سرنج یا تترا اکسید سرب (Lead tetroxide) یک ترکیب شیمیایی غیر آلی با فرمول Pb3O4 است. از نظر ظاهری این ترکیب به صورت بلورهای قرمز و نارنجی در طبیعت یافت می باشد که در بسیاری از کاربردها از جمله رنگدانه، لعاب و ضد زنگ استفاده می شود.برخی از نام‌های رایج سرب قرمز(سرنج) عبارتند از: اکسید سرب (II) ، مینیوم ، اکسید سرب، قرمز سرب ، گلوله قرمز ، Saturnine red ، تترا اکسید سرب ، Venetian red

در کشورمان ایران در جشن های چهارشنبه سوری مردم از سرنج در نارنجک های دستی به عنوان اکسید کننده قوی استفاده می کنند. این ماده شیمیایی با افزایش حرارت ، تجزیه می شود و دودی شیری رنگ و اکسیژن تولید می کند. 

فهرست عناوین

ترکیبات سرب در بیشتر رنگ های موجود در جهان همچون رنگ سفید برای افزایش کیفیت ، مورد استفاده قرار می گیرند. زمانی که اکسید سرب با هوا در دمای بالای ۴۰۰ درجه واکنش می دهد ، سرنج بدست می آید.در طب سنتی چینی از سرنج برای درمان کرم های حلقوی و زخم ها استفاده می شود، اگرچه این عمل به دلیل سمی بودن آن محدود است. همچنین، azarcón، یک داروی سنتی مکزیکی برای اختلالات گوارشی، حاوی حداکثر 95٪ اکسید سرب است.

پیشینه کشف سرنج

سرنج، که به عنوان مینیوم یا اکسید سرب (II) نیز شناخته می شود، از دوران باستان شناخته شده بود. اولین شواهد استفاده از سرنج به مصر باستان در حدود 4000 سال قبل از میلاد مسیح باز می گردد. مصریان باستان از سرنج برای رنگ آمیزی ظروف، مجسمه ها و نقاشی های دیواری استفاده می کردند.

تاریخچه سرنج

سرنج همچنین در یونان باستان و روم باستان شناخته شده بود. یونانیان باستان از سرنج برای رنگ آمیزی سفال و رومیان باستان از آن برای رنگ آمیزی کوزه ها و مجسمه ها استفاده می کردند.

در قرون وسطی، سرنج در اروپا به طور گسترده ای برای رنگ آمیزی شیشه، لعاب و نقاشی استفاده می شد. همچنین در دوره‌های باستان و قرون وسطی از آن به عنوان رنگدانه در تولید نسخه‌های خطی تذهیب شده استفاده می‌شد و نام خود را به مینیوم یا مینیاتور، سبکی از نقاشی که با آن رنگ نقاشی می‌شد، تغییر داد.

در قرن 17، سرنج به عنوان یک ماده ضد زنگ برای محافظت از فلز از زنگ زدگی کشف شد.در قرن 19، سرنج در تولید رنگدانه ها، لعاب ها و سرامیک ها استفاده می شد. همچنین در تولید باتری ها و سایر مواد شیمیایی استفاده می شد

ساختار سرنج(اکسید سرب)

سرنج یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی Pb3O4 است. این یک پودر قرمز یا نارنجی است که از سرب و اکسیژن تشکیل شده است.

ساختار بلوری سرنج تتراگونال است. هر اتم سرب توسط چهار اتم اکسیژن احاطه شده است. ساختار بلوری سرنج در زیر نشان داده شده است.

روش تولید و تهیه سرنج

سرنج، که به عنوان قرمز سرب یا گلوله قرمز نیز شناخته می شود، با حرارت دادن مردارسنگ (سرب کربنات) به دست می آید.

روش سنتی:

  1. سنگ معدن سرب: سنگ معدن سرب استخراج و خرد می شود.
  2. کوره: این سنگ معدن خرد شده در کوره ای با دمای بالا (حدود 700 درجه سانتی گراد) حرارت داده می شود.
  3. دی اکسید کربن: در این فرآیند، دی اکسید کربن آزاد می شود و سرب کربنات (مردارسنگ) به دست می آید.
  4. سرنج: مردارسنگ به طور جداگانه در کوره ای دیگر با دمای بالاتر (حدود 850 درجه سانتی گراد) حرارت داده می شود.
  5. اکسیژن: در این فرآیند، اکسیژن با سرب کربنات ترکیب می شود و سرنج (اکسید سرب (II)) به دست می آید.

روش صنعتی:

  1. سرب: سرب خالص به عنوان ماده اولیه استفاده می شود.
  2. اسید نیتریک: سرب با اسید نیتریک رقیق شده در دمای 120 درجه سانتی گراد واکنش داده و محلول نیترات سرب را به دست می دهد.
  3. سود سوزآور: محلول نیترات سرب با سود سوزآور واکنش داده و هیدروکسید سرب را به دست می دهد.
  4. کوره: هیدروکسید سرب در کوره ای با دمای 480 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود و سرنج (اکسید سرب (II)) به دست می آید.

تولید سرنج یک فرآیند خطرناک است و باید توسط افراد متخصص انجام شود.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی سرنج

این محصول شیمیایی اکسید کننده ای قوی با خاصیت انفجاری می باشد.از دیگر خواص و ویژگی های تترا اکسید سرب می توان به بهبود و افزایش خاصیت کشسانی لعاب شده اشاره کرد. همچنین این محصول شیمیایی می تواند به نرم کردن و افزایش خاصیت انعطاف پذیری لعاب، کمک بسیار بزرگی کند.

ویژگیمقدار
نامسرنج
فرمول شیمیاییPb3O4
جرم مولی685.606 گرم در مول
ظاهرپودر قرمز یا نارنجی
بوبی بو
چگالی9.11 گرم در سانتی متر مکعب
نقطه ذوب875 درجه سانتی گراد
نقطه جوش1470 درجه سانتی گراد

سرب قرمز تقریباً در آب و اتانول نامحلول است. با این حال، در اسید هیدروکلریک موجود در معده محلول است و بنابراین هنگام مصرف سمی است. همچنین در اسید استیک یخبندان و مخلوط رقیق اسید نیتریک و پراکسید هیدروژن حل می شود.

هنگامی که تا 500 درجه سانتیگراد گرم می شود، به اکسید سرب (II) و اکسیژن تجزیه می شود. در دمای 580 درجه سانتیگراد، واکنش کامل می شود.اگرچه سرنج ماده ای نامحلول در آب است اما حضور آن در برخی از واکنش ها می تواند به حلالیت هرچه بهتر اکسیدهای رنگی کمک کند.

کاربردها و موارد استفاده از سرنج

امروزه از سرنج برای صنایع گوناگون استفاده می شود و کاربردهای گسترده ای در زمینه های مختلف دارد‌. در این قسمت سعی داریم شما را با برخی از کاربردهای اصلی این ترکیب آشنا کنیم.

رنگ ها: سرنج به عنوان رنگدانه برای ایجاد رنگ قرمز یا نارنجی استفاده می شود. این رنگ در رنگ های روغنی، لاتکس و آبرنگ استفاده می شود.

لعاب ها: همچنین سرنج به عنوان لعاب برای ایجاد رنگ قرمز یا نارنجی استفاده می شود. این لعاب در سفال، سرامیک و چینی استفاده می شود.

سرامیک ها: این ترکیب به عنوان رنگدانه یا لعاب در تولید سرامیک استفاده می شود. این سرامیک ها در کاشی، ظروف و مجسمه ها استفاده می شوند.

ضد زنگ ها: سرنج به عنوان ضد زنگ برای محافظت از فلز از زنگ زدگی استفاده می شود. این ضد زنگ ها در پل ها، کشتی ها و خودروها استفاده می شوند.

باتری ها: دیگر اینکه این ماده در تولید باتری های سرب اسیدی استفاده می شود. این باتری ها در خودروها، قایق ها و تجهیزات صنعتی استفاده می شوند.

آتش‌بازی: سرنج یا تترا اکسید سرب، به دلیل خاصیت اکسید کنندگی قوی، در ساخت مواد منفجره و به تبع آن در برخی از انواع آتش بازی ها کاربرد دارد.مکانیزم انفجار اکلیل سرنج به‌طور خلاصه به این گونه است: از آنجا که آلومینیوم به عنوان کاهنده تمایل زیادی برای واکنش با کاتیونهای اکسنده سرب (Pb(II) و Pb(IV)) دارد و برای واکنش با این کاتیونها با سرنج وارد واکنش می‌شود و در این واکنش اکسایش-کاهش، آلومینیوم به آلومینیوم اکسید و سرنج به سرب تبدیل می‌شود.این واکنش به شدت گرماده بوده و در محیط بسته با انفجار همراه است.

