منابع پایان نامه ارشد با موضوع مول، لیتری، HCl

دانلود پایان نامه ارشد

اندازه‌گیری این سیستم هیچ‌گونه آسیبی به ماده وارد نمی‌کند]۴۷[.
ب-آنالیز مورد استفاده تست محصولات حاصل از تجزیه هیدرازین بواسطه عبور از بستر کاتالیستی
-آنالیزUV
در قسمت تجهیزات مورد استفاده در مرحله آنالیز محصولات، توضیح مختصری در مورد دستگاه UV داده شد. بعد از انجام تست راکتوری از تله نمونهگیری بعمل آمد. قبل از انجام آنالیز UV باید محلولهای موردنظر آماده شوند. هدف، شناسایی و اندازهگیری غلظت هیدرازین و آمونیاک است. به نمونه بدست آمده از تست راکتوری باید محلولهایی اضافه گردد تا ایجاد کمپلکسهای رنگی کنند تا بتوان میزان جذب را گرفت.
آمادهسازی نمونه برای آنالیز UV
البته باید به این نکته توجه داشت که ابتدا باید یک سری محلول آمونیاک و هیدرازین استاندارد تهیه
شود و منحنی کالیبراسیون بدست آید. نمونهای از منحنی کالیبراسیون در پیوست ه آورده شده است.
الف-آماده کردن محلولهای موردنیاز برای شناسایی آمونیاک
۱-محلول فنول-استون: ۷۰ گرم فنول در ۱۵ میلی لیتر اتانول و ۲۰ میلی لیتر استون حل گردید، سپس محلول با اتانول تا حجم ۱۰۰ میلی لیتر رقیق شد.
۲-محلول فنولات سدیم: این محلول باید بلافاصله قبل از استفاده تهیه شود یعنی تازه باشد. برای ساخت محلول موردنظر، ۱۰ میلی لیتر از محلول شماره ۱ را با ۱۰ میلی لیتر محلول آبی هیدروکسید سدیم ۳۰ درصد مخلوط گردید، سپس با آب تا حجم ۵۰ میلی لیتر رقیق شد.
۳-هیپوکلریت سدیم: محلول ۲ درصد تهیه شد.
در ادامه حجم مشخصی از نمونه داخل بالن ۲۵ میلی لیتری ریخته شد. سپس ۲/۵ میلی لیتر محلول فنولات سدیم و ۱ میلی لیتر محلول هیپوکلریت سدیم اضافه شد و با آب تا خط نشانه بالن رقیق شده و به مدت ۳۰ دقیقه مخلوط گردید(با استفاده از مگنت). در نهایت جذب در ناحیه ۶۲۵ خوانده شد]۴۸[.
ب- آماده کردن محلولهای موردنیاز برای شناسایی هیدرازین
۱-محلول DAB : محلول پارا-(دی متیل آمینو) بنزالدهاید ۰/۰۱ مولار تهیه گردید.
۲-محلول HCL : محلول ۰/۱۶ مولار اسید کلریدریک آماده شد.
در ادامه حجم مشخصی از نمونه داخل بالن ۱۰ میلی لیتری ریخته شد. سپس ۱ میلی لیتر محلول DAB و ۱ میلی لیتر محلول HCl اضافه گردید و با اتانول رقیق شد. اجازه داده شد تا محلول برای ۵ دقیقه در دمای اتاق بماند. سپس به سل کوارتزی منتقل شده و جذب در ناحیه ۴۸۵ نانومتر خوانده شد]۴۹[.
۴-۲-روش انجام آزمایشات
در این بخش چگونگی ساخت نانو کاتالیستها و روش ارزیابی آنها در سیستم تست راکتوری آورده شده است. با توجه به اینکه پارامترهای مختلفی در هنگام ساخت کاتالیستها موثرند و میزان تاثیرگذاریشان با هم متفاوت است، بررسی تاثیر برخی از پارامترها از بقیه مهمتر به نظر میرسند و از آنجایی که برای بررسی اثر تغییر پارامترها روی ویژگیهای کاتالیست مثل اندازه ذره و مساحت سطح نیاز به انجام آنالیزهای متفاوتی است که شرح آنها در بخش قبل آمده است و با توجه به برخی محدودیتها، تنها به بررسی ۳ پارامتر مهم پرداخته شد. به عنوان مثال برای بررسی اثر pH محلول آغشتهسازی محدودیت وجود داشت. برای اندازه گیری و کنترل pH باید از pH متر دیجیتالی استفاده میشد به طوریکه قسمت انتهایی سل که حساس به تغییرات pH میباشد کاملا در محلول فرو رود. از آنجایی که محلول مورد نظر خیلی ویسکوز است در حین بیرون آوردن pH متر از درون محلول مقداری از محلول به آن چسبیده است و به این صورت مقداری محلول که دارای میزانی از فلز مطلوب است هدر میرود و در نتیجه نمیتوان به محاسبات اعتماد نمود. در نهایت میزان فلز بارگذاری شده کمتر از میزان مورد نظر خواهد شد. از این رو پارامترهایی نظیر سرعت افزایش دمای کلسیناسیون، زمان کلسیناسیون تغییر داده شدند و بررسی اثرشان روی اندازه کریستالها با آنالیز XRD انجام گردید. همچنین میزان بار فلز کاتالیست ۱۰،۲۰و۳۰ درصد وزنی تغییر داده شد و در تست تجزیه هیدرازین به کار گرفته شدند. نوع نمک برای ساخت محلول آغشتهسازی نیز تغییر داده شد و IrCl3 نیز به عنوان نمک به کار رفت. برای مقایسه کار، کاتالیستهای نیکل-ایریدیوم بر پایه آلومینا نیز ساخته شدند و تستهای کاتالیستی مربوطه انجام گردید.
۱-۴-۲-ساخت کاتالیست
همانطور که گفته شد برای ساخت کاتالیست روش تلقیح انتخاب گردید. اما جزییات روش مذکور و چگونگی انجام آن به طور کامل روشن نبود. پس از انجام محاسبات اولیه برای تعیین میزان نمک به منظور ساخت محلول آغشتهسازی دو رویه برای ساخت کاتالیست به کار گرفته شد.
برای تعیین میزان نمک مورد نیاز ابتدا باید میزان فلز Ir موجود در نمک و یا بعبارتی تعداد مولکولهای آب موجود در نمک تعیین گردد. برای این منظور از آنالیز ICP استفاده گردید. قبل از انجام آنالیز باید نمک به صورت محلول درآید. پس میزان مشخصی نمک در بالن ژوژهای با حجم معین با آب مقطر به حجم رسانده شد و سپس آنالیز ICP صورت گرفت.
با توجه به ساخت کاتالیست با درصدهای فلز متفاوت، میزان نمک اولیه مورد نیاز برای ساخت محلول آغشتهسازی نیز متفاوت خواهد بود. پس از انجام محاسبات، میزان نمک مورد نیاز برای ساخت هر یک از کاتالیستها بدست آمد. برای ساخت محلول آغشتهسازی از اسید کلریدریک به عنوان اسید رقیب استفاده شده است. مطابق شکل (۷-۱) برای اضافه کردن اسید باید وزن آلومینای به کار رفته را در نظر داشت. با توجه به بارگذاری متفاوت فلز و اینکه میزان پایه مورد استفاده نیز متفاوت است نرمالیته HCl مصرفی نیز تفاوت میکند. حجم اسید اضافه شده برای تمامی نمونهها یک سی سی در نظر گرفته شد و با توجه به این حجم مصرفی، نرمالیته تعیین گردید. برای تعیین درصد اسید HCl غلیظ روش تیتراسون با استفاده از تیتر شونده NaOH با نرمالیته مشخص به کار رفت. محلول آغشتهسازی پس از ساخته شدن، زمان ماند ۲۴ ساعتهای را طی میکند.
مطلوب است که محلول تلقیح برای حداقل حدود ۲۴ ساعت قبل از افزودن پایه به آن زمانی را سپری کند. محلولهای تازه47 ممکن است به شدت در پوششی ضخیم روی سطح خارجی گلولهها قرار گیرند. بنابراین عمق نفوذ مطلوب، ممکن است در تلقیحهای متوالی بدست نیاید]۲۴[.
به منظور حذف رطوبت از پایهی کاتالیست، پایه گاما آلومینا در آون با دما و نرخ مشخص طی مدت زمان معین قرار گرفت.
پس از گذشت یک شبانه روز از ساخت محلول آغشتهسازی، پایه آماده شده به ظرف محلول اضافه گردید. بعد از جذب کامل محلول، کاتالیستها به رنگ قهوهای(عدسی) در آمده بودند. کاتالیستها داخل بوته ریخته شدند و به منظور خشک کردن در آون قرار گرفتند. آون، بعد از تنظیم کردن دما و نرخش روشن گردید. پس از سپری شدن زمان معینی، بوته حاوی کاتالیستها از آون خارج گردید. سپس بوته حاوی کاتالیستها، به منظور انجام عمل کلسیناسیون در کوره قرار گرفت. کوره پس از تنظیم نمودن دما و نرخش، روشن شد. بوته حاوی کاتالیستها بعد از گذشت مدت زمانی از آون بیرون آورده شد. در نهایت کاتالیستها وزن شدند. در این مرحله کاهش وزنی نسبت به قبل از قرارگیری در آون دیده شد که نشاندهنده از دست دادن رطوبت است.
وقتی هدف ساخت کاتالیست %۲۰ بود، دو مرحله آغشتهسازی صورت گرفت. مرحله دوم آغشتهسازی نیز همانند مراحل بالا مجددا تکرار شد. برای ساخت کاتالیست %۳۰ درصد مرحله سوم نیز مانند مراحل اول و دوم تکرار گردید.

۲-۴-۲-روش تست کاتالیست
ابتدا راکتور با میزان مشخصی کاتالیست پر شد. داخل ظرف ترپ مورد نظر مقدار معینی آب مقطر ریخته شد. بعد از عبور گاز آرگون، گاز هیدروژن با اعمال دما به راکتور از مسیر تعیین شده از بستر کاتالیستی عبورداده شد. بعد از گذشت مدت زمان لازم برای احیا، جریان گاز هیدروژن قطع گردید. اجازه داده شد دمای بستر کاتالیستی تا دمای عملیاتی مورد نظر(oC۱۰۰) پایین آید. سپس هیدرازین عبور داده شد. در نهایت برای انجام آنالیز UV، از تله نمونهگیری بعمل آمد. تست کاتالیستی در دو دمای عملیاتی انجام پذیرفت. بعد از انجام تست در دمای عملیاتی بالا و نمونهگیری، تست در دمای عملیاتی پایینتر صورت گرفت و مجددا نمونهگیری بعمل آمد.

فصل سوم
نتایج و بحث

در این فصل چگونگی ساخت کاتالیستها و نتایج حاصل از انجام تستهای راکتوری و تحلیل آنها مورد بررسی قرار خواهند گرفت. با توجه به جمعبندیهای حاصل از فصل دوم کاتالیستهای Ir/γ-Al2O3 وIr-Ni/γ-Al2O3 ساخته شدند. قبل از بررسی چگونگی ساخت کاتالیستها، چگونگی تعیین درصد ایریدیوم موجود در نمک هگزا کلروایریدیک اسید مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
۱-۳-تعیین درصد ایریدیوم
میزان مولکول آب نمک هگزا کلرو ایریدیک اسید، در برخی منابع ۵ و یا ۶ ذکر گردیده است. با توجه به اطلاعات شرکت سیگما آلدریچ نمک خریداری شده ۴ آبه است. برای حصول اطمینان از تعداد مولکولهای آب در نمک، مقداری از نمک به صورت محلول در آمد و آنالیز ICP انجام گردید. در واقع هدف از انجام آنالیز ICP، تعیین میزان فلز در نمک بود، که با مشخص شدن میزان ایریدیوم، میتوان تعداد مولکولهای آب موجود در نمک را تعیین نمود.
برای تست ICP، ۰/۰۷۶۶گرم نمک در بالن ۱۰۰ میلی لیتری حل شد. نتیجه حاصل از این تست ppm۳۱۱/۶۹، ۳۱۰/۲، ۳۰۶/۵ و۳۰۷/۷ ایریدیوم را نشان میدهد. که این میزان معادل41-40 درصد ایریدیوم در نمک خریداری شده، میباشد.
ml۱۰۰۰
۳۰۶/۵ppm
ml۱۰۰
X

با توجه به این تناسب مقدار ایریدیوم موجود در ۱۰۰ میلی لیتر ۳۰/۶۵ میلی گرم معادل با ۰/۰۳۰۶۵ گرم میباشد. از آنجایی که میزان ۰/۰۷۶۶ گرم نمک در ۱۰۰ میلی لیتر حل شده است، بنابراین میزان ایریدیوم در این مقدار نمک قابل محاسبه است، به صورت:
(۰/۰۳۶۵)/(۰/۰۷۶۶) ×۱۰۰=۴۰ درصد
جرم مولکولی ایریدیوم g/mol ۱۹۲ و جرم مولکولی نمک در حالت خالص بدون آب g/mol ۴۰۷ در نظر گرفته شد. پس با تقسیم جرم مولکولی ایریدیوم به جرم مولکولی نمک، میزان ایریدیوم در حالت خالص و بدون آب بدست آمد.
(میزان درصد ایریدیوم در حالت خالص و بدون آب) ۴۷/۱۷ = ۱۰۰ ۱۹۲/۴۰۷ × همانطوری که بیان شد این میزان فلز در حالت خالص است از آنجایی که نمک موردنظر هیدراته میباشد، میزان ایریدیوم کمتر خواهد شد.
میزان خلوص نمک با انجام محاسبات زیر بدست آمده است:
X (درصد خلوص نمک آبدار)
40%
%100)نمک خالص بدون آب)
17/47%
میزان X در تناسب بالا ۸۴/۸۰ بدست آمد. این نشان میدهد که به میزان ۱۵/۲ درصد از وزن نمک به مولکولهای آب اختصاص دارد.
درصد خلوص نمک آبدار = 799/84%
درصد آب موجود در نمک 2/15%=80/84-100
با انجام دادن محاسبات زیر میتوان تعداد مولکولهای آب موجود در نمک را بدست آورد:
مول آب موجود در نمک =۰/۰۷۶۶ gr H2IrCl6 .xH2O ×(۱۵/۲ H2O)/(۱۰۰ H2IrCl6 .xH2O )
×(۱ moleH2O)/(۱۸ gr H2O)=۰/۰۰۰۶۴۶۸

موجود در نمک)H2IrCl6 (مول =۰/۰۷۶۶ gr H2IrCl6 .xH2O ×(۸۴/۸۰ H2IrCl6)/(۱۰۰ H2IrCl6 .xH2O )
×(۱ moleH2O)/(۴۰۷ gr H2IrCl6)=۰/۰۰۰۱۵۹۶
(آب مول )/(هگزاکلروایریدیک اسید مول)=(۰/۰۰۰۶۴۶۸)/(۰/۰۰۰۱۵۹۶)=۴/۰۵
تعداد آب موجود در نمک تقریبا مساوی 4 است.

۲-۳-تعیین pH:
برای تعیین pH محلول نمک هگزا کلرو ایریدیک اسید، به صورت تئوری میتوان با انجام محاسبات زیر به نتایجی رسید. اگر بر طبق آنالیز ICP میزان خلوص نمک برابر ۸۴/۸۰ درصد گرفته شود، آنگاه میزان اسید هگزاکلروایریدیک به صورت زیر محاسبه خواهد شد:
گرم اسید موجود در نمک=۰/۰۷۶۶ gr H2IrCl6 .xH2O × (۸۴/۸۰ H2O)/(۱۰۰ H2IrCl6 .xH2O )
=۰/۰۶۴۹۵
برای بدست آوردن مولاریته اسید در محلول نیاز به محاسبه مول اسید است و در نهایت باید میزان مول را در یک لیتر محاسبه نمود.
مول اسید موجود در نمک=۰/۰۶۴۹۵ gr H2IrCl6 × (۱ mol H2IrCl6)/(۴۰۷ H2IrCl6 )
=۰/۰۰۰۱۵۹۶
مولاریته محلول بدین گونه محاسبه شد:
۱۰۰ ml
۰/۰۰۰۱۵۹۶ mol
۱۰۰۰ ml
X

با محاسبه تناسب بالا، مقدار X، mol/L ۰/۰۰۱۵۹۶ بدست آمد.
اسید کلرو ایریدیک اسید قوی است، به راحتی در اثر انحلال تفکیک میشود. بنابراین دو پروتون خود را به راحتی آزاد میکند. پس دو مو

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد با موضوع دی اکسید کربن، آرایش فضایی، مورفولوژی Next Entries منابع پایان نامه ارشد با موضوع تغییر رنگ