منبع علمی مقاله –293

1-2-12-6. اورانیم تترا فلورید 14
1-2-12-7. اورانیم هگزا فلورید 15
فصل 2: استخراج نقطهی ابری و پیشتغلیظ 17
2-1. مقدمه18
2-2. استخراج نقطه ابری 19
2-2-1. مروری بر تاریخچهی روش استخراج نقطهی ابری (CPE)20
2-2-2. تاریخچهی مطالعاتی وتحقیقاتی استخراج نقطهی ابری 21
2-2-3. سیستمهای میسلی (سورفکتانتها)26
2-2-4 برهمکنش گونهها با ساختارهای میسلی 27
2-2-5. دسته بندی سورفکتانتها 28
2-2-5-1. سورفکتانتهای آنیونی 28
2-2-5-2. سورفکتانتهای کاتیونی 28
2-2-5-3. سورفکتانتهای آمفوتری (دو خصلتی) 28
2-2-5-4. سورفکتانتهای غیریونی 29
2-2-6. بررسی رفتار فازی سیستمهای سورفکتانتی 29
2-2-7. مراحل انجام روش استخراج نقطهی ابری 31
2-2-8. عوامل موثر بر کارآیی استخراج نقطهی ابری 33
2-2-9. مزایا و معایب استخراج نقطه ابری 34
2-2-10. کاربردهای روش استخراج نقطهی ابری 35
2-2-10-1. استخراج نقطهی ابری برای آنالیز ترکیبات آلی 36
2-2-10-2. نمونههای محیطی 37
2-2-10-3. نمونههای زیستی 37
2-2-10-4. گونههای زیستی و بالینی 37
2-2-10-5. نمونههای جامد 39
2-2-10-6. آنالیز یونهای معدنی 40
2-2-10-7. کاربرد صنعتی روش استخراج نقطهی ابری 41
فصل 3: روش کار 43
3- مواد و دستگاهها44
3-1. مواد 44
3-2. دستگاهها 44
3-3. روش کار44
3-3-1. بررسی فرآیند استخراج نقطهی ابری 44
3-3-2. کالیبراسیون سیستم تعیین غلظت نمونههای آبی 45
3-3-3. بهینه سازی فرآیند 46
3-3-3-1. بررسی اثر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 46
3-3-3-2. بررسی اثر نوع لیگاند بر راندمان استخراج اورانیم 46
3-3-3-3. بررسی اثر pH بر راندمان استخراج اورانیم 46
3-3-3-4. بررسی اثر غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 47
3-3-3-5. بررسی اثر غلظت لیگاند بر میزان استخراج اورانیم 47
3-3-3-6. بررسی اثر دمای تعادل بر راندمان استخراج اورانیم 47
3-3-3-7. بررسی اثر زمان تعادل بر راندمان استخراج اورانیم 47
3-3-3-8. بررسی اثر زمان ماند در سانتریفوژ بر راندمان استخراج اورانیم 48
3-3-3-9. بررسی اثر غلظت محلول اورانیم بر میزان استخراج اورانیم 48
3-3-3-10. کارآیی تجزیهای 49
3-3-3-10-1. بازیابی (درصد جداسازی) 49
3-3-3-10-2. فاکتور پیشتغلیظ 49
3-3-3-10-3. حد تشخیص (LOD) و نحوهی محاسبه آن 50
فصل 4: بحث و نتیجهگیری 52
4. نتایج 53
4-1. کالیبراسیون سیستم تعیین غلظت نمونههای آبی 53
4-2. تاثیر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 53
4-3. تاثیر نوع لیگاند بر راندمان استخراج اورانیم 54
4-4. تأثیر pH بر راندمان استخراج اورانیم 55
4-5. تأثیر غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 56
4-6. تأثیر غلظت لیگاند بر میزان استخراج اورانیم 57
4-7. تاثیر دمای تعادل، زمان تعادل و زمان ماند در سانتریفوژ بر میزان استخراج اورانیم 58
4-7-1. پارامترهای ترمودینامیکی 60
4-8. تأثیر غلظت اولیهی اورانیم بر میزان استخراج آن 61
4-9. اثر یونهای مزاحم بر استخراج اورانیم 61
4-10. کارآیی تجزیهای 62
4-11. کاربرد 62
فصل 5: بحث و نتیجهگیری 64
5-1. جمعبندی 65
5-2. پیشنهادات66
فهرست منابع 68
چکیده انگلیسی76
فهرست جدولها
جدول 1-1 غلظت اورانیم در برخی سنگها، پوستهی زمین و آب دریاها 8
جدول 2-1 مقایسهی تعدادی از روشهای تجزیهای 19
جدول 2-2 جداسازی تک عنصری با استفاده از روش استخراج نقطهی ابری 24
جدول 2-3 جداسازی دو عنصری با استفاده از روش استخراج نقطهی ابری 25
جدول 2-4 جداسازی سه عنصری با استفاده از روش استخراج نقطه ی ابری 26
جدول 2-5 طبقه بندی سورفکتانتها 29
جدول 2-6 CMC و CPT برای شماری از سورفکتانتهای غیریونی30
جدول 2-7 برخی از کاربردهای CPE در تجزیهی نمونههای محیطی 38
جدول 2-8 برخی از کاربردهای CPE در آنالیز نمونههای زیستی 38
جدول 2-9 کاربردهای استخراج نقطهی ابری در استخراج و پیشتغلیظ گونهها 42
جدول3-1 ساختار سورفکتانتها و لیگاندهای استفاده شده 45
جدول4-1 پرتوزایی محلولهای با غلظتهای مختلف اورانیم53
جدول4-2 کمیتهای ترمودینامیکی مربوط به استخراج نقطهی ابری یون اورانیل 61
جدول4-3 میزان مزاحمت یونهای فلزی غیر از اورانیل 62
جدول4-4 نتایج تجزیه و تحلیل نمونههای حقیقی 63
جدول5-1 مقایسهی روش پیشنهادی با سایر روشها 67
فهرست شکلها
شکل1-1 شکافت هستهای اورانیم 7
شکل 2-1 طرحوارهی استخراج نقطهی ابری یون روی 21
شکل 2-2 تعداد مقالات سالیانهی چاپ شده در زمینهی CPE.22
شکل 2-3 ساختار کلی یک سورفکتانت 27
شکل 2-4 تعادل بین منومرهای سورفکتانت و میسل در غلظتهای بالاتر از غلظت بحرانی میسل 27
شکل2-5 ساختارهای منظم مولکولی ایجاد شده توسط مولکولهای سورفکتانت 27
شکل2-6 نمودار فازی برای سورفکتانتهای غیریونی و سورفکتانتهای دو خصلتی 29
شکل2-7 نمایش طرحوار استخراج نقطهی ابری، حل شدن آنالیتها در مجموعهی میسلی32
شکل2-8 طرحوارهای از کاربرد صنعتی روش استخراج نقطهی ابری.41
شکل4-1 منحنی تغییرات میزان پرتوزایی بر حسب غلظت 53
شکل4-2 تاثیر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 54
شکل4-3 اثر ترکیب سورفکتانتها بر راندمان استخراج اورانیم 54
شکل4-4 تغییرات راندمان استخراج اورانیم با نوع لیگاند 55
شکل4-5 توزیع کمپلکسهای U(VI) –HQ 8 به صورت تابعی از pH 56
شکل4-6 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از pH محیط 56
شکل4-7 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از غلظت سورفکتانت 57
شکل4-8 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از غلظت لیگاند 58
شکل4-9 تغییرات راندمان استخراج اورانیم با دمای تعادلی 59
شکل4-10 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از زمان انکوباسیون 59
شکل4-11 راندمان استخراج اورانیم بر حسب زمان ماند در سانتریفوژ 59
شکل4-12 تغییرات لگاریتم ضریب پیشتغلیظ با عکس دما 60
شکل4-13 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از غلظت اولیهی اورانیم 61
فصل 1
کلیات

1-1- بیان مسئله
آب در صنعت، کشاورزی و محیط زیست نقش مهمی را بازی میکند. اکثر مردم جهان از کمبود یا آلودگی آب رنج میبرند[1].
آلودگی سامانههای آبی به مواد آلی، فلزات سنگین و مواد پرتوزا یکی از مهمترین مشکلات جوامع صنعتی یا نیمه صنعتی است. برای رفع این مشکل در طول سالهای اخیر تلاشهای زیادی برای معرفی و توسعهی روشهایی برای حذف آلودگیها از منابع آبی انجام شده است. اما آلودگی آب مشکلی است که با پیشرفت فعالیتهای صنعتی و همچنین کشاورزی رو به گسترش و فزونی است. بسیاری از آلایندهها حتی در غلظتهای بسیار پایین اثرات زیانباری برروی سلامتی انسان و محیط زیست دارند .
در دهههای اخیر، توسعهی روشهای استخراج و یا جداسازی مواد آلایندهی آلی که به میزان بسیار کمی در منابع زیست محیطی حضور دارند مورد توجه خاص قرار گرفته است. مسایل و معضلات فراوانی که حضور یونهای فلزی در نمونهها به همراه دارد،بر ضرورت تشخیص واندازهگیری آنها در مقادیر کم میافزاید. از آنجاییکه در بسیاری از موارد مقدار این یونهای فلزی کمتر از حد تشخیص دستگاههای تجزیهای است و به دلیل پیچیده بودن بافت نمونه و حضور گونههای مزاحم به ویژه در نمونههای زیستی و زیست محیطی، اندازهگیری مستقیم یونهای فلزی میّسر نیست. لذا انجام عملیات آماده سازی نمونه از جمله عملیات استخراج و پیش تغلیظ به منظور تغییر بافت نمونه و افزایش غلظت گونهی مورد نظر به نحوی که قابل تشخیص و اندازه گیری با دستگا ههای تجزیهای باشد ضروری است.
طی سالهای اخیر تلاشهای زیادی در جهت ابداع روشهای نوین برای اندازهگیری مقادیر اندک گونهها در نمونههای مختلف انجام پذیرفته و در این زمینه پیشرفتهای چشمگیری حاصل شده است. آماده سازی نمونه که شامل تبدیل بافت نمونهی حقیقی به بافتی است که برای تجزیه با تکنیک جداسازی و یا روشهای دیگر مناسب باشد، عموماً وقتگیرترین مرحلهی آنالیز محسوب میشود. آماده سازی نمونه میتواند منشأ عمدهی پایین بودن دقت وصحت روش باشد. بهطور کل آمادهسازی نمونه به منظور تحقق اهداف زیر صورت میگیرد:
1- حذف مزاحمهای بالقوه از نمونه با هدف افزایش گزینندگی روش،
2- پیشتغلیظ گونهی مورد نظر ، افزایش حساسیت روش و در صورت لزوم تبدیل گونه به شکلی که برای جداسازی یا شناسایی مناسبتر باشد.
3- مهیا نمودن روشی تکرار پذیر و قوی که مستقل از تغییرات در بافت نمونه باشد.
اساسیترین مرحلهی آماده سازی نمونه، فرآیند استخراج میباشد که به منظور جدا کردن و پیشتغلیظ مقادیر کم گونه از بافت نمونه (جامد، مایع یا گاز) به کار میرود. روش استخراجی آرمانی روشی است که سریع، ساده, تکرارپذیر و ارزان بوده، بازیابی کمّی گونههای مورد نظر را بدون از دست دادن یا تخریب آنها ممکن سازد. با حجم کم نمونه انجام پذیرد، از گزینندگی بالا برخوردار باشد، استفاده از حلال در آن به حداقل برسد و از قابلیت اتوماسیون و استفاده بهصورت پیوسته با سیستمهای تجزیهای برخوردار باشد، و در نهایت نیازی به تغلیظ و کاهش حجم فاز استخراجی نداشته باشد.
در فصل اول این پایاننامه کلیاتی راجع به اورانیم و کاربردهای آن و ضرورت استفاده از روش استخراج نقطهی ابری برای پیشتغلیظ آن پرداخته شده است.
در فصل دوم تئوری استخراج نقطه ابری به تفصیل آورده شده است و در ادامه مروری بر منبع علمی مقالهات انجام شده در این زمینه انجام صورت گرفته است.
در فصل سوم روش منبع علمی مقاله و نحوهی انجام آزمایشها توضیح داده شده است. در این فصل تأثیر عوامل مختلف (pH محیط، غلظت لیگاند، غلظت سورفکتانت، تداخل یونهای مزاحم، دما و زمان تعادل، زمان ماند در سانتریفوژ) بر راندمان استخراج اورانیم مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
در فصل چهارم نتایج آزمایشهای استخراج نقطهی ابری و تأثیر پارامترهای مختلف بر آن بیان شده است.
فصل پنجم به جمعبندی و ارایهی پیشنهاداتی در رابطه با منبع علمی مقاله و آینده آن اختصاص یافته است.
1-2- اورانیم و ترکیبات آن در چرخه سوخت هستهای
1-2-1- مقدمه
اورانیم با علامت شیمیایی U و عدد اتمی 92 یک عنصر فلزی پرتوزا است که جزء دستهی اکتینیدها بوده و از سنگینترین عناصر موجود در طبیعت است. این عنصر متعلق به مواد پرتوزای طبیعی است که به مقدار بسیار کم در سنگها، خاک، آب، گیاهان و بدن انسان و حیوان وجود دارد. اورانیم خالص فلزی سنگین با چگالی بالا و به رنگ نقرهای روشن است که میتواند اشکال مختلف شیمیایی داشته باشد، اما در طبیعت به شکل اکسیدهای اورانیم که پایدارترین آنها تری اورانیم اکتا اکسید (8O3U) است، یافت میشود. اورانیم فعالیت پرتوزایی کمی داشته و در تابش زمینهی طبیعی نقش چندانی ندارد.
اورانیم در صنعت در سه فاز ظاهر میشود:
- فاز آلفا (Orthohombic) که تا دمای 7/667 درجهی سانتیگراد پایدار است.
- فاز بتا (Tetragonal) که در گستره دمایی 7/667 تا 8/774 درجهی سانتیگراد پایدار است.
- فاز گاما (Body-Centered cubic) که از دمای 8/774 درجهی سانتیگراد تا نقطهی ذوب آن پایدار است. (این رساناترین و چکش خوارترین شکل اورانیم میباشد).
1-2-2- تاریخچه
در نگاهی اجمالی به تاریخچهی کشف و بهکارگیری اورانیم، در سال 1789 میلادی مارتین هانریش کلاپروث شیمیدان آلمانی موفق به کشف اورانیم در نمونههای کانی پچبلاند گردید. نامگذاری این عنصر به کشف سیارهی اورانوس برمیگردد که هشت سال پیش از آن توسط ستاره شناسان کشف شده بود. صرف نظر از ارزش شیمیایی، در طول قرن هجدهم از اورانیم فقط در رنگ آمیزی شیشه و سرامیک استفاده میشد. اولین بار در سال 1841 میلادی اوگن ملشیور پلیگوت اورانیم را به صورت فلزی جدا کرد. بالاخره در اواخر قرن هجدهم سال 1896 فیزیکدان فرانسوی هنری بکرل حین کار
با اورانیم موفق به کشف پرتوزایی آن شد. خاصیت پرتوزایی اورانیم تا سال 1898 مورد توجه خاصی قرار نگرفت و امکان بالقوهی به کارگیری آن به عنوان منبع انرژی تا اواخر قرن بیستم تشخیص داده نشد. در سال 1898 میلادی تلاشهای فراوان ماری کوری و همسرش پیر کوری منجر به کشف عنصر رادیم شد که عنصری پرتوزا بوده و از دختر هستههای اورانیم است.
نیاز وتقاضای روز افزون برای دستیابی به اورانیم در قرن نوزدهم منجر به افزایش سریع فعالیتهای اکتشاف، معدنکاری و استخراج اورانیم در اوایل قرن بیستم شد. بعد از کوری دانشمندان زیادی در سرتاسر جهان به مطالعه و منبع علمی مقاله دربارهی اورانیم پرداختند و در صدد کشف ناشناختههای این عنصر برآمدند. از عمده نتایج این منبع علمی مقالهها میتوان به ثبت فرآیند شکافت هستهای توسط اتوهان در سال 1939 در آلمان اشاره کرد که امروزه از این پدیده در رآکتورهای هستهای برای تولید انرژی استفاده میگردد. از دیدگاه راهبردی و اقتصاد انرژی، اورانیم یکی از مهمترین عناصر زمین به شمار میرود. امروزه به دلیل در حال کار بودن رآکتورهای هستهای متعدد برای تولید برق در سرتاسر جهان، همچنین بهکارگیری بیش از 220 رآکتور هستهای کوچک برای تأمین نیروی پیشران در زیر دریاییها و شناورهایی که نیاز به کار بلند مدت بدون سوخت گیری دارند، اهمیت این عنصر بیش از پیش شناخته شده است.
1-2-3- خواص فیزیکی اورانیم
اورانیم عنصری سنگین با چگالی بالا، براق، قابل انبساط و چکشخوار میباشد و در هوا به سرعت تیره شده و در مدت زمان کوتاهی یک لایهای از اکسید سیاه، بر روی سطح آن تشکیل میشود. اورانیم به طور طبیعی فلزی سخت، سنگین، نقره‌ای رنگ و پرتوزا است. این فلز کمی نرمتر از فولاد بوده و تقریباً قابل انعطاف میباشد. این فلز، رسانای جریان الکتریسیته و تا اندازهای پارامغناطیس میباشد. اورانیم یکی از چگالترین فلزات پرتوزا است که در طبیعت یافت میشود.
چگالی اورانیم فلزی 3 gr/cm 9/18 است. نقطهی ذوب فلز اورانیم (F1/2070) ˚C35/1132و نقطهی جوش آن (F6904) ˚C38185 است. چگالی آن %۶۵ بیشتر از سرب و اندکی کمتر از طلا است. اورانیم یک عنصر نادر در طبیعت نیست و میزان فراوانی آن در حدود 3-ppm 4 (که در حدود یک دهم وفور مس است) میباشد. این عنصر از نظر فراوانی در میان عناصر طبیعی در پوستهی زمین در ردهی ۴۸ قراردارد و فراوانی آن از نقره، جیوه، کادمیم یا بیسموت بیشتر است.
1-2-4- خواص شیمیایی اورانیم
اورانیم در محلولهای آبی ممکن است بهصورت یونهای 3+U، 4+U، +2UVO، 2+2UVIO موجود باشد. یون 3+U، ناپایدار است و میتواند به عنوان یک عامل کاهنده موجب کاهش مولکولهای آب و تولید گاز هیدروژن گردد.
