آشنایی با عنصری ضروری برای جانداران،به نام مس

مس یک مادهٔ معدنی ضروری برای اندام‌های زنده است چون سهمی کلیدی در ساخت آنزیم تنفسی سیتوکروم اکسیداز سی دارد. خون نرم‌تنان و سخت‌پوستان از ماده‌ای به نام هموسیانین ساخته شده است. مادهٔ اصلی هموسیانین، مس است درحالی که خون ماهی‌ها و مهره‌داران دارای هموگلوبین است و مادهٔ اصلی سازندهٔ آن، آهن می‌باشد. اندام‌های اصلی بدن انسان که در آن مس یافت می‌شود عبارتند از: کبد، ماهیچه و استخوان‌ها.

از ترکیب‌های مس به عنوان مهارگر باکتری، قارچ کش و نگهدارندهٔ چوب استفاده می‌شود.

مس را می توان اولین فلز مورد استفاده بشر دانست این فلز با داشتن سختی کافی دارای خاصیت انعطاف پذیری عالی نیز می باشد.به طوری که میتوان آنرا به اشکال گوناگونی تبدیل کرددر طبیعت این فلز گاهی به صورت آزاد ولی اغلب به صورت کانی های مختلف یافت میشود.

مس فلزی است که در طبیعت به طور طبیعی در سنگ ،خاک،آب و هوا یافت می شود.مس همچنین یکی از عناصر اصلی برای گیاهان و جانوران (شامل انسان)می باشد که این فلز برای حیات همه ما ضروری می باشد.گیاهان و جانوران مس را از طریق خوردن و آشامیدن و از راه تنفس جذب می کنند.مس جهت ساخت انواع مختلفی از فراورده ها مانند سیم،لوله های لوله کشی و ورق های فلزی استفاده می شود.پنی های ساخته شده قبل از سال ١٩٨٢ از مس ساخته شده بودند و پس از سال ١٩٨٢ تنها با روکشی اغز مس ساخته شدند.مس همچنین در ترکیب با دیگر فلزات در ساخت برنج ،لوله های برنزی و شیر آب به کار می رود.از ترکیبات مس در کشاورزی عموما برای درمان بیماری های گیاهان مانند کپک و برای درمان بیماری های آب استفاده می شود،همچنین به عنوان ماده نگهدارنده چوب و چرم و پارچه نیز به کار می رود.

مس (Copper) یکی از مواد متداولی بوده که بطور طبیعی در محیط وجود دارد و بشر بطور گسترده ای از آن استفاده می کند. یک فلز مایل به قرمز با ساختار کریستالی FCC می باشد که جزو مهمترین فلزات غیر آهنی است. مس رنگ قرمز و نارنجی را بازتاب می کند و سایر فرکانس های موجود در طیف مرئی را جذب می کند. بعلت ساختار نواری آن به رنگ مایل به قرمز دیده می شود. این فلز چکش خوار، داکتیل و دارای هدایت حرارتی و الکتریکی عالی و همچنین واکنش پذیری شیمیایی پایین می باشد.

پیشینه مس:

«در حدود پنج هزار سال پیش از میلاد مردم غارنشین فلات ایران بر اثر تغییراتی که از لحاظ آب و هوا و تشکیل مزارع و چمنزارها به وجود آمد به دشت‌ها روی آوردند و زندگی تازه‌ای را آغاز کردند و در تمدن آن‌ها نسبت به دوران‌های پیشین پیشرفت بیشتری دیده شد. مردمی که در فلات ایران زندگی میکردن گه گاه به سفالگری و ساختن اشیاع با گل میپرداختن و با پختن آن‌ها از آن‌ها اثاری زیبا پدید می‌آوردند. آن‌ها در برخی اقات مشاهده میکردن که بضی از ظروف سفالینشان در اثر ضربه نمی‌شکند و همینطور در برخی اوقات از ظروفی که در آتش می‌نهادند ماده‌ای خارج می‌شد که پس از سرد شدن سخت می‌گشت. آنها نام این ماده را مس گذاشتند و در ساخت ظروف و ابزار کشاورزی و جنگ از آن استفاده‌های بسیار کردند. در پایان عهد حجر پسین مردم این منطقه آلات و ابزار خود را با مس می‌ساختند و کم‌کم این‌گونه ادوات جای ابزار سنگی را که تا آن زمان متداول بود گرفت . ….. در هزاره چهارم پیش از میلاد مردم دشت‌نشین فلات ایران در کار زندگی پیشرفت بیشتری کردند … با آن‌که سنگ در ساختن آلات و ادوات در این عهد به کار می‌رفت فلز نیز بیش از دوره پیش وارد صنعت گردید، مس را با چکش صاف می‌کردند، اما طرز ذوب کردن فلزات را نمی‌دانستند و با مس سنجاق و ظروف ظریف می‌ساختند. ….. در این دوره ذوب مس نیز متداول شد و آلات و ادوات را به شیوه ریخته‌گری ساختند. در سکونت‌گاه‌های دوره مزبور چاقوها و دشنه‌هایی با تیغه مسین به دست آمده است. همچنین در حفریات سیلک کاشان مقداری آئینه مسی جهت آرایش به دست آمده است. از ویژگی‌های این دوره وجود گوشواره‌هایی از طلا و لاجورد است.»

