در بخش اول از مبحث»مروری برتحولات علم شیمی در مراحل نخستین انقلاب صنعتی« که انتشار آن از شماره قبل آغاز شده، به عوامل تحول شیمی در فاصله بین سده شانزدهم تا اواسط قرن هجدهم میلادی اشاره شد. همچنین عنوان شد که شیمیدانان در این برهه، چگونه به اصلاح روشها و تجهیزات این علم و صنعت پرداختند.
در بخش دوم از این سلسله مطالب که برگرفته از کتاب»تاریخ صنعت و اختراع«، اثر موریس دوما است، با روش های ساخت صنعتی محصولات............


و فرآورده های مختلف شیمیایی در سال های نخستین انقلاب صنعتی و ماشینیسم آشنا خواهیم شد.

صنعت فرآورده های کانی
مرسوم شده است که روش لبلان در تهیه کربنات سدیم را سرآغاز صنایع بزرگ شیمیایی به شمار آورند.»پاول بود« یکی از مورخان نخستین تاریخ شیمی می نویسد» از اولین ربع سده نوزدهم، کارخانه های تولید کربنات دوسود به طریقه لبلان مایل بودند که پدیده اقتصادی تمرکز را که اینک»تمرکز عمودی و تمامیت« تعریف می شود به معرض نمایش بگذارند. در این پدیده کارگاههای متعدد یک مجتمع در محلهای تهیه ماده خام، که معمولاً از خاک استخراج
می شود تحت یک رهبری، مجتمع می شوند و محصولاتی را که یکی از دیگری به دست می آیند، تولید می کنند.« بدون تردید پیدایش پدیده لبلان و تعداد دیگری از این دست، طبیعت تولید شیمی صنعتی را تغییر داد و تحرک تازه ای به آن بخشید؛ اما به نظر می رسد که جملات نقل شده از »پاول بود« را می توان برای همه رشته های شیمی صنعتی ربع اول سده هجدهم تعمیم داد و به جای تولید کربنات سدیم، اصطلاح اسیدنیتریک را گذاشت. همین نویسنده زمانی که از»شیمی فرانسه در سال1806« سخن می گوید چنین اظهار می دارد: »صنعت بزرگ شیمی با برپا شدن کارخانه تولید اسید ویتریولیک (اسیدسولفوریک) اوکر و کربنات سدیم لبلان تولد یافت.« کارخانه اسیدویتریولیک »اوکر« حدود سال1766 در روان تأسیس شد. اطاق سربی را اوکر در فرانسه رواج داد. اما تولید و مصرف این اسید در فرانسه هنوز کم بود، زیرا روش تازه در مختصات صنعت شیمی تغییراتی وارد ساخته بود.
در واقع در آن زمان ساخت اسید نیتریک با غلظتهای مختلف بدنه اصلی صنعت شیمی را تشکیل می داد و این صنعت حدود نیم سده پایدار ماند.

اسید نیتریکاز اسید نیتریک در سده شانزدهم برای جداسازی طلا از نقره استفاده می شد. اسید نیتریک را از شوره به دست می آورند؛ بدین طریق که سولفات آهن یا زاج را در حالت گرم روی شوره اثر می دادند. این طریقه تولید نشان می دهد که شوره مصرفی، خالص بوده است. به ترکیبی از دو ماده، کمی ماسه، آهک و یا سفال شکسته می افزودند؛ ماده به دست آمده را در یک شیشه کوچک درب دار می ریختند. این شیشه ها را در کوره آهک پزی
می گذاشتند که می توانست دو ردیف از این شیشه ها را که هر ردیف چهار تا شیشه بود در برگیرد. این شیشه ها را تا گردن در خاک یا خاکستر، که سبب پخش گرما و جلوگیری از ترک برداری شیشه می شد، قرار می دادند. از در پوش شیشه ها لوله هایی خارج می شد که به همین تعداد شیشه های مایع کننده، برروی سکویی خارج از کوره متصل بودند. همه اتصالات بدقت آب بندی می شدند. حرارت نخست معتدل بود تا ماده خام درون شیشه ها خشک شود، سپس هر شش ساعت به شش ساعت حرارت را زیاد می کردند، گازهای نیترو بوسیله آب تبلور نمکها، به خارج کشیده می شد. هر وقت رنگ محصول تقطیر نشان می داد که تجزیه به پایان رسیده است، حرارت را به تدریج کم می کردند.
روش سولفات آهن باز بوسیله گلوبر شرح داده شده است. این روش بدون شک تا آغاز سده هجدهم، تنها روش مورد استفاده برای این تولید بود. انگلیسی ها و هلندی ها تا مدتها بعد هم از روش سولفات آهن استفاده
می کردند؛ اما در فرانسه روش آلومین جای آن را گرفت. در سده پیش، تولید کنندگان اسید نیتریک گمان می بردند که بازده تولید با روش آلومین از بازده آن با سولفات آهن کمتر است. کمی پس از آن نظر مخالف غلبه یافت بدون اینکه معلوم شود که برپایه کدام مشاهدات این تغییر عقیده ایجاد شده است. بدیهی است که کار آزمایشگاهی در این عمل بی تأثیر بوده است. محتوای کتابهای شیمی شامل دستورهای نسخه مانندی است که مؤلفان آنها از عمل کنندگان دریافت داشته اند. گویا تغییرات در روشهای سنتی در نتیجه ایجاد بازار بهتر و تقاضاهای بیشتر بوده است.
در حقیقت اسید نیتریک فقط برای عیارسنجی طلا به کار می رفت و طی سده های متوالی مصرف صنعتی آن کم بود. طریقه تولید این اسید به شکل پیوست روشهای متالوژی برای تصرف در فلزات گرانبها درج می شد. رفته رفته صنایع دیگری، مصرف بیشتر این اسید را شروع کردند. علاوه بر زرگران و تمیزکنندگان فلزات، کارگران دیگری هم که در رشته های دیگر فلزی (مثلاً ریخته گران و سازندگان دیگ بخار) کار می کردند، برای تمیز کردن قطعات، آن را به کار می بردند. صحافان نیز به همین منظور از آن استفاده می کردند. رنگسازان براده های قلع را در آن حل می کردند تا جلای رنگدانه های قرمز، و همچنین رنگ پوست و چرم را جلا دهد؛ در کلاهدوزی از آن برای از بین بردن چربی از کلاه و واکس زدن چرم و آماده سازی
رنگدانه ها و در گراوورسازی به عنوان دندانه استفاده می کردند. دشوار می توان پذیرفت که چون اسیدنیتریک به قیمت بسیار نازل و غلظتهای کاملاً معینی داد و ستد می شد و یا اینکه چون تقاضا برای خرید آن افزایش یافته بود تولید آن نیز افزایش یافت. محتمل است که در مورد اسیدنیتریک طی دو سده مورد بحث تأثیر متقابل عرضه و تقاضا وجود داشته است و این امر به آهستگی تولید آن را متحول ساخت و بالاخره همین تحول بود که سبب توسعه و رشد این صنعت بزرگ شیمیایی در سده نوزدهم شد.
کاربرد آلومین به عنوان ماده اولیه ارزان محققاً منجر به تجربه سنتی و تعداد زیادی آزمایشهای کورکورانه شد. معلوم بود که همه خاکهای رس خالص و مناسب این کار نیستند؛ بویژه خاکهای دارای پیریت، رسهای آبی یا خاکستری که سفالگران از آنها کوره های قابل حمل می ساختند. در فرانسه برای تولید اسیدنیتریک از خاک رس دهستان ژانتیلی استفاده می شد که به محل کارخانه نزدیک بود.
شوره های تصفیه شده لازم برای تولید کلان این اسید فراهم بود. شوره سرخ پخت اول مادرآبهای تبلور نخست که محتوی مقدار زیادی نمک دریایی، نیتراتهای قلیاییهای خاکی و منیزیم بود به کارگرفته می شد. این مادر آب را بر روی مخلوط خاک رس و شوره سرخ می پاشیدند. گاهی هم آب مانده از تقطیر اسید نیتریک برای این کار مورد استفاده قرار می گرفت.
تحولات بسیار مهمی روی تأسیسات تقطیر عملی شد. عنوان صنایع بزرگ شیمیایی با این تأسیسات پدید آمد. هرچند که اصول کار تقطیر تغییری نکرد اما کوره ها را بسیار بزرگتر می ساختند. در فرانسه به این کوره ها نام جهنم داده شده بود و مشخصات کاملاً معینی داشتند. مخلوط مورد تقطیر را در ظروف گلی به نام Cuine می گذاشتند. در بالای این ظرف لوله ای بود که با دیگهای سفالین که تیزاب (اسیدنیتریک) در آنها جمع می شد راه داشت. این مواد و وسایل کاملاً استاندارد بودند. در اواسط سده هجدهم یک کارگاه سفالگری در ساوینی تقریباً انحصار تولید اسید نیتریک را داشت.
با تغییر دادن طریقه اداره تقطیر و خالص سازی بعدی محصول، سه نوع اسیدنیتریک به دست می آمد که برپایه درجه غلظت و نیز خلوص، بویژه مقدار اسید کلریدریک آن تقسیم بندی شده بود.
دو ماشی که برای آکادمی علوم فرانسه کتاب »حرفه تقطیرکننده اسید نیتریک« را تألیف کرده است، در سال1773 می نویسد:»روش تقطیر اسید نیتریک برپایه خاک رس بسیار جدید است و می توان آن را اختراعی از فرانسه دانست.«
تولیدکنندگان اسید نیتریک در فرانسه روش سولفات آهن را کاملاً رها نکردند؛ تقطیر روی کوره های چدنی در انبیق های آهنی صورت می گرفت که روی سکوهای خاکی قرار داده می شدند.
اسید نیتریک که با نام جوهر شوره فروخته می شد در شیشه های گردن درازی در دسترس بود. این روش هلندیها بود که در شمال فرانسه رواج داشت.
اسیدنیتریک دود کننده به مقدار کم برای برخی کارها مورد استفاده قرار می گرفت. برای تهیه آن اسید سولفوریک را روی شوره تصفیه شده اثر می دادند.
حول و حوش مراکز استقرار تولیدکنندگان اسید نیتریک در پایان سده هفدهم، بتدریج مجتمعی از کارخانه های جنبی تأسیس شد که در آن از همان مواد خام لازم برای تولید اسید نیتریک و یا محصولات جنبی آن استفاده
می کردند.

