جستجوی مقالات فارسی – تهیه نانو ذرات زئین و مطالعه کاربردهای تجزیه ای و زیست محیطی آن …

جستجوی مقالات فارسی – 
تهیه نانو ذرات زئین و مطالعه کاربردهای تجزیه ای و زیست محیطی آن  …

در تمام موارد جذب سطحی، گرما آزاد میشود و گرمای واکنش فرایند جذب سطحی منفی است. معذالک، گرمای جذب سطحی را معمولأ بدون علامت مینویسند. گرمای جذب سطحی فیزیکی در حدود گرمای تبخیر و معمولأ کمتر از ۴٠ کیلو ژول بر مول میباشد، و با توجه به اینکه جذب فیزیکی ممکن است به تشکیل چند لایه از جسم جذب شونده بیانجامد، گرمای مزبور بیشتر به طبیعت ماده جذب شونده بستگی دارد تا به جسم جذب کننده جامد. از طرف دیگر، گرمای مربوط به جذب سطحی شیمیایی قابل مقایسه با گرمای واکنش های شیمیایی معمولی است، به عبارت دیگر گرمای جذب سطحی شیمیایی هر مقداری تا حدود ۶٣٠ کیلو ژول بر مول را میتواند داشته باشد [۳۵].
١-١۰-تعادل های جذب
در اثر عمل جذب مقداری از ماده حل شده از محلول به طرف فاز جامد و بالعکس رفته و در نتیجه یک تعادل دینامیکی بین ماده حل شده باقیمانده در محلول با مقدار همان ماده در سطح جاذب برقرار است و تعادل از نظر ترمودینامیکی در چنین سیستمی هنگامی برقرار میشود که جاذب، جذب شونده و حلال به حداقل انرژی آزاد برسند. توزیع ماده حل شده بین محلول و سطح جاذب به صورت تابعی از C(غلظت تعادلی جذب شونده بر حسب (mg/L) و q(میلی گرم جذب شده به ازای واحد جرم جاذب در شرایط تعادل ((mg/g در دمای ثابتی بیان میشود، که چون دما ثابت است به آن ایزوترم جذب میگویند. ایزوترم جذب تابعی از غلظت ماده حل شده در دمای ثابت است (رابطه ۱-۲)، که معمولأ مقدار qبا افزایش غلظت ماده حل شده در محلول افزایش مییابد [٣۹].
qe= f (Ce ) رابطه(۱-۲)
١-١٠-١-ایزوترمهای جذب سطحی
در حالت عمومی، دو نوع ایزوترم جذب سطحی وجود دارد:
ایزوترم جذب سطحی لانگمویر[۱۸] و ایزوترم جذب سطحی فرندلیچ[۱۹]
١-۱۰-١-١-ایزوترم جذب سطحی لانگمویر
در سال ١٩۶١ لانگمویر مدلی برای پدیده جذب سطحی و بخصوص پدیده ی جذب سطحی شیمیایی ارائه کرد و توانست به توضیح نظری ساده ولی مهمی درباره منحنی ایزوترم جذب سطحی دست یابد. وی فرض کرد هیچ برهمکنشی بین مولکولهای جذب شده وجود ندارد و جامد نیز سطحی یکنواخت دارد.
ایزوترم جذب سطحی لانگمیور خیلی بهتر و رایجتر است. زیرا هم امکان بهینه کردن آن با معادلات ریاضی برای تعمیم به دولایه بودن امکان پذیر است و هم نیازی به غلظت جذب کننده در معادلات (برعکس معادلات فرندلیچ) نمیباشد. به عنوان مثال در کروماتوگرافی جذب سطحی ایزوترم فروندلیچ اصلاً استفاده نمیشود و فرآیند جذب به بهترین صورت با معادلهی لانگمیور توصیف میشود. زیرا ایزوترمهای جذب لانگمویر مقدار کمی جذب یک لایه از مولکولها را بر روی جاذب به صورت تابعی از غلظت ماده جذب شده در محلولی که حاوی آن است به دست میدهد و در معادلات بهینه شده، حتی جذبهای دو لایه ای را میتواند بدست آورد [۴۰] .
شکل عمومی معادله لانگمویر بصورت زیر میباشد:
رابطه(۱-۳)
رابطه لانگمویر را میتوان به صورت روابط زیر نوشت:
رابطه(۱-۴) + =
رابطه(۱-۵) )+ ( ) = (
که در این معادله qو Cو qو b به ترتیب میلی گرم جذب شده به ازای واحد جرم جاذب در شرایط تعادل ((mg/g، غلظت تعادلی جذب شونده بر حسب (mg/L)، میلیگرم جذب شده به ازای واحد جرم جاذب مورد نیاز برای تکمیل پوشش تک لایه ای سطح و ثابت b نشان دهنده گرمای جذب سطحی میباشند. با استفاده از رابطه (۱-۴) و با رسم بر حسب Cمیتوان از روی عرض از مبداء و از روی شیب خط را بدست آورد [۴۰].
-۲-۱-۱۰-۱ایزوترم جذب فرندلیچ
معادله دیگر برای جذب سطحی همدما، ایزوترم فرندلیچ میباشد که همچون ایزوترم قبلی به منظور تعیین کمی سیستم های جذب سطحی تعادلی بکار میرود.
شکل عمومی معادله فرندلیچ به شکل زیر میباشد:
رابطه(۱-۶)
که در این رابطه qو Cمشابه موارد مطرح شده در رابطه لانگمویر است و مقادیر و n، ثابتهایی هستند که به طور تجربی تعیین میشوند.
رابطه فرندلیچ را میتوان بصورت زیر نوشت:
رابطه(۱-۷)
که از رسم ln qبر حسب ln Cمیتوان n و Kرا بدست آورد [۴۱].
١١-١-کمومتریکس[۲۰]
کمومتریکس در دو دهه اخیر به سرعت توسعه پیدا کردهاست و این توسعه سریع مدیون استفاده از دستگاههای هوشمند، کامپیوترهای پیشرفته و نرم افزارهای مناسب است، کمومتریکس در شیمی تجزیه کاربرد فراوان دارد و آنالیست ها به مقدار قابل توجهی از روش های آماری و ریاضی استفاده میکنند. ریشه کمومتریکس به سال١٩۶٩ که جرس[۲۱] ، کوالسکی[۲۲] و ایزن هاور[۲۳] مجموعه ای از مقالات را راجع به کاربرد ماشین های یادگیری خطی[۲۴] در زمینه طبقه بندی طیفهای جرمی با همپوشانی زیاد در مجله شیمی تجزیه به چاپ رساندند، بر میگردد [۴۲].
دانشمندی سوئدی بنام سوانت ولد[۲۵] اولین بار در دهه ١٩٧٠نام کمومتریکس را برای این تکنیک برگزید. همکاری او با کوالسکی که در زمینه شناخت الگو در شیمی
کار میکرد، باعث تأسیس جامعه بین المللی کمومتری[۲۶]( (ICS در سال١٩٧۴ شد. تعریف های مختلفی برای کمومتریکس وجود دارد که رایج ترین آنها این است که کمومتریکس یک تکنیک شیمی است که ریاضی ، آمار و منطق را به منظورهای زیر بکار میرود [۴۳]:
الف) طراحی یا انتخاب روش های آزمایشگاهی بهینه
ب) بدست آوردن اطلاعات در مورد سیستمهای شیمیایی
تعریفی که ICS برای کمومتری ارائه میدهد: کمومتریکس روش ریاضی، آماری، گرافیکی یا روش نمادی برای بهبود اطلاعات شیمیایی است.
١– ١۲-طراحی آزمایش[۲۷]
طراحی آزمایش، میدان بسیار وسیعی است که در دو دهه اخیر گسترش فراوانی یافته است. اگر چه تمامی شیمیدانان به نیاز خود جهت طراحی آزمایشات اساسی واقفند. ولی قوانین آماری ( یا کمومتری) منظم و مدون بندرت بعنوان بخشی اساسی از شیمی مورد توجه قرار گرفتهاند. در مقایسه، یک بیولوژیست یا فیزیولوژیست اغلب هفته ها وقت را صرف ساختن یک طرح آماری منظم میکند پیش از آنکه به مسأله صرف ماهها و یا سالها زمان و انجام آزمایشات اغلب تکرار ناپذیر توجه داشته باشد [۴۴].
ساده ترین آزمایش ها در شیمی نسبتأ راحت و تکرار پذیرند در حالیکه لزومأ تحت شرایط بطور جزئی متفاوت شیمیدانان نیازی به طراحی آزمایشات منظم در حرفه شان نمیبینند. بطور مثال، موارد نادری وجود دارند که یک هفته زمان را صرف
طراحی یکسری از آزمایشات میکنند که جهت انجام آنها تنها چند ساعت زمان لازم است. این فقدان تخصص در طراحی منظم در تمامی مراتب، از مدیریت گرفته تا اساتید و دانشجویان وارد شده است. بهر حال بیشتر آزمایشات واقعی در دنیا بسیار گرانقیمت اند، بطور مثال جهت بهینه سازی شرایط برای سنتز، امتحان ترکیبات برای یک مطالعه[۲۸](QSAR) ، و یا بهبود میزان جداسازی ایزومرها در کروماتوگرافی ممکن است روزها و ماهها زمان صرف شود و تحت چنین شرایطی، یک افزایش قابل قبول در زمینه طراحی اساسی و بنیادین آزمایشی ضروری بنظر میرسد [۴۵].
چندین عامل کلیدی مهم وجود دارند که بیان میکنند چگونه یک شیمیدان میتواند در صورت دانستن اساس آزمایش بسیار کاراتر عمل کند.
١-١٢-۱-زمینه های کاربردی طراحی آزمایش
طراحی آزمایش ابزاری است برای انجام اصولی آزمایش ها، چرا که اگر آزمایشات بطور اتفاقی انجام شود نتایج نیز تصادفی خواهد بود، پس طراحی آزمایش و بهینه سازی[۲۹] در انجام آزمایشات ضروری میباشد.
در این زمینه چند اصطلاح فنی وجود دارد که در ذیل به آن اشاره میشود:
حوزه آزمایش[۳۰]: محدوده مورد بحث در آزمایش ( این محدوده بوسیله متغیرهای حاکم بر آزمایش تعریف میشود).

برای دانلود متن کامل این فایل به سایت torsa.ir مراجعه نمایید.

مدیر سایت