بخش تجربي18
3-1- مقدمه1?
3-2- مواد و تجهيزات1?
3-2-1- مواد شيميايي1?
3-2-2- تجهيزات و وسايل1?
3-3- تهيه محلولهاي استاندارد20
3-4- نحوه تشکيل کمپلکس پالاديوم-رودانين و استخراج آن20
3-5- بهينه سازي شرايط استخراج22
3-5-1- جنس حلال استخراجي22
3-5-2- حجم حلال استخراجي23
3-5-3- نوع حلال پخشي24
3-5-4- حجم حلال پخشي25
3-5-5- اثرpH26
3-5-6- تعيين غلظت بهينه سورفاکتانت27
3-5-7- تعيين غلظت بهينه ليگاند28
3-6- ارقام شايستگي روش3?
3-6-1- منحني کاليبراسيون3?
3-6-2- حد تشخيص31
3-6-3- فاکتور تغليظ32
3-7- تجزيه نمونه هاي حقيقي32
3-7-1- اندازه گيري پالاديوم در نمونه آب شهر32
3-7-2- آماده سازي نمونه کاتاليزور اتومبيل33
3-7-3- اندازه گيري پالاديوم در کاتاليزور اتومبيل34
3-8- مقايسه روش پيشنهادي با ساير روشهاي اندازه گيري پالاديوم34
3-9- نتيجه گيري35
فهرست شکل ها
شکل 1-1.ساختار مولکولي رودانين ………………………………………………………………………………………………………………………….7
شکل 1-2. شماتيکي از ساختار سورفاکتانت مورد استفاده در اين تحقيق (CpC) ……………………………………………8
شکل 2-1. شماتيکي از ميکرو استخراج مايع- مايع پخشي…………………………………………………………………………………….14
شکل 2-2. مقاله هاي چاپ شده در ارتباط با تکنيک ميکرو استخراج مايع- مايع پخشي براي استخراج يونهاي

فلزي و ترکيبات آلي ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..17
شکل 3-1. مراحل انجام ميکرو استخراج مايع- مايع پخشي در سرنگ ………………………………………………………………..21
شکل 3- 2.کمپلکس رودانين با فلزات پالاديوم, نقره, طلا…………………………………………………………………………………….21
شکل 3-3. طيف مربوط به شاهد و کمپلکلس پالاديوم-رودانين ………………………………………………………………………..22
شکل3-4. اثر نوع حلال استخراجي بر ميکرواستخراج کمپلکس پالاديم-رودانين ………………………………………………..23
شکل 3-5. اثر تغيير حجم حلال استخراجي بر ميکرواستخراج کمپلکس پالاديم-رودانين ………………………………….24
شکل3-6. اثر نوع حلال پخشي بر ميکرواستخراج کمپلکس پالاديم-رودانين ………………………………………………………25
شکل 3-7.اثر تغيير حجم حلال پخشي بر ميکرواستخراج کمپلکس پالاديم-رودانين ………………………………………….26
شکل 3-8. اثر pH بر ميکرواستخراج کمپلکس پالاديم-رودانين ………………………………………………………………………….27
شکل 3-?. اثر تغيير غلظت ليگاند رودانين بر ميکرواستخراج کمپلکس پالاديم-رودانين ……………………………………28
شکل 3-1?. اثر تغيير غلظت ليگاند رودانين بر ميکرواستخراج کمپلکس پالاديم-رودانين ………………………………….2?
شکل 3-12. منحني کاليبراسيون استخراج پالاديوم توسط تکنيک ميکرو استخراج مايع- مايع پخشي با استفاده از
ليگاند رودانين ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….3?
شکل 3-13. طريقه آماده سازي نمونه…………………………………………………………………………………………………………………….33
شکل 3-14. منحني افزايش استاندارد در کاتاليزور اتومبيل توسط تکنيک ميکرو استخراج مايع- مايع پخشي با
استفاده از ليگاند رودانين………………………………………………………………………………………………………………………………………….34
فهرست علائم
مولاريتهMطول موج?)nm(قسمت در ميليون (ميلي گرم بر ليتر)ppm(mg.L-1)قسمت در بيليون (ميکرو گرم بر ليتر)ppb(?g.L-1)چگالي (گرم بر سانتيمتر مکعب)d(g.cm-3)فلورسانس اشعه ايکس XRFاسپکترومتري پلاسماي القايي جفت شده ICPاسپکترومتري جذب اتمي AASکروماتوگرافي گازي GCاسپکتروفوتومتري جذبي ماوراء بنفش- مرئي UV-VIS ميکرو استخراج مايع- مايع پخشي DLLMEميکرو استخراج فاز مايع LPME ميکرو استخراج با قطره SDMEميکرو استخراج فاز جامد SPMEميکرو استخراج با جريان پيوسته CFMEميکرو استخراج با قطره شناور مستقيم DSDMEميکرو استخراج با قطره در فضاي فوقاني HS-SDMEميکرو استخراج براساس انجماد قطره شناور آليSFDMEميکرو استخراج مايع مايع پخشي بر اساس انجماد قطرات آلي شناورSFO-DLLMEميکرواستخراج مايع-مايع پخشي با حلال LLME-LSCميکرواستخراج مايع-مايع پخشي همراه با مگنت آهنرباييMSA-DLLMEسيتيل پريدينيوم کلرايد منو هيدراتCPCرودانين PDR

فهرست جداول
جدول 1-1- خواص اتمي، فيزيکي و شيميايي پالاديم………………………………………………………………………………………………………………………………………3جدول 3-1- شرايط بهينه براي استخراج کمپلکس پالاديوم-رودانين………………………………………………….2?جدول 3-2-ارقام با ارزش در اندازه گيري پالاديوم به روش ميکرواستخراج مايع-مايع پخشي…………..31جدول 3-3-مقايسه روش ميکرواستخراج مايع-مايع پخشي با ساير روشها…………………………………………35

فصل اول
پالاديوم و روشهاي تجزيه آن
1-1- عنصر پالاديم
پالاديم عنصري فلزي به رنگ سفيد است که در سال1830 توسط ويليام ولاستون دانشمند انگليسي کشف گرديد. اين ماده معمولأ همراه کانيهاي پلاتين، مس و جيوه يافت مي شود. نام اين عنصر از آستروئيد پالاس گرفته شده است. پالاس نام يک الهه يوناني است، الهه حکمت و فرزانگي. پالاديم همراه با پلاتين و ديگر فلزات گروه پلاتين در نهشته هاي پلاسر روسيه و آمريکاي جنوبي، آمريکاي شمالي، اتيوپي و استراليا يافت مي شود. اين عنصر همچنين در نهشته هاي مس – نيکل در آفريقاي جنوبي و اونتاريو يافت مي شود. پالاديم را ميتوان از فلزات گروه پلاتين نيز جدا نمود. آفريقاي جنوبي و روسيه، توليد کنندگان بزرگ جهاني فلزات اصلي گروه پلاتين بخصوص پالاديم هستند. در شوروي سابق، پلاتين به عنوان محصول فرعي از استخراج پالاديم و در کانادا، پلاتين به عنوان محصول فرعي از استخراج نيکل، توليد مي شود. آفريقاي جنوبي تنها کشوري است که پلاتين را به عنوان ماده اوليه استخراج مي کند. اگر در بازار جهاني در عرضه آنها وقفه رخ دهد لازم است که همه کشورهاي مصرف کننده حداقل براي مصرف يک سال اين ماده ذخيره داشته باشند [1].
1-2- خواص فيزيکي و شيميايي پالاديوم
همانگونه که ذکر شد، پالاديوم يک فلز سفيد – نقره اي متاليک و نرم است که شبيه پلاتين بوده، در مجاورت هوا سياه نمي‌شود. اين فلز با چگالي اندک خود، پايين‌ترين نقطه ذوب را در ميان فلزات گروه پلاتين دارد. زماني که به آن حرارت داده شود، به ميزان زياده کشيده و نرم شده، در دماي سرد سفت و محکم مي‌شود. پالاديوم به‌شدت با ترکيبات گوگردي و اسيد نيتريک ترکيب شده، به‌آرامي در اسيد کلريدريک حل مي‌شود. همچنين اين فلز در دماهاي معمولي با اکسيژن ترکيب نمي‌شود و به طرز غير معمول و بسيار عجيبي خاصيت جذب هيدروژن را تا ??? برابرحجم خود در دماي اتاق داشته است. حالتهاي معمولي اکسيداسيون پالاديوم +?، +? و +? مي‌باشد. اخيرا ترکيبات پالاديوم که در آن، اين عنصر اکسيداسيون +? دارد هم سنتز شده است[1].
در جدول 1-1 مطالبي در مورد خواص فيزيکي و شيميايي پالاديوم آورده شده است [2].
جدول 1-1- خواص اتمي، فيزيکي و شيميايي پالاديم46عدد اتمي1?6/42جرم اتمي261? درجه سانتيگرادنقطه ذوب4825 درجه سانتيگرادنقطه جوشسفيد نقره ايرنگجامدحالت استاندارد4 و2حالت اکسيداسيون?/11 گرم بر سانتيمتر مکعبچگالي1-3- کاربردهاي پالاديوم
از پالاديوم در تجهيزات و سيستمهاي سوئيچينگ مخابراتي استفاده مي‌شود. همچنين اين ماده کاتاليزورهاي خوبي، مخصوصا درعمل تصفيه نفت محسوب مي شود که سرعت هيدروژن‌ دارکردن و هيدروژن‌زدايي را زياد مي‌کند. به كمك يك قشر كاتاليزر پالاديم به دست آوردن هيدروژن بسيار خالص از نفت خام و بنزين طبيعي ميسر و ممكن مي گردد كه اين هيدروژن در ساختن اجسام نيمه رسانا و توليد فلزات ضرورت دارد. از ديگر کاربردهاي پالاديوم در پيلهاي سوختي است که از منابع پاک و تجديد پذير انرژي محسوب مي شود که توسط ترکيب اکسيژن و هيدروژن، برق توليد مي کند و محصول جانبي آن تنها آب است. اين عنصر در دندانپزشکي، ساعت سازي، جواهرسازي، ساخت ابزار جراحي و اتصالات الکتريکي تلفن هاي همراه و اتوموبيلها کاربرد دارد. در حال حاضر پالاديوم در مقايسه با پلاتين کاربرد وسيع تري در صنايع خودروسازي داشته و ميزان تقاضاي اين محصول در اين صنعت بيشتر مي باشد. مصرف پالاديوم از 100 تن، در سال 1??0 به 3?0 تن در سال 2000 افزايش يافته است که قسمت عمده آن در کاتاليزور خودروها مصرف مي شود. کاربرد اصلي پالاديوم در موتورهاي گازوئيلي به عنوان کاتاليست خودرو مي باشد که از اينرو يکي از محصولات فلزي پرکابرد در بازارهاي امريکاي شمالي و آسيا بوده و رشد بازار آن وابستگي بسيار زيادي به اين صنعت دارد. آلياژ آن، در جواهرسازي استفاده مي‌شود. طلاي سفيد، آلياژي از طلا بوده که با اضافه کردن پالاديوم، رنگ خود را از دست مي‌دهد. پالاديوم به‌تدريج در توليد و ساخت جواهرآلات از اهميت ويژه‌اي برخوردار خواهد شد. رنگ پالاديوم سفيد متمايل به خاکستري، سفيدتر از پلاتين است و هرگز تيره نمي‌شود و يا رنگش تغييري پيدا نمي‌کند و آلرژي‌زا نيست. ضمن آنکه ?/?? درصد سخت‌تر و انعطاف‌پذيرتر مي‌باشد. اگرچه سختي آن در مقايسه با پلاتينيوم کمتر است. قابليت تغيير و وزن سبک آن سبب مي‌شود تا بيشتر از پلاتينيوم در ساخت جواهر استفاده شود و هزينه کمتر و سود بيشتري را به‌دنبال داشته باشد. آلياژ پالاديم با فلزهاي ديگر و عمدتا نقره براي ساختن دندان هاي مصنوعي در دندان پزشكي استفاده مي شود[1و2].
