ما هي الغازات النشطة
تعريف الغازات النشطة
هي من الغازات الأساسية والمكونة في الغلاف الجوي ، الأكسجين الذي يشكل نسبة 21% ، وغاز النيتروجين بنسبة 70% من الغلاف الجوي وكذلك ثاني أكسيد الكربون التي تتشكل نسبة ما لا يتجاوز عن 1% .وهناك غازات نشطة أخرى مثل الهيدروجين ورمزه العلمي H عدده الذري 1 ، و النيتروجين رمزه العلمي N عدده الذري 7 و الفلور رمزه العلمي F عدده الذري 9 ، والكلور رمزه العلمي CI و عدده الذري 17 ، يشمل الجدول الدوري أو جدول مندليف باقي عناصر الغازات النشطة . سميت باسم الغازات النشطة لأنها غازات قوية يمكنها أن تدخل في جميع التفاعلات الكيميائية بسهولة جداً من خلال الأكسدة أو الاختزال .
الخواص الكيميائية للغازات النشطة
- درجة الغليان مرتفعة جداً عند هذهِ العناصر .
- ارتفاع درجة الفعالية مع العناصر الأخرى .
- تتشابه عملية الإذابة والغليان لدى هذهِ العناصر .
- ارتفاع درجة الغليان و الذوبان ويرجع السبب الى القوى الجزيئية بين جزيائته .
- لهذهِ العناصر رائحة قوية .
- منخفضة في طاقة التأين .
- عناصر قابلة للاشتعال بسهولة
- قدرة التجاذب بين ذراتها قوية جداً .
- سهل الحصول عليها بشكل سائل .
- ارتفاع الطاقة الكهرو سلبية .
- تقوم بتوليد عناصر أخرى .
- لديها أيونات سالبة وموجبة ايضاً .
- ليس لديها أي نظائر مستقلة .
العناصر الأكثر استخداما في الغازات النشطة
- الكلور
- الفلور
- الأكسجين
- النيتروجين
- الهيدروجين
- ثاني أكسيد الكربون
- نترات الامونيوم
- نترات الألومينيوم
- نترات الكالسيوم
- نترات الصوديوم
- بروكسيد الصوديوم [2]
الغازات النشطة هي نوع من الغازات الرئيسية
تنقسم الغازات الى اربعة انواع رئيسية وفرعية في معيار NEN-EN-ISO 14175 . هذه الأنواع من الغازات تعتبر من الأكثر استخداماً والأهم . هذه هي
انواع الغازات
الرئيسية :
-
المجموعة الرئيسية الأولى هي الغازات الخاملة والمعروفة ايضاً
الغازات النبيلة
. - المجموعة الرئيسية M1الى M3 – الغازات المؤكسدة .
- المجموعة الرئيسية R – الغازات المختزلة .
- المجموعة الرئيسية غازات منخفضة التفاعل .
المجموعة الرئيسية – الغازات الخاملة
لمعرفة
العناصر الخامله وعددها الذري
يجب القاء نظرة على الجدول الدوري (جدول مندليف ) .الأرجوان والهيليوم من الغازات الواقية الخاملة و كلاهما لا يتفاعل بأي نشاط . هذه الغازات لها عدة خصائص طبيعية مختلفة تماماً .
- الهيليوم أخف بعشر مرات من الأرجوان ، هذا يعني تدفق غاز الهيليوم يجب أن يكون اكبر من تدفق غاز الأرجوان .و إلا فإن درجة الحماية لن تكون كافية .
- يكون جهد القوس بالهيليوم أعلى من 1.5 الى 2 فولت من الأرجوان .
- الأرجوان سهل التأين والهيليوم صعب التأين .
- استقرار قوس الهيليوم صعب . بينما استقرار قوس الأرجوان سهل ومحكم .
- الموصلية الحرارية الموجودة في الهيليوم أكبر بكثير من تلك الموجودة في الأرجوان ، هذا يعني أن عمق الاختراق أكبر ايضاً عند استخدام الهيليوم كغاز واقي ، نضرا لأن ثبات قوس الهيليوم بنسبة 100% ضعيف جدا . يتم استخدام غاز الهيليوم بشكل حصري تقريباً كغاز مختلط مع الأرجوان .
يوجد غاز الهيليوم في عدد من الأماكن على الأرض . خاصة في أمريكا الشمالية و الوادي المتصدع في شرق أفريقيا . يتشكل من تفكك اليورانيوم الثوريوم . في أوربا لا توجد مصادر الهيليوم تقريباً ، يحتوي الغاز الطبيعي على نسبة 1% من غاز الهيليوم .
نقل الهيليوم على سبيل المثال من أمريكا الشمالية مكلف جدا ، يجب أن يتم نقلها في صورة سائلة ويمكن أن يتم ذلك فقط عند 269 درجة مئوية . بسبب المسافات الطويلة ستسخن المبردة قليلاً ، لذا يجب احياناً تنفيسها . هذا يعني أنه لن يكون هناك تسليم بنسبة 100% ، لهذا السبب يكون الهيليوم باهظ الثمن ويصبح أكثر تكلفة .[1]
المجموعة الرئيسية – الغازات المؤكسدة او النشطة
الغازات في المجموعة M , N و R أي الغازات النشطة وهذا يعني أن هذه الغازات سهلة التفاعل في التفاعلات الكيميائية .
