پاورپوینت کامل و جامع با عنوان رنگدانه های معدنی در 53 اسلاید

نگاه کلی

معمولا مواد رنگی را به دو دسته پیگمانها ( رنگدانه‌ها ) و رنگها طبقه‌بندی می‌کنند. رنگدانه با رنگ متفاوت می‌باشد. تفاوت آنها در این است که رنگ بایستی توسط ماده مورد رنگرزی جذب شود در حالیکه رنگدانه فقط سطح جسم را رنگی می‌کند. رنگدانه‌ها در آب نامحلول هستند. اما می‌توان آنها را مانند رنگدانه‌های مورد مصرف در نقاشی ، توسط حلال مناسبی به صورت سوسپانسیون در آورد.

اگر ساختمان شیمیایی رنگدانه را بتوان اندکی تغییر داد بطوری که در آب انحلال پذیر گردد، در اینصورت ممکن است بتوان آن را به عنوان رنگ در رنگرزی مصرف کرد.

تاریخچه

پیدایش پیگمانهای جدید در طول زمان به کندی صورت گرفت. بعد از سنتز اولین رنگ مصنوعی توسط "ویلیام پرکین" در سال 1856 متعاقباً در اوایل قرن بیستم ، پیگمانهای مصنوعی آلی تهیه و به بازار عرضه شدند. این پیگمانها دارای اهمیت خاصی بودند، زیرا علاوه بر موارد استعمال پیگمانهای معدنی ( لاکها ، رنگهای روغنی ، صنعت چاپ و … ) در رنگرزی الیاف و منسوجات هم بکار می‌رفتند. یکی از مهمترین اکتشافات در مورد پیگمانهای آلی ، کشف پیگمانهای فتالوسیانین در سال 1935 توسط شیمیدانهای شرکت رنگرزان اسکاتلند بود.

رنگدانه‌ها

رنگدانه‌ها یا پیگمانها ، مواد جامد تزئینی هستند که در شکل و اندازه‌های مختلف در حلالهای مربوط به حالت معلق تهیه و بکار می‌روند و مشتمل بر مواد سیاه – سفید و رنگی بوده ، موارد استفاده زیادی در رویه زدن ، رنگرزی انبوه و دیسپرسیون در هوا دارند. 

انواع رنگدانه‌ها

معمولاً رنگدانه‌ها را براساس انواع شیمیایی به رنگدانه‌های معدنی یا آلی طبقه‌بندی می‌کنند، اما این رنگدانه‌های آلی یا معدنی می‌توانند طبیعی یا سنتزی باشند.

رنگدانه‌های طبیعی و مصنوعی

رنگدانه‌های معدنی طبیعی از پوسته زمین استخراج می‌شوند، خرد شده ، شسته شده ، از لحاظ اندازه درجه‌بندی می‌شوند. غالباً برای این رنگدانه‌های طبیعی ، معادل مصنوعی هم وجود دارد، یعنی رنگدانه از اجزاء دیگری در اثر یک فرآیند شیمیایی ساخته می‌شود. ظاهراً از نظر شیمیایی با نمونه طبیعی یکسان است، ولی اغلب خواص متفاوتی دارد و معمولاً به خاطر شکل بلوری مطلوبتر ، خلوص بیشتر و دانه‌بندی مطلوبتر ، مرغوبتر از نوع طبیعی می باشد.

رنگدانه‌های معدنی طبیعی که هنوز اهمیت دارند، از خانواده اکسید آهن می‌باشند که عبارتند از: گل اخرا ، گل ماشی (خاک سرخ) ، اخرای زرد ، اکسیدهای آهن قرمز زرد و سیاه.

رنگدانه‌های آلی

امروزه رنگدانه‌های آلی به مراتب بیشتر از رنگدانه‌های معدنی می‌باشند. بعضی از جدیدترین رنگدانه‌ها ساختمان آلی فلزی دارند. بیشتر رنگدانه‌های آلی ، مواد شیمیایی آلی هستند که روی یک هسته معدنی هیدروکسید آلومینیوم رسوب داده شده‌اند. از مهمترین رنگدانه‌های آلی می‌توان به گروه فتالوسیانین‌ها اشاره کرد که طیف رنگهای آبی و سبز را در بر می‌گیرند و فتالوسیانین مس ، رنگدانه آبی می‌باشد که به علت خواص مقاومتی خوب در برابر عوامل مختلف ، یک رنگدانه با ارزش به شمار می‌رود.

فتالوسیانین‌ها را از فتالیک و اوره سنتز می‌کنند. رنگدانه‌های آلی ، به صورتی که امروزه در صنعت استفاده می‌شوند، در طبیعت یافت نمی‌شوند و تقریباً همه آنها سنتزی می‌باشند.

عمده‌ترین رنگدانه‌های معدنیپیگمانهای سفید پیگمانهای قرمز سرنج شنگرف پیگمانهای زرد و نارنجی  CdS پیگمانهای آبی  پیگمانهای لاجورد یا اولترامارین  پیگمانهای سبز  Cr2O3 کاربرد عمده پیگمانها

موارد استعمال عمده پیگمانها در لاکها ، رنگهای روغنی ، ورنی‌ها ، رنگهای سلولزی ، رنگهای پلاستیکی ، مرکبهای چاپ و رنگرزی کاغذ و تاسیسات آهنی می‌باشد. صنایع پوششی عمده‌ترین موارد استعمال پیگمانها می‌باشد. امروزه پوشش سطح وسایل فلزی و چوبی بناها ، وسایل نقلیه و … اهمیت فراوانی دارد زیرا این وسایل توسط رنگ از عوامل مختلف مثل هوا ، رطوبت و ترکیبات شیمیایی محافظت می‌شوند. در رنگ زدن اشیا به زیباتر شدن آنها کمک می‌کند.

فهرست مطالب:

رنگدانه

خواص

بررسی اجمالی رنگدانه های معدنی

رنگدانه های معدنی مصنوعی

رنگدانه های معدنی مصنوعی ویژه

کاربرد رنگدانه های معدنی

رنگدانه های سفید

رنگدانه های تیتانیم دی اکسید

تولید رنگدانه های TiO2 به روش سولفاتی

تولید رنگدانه های TiO2 به روش کلریدی

کاربردهای رنگدانه های TiO2

رنگدانه های لیتوپون و سولفید روی

سفیداب روی(ZnO)

کاربردهای سفیداب روی

رنگدانه های اکسید آهن

تنظیم ته رنگ با رنگدانه های مصنوعی اکسید آهن

تولید رنگدانه های اکسید آهن به روش تجزیه حرارتی ترکیبات آهن

تولید رنگدانه های اکسید آهن با روشهای اکسایشی در محیط آبی

روشهای رشد بلور رنگدانه

روش آنیلین برای تولید رنگدانه های اکسید آهن

کاربردهای رنگدانه های اکسید آهن

رنگدانه های اکسید کروم(III)

کاربردهای Cr2O3

رنگدانه های کروماتی و مولیبداتی

و...

پاورپوینت کامل و جامع با عنوان شیمی معدنی صنعتی در 294 اسلاید

شیمی معدنی شاخه‌ای از دانش شیمی است که با کانی‌ها (مواد معدنی) و خواص آنها سروکار دارد. شیمی معدنی شاخه بزرگی از علم شیمی است که بطور کلی شامل بررسی، تحلیل و تفسیر نظریه‌های خواص و واکنشهای تمام عناصر و ترکیبات آنها بجز هیدروکربنها و اغلب مشتقات آنهاست. به عبارت دیگر می‌توان چنین اظهار نظر کرد که شیمی معدنی کلیه موادی که از جمله ترکیبات کربن نباشند، به استثنای اکسیدهای کربن و کربن دی‌سولفید را دربر می‌گیرد.

نگاه کلی

در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله: ساختمان اتمی، بلورنگاری (کریستالوگرافی)، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی، یونی، هیدروژنی و ...، ترکیبات کئوردیناسیون و نظریه‌های مربوط، از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی، واکنشهای اسید و باز، سرامیکها، تقارن مولکولی و انواع بخش‌های زیرطبقه الکتروشیمی (برقکافت، باتری، خوردگی، نیمه رسانایی و غیره) بحث می‌شود.

