اندازه گیری حلالیت سه تایی ایزومرهای ساختاری بوتانل در دی اکسید کربن فوق بحرانی

اندازه گیری حلالیت سه تایی ایزومرهای ساختاری بوتانل در دی اکسید کربن فوق بحرانی

اسلاید 1: به نام خدا اندازه گيری حلاليت سه تايی ايزومرهای ساختاری بوتانل در دی اکسيد کربن فوق بحراني ارائه دهنده: معصومه امير آبادی استاد راهنما: دکتر قاضی عسکر

اسلاید 2: فهرستتاريخچهخواص سيال فوق بحراني روشهاي تعيين حلاليت گونه هاي مختلف در سيالهاي فوق بحراني بخش تجربیبحث و نتيجه گيری

اسلاید 3: تاريخچه اولين گزارش از مشاهده فاز فوق بحراني توسط Baron Cagniard De La Tour درسال 1822 انجام گرفته است اولين كساني كه قدرت حلاليت سيال‌هاي فوق بحراني را براي نمونه هاي جامد بررسي كردند، هاني و هوگارت در سال 1879 ميلادي بودنددر سال 1958 زهوز و همكارانش استخراج لانولين از پشم‌هاي روغني توسط CO2 فوق بحراني را گزارش كردند استفاده از SFE به عنوان يك تكنيك تجزيه‌اي تا دهه 1980 به تأخير افتاد

اسلاید 4: خواص سيال فوق بحراني

اسلاید 5: روشهاي تعيين حلاليت گونه هاي مختلف در سيالهاي فوق بحراني نحوه اشباع كردن سيال از گونه مورد نظر روش ايستا يا استاتيك روش ديناميك يا پويا روش استاتيك – ديناميك روش چرخه اينحوه آناليز محلول اشباعروشهاي وزن سنجي ( سيستمهای دوتايی) روشهاي كروماتوگرافي ( سيستمهای سه تايی) روشهاي اسپكترو متري

اسلاید 6: روش ديناميك يا پويا

اسلاید 7: هدفدر کارهای قبلی حلاليت ايزومرهای بوتانل در سيستمهای دوتايی در شرايط دما و سرعت جريان ثابت در دی اکسيد کربن فوق بحرانی اندازه گيری شددر اين پژوهش به منظور بررسی رابطه ساختار با حلاليت، حلاليت ايزومرهای ساختاری بوتانل در سيستمهای سه تايی در دی اکسيد کربن فوق بحرانی اندازه گيری شد.

اسلاید 8: بخش تجربی : طرحواره دستگاه بکاررفته برای اندازه گيری حلاليت

اسلاید 9: روش کارروش اشباع کردن سیال فوق بحرانی از آنالیزدو سل برای نمونه و یک سل برای پشم شیشهتنظیم سیستم در دما و فشار مورد نظر45 دقیقه برای رسیدن به تعادلجمع آوری نمونه در حجمهای مساوی از دی اکسید کربن

اسلاید 10: مشخصات سلهای بکار رفته برای انجام آزمايشات

اسلاید 11: تصوير سلهای بکار رفته در انجام آزمايشات

اسلاید 12: تعیین حلالیتتعیین تعداد مول دی اکسید کربنPV=nRTتعیین تعداد مول گونه حل شده سیستم دوتایی (روش وزنی) سیستم سه تایی (روش کروماتوگرافی)

اسلاید 13: برنامه دمایی 45 و 65 و 180 مقدار تزریق 0.4 میکرو لیتر دمای محل تزریق 240 دمای آشکار ساز 250 دتکتور FID گاز حامل He فاز ساکن FFAP سوخت و اکسیدان & Air H2 كروماتوگرام مربوط به مخلوط حاوي ايزوبوتانل و 2- بوتانل (نمونه‎هاي مورد آناليز)،1- بوتانل استاندارد داخلي، n- هگزان(حلال)

اسلاید 14: تاييد صحت کار دستگاه وروش کارحلالیت اولئیک اسید در دو فشار 138 و 207 بار و دماهای 40 و 50 و 60 اندازه گیری شد.صحت و دقت نتایج به دست آمده مورد ارزیابی قرار گرفت.