یون اورانیل میتواند با بسیاری از آنیونها تشکیل کمپلکس دهد. در غلظتهای بالای یونهای -F، 2-4 SOو 2-3CO کمپلکسهای یون اورانیل نسبت به کمپلکس یون اورانیل نیترات، استخراج پذیری کمتری با حلالهای آلی دارند. کمپلکسهای آنیونی قوی اورانیل سولفات و اورانیل کربنات به خوبی توسط رزینهای تبادلگر آنیونی جذب میشوند که از این فرآیند معمولاً برای بازیافت و خالصسازی اورانیم از محلولهای حاصل از فروشویی سنگ معدن اورانیم استفاده میشود. کمپلکس آنیونی اورانیل کربنات در محلولهای آبی سدیم کربنات و آمونیم کربنات به خوبی حل میشود. از این ویژگی برای جداسازی اورانیم از عناصری مانند رادیم، آهن و یا سرب که تشکیل رسوبهای غیر قابل انحلال با یون کربنات میدهند استفاده میشود. اورانیل یک ویژگی غیر معمول دارد و آن انحلالپذیری بالای آن در بسیاری از حلالهای آلی است. تنها تعداد کمی از اکتنیدها دارای این ویژگی میباشند. اگر حلال آلی مورد نظر در آب غیر قابل انحلال باشد میتوان از آن در فرآیند استخراج با حلال برای استخراج و خالصسازی اورانیم از محلولهای آبی حاصل از فروشویی سنگ معدن اورانیم و یا محلول نیتریک اسید حاوی سوخت هستهای تابش دیده استفاده کرد.
1-2-5- خواص هستهای اورانیم
ایزوتوپ U235 با فراوانی حدود %72/0 با نوترونهای گرمایی، شکافته میشود (شکل1-1). به همین دلیل از این عنصر به عنوان سوخت رآکتورهای هستهای استفاده میشود. احتمال شکافت که سطح مقطع مؤثرشکافت نامیده میشود با نماد σ نشان داده میشود (واحد آن بارن معادل 24-10 سانتیمتر مربع است). سطح مقطع مؤثرشکافت با انرژی نوترونها تغییر میکند و با آن نسبت عکس دارد. ایزوتوپ U238 با فراوانی حدود %2/99 فقط با نوترونهای تند شکافته میشود و جزء مواد شکافتپذیر محسوب نمیشود.
1-2-6- تنوع ایزوتوپی اورانیم تنوع ایزوتوپی اورانیم نسبتاً زیاد است. اما تعداد کمی از آنها در طبیعت یافت میشود که به ایزوتوپهای طبیعی اورانیم مشهورند (U238، U235 و U234) و بقیه بهصورت مصنوعی و در آزمایشگاه تهیه میشوند. فراوانی ایزوتوپی ایزوتوپهای اورانیم طبیعی برای سه ایزوتوپ طبیعی یاد شده به ترتیب 2/99، 72/0 و %0055/0 است. این تنوع ایزوتوپی در اکسید اورانیم طبیعی، که در طبیعت یافت میشود، مشاهده میشود.
Nautrons
Nautron
Fission Fragment
Fission Fragment
Nautrons
Nautrons
Fission Fragment
U-235
U-235
U-235

شکل 1-1- شکافت هستهای اورانیم.
1-2-7- پراکندگی کانیهای اورانیم
اورانیم یکی از فراوانترین عناصری است که با مقدار متوسط سه گرم درتن با ظرفیت (4+) در سنگهای آتشفشانی و غیره درپوستهی زمین یافت میشود. غلظت اورانیم در پوستهی کره زمین به طور متوسط ppm3 است. مقدار کلی اورانیم محلول در آب دریا با غلظت همگن 3mg/m3 در اقیانوسهای جهان 5/4 میلیارد تن تخمین زده شده است.
این عنصر تقریباً در هر منطقه، سنگ، خاک، بستر رودخانهها و اقیانوسها با غلظتهای متفاوت و همیشه در ترکیب با اکسیژن (8O3U) در طبیعت وجود دارد. اورانیم حتی به میزان بسیار کمی نیز در نسوج و بافتهای موجودات زنده یافت میشود.معادن اورانیم پرعیار فقط در برخی نواحی که از سنگهای سخت و یا ماسه تشکیل شدهاند، یافت میشود. به طور کلی غلظت اورانیم بر اساس محل تشکیل و نحوهی پیدایش آن متفاوت است. این موضوع در جدول 1-1 نشان داده شده است:
جدول 1-1- غلظت اورانیم در برخی سنگها، پوستهی زمین و آب دریاها
نوع سنگ معدن غلظت اورانیم (ppm)
سنگ معدن پر عیار 200000
سنگ معدن کم عیار 1000
سنگ معدنهای رسوبی 4000
سنگ معدن گرانیت 2000
آب دریاها 4/1
مقدار میانگین در پوستهی زمین 0003/0
1-2-7-1-غلظت اورانیم در هوا
میانگین غلظت اورانیم در هوای آزاد در ترکیه در سالهای1979 تا 1981 .02/0 نانو گرم بر متر مکعب و در نیویورک در سالهای1985 و 1986، برابر 076/0 نانو گرم بر متر مکعب اندازهگیری شده است. با فرض آنکه هر فرد روزانه 20 متر مکعب هوا استنشاق کند و غلظت اورانیم در هوا 05/0 نانو گرم بر متر مکعب باشد، هر فرد روزانه حدود 1 نانوگرم اورانیم از طریق هوا جذب میکند. کشیدن دو پاکت سیگار در روز سبب ورود حدود 50 نانوگرم اورانیم به بدن میشود.
1-2-7-2- مقدار اورانیم در مواد غذایی
بیشترین مقدار اورانیم در صدف و کمترین مقدار آن در سبزیهای تازه، حبوبات و ماهی اندازهگیری شده است. جذب روزانهی اورانیم از طریق مواد غذایی 2-3 میکروگرم در ایلات متحده و 5/1 میکروگرم در ژاپن اعلام شده است. میزان پرتوزایی طبیعی (U238) در مواد غذایی، روزانه در کشورهای اروپایی 12 تا 45 میلی بکرل، در ژاپن 11 تا 60 میلی بکرل و در ایالات متحده 15 تا 17 میلی بکرل اندازهگیری شده است. چنگ و همکاران (1993) میانگین غلظت اورانیم در 9 نوع نوشیدنی را 89/0 میکروگرم بر لیتر (26/0 تا 65/1 میکروگرم بر لیتر) تعیین کردهاند.
در مطالعهی میزان نشست اورانیم از 33 نوع شیشهی بی رنگ و دو نوع سرامیک رنگی بیشترین مقدار نشست اورانیم را از ظروف شیشهای و سرامیکی به ترتیب 3 و 300 میکروگرم بر لیتر گزارش شده است.
1-2-8- راههای ورود اورانیم به محیط
اورانیم به شیوههای گوناگون که مهمترین آنها استخراج و نشت از معادن، پسماند هستهای، سوختهای حاوی آن و
سرانجام کودهای فسفاتهی اورانیم دار است به محیط راه مییابد.
1-2-9- سمیت اورانیم
مخاطرات اورانیم از دو جنبهی رادیولوژیکی و شیمیایی مورد بررسی قرار میگیرند. در ملاحظاتی که برای ارزیابی ریسک اورانیم در نظر گرفته میشود، هر دو جنبه باید مد نظر قرار گیرد. منبع علمی مقاله در مورد اثرات حاد و مزمن قرارگیری در معرض اورانیم در قرن نوزدهم آغاز شد. در آن زمان اورانیم برای درمان دیابت بهکار میرفته زیرا موجب ترشح گلوکز میشده است. تمام ترکیبات اورانیم سمی و پرتوزا هستند. سمیت این فلز فقط به خاطر تشعشعاتش نیست، بلکه از نظر شیمیایی نیز به اندازهی آرسنیک میتواند خطرناک باشد. سمی بودن این عنصر میتواند کشنده باشد. این فلز علاوه بر داشتن اثرات سمی دارای اثرات پرتوزایی نیز میباشد و به طور گسترده در صنعت و امور نظامی مورد استفاده قرار میگیرد. پرتوزایی اورانیم ممکن است مشکلات ابتلا به سرطانهای مختلف را سالها بعد از تابشگیری از با این ماده ایجاد کند، اما مسمومیت شیمیایی ناشی از آن، خطرات به مراتب بیشتری را در کوتاه مدت، حدود چند هفته و یا چند ماه مخصوصاً در کلیه و ریه ایجاد میکند. در زمینهی تأثیرات طولانی مدت سمیت شیمیایی ناشی از بلع اورانیم بر روی انسان هیچگونه دادهای وجود ندارد و تمامی اطلاعات موجود مربوط به مطالعات میان مدت بر روی حیوانات میباشد.
درجهی سمیت ناشی از تابش اورانیم، بستگی به حضور ایزوتوپهای مختلف دارد. ایزوتوپهای کوتاه عمر اورانیم بر خلاف ایزوتوپهای دراز عمر، دارای پرتوزایی بالایی میباشند، به طوریکه سمیت شیمیایی آنها در مقایسه با سمیت تابشی به میزان غیر قابل اغماضی کمتر است. پرتو آلفای گسیل شده از ایزوتوپهای کوتاه عمر اورانیم، به ستون مهرههای سازندهی گلبولهای خون لطمه میزند و مانع از ساختن گلبولهای قرمز میشود و اغلب به مرگ انسان ختم میشود. جایگزین شدن اورانیم طبیعی بر روی استخوانها به علت پایین بودن پرتوزایی ویژهی آن، کمتر باعث ضایعات میگردد، زیرا رفتار زیستی اورانیم در ترکیبات معدنی مادهی استخوان بیتفاوت بوده و شدت پرتودهی آن پایین میباشد بهطوریکه نمیتواند به مغز استخوان لطمه وارد کند.
