شیمی پیام نور
طلا,جیوه,سیر,بوی دهان,ماهی,مرغ,دوغ,اسید لاکتیک,باکتری,نانو,سنگ آلنده

کارن وترهان یک پروفسور بین المللی شیمی و یک محقق ماهر در زمینه اثر فلزات سنگین بر روی سیستم های زنده و بویژه نقششان در ایجاد سرطان بود. خود او نیز سرانجام  قربانی یک فلز سنگین سمی شد. او طریقه ی اثر کردن یونهای جیوه بر پروتئینهای تعمیر کننده DNA را مطالعه کرد و Hg(CH₃)₂ را به عنوان یک ماده مرجع استاندارد برای اندازه گیری Hg NMR بکار برد.

وترهان از سمی بودن جیوه بسیار آگاه بود و برای همین اقدامات احتیاطی لازم را بکار برد،‌ در حالیکه عینک ایمنی می زد و از دست کش های لاستیکی استفاده می کرد آزمایش را در زیر یک هود انجام می داد و تنها با مقادیر کوچک ماده ی جیوه ای کار می کرد .دی متیل جیوه در یک سل شیشه ای بسته شده قرار گرفت. یکی از همکارانش برای کاهش اثر فراریت این ماده ،‌سل را در آب یخ سرد می کرد. وترهان یک نمونه ی کوچک را با پیپت به لوله NMR انتقال داد،‌ ظرف را بست،‌ لوله ها را برچسب زد و دستکش های لاستیکی اش را به خوبی شستشو داد و دور انداخت. کمتر از یکسال او به واسطه اثر جیوه ی سمی کشته شد !!!

چرا او مرد؟

وترهان بعد ها به یاد ‌آورد که یک قطره ( احتمالا بیشتر ) از دی متیل جیوه بر روی دستکشهایش ریخته است. متعاقبا آزمایشها نشان داد که این قطره توانسته از دستکش نفوذ کند و ظرف مدت ۱۵ ثانیه وارد پوستش شده است. امروزه هنگام کار کردن با ترکیبات سمی این چنینی از دستکشهایی که یک ورقه مقاوم دارند در زیر یک جفت دستکش های آستین دار نئوپرن استفاده میکنند.در ژانویه ۱۹۹۷ وترهان از ظهور علایم معینی نظیر لرزش انگشتان دست و پا و لکنت زبان نگران شد .سپس مشکلاتی از بابت تعادلش آغاز شد و زمینه دیدش کم شد. جیوه سمی در ۲۸ ژانویه ۱۹۹۷ تشخیص داده شد. آزمایشها معلوم کردند که میزان جیوه خون، ۴۰۰۰ میکروگرم بر لیتر است که ۸۰ برابر آستانه سمی بودن است. دو هفته بعد او به حالت اغما رفت و مرگ او در ۸ ژوئن ۱۹۹۷ رخ داد .

 دی متیل جیوه :

دی متیل جیوه در دمای اتاق مایع است و بوی کمی شیرینی دارد. در فشار اتمسفر نقطه جوشش ۹۲^۰C است و دانسیته اش (‌چگالی ) ‌۲٫۹۶ گرم بر سانتیمتر مکعب است. دی متیل جیوه از نظر شکلی ساختار خطی دارد و شبیه بسیاری از سیستمهای HgX₂ است. (‌طول پیوند Hg – C برابر۰۸۳/۲ انگستروم است).

دی متیل جیوه یکی از قویترین سموم اعصاب شناخته شده است. این ماده به راحتی از سد خون – مغز می گذرد و شاید منجر به تشکیل یک کمپلکس متیل جیوه سیستئین شود. این ترکیب سبب اختلال حسی،‌ فقدان تعادلی و تغییر در حالت روانی می شود.

 به طور کلی جیوه یک اسید نرم است بنابراین با اتمهای دهنده ی براحتی قطبش پذیر در بازهای نرم پیوند می شود. این به یون جیوه تمایل زیادی برای پیوند با گوگرد و لیگاندهای حاوی اتم گوگرد را می دهد. بنابراین هنگامی که وارد بدن شد به گروههای تیول آنزیمها حمله می کند و از عملکرد آنها جلوگیری می کند.