مس برای تعدادی از تمدنهای قدیمی ثبت شده، شناخته شده بود و تاریخ استفاده از آن حد اقل به ۱۰،۰۰۰ سال پیش می‌رسد. یک آویزه مسی، متعلق به ۸۷۰۰ سال قبل از میلاد در شمال عراق کنونی پیدا شد. نشانه‌هایی مبنی بر ذوب و خالص کردن مس از اکسیدهای آن مانند مالاکیت و آزوریت تا سال ۵۰۰۰ قبل از میلاد وجود دارد. در عوض اولین نشانه‌های استفاده از طلا تقریباً به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد بر می‌گردد.

مصنوعات مسی و برنزی که از شهرهای سومری و مصنوعات مصری که از مس و آلیاژ آن با قلع یافت شده تقریباً متعلق به ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد هستند. در یکی از اهرام یک سامانه لوله‌کشی با مس پیدا شده که مربوط به۵۰۰۰ سال پیش است. مصریان دریافتند افزودن مقدار کمی قلع، قالب گیری مس را آسان تر می‌کند بنابراین آلیاژهای برنزی که در مصر کشف می‌شوند تقریباً قدمتی همانند مس دارند. استفاده از مس در چین باستان حداقل به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مربوط بوده و تا ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد در این کشور برنز مرغوب ساخته می‌شده‌است. در نظر داشته باشید چون مس به راحتی برای استفاده و کاربرد مجدد ذوب می‌شود، دوران ذکر شده تحت تاثیر جنگها و کشورگشائی‌ها قرار می‌گیرد. در اروپا مرد یخیOetzi، مردی که به دقت نگهداری می‌شود و متعلق به۳۲۰۰ سال قبل از میلاد است، تبری با نوک مسی در دست دارد که درجه خلوص فلز آن ۷/۹۹٪ می‌باشد. مقدار زیاد آرسنیک موجود در موهای او نشان دهنده سرو و کار او با پالایش مس می‌باشد.

استفاده ار برنز در مرحله‌ای از تمدن به قدری فراگیر بود که آن مرحله را عصر برونز می‌نامند. برنج برای یونانیان شناخته شده بود اما اولین بار بصورت گسترده توسط رومیان بکار رفت. به خاطر زیبایی درخشانش- بطوری که در باستان برای ساخت آئینه از آن استفاده می‌شد -ونیزبه دلیل ارتباط آن با قبرس که مربوط به الهه بود، در اسطوره‌شناسی و کیمیاگری فلز مس با الهه‌های آفرودیت و ونوس پیوند دارد. در کیمیاگری علامتی را که برای مس در نظر گرفته بودند، علامت سیاره ناهید نیز بود.

پیدایش مس:

مس معمولاً به شکل معدنی یافت می‌شود. کانی‌هایی مثل آزوریت، مالاکیت و برنیت همانند سولفیدهایی از جمله کالکوپیریت (CuFeS2)، کوولین (CuS)، کالکوزین (Cu2S) یا اکسیدهایی مانند کوپریت (Cu2O) از منابع مس هستند.

ترکیبات مس:

آلیاژهای بسیاری از مس وجود دارد برنج آلیاژ مس و روی است و برنز آلیاژ مس و قلع است. متداول‌ترین حالات اکسیداسیون مس شامل حالت مربوط به مس یک طرفیتی cuprous، ۱+Cu و حالت cupric،۲+Cu می‌باشد.

کربنات مس به رنگ سبز است که بوسیله آن ظاهر منحصر به فرد بام‌ها یا گنبدهای با پوشش مس روی بعضی ساختمان‌ها ساخته می‌شوند.

اکسیدهای مس (مانند:اکسید مس ایتریم و باریم ۷δ Yba2Cu3O یا YBCO) پایه‌های بسیاری از ابر رساناهای غیر معمول را تشکیل می‌دهند.

ویژگی‌ها و خواص مس:

فیزیکی

مس، نقره و طلا همگی در گروه یازدهم جدول تناوبی جای دارند از این رو برخی رفتارهای مشترک را از خود نشان می‌دهند. همهٔ این عنصرها پس از یک لایه الکترونی d دارای یک الکترون در اوربیتال s اند. ویژگی مشترک همهٔ این عنصرها، چکش خواری و رسانایی الکتریکی بالا است. لایهٔ الکترونی d که پر از الکترون است چندان در واکنش‌های میان اتمی وارد نمی‌شود بلکه پیوند فلزی از طریق الکترون اوربیتال s صورت می‌گیرد. برخلاف فلزهایی که دارای لایهٔ d نیمه پر دارند، پیوند فلزی در مس دارای ویژگی‌های پیوند کووالانسی نیست و نسبتاً ضعیف است. این مطلب دلیل سختی پایین و شکل‌پذیری بالای یک تک بلور مس است. در نگاه ماکروسکوپیک به شبکهٔ بلوری مس، در می‌یابیم که سختی آن زیر اثر یک تنش معلوم افزایش می‌یابد. از این رو مس معمولاً در قالب چندبلوری ریز که مقاومت بالاتری دارد قرار می‌گیرد تا در قالب تک‌بلوری.

یک قرص ساخته شده از مس با درجهٔ پالودگی ۹۹٫۵ درصد. برای نشان دادن کریستالیت‌ها از قالبگیری پیوسته و فرایند سونش بهره برده شده است.