1-4- مشکل تعيين Pd در نمونه هاي محيطي
تعيين پالاديوم در نمونه هاي محيطي نشان دهنده يک چالش جديد است. اين عنصر همراه با روديم يک جزء اصلي از کاتاليزور فعال خودرو است که به شدت توسعه يافته است. به عنوان مثال از سايش سطح, اين عناصر در محيط زيست منتشر مي شوند. تعيين اين آلاينده ها در غلظت زيست محيطي آن نياز به استفاده از تکنيکهاي تجزيه اي بسيار حساس مانند اسپکتروسکوپي جرمي همراه با پلاسما مي باشد. مشکلات مربوط به تعيين پالاديوم مي تواند شامل بازيابي ناقص پس از آماده سازي نمونه, هضم نمونه يا جداسازي ماتريکس و همچنين خطر ابتلا به آلودگي در طي آماده سازي نمونه باشد. به عنوان مثال پالاديوم در مقابله با ديگر عناصر گروه پلاتين به شدت به باقيمانده سيليکات متصل مي شود حتي در محلول اسيدي. بنابراين در نمونه هاي محيطي بايد به طور کامل هضم شوند[3].
1-5- روشهاي اندازه گيري و شناسايي پالاديوم
اساسا” پالاديوم را مي توان با هر روش اسپکتروسکوپي اندازه گيري کرد. در زير روشهاي معمول اندازه گيري پالاديوم به اختصار شرح داده مي شود.
1-5-1- روشهاي اسپکتروفتومتري

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

در اين روشها به طور گسترده اي از واکنشگرهايي از قبيل مشتقات رودانين، ليگاند پورفيرين، مشتقات اوره، مشتقات امينوکينولين و مشتقات نيتروزو براي کمپلکس کردن و سپس تعيين پالاديوم استفاده شده است [12-4]. در تحقيق حاضر نيز از اسپکتروفوتومتري جذبي ماوراء بنفش- مرئي براي تعيين غلظت پالاديوم استفاده شده است. اساس اندازه گيري بر مبناي اندازه گيري جذب کمپلکس پالاديوم-رودانين، با استفاده از اسپکتروفوتومتري استوار است که مفصلأ در بخش سوم اين تحقيق بحث شده است.
1-5-2-تکنيک فلورسانس اشعه ايکس
اين روش يک روش ساده، سريع و ارزان براي تعيين پالاديوم را ميسر مي سازد. حد تشخيص اين تکنيک براي تعيين پالاديوم 5/2 نانوگرم بر ليتر مي باشد [5]. اين روش براي تعيين و آناليز پالاديوم در صنعت جواهرسازي استفاده مي شود [6].
1-5-3-تکنيک اسپکتروفتومتري جذب اتمي الکتروترمال
اين تکنيک، براي جداسازي ماتريکس و پيش تغليظ پالاديوم در نمونه هاي محيطي از قبيل ذرات موجود در هوا توسعه داده شده است. حد تشخيص اين روش 23 نانوگرم بر ليتر مي باشد[7]. اشکالات استفاده از اين تکنيک براي تعيين پالاديم, عدم حصول حد تشخيص مناسب براي مواد زيست محيطي و بروز تداخل هاي طيفي مي باشد. وجود آهن، سرب، نيکل، روي و کبالت، در حد غلظت ميکروگرم بر ليتر، باعث تغيير در جذب پالاديم شده است. انحلال نمونه براي تعيين pd اغلب پيچيده است به ويژه براي تجزيه و تحليل زيست محيطي و زمين شناسي به زمان و زحمت نيازدارد و اغلب نيازمند استفاده از واکنشگرهاي شيميايي خطرناک است. مثل: HFو HClO4 مي باشد.
در يک تحقيق ديگر، پاتل و همکارانش براساس اطلاعات به دست امده از کمپلکس( Pd(II)- SnCl3– N- butylacetamide) و به دنبال آن استخراج اين کمپلکس با پنتانول يک روش پيشنهاد کردند. اين روش با آشکارسازي GFAAS براي تعيين پالاديوم در نمونه خاک استفاده شد، که در آن تشکيل جفت يون بين کمپلکس آنيوني pd(SCN)42- و کمپلکس کاتيوني پلاتين از dicyclohexyl-18-crown-6 در محيط اسيد کلريدريک براي جداسازي پالاديوم از پلاتين و روديم پيشنهاد شده بود. محصول بدست آمده در اين روش توسط کلروفرم استخراج شده و پس از آن، محلول استخراج شده که حاوي کمپلکس pd(NH3)42+ بود، توسط GFAAS اندازه گيري شد[8,9].
