معرفی عناصر

[solinaz]

منگنز
منگنز فلزي است كه به طور گسترده اي در بافت هاي بدن گياهان و حيوانات وجود دارد. اين فلز يك مادة معدني كمياب ناميده ميشود زيرا به مقدار بسيار كم در بدن انسان يافت ميشود.
بدن ما تقريباً حدود 20 ميلي گرم منگنز، به طور عمده در استخوان ها، ذخيره دارد. منگنز در تشكيل بافت همبند چربي و كلسترول، استخوان،‌عوامل انعقاد خون و پروتئين نقش دارد. اين ماده همچنين براي عملكرد طبيعي مغز ضروري است.
منگنز جزئي از تركيب منگنز سوپر اكسيد ديسموآت (MnSaD) است. اين تركيب يك ضد اكسيدان است كه بدن را از مواد سمي حفظ مي كند. به دست آوردن مقدار كافي منگنز از رژيم غذايي، كار ساده اي است.

موارد استفاده

بيماريهاي زير به وسيله مصرف منگنز بهبود مي يابد.
ديابت: افراد مبتلا به ديابت در مقايسه با اشخاص سالم به طور قابل ملاحظه اي منگنز كمتري دارند. منگنز سطح قند خون را در افراد ديابتي كاهش مي دهد.

روماتيسم مفصلي:افراد مبتلا به روماتيسم مفصلي (التهاب مفاصل) سطح پاييني از MnSaD دارند (اين ماده از آسيب مفاصل در حين التهاب جلوگيري مي كند) مكمل هاي منگنز فعاليت MnSaD را افزايش مي دهند.

صرع: يك مطالعه مهم در اوايل سال 1960 نشان داده است موش هايي كه دچار كمبود منگنز بوده اند بيشتر مستعد ابتلا به تشنج هستند و نوار مغزي آنها (EEG) حاوي فعاليتهاي تشنجي است.

اسكيزوفرني:افراد اسكيزوفرن به مكمل هاي منگنز به خوبي پاسخ مي دهند.

پوكي استخوان: از دست رفتن تودة استخواني بعد از يائسگي به سرعت شروع مي شود و مي تواند منجر به پوكي استخوان (نازك و شكننده شدن) گردد. منگنز و ديگر عناصر كمياب استحكام استخوان را در زنان بعد از يائسگي افزايش مي دهند.

بيمايهاي ديگر: منگنز همچنين در دمان تصلب شرايين (سخت شدن ديوارة عروق)، كلسترول بالاي خون، سرگيجه و كاهش شنوايي مؤثر و مفيد است.

منابع غذايي

آجيل (مخصوصاً گرد و بادام) ، سبوس گندم و همة غلات، حبوبات تغيير نيافته،برگ سبزيجات، كبد، كليه، بادام زميني، لوبيا (از خانوادة نيامداران)، ميوه هاي خشك، غلات به عمل آمده (تغيير يافته)، گوشت و محصولات خشك داراي ميزان خيلي كمي از منگنز هستند. غذاهاي تغيير شكل نيافته نظير نان غلات و حبوبات داراي ميزان زيادي منگنز هستند.

اشكال ديگر

منگنز به اشكال مختلفي در دسترس است: نمك (سولفات و گلوكونات) كلوئيد، آسپارات، پيكولينات، فومارات، سوكسينات و آمينواسيد كلات). اين ماده به صورت قرص يا كپسول معمولاً به همراه ساير ويتامين ها و موادمعدني قابل دسترسي است.

نحوة مصرف
منگنز

در مورد منگنز مقدار مجاز توصيه شده در رژيم غذايي (RDA) وجود ندارد. رژيم توصيه شده براساس جذب از طريق رژيم تيپيك است و مقداري است كه از بروز نشانه هاي كمبود منگنز جلوگيري كند.
متوسط جذب منگنز 2 تا 9 ميلي گرم در روز است. در بعضي موارد افراد به ميزان بيشتري (10 ميلي گرم در روز) منگنز نياز دارند.
ميزان كافي و مطمئن مصرف روزانة منگنز 2 تا 5 ميلي گرم براي بزرگسالان. 1 تا 3 ميلي گرم براي بچه ها و نوجوانان و 0.3 تا 1 ميلي گرم براي شيرخواران است.
موارد احتياط

جذب بيش از حد منگنز مي تواند منجر به توليد اثرات سمي شود. شما نبايد به طور مرتب، بيش از حد مطمئن و كافي (كه در بالا توضيح داده شد) مصرف منگنز داشته باشيد.

تداخل هاي احتمالي
كلسيم، مس، آهن، منيزيوم و روي بر سر جذب در رودة كوچك با منگنز رقابت مي كنند. جذب بيش از حد هر كدام از اينها مي تواند باعث كاهش جذب بقيه شود. مصرف بيش از حد منگنز مي تواند باعث كم خوني فقر آهن شود.