 Zeise اولین لیگاند های مرکاپتان را ساخت و نامشان را بر اساس عبارت لاتین (Mercurium captans) ‌تسخیر کننده و اسیرکننده ی جیوه( Capturing mercury )    قرار داد.

سنگ معدن اصلی جیوه سولفور سیماب HgS است. که از معادن مهمی نظیر  Almaden در اسپانیا وIdria و Serbiaو Monte Amiata در ایتالیا استخراج می شود. در زمان رومی ها جنایتکارانی که به کار در معادن جیوه محکوم میشدند به دلیل خاصیت سمی جیوه طول عمر کوتاهی داشتند. در حقیقت به نوعی این مجازات مرگ برای ایشان بود. Pliny علائم جیوه سمی را در قرن اول میلادی شرح داد. شنگرف یا سولفورسیماب بعنوان یک دانه ی رنگی و به طور گسترده در جهان باستان به کار می رفت.

در گذشته مردم از جیوه و ترکیباتش برای درمان سیفلیس استفاده می کردند. اگر چه موفقیت آمیز نبود اما برای یک زمان قابل توجهی رواج داشت تا اینکه پنی سیلین که یک داروی موثر برای مراحل اولیه این بیماری بود کشف شد .

 یکی دیگر از موارد استفاده از جیوه استفاده از آنها در کلاه سازی بود. ۲۰۰ سال پیش خزهای بکار رفته برای ساختن قسمت پایینی کلاه های نمدی در محلول نیترات جیو (II) به عنوان یک محافظ و برای نرم کردن موهای حیوانات غوطه ور می شدند. متاسفانه کارگرانی که در این قسمت فعالیت داشتند بدلیل جذب جیوه از طریق پوستشان  دچار لرزش و لکنت زبان می شدند. به این بیماری در گذشته بیماری کلاهدوزان می گفتند . که اعتقاد داشتند از شخصیت کلاهدوز عصبانی در داستان آلیس در سرزمین عجایب الهام گرفته است .

استفاده دیگر از ترکیبات آلکیل جیوه،‌ استفاده در قارچ کش های دانه ها بود. بین جنگ های جهانی کارگران ساخت قارچ کش های گیاهی،‌ جیوه  سمی را گسترش دادند .در سال ۱۹۴۲ دو جوان منشی کانادایی بدلیل حضور در یک انبار گمرکی در کانادا به طرز شدیدی مسموم شدند . در انبار گمرک دانه های عمل شده با جیوه وجود داشت .در سال ۱۹۶۰ کشاورزان سوئدی متوجه شدند که پرندگان به طرز اسفناکی به روی زمین می افتند و می میرند. پرندگان دانه های عمل شده با جیوه یا حیوانانی که چنین دانه هایی را مصرف کرده بودند خورده بودند و به چنین سرنوشتی گرفتار شده بودند .ترس بیشتر از همه گیر شدن این مسمومیت بود . استفاده مردم از  چنین دانه های خطرناک …یک اپیدمی مهم و خطرناک در عراق در سالهای ۱۹۵۶ و ۱۹۶۰ اتفاق افتاد . در حالیکه به کار بردن دانه های گندم (‌که با یک مخلوطی ازC₂H₅HgClوC₆H₅HgOCOCH₃عمل شده بودند )‌ برای غذا ،‌سبب مسمویمت حدود ۱۰۰ نفر در پاکستان در سال ۱۹۶۱ شد. حوادث دیگر در سال گواتمالا در سال ۱۹۶۵ و در عراق در سال ۱۹۷۱ تا ۱۹۷۲ رخ داد که بر طبق آمار رسمی ۴۴۵۹ نفر مردند. دانه با ترکیبات متیل جیوه به عنوان یک قارچ کش به عمل می آمد و سپس کاشته می شد و بعد از آن آسیاب شده و به نان تبدیل میشد.

 حادثه ی میناماتا:

در اوایل ۱۹۵۰ ماموران ساحل میناماتا در جزیره کیوشو در ژاپن متوجه رفتارهای عجیب و غریبی در حیوانات آن منطقه شدند . گربه ها حرکات عصبی از خودشان نشان می دادند و به طور ناگهانی جیغ می کشیدند ،‌پرندگان از آسمان سقوط می کردند و علائم بیماری همچنین در ماهیها هم مشاهده شد که جزء مهمی در برنامه ی غذایی قشر فقیر بود .