کاربردهای دیگر: سرنج در کاربردهای دیگری از جمله موارد زیر استفاده می شود:

  • صنعت شیشه: سرنج برای رنگ آمیزی شیشه نیز استفاده می شود.
  • صنعت پلاستیک:از دیگر کاربردهای سرنج میتوان به رنگ آمیزی پلاستیک اشاره کرد.
  • صنعت نساجی: سرنج برای رنگ آمیزی پارچه هم استفاده می شود.
  • صنعت کاغذ: از سرنج برای رنگ آمیزی کاغذ هم استفاده می کنیم.

خطرات و مشکلات سلامتی سرنج

همانطور که می‌دانیم سرب فلزی است که پس از آهن ، آلومینیوم ، مس و روی ، پرکاربردترین فلز در جهان به شمار می آید. اما به مرور زمان سرب در حال از دست دادن کارکردهای قدیمی اش می باشد ، زیرا سمیت آن برای انسان و محیط زیست روز به روز شناخته تر می شود. بنابراین سرنج بسیار سمی و خطرناک است و می تواند باعث مشکلات سلامتی متعددی از جمله موارد زیر شود:

  • مسمومیت: مسمومیت با سرب می تواند منجر به علائمی مانند خستگی، سردرد، درد عضلات، یبوست، تحریک پذیری، بی خوابی، کم خونی، آسیب به مغز و عصبی و در موارد شدید مرگ شود.
  • آسیب به سیستم عصبی: سرب می تواند به سیستم عصبی، به ویژه مغز و اعصاب در حال رشد در کودکان آسیب برساند. این می تواند منجر به مشکلات یادگیری، حافظه، تمرکز و رفتار شود.
  • آسیب به سیستم تولید مثل: سرب می تواند به سیستم تولید مثل در مردان و زنان آسیب برساند. این می تواند منجر به ناباروری، سقط جنین و نقص مادرزادی شود.
  • مشکلات تنفسی: می تواند باعث تحریک ریه ها و سرفه شود.
  • سرطان: سرب به عنوان یک ماده سرطان زا شناخته شده است. قرار گرفتن در معرض سرب می تواند خطر ابتلا به سرطان ریه، کلیه، معده و مغز را افزایش دهد.

شرایط نگهداری و بسته‌بندی سرنج(اکسیدسرب)

شرایط نگهداری : سرنج باید در مکانی خنک، خشک و دور از نور خورشید نگهداری شود.دمای مناسب برای نگهداری سرنج بین 15 تا 25 درجه سانتیگراد است.رطوبت مناسب برای نگهداری سرنج بین 30 تا 50 درصد است.این ماده باید دور از مواد قابل اشتعال و مواد شیمیایی خورنده نگهداری شود.سرنج باید در ظروف دربسته و غیرقابل نفوذ نگهداری شود.

به هیچ عنوان نباید این ترکیب شیمیایی را حتی به مقدار کم  در کنار اکلیل قرار دهید ، زیرا فعل و انفعالات شیمیایی بین این ترکیبات باعث جرقه و آتش سوزی می شود. اگر مقدار این دو ماده زیاد باشد و شرایط نگهداری خوبی نیز فراهم نباشد احتمال انفجار وجود خواهد داشت.

بسته‌بندی : سرنج باید در ظروف پلاستیکی یا فلزی با درب محکم بسته بندی شود.ظروف سرنج باید دارای برچسب باشند که نام محصول، تاریخ تولید، تاریخ انقضا و هشدارهای ایمنی را نشان دهد.سرنج باید در ظروف ثانویه مانند جعبه یا کارتن قرار داده شود تا از آسیب دیدن در حین حمل و نقل محافظت شود.

نکات ایمنی کار با سرنج

افرادی که با مقادیر گوناگونی از سرنج سر و کار دارند، می بایست نکات ایمنی اولیه را رعایت کنند. این نکات شامل:

استفاده از روپوش مناسب و دستکش محافظ: با رعایت این امر، آسیب های وارده بر پوست را به حداقل می رسانید و دیگر شاهد مشکلات پوستی نخواهید بود.

استفاده از ماسک های مخصوص: از آنجایی که این محصول شیمیایی حالت پودری و گردی دارد، در هنگام جابه جایی ممکن است گردهای آن در هوا پخش شود، به همین علت توصیه می شود که از ماسک های تنفسی مخصوص استفاده شود.

استفاده از عینک های مخصوص: در صورتی که سرنج درمجاورت چشم قرار گیرد، می‌ تواند باعث سوزش و خارش شدید شود. به همین علت توصیه می شود که از عینک های مخصوص و محافظ استفاده کنید تا مشکلات این چنینی به حداقل برسد.

پیشنهاد مطالعه