جوهر نمکیکی از فرآورده های بزرگ صنایع شیمیایی، جوهر نمک (اسیدکلریدریک) بود. طرز تهیه این اسید شبیه طرز تهیه اسید نیتریک بود.
مادرآبهای مانده از تقطیر اسید نیتریک را روی خاک رس می ریختند و اثر
می دادند. این مادر آب چیزی جز محلول غلیظی از نمک دریا و کلرورهای فلزات خاکی نبود. تولیدکنندگان اسید کلریدریک از زرادخانه ها، مادر آبهای مانده از تصفیه شوره را می خریدند، بنابراین ماده خام مورد نیاز
اسید کلریدریک و اسید نیتریک از یک محل خریده می شد.
عملیات تولید اسیدکلریدریک در همان وسایلی انجام می گرفت که اسید نیتریک تولید می شد: در ظرفهای گلی و روی کوره. برشهای مختلف تقطیر که به طور جدا جدا جمع می شد درجاتی از غلظت اسید کلریدریک داشت که بتدریج کم شده بود. عیناً مانند کار تولید اسید نیتریک، برای تهیه اسید کلریدریک نیز از تأثیر نمک دریا یا برروی زاج سبز(سولفات آهن)، یا اسید سولفوریک غلیظ استفاده می شد. محصولات جنبی
تمام فرآورده های جنبی در کارخانه به دست می آمد که یا به بازار فرستاده می شد، و یا اینکه برای تولید مواد دیگر مورد استفاده قرار می گرفت.
رس پخته ای که از ظرف گلی بیرون می آوردند برای تهیه سیمان مخصوص، بهترین ماده بود. برای تهیه این سیمان، ماده خام فوق را آسیا و با آهک زنده مخلوط می کردند. از این سیمان برای فرش کردن حیاط، انبار و تمام سطوحی که باید آب بندی می شد، استفاده می کردند. چنانچه این سیمان با شستشو از مواد رنگی خود عاری می شد آن را برای زینت در خیابانهای باغ به کار می بردند.
نوعی گرد سنباده از تأثیر زاج سبز(سولفات آهن) روی شوره به دست می آمد. این گرد، که از نمکهای آهنی غنی است، پس از اینکه خشک و پخته شد ماده قرمز رنگی می دهد که با شستشو، همه نمکهای محلول شونده آن خارج می شود و تنها گل اخرا(قلقتار) باقی می ماند که درصد زیادی ناخالصی دارد. قلقتار را نیز مستقیماً به روش حرارت دادن سولفات آهن به دست می آوردند.
چنانچه آب این گرد سنباده را به ظرف دیگری انتقال دهند، آهنی که در آن محلول مانده است به کمک محلول قلیایی پتاس رسوب داده می شود، این رسوب سولفات پتاسیم است. اگر همین کار با محلول قلیایی سود انجام شود، نمک گلوبر(سولفات سدیم) به دست می آید. سرانجام مانوفاکتورها به عنوان مکمل این ردیف تولیدات، نمک زینت(تارترات دوگانه سدیم و پتاسیم) را تولید می کردند. برای این کار کرم تارتر(تارترات پتانسیم) را که معمولاً به صورت مونیلیه تهیه و یا از آلمان وارد می شد، با محلولی از سود عمل می کردند. همه این نمکها فقط مصرف دارویی داشت و با اینکه به مقدار زیاد مصرف می شد نیازی به تولید کارخانه آنها نبود چون هرکس می توانست آنها را به آسانی و ارزان تولید کند. مثلاً سولفات پتاسیم که در آلمان مستقیماً از اثر پتاسیم برروی زاج سبز(سولفات آهن) تهیه می شد چنان ارزان به فروش می رفت که تقطیرکنندگان اسید نیتریک تولید آن را رها کردند. دیگر نمکهای قلیایی و اکسید منیزیم در محل تولید می شدند؛ کارگران استخراج نمک در مناطق ساحلی لورن، انگلیس و فرانسه بدین کار می پرداختند.
از مادر آب نیتر(یعنی آب تصفیه شوره) مربوط به پخت اول و دوم، منیزی سفید به دست می آوردند. این ماده در مادر آبِ رقیق شده با آب، با کمک محلول قلیایی پتاسیم، ته نشین می شود.


برچسب‌ها: شیمی
+ نوشته شده در  سه شنبه ۲۵ بهمن ۱۳۹۰ساعت 16:29  توسط سيد مصطفي محمدزاده   |