اسلاید 15: انحراف استاندارد نسبی و خطای نسبی در اندازه گيري حلاليت اولئيک اسيد

اسلاید 16: اندازه گيری راندمان به دام اندازی نمونهراندمان به دام اندازی =وزن مقدار نمونه باقي مانده در مسير + وزن نمونه به دست آمده در ظرف جمع آوري نمونه كاهش وزن سل ×100

اسلاید 17: تعيين مقدار بهينه نمونه درون سل تعادل

اسلاید 18: حلاليت سه تايی ( نسبت مولی 1:1 مخلوط) ایزو بوتانل و 2 – بوتانل T= 50 oC & P = 100 Bar

اسلاید 19: بررسی وابستگي حلاليت سه تايي ايزومرهای بوتانل در هريک از سه سيستم با فشار

اسلاید 20: بررسي وابستگي حلاليت سه تايي ايزوبوتانل و 2- بوتانل برحسب فشار با سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه و دماي 50 درجه سانتيگراد در دي‌اكسيد‌كربن فوق بحراني

اسلاید 21: بررسي وابستگي حلاليت 1- بوتانل و 2- بوتانل در سيستم سه تايي برحسب فشار با سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه و دماي 50 درجه سانتيگراد در دي‌اكسيد‌كربن فوق بحراني

اسلاید 22: بررسي وابستگي حلاليت ايزوبوتانل و ترشيو بوتانل در سيستم سه تايي برحسب فشار با سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه و دماي 50 درجه سانتيگراد در دي‌اكسيد‌كربن فوق بحراني

اسلاید 23: مقايسه حلاليت ايزومرهای بوتانل در دوسيستم دوتايي و سه تايي در فشارهاي مختلف

اسلاید 24: مقايسه حلاليت 2- بوتانل در دو سيستم دوتايي و سه تايي (2- بوتانل و ايزوبوتانل) برحسب فشار در دماي 50 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 25: مقايسه حلاليت ايزوبوتانل در دو سيستم دوتايي و سه تايي (2- بوتانل و ايزوبوتانل) برحسب فشار در دماي 50 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 26: مقايسه حلاليت 1- بوتانل در دو سيستم دوتايي و سه تايي (1- بوتانل 2- بوتانل) برحسب فشار در دماي 50 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 27: مقايسه حلاليت 2- بوتانل در دو سيستم دوتايي و سه تايي (1- بوتانل و 2- بوتانل) برحسب فشار در دماي 50 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 28: مقايسه حلاليت ايزوبوتانل در دو سيستم دوتايي و سه تايي (ايزوبوتانل و ترشيو بوتانل) برحسب فشار در دماي 50 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 29: مقايسه حلاليت ترشيو بوتانل در دو سيستم دوتايي و سه تايي (ايزوبوتانل و ترشيو بوتانل) برحسب فشار در دماي 50 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 30: مقايسه حلاليت سه تايي و دوتايي گونه ها در فشار 100 بار ،دماي 50 درجه سانتيگراد

اسلاید 31: بررسی وابستگي حلاليت سه تايي ايزومرهای بوتانل در هر يک از سه سيستم با دما

اسلاید 32: بررسي وابستگي حلاليت ايزوبوتانل و 2- بوتانل در سيستم سه تايي برحسب دما با سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه و فشار 100 بار در دي‌اكسيد‌كربن فوق بحراني

اسلاید 33: بررسي وابستگي حلاليت 1- بوتانل و 2- بوتانل در سيستم سه تايي برحسب دما با سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه و فشار 100 بار در دي‌اكسيد‌كربن فوق بحراني

اسلاید 34: بررسي وابستگي حلاليت ايزوبوتانل و ترشيوبوتانل در سيستم سه تايي برحسب دما با سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه و فشار 100 بار در دي اكسيد كربن فوق بحراني

اسلاید 35: بررسي گزينش پذيري دي اكسيد كربن فوق بحراني در هر يك از سيستم‎هاي سه تايي بررسي شده در فشار و دماهاي مختلف مقايسه سيستم ايزوبوتانل/ 2- بوتانل و 1- بوتانل/ 2- بوتانل α حلاليت 2- بوتانول / حلاليت ايزوبوتانل = α حلاليت 2- بوتانل / حلاليت 1 - بوتانل = مقايسه ايزوبوتانل/ ترشيوبوتانل و ايزوبوتانل/ 2- بوتانلα حلاليت ايزوبوتانل / حلاليت ترشيوبوتانل =α حلاليت ايزوبوتانل / حلاليت 2 - بوتانل =

اسلاید 36: گزينش پذيري دي اكسيد كربن فوق بحراني در سيستم سه تايي ايزوبوتانل/ ترشيو بوتانل و ايزوبوتانل/ 2- بوتانل برحسب فشار در دماي 50 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقهفشار (بار)α=حلاليت ايزوبوتانل / حلاليت 2 – بوتانلα=حلاليت ايزوبوتانل / حلاليت ترشيوبوتانل801.30300.94001000.98310.87731201.01340.78941401.00520.7745

اسلاید 37: گزينش پذيري دي اكسيد كربن فوق بحراني در سيستم سه تايي ايزوبوتانل/ 2- بوتانل و 1- بوتانل/ 2- بوتانل برحسب فشار در دماي 50 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه.فشار (بار)α=حلاليت 2- بوتانول / حلاليت ايزوبوتانلα=حلاليت 2- بوتانل / حلاليت 1 - بوتانل α800.76740.97831001.01710.95501200.98670.99841400.99841.0273

اسلاید 38: گزينش پذيري دي اكسيد كربن فوق بحراني در سيستم سه تايي ايزوبوتانل/ ترشيو بوتانل و ايزوبوتانل/ 2- بوتانل برحسب دما در فشار 100 بار و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقهدما (درجه سانتيگراد)α=حلاليت ايزوبوتانل / حلاليت 2 - بوتانل α=حلاليت ايزوبوتانل / حلاليت ترشيوبوتانل400.96070.9173500.98310.8773601.15190.5571

اسلاید 39: گزينش پذيري دي اكسيد كربن فوق بحراني در سيستم سه تايي ايزوبوتانل/ 2- بوتانل و 1- بوتانل/ 2- بوتانل برحسب دما در فشار 100 بار و سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقهدما (درجه سانتيگراد)α=حلاليت 2 - بوتانل / حلاليت ايزوبوتانل α= حلاليت 2 - بوتانل / حلاليت 1 – بوتانل401.04091.0188501.01710.9550600.86810.8621

اسلاید 40: بررسي وابستگي حلاليت سه تايي ايزومرهاي ساختاري بوتانل به كسر مولي هر يك از ايزومرها در سل تعادل

اسلاید 41: حلاليت ايزوبوتانل و 2- بوتانل در سيستم سه تايي دي اكسيد كربن فوق بحراني برحسب نسبت مولي ايزوبوتانل به 2- بوتانل در دماي 50 درجه سانتيگراد، فشار 100 بار و سرعت جريان گاز دي اكسيد كربن 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 42: حلاليت 1- بوتانل و 2- بوتانل در سيستم سه تايي دي اكسيد كربن فوق بحراني برحسب نسبت مولي 1- بوتانل به 2- بوتانل در دما 50 درجه سانتيگراد، فشار 100 بارو سرعت جريان گاز دي اكسيد كربن 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 43: حلاليت ايزوبوتانل و ترشيوبوتانل در سيستم سه تايي دي اكسيد كربن فوق بحراني برحسب نسبت مولی ايزوبوتانل به ترشيوبوتانل در دما 50 درجه سانتيگراد، فشار 100 بار و سرعت جريان گاز دي اكسيد كربن 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه

اسلاید 44: توجيه نتايج بدست آمده با استفاده از طيفهایIR-FT

اسلاید 45: طيف FT- IR 1- بوتانل

اسلاید 46: توجيه نتايج بدست آمده با استفاده از طيفهای IR-FT‌ در ايزومرهای ساختاری بوتانل به صورت خالص OH مقادير عدد موج مربوط به ارتعاش کششيترتيب حلاليت ايزومرهاي ساختاري در سيستم های دوتايي در دی‌اکسيدکربن فوق بحراني ترشيوبوتانل  2-بوتانل  1–بوتانل ~ايزوبوتانل

اسلاید 47: مقادير عدد موج مربوط به ارتعاش کششي OH ‌در مخلوطهای دوتايي از ايزومرهای ساختاری بوتانل عدد موج ارتعاش کششی OH (1-cm(مخلوط ايزومرها3341.021-بوتانل/2 - بوتانل3348.622 – بوتانل/ ايزوبوتانل3348.62ترشيوبوتانل/ ايزوبوتانل وارد شدن 2 -بوتانل در محلول 1 - بوتانل سبب شکسته شدن شبکه پيوندهای قوی هيدروژنی قوی(3327.22cm-1) شده و پيوندهای ضعيف تری (3341.02cm-1) ايجاد نموده که سبب افزايش حلاليت می شود.

اسلاید 48: مقايسه حلاليت مخلوطهای سه تايي در دمای 50 درجه سانتيگراد و محدوده فشاري 140-80 بارو سرعت جريان 140 ميلي ليتر بردقيقه

اسلاید 49: مقايسه حلاليت مخلوطهای سه تايي در فشار 100 بار و محدوده دمايي 60-40 درجه سانتيگراد و سرعت جريان 140 ميلي ليتر بر دقيقه

اسلاید 50: نتيجه گيريحلاليت سه‌تايي ايزومرهاي ساختاري بوتانل در دي‌اکسيد‌کربن فوق بحراني اندازه‌گيري و نتايج آن براساس خواص فيزيکي و طيفهاي FT-IR گونه‌هاي خالص و مخلوطهاي مورد اندازه‌گيري تجزيه و تحليل شد.برهم کنشهاي بين مولکولي قوي از قبيل پيوند هيدروژني تاثير زيادي بر کاهش حلاليت اين ايزومرها در دي‌اکسيد‌کربن فوق بحراني دارد. به صورتي که علي رغم تفاوت حلاليت دوتايي بعضي از ايزومرها، حلاليت سه‌تايي آنها يکسان مي‌گردد.با تغيير فشار گزينش‌پذيري حلاليت گونه‌ها در دي‌اکسيد‌کربن فوق بحراني تغيير زيادي نکرده و نمي‌تواند حلاليت گونه‌هاي مذبور را متفاوت سازد.افزايش دماي اندازه‌گيري از 40 تا 60 درجه سانتيگراد سبب کاهش حلاليت سه‌تايي گونه‌ها مي‌شود.در حاليکه در دماي 40 و 50 درجه سانتيگراد سيال دي‌اکسيد‌کربن فوق بحراني براي مخلوط ايزو‌بوتانل و ترشيوبوتانل گزينش پذيری ندارد در دمای 60 درجه سانتي گراد گزينش پذيري مناسبي براي اين مخلوط وجود دارد.قرار گرفتن گونه‌هاي با فشار بخار بالا و قطبيت کم مانند ترشيو بوتانل و 2 - بوتانل در کنار ايــزو بوتانل و 1‌- ‌بوتانل حلاليت اين گونه‌ها را به ترتيب به مقدار 45/3 و 41/7 برابر افزايش داده و تاثير اصلاحگري حلاليت را داشته است.

اسلاید 51: Refrences[1] Gagniard D., Tour B.C., Ann. Chim. Phys. , Vol. 21(2), P. 127, 1822.[2] Hannay, J. B., Hogarth J., Proc.Roy.Soc.(London), Vol. 29, P. 324, 1880.[3] Buchner, E. H. Z., Phys. Chem., Vol. 54, P. 665, 1906.[4] Wilson, R. E., Keith, P.C., Hay lett, R. E., Ind. Eng. Chem., Vol. 28. P. 1065, 1936.[5] Zhuze , T. P., Jushkvic, G. N., Gekker, J. E. Maslo Zhir Promst, Vol. 24, P. 34, 1958.[6] Zosel K., Angew. Chem. Vol. 90, P. 748, 1978.[7] Taylor L. T., Jessop P. G., Litner W., Anal. Chem., Vol. 67, P. 364A, 1995. [8] Ashraf, K. M., Cambs, M. T., Taylor, L. T., J. Chem. Eng. Data, Vol. 42, P. 636, 1997.[9] Mchugh, M. A., Krukonis, V. J., Supercritical Fluid Extraction Principles and Practice, Butterworth, Stoneham 1986.[10] Bartle, K. O., Clifford, A. A., Jafar, S. A., Shilstone, G. F., J. Phys. Chem., Ref. Data. Vol. 20, P. 713, 1991.[11] Dohrn, R., Branner, G., Fluid Phase Equilibria, Vol. 106, P. 213, 1995.[12] Diepen, G. A. M., Scheffer, F. E. C., J. Amer. Chem. Soc., Vol. 70, P. 4085, 1948.[13] Ewald, A. H., Trans. Faraday Soc., Vol. 49, P. 1401, 1953.[13] Gmuer, W., Bosset , J. O., Platter, G., Lebensm- Wiss. Technol., Vol. 19, P. 419, 1986.[14] Miller D. J., Hawthorne S. B., Anal. Chem., Vol. 67, P. 273, 1995.