علائم این بیماری مرموز در انسانها در سال ۱۹۵۶ شروع شد. در سال ۱۹۵۷ ماهیگیری به طور رسمی ممنوع اعلام شد . پس از مدتی کشف شد که شرکت چیزو _ که یک کمپانی پتروشیمی و تولید کننده پلاستیک هایی ماننده وینیل کلراید – مواد زائد فلزی سنگین را به داخل دریا خالی میکرده است . آنها ترکیبات جیوه را به عنوان کاتالیزو در سنتزهایشان بکار می بردند .احتمالا بیش از ۱۴۰۰ نفر از مردم کشته شدند و شاید ۲۰۰۰۰ نفر هم به اندازه ی کمتری مسموم شدند

 علت :

متیل کبال آمین ( یک کو آنزیم از ویتامین ( B12 ‌قادر است ترکیبات جیوه ی غیر آلی و همچنین خود جیوه را به شکلCH₃Hg⁺(ag)متیله کند . گونه های  واقعی جیوه حاضر در محلول احتمالاCH₃HgOH بودند.یونCH₃Hg⁺(ag)بوسیله پلانکتون  جذب می شد . ماهی ها این پلانکتون های آلوده را می خوردند و خیلی آرام جیوه را دفع می کردند . جیوه بدین ترتیب به تدریج در سیستم بدنشان انباشته می شد . سپس این ماهی ها توسط ماهی های بزرگتر دیگر و در نهایت توسط حیوانات و انسانها خورده می شد .و هر بار غلظت جیوه افزایش پیدا می کرد .غلظت نهایی جیوه در حیوانات و انسانها هزاران یا میلیونها برابر از غلظت جیوه در آب اصلی بیشتر بود .

جیوه با بسیاری از فلزات مخلوط های مشهور به ملغمه تشکیل می دهد. از جیوه برای استخراج طلا ی فلزی از سنگ معدن طلا در تخمین آن استفاده می شد. طلا با تقطیر از جیوه بازیافت می شود. بیشتر معدنچیان جیوه را بازیابی نمی کردند. بنابراین جیوه وارد رودخانه ها میشد که تبدیل به یون متیل جیوه می گردید. جیوه برای خالص کردن وتصفیه نقره مکزیکی در قرن شانزدهم هم بکار می رفت. استفاده های نادرست از جیوه در استخراج طلا ،‌پیامدهایی را در ناحیه آمازون آمریکای شمالی،‌ آفریقای غربی و دیگر از جاها به دنبال داشته است .

 

 

آمالگام دندانی ماده‌ای غیر همرنگ (نقره ای یا سیاه) است که برای پر کردن دندان از آن استفاده می‌شود و تشکیل شده از ۵۰% جیوه ، ۳۴٫۵% نقره ، ۹% قلع ، ۶% مس و ۰٫۵% روی است.

آمالگام به مدت بیش از صد سال است که در سراسر دنیا برای ترمیم دندان استفاده می شود. این ماده در سال ۱۸۱۲ توسط یک شیمیدان انگلیسی شناخته و در سال ۱۸۳۳ به دنیا معرفی شد. قبل از آمالگام، دندان پزشکان برای پر کردن دندان از موادی چون تراشه‌های سنگ و صمغ و چوب پنبه و تربانتین و سرب و طلا و … استفاده می‌کردند.

آمالگام یک ماده ترمیمی فوق العاده و انعطاف پذیر است و در دندانپزشکی‌ها به چند دلیل استفاده می‌شود. ارزان است و نسبتا استفاده آسانی دارد و در طول جاگذاری در دندان، به راحتی شکل می‌پذیرد. برای مدت کوتاهی نرم می‌ماند لذا می‌تواند حجم‌های نامنظم دندان را پر کند و سپس سفت می‌شود. آمالگام نسبت به مواد ترمیم کننده دیگر مانند کامپوزیت‌ها دارای طول عمر زیادی است. طبق مطالعه‌ای در سال ۱۹۸۹ بیشتر آمالگام‌ها ۱۰ تا ۱۲ سال دوام می‌آورند در حالی که کامپوزیت‌های دندانی نصف این مدت دوام می‌آورند. به هر حال این اختلاف با کار کردن پیوسته روی خصوصیات فیزیکی کامپوزیت‌ها، کاهش یافته‌است.

