اندازه گیری یون کروم (III) به روش سینتیکی اسپکتروفوتومتری در پساب رنگی
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چكيده
فصل اول : كروم
مقدمه 2
1-1- تعريف چرم 4
1-2- لزوم پوست پيرايي 4
1-3- پوست پيرايي با نمك¬هاي كروم (دباغي كرومي) 5
1-4- تاريخچه پوست پيرايي با نمك¬هاي كروم (III) 5
1-5- معادله واكنش با گاز گوگرد دي اكسيد¬ 6
1-6- شيمي نمك¬هاي كروم (III) 6
1-7- شيمي پوست پيرايي با نمك¬هاي كروم (III) 7
1-8- عامل هاي بازدارنده (كند كننده) 8
1-9- مفهوم قدرت بازي 8
1-10- نقش عامل¬هاي كندكننده در پوست پيرايي با نمك¬هاي كروم (III) 9
1-11- عامل¬هاي مؤثر بر پوست پيرايي كرومي 10
1-12- رنگ¬آميزي چرم¬ 10
1-13- نظريه تثبيت رنگينه¬ها 11
1-14- صنعت چرم سازي و آلودگي محيط زيست 11
1-15- منبع¬ها و منشأهاي پساب كارخانه¬هاي چرم سازي 12
فصل دوم : اسپكتروفوتومتري
2-1- اساس اسپكتروفوتومتري جذبي 14
2-2- جذب تابش 15
2-3- تكنيك¬ها و ابزار براي اندازه¬گيري جذب تابش ماوراء بنفش و مرئي 15
2-4- جنبه¬هاي كمي اندازه¬گيريهاي جذبي 16
2-5- قانون بير- لامبرت (Beer – Lamberts Law) 17
2-6- اجزاء دستگاهها براي اندازه¬گيري جذبي 21
فصل سوم : كاربرد روشهاي سينتيكي در اندازه¬گيري
3-1- مقدمه 23
3-2- طبقه¬بندي روشهاي سينتيكي 25
3-3- روشهاي علمي مطالعه سينتيك واكنشهاي شيميايي 27
3-4- غلظت و سرعت واكنشهاي شيميايي 28
3-5- تاثير قدرت يوني 28
3-6- تاثير دما 29
3-7- باز دارنده¬ها 30
3-8- روشهاي سينتيكي 30
3-8-1- روشهاي ديفرانسيلي 31
3-8-1-1- روش سرعت اوليه 31
3-8-1-2- روش زمان ثابت 33
3-8-1-3- روش زمان متغير 34
3-8-2- روشهاي انتگرالي 35
3-8-2-1- روش تانژانت 36
3-8-2-2- روش زمان ثابت 36
3-8-2-3- روش زمان متغير 37
3-9- صحت دقت و حساسيت روشهاي سينتيكي 38
فصل چهارم : بخش تجربي
4-1- مواد شيميايي مورد استفاده 40
4-2- تهيه محلول¬هاي مورد استفاده 40
4-3- دستگاه هاي مورد استفاده 41
4-4- طيف جذبي 42
4-5- نحوه انجام كار 43
4-6- بررسي پارامترها و بهينه كردن شرايط واكنش 44
4-7- اثر قدرت يوني 45
4-8- اثر زمان 47
4-9- شرايط بهينه 49
4-10- روش پيشنهادي براي اندازه گيري كروم 49
4-11- منحني كاليبراسيون 50
4-12- حد تشخيص 53
فصل پنجم: بحث و نتيجه¬گيري
5-1- مقدمه 55
5-2 – بهینه نمودن شرایط 56
5-3- منحنی کالیبراسیون¬ 56
منابع ومآخذ 57
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول (3-1) طبقه بندي عمومي روشهاي سينتيكي 26
جدول (4-1) مواد شيميايي مورد استفاده 40
جدول (4-2). تغييرات بر حسب غلظت هاي متفاوت KNO3 46
جدول (4-3). تغييرات بر حسب زمان¬هاي متفاوت پس از افزايش آسكوربيك اسيد 48
جدول (4-4). تغييرات در محدوده غلظتي ppm (3- 05/0) كروم 52
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار (4-1) تشخيص طول¬موج ماكسيمم رنگ متيلن¬بلو 42
نمودار (4-2) اثر تخريب رنگ متيلن بلو بدون حضور كروم (III) 44
نمودار (4-3). تغييرات بر حسب غلظت¬هاي متفاوت KNO3 46
نمودار (4-4). تغييرات بر حسب زمان¬هاي متفاوت پس از افزايش آسكوربيك اسيد 48
نمودار (4-5). تغييرات در محدوده غلظتي ppm (3- 05/0) كروم 52
فهرست اشكال
عنوان صفحه
شكل (2-1) اجزاء دستگاه¬ها براي اندازه¬گيري جذب تابش 21
شكل (3-1) سرعت واكنش نسبت به زمان 23
شكل (3-2) روش سرعت اوليه 32
شكل (3-3) روش زمان ثابت 34
شكل (3-4) روش زمان متغير 35
شكل (3-5) روش تانژانت 36
چكيده :
روش¬هاي سينتيكي- اسپكترفوتومتري از جمله روش¬هاي تجزيه دستگاهي به منظور بررسي تغييرات ميزان گونه¬هاي موجود در نمونه مي¬باشند كه ضمن دارا بودن صحت، دقت و سرعت عمل بالا داراي هزينه روش بسيار پايين است. اين خصوصيات كاربرد اين تكنيك را در حد وسيعي براي بررسي رفتار تركيبات رنگي و چگونگي تخريب وحذف آنها از پساب¬هاي صنعتي ميسر مي¬سازد. نظر به اهميت ايجاد آلودگي توسط رنگ¬هاي آلي در پساب¬هاي صنعتي ارائه روش¬هاي مناسب و جديد با حداقل هزينه و كارآيي بالا به منظور حذف اين گونه تركيبات مورد نظر پژوهشگران بوده و هست.
در اين پروژه علاوه بر ارائه فاكتورهاي مؤثر در تخريب رنگ متيلن¬بلو مي¬توان به اندازه¬گيري يون كروم كه يك ماده سرطان¬زاست، پرداخت. يك روش حساس و ساده براي تعيين مقادير بسيار كم كروم به روش سينتيكي- اسپكتروفوتومتري براساس اثر بازدارندگي كروم در واكنش اكسيدشدن متيلن¬بلو توسط آسكوربيك اسيد در محيط اسيدي (H2SO4 4 مولار) معرفي شده است. اين واكنش به روش اسپكتروفوتومتري و با اندازه¬گيري كاهش جذب متيلن¬بلو در طول موج 664 نانومتر به روش زمان ثابت استفاده شده است. در محدوده زماني 8- 5/0 دقيقه و دماي محيط، حد تشخيص ppm 013/0 بوده است و منحني كاليبراسيون در محدوده ppm (¬3- 05/0) از غلظت كروم خطي است.
فصل اول
كروم
مقدمه :
كرم اولين نوع فلز سنگين در پساب است.
يونهاي كروم (III) و كروم (VI) براي محيط زيست و هستي بشر مضر هستند.
بر طبق استاندارد موجود مقدار كروم باقيمانده در پساب بايد mg/l 5/1 باشد. در كنار شكل ساده يونهاي كروم (III) و كروم (VI)، كمپلكس هماهنگ كروم (III)يا كروم (VI)، با پيوندهاي ملكولي آلي و غيرآلي وجود دارد.
به طور مثال كمپلكس كروم در رنگها به طور كامل در صنعت نساجي از طريق واكنش شيميايي بين Cr2O3 و يك نوع از تركيبات آزو آلي استفاده مي¬شود. ساختار هماهنگ كمپلكس كروم قبل از تخريب بسيار پايدار و سخت است. اين دسته از تركيب¬هاي كروم حد بالايي ازغلظت كروم را در پساب¬هاي صنعتي ايجادمي¬نمايند.
اگر كروم موجود در پساب مستقيماً در محيط آزاد شود به صورت يك عامل واكنش دهنده در محيط عمل نموده و از فعاليت باكتريها به صورت آشكار جلوگيري مي¬¬كند. بنابراين بازده عمليات موجودات بسيار كم مي¬شود. بنابراين سميت كروم بسيار زياد مي¬باشد. بنابراين اندازه¬گيري آن در گونه¬هاي مختلف به ويژه پساب¬هاي صنعتي همواره مورد توجه پژوهشگران بوده و تاكنون مقالات متعددي در اين زمينه در مجلات مختلف علمي ارائه شده است.
رسوب دادن شكل مؤثري از فرآيند برداشتن يون كمپلكس كروم است اما قابل اجرا نمي¬باشد، با استفاده از روشهاي مبادله يون مي¬توان به طور مؤثرغلطت يون كروم را كاهش داد ولي اين كار خيلي عملي نيست. از مهمترين عيب¬هاي اين روش بالا بودن هزينه توليد مواده مبادله كننده يوني و بهره-برداري آن است به علاوه در تعويض يون تنها مي¬توان از محدوده كمي از درجه pH استفاده كرد.
جذب روشي شناخته شده و مؤثر براي انتقال فلز آلوده كننده سنگين مي¬باشد، اما ظرفيت جذب بايد با جاذب شيميايي مناسب تقويت و يا تغيير داده شود.
مقادير كم كروم (تا 5/0 درصد) را مي¬توان به روش رنگ سنجي در محلول قليايي به صورت كرومات اندازه گرفت؛ اورانيم و سديم مزاحم¬اند ولي واناديم اثري ندارد. عبور محلول در 365 تا 370 نانومتر يا با استفاده از يك صافي كه عبور ماكسيمم آن در قسمت بنفش طيف قرار دارد، اندازه گيري مي¬شود.
خصلت قليايي محلول استاندارد به كار گرفته شده براي تهيه منحني مرجع بايد همانند محلول نمونه باشد و ترجيهاً غلظت نمكهاي خارجي در دو محلول بايد يكي باشد محلول¬هاي استاندارد را مي¬توان از پتاسيم كرومات با خلوص تجزيه اي تهيه نمود.
هزاران نمونه از كمپلكس¬هاي كروم (III) وجود دارند كه به جز چند مورد بقيه شش كوئورديناسيوني هستند. مشخصه اصلي اين تركيبات بي اثر بودن سنجش آنها از نظر سينتيكي در محلول آبي است و به خاطر همين بي اثر بودن است كه اين همه نمونه¬هاي كمپلكس از كروم مي¬توان جدا كرد و به همين دليل است كه قسمت عمده شيمي كلاسيك مربوط به كمپلكس¬ها كه توسط پژوهشگران اوليه به خصوص يورگنسن و ورنر مطالعه و بررسي شد، كروم را در بر مي¬گرفت. اين كمپلكس¬ها حتي درمواردي كه از نظر ترموديناميكي ناپايدارند، در محلول دوام مي¬آورند.