اورانیم از سه راه خوردن، استنشاقی و از طریق جراحات میتواند بدن را تحت تأثیر خود قرار دهد. اورانیم توسط پوست جذب نمیشود و ذرات آلفای گسیل شده از این عنصر نمیتواند در پوست نفوذ کند. بنابراین اورانیمی که خارج از بدن باشد، نمیتواند به اندازهی اورانیم داخل بدن مضر و خطرناک باشد. بعد از ورود اورانیم پس از ورود به بدن، از طریق ریه وارد خون شده و یا از طریق دستگاه گوارش، ظرف چند ساعت و یا چند روز جذب میشود. جذب روزانهی اورانیم در غذا 007/0 تا 1/1 میکروگرم میباشد.
اورانیم به میزان ناچیزی در هوا وجود دارد. مقدار بسیار کمی از اورانیم طبیعی استنشاقی به کلیه میرسد و علت آن قدرت بالای بدن در پاکسازی مواد مهاجم از طرق مختلف میباشد. از اورانیم طبیعی استنشاق شده %75 از طریق بازده تنفسی خارج میشود و فقط %25 آن در ریه میماند. افرادی که در کنار تأسیسات هستهای و یا معادن استخراج اورانیم زندگی میکنند بیشتر در معرض این عنصر قرار میگیرند. در کل، ترکیبات اورانیم به سختی جذب روده و ریه میشوند و خطرات رادیولوژیکی آن باقی میماند. در مقادیر بسیار کم، خاصیت سمی بودن این عنصر به کلیه آسیب میرساند.
عناصر سنگین مثل اورانیم اثرات زیانباری بر روی اندامهای بدن دارند. این عناصر با آنزیمهای معینی واکنشهای شیمیایی میدهند وهمچنین پروتئینهای بدن را از بین میبرند. هر یون اورانیل میتواند با دو گروه کربوکسیل از دو پروتئین کمپلکس پایداری تشکیل دهد و این کمپلکس از طریق جریان خون به تمام بدن انتقال مییابد. این یونها همچنین میتوانند با دی اکسید کربن موجود در خون، تشکیل کمپلکس بدهند. اورانیم با درجه اکسایشی 4 در شرایط فیزیولوزیکی به اورانیم با درجه اکسایشی 6 اکسید میشود و ضایعات اورانیم مربوط به یون اورانیل است.
محلول اورانیم بعد از وارد شدن به جریان خون بلافاصله توسط کلیه و از طریق ادرار دفع میگردد (حدود %67 آن در روز اول، بدون ذخیره شدن در هیچ ارگانی دفع میگردد). حدود %11 آن، ابتدا در کلیه ذخیره شده و سپس با یک نیم- عمر 15 روزه دفع میگردد. حدود %20 آن در استخوان ذخیره میگردد و باقیماندهی آن در حدود %2 به سایر ارگانها و بافتها میرود. در مسمومیتهای شدید، خونریزی داخلی، ناراحتیهای کلیوی و نیز تغییراتی در سلولهای کبد مشاهده میشود. فلز خالص اورانیم نیز خطر آتشسوزی بههمراه دارد. عموماً ترکیبات اورانیم را از لحاظ سمیت شیمیایی به صورت زیر طبقه بندی میکنند:
1) ترکیبات خیلی سمی مانند: 5UCl، 4UCl، 2F2UO، O2H6.(3NO)2UO
2) ترکیبات با سمیت متوسط مانند: 3UO، 7O2U2Na، 7O2U2)4NH)
3) ترکیبات با سمیت کم مانند: 4UF، 2UO، 8O3U
استانداردهای مربوط به دزهای تابشی و سمیت شیمیایی قابل مقایسه نمیباشند؛ در دزهای پایین برای تابش و همچنین برای اثرات سرطانزای سمیت شیمیایی، یک رابطه خطی دز- اثر در نظر گرفته میشود. بنابراین هر استانداردی فقط میتواند به اثرات یک سطح انتخاب شده بپردازد. از طرف دیگر این سطح اثر فرضی اغلب با اثرات غیر سرطانزای سمیت شیمیایی متفاوت میباشد.
1-2-10- اهمیت اورانیم
اهمیت اورانیم در برنامههای نیروگاههای هستهای در وهلهی اول در نقش آن در سیکل سوخت هستهای و نیز نقش مهم سوخت هستهای در اقتصاد هستهای نهفته است و در حقیقت در مقایسه با زغال سنگ، گاز یا نفت تولید برق از طریق سوخت هستهای نسبتاً ارزانتر بوده و از نظر تاریخی قیمتهای کلی آن تحت تأثیر نوسانات قیمت و تورم کلی تجربه شده توسط سوختهای فسیلی قرار نداشته است. امروزه تقاضا برای اورانیم عمدتاً مربوط به مصرف در نیروگاههای هستهای است.
1-2-11- کاربردهای اورانیم
فلز اورانیم بسیار سنگین و چگال میباشد از این رو در ساخت محافظ برای تانکها و در قسمتهایی از موشکها و ادوات جنگی استفاده میشود. همچنین از اورانیم غنی شده به عنوان سوخت ناوگان و زیردریاییها و در سلاحهای هستهای استفاده میشود. سوخت استفاده شده در رآکتورهای ناوگان ایالات متحده معمولاً اورانیم U235 غنی شده میباشد. اورانیم موجود در سلاحهای هستهای به شدت غنی میشوند که این مقدار بهصورت تقریبی %90 میباشد.
مهمترین کاربرد اورانیم در بخش غیر نظامی به عنوان سوخت رآکتورهای هستهای است که در آنها سوخت نسبت به U235 به میزان 2 الی %3 غنی میشود. همانطور که گفته شد U235 که از ایزتوپهای طبیعی اورانیم به شمار میرود، علاوه بر داشتن ماهیت پرتوزایی، قابل شکافت نیز هست. هنگامی که پدیدهی شکافت هستهای در اثر جذب نوترونهای گرمایی رخ میدهد، میزان قابل ملاحظهای انرژی آزاد میشود که این امر باعث میشود ازسوخت هستهای در رآکتورهای هستهای برای تولید انرژی الکتریکی استفاده شود. نیم عمر طولانی ایزوتوپ U238 آن را برای تخمین سن سنگهای آتشفشانی مناسب میسازد. استات اورانیم در شیمی تحلیلی کاربرد دارد. در برخی از لوازم نور دهنده از اورانیم و در برخی از مواد شیمیایی مورد استفادهی عکاسی، نیترات اورانیم استفاده میشود.
1-2-12- روش تهیهی فلز اورانیم
از راههای تهیهی فلز اورانیم میتوان به موارد زیر اشاره نمود.
کاهش اورانیم اکسید در کوره ذوب قوسی،
کاهش اورانیم اکسید بهوسیله منیزیم،
آلومینیم و کلسیم،
کاهش اورانیم هالیدها با فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی،
کاهش الکترولیتی اورانیم هالیدها.
در زیر به تعدادی از ترکیبات اورانیم که در چرخهی سوخت هستهای استفاده میشود اشاره میکنیم:
1-2-12-1- اورانیم اکسید طبیعی (8O3U)
این ترکیب به صورت معمولی با فرمول (8O3U) نشان داده میشود. این ترکیب به رنگ سبز بسیار تیره بوده و ساختار حالت جامد آن به صورت دو هرمی پنج ضلعی میباشد. نقطهی ذوب این ترکیب 1150 و ˚C1300 و چگالی آن 8380 3m/kg میباشد و بیش از %70 آن را اورانیم تشکیل میدهد. محصول تولیدی در کارخانهی کیک زرد علی رغم داشتن خلوص بالا همچنین دارای ناخالصیهایی مانند:Cd ، Rb، B، Mg، Ag، Co، Cr، Mo، Cu، Fe و غیره بوده و به طور مستقیم نمیتواند برای تولید سوخت هستهای مورد استفاده قرار بگیرد، چرا که بعضی از این عناصر مانندB دارای سطح مقطع جذب نوترونیهای گرمایی بسیار بالا بوده و میتوانند به عنوان جاذب نوترون عمل کنند. لذا وجود بیش از حد این عناصر در سوخت به بروز مشکلات اساسی در فرآیند شکافت هستهای در رآکتور منجر خواهد شد. بنابراین نوع و میزان ناخالصیهای اورانیم طبیعی در چرخهی سوخت هستهای باید با استانداردهای تعیین شده مطابقت داشته باشد.
1-2-12-2- اورانیل نیترات 2(3NO)2UO)
اورانیل نیترات یکی از ترکیبات مورد استفادهی اورانیم در چرخهی سوخت هستهای است که از اثر مستقیم نیتریک اسید بر اورانیم اکسید طبیعی در محیط آبی بهدست میآید. اورانیل نیترات در محیط آبی کاملاً محلول بوده و برای جداسازی بلورهای تولیدی باید از روش تبلور از طریق کاهش انحلالپذیری در اثر کاهش دما و در نتیجه رسوبگذاری بلورهای تولیدی استفاده شود. تولید اورانیل نیترات در چرخهی سوخت هستهای که عموماً حالت محلول آن بیشتر مد نظر میباشد در حقیقت یک روش تخلیص و یا خالص سازی کیک زرد و حذف بخشی از ناخالصیهای آن میباشد. این ترکیب جامد، بلوری به رنگ زرد درخشان و فلؤرسان متمایل به سبز است. حلالیت آن در آب در دمای ˚C 20 برابر gr/L550 بوده و در الکل و اتر نیز محلول میباشد. چگالی و نقطهی ذوب آن به ترتیب 3cm/g 81/2و˚C 60 است.