[solinaz]

لانتانیم عنصری نقره ای سفید ، قابل انعطاف ، هادی و به اندازه کافی نرم است که با چاقو بریده می شود . یکی از بیشترین واکنشگرها در فلزات نادر است ،. زمانی که در معرض هوا قرار می گیرد به سرعت اکسید می شود . آب سرد به آهستگی بر روی لانتانیوم اثر می گذارد و آب داغ با سرعت بیشتر اثر دارد .
در فلزات مستقیماً با عناصر کربن ، نیتروژن ، بور ، سلنیم ، سیلیکون ، فسفر ، سولفور و با هالوژن واکنش می دهد . این عنصر در سال 1839توسط Carl Mosander دانشمند سوئدی کشف گردید . همراه با عناصر نادر در مونازیت و باستنازیت یافت می شود .

لانتانیم به طور نسبتاً خالص در سال 1923 تجزیه شد . با استفاده از روش تبادل یونی و تکنیکهای استخراج محلولی می توان این عنصر را تولید و آماده سازی نمود.
لانتانیم در کانی های کمیاب مانند سریت ، مونازیت ، آلانیت و باستنازیت یافت می شود. مونازیت و باستنازیت از مهمترین کانی ها هستند که درصد وجود لانتانیم در آنها به ترتیب 25 و 38 درصد می باشد . دسترسی به لانتانیم و سایر عناصر کمیاب در سال های اخیر بسیار پیشرفت کرده است . این فلز با کاهش فلورید همراه کلسیم تهیه می شود .
در 310 درجه سانتی گراد لانتانیم از هگزاگونال به کوبیک توپر تغییر فرم می دهد و در 865 درجه سانتی گراد دوباره به صورت کوبیک توخالی در می آید .
لانتانیم دو نوع ایزوتوپ 138 و 139 دارد . 23 ایزوتوپ رادیواکتیو دیگر قابل تشخیص هستند .
ترکیبات عنصر کمیاب لانتانیم به طور گسترده در لامپ های کربنی به خصوص صنعت تصویرهای متحرک ، نور استودیوها و پرژکتورها بکار می رود . این کاربرد تقریباً 25 درصد ترکیبات عنصر کمیاب را در بر می گیرد .
لانتانیم 203 مقاومت قلیایی شیشه را بالا می برد و در ساخت شیشه های اپتیکی بکار می رود. مقدار کم لانتانیم به عنوان ماده افزایشی برای تولید آهن ریخته گری استفاده می شود . از لانتانیم همچنین در آلیاژهای اسفنجی هیدروژن بهره می گیریم . لانتانیم و ترکیبات آن دارای توان سنجش کم تا نسبتاً زیاد هستند و بنابراین باید مورد بررسی قرار گیرند .
لانتانیم و ترکیبات آن دارای خواص سمی هستند بنابراین در موقع استفاده از آنها باید دقت لازم را به عمل آورد.
این فلز حدود 5 دلار در یک گرم قیمت دارد .

ساختار بلوري عنصر La

اثرات لانتانیم بر روی سلامتی :
لانتانیم یکی از عناصر شیمیایی کمیاب است که در وسایل خانه مانند تلویزیون رنگی، لامپهای فلورسنت، لامپهای ذخیره انرژِی و شیشه به کار می رود. کلیه عناصر شیمیایی نادر ویژگیهای نسبتا مشابهی دارند. لانتانیم به ندرت و به مقدار کم در طبیعت یافت می شود. لانتانیم تنها در دو نوع کانسار یافت می شود. با توجه به این که لانتانیم برای تولید کاتالیزورها و صیقل دادن شیشه مناسب است، کاربردهای آن در حال افزایش است.
وجود لانتانیم در محیط کار خطرناک است زیرا گاز آن با هوا استنشاق می شود و باعث انسداد ریه می شود به ویژه اگر برای مدتی طولانی مورد استنشاق شود. به علاوه لانتانیم باعث ایجاد سرطان در انسان می شود و استنشاق آن احتمال بروز سرطان را افزایش می دهد. در نهایت وقتی در بدن انسان تجمع یابد، برای کبد خطرناک است.

اثرات زیست محیطی لانتانیم :
لانتانیم به طرق مختلف و عمدتا در اثر صنایع تولید کننده نفت، در محیط پراکنده می شود. به علاوه وقتی لوازم منزل دور ریخته می شوند، لانتانیم وارد محیط زیست می شود. لانتانیم به تدریج در خاک تجمع می یابد و در نهایت غلظت آن در بدن انسان، جانوران و ذرات خاک افزایش می یابد.
در جانوران آبزی لانتانیم باعث آسیب غشای سلولی می شود که روی تولید مثل و عملکرد سیستم عصبی اثر منفی دارد. لانتانیم در ماهیچه ها تجمع می یابد.

