به نام خدا

1. به نام خدا اندازه گيری حلاليت سه تايی ايزومرهای ساختاری بوتانل در دی اکسيد کربن فوق بحرانيارائه دهنده: معصومه امير آبادیاستاد راهنما: دکتر قاضی عسکر

2. فهرست • تاريخچه • خواص سيال فوق بحراني • روشهاي تعيين حلاليت گونه هاي مختلف در سيالهاي فوق بحراني • بخش تجربی • بحث و نتيجه گيری

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 بودند • در 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

4. خواص سيال فوق بحراني

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 چرخهاي • نحوه آناليز محلول اشباع • روشهاي وزن سنجي ( سيستمهای دوتايی) • روشهاي كروماتوگرافي ( سيستمهای سه تايی) • روشهاي اسپكترو متري

6. روش ديناميك يا پويا

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

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

9. روش کار • روش اشباع کردن سیال فوق بحرانی از آنالیز • دو سل برای نمونه و یک سل برای پشم شیشه • تنظیم سیستم در دما و فشار مورد نظر • 45 دقیقه برای رسیدن به تعادل • جمع آوری نمونه در حجمهای مساوی از دی اکسید کربن

10. مشخصات سلهای بکار رفته برای انجام آزمايشات

11. تصوير سلهای بکار رفته در انجام آزمايشات

12. تعیین حلالیت • تعیین تعداد مول دی اکسید کربن • PV=nRT • تعیین تعداد مول گونه حل شده • سیستم دوتایی (روش وزنی) • سیستم سه تایی (روش کروماتوگرافی)

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 & AirH2 كروماتوگرام مربوط به مخلوط حاوي ايزوبوتانل و 2- بوتانل (نمونه‎هاي مورد آناليز)،1- بوتانل استاندارد داخلي،n- هگزان(حلال)

14. تاييد صحت کار دستگاه وروش کار • حلالیت 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.

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

16. اندازه گيری راندمان به دام اندازی نمونه راندمان به دام اندازی = وزن مقدار نمونه باقي مانده در مسير + وزن نمونه به دست آمده در ظرفجمع آوري نمونه ×100 كاهش وزن سل

17. تعيين مقدار بهينه نمونه درون سل تعادل

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

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

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

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

22. بررسي وابستگي حلاليت ايزوبوتانل و ترشيو بوتانل در سيستم سه تايي برحسب فشار با سرعت جريان 140 ميلي‎ليتر بر دقيقه و دماي50 درجه سانتيگراد در دي‌اكسيد‌كربن فوق بحراني

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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- بوتانل • αحلاليت ايزوبوتانل / حلاليت ترشيوبوتانل = • α حلاليت ايزوبوتانل / حلاليت 2 - بوتانل =

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 دقيقه

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.

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 دقيقه

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 دقيقه

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

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

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

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

44. توجيه نتايج بدست آمده با استفاده از طيفهایIR-FT

45. طيفFT- IR 1- بوتانل

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

47. مقادير عدد موج مربوط به ارتعاش کششيOH‌در مخلوطهای دوتايي از ايزومرهای ساختاری بوتانل • 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.

48. مقايسهحلاليت مخلوطهای سه تايي در دمای 50درجهسانتيگراد و محدوده فشاري 140-80 بارو سرعت جريان 140 ميلي ليتر بردقيقه

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

50. نتيجه گيري • حلاليت 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. • 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. • با تغيير فشار گزينش‌پذيري حلاليت گونه‌ها در دي‌اکسيد‌کربن فوق بحراني تغيير زيادي نکرده و نمي‌تواند حلاليت گونه‌هاي مذبور را متفاوت سازد. • 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.