آزمایش سوختن منیزیم در یخ خشک

آزمایش‌های شیمی همواره یکی از آزمایش‌های جذاب و شگفت انگیز بشمار می‌آیند. انجام آزمایشات شیمی منجر به شناخت بیشتر علم شیمی و کاربرد های صنعتی خواهد شد. سوختن منیزیم در یخ خشک یا کربن دی اکسید جامد یکی از آزمایشات جذاب شیمی است که در نشریه علمی جهان شیمی فیزیک بررسی خواهد شد. برای انجام این واکنش به نوار منیزیم و یخ خشک یا همان کربن دی اکسید جامد نیاز است. در این واکنش درواقع می توان شاهد فرآیند سوختن منیزیم بود. اگر به انجام آزمایش های شیمی علاقه‌مند هستید در ادامه با آزمایش سوختن منیزیم در یخ خشک همراه ما باشید.

نشریه علمی جهان شیمی فیزیک آزمایش های دیگری از علم شیمی را نیز معرفی و بررسی نموده است. ساخت خمیر مغناطیسی شگفت آور یکی از این آزمایشات است. در ادامه همراه ما باشید با آزمایش سوختن منیزیم در یخ خشک.

مواد مورد نیاز برای آزمایش سوختن

• منیزیم
• یخ خشک یا کربن دی اکسید جامد

منیزیم چیست

عنصر منیزیم عنصری شیمیایی است که با نماد Mg شناخته می شود. منیزیم عدد اتمی برابر با ۱۲ داشته و در گروه دوم جدول تناوبی قرار می گیرد. منیزیم عنصری فلزی و جامد به رنگ خاکستری براق بوده و شباهت های ظاهری زیادی به عناصر هم گروه خود دارد. عنصر منیزیم را نمی توان در طبیعت به حالت آزاد مشاهده نمود. اما این فلز به صورت ترکیب با سایر عناصر در طبیعت یافت می شود. البته  شکل آزاد منیزیم فلزی به صورت مصنوعی قابل تهیه است. این فلز به هنگام سوختن نوری سفید و درخشان ایجاد کرده و می توان آن را از الکترولیز نمک های موجود در آب های شور به دست آورد.

لازم به ذکر است که عنصر منیزیم چهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین و یازدهمین عنصر فراوان در بدن انسان است. حضور منیزیم برای تمامی سلول ها و عملکرد حدود ۳۰۰ آنزیم در بدن ضروری است. کاربرد منیزیم در صنایع بسیار زیاد بوده و مصارف مختلفی دارد.

یخ خشک چیست

دانشمندی به نام ون هلمونت اولین شخصی بود که  کشف کرد، مقداری زغال از چوب در اثر سوختن به ماده ای نامرئی یا گاز تبدیل می گردد و بنابراین به وجود گاز کربن دی اکسید پی برد. دی اکسید کربن گازی بی رنگ با بویی کمی تند و چگالی ۱.۵ برابر چگالی هواست. در سال ۱۸۳۶ شیمیدانی فرانسوی به نام آدرین ژان پیر پیلوریه توانست یخ خشک را کشف نماید. یخ خشک یا دی اکسید کربن جامد هم ترکیبی غیر سمی و غیر خورنده است. یخ خشک به دلیل خواص سرمازایی زیاد کاربرد فراوانی دارد. دی اکسید کربن در دمایی کمتر از منفی ۷۸ درجه سانتی گراد متراکم شده و به ترکیب سفید رنگ و جامدی به نام یخ خشک تبدیل می گردد. هر کیلوگرم از یخ خشک قادر است تا  ۱.۵۷۳ کیلو ژول گرما جذب کند.

فواید مصرف یخ خشک

• به علت تصعید شدن سریع هیچ مایعی از آن به جای نمی ماند.
• چیزی را خیس نمی کند.
• مزه غذا را تغییر نمی دهد.
• برای تعمیرات و نگهداری آن هزینه کمی نیاز است.
• سرمای بسیار زیادی نسبت به یخ معمولی با وزن برابر ایجاد می کند.
• دانسیته و چگالی بالا تری از یخ معمولی دارد.
• حمل و نقل آن آسان است.

