دانلود پروژه استفاده از یون دوستN و N\' –بیس(کینولین – 2 کربوکسامیدو)-4و5-دی متیل بنزن در طراحی و ساخت سنسور غشایی بر پایه PVC

اختصاصی از فایل هلپ دانلود پروژه استفاده از یون دوستN و N\' –بیس(کینولین – 2 کربوکسامیدو)-4و5-دی متیل بنزن در طراحی و ساخت سنسور غشایی بر پایه PVC دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

الکتروشیمی در دو دهه اخیر پیشرفت های قابل توجهی در ایجاد روش های جدید در زمینه های کیفی و کمی کرده است و این پیشرفت ها مدیون توسعه دستگاه ها و مدارهای الکتریکی می باشند و همچنان اصلاح وسایل موجود و روش ها، ابداع شیوه ها و وسایل نوین ادامه دارد.

امروزه نقش شیمی تجزیه در شناسایی و تعیین غلظت گونه ها در نمونه های شیمیایی، بالینی، کشاورزی، زیست محیطی و صنعتی بسیار حائز اهمیت است ]1-4]. همچنین نقش آن در اندازه گیری مواد موجود در سیستم های زنده، به خصوص بدن جانداران و گیاهان و به ویژه انسان ها، چنان واضح و روشن است که بیان آن ضرورتی ندارد.

به همین دلیل، نیاز به تجهیزات و وسایل ضروری برای اندازه گیری مواد باعث شده که پیشرفت های زیادی در زمینه تکنولوژی ساخت ابزارها، و وسایل اندازه گیری و روش های تجزیه ای حاصل شود.

به طور کلی روش های تجزیه شیمیایی دستگاهی را می توان به سه دسته مهم تقسیم بندی کرد :

روش های جداسازی[1]؛

روش های طیفی[2]؛

روش های الکتروآنالیتیکی[3].

در این میان، روش های الکتروآنالیتیکی زیر شاخه الکترودهای یون گزین از شاخه پتانسیومتری مد نظر ما می باشد. از آن جا که الکترودهای یون گزین توانایی شناسایی و اندازه گیری یک گونه خاص با مقدار کم در حضور سایر اجزای موجود در نمونه را با دقت و حساسیت بسیار زیاد ممکن می سازد، به عنوان یک روش روزمره در بسیاری از آزمایشگاه ها شناخته شده اند.

مزایای الکترودهای یون گزین عبارت اند از :

1. از مهم ترین مزیت الکترودهای یون گزین سهولت تهیه آن ها می باشد، زیرا کل مجموعه شامل یک پتانسیومتر برای اندازه گیری در حد میلی ولت و یک حسگر که به طور انتخابی به یک آنالیت خاص جواب می دهد، می باشد.
2. کار با الکترودهای یون گزین ساده است و هزینه استفاده از آن ها کم می باشد. همچنین دارای         ماندگاری و طول عمر خوبی می باشند.
3. اندازه گیری با الکترود یون گزین تحت تأثیر عوامل مزاحم مانند رنگ نمونه نمی باشد.
4. می توان از آن ها جهت اندازه گیری در محل[4]، استفاده نمود. به این ترتیب می توان الکترودهای یون گزین را در آزمایشگاه های تشخیص طبی، برای اندازه گیری عناصر حیاتی انسان به کار برد.
5. گسترده دمایی کاربردشان در محلول های آبی بسیار وسیع است.
6. اندازه گیری با استفاده از الکترودهای یون گزین روش غیر تخریبی بوده و نمونه پس از اندازه گیری به صورت دست نخورده باقی می ماند و می توان آن را با روش های دیگر مورد سنجش قرار داد. [5]

1-2- تجزیه الکتروشیمیایی :

فنون الکتروشیمیایی تجزیه، تأثیر متقابل شیمی و الکتریسیته می باشند. در حقیقت اندازه گیری کمیت های الکتریکی مانند جریان، پتانسیل و بار و ارتباط آن ها با پارامترهای شیمیایی را شامل می شوند.

چنین استفاده ای از اندازه گیری های الکتریکی برای اهداف تجزیه ای، گستره وسیعی از کاربردها را به وجود می آورد که بررسی های زیست محیطی، کنترل کیفیت صنعتی و تجزیه های زیست پزشکی را در بر می گیرد.

فرآیند الکتروشیمیایی در حد فاصل الکترود- محلول انجام می گیرند. تمایز بین انواع مختلف فنون الکتروشیمیایی تجزیه، ناشی از نوع محرک به کار رفته می باشد. دو نوع اساسی از اندازه گیری های الکتروشیمیایی تجزیه، شامل روش های پتانسیومتری و پتانسیوستائی است. [6]

هر دو نوع حداقل احتیاج به دو الکترود (هادی) و یک نمونه در تماس با الکترودها (الکترولیت) دارند که پیل الکتروشیمیایی را تشکیل می دهند. بنابراین، سطح الکترود، محل ارتباط یک هادی یونی و یک هادی الکترونی می باشد. یکی از این دو الکترود به ماده (یا مواد) مورد اندازه گیری جواب می دهد، بنابراین به نام الکترود شناساگر (کار[5]) نامیده می شود. الکترود دوم که به نام الکترود شاهد (مرجع[6]) نامیده می شود، دارای پتانسیل ثابت است. (پتانسیل آن مستقل از خواص محلول می باشد)

1-3- اندازه گیری های پتانسیومتری :

در پتانسیومتری، اطلاعات درباره ترکیب یک نمونه از طریق پتانسیلی که بین دو الکترود ظاهر
می شود، به دست می آید. پتانسیومتری یک روش تجزیه ای کلاسیک است که ریشه در زمان های پیش از قرن حاضر دارد. پتانسیومتری فنی است با جریان در حدود صفر (12- 10 آمپر) که در آن اطلاعات لازم درباره ترکیب نمونه از اندازه گیری پتانسیل به وجود آمده در طول یک غشاء حاصل می شود. با این حال گسترش سریع الکترودهای انتخابی جدید و اجزای الکترونیکی بسیار حساس و پایدار در طول چند سال گذشته، گستره کاربردهای تجزیه ای اندازه گیری های پتانسیومتری را به طرز عجیبی توسعه بخشیده است.

سرعتی که با آن این زمینه پیشرفت کرده، معیاری از میزان نیاز شیمیدانان تجزیه ای به اندازه گیری های پتانسیومتری به عنوان تجزیه های سریع، دقیق، ارزان قیمت و صحیح است. در این کار اصول اندازه گیری های پتانسیومتری مبتنی بر الکترودهای انتخابی یون، توصیف خواهد شد. [7و8]

1-4- حسگرهای شیمیایی[7] :

یک حسگر شیمیایی وسیله ای است که اطلاعات پیوسته ای را در مورد خواص شیمیایی محیط اطرافش در اختیار می گذارد. یک حسگر شیمیایی پاسخ خاصی را که به طور مستقیم با کمیت گونه شیمیایی به خصوصی مربوط است، تولید می کند.

حسگرهای شیمیایی دارای یک عنصر انتقال دهنده علائم[8]، پوشیده از یک لایه شناساگر شیمیایی یا زیستی می باشند. این لایه با ترکیب مورد نظر وارد واکنش می شود و تغییرات شیمیایی به وجود

آمده از این بر هم کنش را توسط عنصر انتقال دهنده به علائم الکتریکی تبدیل می کند.

حسگرهای شیمیایی به چهار دسته تقسیم می شوند :

1. حسگرهای الکتریکی
2. حسگرهای نوری
3. حسگرهای گرمایی
4. حسگرهای جرمی

1-4-1- حسگرهای الکتروشیمیایی :

حسگرهای الکتروشیمیایی (الکتریکی) زیر شاخه مهمی از حسگرهای شیمیایی را به وجود
می آورند. در این نوع حسگرها، الکترود به عنوان عنصر انتقال دهنده علائم مورد استفاده قرار
می گیرد. چنین ابزارهایی در حال حاضر از موقعیت برجسته ای در میان حسگرهای موجود برخوردارند و به مرحله تجاری رسیده اند.

حسگرهای الکتروشیمیایی به سه دسته تقسیم می شوند :

1. حسگرهای پتانسیومتری
2. حسگرهای آمپرومتری
3. حسگرهای هدایت سنجی

1-4-2- حسگرهای پتانسیومتری:

حسگرهای پتانسیومتری، گسترده ترین گروه حسگرهای الکتروشیمیایی هستند. آن ها ابزاری هستند که پتانسیل خوانده شده توسط آن ها، به طور خطی با لگاریتم فعالیت یون مورد اندازه گیری در محلول رابطه دارد. این دسته از حسگرها، بسیار ارزان و ساده می باشند و از اوایل دهه 1930 به طور کاربردی مورد استفاده قرار گرفته اند.

چکیده....................................................................................................................... 1

فصل اول : مقدمه ای بر پتانسیومتری والکترودهای یون گزین

1-1 مقدمه................................................................................................................. 2

1-2 تجزیه الکتروشیمیایی........................................................................................... 3

1-3 اندازه گیری های پتانسیومتری............................................................................... 4

1-4 حسگرهای شیمیایی............................................................................................ 4

1-4-1 حسگرهای الکتروشیمیایی .............................................................................. 5

1-4-2 حسگرهای پتانسیومتری................................................................................... 5

1-5 الکترودهای یون گزین......................................................................................... 6

1-5-1 تاریخچه الکترودهای یون گزین....................................................................... 6

1-6 طبقه بندی الکترودهای یون گزین......................................................................... 8

1-6-1- الکترودهای با غشاء شیشه............................................................................. 8

1-6-1-1- الکترودهای pH....................................................................................... 9

1-6-1-2- الکترودهای شیشه برای دیگر کاتیون ها ..................................................... 10

1-6-2- الکترودهای با غشاء مایع ............................................................................. 10

1-6-3- الکترودهای با غشاء جامد ............................................................................ 12

1-6-3-1- الکترودهای کربن .................................................................................... 15

1-6-3-1-1- الکترود کربن شیشه ای......................................................................... 15

1-6-3-1-2- الکترودهای الیاف کربنی....................................................................... 16

1-6-3-1-3- الکترودهای نانولوله ای کربنی .............................................................. 16

1-6-3-1-4- الکترودهای خمیر کربن........................................................................ 17

1-7- تجهیزات مورد نیاز برای اندازه گیری پتانسیومتری ............................................... 19

1-8-  عناصر خاکی کمیاب یا لانتانیدها....................................................................... 20

1-8-1- گسترش و پراکندگی عناصر خاکی کمیاب در طبیعت....................................... 23

1-8-2- ساختمان الکترونیکی عناصر خاکی کمیاب...................................................... 24

1-8-3- خواص مغناطیس.......................................................................................... 25

1-8-4- دیدیمیم....................................................................................................... 25

1-8-5- نئودیمیم....................................................................................................... 26

1-9- هدف تحقیق..................................................................................................... 28

منابع.......................................................................................................................... 29

فصل دوم: ویژگی های الکترودهای یون گزین وا جزای تشکیل دهنده غشاء

2-1- ویژگی های الکترودهای یون گزین.................................................................... 31

2-1-1- مکانیسم پاسخ دهی ..................................................................................... 31

2-1-2- حد تشخیص .............................................................................................. 32

2-1-2-1- حد تشخیص پائین .................................................................................. 33

2-1-2-2- حد تشخیص بالا ..................................................................................... 33

2-1-3- گستره اندازه گیری ....................................................................................... 33

2-1-4- زمان پاسخ دهی .......................................................................................... 34

2-1-5- اثر pH‌ ....................................................................................................... 35

2-1-6- طول عمر الکترود ........................................................................................ 35

2-1-7- گزینش پذیری و تعیین ضرایب آن ............................................................... 35

2-1-7-1- روش آیزنمن – نیکولسکی ...................................................................... 36

2-1-7-2- روش جدید گزینش پذیری ...................................................................... 37

2-1-8- ضرایب گزینش پذیری و روش های تعیین آن ها در پتانسیومتری .................... 38

2-1-8-1- روش های محلول مختلط (MSM).......................................................... 38

2-1-8-1-1- روش یون مزاحم ثابت (FIM) ............................................................ 38

2-1-8-1-2- روش یون اصلی ثابت (FPM) ........................................................... 39

2-1-8-1-3- روش دو محلولی (TSM) ................................................................. 40

2-1-8-1-4- روش پتانسیل همتا شده (MPM) ........................................................ 41

2-1-8-2- روش های محلول مجزا (SSM).............................................................. 42

2-1-8-2-1- روش محلول مجزا که در آن aI = aJ می باشد...................................... 42

2-1-8-2-2- روش محلول مجزا که در آن EI = EJ می باشد..................................... 43

2-2- اجزاء تشکیل دهنده غشاء.................................................................................. 43

2-2-1- یونوفور (حامل)............................................................................................ 44

2-2-2- پلاستی سایزر (حلال غشاء).......................................................................... 46

2-2-3- ماتریس پلیمری............................................................................................ 48

2-2-4- افزودنی یونی............................................................................................... 50

منابع.......................................................................................................................... 53

فصل سوم : مواد، تجهیزات و روشها

3-1- مواد و واکنش گرهای مورد استفاده..................................................................... 55

 3-2- تجهیزات مورد استفاده..................................................................................... 56

3-3- روش ها.......................................................................................................... 56

3-3-1- آماده سازی الکترود...................................................................................... 56

3-3-2- اندازه گیریemf .......................................................................................... 57

3-3-3- اندازه گیری دامنه pH................................................................................... 57

3-3-4- اندازه گیری زمان پاسخ دهی.......................................................................... 58

3-3-5- روش تعیین ضرایب گزینش پذیری............................................................... 58

3-3-6- تیتراسیون پتانسیومتری با EDTA.................................................................. 59

منابع.......................................................................................................................... 60

فصل چهارم : نتایج و بحث

4-1- مقدمه............................................................................................................... 61

4-2- بحث و نتیجه گیری.......................................................................................... 61

4-2-1- پاسخ پتانسیلی حسگر های ساخته شده با H2L4............................................ 61

4-2-2- اثر ترکیب درصد غشاء................................................................................. 62

4-2-3- اثر pH........................................................................................................ 63

4-2-4- منحنی کالیبراسیون و اطلاعات آماری.............................................................. 64

4-2-5- زمان پاسخ دهی دینامیک............................................................................... 64

4-2-6- تعیین ضرایب گزینش پذیری......................................................................... 65

4-2-7- کاربرد  تجزیه ای......................................................................................... 66

4-3- جمع بندی....................................................................................................... 67

منابع ........................................................................................................................ 68

شامل 71 صفحه فایل word قابل ویرایش