بخشی از مقاله
چکیده:
ترکیبات فنولی کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارند. کاربرد و تولید در مقیاس وسیع این ترکیبات منجر به ورود اجتناب ناپذیر آنها به محیط زیست می شود. سمیت ترکیبات فنولی سبب شده است آنالیز این ترکیبات از اهمیت بالایی در تحقیقات زیست محیطی برخوردار باشد. روش ریز استخراج مایع- مایع پخشی به علت دارا بودن سازگاری بالا جهت جفت شدن با بسیاری از روش های دستگاهی، از کارایی بالایی برخوردار است. اساس این روش همانند استخراج مایع-مایع بر پایه تمایل نسبی آنالیت بین دو حلال غیر قابل اختلال در هم می باشد
در این تحقیق روش ریز استخراج مایع-مایع پخشی برای آماده سازی و پیش تغلیظ ترکیبات فنولی شامل فنول، متیل فنول، کلرو فنول، نیترو فنول و ترشیو بوتیل فنول از نمونه های آبی مورد استفاده قرار گرفته است.
پارامترهای موثر بر فرایند استخراج مانند نوع حلال استخراج کننده، حجم حلال و زمان مشتق سازی مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفت. ، پارامترهای تجزیه ای روش مانند منحنی درجه بندی، حدتشخیص روش، تکرارپذیری و... تحت شرایط بهینه مورد بررسی واقع گردید. ناحیه خطی روش بین 0/5 تا 20 میکروگرم ر لیتر به دست آمد. حد تشخیص روش0/1 میکروگرم بر لیتر به دست آمد. سپس روش مورد نظر جهت اندازه گیری ترکیبات فنولی در نمونه های حقیقی آب رودخانه و آب شهر مورد ارزیابی قرار گرفت.
مقدمه
فنولها دستهای از ترکیبات آلی هستند که دارای یک گروه هیدروکسی متصل به اتم کربن یک حلقه بنزن میباشند. قدرت اسیدی این ترکیبات به دلیل اتصال گروه هیدروکسی به حلقه آروماتیک بسیار بیشتر از الکلها بوده واز این لحاظ بین الکلهای آلیفاتیک و کربوکسیلیک اسیدها قرار میگیرند.
این گروه از ترکیبات در تهیه پلاستیکها، نرم کنندهها، مواد منفجره، داروها، رنگها، شویندهها و به طور گسترده در صنعت1 پتروشیمی کاربرد دارند. پنتا کلروفنول به عنوان عامل نگهدارنده در چوب استفاده شده و یک آفتکش عمومی محسوب میشود. امروزه استفاده گسترده از فنولها - اغلب در فرایند تولید در مقیاس انبوه - منجر به ظهور اجتنابناپذیر این ترکیبات در طبیعت گردیده است.
مقدار زیادی از فنولها از تجزیه لیگنین در فرایند تولید کاغذ تولید میشوند. سمیت و خواص نامطلوب - غلظت چند میکروگرم بر لیتر این ترکیبات بو و مزه آب و ماهی را تحت تاثیر قرار می دهد. - و پایداری فنولها در محیط زیست سبب شده است تا سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا یازده ترکیب فنولی را در دسته فنولهای آلوده کننده اصلی محیط زیست قرار دهد
اتحادیه اروپا غلظت هر یک از این ترکیبات در آب آشامیدنی را تا 0/1 میکروگرم بر لیتر مجاز دانسته است. بنابراین برای اندازهگیری این ترکیبات در مقادیر ناچیز در آب همواره به یک مرحله پیش تغلیظ نیاز میباشد
روشهای سنتی آماده سازی نمونه شامل استخراج مایع-مایع و استخراج فاز جامد به وفور جهت استخراج وتغلیظ فنولها از نمونه های زیست محیطی به کار گرفته شده است[3 ,2] در این روشها معمولا از حجم زیادی از حلالهای سمی و یا از جاذبهای گرانقیمت استفاده می گردد؛ به همین دلیل روشهای ریزاستخراج که مبتنی به استفاده از مقادیر ناچیز از حلال و جاذب در آماده سازی نمونه می باشند در سالهای اخیر توجه محققین را به خود جلب کرده اند.
در این روشها معمولا از حجمهای کم حلال در ابعاد میکرولیتر و یا در حد میلی گرم از جاذبهای جامد استفاده میگردد. از بین روشهای ریزاستخراج، روش ریزاستخراج مایع-مایع پخشی یکی از روشهای ساده، سریع و با کارایی بالا میباشد که به منظور استخراج و تغلیظ ترکیبات آلی کارایی خوبی از خود نشان داده است
فرم کلاسیک این روش شامل استفاده از مخلوط مناسبی از یک حلال استخراجکننده و یک حلال پخشکننده است که به کمک سرنگ به سرعت به داخل نمونه آبی تزریق میگردد که منجر به شکلگیری یک محلول کدر حاوی قطرات بسیار ریز از حلال استخراجی می گردد. به دلیل سطح تماس بالای نمونه و حلال، راندمان بالای استخراج در زمان کوتاهی فراهم میگردد. سپس به کمک سانتریفیوژ دو فاز از یکدیگر جدا شده و حلال استخراجی حاوی ترکیبات هدف به کمک دستگاه آنالیز میشود.
در فرم کلاسیک ریزاستخراج مایع-مایع پخشی از حلالهایی مانند متانول، استون و استونیتریل به عنوان حلال پخشکننده استفاده میگردد که خود منجر به کاهش راندمان استخراج میگردد، در نتیجه تلاشهایی در راستای استفاده از تکنیکهای دیگری جهت پخش کردن حلال توسط محققین ارائه شده است که از این جمله میتوان به استفاده از ترکیبات فعال سطحی [5] و یا امواج مافوق صوت [6] اشاره نمود.
در این پژوهش، به منظور آنالیز مشتقات فنولی در این تحقیق از روشهای کروماتوگرافی استفاده خواهد شد که با روشهای ریزاستخراج سازگار بوده و امکان آنالیز همزمان آنها را بدون مزاحمت فراهم میکند. اثر عوامل موثر بر استخراج مانند نوع و حجم حلال استخراج کننده، pH نمونه، عوامل مشتق سازی و ... مورد بررسی و بهینهسازی قرار خواهد گرفت و سپس روش ارائه شده از نظر ویژگیهای تجزیهای مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. نهایتا توانایی روش ارائه شده به منظور اندازهگیری ترکیبات هدف در نمونه های آبی حقیقی مانند آب رودخانه، آب لوله کشی شهری و پسابهای صنعتی سنجیده خواهد شد
بخش تجربی
مواد مورد استفاده
مواد مورد استفاده شامل فنول، متیل فنول، نیتروفنول، کلروفنول و ترشیوبوتیل فنول، استون، کربن تتراکلراید، 1و-2دی برومواتان، 1و-2دی کلرواتان و دی برومومتان از شرکت مرک تهیه شده است. محلول های مادر 1000 میلی گرم بر لیتر از 5 مشتق فنولی عبارت از فنول، متیل فنول، کلروفنول، نیترو فنول و ترشیو بوتیل فنول در حلال استون با گرید کروماتوگرافی تهیه گردید. سپس محلول مخلوط تمام 5 مشتق فنولی با غلظت 50 میلی گرم بر لیتر تهیه شد. محلول آبی با غلظت 1 میلی گرم بر لیتر از ترکیبات هدف جهت بهینه سازی روش و مطالعات تجزیه ای مورد استفاده قرار گرفت.
نتایج و بحث
بررسی اثر نوع حلال استخراج کننده
مهمترین مرحله در یافتن شرایط بهینه یک روش ریزاستخراج مایع- مایع پخشی انتخاب یک حلال مناسب است. حلال استخراج کننده باید خواصی از قبیل تمایل بالا نسبت به ماده استخراجی، حلالیت پایین در آب، دانسیته بالاتر نسبت به آب و رفتار مناسب در کروماتوگرافی را دارا باشد
بررسی اثر حجم حلال استخراج کننده
به منظور بررسی اثر حجم حلال استخراج کننده، حجمهای 10، 30، 50، 75 میکرولیتر از حلال 2،1 دی برمواتان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش حجم حلال استخراج کننده از 10 به 75 میکرو لیتر میزان استخراج آنالیت کاهش یافت که دلیل این اتفاق اثر رقت است یعنی با افزایش میزان حلال چون مقدار آنالیت ما در فاز آبی ثابت است افزایش بیشتر حجم حلال استخراج کننده تاثیری بر انتقال آنالیت به فاز آلی نداشته و فقط میزان رقت افزایش می بابد که مطلوب نمی باشد.
