جیوه به عنوان یک فلز سنگین و مایع در دمای اتاق، ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که باعث شده در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای پیدا کند. این فلز دارای خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی است که شامل رسانایی بالا، چگالی زیاد، و قابلیت ترکیب با دیگر فلزات برای تشکیل آمالگام‌ها می‌شود. با وجود خطرات بهداشتی و زیست‌محیطی مرتبط با جیوه، این فلز همچنان در صنایع مختلف، از جمله تجهیزات الکترونیکی، داروسازی، استخراج طلا، و تولید لامپ‌های فلورسنت، استفاده می‌شود. در این مقاله به بررسی کاربردهای جیوه در صنعت و اهمیت آن در برخی از فرآیندهای صنعتی می‌پردازیم.
استفاده از جیوه در تولید لامپ‌های فلورسنت
یکی از کاربردهای جیوه در صنعت، تولید لامپ‌های فلورسنت است. این لامپ‌ها از جیوه برای تولید نور استفاده می‌کنند. وقتی جیوه در داخل لامپ فلورسنت تحریک می‌شود، نور ماوراء بنفش تولید میکند که با عبور از لایه فسفر روی دیواره لامپ، به نور مرئی تبدیل می‌شود. جیوه به دلیل داشتن خواص الکتریکی و توانایی تولید اشعه ماوراء بنفش به طور گسترده در ساخت این نوع لامپ‌ها استفاده می‌شود. با وجود تلاش‌هایی برای کاهش استفاده از جیوه به دلیل مخاطرات زیست‌محیطی، لامپ‌های فلورسنت همچنان یکی از موارد اصلی استفاده از جیوه در صنعت نورپردازی هستند.
کاربرد جیوه در دماسنج‌ها و فشارسنج‌ها
دماسنج‌ها و فشارسنج‌ها از دیگر کاربردهای جیوه در صنعت به شمار می‌روند. جیوه به دلیل داشتن خواص انبساط حرارتی یکنواخت و رسانایی حرارتی بالا، برای اندازه‌گیری دقیق دما و فشار استفاده می‌شود. در دماسنج‌های جیوه‌ای، با افزایش دما، جیوه در لوله باریک به سمت بالا حرکت میکند و دما را نشان می‌دهد. در فشارسنج‌ها نیز از جیوه برای اندازه‌گیری فشار هوا استفاده می‌شود. اگرچه امروزه بسیاری از این ابزارها با مواد جایگزین ساخته می‌شوند، اما دماسنج‌ها و فشارسنج‌های جیوه‌ای هنوز در برخی از صنایع و محیط‌های تحقیقاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
جیوه در تولید باتری‌ها
باتری‌های جیوه‌ای یکی از کاربردهای جیوه در صنعت است. این نوع باتری‌ها به دلیل پایداری بالا و توانایی تولید انرژی مداوم در دماهای مختلف، در دستگاه‌های الکترونیکی حساس و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شدند. در باتری‌های جیوه‌ای، از اکسید جیوه به عنوان کاتد استفاده می‌شود که باعث افزایش طول عمر و کارایی باتری می‌گردد. اگرچه به دلیل مخاطرات زیست‌محیطی، استفاده از باتری‌های جیوه‌ای به شدت کاهش یافته و مواد جایگزین مانند لیتیوم و نیکل-کادمیوم مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما این باتری‌ها همچنان در برخی کاربردهای خاص به کار می‌روند.
استفاده از جیوه در استخراج طلا
یکی از کاربردهای جیوه در صنعت استخراج طلا است. جیوه خالص با طلا ترکیب می‌شود و آمالگام ایجاد میکند که این آمالگام به راحتی قابل جداسازی است. در فرآیند استخراج طلا، جیوه به سنگ معدن طلا افزوده می‌شود تا طلا از سایر مواد جدا شود. سپس با حرارت دادن این آمالگام، جیوه تبخیر می‌شود و طلا به دست می‌آید. این روش به دلیل ساده بودن و کم‌هزینه بودن، به ویژه در معادن کوچک و غیررسمی استفاده می‌شود. با این حال، به دلیل اثرات مخرب زیست‌محیطی و بهداشتی ناشی از آزادسازی بخارات جیوه، استفاده از این روش در بسیاری از کشورها ممنوع شده است.
جیوه در تولید آینه‌ها
جیوه در گذشته به طور گسترده در تولید آینه‌ها استفاده می‌شد. در این روش، یک لایه نازک از جیوه بر روی شیشه قرار داده می‌شد تا سطحی براق و بازتاب‌دهنده ایجاد کند. این آینه‌ها به دلیل کیفیت بالای بازتاب نور، در انواع مختلف دکوراسیون داخلی و حتی ابزارهای علمی مورد استفاده قرار می‌گرفتند. اما با گذشت زمان و کشف مضرات جیوه برای سلامت انسان و محیط زیست، استفاده از جیوه در تولید آینه‌ها به شدت کاهش یافت و جای خود را به مواد ایمن‌تر و پایدارتر مانند نقره و آلومینیوم داد.
کاربرد جیوه در ساخت تجهیزات الکتریکی
جیوه به دلیل رسانایی الکتریکی بالا و قابلیت هدایت حرارتی خوب، در تولید تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در کلیدها و رله‌های الکتریکی، جیوه به عنوان ماده‌ای رسانا عمل میکند و باعث ایجاد یا قطع جریان الکتریکی می‌شود. این نوع کلیدها در کاربردهای خاصی مانند موتورهای بزرگ، تابلوهای برق و سیستم‌های کنترل صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از جیوه در این تجهیزات به دلیل پایداری و دقت بالای آن در قطع و وصل جریان، همچنان در برخی صنایع ادامه دارد، هرچند تلاش‌هایی برای جایگزینی آن با مواد ایمن‌تر صورت گرفته است.
جیوه در تولید کلر و سدیم هیدروکسید
در صنعت تولید کلرو سدیم هیدروکسید از فرآیندی به نام الکترولیز جیوه‌ای استفاده می‌شود. در این فرآیند، جیوه به عنوان کاتد عمل کرده و باعث تولید سدیم از نمک می‌شود. سپس سدیم تولید شده با آب واکنش داده و سدیم هیدروکسید ایجاد میکند. همزمان با این واکنش، کلر نیز به عنوان محصول جانبی تولید می‌شود. اگرچه این روش برای تولید کلر و سدیم هیدروکسید بسیار کارآمد است، اما به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و خطرات ناشی از استفاده از جیوه، تلاش‌هایی برای جایگزینی آن با روش‌های ایمن‌تر صورت گرفته است. بطور کلی بخش چشمگیری از کلر ایرانی از این روش به دست می آید و خرید کلر ایرانی امروزه برای استفاده در صنایع های مختلف بکار برده می شود.
جیوه در صنایع داروسازی
صنایع داروسازی از جیوه به عنوان نگهدارنده و ماده ضدعفونی‌کننده در تولید برخی واکسن‌ها و محصولات دارویی استفاده می‌کردند. یکی از مشتقات جیوه که در این صنعت به کار می‌رفت، تیومرسال است که به عنوان نگهدارنده در واکسن‌ها استفاده می‌شد تا از رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها جلوگیری کند این مورد مشابه قرص کلر است که از رشد باکتری و دیگر میکروارگانیسم ها در آب جلوگیری میکند. اگرچه استفاده از جیوه در داروسازی به دلیل نگرانی‌های مرتبط با سلامت عمومی کاهش یافته است، اما در برخی محصولات خاص، مانند ضدعفونی‌کننده‌ها و مواد محافظتی، همچنان به کار می‌رود.
جیوه در صنعت شیمیایی
در صنعت شیمیایی، جیوه به عنوان کاتالیزور در برخی فرآیندهای تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، در تولید استالدئید از اتیلن، جیوه به عنوان کاتالیزور عمل میکند. همچنین در تولید وینیل کلراید، که ماده اصلی در تولید پلاستیک PVC است، جیوه نقش مهمی ایفا میکند. این کاربردها به دلیل خواص شیمیایی منحصر به فرد جیوه صورت می‌گیرد که می‌تواند واکنش‌های شیمیایی را تسریع کند. با این حال، به دلیل مخاطرات زیست‌محیطی مرتبط با جیوه، استفاده از آن در این صنایع به تدریج کاهش یافته و روش‌های جایگزین معرفی شده‌اند.
استفاده از جیوه در ساخت ابزارهای علمی
ابزارهای علمی مانند طیف‌سنج‌ها و بارومترها نیز از جیوه به عنوان ماده‌ای اساسی بهره می‌برند. در بارومتر، جیوه به دلیل چگالی بالای خود برای اندازه‌گیری فشار هوا استفاده می‌شود. در طیف‌سنج‌ها و سایر ابزارهای دقیق، جیوه به عنوان یک مرجع برای کالیبراسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ابزارها معمولاً در آزمایشگاه‌ها و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، به دلیل خطرات جیوه برای انسان و محیط زیست، بسیاری از این ابزارها با روش‌های دیگر جایگزین شده‌اند.
جیوه در تولید کاتد های باتری‌های الکتروشیمیایی
جیوه در تولید کاتدهای باتری‌های الکتروشیمیایی نیز استفاده می‌شود. در این باتری‌ها، جیوه به عنوان ماده‌ای پایدار و رسانا عمل کرده و به تولید انرژی الکتریکی کمک میکند. استفاده از جیوه در باتری‌های الکتروشیمیایی به دلیل توانایی بالا در تولید جریان‌های پایدار و مداوم، در برخی از تجهیزات الکتریکی حیاتی و حساس اهمیت دارد. اگرچه باتری‌های جیوه‌ای به تدریج با باتری‌های دیگر مانند لیتیومی یا نیکل-کادمیومی جایگزین شده‌اند، اما همچنان در برخی موارد خاص به دلیل عملکرد پایدار و طول عمر بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و سمی بودن جیوه، استفاده از این باتری‌ها کاهش یافته است، اما در برخی کاربردهای خاص و نظامی که به باتری‌های با طول عمر بالا نیاز دارند، همچنان استفاده می‌شوند.
جیوه در ساخت کنتورهای برق
یکی دیگر از کاربردهای جیوه در صنعت، ساخت کنتورهای برق است. در گذشته، کنتورهای الکتریکی جیوه‌ای برای اندازه‌گیری دقیق جریان برق به کار می‌رفتند. در این کنتورها، جیوه به عنوان یک رسانای حساس عمل می‌کرد و تغییرات کوچک در جریان برق را به دقت ثبت می‌کرد. کنتورهای جیوه‌ای به دلیل دقت و پایداری بالای خود، در صنایع برق و تجهیزات الکتریکی حساس مورد استفاده قرار می‌گرفتند. با پیشرفت تکنولوژی و ظهور کنتورهای دیجیتال و هوشمند، استفاده از کنتورهای جیوه‌ای به شدت کاهش یافته و تقریباً منسوخ شده است.
استفاده از جیوه در آمالگام‌های دندانی
یکی دیگر از کاربردهای جیوه در صنعت، استفاده در آمالگام‌های دندان است. آمالگام دندانی ماده‌ای است که از ترکیب جیوه با فلزات دیگر مانند نقره، قلع و مس تشکیل می‌شود و برای پر کردن دندان‌ها استفاده می‌شود. این ماده به دلیل دوام و مقاومت بالا در برابر فشار، در درمان‌های دندانپزشکی به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌شد. با این حال، به دلیل نگرانی‌های مربوط به سلامت و آزادسازی جیوه در بدن، استفاده از آمالگام‌های دندانی در بسیاری از کشورها کاهش یافته است و جایگزین‌های دیگری مانند مواد کامپوزیتی استفاده می‌شوند.
