دانلود پروژه:2,2[piperazine-1,4-diylbis(2,1-phenylenenitrilomethylylidene)]diphenol با یون­های فلزی و پیش تغلیظ مس به روش استخراج نقطه ابری شدن و اندازه­گیری آن با استفاده از روش طیف نورسنجی

فهرست عناوین

فصل اولخصوصیات مس

1-1       مس و ویزگی­های آن……………………………………………………………………………………………………………………………………………..2

1-2 کاربردهای مس……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….7

1-3 اثرات زیست محیطی مس………………………………………………………………………………………………………………………………………8

1-4 اثرات مس بر سلامتی انسان…………………………………………………………………………………………………………………………………..9

1-5 تولید مس……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..11

1-6روش­های جداسازی مس………………………………………………………………………………………………………………………………………..13

1-6-1    استخراج………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………13

1-6-2    رسوب­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………14

1-6-3    تعویض یون…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………14

1-7برخی روش­های اندازه­گیری مس………………………………………………………………………………………………………………………..15

1-7-1    روش طیف سنجی جذب اتمی…………………………………………………………………………………………………………………………..15

1-7-2 روش وزن­سنجی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………15

1-7-3    روش الکترووزنی………………………………………………………………………………………………………………………………………………….16

1-7-4    روش­های تیترسنجی…………………………………………………………………………………………………………………………………………..16

1-8        مروری بر روش های اندازه­گیری مس پس از استخراج نقطه ابری…………………………………………………………………..17

1-8-1    جذب اتمی کوره گرافیتی…………………………………………………………………………………………………………………………………..17

1-8-2    اسپکتروفوتومتری………………………………………………………………………………………………………………………………………………..17

1-8-3    اسپکتروسکوپی نشر نوری با پلاسمای جفت شده القایی…………………………………………………………………………………..18

فصل دوم  مقدمه­ای بر استخراج نقطه ابری

2-1       مقدمه ای بر تشکیل کمپلکس……………………………………………………………………………………………………………………………20

2-2       روش­های معمول مطالعه تشکیل کمپلکس………………………………………………………………………………………………………..21

2-3       لزوم مطالعه ثابت­های تشکیل کمپلکس­ها………………………………………………………………………………………………………….23

2-4       روش­های تعیین ثابت­­های تشکیل کمپلکس­ها…………………………………………………………………………………………………..23

2-5       مقدمه­ای بر استخراج…………………………………………………………………………………………………………………………………………..24

2-6       استخراج نقطه ابری……………………………………………………………………………………………………………………………………………..25

2-7       مواد فعال سطحی………………………………………………………………………………………………………………………………………………..27

2-7-1   خصوصیات سورفکتانت مناسب برای استخراج نقطه ابری………………………………………………………………………………….28

2-8       نحوه عملکرد سیستم­های مایسلی………………………………………………………………………………………………………………………28

2-9       طبقه­بندی سورفکتانت­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………..31

2-9-1    سورفکتانت آنیونی………………………………………………………………………………………………………………………………………………32

2-9-2    سورفکتانت کاتیونی…………………………………………………………………………………………………………………………………………….33

2-9-3    سورفکتانت غیر یونی………………………………………………………………………………………………………………………………………….35

2-9-4    سورفکتانت زوج یونی…………………………………………………………………………………………………………………………………………38

2-10     انواع سیستم­های سورفکتانتی و سیستم­های مربوط به جداسازی فاز………………………………………………………………39

2-10-1  سیستم­های مایسلی غیریونی……………………………………………………………………………………………………………………………..40

2-10-2  سیستم‌‌های مایسلی حاوی سورفکتانت یونی…………………………………………………………………………………………………….42

2-10-3  سیستمهای مایسلی حاوی سورفکتانت زوج یون……………………………………………………………………………………………….44

2-11     فاکتورهای مؤثر بر استخراج نقطه ابری………………………………………………………………………………………………………………45

2-11-1  نوع و غلظت سورفکتانت…………………………………………………………………………………………………………………………………….46

2-11-2  اثر pH محیط واکنش……………………………………………………………………………………………………………………………………….48

2-11-3  لیگاند………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….48

2-11-4  دما و زمان تعادل………………………………………………………………………………………………………………………………………………..49

2-11-5  استخراج نقطه ابری و اثرات الکترولیت……………………………………………………………………………………………………………..49

2-12     ارزیابی استخراج نقطه ابری ……………………………………………………………………………………………………………………………….52

2-13     محاسبه بهره استخراج…………………………………………………………………………………………………………………………………………52