در باب اهمیت شیمی معدنی، ساندرسن چنین نوشته است:

در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتمها تشکیل می‌دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات، به ناچار ناشی از نوع اتمها و روشی است که با توجه به آن، اتمها به یکدیگر می‌پیوندند و مجموعه تشکیل می‌دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن بازآرایی اتمهاست. در این حال شیمی معدنی تنها بخشی از علم شیمی است که با توجه به آن می‌توان به صورتی ویژه، در باب مغایرتهای موجود در میان کلیه انواع اتمها بررسی نمود.

طبقه بندی مواد معدنی

در یک مفهوم گسترده، مواد معدنی را می‌توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر، ترکیبات یونی، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه‌ای یا بسپارها.

عناصر: عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند. بنابراین می‌توانند به یکی از صورتهای زیر باشند:

گازهای اتمی (Kr , Ar) یا گازهای مولکولی (O2 , H2)

جامدات مولکولی (C6 , S8 , P4)

مولکولها یا جامدات شبکه‌ای گسترش یافته (الماس، گرافیت)

فلزات جامد (Co , W) یا مایع (Hg , Ca)

ترکیبات یونی: این ترکیبات در دما و فشار استاندارد معمولاً جامدند و عبارت‌اند از:

ترکیبات یونی ساده، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلالهای قطبی محلول‌اند.

اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول‌اند، مانند کلسیم اکسید (CaO) و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل (

MgAl2O4)، سیلیکاتهای مختلف مانند CaMg(SiO3)2 و ...

دیگر هالیدهای دوتایی، کاربیدها، سولفیدها و مواد مشابه. چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.

ترکیباتی که دارای یونهای چند اتمی (به اصطلاح کمپلکس) هستند، همچون Ni(H2O)62+ , Co(NH3)63+ , SiF62- .

ترکیبات مولکولی: این ترکیبات ممکن است جامد، مایع یا گاز باشند و مثالهای زیر را دربر می‌گیرند:

ترکیبا دوتایی ساده همچون UF6 , OsO4 , SO2 , PF3 .

ترکیبات پیچیده فلزدار همچون RuH(CO2Me)(PPh3)3 , PtCl2(PMe3)2 .

ترکیبات آلی فلزی که مشخصاً پیوندهای فلز به کربن دارند، مانند Zr(Cn2C6H5)4 , Ni(CO)4 .

جامدات شبکه‌ای یا بسپارها: نمونه‌های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها است. فرمول نمونه‌ای از ترکیبات اخیر YBa2Cu3O7است.

ساختارهای مواد معدنی

ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود. فراوانی آنها به این دلیل است که در مواد آلی ساده، بیشترین ظرفیت کربن و همچون بیشتر عناصر دیگری (به استثنای هیدروژن) که معمولاً به کربن پیوند می‌شوند، چهار است. اما اجسام معدنی وضعیت ساختاری بسیار پیچیده‌ای دارند، زیرا اتمها ممکن است خیلی بیشتر از چهار پیوند تشکیل دهند. بنابراین، در مواد معدنی اینکه اتمها پنج، شش، هفت، هشت و تعداد بیشتری پیوند تشکیل دهند، امری عادی است. پس تنوع شکل هندسی در مواد معدنی خیلی بیشتر از مواد آلی است.

ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از دو وجهی‌های با نظم کمتر، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکلهای باز چند وجیهای منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می‌شود.

انواع واکنشهای مواد معدنی

در بیشتر واکنشهای آلی می‌توانیم در مورد مکانیسمی که واکنش از طریق آن انجام می‌شود، بحث و بررسی کنیم، در صورتی که برای بسیاری از واکنشهای معدنی فهم دقیق مکانیسم غیر ممکن یا غیر ضروری است.

رابطه شیمی فیزیک و شیمی معدنی

در توجیه موجودیت مواد معدنی و در توصیف رفتار آنها، به استفاده از جنبه‌های خاصی از شیمی فیزیک، بخصوص ترمودینامیک، ساختارهای الکترونی اتمها، نظریه‌های تشکیل پیوند در مولکولها،سینتیک واکنش و خواص فیزیکی مواد نیاز داریم. بنابراین با استفاده از شیمی فیزیک می‌توان به ساختار اتمی و مولکولی، تشکیل پیوند شیمیایی و دیگر اصول لازم برای درک ساختار و خواص مواد معدنی پرداخت.

فهرست مطالب:

فصل اول: ترکیبات نیتروژن دار

آمونیاک

اهمیت اقتصادی آمونیاک

تولید آمونیاک

مراحل سنتز آمونیاک

تولید گاز سنتز

تولید مخلوطهای هیدروژن، نیتروژن و کربن‌ مونوکسید

و...

فصل دوم: ترکیبات فسفردار

منابع اولیه برای تولید ترکیبات فسفردار

فسفریک اسید

تولید فسفریک‌ اسید به روش تر

عوامل موثر در نوع فرآیند انتخابی

انواع روشهای نیمه آبدار

تغلیظ و خالص‌ سازی اسید

تولید فسفریک‌ اسید کوره‌ای

و...

فصل سوم: ترکیبات گوگرددار

سولفوریک اسید

تولید سولفوریک اسید

تولید گوگرد دی اکسید

تبدیل گوگرد دی‌ اکسید به سولفوریک‌ اسید

استفاده از سولفوریک‌ اسید ضایعاتی و سولفاتهای فلزی برای تولید سولفوریک‌ اسید

تجزیه سولفوریک‌ اسید ضایعاتی

و...

فصل چهارم: صنایع فلزی

آلومینیوم

تولید آلومینیوم

کاربردهای آلومینیم

آلومینیم‌ اکسید و آلومینیم‌ هیدروکسید

کاربردهای آلومینیم‌ اکسید

آلومینیوم سولفات

آلومینیوم کلرید

سدیم آلومینات

و...

فصل پنجم: سیلیکون ها

معرفی سیلیکون ها

خواص سیلیکون ها

مواد اولیه برای تهیه سیلیکونها

تهیه کلرو متیل‌ سیلان‌ ها

تهیه کلروفنیل‌ و کلرومتیل‌ فنیل‌ سیلان‌ ها

تهیه سایر سیلان‌های صنعتی

تهیه اولیگوسیلوکسان‌های خطی

تصفیه محصولات هیدرولیز و متانولیز

و...

فصل ششم: صنعت شیشه

شیشه

انواع محصولات تولیدی از شیشه

خواص شیشه

اثر ترکیب شیمیایی بر خواص شیشه

شیشه سرامیک

مواد اولیه برای تولید شیشه

حذف ته رنگ نامطلوب در تولید شیشه

فرآیند ذوب

انواع کوره های ذوب

شکل دهی شیشه مذاب

و...

فصل هفتم: صنعت سیمان

ترکیبات سیمان

سیمان پرتلند

روش تر برای تولید سیمان پرتلند

روش نیمه تر برای تولید سیمان پرتلند

روش نیمه خشک برای تولید سیمان پرتلند

روش خشک برای تولید سیمان پرتلند

کاربردهای سیمان پرتلند

سیمان سرباره ای

سیمان پوزولانی

و...

فصل هشتم: صنایع سرامیک و مواد نسوز

سرامیک

عوامل موثر بر خواص سرامیکها

طبقه بندی سرامیک ها

سرامیکهای سیلیکاتی زمخت

سرامیکهای سیلیکاتی ظریف

سرامیکهای اکسیدی

سرامیکهای غیراکسیدی

مراحل تولید سرامیکها

و...

فصل نهم: اجسام سخت

تقسیم بندی مواد سخت

روشهای تولید کاربیدهای فلزی

کوره های مورد استفاده در واکنشهای کربن دار کردن

کاربید تیتانیم

کاربید وانادیم

کاربید نایوییم و تانتالیم

کاربید کروم

کاربید مولیبدن

کاربید تنگستن

و...

فصل دهم: رنگینه های معدنی

رنگدانه

رنگدانه های معدنی مصنوعی

کاربرد رنگدانه های معدنی

رنگدانه های سفید

رنگدانه های تیتانیم دی اکسید

تولید رنگدانه های TiO2 به روش سولفاتی

تولید رنگدانه های TiO2 به روش کلریدی

و...