عنصر La در طبيعت

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه :
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر لانتانیم :
عدد اتمی: 57
جرم اتمی: 138.9055
نقطه ذوب : C° 918
نقطه جوش : C° 1897
شعاع اتمی : Å 2.74
ظرفیت: 3
رنگ: سفید نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 2
انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 538.1
شکل الکترونی: 6s25d1
شعاع یونی : Å 1.061
الکترونگاتیوی: 1.10
حالت اکسیداسیون: 3
دانسیته: 6.146
گرمای فروپاشی : Kj/mol 6.2
گرمای تبخیر : Kj/mol 414
گرمای ویژه: J/g Ko 0.19
دوره تناوبی:6

شماره سطح انرژی : 6
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 18
چهارمین انرژی : 18
پنجمین انرژی : 9
ششمین انرژی : 2

ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
La-134 6.5 دقیقه
La-137 6000.0 سال
La-138 1.05E10 سال
La-139 پایدار
La-140 1.67 روز
La-141 3.9 ساعت
La-142 1.54 دقیقه

اشکال دیگر :
دی هیدرید لانتانیم LaH2 و تری هیدرید لانتانیم LaH3
اکسید لانتانیم La2O3
کلرید لانتانیم LaCl3


منابع : کانی های مونازیت و باستنازیت
کاربرد : برای اینکه خاصیت انکساری به شیشه می دهد از آن در لنز دوربین های گرانقیمت، در الکترودهای باطری و روشنایی فندک استفاده می شود .

[solinaz]

پتاسیم فلزی نرم به رنگ سفید- نقره ای است که شدیداًً از لحاظ شیمیایی فعال است.این عنصر در سال 1807 توسط Humphry Davy دانشمند انگلیسی کشف گردید . پتاسیم به صورت غیر ترکیبی درطبیعت یافت نمی شود.ترکیبات این عنصر درفلدسپار, میکا و سایر مواد معدنی یافت می شود.از نظر فراوانی در پوسته زمین هفتمین عنصر و در محلولها و اقیانوسها ششمین عنصر می باشد.این عنصر در آبهای معدنی, شورابه ها و رسوبات نمکی نیز یافت می شود.فلز پتاسیم به صورت تجاری از طریق پروسه ترموشیمیایی که در این روش کلرید پتاسیم مذاب با بخار سدیم واکنش داده می شود.این فلز از طریق الکترولیز پتاسیم هیدروکسید مذاب نیز تهیه می شود.
حدود 2.4 % پوسته زمین را از نظر وزنی پتاسیم تشکیل می دهد. بیشتر کانی های پتاسیم نامحلولند و روش به دست آوردن این فلز بسیار مشکل است.
کانی هایی که دارای پتاسیم هستند شامل سیلویت، کارنالایت، لانژبنیت و پلی هالیت می باشند. که این کانی ها در دریاچه های قدیمی و کف دریا و نهشته های گسترده پتاسیم و نهشته های نمکی به دست می آید. معدن پتاس در آلمان، نیومکزیکو، کالیفرنیا و چند ایالت دیگر آمریکا یافت می شود. معدنهای بزرگ پتاس در اعماق زیاد حدود 3000 فوت یافت می شود و پتاسیم همچنین در اقیانوس ها نیز یافت میشود .
پتاسیم به حالت آزاد در طبیعت یافت نمی شود و از الکترولیز هیدروکسید پتاسیم حاصل می شود. روشهای گرمایی همچنین برای تولید پتاسیم استفاده می شود. مثل روش کاهش ترکیبات پتاسیم با استفاده از ترکیبات CaC2, C, Si, Na .
استفاده عمده پتاسیم و ترکیبات آن در کودهای شیمایی می باشد. پتاشیم عامل ضروری برای رشد و نمو گیاهان است و در بسیاری از خاکها یافت می شود.
ترکیب سدیم و پتاسیم NaK برای انتقال حرارت در حد متوسط استفاده می شود. مهمترین نمکهای پتاسیم که اهمیت ویژه ای دارند عبارتند از هیدروکسید، کربنات، کلرید، کلرات، برومید، یدید، سیانید، سولفات، کرومات و کرومیت.
پتاسیم عنصری بسیار واکنش پذیر و با الکتروپوزیتیوه بالا در بین فلزات است. بعد از لیتیم یکی از سبکترین فلزات به شمار می رود. این عنصر نرم و سبک است به راحتی با چاقو بردیده می شود و رنگ آن تقریباً نقره ای است . این عنصر به سرعت در مجاورت اکسیژن هوا اکسیده می شود و برای جلوگیری از اکسید شدن آن باید این عنصر را در نفت نگهداری کرد. مانند دیگر عناصر گروه آلکانها پتاسیم نیز در آب تجزیه می شود و هیدروژن آزاد می شود. پتاسیم در آب به خودی خود آتش می گیرد. پتاسیم و ترکیبات نمکی آن با شعله بنفش می سوزند.
برا ی عنصر پتاسیم 17 ایزوتوپ شناخته شده است. پتاسیم معمولی ترکیبی از 3 ایزوتوپ است که ایزوتوپ پتاسیم 40 رادیواکتیو می باشد و نیمه عمر آن 1.28 x 109 سال می باشد.
به علت خاصیت رادیواکتیو بودن این عنصر با در موقع کار با آن دقت کرد . قیمت فلز پتاسیم در بازار 40 دلار در هر پوند است.