...بیشتر بدانید

چرا وقتی طلا با جیوه مخلوط می شود می گویند خراب شده؟

طلا در دمای اتاق به راحتی با جیوه ترکیب شده، آلیاژایجاد می کند.البته با حرارت می توان جیوه را از آلیاژ خارج کرد. از این خاصیت در آلیاژ سازی و تذهیب به کمک آتش استفاده می شود.

چرا وقتی سیر می خوریم تا مدت ها بوی سیر در دهان باقی می ماند؟

بسیاری از مواد باعث مشکلات در بازدم می شود. یکی از دلایلی که باعث شده بوی سیر شدید باشد،این است که سیر مملو از ترکیبات، باکتری ها دهان را تغذیه می کنند و باعث بوی بد دهان می شوند.

چرا بعد از خوردن ماهی،دوغ نمی نوشند؟

اسید لاکتیک موجود در ماست، روی عصب پارا سمپاتیک اثر می گذارد. از آنجا که این عصب کند کننده است، حالت لختی در بدن به وجود می آورد. این خاصیت در ماهی نیز تا حدودی وجود دارد و بهتر است با هم مصرف نشوند.

چرا جوراب بی بو خطر ناک است؟

 یکی از محصولات نانو فناوری که این روزها به بازار هم عرضه شده، جوراب هایی است که هرگز بو نمی گیرند. این جوراب ها از نانو ذرات نقره بهره می برند که باکتری ها را می کشند وبدین شکل، بوی بد پا راکه در اثر تجمع این باکتری ها به وجود می آید، از بین می برند.اما به تازگی مشخص شده که وقتی نانو ذرات ضد باکتری در خاک وآب محیط بیرون ازآزمایشگاه قرار می گیرند،گاز اکسید نیترو را تا چهار برابر بیشتر آزاد می کنند. اکسید نیترو اثر گلخانه ای بسیار شدیدی دارد وعلاوه بر آن،لایه ازن را هم از بین می برد. بنابراین شاید بهتر باشد استفاده از نانوفناوری به همان محصولات صنعتی منحصر بماند.

آیا از قیمت بادکنک های هلیومی خبر دارید؟

رابرت ریچارد سون (برنده جایزه نوبل فیزیک۱۹۹۶)به تازگی در مورد کاهش ذخایر هلیوم در زمین هشدار داده است. هلیوم،دمین عنصر سبک در عالم است، جزء گازهای نجیب به شمار می رود ومجموعه خواص آن ،کاربردهای منحصر به فردی برایش ایجاد کرده است. دمای بسیار پایین میعان هلیوم از آن ،خنک کننده ای ایده ال برای ساخت ابر رساناها وتولید فیبرهای نوری ساخته و کاربردهای خنک کنند گی آن در دیگر عرصه های علمیبسیار حیاتی است. اما ذخیره این گازنجیب در زمین بسیارمحدود است و با توجه به آهنگ مصرف فعلی این ماده،به نظر می رسد تا ۲۵سال آینده تمام ذخایر موجود هلیوم به پایان برسد.استخراج هلیوم از پوسته زمین بسیار سخت است و استخراج آن از جو زمین۱۰هزار مرتبه گران تر!!!به عبارت دیگر در آینده نه چندان دور،هلیوم به عنصری نایاب در زمین تبدیل می شود وحتی هزینه یک بادکنک پر شده با گاز هلیوم که تا ارتفاع بسیار زیادی صعود می کند به ۱۰۰ هزار تومان وشاید بیشتر خواهد رسید!!!

آیامی دانید سن دقیق ترمنظومه شمسی با بررسی ترکیب شیمیایی شهاب سنگ بود که بدست آمد؟

بررسی ترکیب شیمیایی شهاب سنگ آلنده که سال۲۰۰۴در شمال غربی آفریقا به زمین برخورد کرد مشخص کرده است که منظومه ی شمسی حدود۲ میلیون سال پیرتر از تخمین های قبلی است وسن دقیق تر خورشید و دیگر اجرام منظومه ۴ میلیارد و۵۶۸میلون و۲۰۰هزار سال است.