تحقیق درباره کاربرد روی

روی یک عنصر شیمیایی است با علامت اختصاری Zn که دارای عدد اتمی ۳۰ است. روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی که بر اثر رطوبت هوا تیره رنگ می‌شود و در حین احتراق رنگ سبز براقی تولید می‌کند. روی بعد از آهن ، آلومینیوم و مس چهارمین فلز مورد استفاده در دنیا می‌باشد. از موارد استفاده روی می‌توان آلیاژهای مختلف و فولاد گالوانیزه را نام برد.

روی یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Zn و عدد اتمی آن 30 میباشد.

خصوصیات قابل توجه

روی فلزی است که در Vielle Montagne و Zinkgruvan استخراج میشود و برای آبکاری فولاد مورد استفاده قرار میگیرد. مانند فلزات دیگر به آرامی واکنش نشان میدهد . با اکسیژن و دیگر غیر فلزات ترکیب شده و با اسید رقیق واکنش نشان داده و گاز هیدروژن آزاد میکند. چهارمین فلز متداول و مورد استفاده بوده و بعد از آهن آلومینیوم و مس بیشترین فلزی تولیدی میباشد. حالت اکسیداسیون متداول این عنصر +2 میباشد.

کاربردها

روی برای آبکاری فلزات استفاده میشود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند. روی در آلیاژهایی نظیر برنج Nickel Silver فلز ماشین تحریر فرمولهای مختلف لحیم نقره آلمانی و .... بکار میرود. برنج بخاطر استقامت و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کاربردهای وسیعی دارد. روی به طور گسترده در صنعت خودرو سازی در Die Castingها استفاده میشود. روی لوله ای به عنوان قسمتی از محتوی باطری ها مورد استفاده قرار میگیرد. اکسید روی به عنوان رنگ دانه های سفید در رنگهای آبی و همچنین به عنوان فعال کننده در صنعتRubber استفاده میشود.

به عنوان Over the counter ointment به صورت لایه نازکی بر روی پوست بی حفاظ صورت و بینی استفاده میشود تا از کم شدن آب پوست جلو گیری کرده و در برابر آفتاب سوختگی در تابستان و باد زدگی در زمستان از پوست محافظت کند. استفاده از آن برای کودکان در هر مرحله از عوض کردن کهنه کودک توصیه شده زیرا از تحریکات پوستی جلوگیری میکند. کرلید روی به عنوان بوگیر و همچنین محافظ چوب نیز مورد استفاده قرار میگیرد. سولفید روی در رنگدانه های درخشان ،برای تولید عقربه های ساعت و موارد دیگری که در تاریکی میدرخشد استفاده می شود . محلول های ضد عفونی کننده ای که از Calamine ساخته شده و ترکیبی از Zn-Hydroxy-Carbonate و سیلیکات است برای درمان جوش های پوستی استفاده میشود. فلز روی شامل ویتامینهای مورد مصرف روزانه و مواد معدنی نیز میباشد و با توجه به فلزات دیگر این فلز دارای خاصیت ضد اکسیداسیون است که از پیری زود رس پوست و مفصل های بدن محافظت میکند. با بررسی خواص روی به این نتیجه رسیده اند که این عنصر میتواند به بهبودی بعد از عمل جراحی سرعت بخشد. Zinc Gluconate Glycine از قرصهای مکیدنی برای درمان سرما خوردگی و التهاب دهان و لوزه ها میباشد.

تاریخچه

آلیاژهای روی از قرنها پیش استفاده میشده است. کالاهای برنجی که به 1000-1400 سال پیش باز میگردند در فلسطین پیدا شده اند و اشیاء رویی با 87% روی در Transylvania ما قبل تاریخ یافت شده اند. به خاطر نقطه جوش پایین و واکنش شیمیایی این فلز (روی جدا شده دود شده و قابل دست یابی نبود) خصوصیات واقعی این فلز در زمان باستان مشخص نشده بود. ساخت برنج به رومی ها نسبت داده شده و مربوط به 30 سال پیش از میلاد میباشد. آنهاCalamine و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت میدادند که در این عمل اکسید روی در Calamine کاهش میافت و فلز روی آزاد توسط مس به دام انداخته میشد و به شکل آلیاژ در می آمد. برنج بدست آمده یا در قالب ریخته میشد یا با چکش به شکلهای مختلف در می آمد.

استخراج و تصفیه روی نا خالص در 1000 سال پیش از میلاد مسیح در هند و چین صورت میگرفته است. در غرب نیز کشف فلز روی به Andreas Marggraf آلمانی در سال 1746 بر میگردد. شرح تولید برنج در اروپای غربی در کتابهای Albertus Magnus در سال 1284 به چشم می خورد. این فلز در قرن 16 به میزان قابل توجه شناخته شد. Agricola در سال 1546 اعلام کرد که وقتی که سنگ معدن روی گداخته میشود فلز سفید میتواند منقبض شود و دیواره کوره را بتراشد. او در نوشته های خود به این مسئله نیز اشاره کرد که فلزی شبیه آن به نام Zincum در Silesia تولید می شده است. پاراسلیوس (متوفی به سال 1541) اولین کسی در غرب بود که گفت Zircum فلزی جدید است که در مقایسه با فلزات دیگر خواص شیمیایی جداگانه ای دارد. نتیجه آن است که فلز روی زمانی شناخته شده که Margarafکشفیاتش را شروع کرد و در حقیقت فلز روی دو سال زودتر توسط شیمیدان دیگری به نامAnton Von Swab تجزیه شده و بدست آمده بود. اما تحقیقاتMargraaf جامع تر بود و بخاطر تحقیقاتش به عنوان کاشف روی شناخته شد. قبل از کشف تکنیک غوطه وری سولفید روی Calamine تنها منبع معدنی فلز روی بوده است.

نقش بیولوژیکی

روی از عناصر ضروری زندگی انسان است که برای بقاء و زندگی انسان لازم است. کمبود روی در حیوانات موجب افزایش وزن میشود. روی در انسولین Zinc Finger Proteins و آنزیم هایی مانند Super Oxide Dismutase وجود دارد. بر اساس بسیاری از منابع مصرف قرصهای حاوی روی میتواند در برابر سرما خوردگی و آنفولانزا ایمنی ایجاد کند. با این حال هنوز بر سر این مساله اختلاف نظر وجود دارد.

پیدایش

روی بیست و سومین عنصر در پوسته زمین از نظر فراوانی میباشد. بسیاری از سنگهای معدنی سنگین استخراج شده حاوی 10% آهن و 40-50% روی میباشند. معادنی که از آنها روی استخراج میشود شامل Sphakrite, Zinc Blende, Smith sonite, Calamine, Franklinite میشوند.

ترکیبات

اکسید روی معروفترین ترکیبی است که به طور گسترده در ترکیبات روی مورد استفاده قرار میگیرد و به عنوان رنگ دانه سفید در رنگها استفاده میشود. همچنین در صنعت Rubberکاربرد داشته و به عنوان Opaque Sunscreen فروخته میشود. دیگر ترکیبات روی به استفاده غیر صنعتی میرسند مانند: کلرید روی در بو گیر سولفید روی در رنگهای شب تاب و متیل روی در آزمایشگاه شیمی آلی. تقریبا یک چهارم فراورده های روی به صورت ترکیبات روی مورد مصرف قرار میگیرد.

ایزوتوپها

روی طبیعی در 4 ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: Zn64 Zn-66, Zn-67, Zn-68 که در این میان Zn64 فراوانترین آنها (48.6% فراوانی طبیعی) میباشد. برای این عنصر 22 رادیو ایزوتوپ اکتیو شناسایی شده است که در میان آنها Zn-65 با نیمه عمر 244.26 روز و Zn-72 با نیمه عمر 46.5 ساعت پایدارترین و فراوانترین ایزوتوپ میباشند. دیگر ایزوتوپهای رادیو اکتیو این عنصر نیمه عمرهای کمتر از 14 ساعت هستند و بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از یک دقیقه دارند. این عنصر همچنین 4 حالت متا دارد.

هشدارها

فلز روی سمی نیست اما حالتهایی به نام Zinc Shakes و یا Zinc Chills وجود دارند که با استنشاق اکسید روی تازه و خالص تحریک میشوند.

شناخت محیط رشد:روی روی در تولید و فعالیت آنزیم ها، همچنین در ایجاد پروتئین موثر است. کمبود روی باعث کوچک ماندن برگ های گیاه و کوتاه شدن فاصله میان گره ها میشود. واکنش خاک، بر قابل استفاده بودن روی برای گیاه، موثر می باشد. معمولاً در خاک های قلیایی، و در حاک های محتوی فسفر بیش از حد، روی غیر قابل استفاده می گردد. در خاک های شنی، به راحتی شسته شده و از زمین خارج می شود. برای رفع کمبود روی، سولفات روی را به خاک اضافه می کنند. هر چند که شرایط خاک های ایران سولفات روی شدیداً تثبیت میشود و بازده آن کم است و بصورت Zn EDTA بازده بیشتری دارد.