نرمی مس تا حدی رسانایی الکتریکی بالا (۵۹٫۶×۱۰۶ زیمنس بر متر) و در نتیجه رسانایی گرمایی بالای آن را توضیح می‌دهد. مس در مقایسه با دیگر فلزهای خالص دومین رسانای گرمایی بالا در دمای اتاق را دارد. این پدیده به این دلیل است که مقاومت در برابر جابحایی الکترون در فلزها در دمای اتاق بیشتر از پراکندگی الکترون‌ها در لرزش گرمایی شبکه سرچشمه می‌گیرد که البته این لرزش برای یک فلز نرم نسبتاً ضعیف است. بیشینهٔ چگالی جریان مجاز برای مس در هوای آزاد، نزدیک به ۳٫۱×۱۰۶ A/m2 در سطح مقطع آن است. اگر جریان از این مقدار بیشتر شود، مس انرژی گرمایی بیش از اندازه‌ای را پدید می‌آورد. مانند دیگر فلزها اگر مس در برابر فلزی دیگر قرار گیرد خوردگی گالوانیک روی می‌دهد.

خواص مس

مس یکی از چهار فلزی است رنگ طبیعی آن خاکستری یا نقره‌ای نیست. دیگر فلزهای رنگین عبارتند از: سزیم و طلا به رنگ زرد و اسمیم به رنگ آبی.

مس یکی از مهم ترین عناصر مورداستفاده در صنایع غیر آهنی است.این فلز دارای تغییرات آلوتروپیکی در ۱۰۸۳ درجه سانتیگراد در ساختمان fcc ازمذاب متبلور می شود ثابت کریستالی این عنصر ۳٫۶۰۸ آنگسترم وبه دلیل احرازکلیشرایط حلالیت از جمله ظرفیت،ردیف الکترو شیمی واندازه اتمی وقرار گرفتن در میانه جدول تناوبی واندازه اتمی وردیف الکتروشیمی به عنوان حلال ترین فلزات شناخته شده است(تقریباًکلیه عناصر به جز سرب)تاحدودی در مس قابلیت انحلال دارند.

در جدول زیر مشخصات فیزیکی مس آورده شده است:

مشخصات فیزیکی مس

این خواص نقش مهمی در کاربرد مس دارند.

به دلیل اینکه قطر دهانه نفوذ ساختمان مس نسبت به آلومینیم کوچکتر از ضریب حلالیت نفوذی عناصر دیگر است وشرایط چنین نفوذی کمتر از آلومینیم ویاسایرعناصر با قطر اتمی بزرگتر است به جز هیدروژن و مقدار کمی اکسیژن که در مس محلول می شوند بدیهی است تاٌثیر درجه حرارت در ضریب نفوذ در مورد مس نیز صادق است وافزایش درجه حرارت باعث افزایش انواع مختلف حلالیت می گردد.وزن مخصوص این عنصر نیز در درجه حرارت محیط ۸٫۹۳ ووزن مخصوص آن در نزدیکی نقطه ذوب ۸٫۴ است،میزان انقباض حجمی آن ازحالت مذاب به جامد،نزدیک به ۵%می باشد که از انقباض آلومینیم کمتر است.

مس در صنعت مصارف گوناگونی دارد،محصولات مسی به صورتهای شمش،میل گرد،سیم،لوله وغیره بهعنوان ماده اولیه در سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد تولیدات مسی اغلب طبق استانداردهای کشور تولید شونده ساخته وبه بازار عرضه می شوند برای درک بهتر مس موجود در صنعت در زیر بررسی می شود.

ایزوتوپ ها

علاوه بر تعداد زیادی رادوایزوتوپ، دو ایزوتوپ پایدار Cu-۶۳ و Cu-۶۵ موجود است. تعداد بسیار زیادی از این رادیوازوتوپ‌ها دارای نیمه عمرهایی به مقیاس دقیقه یا کمتر دارند، طولانی‌ترین نیمه یعمر متعلق به Cu-۶۴ است که مدت آن ۷/۱۲ ساعت، با دو حالت فرسایشی که منجر به محصولات جداگانه می‌شود.

مس کاتدیک

مسی است که پس از تصفیه الکتریکی تولید شده ودارای هدایت الکتریکی مناسب می باشد این نوع کالا فقط بصورت ورق های کاتدی بفروش می رسد.

مس حاوی اکسیژن

کالاهای مسی حاوی اکسیژن به انواع مختلف زیر تقسیم می شوند.

مس تصفیه شده الکتریکی-مس تصفیه شده حرارتی
هر دو اینها به دلیل داشتن اکسیژن جهت جوشکاری ولحیم کاری مناسب نمی باشند

مس های عاری از اکسیژن که به انواع زیر تقسیم می شوند:

مس عاری از اکسیژن

مزایای چنین مسی دارا بودن خاصیت بسیار مناسب جوش ولحیمکاری بدون خطر هیدروژن تردی است.

مس اکسیژن زدایی شده توسط فسفر

وجود فسفر به مقدار ناچیز باعث کاهش هدایت الکتریکی شده وبنابراین در صنایع الکتریکی به طور محدود استفاده می گردد ولی به واسطه نداشتن اکسیژن بالا ودارای خاصیت مناسب جوش ولحیم کاری است.