2-14     مزایا و معایب استخراج نقطه ابری………………………………………………………………………………………………………………………54

2-14-1  مزایا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..54

2-14-2  معایب………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….55

2-15     کاربرد استخراج نقطه ابری…………………………………………………………………………………………………………………………………55

2-15-1 کاربرد استخراج نقطه ابری برای استخراج نمونه­های جامد………………………………………………………………………………..55

2-15-2 کاربرد استخراج نقطه ابری برای جداسازی نمونه­های بیولوژیکی و بالینی…………………………………………………………56

2-15-3 کاربرد استخراج نقطه ابری برای استخراج و پیش تغلیظ ترکیبات آلی و آلاينده هاي زيست محيطي…………….57

2-15-4 استخراج نقطه ابری برای استخراج کمپلکس­های فلزی و گونه­های معدنی……………………………………………………….57

فصل سومبخش تجربی

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………60

3-1       بررسی برهم کنش لیگاند با تعدادی از فلزات…………………………………………………………………………………………………….60

مواد شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….60

محلول ها………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………61

روش کار……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….68

3-2       بررسی تشکیل کمپلکس مس با لیگانددر حلال استونیتریل……………………………………………………………………………..68

3-2-1   تهیه کمپلکس مس با لیگاند در استونیتریل……………………………………………………………………………………………………….68

3-3       بررسی استوکیومتری و تعیین ثابت تشکیل کمپلکس………………………………………………………………………………………69

3-3-1   تعیین استوکیومتری کمپلکس به روش نسبت مولی ………………………………………………………………………………………..69

3-3-2   تعیین استوکیومتری کمپلکس به روش job………………………………………………………………………………………………………69

3-3-3تعیین ثابت تشکیل کمپلکس…………………………………………………………………………………………………………………………….69

3-4       بهینه سازی روش………………………………………………………………………………………………………………………………………………..70

3-4-1    بررسی تاثیر غلظت لیگاند…………………………………………………………………………………………………………………………………..70

3-4-2    بررسی تاثیر زمان تشکیل کامل کمپلکس ………………………………………………………………………………………………………..70

3-4-3    بررسی اثر دما……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..71

3-4-4    بررسی پایداری کمپلکس …………………………………………………………………………………………………………………………………..71

3-5       بررسی مشخصه های تجزیه ای…………………………………………………………………………………………………………………………..71

3-5-1    بررسی گستره خطی روش………………………………………………………………………………………………………………………………….71

3-6       استخراج نقطه ابری مس(II)………………………………………………………………………………………………………………………………72

شرح آزمایش………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..72

3–7بهینه سازی روش……………………………………………………………………………………………………………………………………………….72

3–7–1بررسی اثر pH……………………………………………………………………………………………………………………………………………………72

3-7-2    بررسی اثر مقدار  لیگاند………………………………………………………………………………………………………………………………………73

3-7-3    بررسی اثر غلظت Triton X114  ………………………………………………………………………………………………………………….73

3-7-4   بررسی قدرت یونی محلول…………………………………………………………………………………………………………………………………..74

3-7-5   بررسی اثر دمای حمام آب گرم……………………………………………………………………………………………………………………………74

3-7-6    بررسی اثر زمان نگه­داری در حمام آب گرم……………………………………………………………………………………………………….74

3-7-7    بررسی اثر زمان سانتریفیوژ ……………………………………………………………………………………………………………………………….75

3-7-8    بررسی اثر حلال………………………………………………………………………………………………………………………………………………….75

3-7-9    بررسی اثر سرعت سانترفیوژ ………………………………………………………………………………………………………………………………75

3-8        بررسی مشخصات تجزیه ای……………………………………………………………………………………………………………………………….76

3–8-1    بررسی تکرار پذیری روش…………………………………………………………………………………………………………………………………..76

3-8-2    بررسی گستره خطی روش………………………………………………………………………………………………………………………………….76

الف………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..76

ب………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….76

3-8-3بررسی تعیین حد تشخیص روش………………………………………………………………………………………………………………………77

3-8-4تعیین فاکتور تغلیظ…………………………………………………………………………………………………………………………………………….77

3-8-5تعیین گزینش­پذیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………77

3-9کاربرد روش…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………78

آماده سازی نمونه حقیقی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………78

شرح آزمایش………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..78

فصل چهارم  بحث و نتیجه­گیری

4-1        بررسی طیف جذبی لیگاند در حلال استونیتریل………………………………………………………………………………………………80

4-2        بررسی برهم­کنش لیگاند با برخی از فلزات……………………………………………………………………………………………………….81

4-3       بررسی تشکیل کمپلکس مس با لیگاند در حلال استونیتریل…………………………………………………………………………..81

4-3-1    تهیه کمپلکس مس با لیگاند در استونیتریل……………………………………………………………………………………………………..82

4-4        بررسی استوکیومتری و تعیین ثابت تشکیل کمپلکس……………………………………………………………………………………..83

4-4-1    تعیین استوکیومتری و ثابت تشکیل کمپلکس به روش نسبت مولی ………………………………………………………………83

4-4-2    تعیین استوکیومتری کمپلکس در استونیتریل به روش job……………………………………………………………………………85

4-5        بهینه سازی روش……………………………………………………………………………………………………………………………………………….86

4-5-1    بررسی تأثیر غلظت لیگاند …………………………………………………………………………………………………………………………………86

4-5-2    بررسی تأثیر زمان تشکیل کامل کمپلکس…………………………………………………………………………………………………………88

4-5-3    بررسی اثر دما……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..89

4-5-4    بررسی پایداری کمپلکس……………………………………………………………………………………………………………………………………90

4-6       بررسی مشخصه های تجزیه ای…………………………………………………………………………………………………………………………..91

4-6-1    بررسی گستره خطی روش………………………………………………………………………………………………………………………………….91

4-7       استخراج نقطه ابری مس (II)……………………………………………………………………………………………………………………………..92

4-8       بهینه سازی روش………………………………………………………………………………………………………………………………………………..95

4-8-1    بررسی اثر pH …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..95

4-8-2    بررسی اثر مقدار لیگاند……………………………………………………………………………………………………………………………………….96

4-8-3    بررسی اثر غلظت  Triton X114…………………………………………………………………………………………………………………..97

4-8-4    بررسی قدرت یونی محلول………………………………………………………………………………………………………………………………….99

4-8-5    بررسی دمای حمام آب گرم……………………………………………………………………………………………………………………………..100

4-8-6    بررسی اثر زمان نگه­داری در حمام آب گرم…………………………………………………………………………………………………….101

4-5-7    بررسی اثر زمان سانتریفیوژ……………………………………………………………………………………………………………………………..102

4-8-8    بررسی اثر حلال……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 103

4-8-9  بررسی اثر سرعت سانتریفیوژ……………………………………………………………………………………………………………………………..105

4-9       بررسی مشخصه­های تجزیه­ای…………………………………………………………………………………………………………………………..106

4-9-1    بررسی تکرارپذیری روش………………………………………………………………………………………………………………………………….106

4-9-2    بررسی گستره خطی روش……………………………………………………………………………………………………………………………….107

الف ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………107

ب ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………108

4-9-3    تعیین حد تشخیص روش………………………………………………………………………………………………………………………………..110

4-9-4    تعیین فاکتور تغلیظ…………………………………………………………………………………………………………………………………………110

4-9-5    گزینش­پذیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………….110

4-10      کاربرد روش…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….111

4-11      بحث و نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………113

فهرست جداول

جدول1-1  خصوصیات مس…………………………………………………………………………………………………………………………………………………4

جدول 1-2فشار بخار مس در دماهای مختلف……………………………………………………………………………………………………………………5

جدول 1-3خواص حرارتی و الکتریکی مس……………………………………………………………………………………………………………………….5

جدول 1-4خواص کریستالوگرافی مس………………………………………………………………………………………………………………………………6

جدول 2-1دمای ابری شدن چندین سورفکتانت غیر یونی با غلظت 1% سورفکتانت…………………………………………………….37

جدول 2-2خصوصیات فازی بعضی از سورفکتانت های زوج یون……………………………………………………………………………………45

جدول 2-3تغییرات دمای ابری شدن با تغییر درصد سورفکتانت……………………………………………………………………………………47

جدول 4-1نتایج حاصل از جذب کمپلکس بر حسب نسبت مولی مس-لیگاند………………………………………………………………85

جدول 4-2نتایج جذب کمپلکس مس (II) بر حسب کسر مولی مس (II)……………………………………………………………………85

جدول 4-3نتایج حاصل از تأثیر غلظت لیگاند بر جذب کمپلکس مس (II)، طول موج nm 417……………………………….87

جدول 4-4بررسی تأثیر زمان تشکیل کامل کمپلکس بر جذب کمپلکس مس (II)، طول موج nm  417…………………88

جدول 4-5نتایج حاصل از تأثیر دما بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 1/6)…………………………………………………………….89

جدول 4-6نتایج حاصل از بررسی پایداری کمپلکس مس (II) (ppm 1/6)…………………………………………………………………90

جدول 4-7نتایج حاصل از بررسی گستره خطی روش در حلال استونیتریل………………………………………………………………….92

جدول 4-8  نتایج حاصل از بررسی تأثیر pH  بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 5/2)……………………………………………..95

جدول 4-9  نتایج حاصل از بررسی تأثیر غلظت لیگاند بر جذب کمپلکس مس(II) (ppm 2/0)………………………………….96

جدول 4-10 نتایج حاصل از بررسی تأثیر غلظت Tx-114(v/v2%) بر جذب کمپلکس مس(II) (ppm 2/0)…………..98

جدول 4-11 نتایج حاصل از بررسی تأثیر غلظت سدیم کلراید بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm2/0)……………………..99

جدول 4-12 نتایج حاصل از بررسی تأثیر دما بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 2/0)…………………………………………….100

جدول 4-13 نتایج حاصل از بررسی تأثیر زمان نگه­داری بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm2/0)…………………………….101

جدول 4-14 نتایج حاصل از بررسی تأثیر زمان سانتریفیوژ بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 2/0)……………………….103

جدول 4-15 نتایج حاصل از تأثیرحلال بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 5/2(………………………………………………………104

جدول 4-16 نتایج حاصل از بررسی تأثیر سرعت سانتریفیوژ بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 2/0)…………………….105

جدول 4-17 نتایج حاصل از بررسی تکرارپذیری روش{ مس (II) (ppm 2/0)، لیگاند (M^6-10×3)}………………… 106

جدول 4-18 نتایج حاصل از بررسی گستره خطی روش…………………………………………………………………………………………………107

جدول 4-19 نتایج حاصل از بررسی گستره خطی روش…………………………………………………………………………………………………109

جدول 4-20 نتایج حاصل از بررسی حد تشخیص روش، جذب محلول شاهد……………………………………………………………….110

جدول 4-21 اندازه­گیری مس در نمونه­های حقیقی آب با تکنیک اسپکتروفوتومتری…………………………………………………..112

جدول 4-22 ارقام شایستگی در اندازه­گیری مس به روش استخراج نقطه ابری با تکنیک اسپکتروفوتومتری………………113

فهرست اشکال

شکل 1-1  مس طبیعی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3

شکل 1-2  جایگاه مس در جدول تناوبی……………………………………………………………………………………………………………………………..3

شکل 1-3  مراحل تولید مس……………………………………………………………………………………………………………………………………………..12

شکل 2-1  استخراج یون فلزی در سیستم استخراج نقطه ابری………………………………………………………………………………………26

شکل 2-2  ساختارهای مختلف سورفکتانت……………………………………………………………………………………………………………………….29

شکل 2-3  دمای بالای CMC مونومر در تعادل دینامیکی با مایسلودمای کمتر از CMC………………………………………29

شکل 2-4  ساختار کلی و انواع سورفکتانت­ها…………………………………………………………………………………………………………………….32

شکل 2-5  ساختار SDS…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..33

شکل 2-6  ساختار EHAC………………………………………………………………………………………………………………………………………………34

شکل 2-7ساختار سورفکتانت کاتیونی CTAB……………………………………………………………………………………………………………..34

شکل 2-8 تجزیه سورفکتانت­های آنیونی و کاتیونی برای تشکیل گروه­هایی با سر مثبت و منفی، پایدارسازی با سورفکتانت با بار منفی و پایدارسازی با مایسل منفی…………………………………………………………………………………………………………35

شکل 2-9  دیاگرام کلی یک مایسل تشکیل یافته از یک سورفکتانت غیریونی………………………………………………………………..36

شکل 2-10 ساختار سری­های سورفکتانت غیریونی Triton X، n برای 114Triton-X به طور میانگین برابر 5/7 است……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..37

شکل 2-11 ساختار آمینوکربوکسیلیک اسید در محیط­های اسیدی، خنثی و بازی………………………………………………………..38

شکل 2-12 ساختار بتائین در محیط اسیدی و خنثی……………………………………………………………………………………………………….38

شکل 2-13 ساختار لسیتین……………………………………………………………………………………………………………………………………………….39

شکل 2-14 دیاگرام فازی محلول آبی از یک پلی­اکسی­اتیلن آلکیل اتر……………………………………………………………………………40

شکل 2-15 دیاگرام فاز محلول آبی سورفکتانت غیر یونی Triton X-114…………………………………………………………………..41