1-2-12-3- آمونیم اورانیل کربنات
آمونیم اورانیل کربنات (AUC) یکی دیگر از ترکیبات مورد استفادهی اورانیم در چرخهی سوخت هستهای است که از واکنش محلول آبی اورانیل نیترات (UNH) با محلول آمونیم کربنات ]3CO2(4NH)[ تولید میشود. انحلالپذیری آمونیم اورنیل کربنات به طور کلی به خواص فیزیکی پودر اورانیل کربنات و به مشخصات محلول اورانیل نیترات مورد استفاده برای تولید این محصول وابسته است. به عبارت دیگر تولید پودر AUC با خواص فیزیکی مطلوب مستلزم استفاده از محلول اورانیل نیترات با مشخصات مطلوب و استاندارد میباشد. به طور کلی خواصی از قبیل شارندگی، چگالی تودهای، اندازهی متوسط ذرات، مساحت سطح ویژه، نسبت طول به قطر ذرات از جملهی عوامل بسیار مهمی هستند که خواص فیزیکی و رفتار پودر را تعیین میکنند. این ترکیب به صورت جامد بلوری به رنگ زرد لیمویی با چگالی 3cm/g 77/2 میباشد.
1-2-12-4- اورانیم تری اکسید (3UO)
اورانیم تری اکسید از جمله ترکیبات مورد استفادهی اورانیم در چرخهی سوخت هستهای است که از طریق تجزیهی حرارتی بلورهای آمونیم اورانیل کربنات تولید میشود. محصولات حاصل از این تجزیهی حرارتی بستگی به دما دارد بهطوریکه داشته بهطوریکه در دماهای 250 تا°C 300 پودر 2UO و در درجه حرارت حدود°C 50، 8O3U تولید میگردد.
این ترکیب جامدی بلوری به رنگ نارنجی- زرد است و در اثر حرارت به 8O3U تبدیل میگردد. چگالی آن 7300 3m/kg میباشد. ساختار حالت جامد آن بهصورت چند وجهی است. در این ترکیب، اکسیژن در حالت اکسایشی (2-) بوده و حالت اکسایشی اورانیم (6+) است. بهعلاوه مقدار اورانیم در این ترکیب برابر با %22/83 میباشد.
1-2-12-5- اورانیم دیاکسید (2UO)
اورانیم دیاکسید (2UO) یکی دیگر از ترکیبات مورد استفادهی اورانیم در چرخهی سوخت هستهای است که از طریق تجزیهی حرارتی بلورهای آمونیم اورانیل کربنات و کاهش متعاقب اورانیم شش ظرفیتی به چهار ظرفیتی (به کمک گاز هیدروژن) تولید میشود. اورانیم دیاکسید به دلیل داشتن مزایای زیر نسبت به سایر اکسیدهای اورانیم برای استفاده شدن به عنوان سوخت در رآکتورهای هستهای ترجیح داده میشود:
1- بالا بودن مقدار اورانیم در واحد وزن،
2- بالا بودن نقطهی ذوب بدون هر گونه تغییر فاز،
3- مقاومت در برابر تابش،
4- مقاومت حرارتی بالا.
این ترکیب بهصورت جامد بلوری به رنگ قهوهای تیره بوده و نقطهی ذوب و چگالی آن به ترتیب °C2827 و10970 3m/kg میباشد. بیش از %85 این ترکیب را اورانیم تشکیل میدهد که عدد اکسایش اورانیم در آن (4+) است. این ترکیب در دماهای بالاتر از °C60 به خودی خود و به آرامی اکسید شده به 8O3U تبدیل میگردد.
1-2-12-6- اورانیم تترا فلورید (4UF)
یکی دیگر از ترکیبات مورد استفادهی اورانیم در چرخهی سوخت هستهای اورانیم تترا فلورید است که از اثر مستقیم گاز HF بر پودر اورانیم دی اکسید طی یک فرآیند فلوردارشدن به دست میآید. معمولاً این ترکیب یک محصول میانی در تبدیل اورانیم اکسید (2UO و 8O3U) به اورانیم هگزا فلورید (ویا بلعکس) یا اورانیم فلزی است. این ماده از طریق واکنش اورانیم هگزا فلورید با گاز هیدروژن در رآکتورهایی از نوع لولهای عمودی تهیه و یا از واکنش بین اورانیم دی اکسید با هگزا فلورید هیدروژن حاصل میشود.
این ترکیب بهصورت جامد بلوری سبز رنگ است که در دمای °C960 ذوب میشود ودارای فشار بخار قابل ملاحظهای است. میزان انحلال این ماده در آب بسیار اندک است، میزان پایداری آن کمتر از اورانیم اکسید بوده و هنگام واکنش با آب هیدروفلؤریک اسید تولید میکند. اورانیم تترا فلورید با اکسیژن هوا در دماهای بالاتر از °C800 به شدت واکنش میدهد.
(1-1) (s)2F2UO + (g)6UF →2O + (s)4UF2
در صورت وجود بخار آب در سیستم نوع و محصولات واکنش به صورت زیر تغییر خواهد کرد.
(1-2) 8O3 U+HF 12→(g) O2H6 + (s)4UF3
در نبود اکسیژن، واکنش اورانیم تترا فلورید با بخار آب به صورت زیر خواهد بود.
(1-3) HF4 + 2UO → O2H2 + 4UF
اورانیم تترا فلورید در دمای محیط به کندی با رطوبت هوا واکنش داده، اورانیم دی اکسید و فلورید هیدروژن تولید می کند، که به شدت خورنده است. لازم به یادآوری است که اورانیل فلورید (2F2UO) نیز در دماهای کمتر از °C300 پایدار میباشد ولی در دماهای بالاتر از آن شروع به تجزیه شدن به 8O3U میکند. سرعت این واکنش زیاد نیست. مگر اینکه دما به بیشتر از °C750 برسد که در این صورت واکنش پیرولیز به صورت زیر خواهد بود.
3UO2F2 → UF6 + (2/3) U3O 8+ (1/3) O2 (1-4)
1-2-12-7- اورانیم هگزا فلورید (6UF)
این ماده یک گاز فرآیندی است که در آن میتوان غلظت ایزوتوپ قابل شکافت اورانیم (U235) را افزایش داد. از این ماده به دو دلیل در فرآیند غنی سازی استفاده میشود: اولاً این ماده به سهولت میتواند برای فرآوری شدن به شکل گاز، برای خوراک دهی و همچنین استخراج محصول به شکل مایع و در نهایت برای نگهداری در انبار به شکل جامد درآید (هر یک از این حالتهای فازی در دما و فشار نسبتاً پایین قابل دستیابی است)، ثانیاً با توجه به اینکه فلور دارای تنها یک ایزوتوپ طبیعی است، تمامی ظرفیت جدا کنندهی ایزوتوپی در دستگاه جداسازی، برای غنی سازی ایزوتوپهای سبکتر اورانیم به کار گرفته میشود. ساختار بلوری آن به صورت هشت وجهی 6 مختصه است.
این ترکیب به حالت جامد، تقریباً سفید متمایل به خاکستری روشن و جامد بلوری متراکم میباشد، شکل ظاهری جامد آن به تهیهی آن از طریق انجماد از فاز مایع و یا از طریق تبرید از یک فاز گاز بستگی دارد. در اولین مورد (انجماد از فاز مایع) ذرات جامد به صورت ذرات نامنظم و تا اندازهای شبیه سنگ نمک در آمده و در مورد دوم (تبرید از فاز گازی)، جامد تودهای بی شکل است. اورانیم هگزا فلورید مایع نیز مانند اورانیم هگزا فلورید گازی بی رنگ بوده و حتی با وجود سنگین بودن، دارای گران روی پایین است. بنابراین به راحتی جاری شده و سطح ظرف را خیس میکند. حالت فازی مایع در فشار جو پایدار نمیباشد. اورانیم هگزا فلورید با هوای خشک، کربن دی اکسید ، نیتروژن و اکسیژن واکنش نمیدهد. هر کدام از این گازها در اورانیم هگزا فلورید قابل حل بوده ولی میزان انحلال آنها در حالت جامد کمتر است. هنگامی که سطح 6UF جامد بدون حفاظ میباشد، هگزا فلورید بهصورت گاز در آمده و به سرعت با بخار آب واکنش میدهد. به همین دلیل اورانیم هگزا فلورید همیشه در ظروف و تجهیزات فرآیندی کاملاً محکم و بدون نشت نگه داری میشود. در صورت آزاد شدن این ترکیب در جو، ابری سفید و مرئی تشکیل میشود که ناشی از گرمای آزاد شده توسط واکنش است. اورانیم هگزا فلورید با بیشتر فلزات واکنش میدهد. در تأسیسات مربوطه از فلزاتی مانند نیکل، ورقههای نیکل، استیل، مونل، مس و برخی از آلیاژهای آلومینیم برای به کارگیری و ساخت تجهیزات فرآیندی استفاده میشود. فولاد نرم توسط 6UF خورده میشود، بنابراین نمیتواند در برابر حملات بعدی از خوردگی ممانعت به عمل آورد. اورانیم هگزا فلورید با هیدروکربنها نیز به سرعت واکنش میدهد. اگر اورانیم هگزا فلورید به صورت گاز باشد در اثر این واکنش تفالهی سیاه ترکیبات کربن - اورانیم تشکیل میشود. در حالت مایع، واکنش با سرعت بیشتری انجام رسیده و باعث انفجار در سیلندرها میشود. باید ملاحظات و حفاظهای زیادی جهت جلوگیری از ورود هیدروکربنهای نفتی به سیلندرها یا تجهیزات نفتی در نظر گرفته شود.