هدایت الکتریکی

تاثیر ناخالصی ها در کاهش هدایت الکتریکی مس،براثر آنها روی باند هدایت،نوع حلالیتجانشینی ها یا بین نشینی آنها وهمچین به شکل وساختار فازهای رسوبی آنهابستگی دارد.کاهش هدایت الکتریکی درمورد محلولها بیشتر از فازهای رسوبی بوده.به همین دلیل حضور مقدار کمی اکسیژن وتشکیل اکسید عناصر ناخالص به افزایش هدایت الکتریکی مس ناخالص منجر می شودوهدایت الکتریکی مس به درجه حرارت بستگی دارد وبا کاهش درجه حرارت مقدار هدایت الکتریکی افزایش یافته وعملاً در درجات بسیار پائین وحدود صفر مطلق مقاومت الکتریکی مس نیز صفر می شود.

خواص مکانیکی

به طور کلی مس فلزی است نرم وچکش خواروعملیات مکانیکی باعث تغییرات در خواص آن می شودمس خالص صنعتی که در صنایع الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد اغلب مس کاتدیک ویا مس عاری از اکسیژن تشکیل شده است.و در صنعت الکتریکی خواص مکانیکی مس کاتدیک از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.با توجه به این که مقدار۵δ وΨ مس اکسیژن زدایی شده توسط فسفر به علت حذف ذرات یوتکتیک بیشتر از مس کاتدیک است بنابراین قابلیت انعطاف پذیری مس اکسیژن زدایی شده نیز بیشتر از مس کاتدیک می باشد.وبا توجه به این که مقدار مقاومت به ضربه مس اکسیژن زدایی شده به مراتب بیشتر از مقاومت به ضربه مس کاتدیک است بنابر این خاصیت چکش خواری آن نیز بیشترخواهد بود.

ویژگی های شیمی

مس از فلزات نجیب به شمار آمده و در جدول تناوبی قبل از نقره قرار دارد واثر عوامل مختلف روی آنرا می توان به ترتیب زیر تشریح کرد:

Cuo-Cu2o

کاربردهای مس:

مس فلزی قابل انعطاف و چکشخوار است که کاربردهای زیادی مانند موارد زیر دارد:

سیمهای مسی
لولههای مسی
دستگیره‌های درب و سایر وسایل منزل
مجسمه‌سازی. مثلاً” مجسمه آزادی شامل ۱۷۹۰۰۰ پوند مس می‌باشد.
آهنرباهای الکتریکی.
موتورها، مخصوص موتورهای الکترومغناطیسی.
لامپ‌های خلاء ، لامپ‌های پرتوی کاتدی ومگنترون های اجاق‌های مایکرو ویو.
در وسایل آشپزی، از جمله ماهی تابه .
وسایل موسیقی ، بخصوص سازهای بادی.
بعنوان یک بیواستاتیک در بیمارستان‌ها و پوشاندن قسمتهای مختلف کشتی برای حفاظت در برابر بارناکل ها و ماسل‌ها.
ترکیباتی مانند محلول فلینگ که در شیمی کاربرد دارد.
(به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم، کاربرد مس در ICها به جای آلومینیوم رو به افزایش است)
سولفات مس که به‌عنوان سم و تصفیه کننده آب کاربرد دارد.

کارایی مس

مس خالص را می‌توان به کمک باز پخت به صورت نورد گرم چکش کاری و خروج از قالب شکل داد؛ که قابل استفاده در محوطه سازی و کارهای فضای باز را پیدا می‌کند. همچنین برای سختی بیشتر در حرارت بیشتری تا حد سرخی آن را نگه داشته و سپس داخل آب می‌کنند.

مصارف مس در ساختمان

مس برای لوله کشی آب سرد وگرم، مخازن آب گرم، پوشش بام، آب بندی و همچنین به عنوان هادی الکتریسیته کاربرد دارد. مقدار اندکی از مس به فلزات دیگر برای اهداف مختلف مثل افزایش مقاومت در برابر پوسیدگی در فولاد سازه‌ای، سهولت کار با چدن و افزایش مقاومت در آلومینیم، اضافه می‌شود. ورقه نازکی از مس یا آلیاژهای آن به صورت آبکاری روی فلزات مختلف و یا پلاستیک کشیده می‌شود و سطوح آنها را هادی می‌نماید که در صنعت کاربرد زیادی دارد. از مس برای تهیه رنگ‌های شیشه و سرامیک نیز استفاده می‌شود. همچنین از نمک‌های مس برای محافظت چوب‌ها بهره می‌برند.

مس سولفات چیست؟!

فرمول شیمیایی مس سولفات که در اصل یک نمک است به صورت CuSO4 می‌باشد که از واکنش ساده‌ی میان یک ترکیب مسی و سولفوریک اسید ایجاد خواهد شد. فرم‌های مختلف مس سولفات بستگی به درجه‌ی آبپوشیدگی آن دارد که این آبپوشیدگی باعث طبقه‌بندی آن بر اساس درجه‌ی آبی آن می‌شود. مس سولفاتی که درجه‌ی آبپوشیدگی آن برابر صفر می‌باشد یا همان مس سولفات بی‌آب به صورت طبیعی در طبیعت به فرم کلکسیانیت (Chalcocyanite) نوعی کانی است با پایه‌ی CuSO4 یافت می‌شود. اما رایج‌ترین فرم این ترکیب به صورت مس سولفات ۵ آبه (CuSO4.5H2O) می‌باشد. در ادامه‌ی این مطلب بیش‌تر با روش تهیه و کاربرد‌های آن آشنا خواهیم شد.

مس سولفات بدون آب

مس سولفات آبدار

حقیقت مس سولفات

مس سولفات یک نمک آب تبلور می‌باشد که پس از نوشتن فرمول آن تعداد مولکول‌های آب را می‌نویسیم، فرصت بدی نیست که طرز محاسبه‌ی تعداد مولکول‌های آب تبلور را یادآوری کنیم. برای این کار ابتدا جرم نمک خشک را به مول آن تبدیل می‌کنیم سپس جرم آب را به مول آن تبدیل می‌کنیم و در آخر مول آب را بر مول نمک خشک تقسیم می‌کنیم که عدد به دست آمده تعداد مولکول‌‌های آب تبلور می باشد.

اما مس سولفات را با روش‌های متفاوتی تهیه می‌کنند که الکترولیز یکی از آن‌ها است. الکترود‌های مس در داخل یک الکترولیت سولفوریک اسید قرار گرفته و طی فرآیند الکترولیز مس سولفات تولید می‌شود. روش دیگر استفاده از الکترولیتی از نمک منیزیم سولفات در کنار آند مسی می‌باشد.

کریستال‌های مس سولفات

الگوی تکراری که در داخل ساختار مس سولفات مسئول اصلی ایجاد کریستال مس سولفات است، بنابراین این کریستال‌ها به یک شکل منحصر‌به‌فردی دست پیدا کردن. کریستال مس سولفات را حتی می‌توان در خانه نیز تولید کرد و یا می‌تواند یکی از پروژه‌هایی باشد که در مدارس داده شود. برای انجام این کار به آب داغ و محلول مس سولفات احتاج است. باید محلول مس سولفات را به آب اضافه کنیم و تا جایی که به اشباع برسد. حالا تنها لازم است محلول اشباع شده باقی مانده را به مدت چند روز به حال خود می‌گذاریم. گذاشتن یک سیم نایلونی می‌توبند نقش سطح مورد نیاز برای تولید کریستال را تأمین کند.

خطرات قرار گرفتن در معرض مس سولفات

این ترکیب شیمیایی به عنوان یک محرک شناخته می‌شود و برای فردی که مداوم در مجاورت آن قرار دارد مضر می‌باشد. مشکلاتی مثل خارش یا اگزما‌های پوستی با در تماس قرار گرفتن با این ترکیب به وجود می‌آید. در تماس قرار گرفتن با چشم باعث التهاب‌های پلکی و ورم و ریش‌ریش و زخم شدن چشم شود.

این حقایق در مورد مس سولفات می‌تواند در شناخت آن و کاربردهای آن به ما کمک کند و عدم احتیاط در تماس با این ترکیب می‌تواند عواقبی داشته باشد.

کاربردهای مس سولفات:

ریز مغذی کشاورزی یا کات کبود

سولفات مس (Cu ) به رنگ آبی و بدون بو که دارای کاربردهای مختلفی در زمینه های کشاورزی ، صنعتی، شیمی، و طبی دارد.

سولفات مس با فرمول CuSO4.5H2O دارای کریستال های آبی رنگ ، شفاف ، پودر به رنگ آبی روشن می باشد . کریستال های سولفات مس در هوای خشک به تدریج شکفته می شود . در دمای ۴۵ درجه دو ملکول آب از دست می دهد و در ۱۱۰ درجه چهار ملکول آب کریستالی را از دست می دهد و آخرین آب کریستالی را در دمای ۲۵۰ درجه از دست می دهد و در دمای ۴۰۰ درجه تجزیه می شود . وزن مخصوص آن ۲٫۸۷ است . یک گرم سولفات مس در ۳ میلی لیتر آب سرد و ۰٫۵ میلی لیتر آب جوش حل می شود و حلالیت آن در آب محتوی اسید سولفوریک کاسته می شود .مس سولفات یا؛گوهر آبی ؛ ویا؛زاج کبود؛یک ترکیب شیمیایی است که در گستره وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.فرمول شیمیایی اصلی مس سولفات (CuSO4) است .اما این نمک بسته به درجه آب پوشی به صورت یک سری ترکیبات متفاوت یافت می شود. chalcocyanite(یک نوع سنگ معدن مس ) فرم بدون آب مس سولفات است و یک ماده معدنی کمیاب است و به صورت پودر سبز کم رنگ ویا سفید مایل به خاکستری می باشد.فرم های آبپوشیده متنوعی از مس سولفات شامل مس سولفات سه آبه ,پنج آبه و هفت آبه موجود است.با این وجود مس سولفات پنج آبه (CuSO4.5H2O) متداول ترین فرم این نمک است,که آبی روشن است وبه نام chalcanthite(سنگ خاردار ) شناخته می شود.رنگ آبی روشن کریستال های مس سولفات آبپوشیده که به دلیل وجود آب متبلور شده است بهترین راه برای تمایز بین فرم بدون آب وآبپوشیده است.بیاییددر مورد مس سولفات وکاربردهای آن بیشتر بخوانیم.

مس سولفات می تواند در آزمایشگاه از واکنش بین ترکیبات متنوع مس با سولفوریک اسید تهیه شود .بااین وجود مس از لحاظ تجاری به صورت ورقه های بزرگ وبه عنوان یک منبع اقتصادی در دسترس است.مس سولفات پنج آبه به سهولت در آب حل می شود وهم چنین در متانول وگلیسرول وتا حدی در اتانول قابل حل است.وقتی که کریستال های آبی مس سولفات در شعله باز گرما داده می شوند بدون آب می شوند وبه رنگ سفید خاکستری در می آیند.