کاربرد یخ خشک

• استفاده در باروری ابر ها
• کاربرد در کپسول آتش نشانی
• استفاده در دستگاه های جرم گیر
• از بین بردن جوندگان
• پزشکی
• واکنش های شیمیایی
• و…

آزمایش منیزیم با یخ خشک

در آزمایش منیزیم با یخ خشک یا دی اکسید کربن جامد، منيزيم در توده اى از يخ خشك دفن می گردد. درواقع در اين آزمايش، منيزيم در حفره ای از يخ خشك یا دی اكسيد كربن جامد قرارخواهد گرفت. منیزیم با روشن کردن فیوز شروع به سوختن می کند. یعنی منيزيم آتش زده شده و با مقداری ديگر از يخ خشک پوشانده خواهد شد. فرآیند سوختن منیزیم حتی با قرار دادن سر پوش هم صورت پذیرفته و ادامه می یابد. طی این واكنش منيزيم با يخ خشك وارد واکنش می شود. در واکنش منیزیم با یخ خشک، درواقع اكسيژن لازم براى انجام فرآیند سوختن از كربن دى اكسيد تامين مى گردد. با اين‌ كه در این واکنش هوا وجود ندارد اما منيزيم همچنان درخشان به چشم می آید. زیرا با كربن دی‌ اکسيد واكنش خواهد داد. اکسید منیزیم و کربن از محصولات این واکنش هستند.

بنابر آنچه که گفته شد، آزمایش منیزیم با یخ خشک همان فرآیند سوختن منيزيم است. تنها تفاوت در این است که اكسيژن مصرفی برای فرآیند سوختن توسط كربن دى اكسيد جامد یا یخ خشک تامین می گردد.

واکنش سوختن منیزیم

همان‌طور که در معادله بالا مشاهده می کنید در فرآیند سوختن منیزیم محصولاتی مانند اکسید منیزیم (سفید) و کربن سیاه تولید می شوند. این واکنش به کمک تجزیه یخ خشک جهت تامین اکسیژن صورت می پذیرد.

ایمنی در آزمایش سوختن منیزیم در یخ خشک

• یخ خشک می تواند منجر به سرمازدگی شود. بنابراین باید هنگام حمل و استفاده از آن از دستکش های محافظتی استفاده نمود.
• از طرفی تماس با یخ خشک منجر به انجماد سلول های در تماس می شود. پس می تواند به آسیب هایی مانند سوختگی منجر شود.
• استفاده از یخ خشک در محیط های بسته ممکن است مشکلات تنفسی ایجاد کند. زیرا درصد کربن دی اکسید هوا افزایش خواهد یافت.
• انجام این گونه آزمایش ها نیاز به دقت و تجربه فراوان داشته و باید تحت نظر افراد آگاه صورت پذیرد.
• در حین کار در آزمایشگاه هایی مانند آزمایشگاه شیمی حتما موارد ایمنی در آزمایشگاه را رعایت کنید.
• آزمایش سوختن منیزیم در یخ خشک یا کربن دی اکسید چگونه فرآیندی است

در این آزمایش یک فرآیند شیمیایی رخ می دهد و دو ماده به ترکیب و مواد دیگر تبدیل می شوند. بنابراین واکنش سوختن منیزیم دی اکسید در یخ خشک از واکنش های کاملا علمی و مهم شیمی محسوب می شود.

سخن آخر

روزانه هزاران واکنش شیمیایی مانند فرآیند سوختن در جهان در حال انجام است. این واکنش‌ها و دانستن نحوه انجام آن‌ها می تواند به پیشرفت علم و صنعت کمک های زیادی برساند. در آزمایشگاه های مدارس و دانشگاه ها بسیاری از فرآیند های شیمیایی شبیه سازی می شوند تا دانش آموزان و دانشجویان بتوانند بهتر مفاهیم را درک کرده و آماده ورود به صنعت گردند. البته همواره رعایت ایمنی در آزمایشگاه ها از موارد مهم در این گونه آزمایشات بوده و باید به دقت به بررسی و انجام آزمایشات شیمیایی پرداخت.