فصل 2
استخراج نقطهی ابری و پیشتغلیظ
2-1- مقدمه
روش استخراج با حلالهای آلی، یک فرآیند شیمیایی است که در آن فلزات موجود در فاز آبی برای تشکیل کمپلکس آلی- فلزی با یک مادهی آلی واکنش میدهد. لذا، اجزای فلز، فاز آبی را ترک کرده و وارد فاز آلی میشوند. فلز در فاز آلی با اتمهای کربن به صورت ترکیبات آلی پیوند ندارد ولی با اکسیژن، ازت، گوگرد و هیدروژن از طریق یک پیوند کوئوردینانسی ارتباط دارد.
در دهههای اخیر روشهای استخراج و پیشتغلیظ برای اندازهگیری مقادیر بسیار کم ترکیبات در محلولهای آبی مورد توجه قرار گرفته است. برای اندازهگیری مقادیر کم آلایندهها در آب، خاک و دیگر نمونههای زیستی روشهای تجزیهای با حساسیت بالا، گزینندگی و جداسازی مطلوب مورد نیاز هستند.
روشهای متعارف استفاده شده برای استخراج و تغلیظ یونها در نمونههای آبی، شامل استخراج مایع- مایع (LLE) [4-2] و استخراج فاز جامد(SPE) میباشد [7-5]. روشهای استخراج حلالی بازیافت کمی دارند و از مقدار زیادی حلال استفاده میکنند. بنابراین تمایل زیادی برای جایگزین کردن روشهای استخراج حلالی به منظور کم کردن دستکاری نمونه و هدر رفت آنالیت و جلوگیری از استفاده از حلالهای سمی وجود دارد.
مشکلی که در LLE و SPE وجود دارد، طولانی شدن زمان استخراج و بالا بودن عملیات دستی میباشد. دیگر روشهای توسعه یافته، موجب کاهش استفاده از حلالهای آلی و در نهایت حذف آن شدهاند. میکرو استخراج با فاز جامد (SPME) [10-8] روشی برای استخراج ترکیبات آلی از نمونههای زیستی میباشد. SPME بر اساس توزیع تعادلی آنالیت بین فاز ساکن پلیمری و ماتریس نمونه میباشد. در این روش زمانی بیشتر از یک ساعت برای جذب نمونه، مورد نیاز است. استخراج و تغلیظ مبتنی بر استفاده از استخراج نقطهی ابری (CPE) [13-11] روشی مناسب برای این منظور است. در این روش محلول آبی بعضی از سورفکتانتهای مورد استفاده قرار گرفته است. از نقطه نظر تجزیهای یکی از مهمترین خواص سورفکتانتها، ظرفیت بالای آنها برای حل کردن گونههای مختلف میباشد که اجازه میدهد مادهای با
حلالیت ناچیز و نامحلول در آب، به راحتی در آب حل شود. حجم کمی از سورفکتانت غلیظ این امکان را میدهد که آنالیت در یک مرحله تغلیظ و سپس در مرحله بعد توسط دستگاه اندازهگیری شود. این شیوه نه تنها غیر سمی و ارزان است بلکه از ایمنی بالایی نیز برخوردار است. در جدول 2-1 تعدادی از روشها همراه با مختصری از مزایا و معایب آنها فهرست شده است.
جدول2-1- مقایسهی تعدادی از روشهای تجزیهای[14].
روش LLE SPE SPME CPE
توضیح مختصر آنالیت بین دو حلال غیر قابل امتزاج تقسیم میشود آنالیت بر روی مادهی جاذب جامد باقی میماند. آنالیت بر روی فاز ساکن پلیمری که ضخامت آن در حدود میکرومتر میباشد قرار میگیرد. آنالیت بین دو فاز ایزوتروپ (فاز غنی از سورفکتانت و فاز آبی) تقسیم میشود.
زمان استخراج 24 ساعت 20-30 دقیقه 60 دقیقه 20 دقیقه
حلال مورد استفاده حلال آلی حلال آلی __ محلول سورفکتانت
قیمت ارزان به نسبت ارزان به نسبت ارزان ارزان
چگونه استفاده توسط اپراتور راحت به نسبت راحت به نسبت راحت راحت
معایب به حلال زیادی نیاز دارد و نمونه بعد از استخراج باید تغلیظ گردد. زمان ماندگاری کم ترکیبات قطبی و گزینندگی محدود انتخاب فاز ساکن مناسب و بهینه سازی روش بهینه سازی شرایط عملکرد
2-2- استخراج نقطهی ابری
در استخراج نقطهی ابری، از مواد فعال سطحی (سورفکتانتها) استفاده میشود که دوگانه دوست هستند. یک مادهی سورفکتانت دارای ساختارR-X است که R در آن زنجیر هیدروکربنی با تعداد 8 تا 18 اتم کربن و X یون قطبی و آبدوست میباشد.
مولکولهای سورفکتانت میتوانند در محلول آب تجمع یابند و میسلها را ایجاد کنند. کمترین غلظت سورفکتانت مورد نیاز برای تولید میسل، غلظت بحرانی میسلی(CMC)نامیده میشود.
هنگامیکه محلولی شامل غلظت بحرانی از سورفکتانت غیر یونی، حرارت داده میشود، در یک محدوده دمایی خاص شروع به کدر شدن میکند که به آن دمای نقطهی ابری میگویند. در حقیقت محلول به دو فاز تبدیل میشود. یک فاز غنی از سورفکتات که حجم کمی دارد و فاز آبی که غلظت سورفکتانت در آن نزدیک غلظت بحرانی میسلی میباشد. این پدیده ناشی از افزایش در اندازهی میسلها و آبزدایی از لایههای بیرونی میسلی با افزایش دما میباشد. این پدیده برگشت پذیر بوده و با کاهش دما، دوباره محلول تکفاز اولیه به وجود میآید.
دمای نقطهی ابری به ساختار سورفکتانت و غلظت آن بستگی دارد، برای یک رشتهی همرده از یک سورفکتانت غیریونی مانند پلی اکسی اتیلن، دمای نقطه ابری با کاهش در طول زنجیر هیدروکربنی افزایش مییابد. این دما در حضور نمکها، قلیاها، اسیدها، پلیمرها، اوره و مواد فعال سطحی دیگر سورفکتانتها تغییر میکند.
قدرت یونی نیز میتواند دمای نقطهی ابری شدن را تغییر داده و باعث سهولت جداسازی فازها با تغییر چگالی محلول گردد. استفاده از نقطهی ابری برای استخراج و تغلیظ مواد آلی و یونهای موجود در آب، پیش از آنالیز نهایی توسط دستگاهی میباشد. این روش به نسبت ساده میباشد. به این ترتیب که مقدار کمی از سورفکتانت غلیظ به محلول آبی اضافه شده و در صورت نیاز یک عامل کیلیت ساز مشخص شده بوسیلهی نوع سورفکتانت و نمونهی اندازهگیری شده به آن اضافه میشود. این محلول تا دمایی بالاتر از نقطهی ابری(CPT) حرارت داده میشود تا جدایش فازها رخ دهد. در مرحلهی بعد به منظور ویسکوز شدن فاز سورفکتانت و سهولت جداسازی فاز آبی پس از رسوبگیری در سانتریفیوژ، از مخلوط آب و یخ استفاده میشود.
2-2-1- مروری بر تاریخچهی روش استخراج نقطهی ابری
واتانابه و همکارانش روش استخراج نقطهی ابری را نخستین بار برای استخراج یونهای فلزی با استفاده از سورفکتانت غیریونی به کار بردند [15]. محلولهای آبی شماری از سورفکتانتهای غیریونی و یونی در غلظتهای بالاتر از غلظت بحرانی میسل به صورت تکفاز میباشند. در روش استخراج نقطهی ابری یا استخراج به واسطهی میسل (MME) با
تغییر نسبی برخی از پارامترهای ترمودینامیکی و شیمیایی محلول نظیر دما، فشار یا با افزودن الکترولیت، محلول کدر شده و بهصورت دو فاز متمایز در میآید که این دو فاز عبارتاند از:
1) فاز غنی از سورفکتانت با حجم کم که شامل تجمعات میسلی و هر جزیی است که بتواند با این تجمعات برهمکنش دهد. 2) فاز آبی که غلظت سورفکتانت در آن در حد غلظت بحرانی میسل میباشد .هر گونهای که از ابتدا در محلول بوده و بتواند با تجمعات میسلی برهمکنش نماید، به درون فاز غنی از سورفکتانت استخراج شده و با توجه به نسبت حجمها تغلیظ میگردد [19-16].
PONPE-7.5 micele
شکل2-1 طرحوارهی استخراج نقطهی ابری برای استخراج یون روی با استفاده از لیگاند پیریدیل آزو ٢ -نفتول (PAN) و سورفکتانت غیریونی پلی اکسی اتیلن-5/7- نونیل فنیل اتر (5/7 PONPE) به عنوان استخراج کننده را نشان میدهد.
PAN
PONPE-20
Aqueous phase
Surfactant-rich phase
at room --perture
Aqueous sample of Zn(II)
Zn(II)
Zn(II)-PAN chelate

شکل2-1- طرحوارهی استخراج نقطهی ابری یون روی[15].
2-2-2- تاریخچهی مطالعاتی و تحقیقاتی استخراج نقطهی ابری
استخراج نقطهی ابری اگرچه نخستین بار برای استخراج یونهای فلزی به کار رفت که به کمپلکسهای آبگریز تبدیل شده بودند، امروزه کاربرد گستردهای برای شمار زیادی از مواد آلی، معدنی و زیستی پیدا نموده است.
CPE ابتدا برای پیشتغلیظ فلزات به شکل کمپلکسهای آبگریز آنها معرفی شد، ولی به سرعت به عنوان یک مرحلهی جداسازی اولیه برای خالص سازی پروتئینها به کار رفت. دانشمندان سراسر دنیا قابلیت این روش برای استخراج ترکیبهای مختلف را توسعه دادند و بر کاربردهای آن افزودند. از این رو، در دو دههی اخیر مطالعات زیادی برای بهکارگیری روش CPE برای استخراج و پیشتغلیظ آنالیتهای آلی و معدنی در قبل از اندازهگیری آنها صورت گرفته است. مروری بر مقالات چاپ شده در طی سالهای ١٩٩٠ تا ٢٠٠۵ در زمینهی CPE نشان دهندهی رشد پیوسته در استفاده از این روش میباشد. نمودار رشد این روند در شکل 2-2 نمایش داده شده است. در اینجا به برخی از مهمترین منبع علمی مقالهها و مطالعات انجام شده در این زمینه اشاره میشود:
مریم ایزدین و همکارانش [20] از روش سادهی استخراج نقطهی ابری برای پیشتغلیظ کرم از نمونههای آبی با استفاده از
ترکیب دو سورفکتانت سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و تریتون 114-X و از طریق تشکیل کمپلکس کرم با معرف کیلیت ساز 1و5 دی فنیل کربازید (DPC) در محیط هیدروکلریدریک اسید استفاده کردند. آنها همچنین پارامترهای اصلی مؤثر بر فرآیند استخراج مانند غلظت HCl، DPC و SDSو تریتون 114-X، دمای تعادلی، زمان انکوباسیون را بهینه سازی کردند.
Total number of contributions
Contributions on metal analysis

شکل 2-2- تعداد مقالات سالیانهی چاپ شده در زمینهی CPE [19].
اکیتا(Akita) و همکارانش [21] استخراج فنول و 3- پیریدن از محلولهای آبی با سورفکتانت غیر یونی پلی اکسی اتیلن 10- نونیل فنیل اتر (10PONPE) را انجام دادند. جدایی دو فاز در دمایی بالاتر از دمای نقطهی ابری صورت گرفت که با اضافه کردن سدیم کلرید بهبود یافت. همچنین افزایش غلظت سورفکتانت راندمان استخراج را افزایش داد.
فرانک اویچ (Frankewich) و همکارانش [22] تأثیر پارامترهای مختلف مانند pH، غلظت سورفکتانت، زمان سانتریفوژ،
زمان تعادل و دمای تعادل بر روی راندمان استخراج کلرونیت فنول از آب را بررسی کردند.

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : elmname.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

روش CPE بر اساس تشکیل کمپلکس آلومینیم با 1- فنیل-3- متیل-4- بنزوئیل5- پیرازولین (PMBP) و با استفاده از تریتون 114-X به عنوان سورفکتانت، توسط سانگ (Sang) و همکارانش پیشنهاد شد [23] مقدار آلومینیم استخراج شده پس از رقیق سازی فاز غنی از سورفکتانت توسط نیتریک اسید 1/0 مولار به طور مستقیم با استفاده از تکنیک GF= اندازهگیری گردید. روش پیشنهادی برای اندازهگیری مقادیر بسیار کم آلومینیم در نمونههای مختلف واقعی کاربرد دارد.
لی (Li) [24] و همکارانش از تکنیک ICP-AES ETV- برای اندازهگیری گونهی غیر آلی آنتیموان در نمونههای محیطی و زیستی استفاده کردند. در این کار از آمونیم پیرولیدین دی تیو کربامات (APDC) به عنوان معرف کیلیت ساز استفاده شده است. مزایای استفاده از روش پیشنهادی عبارتاند از:1) سادگی، انتخاب پذیری، ایمنی، هزینهی پایین و ضریب پیش تغلیظ بالا 2) قابلیت تبخیر کمپلکس Sb-APDC در کورهی گرافیتی در دمای پایین. 3) حصول حد تشخیص پایین از طریق ترکیب پیوسته آن با ETV-ICP-AES.
آزودو (Azevedo) و همکارانش [24] از CPE برای استخراج مس با استفاده از 6- 2- 6- متیل- بنزوتیازولیلازو- 1و2- دی هیدروکسی-3 و5- بنزن دی سولفونیک اسید به عنوان معرف کیلیت ساز در قبل از اندازهگیری توسط F= استفاده کردند. مراحل بهینه سازی توسط طراحی فاکتوریل انجام شد.
اخیراً پیشتغلیظ مقادیر بسیار ناچیز جیوه و اندازهگیری آن با ICPMS توسط چن (Chen) و همکارانش [26] انجام شد. ذرات جیوه شاملMeHg ، EtHg، PhHg و جیوهی غیر آلی با ورود به داخل معرف آبگریز دی اتیل دی تیو کربامات سدیم (DDTC) با آن واکنش داده و بهوسیلهی سورفکتانت تریتون 114-X به درون فاز غنی از سورفکتانت استخراج شدند.
سیریمانه (sirimanne) و همکارانش [27] از سورفکتانت غیر یونی تریتون 100-X برای استخراج پلی سیلیک آروماتیک هیدروکربن (PAHs) و پلی کلرو دی بنزو- پی - دی اکسین (PCDDs) از سرم خون انسان استفاده کردند.
فرناندز (Fernandez) و همکارانش [28] از دو سورفکتانت غیر یونی [30Brij] و [97Brij] برای استخراج PCBs از نمونههای آبی استفاده کردند. راندمان استخراج و ضریب پیش تغلیظ برای 30Brij کمی بالاتر از 97Brij به دست آمد. اما فاز غنی از سورفکتانت حجم کمی داشت که باعث دشواری در جدایش دو فاز گردید.
روییا (revia) و همکارانش [29] به راندمان استخراج بالای %82 برای فولیک اسید و %96 برای هیومیک اسید از آب رودخانه با %4 تریتون 114-X (4درصد) دست یافتند.
دلاگو (Delago) و همکارانش [30] از ترکیب سورفکتانت غیر یونی پلی اکسی اتیلن-10- لوریل اتر (POLE) با تریتون 114-X و 30Brij برای استخراج و پیشتغلیظ پلی سیلیک آروماتیک هیدروکربن (PAHs) از نمونههای آب دریا استفاده کردند.
شهاب شریعتی و همکارانش [31] پیشتغلیظ یونهای اورانیم، توریم، زیرکونیم و هافنیم از نمونههای آبی را مورد تحقیق قرار دادند. یونهای فلزی با دی بنزوﺋیل متان کمپلکس شده و با افزودن سورفکتانت تریتون 114-X به محلول و افزایش دما به ورای نقطهی ابری جدایی فاز رخ داد. بعد از جدایش کامل توسط سانتریفیوژ، فاز غنی از سورفکتانت رقیق شده و اندازهگیری یونهای استخراج شده، با استفاده از ICP-OES به انجام رسید.
مارکوس (Marcos) و همکارانش [32] از روش استخراج نقطهی ابری برای اندازهگیری اورانیم از آب طبیعی استفاده کردند. معرف کیلیت ساز مورد استفاده 2-(5- برمو-2- پیریدیلازو)-5- (دی اتیل آمینو)- فنول (Br-PADAP) بوده و فاز میسلی با استفاده از سورفکتانت غیر یونی تریتون 114-X تشکیل شد. مزاحمتها با استفاده از محلول استتار کنندهی CDTA ترانس 1و2- سیکلو هگزان دی آمین تترا استیک اسید، سدیم فلورید و سولفوسالسالیک اسید محدود گردید. بهینه سازی با استفاده از طراحی فاکتوریل شامل عامل pH، زمان سانتریفوژ و غلظت بافر اجرا شد.
دنیس (Denis)و همکارانش [33] از روش استخراج نقطهی ابری و از معرف کیلیت ساز چربی دوست برای استخراج اورانیم از نمونههای آبی استفاده کردند.
طیبه مدرکیان و همکارانش [34] از سورفکتانت کاتیونی CTAB و سورفکتانت غیر یونی تریتون 114-X برای استخراج اورانیم از محلولهای آبی با تکیه بر واکنش رنگی اورانیم با PVC در حضور پتاسیم یدید در محلول بافر هگزا متیلن تترا آمین استفاده کردند. همچنین عواملی چون غلظت سورفکتانت، غلظت معرف کیلیت ساز و زمان را مورد مطالعه قرار دادند.
جدولهای 2-2 تا 2-4 نمونهای از کارهای انجام شده در سالهای اخیر را نشان میدهد.
جدول2-2- جداسازی تک عنصری با استفاده از روش استخراج نقطهی ابری
یون معرف کیلیت ساز سیستم میسلی سیستم اندازهگیری DL
1-ngml PF* نمونه مرجع
AL PMBP تریتون 114-X GF= 09/0 a37 نمونههای آبی و زیستی 35
Sb APDC تریتون 114-X ETV-ICP-AES 09/0 C872 نمونههای مختلف آبی و ادرار 36
Be CAS ستیل پریدین کلرید اسپکتروفوتومتری UV/vis 05/0 C25 نمونههای آبی 37
Cd PAN تریتون 100-X GF= 9/5 d50 نمونههای آبی 38
Cu PTU تریتون 114-X F= 6/1 d30 نمونههای محیطی 39
Pb Br-PADAP-5 تریتون 114-X GF= 08/0 a50 نمونههای آبی 40
Mn TAR تریتون 114-X F= 6/0 b84 فاضلاب شور کارخانه پتروشیمی 41
Mo HQ-8 تریتون 100-X ID-ICP-MS 8/0 c70 نمونههای آبی 42
U DBM تریتون 114-X اسپکتروفوتومتری UV/vis در nm400 11 b62 نمونههای آبی 43
U Br-PADAP تریتون 114-X اسپکتروفوتومتری UV/vis در nm577 15/0 b4/50 نمونههای آبی 44
U PVC تریتون 114-X وCTAB اسپکتروفوتومتری UV/vis در nm690 1/0 b286 نمونههای آبی 45
V PAN/H2O2 تریتون 100-X F= 6/0 b79 نمونههای آبی 46
*ضریب پیشتغلیظ
a. نسبت سیگنال تجزیهای نمونهی پیش تغلیظ شده به پیش تغلیظ نشده.
bنسبت شیب منحنی کالیبراسیون بعد از پیش تغلیظ به قبل از پیش تغلیظ.
c نسبت غلظت آنالیت در فاز غنی از سورفکتانت به محلول اولیه.
جدول2-3- جداسازی دو عنصری با استفاده از روش استخراج نقطه ی ابری
یونها معرف کیلیت ساز سیستم میسلی سیستم اندازهگیری DL PF نمونه مرجع
AL
ZN HQ-8 تریتون 114-X اسپکتروفوتومتری در
500 و nm 512
و استخراج به ترتیب در
375 و nm 385 AL1-ng ml79/0
Zn 1- ng ml2/1 c10 مواد غذایی و آب 47
Cr
Co Br-PADAP-5 تریتون 114-X GF= Cr 1- ng l23
Co 1- ng l12 b2/26
b41 نمونههای گیاهی 48
Cu
Pb Pyrogallol تریتون 114-X F= Cr 1- ng l12/0
Co 1- ng l7/1 c85
c72 نمونههای آبی 49
Cu
Zn PAN تریتون 114-X F= Cu 1-ng ml1/0
Ni 1-ng ml15/0 b36
b32 خوراک 50
Hf
Zr Quinalizarine تریتون 114-X ICP-AES Hf 1-ng ml31/0
Zr 1-ng ml26/00 b8/35
b9/38 نمونههای آبی و آلیاژی 51
Pd
Pt Br-PADAP-5 5/7PONPE CE در 576 nm Pd 1-ng ml08/0
Pt 1-ng ml04/0 c250 نمونه ادرار 52
a نسبت سیگنال تجزیهای نمونهی پیش تغلیظ شده به پیش تغلیظ نشده.
bنسبت شیب منحنی کالیبراسیون بعد از پیش تغلیظ به قبل از پیش تغلیظ.
c نسبت غلظت آنالیت در فاز غنی از سورفکتانت به محلول اولیه.
d تعریفی موجود نیست.
جدول2-4- جداسازی سه عنصری با استفاده از روش استخراج نقطه ی ابری
یونها معرف کیلیت ساز / سورفکتانت سیستم اندازهگیری DL(ngmL-1) PF نمونه مرجع
Cd, Cu ,Pb PAN / تریتون 114-X TS-FF-= 025/0, 38/0, 43/0 a21, a25, a59 نمونههای آبی 53
Co, Cu, Ni / تریتون 114-X
Methy11-2-Pyridyl-ketone oxide
F= 15/0, 72/0, 03/0 - نمونههای آبی 54
Co ,Ni ,Zn PAN / تریتون 114-X اسپکتروفوتومتری
UV/vis 5, 2, 2 b20 نمونههای مختلف آبی و ادرار 55
Pd, Pt, Rh تریتون/ 114-X-Mercaptobenzothiazole
ICP-MS 3- 10 × 5
3- 10 × 6
3- 10 × 1 a8 محصولات دارویی 56
a نسبت شیب منحنی کالیبراسیون بعد از پیش تغلیظ به قبل از پیش تغلیظ.
b نسبت غلظت آنالیت در فاز غنی از سورفکتانت به محلول اولیه.
2-2-3- سیستمهای میسلی (سورفکتانتها)
سورفکتانتها، گونههای دوگانه هستند که از یک سر قطبی آبدوست و یک دم هیدروکربنی آبگریز تشکیل یافتهاند (شکل 2-3). دم شامل یک زنجیرهی هیدروکربنی با تعداد متفاوتی از اتمهای کربن است که میتواند به صورت خطی، شاخه دار یا حاوی گروههای آروماتیک باشد. این ترکیبات به دلیل ساختار دوگانهی خود با تجمع در سطح مشترک محلول- هوا باعث کاهش کشش سطحی محلول میشوند و کاربرد گستردهای در ساخت محصولات پاک کننده دارند. بخشهای آب گریز در مواد فعال سطحی رایج امروزی به 7 دستهی اسیدهای چرب، پارافینها، اولفینها، الکیل بنزنها، الکلها، آلکیل فنولها، پلی اکسی پروپلین تقسیم میشوند. بخش آب دوست موجود در مواد فعال سطحی امروزی به دو بخش کلی تقسیم میشوند:
بخش اول شامل گروههایی است که در محلولهای آبی یونیزه میشوند و بخش دوم بر خلاف بخش اول در آب یونیزه نمیشوند. گروههای آب دوست رایج شامل مواد سولفونات، سولفات، کربوکسیلات، آمین نوع چهارم، پلی اکسی اتلین، ساکارز، پلی پپتید میباشند. چهار نوع اول یونی و سه نوع آخر غیر یونی میباشند.
در محلولهای آبی و در غلظتهای پایین، مولکولهای سورفکتانت به صورت منومر، دیمر یا تریمر یافت میشوند. وقتی غلظت از غلظت بحرانی میسل فراتر رود، مولکولهای سورفکتانت با اتصال به یکدیگر تجمع یافته و گروهی متشکل از
۶٠ تا ١٠٠ منومر را تشکیل میدهند که میسل نامیده میشود (شکل2-4).
Hydrophilic tail

Hydrophilic head
Water
Air

شکل2-3- ساختار کلی یک سورفکتانت.
cmc

شکل2-4- تعادل بین منومرهای سورفکتانت و میسل در غلظتهای بالاتر از غلظت بحرانی میسل.
بسته به ماهیت، غلظت سورفکتانت و حلال بهکار برده شده ساختارهای متفاوت دیگری شامل میسل معکوس، میکرو امولسیون، وسیکل تک لایه و دو لایه میتوانند تشکیل شوند. در شکل 2-5 ساختارهای مربوط به انواع مجموعههای میسلی آورده شده است [57و58].
2-2-4- برهمکنش گونهها با ساختارهای میسلی
یکی از مهمترین خصوصیات میسلها قدرت حل کنندگی آنها برای گونههای غیرمحلول یا کم محلول در آب میباشد. ترکیبات کم محلول میتوانند از طریق برهمکنشهای آبگریز یا الکترواستاتیک با میسلها، در محلولهای آبی حل شوند. بسته به ماهیت ماده و نوع سیستم میسلی به کار رفته، حل شونده ممکن است به نقاط مختلفی از میسل اتصال یابد. در محلولهای آبی، حل شوندههای غیرقطبی بیشتر به بخش آبگریز هستهی میسل متصل میشوند. مواد با قطبیت پایین نظیر اسیدهای چرب و الکلها در لایهی غشایی میسل قرار میگیرند و ترکیبات قطبی به بخش بیرونی میسل که قطبیتر است متصل میشوند. بهعلاوه یونهای فلزی میتوانند بهصورت الکترواستاتیک با سر قطبی میسل برهمکنش دهند و یا پس از تبدیل به یک کمپلکس آبگریز به داخل هستهی مرکزی میسل استخراج گردند.
W/O microemulsion O/W microemulsion billar salts micelles
monomers micelles bliayer
Reverse micelles rod-like micelles vesicle

شکل2-5- ساختارهای منظم مولکولی ایجاد شده توسط مولکولهای سورفکتانت.
2-2-5- دسته بندی سورفکتانتها
براساس طبیعت گروه آبدوست در مولکول، سورفکتانتها در چهارگروه زیر قرار میگیرند(جدول 2-5):
2-2-5-1- سورفکتانتهای آنیونی
در این دسته از سورفکتانتها گروه آبدوست دارای بار منفی میباشد. این سورفکتانتها را میتوان بهصورت R-X نمایش داد که Xگروه آبگریز وR میتواند کربوکسیلات ((RCOO-، سولفونات(-(RSO، سولفات-)3 (ROSOو غیره باشد این نوع سورفکتانتها در پاک کنندهها کاربرد گستردهای دارد.
2-2-5-2- سورفکتانتهای کاتیونی
این دسته از سورفکتانتها دارای گروه قطبی با بار مثبت میباشند. در ساختار اکثرسورفکتانتهای کاتیونی تجاری، نظیر هالیدهای آمین نوع چهار (Cl-+N4R) اتم نیتروژن با بار مثبت حضور دارد.
جدول 2-5- طبقه بندی سورفکتانتها [59].
گروه ویژگیها مثال
آنیونی گروه آبدوست دارای بار منفی میباشد سدیم دودسیل سولفات

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *