(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

 

چکیده

در این کار تحقیقاتی، روش ساده و آسان یک مرحله ای میکرو استخراج مایع مایع پخشی در سرنگ، برای تغلیظ مقادیر كم پالادیوم در نمونه های آب، به عنوان یک مرحله آماده سازی، قبل از اندازه گیری با اسپکتروفوتومتری ماوراء بنفش – مرئی  بکار گرفته شد. در روش ارائه شده، به عنوان واحد استخراج کننده، فقط از یك سرنگ پلاستیکی معمولی استفاده شده است. دراین روش، مخلوط رودانین به عنوان عامل کمپلکس دهنده، بنزیل الكل به عنوان حلال استخراجی و اتانول به عنوان حلال پخشی، به سرعت توسط سرنگ به ٥ میلی لیتر نمونه پالادیوم كه در یک سرنگ پلاستیکی ١۰ میلی لیتری قرار داشت، تزریق گردید. اثر پارامترهای موثر بر استخراج كمپلكس پالادیوم –رودانین، مانند نوع و حجم حلال های پخشی و استخراجی و pH محلول آبی مورد بررسی قرار گرفته و بهینه شدند. تحت شرایط بهینه، برای روش پیشنهادی محدوده خطی منحنی كالیبراسیون بین ٢٠٠٠-١٢۰ میكرو گرم بر لیتر پالادیوم و مقدار انحراف استاندارد نسبی ٨١/٥ درصد به دست آمد. حد تشخیص روش ٠٧٥/٠ میكروگرم بر لیتر محاسبه شد. این روش به طرز موفقیت آمیزی برای تعیین پالادیوم در نمونه های آب بکار رفت.

کلمات کلیدی: میکرو استخراج مایع- مایع پخشی در سرنگ، پالادیوم، اسپکتروفوتومتری ماوراء بنفش – مرئی

 

 فهرست مطالب

عنوان                                                                                                              صفحه

فصل اول. ١

پالادیوم و روش های تجزیه آن. ١

١-١- عنصر پالادیوم. ٢

١-٢- خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم. ٢

١-٣- کاربردهای پالادیوم. ٣

١-٤- مشکل تعیین Pd در نمونه های محیطی.. ٤

١-٥- روش های اندازه گیری و شناسایی پالادیوم. ٥

١-٥-١- روش های اسپکتروفتومتری.. ٥

١-٥-٢- روش فلورسانس اشعه ایکس… ٥

١-٥-٣- روش اسپکتروسکوپی جذب اتمی الکتروترمال. ٥

١-٥-٤- اسپکتروسکوپی جذب اتمی شعله ای.. ٦

١-٥-٥- اسپکتروسکوپی جرمی ترکیب شده  با پلاسما ٦

١-٥-٦- روش های الکتروشیمیایی.. ٦

١-٦- رودانین.. ٧

١-٧- سورفاکتانت.. ٧

فصل دوم. ۹

مروری بر روش های میکرواستخراج مایع- مایع پخشی.. ۹

٢-١- مقدمه. ١۰

٢-٢- میکرواستخراج مایع– مایع پخشی ) (DLLME. ١٢

٢-٣- انواع روش های میکرواستخراج. ١٤

٢-٣-١-  استخراج فاز جامد پخشی (DSPE) ١٤

٢-٣-٢- میکرواستخراج تک قطره (SDME) ١٥

٢-٣-٣- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی کمک شده با مگنت آهنربایی (MSA-DLLME) ١٥

٢-٣-٤- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی با کاهش مصرف حلال (DLLME-LSC) ١٥

٢-٣-٥- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی مایع یونی کنترل شده دمایی (TIL-DLLME) ١٦

٢-٣-٦- میکرو استخراج مایع مایع پخشی بر اساس انجماد قطرات آلی شناور (SFO-DLLME) ١٧

٢-٣-٧- کاربردهای میکرو استخراج مایع- مایع پخشی.. ١٧

فصل سوم. ١٨

بخش تجربی.. ١٨

٣-١- مقدمه. ١۹

٣-٢- مواد و تجهیزات.. ١۹

٣-٢-١- مواد شیمیایی.. ١۹

٣-٢-٢- تجهیزات و وسایل.. ١۹

٣-٣- تهیه محلولهای استاندارد. ٢٠

٣-٤- نحوه تشکیل کمپلکس پالادیوم-رودانین و استخراج آن. ٢٠

٣-٥- بهینه سازی شرایط استخراج. ٢٢

٣-٥-١- جنس حلال استخراجی.. ٢٢

٣-٥-٢- حجم حلال استخراجی.. ٢٣

٣-٥-٣- نوع حلال پخشی.. ٢٤

٣-٥-٤- حجم حلال پخشی.. ٢٥

٣-٥-٥- اثرpH.. ٢٦

٣-٥-٦- تعیین غلظت بهینه سورفاکتانت.. ٢٧

٣-٥-٧- تعیین غلظت بهینه لیگاند. ٢٨

٣-٦- ارقام شایستگی روش… ٣۰

٣-٦-١- منحنی کالیبراسیون. ٣۰

٣-٦-٢- حد تشخیص… ٣١

٣-٦-٣- فاکتور تغلیظ.. ٣٢

٣-٧- تجزیه نمونه های حقیقی.. ٣٢

٣-٧-١- اندازه گیری پالادیوم در نمونه آب شهر. ٣٢

٣-٧-٢- آماده سازی نمونه کاتالیزور اتومبیل.. ٣٣

٣-٧-٣- اندازه گیری پالادیوم در کاتالیزور اتومبیل.. ٣٤

٣-٨- مقایسه روش پیشنهادی با سایر روش های اندازه گیری پالادیوم. ٣٤

3-9- نتیجه گیری.. ٣٥

 

 

فهرست شکل ها

شکل ١-١.ساختار مولکولی رودانین ………………………………………………………………………………………………………………………….٧ 

شکل ١-٢. شماتیکی از ساختار سورفاکتانت  مورد استفاده در این تحقیق (CpC) ……………………………………………٨

شکل ٢-١. شماتیکی از میکرو استخراج مایع- مایع پخشی…………………………………………………………………………………….١٤

شکل ٢-٢. مقاله های چاپ شده در ارتباط با تکنیک میکرو استخراج مایع- مایع پخشی برای استخراج یونهای

فلزی و ترکیبات آلی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..١٧

 

شکل ٣-١. مراحل انجام میکرو استخراج مایع- مایع پخشی در سرنگ ………………………………………………………………..٢١

شکل ٣- ٢.کمپلکس رودانین با فلزات پالادیوم, نقره, طلا…………………………………………………………………………………….٢١

شکل ٣-٣.  طیف مربوط به شاهد و کمپلکلس پالادیوم-رودانین ………………………………………………………………………..٢٢

شکل٣-٤. اثر نوع حلال استخراجی بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………………………..٢٣

شکل ٣-٥. اثر تغییر حجم حلال استخراجی بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………….٢٤

شکل٣-٦. اثر نوع حلال پخشی بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………………………………٢٥

شکل ٣-٧.اثر تغییر حجم حلال پخشی بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………………….٢٦

شکل ٣-٨. اثر pH بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………………………………………………….٢٧

شکل ٣-۹. اثر تغییر غلظت لیگاند رودانین بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ……………………………………٢٨

شکل ٣-١۰. اثر تغییر غلظت لیگاند رودانین بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………….٢۹

شکل ٣-12. منحنی کالیبراسیون استخراج پالادیوم توسط تکنیک میکرو استخراج مایع- مایع پخشی با بهره گرفتن از

لیگاند رودانین ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….٣۰

شکل ٣-١3. طریقه آماده سازی نمونه…………………………………………………………………………………………………………………….٣٣

شکل ٣-١4. منحنی افزایش استاندارد در کاتالیزور اتومبیل توسط تکنیک میکرو استخراج مایع- مایع پخشی با

استفاده از لیگاند رودانین………………………………………………………………………………………………………………………………………….٣٤
 

فهرست علائم

 

مولاریته
M
طول موج
λ)nm(
قسمت در میلیون (میلی گرم بر لیتر)
ppm(mg.L-1)
قسمت در بیلیون (میکرو گرم بر لیتر)
ppb(μg.L-1)
چگالی (گرم بر سانتیمتر مکعب)
d(g.cm-3)
فلورسانس اشعه ایکس
                                 XRF
اسپکترومتری پلاسمای القایی جفت شده
                                 ICP
اسپکترومتری جذب اتمی
                                AAS
کروماتوگرافی گازی
                                 GC
اسپکتروفوتومتری جذبی ماوراء بنفش- مرئی
                           UV-VIS   
میکرو استخراج مایع- مایع پخشی
                            DLLME
میکرو استخراج فاز مایع
                    LPME                       
میکرو استخراج با قطره
                             SDME
میکرو استخراج فاز جامد
                             SPME
میکرو استخراج با جریان پیوسته
                             CFME
میکرو استخراج با قطره شناور مستقیم
                          DSDME
میکرو استخراج با قطره در فضای فوقانی
                        HS-SDME
میکرو استخراج براساس انجماد قطره شناور آلی
SFDME
میکرو استخراج مایع مایع پخشی بر اساس انجماد قطرات آلی شناور
SFO-DLLME
میکرواستخراج مایع-مایع پخشی با حلال
LLME-LSC
میکرواستخراج مایع-مایع پخشی همراه با مگنت آهنربایی
MSA-DLLME
سیتیل پریدینیوم کلراید منو هیدرات
CPC
رودانین                                                                                       PDR

 

 فهرست جداول

جدول ١–١– خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی پالادیم………………………………………………………………………………………………………………………………………٣
جدول ٣-١- شرایط بهینه برای استخراج کمپلکس پالادیوم-رودانین………………………………………………….٢۹
جدول ٣-٢-ارقام با ارزش در اندازه گیری پالادیوم به روش میکرواستخراج مایع-مایع پخشی…………..٣١
جدول ٣-٣-مقایسه روش میکرواستخراج مایع-مایع پخشی با سایر روشها…………………………………………٣٥
 

فصل اول
 

پالادیوم و روش های تجزیه آن
١-١- عنصر پالادیم

پالادیم عنصری فلزی به رنگ سفید است که در سال١٨٣٠ توسط ویلیام ولاستون دانشمند انگلیسی کشف گردید. این ماده معمولأ همراه کانیهای پلاتین، مس و جیوه یافت می شود. نام  این عنصر از آستروئید پالاس گرفته شده است. پالاس نام یک الهه یونانی است، الهه حکمت و فرزانگی. پالادیم همراه با پلاتین و دیگر فلزات گروه پلاتین در نهشته های پلاسر روسیه و آمریکای جنوبی، آمریکای شمالی، اتیوپی و استرالیا یافت می شود. این عنصر همچنین در نهشته های مس – نیکل در آفریقای جنوبی و اونتاریو یافت می شود. پالادیم را میتوان از فلزات گروه پلاتین نیز جدا نمود. آفریقای جنوبی و روسیه، تولید کنندگان بزرگ جهانی فلزات اصلی گروه پلاتین بخصوص پالادیم هستند. در شوروی سابق، پلاتین به عنوان محصول فرعی از استخراج پالادیم و در کانادا، پلاتین به عنوان محصول فرعی از استخراج نیکل، تولید می شود. آفریقای جنوبی تنها کشوری است که پلاتین را به عنوان ماده اولیه استخراج می کند. اگر در بازار جهانی در عرضه آنها وقفه رخ دهد لازم است که همه کشورهای مصرف کننده حداقل برای مصرف یک سال این ماده ذخیره داشته باشند [1].

١-٢- خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم
همانگونه که ذکر شد، پالادیوم یک فلز سفید – نقره ای متالیک و نرم است که شبیه پلاتین بوده، در مجاورت هوا سیاه نمی‌شود. این فلز با چگالی اندک خود، پایین‌ترین نقطه ذوب را در میان فلزات گروه پلاتین دارد. زمانی که به آن حرارت داده شود، به میزان زیاده کشیده و نرم شده، در دمای سرد سفت و محکم می‌شود. پالادیوم به‌شدت با ترکیبات گوگردی و اسید نیتریک ترکیب شده، به‌آرامی در اسید کلریدریک حل می‌شود. همچنین این فلز در دماهای معمولی با اکسیژن ترکیب نمی‌شود و به طرز غیر معمول و بسیار عجیبی خاصیت جذب هیدروژن را تا ۹۰۰  برابرحجم خود در دمای اتاق داشته است. حالتهای معمولی اکسیداسیون پالادیوم +۲، +۳ و +۴ می‌باشد. اخیرا ترکیبات پالادیوم که در آن، این عنصر اکسیداسیون +۶ دارد هم سنتز شده است[1].

در جدول ١-١ مطالبی در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم آورده شده است [2].

 

جدول ١–١– خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی پالادیم
٤٦
عدد اتمی
١۰٦/٤٢
جرم اتمی
٢٦١۰ درجه سانتیگراد
نقطه ذوب
٤٨٢٥  درجه سانتیگراد
نقطه جوش
سفید نقره ای
رنگ
جامد
حالت استاندارد
٤ و٢
حالت اکسیداسیون
۹/١١ گرم بر سانتیمتر مکعب
چگالی
١-٣- کاربردهای پالادیوم
از پالادیوم در تجهیزات و سیستمهای سوئیچینگ مخابراتی استفاده می‌شود. همچنین این ماده کاتالیزورهای خوبی، مخصوصا درعمل تصفیه نفت محسوب می شود که سرعت