کاربرد جیوه در لامپ‌های بخار جیوه‌ای
لامپ‌های بخار جیوه‌ای یکی از دیگر کاربردهای جیوه در صنعت نورپردازی است. این نوع لامپ‌ها به‌ویژه در نورپردازی‌های عمومی مانند روشنایی خیابان‌ها، استادیوم‌ها و کارخانجات به کار می‌روند. در این لامپ‌ها، بخار جیوه به کمک جریان الکتریکی تحریک می‌شود و اشعه ماوراء بنفش تولید میکند که با عبور از یک لایه فسفر به نور مرئی تبدیل می‌شود. لامپ‌های بخار جیوه‌ای به دلیل توانایی تولید نور قوی و مصرف انرژی نسبتاً کم، در صنعت روشنایی محبوب بوده‌اند. با این حال، به دلیل خطرات زیست‌محیطی و تلاش‌ها برای کاهش استفاده از جیوه، این لامپ‌ها به تدریج با فناوری‌های جدیدتر مانند لامپ‌های LED جایگزین شده‌اند.
جیوه در ساخت ابزارهای هواشناسی
ابزارهای هواشناسی مانند بارومترها و فشارسنج‌ها نیز از جیوه برای اندازه‌گیری فشار جو و تغییرات آن استفاده می‌کنند. در بارومترهای جیوه‌ای، ارتفاع ستون جیوه به تغییرات فشار جو واکنش نشان می‌دهد و از این طریق امکان پیش‌بینی وضعیت هوا فراهم می‌شود. استفاده از جیوه در این ابزارها به دلیل دقت بالای آن در اندازه‌گیری تغییرات کوچک فشار، اهمیت زیادی داشته است. اگرچه امروزه بسیاری از ابزارهای هواشناسی با فناوری‌های الکترونیکی جایگزین شده‌اند، اما بارومترهای جیوه‌ای هنوز در برخی محیط‌های تحقیقاتی و صنعتی کاربرد دارند.
استفاده از جیوه در فرایند تولید استالدئید
استالدئید یکی از ترکیبات شیمیایی است که در تولید بسیاری از مواد شیمیایی دیگر مانند پلاستیک‌ها و رزین‌ها استفاده می‌شود. در فرایند تولید استالدئید از اتیلن، جیوه به عنوان کاتالیزور عمل میکند. این فرآیند به دلیل کارایی بالا و توانایی جیوه در تسریع واکنش‌های شیمیایی به‌طور گسترده در صنعت شیمیایی استفاده می‌شد. با این حال، به دلیل مشکلات زیست‌محیطی و بهداشتی ناشی از استفاده از جیوه، صنایع شیمیایی به تدریج به دنبال جایگزین‌هایی برای این فلز سمی بوده‌اند و روش‌های کاتالیزوری ایمن‌تر و پایدارتر توسعه یافته‌اند.
نتیجه‌گیری
جیوه به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد خود در صنایع مختلف از جمله الکترونیک، نورپردازی، شیمیایی و تولیدکاربردهای گسترده‌ای دارد. این فلز به عنوان یک ماده رسانا، کاتالیزور و حتی در ترکیبات شیمیایی استفاده می‌شود. با این حال، استفاده از جیوه به دلیل خطرات بهداشتی و زیست‌محیطی که به همراه دارد، به مرور کاهش یافته است. در بسیاری از صنایع، تلاش‌هایی برای جایگزینی جیوه با مواد ایمن‌تر و پایدارتر صورت گرفته است. اگرچه جیوه هنوز در برخی فرآیندهای صنعتی و ابزارهای خاص کاربرد دارد، اما به تدریج در حال خارج شدن از چرخه تولید صنعتی است و جای خود را به تکنولوژی‌های جدید و مواد جایگزین می‌دهد.