عنوان

اندازه گیری و مدلسازی تعادلات بخار- مایع، خواص حجمی و انتقالی محلول‌های آبی برخی قندها در حضور مایعات یونی

‭۱۷۰۸۸پ‬

per

اندازه گیری و مدلسازی تعادلات بخار- مایع، خواص حجمی و انتقالی محلول‌های آبی برخی قندها در حضور مایعات یونی

/الناز مظاهرحاجی‌آقا

: شیمی

، ‮‭۱۳۹۶‬

چاپی

کارشناسی ارشد

شیمی فیزیک

‮‭۱۳۹۶/۰۲/۲۷‬

تبریز

قندها به عنوان فراوان‌صترین گروه از مولکول‌صهای زیستی، به علت دارا بودن گروه‌صهای هیدروکسیل فراوان، توانایی برهمکنش و ویژگی‌صهای استرئوشیمی در حال حاضر موضوع مورد بررسی بسیاری از محققان می‌صباشند .اخیرا استفاده از مایعات یونی به عنوان یک گروه جدید از الکترولیت‌صها در سیستم‌صهای حاوی قندها توجه زیادی از نظر شیمی سبز به خود جلب کرده است .آنها قادر به انحلال قندها تحت شرایط ملایم و تبدیل آنها به مواد شیمیایی با ارزش مانند‮‭۵‬ - هیدروکسی متیل فورفورال است .همچنین مایعات یونی قادر هستند که در حضور قندها سیستم‌صهای دو فازی آبی تشکیل دهند .این سیستم‌صها در جداسازی و خالص سازی اجزا زیستی مهم و تولید استرهای قندی اسید چرب به عنوان مواد فعال سطحی به کار می‌صروند .طراحی، بهینه سازی و مدلسازی مایعات یونی در سیستم‌صهای حاوی قندها در این فرآیندها ، نیاز به درک عمیقی از جزئیات برهمکنش بین مایعات یونی با قندها دارد .مطالعات ترمودینامیکی و خواص انتقالی این نوع از محلول‌صها یکی از بهترین راه‌صها برای درک برهمکنش-های موجود می‌صباشد . از این رو در این رساله، برخی از خواص ترمودینامیکی و انتقالی سیستم‌صهای) قند - مایع یونی - آب (مورد مطالعه قرار گرفته‌صاند .اثر دما، غلظت مایع یونی، طول زنجیر آلکیل مایع یونی و نوع آنیون مایع یونی روی این خواص ترمودینامیکی مورد بررسی قرار گرفته‌صاند .تعادلات بخار - مایع محلول‌صهای سه تایی) ساکاروز /فروکتوز - مایع یونی - آب (و دوتایی) ساکاروز /فروکتوز - آب (و) مایع یونی - آب (به روش ایزوپیستیک در دمای ‮‭۱۵/۲۹۸‬ ‮‭K‬ مورد بررسی قرار گرفت .داده‌صهای تجربی به دست آمده برای فعالیت آب برای اولین بار در این کار پژوهشی با مدل‌صهای ترکیب موضعی ضرایب فعالیت نظیر‮‭Wilson‬ ،‮‭NRTL‬ ، ‮‭mNRTL‬ ،‮‭NRTL - NRF‬و ‮‭UNIQUAC‬ مورد برازش قرار گرفتند .در محلول‌صهای سه تایی برای اولین بار تاثیر ناحیه غلظتی مایع یونی در برازش داده‌صهای فعالیت آب مورد بررسی قرار گرفت .با مطالعات تعادلات بخار مایع همچنین مشخص شد که کارایی مدل‌صهای ترکیب موضعی در برازش داده‌صهای فعالیت آب در ناحیه رقیق بهتر است که احتمالا می‌صتواند به این علت باشد که در مایعات یونی در غلظت‌صهای بالا پدیده خود انباشتگی و جفت شدن یون‌صها مشاهده می‌صشود که این پدیده‌صها در مدل‌صهای ترکیب موضعی در نظر گرفته نشده است .همچنین با محاسبه ضریب فعالیت قند در محلول‌صهای دوتایی و سه تایی تاثیر نوع قند، طول زنجیر و نوع آنیون مایع یونی در برهمکنش بین اجزا موجود در محلول مورد بررسی قرار گرفت .در ادامه، دانسیته، سرعت صوت و ویسکوزیته این سیستم‌صها دصر دماهای مختلف اندازه گیری شده و برای محاسبه برخی کمیت‌صهای مهم ترمودینامیکی نظیر حجم مولی ظاهری استاندارد ، حجم انتقالی ، تراکم‌صپذیری مولی ظاهری استاندارد ، عدد آبپوشی و ضریب ‮‭B‬ ویسکوزیته استفاده گردیده است .همچنین هدایت الکتریکی این سیستم ها در ‮‭۱۵/۲۹۸‬ ‮‭K‬ اندازه گیری شده و هدایت مولی در رقت بی-نهایت، و ثابت تجمع یونی با استفاده از مدل ‮‭lcCM‬ تعیین گردد .نتایج نشان می‌صدهد که در محلول-های آبی مایعات یونی با افزایش دما، طول زنجیر و در آنیون‮‭Br‬ -برهمکنش مایعات یونی با قندها افزایش می‌صیابد

Saccharides as the most abundant class of biomolecules are currently the subject of many researchers due to hydroxy rich property, coordinating ability, stereospecificity and other characteristics. Recently utilization of ionic liquids as a new class of electrolytes in the systems containing saccharides has gained much interest from the view point of green chemistry. They are capable to dissolve saccharides under mild conditions and convert them to valuable chemicals such as 5-hydroxymethylfurfural (HMF).Moreover; it was found that ionic liquids can also form aqueous biphasic system (ABS) in presence of saccharides. These new type of ABSs can be utilized for separation and purification of important biological components and production of fatty acid sugar esters as surfactant. The effective usages of ionic liquids for different processes including saccharides require an understanding of the molecular details of ionic liquids interactions with saccharides. Thermodynamic study on aqueous sacchrides solutions in presence of ionic liquids is one of the best ways to understand the nature of interactions occurred in these systems. Hence in this thesis, some of thermophysical properties of saccharide + ionic liquid + water solution have been studied. In these studies, the effect of temperature, alkyl chain lenghth of cation and IL anion, concentration on these properties have been investigated Vapor-liquid equilibrium data (water activity, vapor pressure and osmotic coefficient) of ternary (sugar + ionic liquid + water) solutions and the corresponding binary (sugar + water) and (ionic liquid + water) solutions have been measured by the isopiestic method at T = 298.15 K. The experimental water activity data were accurately correlated with segment-based local composition models of Wilson, NRTL, mNRTL, NRF-NRTL and UNIQUAC.The result showed that the better quality of fitting of water activity data was observed in almost dilute regions and the performance of the used models are not very satisfactory at higher concentrations of solutes in comparison with the results we obtain in dilute region.This may be due to the fact that at higher concentrations there is self association or ion pairing of ionic liquids which has not been considered in developing the local composition models. Then, using the parameters obtained from these models, the unsymmetrical molal activity coefficients of the sugar in the binary and ternary aqueous solutions have been calculated. The activity coefficient values were used to interpret the solute-solute and solute-solvent interactions presented in these systems. In continuation of study density speed of sound and viscosity of these systems have been measured at different temperatures.The obtained data have been used to calculate some important quantities such as standard partial molar volume ( ), transfer volume ( ),partial molar isentropic compressibility ( ),hydration number (nH) and viscosity B-coefficients The conductivity of these systems at T =298.15 K have also been measured and the limiting molar conductivities (0) and ion association constants (Ka) values have been evaluated. The results show that by increasing the chain length of ionic liquids as well as temperature, the interaction between ionic liquid and saccharides is intensified. Also, ionic liquids with Br- anions have more tendencies to interact with saccharides in comparison to ionic liquids with Cl- anions

مظاهرحاجی‌آقا، الناز

زعفرانی معطر، محمدتقی، استاد راهنما

شکاری، حمایت، استاد راهنما

مهرداد، عباس، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی