دانلود پروژه:مطالعه و شبیه‌سازی واکنش‌های نوسانی مبتنی بر سیستم شیمیایی بلوزوف – ژابوتنسکی و کاربرد آن برای آنالیز کمی کاتیون منگنز(II) با استفاده از تکنیک کمی لومینسانس

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه و بررسی منابع ……………………………………………………………………………………….1

1-1 واکنش‌های نورتابی شیمیایی نوسانی …………………………………………………………………………………………….2

1-1-1 ویژگی‌ها و مدل‌های سینتیکی واکنش‌های نوسانی ………………………………………………………………………3

1-1-1-1 مدل لوتکا- ولترا ……………………………………………………………………………………………………………….4

1-1-1-2 مدل بروسلاتور …………………………………………………………………………………………………………………6

1-1-2 مروری بر سیستم‌های نورتابی شیمیایی نوسانی …………………………………………………………………………8

1-1-3 واکنش نوسانی بلوزوف_ ژابوتنسکی (BZ) ……………………………………………………………………………..9

1-1-3-1 اساس واکنش BZ و تغییرات انجام‌گرفته بر روی آن ……………………………………………………………..9

1-1-3-2 مدل اورگوناتور ……………………………………………………………………………………………………………….12

1-1-3-3 گزیده‌ای از شبیه‌سازی‌های انجام‌گرفته بر روی سیستم نوسانی BZ …………………………………………13

1-1-4 کاربردهای سیستم‌های نورتابی شیمیایی نوسانی ……………………………………………………………………….14

1-1-4-1 آنالیزهای کمی انجام‌گرفته با استفاده از سیستم نوسانی BZ ……………………………………………………16

1-1-5 طبیعت واکنش‌های نورتابی شیمیایی ………………………………………………………………………………………17

1-1-5-1 مقتضیات نشر نورتابی شیمیایی ………………………………………………………………………………………….17

1-1-5-2 ملاحظات سینتیکی …………………………………………………………………………………………………………..18

1-1-5-3 دستگاهوری …………………………………………………………………………………………………………………….19

1-2 اندازه‌گیری منگنز (II) در نمونه‌های آب ……………………………………………………………………………………..21

1-3 اهداف پروژه ……………………………………………………………………………………………………………………………23

فصل دوم: مواد و روش­ها ……………………………………………………………………………………………….24

2-1 دستگاه‌های مورد استفاده در کار پژوهشی حاضر …………………………………………………………………………25

2-2 معرف‌ها و مواد شیمیایی …………………………………………………………………………………………………………..25

2-3 تهیه محلول­ها ………………………………………………………………………………………………………………………….25

2-3-1 تهیه محلول مادر پتاسیم برومات ……………………………………………………………………………………………25

2-3-2 تهیه محلول مادر منگنز(II) ……………………………………………………………………………………………………27

2-3-3 تهیه‌ی محلول مادر مالونیک اسید …………………………………………………………………………………………..27

2-3-4 تهیه محلول مادر سولفوریک اسید ………………………………………………………………………………………….27

2-3-5 تهیه محلول حلال‌های آلی دی متیل سولفوکسید(DMSO)، دی متیل فرم آمید(DMF)، استونیتریل ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………28

2-3-6 تهیه محلول سورفکتانت ستیل تری متیل آمونیوم برماید(CTAB) ………………………………………………28

2-3-7 تهیه محلول سورفکتانت سدیم دودسیل سولفات(SDS) ……………………………………………………………28

2-3-8 تهیه محلول‌های سورفکتانت های تریتون X-100 و Tween ……………………………………………………..28

2-3-9 تهیه محلول مادر یون‌های مزاحم ……………………………………………………………………………………………28

2-3-10 نحوه‌ی تهیه و مخلوط کردن واکنشگرها و اندازه‌گیری سیگنال تجزیه‌ای مربوطه در بخش اول (اثر حلال‌های آلی و سورفکتانت ها) ………………………………………………………………………………………………………29

2-3-11 تهیه‌ی محلول‌های محدوده‌ی خطی به منظور آنالیز کمی منگنز ………………………………………………..29

2-3-12 بررسی مزاحمت برخی یون‌های موجود در آب ……………………………………………………………………..30

2-3-13 اندازه‌گیری منگنز(II) در نمونه‌های مختلف آب و نحوه‌ی اسپایک غلظت‌های استاندارد از منگنز (II) به نمونه‌های حقیقی برای بررسی صحت روش …………………………………………………………………………………..30

2-4 نرم‌افزارهای مورد استفاده ………………………………………………………………………………………………………….30

فصل سوم: نتایج و بحث ………………………………………………………………………………………………….32

3-1 بخش اول: شبیه‌سازی مکانیسم های مختلف واکنش‌های نوسانی ……………………………………………………33

3-1-1 مدل لوتکا- ولترا …………………………………………………………………………………………………………………33

3-1-2 مدل بروسلاتور …………………………………………………………………………………………………………………..40

3-1-3 مدل اورگوناتور (واکنش BZ) ………………………………………………………………………………………………43

3-2 بخش دوم: یک روش جدید برای اندازه‌گیری منگنز(II) با استفاده از واکنش نوسانی BZ ………………..51

