);

معرفی عناصر تشکیل دهنده هوا

در این قسمت راجع به عناصر تشکیل دهنده هوا ی اطرافمان صحبت میکنم. میدانیم که عمده ترین بخش تشکیل دهنده ی  هوای اطراف ما گاز نیتروژن , اکسیژن است. گاز نیتروژن با حدود ۷۸ درصد یعنی چهار پنجم حجم هوا , بیشترین قسمت آن را تشکیل میدهد.

اکسیژن با حدود ۲۱ درصد بعد از نیتروژن یا ازت دردرجه ی دوم قرار دارد ,  حدود یک درصد مابقی حجم هوا را گازهای دیگر تشکیل میدهند که عمده ی آن را گاز آرگون با حدود ۹ دهم درصد و حدود ۱ دهم درصد گازهای دیگری است که گازهای بی اثر مانند هلیوم ,نئون ,گزلون , کریپتون ,رادون و استیلن , مقداری co و co2 و گازهای دیگری که مقدار آنها اینقدر کم هست که که قابل بحث نیست.

اگر اکسیژن نباشد تمام موجودات زنده دچار مشکل می شوند. اگر انسان غذا نداشته باشد بین ۱۰ الی ۱۵ روز حداکثر میتواند زنده بماند , اگر به آب دسترسی نداشته باشد این به مدت به زیر ۷ روز یا حدود ۷ روز میرسد , ولی اگر اکسیژن به بدن و مغز ما نرسد ,سلول های مغز بعد از ۴ دقیقه شروع به از بین رفتن میکنند.اگر این زمان به حدود ۸ دقیقه برسد شما به یک مرز جبران ناپذیری میرسید که اگر هم برگشتی در آن باشد ممکن است صدمات جبران ناپذیری به مغز رسیده باشد.اگر این عدد بین ۱۰ الی ۱۵ دقیقه باشد , احتمالا هیچ انسانی نمیتواند زنده بماند , اگر هم برگردد سالم برنمیگردد و یک زندگی نباتی خواهد داشت , مغز از بین خواهد رفت.

توضیحات دقیق تر درباره عناصر تشکیل دهنده هوا

اطلاعات اولیه درباره عناصر هوا

اتمسفر زمین ، منبع عظیمی از عناصر نیتروژن و اکسیژن و پاره‌ای از گازهای نجیب و گازهای دیگر است.
ترکیب درصد اتمسفر زمین در سطح دریا

اجزای موجود درصد حجمی

نیتروژن ۷۸٫۰۸۴
اکسیژن ۲۰٫۹۴۸
آرگون ۰٫۹۳۴
دی‌اکسید کربن ۰٫۰۳۳
نئون ۰٫۰۰۰۱۸۲
هلیوم ۰٫۰۰۰۵۲
متان ۰٫۰۰۰۲

مراحل آنالیز هوا

  • جدا کردن بخار آب و دی‌اکسید کربن
  • مایع کردن هوا
  • تبخیر جزء به جزء هوای مایع
  • جدا کردن بخار آب و دی‌اکسید کربن

رای بدست آوردن اکسیژن و نیتروژن خالص از هوا ، نخست باید بخار آب و دی‌اکسید کربن هوا را جدا کرد. این عمل ، معمولا با سردسازی مقدماتی هوا یا با استفاده از ژل سیلیسی که آب را جذب می‌کند و آهک که دی‌اکسید کربن را جذب می‌‌کند، صورت می‌گیرد.

مایع کردن هوا

سپس ، هوا را متراکم می‌کنند تا فشار آن به ۱۰۰ برابر فشار اتمسفر برسد. بعد از این ، هوای متراکم را تا دمای اتاق سرد می‌کنند و در اتاقکی وارد می‌کنند تا منبسط شود. انبساط هوای متراکم به‌علت گسسته شدن نیروهای جاذبه ضعیف لاندن میان مولکولهای گاز ، سرما ایجاد می‌کند، زیرا شکستن پیوندهای مذکور انرژی لازم دارد، گاز در حال انبساط انرژی از محیط می‌گیرد.

بنابراین ، هم محیط و هم خود گاز سرد می‌شود. اگر این عمل انبساط تکرار و بطور مناسب کنترل شود، دمای هوای منبسط شده ، به نقطه میعان می‌رسد. دمای هوای مایع معمولا زیر نقاط جوش نیتروژن ( ۱۹۵٫۸۰- درجه سانتی‌گراد) اکسیژن ( ۱۸۳- درجه سانتیگراد) و آرگون (۱۸۹- درجه سانتی‌گراد) است.

تبخیر جزء به جزء هوای مایع

در مرحله بعد ، این هوای مایع را بار دیگر ، جزء به جزء ، تبخیر می‌کنند. چون نیتروژن از اکسیژن و آرگون فرارتر است، هوای مایع به اکسیژن و آرگون غنی‌تر می‌شود. در این فرآیند نیتروژن با درجه خلوصی زیاد ( ۹۹٫۵ + %) و اکسیژن با خلوص ۹۹٫۵% بدست می‌آید. با ادامه عمل آرگون خالص ، نئون (نقطه جوش ۲۴۶- درجه سانتی‌گراد) و حتی هلیوم خالص ( نقطه جوش ۲۶۸٫۹ – درجه سانتی‌گراد) تولید می‌شود. البته بیشتر هلیوم تولید شده در ایالات متحده را از چاههای گاز طبیعی بدست می‌آورند.

شرایط و موارد مصرف اکسیژن

بیشترین اکسیژنی که از جزء به جزء کردن هوای مایع بدست می‌آید، در ساختن فولاد و مقداری هم برای سوخت موشک (برای اکسید کردن هیدروژن) و انواع دیگر واکنشهای اکسایشی کنترل شده مصرف می‌شود. اکسیژن مایع ( LOX ) را می‌توان در فشار اتمسفری در دمای جوش آن ( ۱۸۳- درجه سانتی‌گراد) دخیره و حمل کرد.

موادی را که در چنین دماهایی هستند، مواد کریوژن ( Cryogen ) به معنی «سرمای یخی» می‌نامند. این مواد خطرات خاصی دارند. در تماس با پوست بدن فورا سرما زدگی ایجاد می‌کنند. مواد ساختمانی از قبیل پلاستیکها ، درزگیرهای لاستیکی و بعضی از فلزات ، در چنین دماهایی شکننده هستند و به‌آسانی خرد می‌شوند.

اکسیژن مایع ، واکنشهای اکسید شدن را به‌علت غلظت زیاد اکسیژن تا حد انفجار تسریع می‌کند. به همین دلیل باید از برقراری تماس اکسیژن مایع با موادی که در هوا می‌سوزند یا محترق می‌شوند، جلوگیری کرد. مخزنهای کریوژنی ، مخصوص نگهداری اکسیژن مایع در واقع بطریهایی با جدار خلاء زیاد شبیه فلاسکهایی است که برای نگهداری سوپ یا چای داغ بکار می‌روند. این نوع مخزنها را در خارج بیمارستانها ، مراکز صنعتی ، روی قطارها و حتی کشتی‌های اقیانوس پیما می‌توان دید.

شرایط و موارد مصرف نیتروژن مایع

نیتروژن مایع نیز یک مایع کریوژن است و در موارد خاصی کاربرد دارد. مثلا در پزشکی برای سرد کردن موضعی پوست پیش از بیرون کشیدن زگیل یا بافتهای ناسالم بکار می‌رود. چون نیتروژن از لحاظ شیمیایی بی‌اثر است، به‌عنوان ایجاد جو بی‌اثر مثلا در جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین منبع مناسبی است برای مواردی که این گاز به حجم زیاد مورد نیاز باشد.

نیتروژن مایع بدلیل بی‌اثری و دمای پایین ، کاربرد وسیعی در تهیه مواد غذایی منجمد و حفاظت آنها در مواقع حمل و نقل دارد. فضاهای شامل نیتروژن ، مثل بعضی واگنهای باری به‌علت فقدان اکسیژن ، از نظر سلامتی کارکنانی که بدون وسایل تنفسی مناسب در آن وارد می‌شوند، مخاطراتی به همراه داشته است.

 


0 دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

Avatar placeholder

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

5 × 5 =

1
سوالی هست در خدمتم؟
سلام. خوش اومدین. در خدمت شما هستم.