1-5-4- تکنيک اسپکتروفتومتري جذب اتمي شعله اي
اين تکنيک، يک روش ساده و مناسب براي شناسايي پالاديوم در کاتاليزور اتومبيل مي باشد. به طور مثال در يک تحقيق براي اندازه گيري پالاديوم در کاتاليزورور اتومبيل توسط تکنيک اسپکتروسکوپي جذب اتمي شعله اي، اين کاتاليزور توسط ترکيبي از آب اکسيژنه و اسيد کلريدريک حل شد و پالاديوم آن توسط اسپکتروسکوپي جذب اتمي شعله اي اندازه گيري شد. حد تشخيص اين روش 02?/0 ميلي گرم بر ليتر به دست آمد[10].
1-5-5- تکنيک اسپکتروفتومتري جرمي ترکيب شده با پلاسما1
اين روش براي اندازه گيري پالاديوم در نمونه سنگ استفاده شده است. در يک تحقيق، با استفاده از ICP-MS يون پالاديوم را پس از استخراج فاز جامد اندازه گيري کردند. حد تشخيص اين روش 5/3- 8/2 نانوگرم بر ليتر گزارش شده است[11].
1-5-6- روشهاي الکتروشيميايي
پالاديوم با استفاده از روشهاي الکتروشيميايي هم قابل اندازه گيري مي باشد. به طور مثال در يک تحقيق، الکترود خمير کربن براي مطالعه الکتروشيميايي بعضي از ترکيبات پالاديوم به کار رفته است [12]. همچنين اين روش براي اندازه گيري پالاديوم در کاتاليزور خودرو نيز استفاده شده است. از جمله روشهاي الکتروشيميايي اندازه گيري پالاديوم، مي توان به پتانسيومتري، کالريمتري و ولتامتري چرخه اي پالس تفاضلي، اشاره کرد [13]. يک روش جديد براي تعيين پالاديوم در نمونه هاي سنتزي زباله هاي هسته اي با استفاده از تجزيه و تحليل ولتامتري کامپيوتري توسعه داده شده است. حد تشخيص اين روش ? نانوگرم بر ميلي ليتر مي باشد [14].
1-6- رودانين
رودانين2 که به طور خلاصه PDR نوشته مي شود, يک ليگاند آلي است که قابليت کمپلکس شدن با Ag(I), Au(II), Pt(II), Pd(II) را دارد. اين ترکيب داراي فرمول مولکولي C12H12N2OS2 و وزن مولکولي 37/ 264 مي باشد. شکل ز‌?ر ساختار مولکولي PDR را نشان مي دهد.
شکل 1-1 ساختار مولکولي رودانين
در اين تحقيق با توجه به مطالبي که در فصل دوم بيان خواهد شد، از سورفاکتانت استفاده شده است که به اختصار به شرح آن مي پردازيم.
1-7- سورفاکتانت
سورفکتانت3 مخفف کلمات “Surface active agent ” مي باشد . در تعريف ساده سورفاکتانت ماده اي ( پودر سفيد رنگ) است که هنگامي که به مقدار بسيار ناچيز استفاده مي شود کشش سطحي آب را به ميزان قابل توجهي کاهش مي دهد. اين ماده داراي گروههاي هيدروفوبيک که نقش دم و دنباله را دارد و گروههاي هيدروفيليک که نقش سر را دارد مي باشند بنابراين معمولا به طور ناچيز در آب و حلالهاي آلي حل مي شوند. در اين تحقيق، از يک نوع سورفاکتانت استفاده شده است که به اختصار CPC خوانده مي شود و داراي فرمول مولکولي C21H38ClN بوده و جرم مولکولي آن, ??/33? گرم بر مول مي باشد. سورفاکتانت باعث افزايش فاکتور تغليظ و در نتيجه افزايش بازيابي آناليت مي گردد. به اين دليل که توانايي بسيار بالايي براي حل کردن سطح گسترده اي از ترکيباتي که در آب نامحلول هستند و يا به مقدار کمي در آب حل مي شوند را دارا مي باشد. از آنجايي که رودانين اين خاصيت را دارد، مانع رسوب رودانين در محلول مي شود. شکل ز‌?ر ساختار مولکولي CPC را نشان مي دهد.
شکل 1-2- شماتيکي از ساختار سورفاکتانت (CPC) مورد استفاده در اين تحقيق
فصل دوم
مروري بر روشهاي ميکرواستخراج مايع- مايع پخشي

2-1- مقدمه


دیدگاهتان را بنویسید