شکل 2-16 نمایش شماتیک یک توده مایسلی از پلی اکسی اتیلن (۱٨-۱٦)-۴- نونیل اتر ………………………………….42

شکل 2-17 نمودار تغییرات دمای ابری شدن برحسب غلظتهای مختلف [SDS] در حضور مقادیر مختلف Bu₄NBr][   ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..43

شکل 2-18 نمودار تغییرات دمای ابری شدن برحسب غلظتهای مختلف [Bu₄NBr][در حضور مقادیر مختلف [SDS]………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..44

شکل 2-19 تاثیر الکترولیت­ها (NaI،NaSCN) بر دمای نقطه ابری یک محلول wt% 2 از 100Triton x- به عنوان تابعی از غلظت و آنیون………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..51

شکل 4-1 لیگاند 2,2[piperazine-1,4-diylbis(2,1phenylenenitrilomethylylidene)]diphenol-…………………………………………80

شکل 4-2  طیف جذبی محلول لیگاند (^5-10×7)، در حلال استونیتریل………………………………………………………………………….81

شکل 4-3  طیف­های جذبی محلول لیگاند در استونیتریل (M^5-10×7) در حضور غلظت­های متغیر از یون مس(II)…..82

شکل 4-4  طیف جذبی کمپلکس مس (II) (ppm 1/6)، لیگاند (M^5-10×5)………………………………………………………………83

شکل 4-5  تغییرات جذب کمپلکس لیگاند-مس بر حسب نسبت مولی مس به لیگاند در  nm 417 در استونیتریل…..84

شکل 4-6  منحنی حاصل از برازش کامپیوتری کمپلکس لیگاند –مس در nm417 در استونیتریل……………………………..84

شکل 4-7  تغییرات جذب کمپلکس مس (II) با روش job.در nm417  در استونیتریل.…………………………………………….86

شکل 4-8  تأثیر غلظت لیگاند بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm0 /1)……………………………………………………………………….87

شکل 4-9  تأثیر تشکیل کامل کمپلکس بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 1/6)، لیگاند(M^5-10×5)…………………….88

شکل 4-10 تأثیر دما بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm1/6)، لیگاند (M^5-10×5)…………………………………………………..89

شکل 4-11 بررسی پایداری کمپلکس مس (II) (ppm 1/6)، لیگاند (M^5-10×5)……………………………………………………….91

شکل 4-12 بررسی گستره خطی روش در حلال استونیتریل……………………………………………………………………………………………92

شکل 4-13 طیف جذبی کمپلکس مس (II) (ppm2/0)-لیگاند (M^6-10×3) قبل از استخراج نقطه ابری نسبت به استونیتریل……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………93

شکل 4-14 طیف جذبی کمپلکس مس (II) (ppm2/0)-لیگاند (M^6-10×3) بعد از استخراج نقطه ابری نسبت به استونیتریل……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………93

شکل 4-15 طرحی از استخراج مس به روش نقطه ابری…………………………………………………………………………………………………..94

شکل 4-16 منحنی تأثیر pH بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 5/2)، لیگاند (M^5-10×3)……………………………………95

شکل 4-17 منحنی تأثیر غلظت لیگاند بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 2/0)…………………………………………………………97

شکل 4-18 منحنی تأثیر غلظتTx-114(v/v2%) بر جذب کمپلکس مس(II) (ppm2/0)، لیگاند (M^6-10×3)..98

شکل 4-19 منحنی تأثیر غلظت سدیم کلراید بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm2/0)، لیگاند (M^6-10×3)…………….99

شکل 4-20منحنی تأثیر دما بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 2/0)، لیگاند (M^6-10×3)……………………………………100

شکل 4-21 منحنی تأثیر زمان نگه­داری بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 2/0)، لیگاند (M^6-10×3)…………………102

شکل 4-22 منحنی تأثیر زمان سانتریفیوژ بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 2/0)، لیگاند (M^6-10×3)……………..103

شکل 4-23 تأثیرحلال بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 54/2(، لیگاند (M^5-10×3)………………………………………….104

شکل 4-24 منحنی تأثیر سرعت سانترفیوژ بر جذب کمپلکس مس (II) (ppm 2/0 (، لیگاند (M^6-10×3)…………..105

شکل 4-25 منحنی کالیبراسیون کمپلکس مس(II) با لیگاند برحسب غلظت­های مختلف مس(II)، لیگاند (M^6-10×3)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..108

شکل 4-26 منحنی کالیبراسیون کمپلکس مس(II) با لیگاند برحسب غلظت­های مختلف مس(II)، لیگاند(M^6-10×5/1)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 109