3-2-1 مکانیسم واکنش نورتابی شیمیایی ………………………………………………………………………………………….53

3-2-2 بهینه‌سازی پارامترها …………………………………………………………………………………………………………….53

3-2-2-1 غلظت مواد واکنش‌دهنده …………………………………………………………………………………………………53

3-2-2-2 تأثیر حلال‌های نا آبی و سورفکتانت ها …………………………………………………………………………….56

3-2-3 بررسی ویژگی‌های تجزیه‌ای روش ………………………………………………………………………………………60

3-2-3-1 نمودار کالیبراسیون …………………………………………………………………………………………………………60

3-2-3-2 محاسبه حد تشخیص …………………………………………………………………………………………………….60

3-2-4 بررسی مزاحمت‌ها …………………………………………………………………………………………………………….61

3-2-5 کاربردهای تجزیه‌ای در حضور نمونه‌های حقیقی و ارزیابی صحت روش ……………………………………64

3-3 نتیجه‌گیری ………………………………………………………………………………………………………………………………66

3-4 پیشنهاد برای کارهای بعدی ……………………………………………………………………………………………………….67

منابع …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 68

فهرست اشکال

شکل ‏1‑1 . منحنی غلظت گونه‌ها بر حسب زمان در مدل لوتکا- ولترا 5

شکل 1-2. منحنی غلظت گونه Y بر حسب غلظت گونه X …………………………………………………………………. 5

شکل 1-3. غلظت حدواسط­ها بر حسب زمان در مدل بروسلاتور ……………………………………………………………7

شکل 1-4. مکانیسم واکنش BZ …………………………………………………………………………………………………….. 12

شکل 1-5. اساس ساختمان دستگاه لومینومتر ………………………………………………………………………………….. 20

شکل ‏3‑1. فرمول نوشته شده در خانه ی B12 و فایل اکسل برنامه­ی ماکرو. 36

شکل ‏3‑2. برنامه‌ی ماکروی نوشته‌شده قبل از اصلاح(a) و بعد از آن  (b). 37

شکل ‏3‑3. فایل شبیه‌سازی شده برای مدل لوتکا- ولترا پس از اجرا و اتمام اجرای برنامه‌ی ماکروی مربوطه  38

شکل ‏3‑4.فایل اکسل دارایScroll bar  برای نمایش بهتر اثر پارامترها برای مدل لوتکا- ولترا  39

شکل ‏3‑5. فایل اکسل دارایScroll bar  برای نمایش بهتر اثر پارامترها در مدل بروسلاتور. 42

شکل ‏3‑6. فایل ماکروی ایجاد شده برای شبیه‌سازی مدل اورگوناتور. 46

شکل ‏3‑7. فایل شبیه‌سازی شده بلافاصله بعد از اجرای برنامه ماکرو و پس از اتمام اجرای آن  46

شکل ‏3‑8. فایل اکسل دارایScroll bar  برای نمایش بهتر اثر پارامترها در سیستم BZ.. 47

شکل ‏3‑9. منحنی نورتابی حاصل از واکنش BZ.. 52

شکل ‏3‑10. بهینه‌سازی غلظت سولفوریک اسید. 54

شکل ‏3‑11. بهینه‌سازی غلظت مالونیک اسید.  55

شکل ‏3‑12. بهینه‌سازی غلظت پتاسیم برومات… 55

شکل ‏3‑13. بررسی اثر حلال‌های آلی DMSO و استونیتریل بر روی واکنش BZ.. 56

شکل ‏3‑14. بررسی اثر حلال DMF بر روی واکنش BZ.. 57

شکل ‏3‑15. اثر سورفکتانت های SDS، CTMAB و Triton X-100 بر روی سیستم BZ.. 58

شکل ‏3‑16. اثر مخلوط حلال DMF و سورفکتانت های SDS و CTMAB بر روی واکنش BZ   59

شکل ‏3‑17. نمودار کالیبراسیون 60

فهرست جداول

جدول‏2‑1. مواد شیمیایی مصرف‌شده برای تهیه محلول‌ها و استانداردها 26

جدول ‏3‑1. پروفایل غلظتی شبیه‌سازی شده برای متغیرها بر حسب زمان و بر حسب همدیگر در مقادیر متفاوت  ثابت سرعت مرحله اول و مقادیر ثابت بقیه پارامترها: K₂=0/5، K₃=1، K₄=0/045، K₅=0/025، 48

جدول ‏3‑2. پروفایل غلظتی متغیرها بر حسب زمان و بر حسب همدیگر در مقادیر متفاوت غلظت اولیه گونه A و مقادیر ثابت بقیه پارامترها: K₁=0/15،K₂=0/5، K₃=1، K₄=0/045، K5=0/025،  time step( =2/5S،  [B].=0/1M. 50

جدول 3-3. نتایج 5 بار اندازه­گیری محلول شاهد ……………………………………………………………………………. 61

جدول ‏3‑4. بررسی مزاحمت برخی یون‌های موجود در آب… 63

جدول ‏3‑5. اندازه‌گیری منگنز(II) در نمونه‌های مختلف آب… 65.