کاربرد مس سولفات در کشاورزی

مس سولفات پنج آبه به طور متداول به عنوان ضد قارچ برای کنترل ویروس های باکتریایی وبیماری های قارچی محصولات ,میوه ها وسبزی ها مانند زنگ گیاه ,لکه برداشتن برگ ها,آفت ها وزخم پوست سیب استفاده می شود.سولفات مس در تشکیل کلروفیل و پدیده فتوسنتز دخالت دارد.

کاربردهای مس سولفات

سولفات مس همچنین باعث تحریک در تشکیل ویتامین A میشود. نقش متابولیکی مس در چندین سیستم آنزیمی مشخص شده است و همچنین نقش مهمی در بیوسنتز و فعالیت اتیلن به عنوان هورمون رسیدگی میوه ها داراست. فرم قابل جذب مس در خاک کاتیون دو ظرفیتی Cu+2 میباشد .فرآیند جذب مخصوص قابلیت دسترسی مس را تحت تاثیر قرار میدهد، این فلز در اسیدیته بالا بسختی جذب میشود از اینرو استفاده از ترکیبات سولفاته در حل این مشکل موثر است .

برای رفع کمبود مس (Cu) می توان یا کودهای حاوی آن را یا سولفات مس محلول در اب را به خاک اضافه و یا محلول پاشی نمود.. کاربرد سولفات مس در حد ۶۰۰ تا ۱۲۰۰ گرم در ۱۰۰۰ لیتر آب در اوایل بهار نیز موفقیت آمیز میباشد. در غلظت زیاد، مس نیز باعث مسموم شدن گیاه شده، میوه ها حالت ترک خورده و سیاه رنگ پیدا می کنند و در روی برگ‍ها نیز نقاط نکروزه قهوه ای رنگ و ریزی مشاهده می‍ شود.

موارد مصرف صنعتی :

سولفات مس ، در تولید رنگ های آبی و سبز ، در رنگرزی پارچه های نخی و ابریشمی ، معادن ، آبکاری ، ساخت مرکب برای ورق های حلبی ، رنگ مو ، تولید سموم قارچ کش و باکتری کش ، حفاظت چوب و تراورس ، رنگرزی چرم ، باطری سازی ، گراور سازی ، از بین بردن خزه در استخر ها ، مکمل غذای دام وطیور ، تولید شعله سبز در مواد آتش بازی مورد استفاده است .معمولاً در صنایع مختلف از سولفات مس که فاقد اسید نیتریک باشد ، استفاده می شود.
استفاده از سولفات مس به مقدار ۵۰۰ppm در آب آشامیدنی ماکیان برای کنترل آسپرژیلوز و کاندیدیاز و درماتیت گانگرنی توصیه شده است.
مس سولفات اغلب برای تهیه کاتالیست ها برای چندین واکنش در بسیاری از صنایع استفاده می شود.
فرم بدون آب مس سولفات بسیاری از فرایند ها مانند جابه جایی در سنتز های آلی را کاتالیز می کند.
در خالص سازی گاز ها برای برداشتن هیدروژن کلریدوهیدروژن سولفید استفاده می شود.
کاربرد مس سولفات در تهیه ی رنگرز میانی وکاتالیز سنتز ترکیب دی آزو ورنگ خوردن پتالوسیانین بسیار متداول است.
مس سولفات در آبکاری به عنوان الکترولیت استفاده می شود وهم چنین در واکنش های رسوبی مورد استفاده قرار می گیرد.
به عنوان یک ماده افزایشی در چسب ها استفاده می شود.
مس سولفات به عنوان یک ماده رنگ دهنده برای شیشه ,چسب وسرامیک استفاده می شود.
مس سولفات هم چنین در بسیاری از رشته های شیمی برای انجام واکنش های متنوع استفاده می شود.

کاربرد مس سولفات در سلامتی عمومی و پزشکی:

کاربرد مس سولفات به عنوان ضد قارچ تنها در کشاورزی نیست ,بلکه هم چنین به عنوان یک گند زدا وضدعفونی کننده بر علیه عفونت های قارچی در انسان نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
مس سولفات در تهیه سبز پاریس برای کشتن پشه لارو که عامل مالاریا است به کار می رود.
برای جلوگیری از رشد جلبک ها مخصوصا در استخرهای شنا ومخازن آب به کار می رود.
مس سولفات به ریشه کن کردن نرم تنان در اسکله ها که باعث ایجاد انگل های کرم های پهن در انسان می شود کمک می کند.
بنابراین این ها همه درباره ی کاربرد های مس سولفات بود.علاوه بر کاربرد های فوق مس سولفات ,این همچنین در تهیه ی چوب های نگهدارنده برای محافظت تیر ها از کرم زدگی ویا پوسیدگی چوب استفاده می شود.همچنین به عنوان دندانه در رنگرزی وبه عنوان یک واکنشگر در فرایند دباغی مورد استفاده قرار می گیرد.علاوه بر این رشد دادن بلورهای مس سولفات یکی از پروژه های زیبای علمی متداول برای دانش آموزان راهنمایی ودبیرستان است.
مخلوط مس سولفات و آمونیم کربنات به عنوان ترکیب خرمایی برای استرون سازی خاک و یا در پرورش گل برای جلوگیری از پزمرده شدن گیاهان جوان استفاده می شود.
برای تولید مخلوط بورد و همراه با کود که برای کارکرد برگ ها و معالجه دانه ها و برای معالجه بیماری های قارچی بر روی انگور ها, هندوانه ها ومیوه های هسته داراستفاده می شود .
مس سولفات پنج آبه به عنوان ضد نرم تن برای دفع کردن و کشتن حلزون ها ونرم تنان استفاده می شود.
به عنوان ضد جلبک برای جلو گیری از رشد جلبک ها استفاده می شود.

نقش مس در بیولوژی:

وجود مس برای کلیه گیاهان و حیوانات عالی ضروری می‌باشد. مس در آنزیم‌های متنوعی، از جمله در سیتوکروم اکسیداز سی و آنزیم حاوی Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلی در رنگدانه حامل اکسیژن hemocyanin است.RDA برای مس در بزرگسالان سالم ۹/۰ میلی گرم در روز می‌باشد. مس در جریان خون عمدتاً” روی پروتئین پلاسمایی بنام ceruloplasmin حرکت می‌کند. اگرچه مس اول در روده جذب می‌شود، این عنصر همبسته با آلبومین به سوی کبد منتقل می‌شود. یک حالت ارثی که بیماری ویلسون نامیده می‌شود موجب باقی ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا توسط کبد شود. این بیماری در صورت عدم درمان می‌تواند منجر به آسیب‌های کبدی و مغزی شود.

مس نیز به مقدار بسیار کم در تولید کلروفیل، پروتئین، کربوهیدرات‌ها و همچنین در فعال ساختن برخی از آنزیم‌ها مورد نیاز است. در صورت کمبود مس برگ‌ها کوچک مانده و سرشاخه‌های جوان را دچار برگ سوختگی می‌کند. هر چه واکنش خاک اسیدی تر باشد، مس قابل استفاده تر است. برای رفع کمبود مس از سولفات مس به تنهایی و گاهی مخلوط با آهک (به نام محلول بردو) استفاده می‌شود که البته بازده آن در خاک‌های ایران بسیار کم است.

دستبند مسی

دستبند مسی از غلیظ شدن خون جلوگیری می‌کند و باعث افزایش گردش خون در بدن می‌شود. کسانی که از درد مفاصل رنج می‌برند، توصیه می‌شود که یک دست‌بند مسی داشته باشند. دلیل این امر را هم کمبود یون‌های مس در خون ذکر است که با تماس دست‌بندهای مسی با پوست بخشی از این کمبود جبران شده و از درد مفاصل کاسته می‌شود. خوراک موقع پخت در درون قابلمه مسی، از یون آزاد شده این ظرف استفاده می‌کند و در بدن انسان ایجاد احساس شادابی و انرژی کرده و از خستگی جلوگیری می‌کند.

نقش مس در بیولوژی

سوالات متداول در مورد مس:

مس چیست واثرات ان بر روی سلامت چیست ؟

هنگامی که مس وارد محیط زیست می شود چه اتفاقی رخ می دهد؟

مس از طریق استخراج معدن،کشاورزی،و فعالیت های صنعتی وارد محیط زیست می شود و از طریق فاضلاب وارد رودخانه ها و در یاچه ها می شود.مس همچنین از طریق منابع طبیعی مثل آتشفشان ،مواد حاصل از فساد گیاهان و سوختن جنگل ها وارد محیط زیست می شود.معمولا مس در محیط به صورت ذراتی که در ساخت مواد آلی ،خاک رس ،خاک یا شن به کار رفته است آزاد می شود.مس در طبیعت تجزیه نمی شود اما ترکیبات مس می توانند تجزیه شوند و مس را در آب و هوا و غذا آزاد کنند.

راههای مواجهه با مس چگونه است؟

شما ممکن است از طریق تنفس هوا ،نوشیدن آب و خوردن غذا تماس پوستی با مس یا ذرات بسیار ریز به هم پیوسته مس یا ترکیبات دارای مس با مس مواجهه داشته باشند.

اگر آب حالت اسیدی داشته باشد و خانه های شما نیز دارای لوله های مسی باشد ممکن است شما آبی را که دارا ی مقادیر زیادی از مس می باشد را بنوشید.رودخانه ها و دریاچه ها که برای کنترل میزان جلبک به آب ها ترکیبات مس

اضافه می شود و یا آبی که از موتورهای برق دریافت می شود می تواند دارای مقادیر زیادی از مس باشد،مخصوصا اگر نزدیک به گیاهان دارای فلز باشد.همچنین از طریق خوردن قارچهایی که دارای ترکیبات مس هستند ممکن است شما در مواجهه با مس قرار گیرید.اگر شما نزدیک معدن مس زندگی می کنید یا در جایی که از مس برای ساختبرنز و برنج استفاده می شود نیز ممکن است در مواجهه با مس باشید.چنانچه شما در معدن مس کار میکنید یا در معرض سایش فلزات حاوی مس هستید نیز ممکن است با مس مواجهه داشته باشید.

مس چه اثراتی می تواند روی سلامتی داشته باشد؟

همه ما باید مقادیر کمی از مس را در طول روز دریافت کنیم،زیرا مس برای سلامتی ضروری می باشد.میزان زیاد مس می تواند برای سلامتی مضر باشد.استنشاق مقدار زیادی از مس می تواندباعث تحریک بینی و گلوی شما شود.بلعیدن مقدار زیادی از مس می تواند باعث ایجاد تهوع ،استفراغ و اسهال شود، و همچنین دوز بالای مس می تواند باعث به خطر افتادن سلامت کلیه ها و حتی باعث مرگ آنها شود.

آیا احتمال دارد مس باعث ایجاد سرطان شود؟

هنوز نمی دانیم که آیا مس باعث ایجاد سرطان در انسان می شود یا خیر.سازمان حفاظت محیط زیست EPAمس را در طبقه بندی مواد سرطانزای انسانی نیاورده است.

چگونه مس روی کودکان اثر دارد؟

مواجهه با مقدار زیاد مس می تواند باعث ایجاد اثرات یکسانی روی کودکان و بزرگسالان شود.ما نمی دانیم امکان دارداثراتی که روی بزرگسالان و کودکان گذاشته می شود در اثر مواجهه با میزان مشابهی از مس می باشد.نتایج حاصل از مطالعه روی حیوانات حاکی از این است که اثرات روی بچه ها شدیدتر از اثرات روی بزرگسالان است. اما نمی دانیم که آیا این موضوع در مورد انسان نیز صدق می کند یا خیر.تنها درصد بسیار نادری از کودکان و بچه ها هستند که به مس حساس هستند.البته هنوز نمی دانیم که آیا مس می تواند باعث ایجاد نقص یا اثرات پیش رونده دیگگری روی سلامتی انسان شود یا خیر.از روی نتایج حاصل از مطالعات روی حیوانات حدس زده می شود که مواجهه با میزان زیاد مس ممکن است باعث کاهش رشد در دوره جنینی شود.

خانواده ها چگونه می توانند خطر مواجهه با مس را کاهش دهند؟

بیشترین تماس با مس از طریق نوشیدن آب می باشد .مخصوصا اگرلوله های منزل شما زنگ زده باشد و شما در منزلتان لوله های مسی داشته باشید.بهترین راه برای کاهش میزان مس در آب این است که شما اجازه دهید آب حداقل به مدت ١۵ ثانیه در ساعات اولیه صبح قبل از نوشیدن یا استفاده کردن از آن روان باشد.این روش میزان مس موجود در آب را کاهش می دهد.اگر شما با مس کار می کنید ،لازم است که از لباسهای حفاظتی و متعاقب آن همیشه از روش های ایمنی استفاده کنند.همچنین دوش گرفتن و عوض کردن لباسها قبل از رفتن به خانه هر روز انجام شود.

چه آزمایشات پزشکی وجود دارد که مقدار مواجهه با مس را نشان می دهد؟

مس در بدن یافت می شود.در مو،ناخن،خون و ادرار و دیگر اعضاء.میزان زیاد مس در نمونه های آزمایشگاهی می تواند نشان بدهد که شما با میزان بیش از حد مجاز مس مواجهه داشته اید،اما این تست نمی تواند بگوید که آیا مواجهه شما دارای اثرات مضری می باشد یا خیر.پزشکان در مطب خود نمی توانند مقدار مس موجود دربدن را با این تست ها اندازه گیری کنند.زیرا آنها به تجهیزات تخصصی نیاز دارند.اما پزشکان می توانند نمونه ها را به آزمایشگاههای تخصصی بفرستند.

دولت فدرال جهت حفاظت از سلامتی انسان چه توصیه هایی دارد؟

سازمان حفاظت محیط زیست EPAمیزان مورد نیاز مس در آب آشامیدنی را ٣/١ میلی گرم در یک لیتر آب آشامیدنی بیان میکندMg/L٣/١.اداره کشاورزی آمریکا حد مجاز روزانه مس را برای افراد بالاتر از ٨ سال را ٩٠٠ میکرو گرم در روز توصیه می کند.اداره ایمنی و بهداشت حرفه ای OSHA))میزان مس موجود در هوای محیط کار راMg ١/٠ برای فیوم مس در هر مترمکعب هوا و ٠/١میلی گرم برمتر مکعب برای گردو غبار مس توصیه می کند.

هشدارها در مورد مس:

با تمامی ترکیبات مس باید طوری رفتار شود گویی سمی هستند (مگر خلاف آن مشخص باشد). این فلز در حالت پودری خطر آتش زایی دارد.۳۰ گرم سولفات مس برای انسان کشنده‌است. مس موجود در آب آشامیدنی با غلظتی بیش از ۱ میلی گرم در لیتر موجب لک شدن لباسها و اقلام در آب می‌گردد. مقدار بی خطر مس در آب آشامیدنی انسان بر حسب منبع آن متفاوت است اما مرز آن بین ۵/۱ تا ۲ میلی گرم در هر لیتر می‌باشد.

منابع :

ویکی پدیای فارسی
دانشنامه رشد
ویکی پی جی
رشد
وبلاگ بانک اطلاعات متالورژی
مرکز بهداشت ساوه
شرکت ماد طیور

با سلام جهت استفاده از مطالب صلوات بر محمد و آل محمد بفرستيد و لطفاً لينك ما را در وبلاگ يا وبسايت خود قرار دهيد و به دوستان خود معرفي نماييد باتشكر - مديريت وبلاگ