المجموعة الأولى من الغازات النشطة هي غازات الترديع المؤكسدة ، يمكن تقسيمها إلى ثلاثة أنواع ، خفيفة ، متوسطة و قوية . مع زيادة كميات الغازات النشطة مع الغاز المختلط يصبح أكثر نشاطاً .
على سبيل المثال ، يتفاعل غاز الترديع المكون من الأرجوان و0.5% من ثاني أكسيد الكربون بصعوبة مع قطرة الانصهار وبالتالي يتأكسد قليلا ، يتفاعل غاز الترديع المكون من الأرجوان و 25% إلى 50% من ثاني أكسيد الكربون و إلى 10% بشدة مع قطرة الانصهار O2 15% ، بالتالي هو شديد التأكسد ، و الأكثر أكسدة هو غاز ثاني أكسيد الكربون بنسبة 100% وربما يضاف اليه 0.5% الى 30% O2 .
المجموعة الرئيسية – الغازات المختزلة
غازات مختزلة التدريع في تنكولوجيا اللحام عبارة عن غازات مختلطة تتكون من الأرجوان أو النيتروجين مع الهيدروجين . يستخدم الأرجوان مع الهيدروجين على سبيل المثال ، في TIG لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، يتم أستخدام النيتروجين مع الهيدروجين كغازات دعم . تنبيه: أذا كانت نسبة الهيدروجين أكثر من 10% فيجب أن تشتعل بسبب خطر الحريق والأنفجار .
المجموعة الرئيسية – غازات منخفضة التفاعل
غازات الترديع منخفضة التفاعل عبارة عن خليط مكون من الأرجوان و 0.5% ألى 50% نيتروجين . في بعض المخاليط يضاف ايضاً هيدروجين بنسبة 0.5% ألى 50% .
هذهِ الغازات ليست مناسبة لعملية TIG ومع ذلك ، هناك تطبيق لعملية MAG بالنسبة للحام المزدوج والفائق المزدوج ، يتم أستخدام غازات الترديع التي تحتوي على ما يصل 2% من النيتروجين و ما يصل 2% من ثاني أكسيد الكربون . ولكن في الغالب تستخدم هذه الغازات في اللحام والقطع بالليزر . [1]
مصادر الغازات الواقية
:
- الأرجوان .
- الهيليوم .
- ثاني أكسيد الكربون .
مصادر الغازات النشطة
:
- الأرجون
- هيليوم
- ويتم الحصول على هذه الغازات من مزيج غازين .
هل الغازات النشطة تتواجد في الغلاف الجوي
أهمية الغازات
هي حماية الغلاف الجوي هناك مجموعة من الغازات موجودة في الغلاف الجوي ، تقوم هذهِ الغازات في امتصاص الأشعة التحت الحمراء ، تعرف هذه الغازات باسم الغازات الدفينة أو غازات الاحتباس الحراري . لكن زيادة هذهِ الغازات في الغلاف الجوي تقوم بضرر كبير للانسان من خلال أنتشار الأوبئة والفيضانات .
بعض من هذه الغازات :
-
غاز الميثان
: هذا الغاز له قدرة كبيرة على رفع درجة حرارة الجو ، و يتم انتاجه بشكل رئيسي من تحلل المواد العضوية . -
غاز ثاني أكسيد الكربون :
هو غاز هام جداً لعملية البناء الضوئي للنباتات ، كما أنه يتم استنتاجه من عملية التنفس التي يقوم بها الأنسان -
غاز الأوزون
: هو أهم غاز في الغلاف الجوي ، حيث يقوم هذا الغاز بحماية الأرض والأنسان من كل الإشعاعات الحمراء والفوق البنفسجية من المرور الى الأرض ، و لكن هذا الغاز ينتج نتيجة بسبب خلل استخدام المواد الضارة في الأرض ، أقترب من الطبقات الجو القريبة من الأرض ، و يعمل هذا الغاز على إصابة الأنسان بالعديد من الأمراض في حالة استنشاقه . -
الكلوروفلوروكربون
: من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي المسببة للاحتباس الحراري . - غاز أكسيد النيتروز N20 : هو من ضمن الغازات الموجودة في الغلاف الجوي ، و يتم أنتاج هذا الغاز من خلال عملية الاحتراق ، وأثناء عملية معالجة السماد الطبيعي ، وجميع العمليات الزراعية الأخرى ، له أضرار عديدة فأن زيادة هذا الغاز في الغلاف الجوي يتسبب باحتباس حرارية ، وكذلك يتم استخدامه في عملية التبريد ، وأهم ضرر هو أن هذا الغاز يعمل على اتساع ثقب الأوزون .