ما هي الغازات النشطة

كتابة: Riyam Tawfeeq آخر تحديث: 31 ديسمبر 2020 , 04:26

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  .
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق