فلزات, در مجاورت اب گاز های قابل احتراق تولید می نماید.

گاز دیبرون B₂H₆

از سمی, خورنده و اشتعال پذیر است. مقدار حدد خطر فوری بر روی سلامتی انسان PM می باشد. نامهای مترادف برواتان, هیدراید برن می باشد.

• وزن مولکولی 27.67
• نقطه جوش 92 درجه سانتی گراد
• نقطه ذوب 165.5
• حدود انفجار 8 تا 98 درصد در هوا
• حدود تماس مجاز 0.1 PPM

ازن O₃

مولکول 3 اتمی از اکسیژن می باشد. انرژی لازم برای تبدیل O₂ به O₃ ممکن است از خورشید و صایقه تامین شود. این قشر ازن بسیار سودمند است و اشعه مضر خورشید را جذب کرده و بشر خطراک مهلک کور کننده و سوختگی پوست مصون می دارد ولی مانع عبور اشعه موج بلند, ماوراء بنفش را که به تشکیل ویتامین D کمک می کند, نمی شود. بنابراین صدمه زدن به لایه ازن ممکن است برای بشر خطرات عظیمی دربرداشته باشد.

ازن در حال متراکم بودن رنگ آبی روشن دارد, بیشتر از O₂ در آب حل می شود و آسانتر به صورت مایع درامده و فعالیت شیمیایی ان به مراتب بیشتر است. ضمنا بوی تند تحریک کننده مشخصی دارد.

نسبتا ناپایدار است که از سه اتم اکسیژن با نماد شیمیایی O تشکیل شده است. لایه ازن از تجمع این مولکولها پدید امده است. ارچه این لایه بخش کوچکی از هوا کوره زمین را در بر میگیرد, اما بسیار مهم است و سبب ادامه زندگی بر روی زمین می شود این مولکول از واکنش میان مولکول اکسیژن با فرمول شیمیایی O₂ و نور خورشید به وجود می آید این موثرترین فرایندی است که در لایه استراتوسفر در ارتفاع 15-50 کیلومتری بالاتر از سطح زمین رخ می دهد.

لیه ازون یا اوزونسفر, منطقه ای از لایه استراتوسفر در هواه کره است که غلظت نسبتا بالایی از آن, در ارتفاع 19-48 کیلومتری (12-30 مایلی) بالاتر از سطح زمین واقع شده است. حدود 90% ازون د میان 10-17 کیلومتر (10-6 مایل( بالاتر از سطح زمین قرار گرفته و تا 50 کیلومتر (30 مایل) گسترش می یابد. مولکول های ازونی که در این بخش از هوا کره قرار دارند. لایه ازون را تشکیل می دهند. بقیه مولکول های ازون نیز در لایه تروپوسفر از هوا کره قرار دارند.

واحد اندازه گیری غلظت ازون, دابسون است یک واحد دابسون برابر تعداد مولکول های موردنیاز برای  ایجاد یک لایه ازون خالص به ضخامت 0.01 میلی متر در دمای صفر درجه  سلسیوس و با فشار ک اتمسفر است. ضخامت متوسط لایه ازون حدود 300 دابسون و 3 میلی متر (8.1 اینچ(  ضخامت دارد.

ازن و پرتو بنفش

پرتوی فرابنفش تولید شده توسط تابش خورشید در صورت رسیدن به سطح زمین می تواند موجب سرطان پوست, آب مروارید چشم, آسیب رساندن به سیستم ایمنی بدن و تاثیر منفی بر رشد گیاهان شود, طول موج فرابنفش 280-400 نانومتر (یک میلیاردم متر) است, مولکولهای ازون و اکسیژن که در استراتوسفر قرار دارند, پرتوی فرابنفش خورشید را جذب می کنند و مانند یک سپر مانع از ورود این پرتوها به سطح زمین می شوند. ازون و اکسیژن می تواند 95%-99.9% پرتوهای فرابنفش به ویژه فرابنفش نوع C و B که پر انرژی ترین پرتوهای فرابنفش هستند و موجب آسیب زیست شناسی می شوند را جذب کند. نقش نگهبانی ازون به قدری حیاتی است که دانشمندان می گویند زندگی بر روی کره زمین بدون لایه ازون امکانپذیر نبود.

هنگامی که پرتوی فرابنفش به مولکول اکسیژن برخورد می کند, پیوند میان اتم های ان می شکند و اتم ها آزاد می شوند. سپس اتم اکسیژن با مولکول اکسیژن ترکیب می شود و ازون تشکیل می شود. سپس که مولکول ازون با اتم اکسیژن واکنش دهد دو مولکول اکسیژن تشکیل می شود. همچنین با واکنش های شیمیایی که مولکول های هیدروژن, نیتروژن, کلر و اتم های برم در آن درگیراند, هواه کره تعادل طبیعی میان تشکیل و تخریب ازون را حفظ می کند. لایه ازون پرتو فرابنفش را به پرتوی فروسرخ تبدیل می کند و به سطح زمین می فرستد. واکنش طبیعی تبدیل فرابنفش به فروسرخ توسط لایه ازون به شکل زیر است:

O₃  + UV ⇒ O₂ + O

اکسیژن اتمی + اکسیژن مولکولی ⇒ فرابنفش + ازون

O₂ + O ⇒ O₃ + IR

فروسرخ + ازون ⇒ اکسیژن اتمی + اکسیژن مولکولی

کلروفلوئوروکربن ها ( CFC) باعث کاهش مولکول های ازون در استراتوسفر زمین شده اند. این ترکیب در اویل 1930 توسط ایالات متحده امریکا اختراع شد و در برنامه های صنعتی, تجاری و خانگی مورد استفاده قرار گرفت و به زودی به سراسر جهان نیز راه یافت. این ترکیبات, پایدار و غیرقابل سوختن هستند و با ترکیبات شیمیایی دیگر واکنش نمی دهند و ارزان قیمت هستند. این ویژگی ها مطلوب ایمنی بخش, موجب شد که این ترکیبات در بسیاری از وسایل کاربردی و سردکننده ها در واحدهای تجاری و خانگی مورد استفاده قرار بگیرد و به تدریج, متقاضیان محصولات ان روزبه روز افزایش یافت, این ترکیبات می توانند به وسیله باد به استراتوسفر زمین راه یابند. از انجا که این ترکیبات داریا کار و برم هستند, می توانند به لایه نگهبان ازون آسیب بزنند.

در اوایل سال 1970, پژوهشگران شروع به بررسی اثر مواد شیمیایی مختلف بر روی لایه ازون کردند به ویژه CFC ها که دارای کلر هستند. اگر کلر از استخرهای شنا, گیاهان صنعتی, نمک دریا و آتشفشان ها به استراتوسفر برسد, به آسانی با باران موجود در تروپوسفر ترکیب می شود اما کلرهایی که در CFCها وجود دارند, به علت پایداری بسیار این ترکیبات در آب باران حل نمی شوند و با گذشت زمان به سوی استراتوسفر حرکت می کنند و هیچ فرایندی طبیعی نمی تواند مانع از این امر بشود. این ترکیبات معمولا از هوا سنگین تر هستند, اما در فرایندی که حدود 2 تا 5 سال به طول می انجامد, به سمت بالا حرکت می کنند.

با تشکیل کلر مونوکسید, کلر موجود در آن موجب تخریب لایه ازون می شود. هر مولکول کلر می تواند 100000 مولکول ازون را بین ببرد معادله شیمیایی آن به صورت زیر است.

CL + O_{3 ⇒} CLO + O₂

CLO +O ⇒ CL + O₂

با رسیدن CFC به استراتوسفر, کلر موجود در این ترکیب می تواند با ازون هواکره واکنش دهد و ترکیبی به نام کلز مونواکسید به وجود اورد. دو اتم دیگر ازون نیز به مولکول اکسیژن تبدیل می شوند. کلر مونواکسید ایجاد شده می تواند با اتم اکسیژن واکنش دهد و یک اتم کلر و یک مولکول اکسیژن به وجود اورد. این کار بارها صورت می گیرد و موجب تخریب لایه ازون می شود.

در سال 1987, سازمان ملل متحد توافق نامه ای جهانی برای متوقف کردن تولید, فروش و بخش CFC ها تهیه کرد. این توافق نامه به توافق نامه مونترال یا پروتکل معروف است. اتحادیه اروپا برای حفاظت از لایه ازون گامی فراتر از الزامات توافق نامه مونترال نهادند. براساس این توافق نامه تولید CFCها متوقف شد و ترکیبات تازه ای به نام هیدروکلروفلوئور کربن ها (HFCFها(  به وجود امدند و استفاده از انها به سطح خاصی محدود شد. یکی از تفاوت هایی که این ترکیبات با CFC ها دارند این است که در این ترکیبات هیدروژن جایگزین کار و فلوئور شده است آشناترین اچ سی اف سی HCFC22 است که برای تهویه هوا در بسیاری از خانه ها استفاده می شود. اتم هیدروژن با حمله به هیدروکسیل (OH) مولکولی می سازد و این گونه بخش بزرگی از سی اف سی ها پیش از رسیدن به استراتوسفر نابود می شوند. اما تعدادی از کولکول ها به استراتوسفر می رسند که موجب تخریب بسیار کمتر لایه ازون نسبت به CFCها می شوند.

هالوکربنها نیز از دیگر مواد تخریب کننده ازون استراتوسفر هستند و با انتشار کلر و برم ازون را تخریب می کنند. همچنین برخی از مواد تخریب کننده لایه ازون در وسایل نقلیه هوایی, یخچال و فریزر, حلالها, افشانه ها و کپسول های اتش نشانی وجود دارند.

لایه ازون سالانه کوچک تر از پیش می شود. به طوری که آمار ناسا در 13 سپتامبر 2007 نشان داد که حفره ازون به اوج خود رسیده است و لایه ازون تنها می تواند 9.7 میلیون مایع مربع (یعنی به قاره ای به اندازه امریکا شیمالی) را پوشش دهد.. سوراخ لایه ازون در قطب جنوب به حد اعلای خود رسیده است.

دلیل این پدیده نیز ورود کلرهای موجود در مواد شیمیایی ساخته شده توسط انسان به استراتوسفر است. محدودیت های سخت گیرانه برای تولید CFCها باعث شده است که سازمان جهانی هواشناسی به این نتیجه برسد که حفره ازون تا سال 2045 بهبود خواهد یافت اما ناسا می گوید که دو سوم لایه ازون تا سال 2065 نه تنها بر فراز قطب جنوب, بلکه در همه جای زمین نابود خواهد شد.

اثرات ازن بر آب و هوا

گرمایش زمین افزایش نظامند گرمای زمین است که عمدتا ناشی از گازهای گلخانه ای است ازون یک گاز گلخانه ای است و در آب و هوای کره زمین نقش دارد. افزایش گازهای گلخانه ای مانند کربن دی اکسید ممکن است بر چگونگی بهبود لایه ازون در سال های آینده اثر بگذارد. موادی که غلظت ازون را کاهش می دهند, گازهای گلخانه ای هستند از انجا که HCFCها نیز گازهای گلخانه ای هستند, می توانند میزان مواد کاهش دهنده ازون را کاهش دهند.

در حالی که بسیاری از جهان گرم شده است. بخش هایی از نیم کره جنوبی سرسختانه سرد مانده اند و دلیل ان شکاف لایه ازون در ان بخش ها است. زیرا ازون یک گاز کلخانه ای است پژوهش های تازه نشان می دهد که تلاش های انجام شده توسط دانشمندان و طرفداران محیط زیست برای پوشش بیشتر ازون می تواند موجب گرم شدن سراسر نیم کرده جنوبی بشود گرمای زمین در درجه نخست از وجود مقدار زیادی کربن در اتمسفر است که در هنگام استفاده از زغال سنگ, گاز, نفت و سخوت برای تولید برق و حرکت دادن خودروها ایجاد می شود, به وجود می آید. این گازها مانند یک روکش سراسر سیاره پراکنده می شوند و گرمای خورشید را می گیرند. CFCها نیز که دارای کربن هستند, موجب کاهش ازون می شوند. بنابراین کاهش ازون و گرمایش زمین به یک دیگر مرتبط هستند.

CFCها ممکن است تا مدت زمان طولانی در هوا کره باقی بمانند و گرمایش زمین را تحت تاثیر قرار دهند بنا به گزارش آژانس حفاظت محیط زیست آیالات متحده امریکا, ازون تا سال 2050 به سطح معمولی و طبیعی خود باز خواهد گشت. در حالی که این گزارش خوبی است, اما میزن گرمایش زمین خواهد افزود. ازون به این خاطر که یک گاز گلخانه ای است, می تواند در به دام انداختن گرما در استراتوسفر کمک کند و درجع گرمای زمین را تحت تاثیر قرار دهد. کاهش ازون به سرمایش زمین کمک می کند و آب و هوا را به میزان قابل توجهی تغییر می دهد.

چرخه ازن-اکسیژن

در استراتوسفرع مولکول ازون عمدتا توسط پرتوی فرابنفش ایجاد می شود. هنگامی که پرتوی فرابنفش با انرژی بالا به مولکول اکسیژن حمله ور می شود, پیوند میان اتمهای اکسیژن می شکند و مولکول ان به دو اتم اکسیژن تبدیل می شود. اتم ناپایدار اکسیژن آزاد اکسیژن بسیار ناپایدار است, به راحتی می تواند با نیتروژن, هیدروژن, کلر و برم که از زمین و منابع اقیانوسی آزاد می شوند, واکنش دهد. این موضوع تعادل میان ازون و فرابنفش را بر هم بزند. دانشمندان  دریافته اند که سطح ازون با تغییرفصل ها, وزش باد و تغییرات خورشید نیز تغییر می یابد. علاوه بر این, اگر آتشفشان ها فوران کنند, موادی را به استراتوسفر می فرستند که می توانند سرعت تخریب لایه ازون را افزایش دهند.

ازون تروپوسفری

ازون تروپوسفری مولکول های ازون موجود در تروپوسفر هستند که بر خلاف ازون استراتوسفری آلاینده هستند. دو منبع طبیعی عمده آن شامل:

• هیدروکربنهایی که از گیاهان و خاک منتشر می شوند.
• مولکول های ازون استراتوسفری که به تروپوسفر می رسند.

اما هیچ کدام سلامتی انسان و محیط زیست را به خطر مکی اندازند ازون موجود در نروپوسفر آلاینده است و در واکنش هایی فوتوشیمیایی (واکنش با نور خورشید) و واکنش های پیچیده با نیتروژن اکسید (NO_X) ترکیبات آلی فرار (VOC) و کربن مونوکسید (CO) تشکیل می شود. هنگامی که نیتریک اسید (NO) توسط سوخت های سنگواره ای, دیگ های بخار, خودرو, کامیون و دیگر وسایل دارای سوخت منتشر می شود به سرعت به نیتروژن دی اکسید NO₂ تبدیل می شود, نیتروژن دی اکسید موجب تشکیل مه دود می شود؛ زیرا بیشتر طبف فرابنفش نور خورشید را جذ می کند.

مولکول های ازون موجود در تروپوسفر می توانند به راحتی با بافت های زیستی واکنش داده و انها را از بین ببرند. این مولکول ها احساس سوزش در شش های انسان می شوند. پژوهشگران دانش پزشکی دریافته اند که تنفس ازون بیش از چند ماه تا چند سال, یکی از عوامل برگشن ناپذیری است که به شش های پستانداران آسیب می رساند مولکول های ازون بویژه برای کودکان, سالمندان و بزرگسالانی خطرناک هستند که در فصل تابستان به طور منظم برای ورزش بیرون از خانه می روند.

فرمالدئید

این گازها دارای بوی زننده و محرک بوده و در تجازت به صورت مایع توزیع می شود. فرمالدئید برای ضدعفونی انبارها, در دباغی ها, کاغذسازی و به مقدار فراوان در صنعت پلاستیک سازی از آن استفاده می شود و کارگران این مشاغل در معرض خطر ان قرار دارند. ورم ملتحمه چشم ها, رینیت, فارنژیت, سوزش گلو و سرفه از علایم بالینی است. اگر انگشتان دست به فرمالدئید آلوده شود ناخن ها درد می گیرد و نوک انگش ها قهوه ای و ناخن ها نرم می شوند.

آرسین

گازی بی رنگ با بویی شبیه سیر و یکی از خطرناک ترین گازهاست. با وجود اینکه موارد استعمال زیادی در صنعت ندارد هر جا آرسنیک و یا فلزاتی که با آنها آرسنیک وجود دارد در معرض هیدروژن تازه قرار گیرند آرسین تولید می شود.

به محض جذب از راه تنفس وارد خون می شود و بعلت تمایل شدید به  هموگلوبین جذب گویچه های قرمز شده و آنها را متلاشی می کند و هموگلوبینوری و آنمی نتیجه ان است.

استشمام بوی سیر از دهان, شکم درد, کمردرد, درد مفاصل, هذیان, هیجان, توهم و تشنج از علایم مسمومیت با این گاز می باشد که در موارد شدید به مرگ منجر می شود.

فسفین

گازی است بی رنگ با بویی شبیه ماهی گندیده و سنگین تر از هوا در درجات حرارت پایین جامد و یا مایع و یا در موقع حرارت دادن به صورت گاز در می آید. این گاز بسیار بی ثبات است به وسیله حرارت و اکسیژن اکسیده می شود. در تجارت به صورت مایع و در استوانه های فولادی حمل می شود.

ادامه گازها را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید:

مطالب مرتبط

گازهای سرمازا و فشرده

ترکیبات شیمیایی گازی (گازهای نفتی)

ذخیره سازی گازهای خطرناک

ایمنی در گازهای خنثی