ساختار بلوري عنصر پتاسيم

اثرات پتاسيم بر سلامتي انسان :
پتاسيم در سبزيجات، ميوه، سيب زميني، گوشت، نان، شير و آجيل وجود دارد. پتاسيم نقش مهمي در سيستم مايعات فيزيکي بدن انسان دارد و به سيستم عصبي بدن کمک ميکند. اگر مقدار پتاسيم در بدن افزايش يابد، ممکن است باعث از کار افتادگي کليه ها شود. همچنين مقدار زياد پتاسيم بر ضربان قلب اثر ميگذارد.
پتاسيم بر تنفس انسان اثر ميگذارد. غبار پتاسيم باعث تحريک چشمها، گوش، گلو، ششها شده، سبب عطسه، سرفه و گلو درد ميشود. مقدار زياد پتاسيم باعث آب آوردگي ريه ها شده و ممکن است منجر به مرگ شود. بر اثر تماس پتاسيم با پوست و چشم، سوختگي شديد اتفاق مي افتد و آسيب دائمي را سبب ميشود.


تاثيرات زيست محيطي پتاسيم :
پتاسيم همراه با نيتروژن و فسفر يکي از ماکرومينرالهاي اصلي براي بقاي گياهان به شمار ميرود. وجود چنين ترکيبي براي سلامت خاک، رشد گياهان و تغذيه جانوران ارزش زيادي دارد. يکي اثرات مهم پتاسيم در گياه، نقشي است که پتاسيم در حفظ فشار اسمزي و اندازه سلول دارد، بنابراين پتاسيم بر فتوسنتز و توليد انرژي اثر ميگذارد، همانطور دي اکسيد کربن بر جابجايي و تورژسانس مواد غذايي در گياه موثر است. به اين ترتيب، بخش قابل توجهي از عنصر شيميايي پتاسيم مورد استفاده براي رشد گياهان است.
نتيجه پايين آمدن پتاسيم در گياه با علائم زير همراه است:
رشد کم، کاهش گلدهي گياه و توليد اندک آن.
سطح بالاي پتاسيم محلول در آب سبب جوانه زني بذرها شده و مانع بيشتر شدن مقدار ساير مواد معدني در گياه شده و کيفيت محصول را پايين مي آورد.

عنصر پتاسيم در طبيعت

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر پتاسیم :
عدد اتمی:19
جرم اتمی: 39.0983
نقطه ذوب: C°63.7
نقطه جوش : C°759
شعاع اتمی : Å 2.77
ظرفیت: 1+
رنگ: نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 1
انرژی یونیزاسیون Kj/mol 418.8
شکل الکترونی: 1s2 2s2p6 3s2p6 4s1
شعاع یونی: Å 1.38
الکترونگاتیوی: 0.82
حالت اکسیداسیون: 1
دانسیته: 0.856
گرمای فروپاشی: Kj/mol 89.6
گرمای تبخیر : Kj/mol 79
مقاومت الکتریکی : Ohm 0.0000000719
گرمای ویژه: J/g Ko 0.757
دوره تناوبی: 4

شماره سطح انرژی : 4
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 8
چهارمین انرژی : 1

ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
K-39 پایدار
K-40 1.28سال
K-41 پایدار
K-42 12.4 ساعت
K-43 22.3 ساعت

اشکال دیگر :
اکسید پتاسیم K2O
هیدرید پتاسیم KH
کلرید پتاسیم KCl



منابع : کانی سیلویت و کارنالیت
کاربرد : در ساخت شیشه ، صابون ، نمک و انواع لنزها به کار می رود . در ساخت کودهای شیمیایی و در کارهای منفجره و در آتشبازی برای ایجاد رنگ بنفش به کار می رود .

روش شناسایی:

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry
FP:Flame Photometry
ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography
NA:Neutron Activation Analysis
XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry