گزارشکار شیمی آلی 2
باز شکل مکانیزم ها نیست
عنوان آزمایش:تهیه اتیل استات از اتیل الکل و استیک اسید
باز شکل مکانیزم ها نیست
عنوان آزمایش:تهیه اتیل استات از اتیل الکل و استیک اسید
|
موضوع گزارش كار: نيترات و نيتريت موجود در آب
مخاطرات نیتریت ونیترات در آبهای آشامیدنی وعوارض آن |
| |
|
نیتریت و نیترات در آبهای آشامیدنی : منابع نیتریت و نیترات در آبهای آشامیدنیÿ نشانه های آلودگی نیتریت و نیتراتÿ اثرات زیان بار برسلامتیÿ آزمایشاتÿ تفسير نتایج آزمایشÿ انتخاب هاÿ خلاصه بسیار ی از مردم دررابطه با وجود نیترات در آب های آشامیدنی سؤالاتی را مطرح میکنند،نتایج پایش کیفی آبهای زیرزمینی پنسیلوانیا حاکی از غلظت کم نیترات درآبها میباشد، اما درمناطق کشاورزی غلظت نیتروژن –نیترات بیشتر از حد مجاز اعلام شده توسط EPA ،10 ميلي گرم درليترمیباشد ( حد مجاز نيترات بر حسب نيتروژن- نيترات 10 ميلي گرم درليتر و برحسب يون نيترات 50 ميلي گرم در ليتر ميباشد.). بعلاوه محل های دفع فاضلاب ، دفع مواد زائد جامد ، سپتیک ،دفن زباله ،میتواند از علل غلظت بالای نیتروژن – نیترات در آبهای آشامیدنی باشد.نیتروژن یکی از اجزاء اصلی پروتئین مورد نیاز موجودات زنده است ، در محیط زیست به فرم های مختلف درآب وجود دارد و فرم آن نیز در چرخه ازت تغییر می کند، به هر حال افزایش غلظت نیترات و نیتریت در آب های آشامیدنی خطراتی را از نظر سلامتی بالاخص برای کودکان و زنان بار دار دارد.:نیتروژن بعنوان یک ماده مغذی ( کود) به مقدار زیاد در چمنزار وباغات و محصولات کشاورزی کاربرددارد علاوه بر کود، نیتروژن ،در خاک به فرم آلی از تجزیه گیاهان و حیوانات بوجود می آید . فرمهای مختلف نیتروژن درخاک توسط باکتریها به نیترات (یون NO3)تبدیل میشود. مطلوب این است که نیتروژن به فرم نیترات جذب گیاهان شود.به هر حال نیترات ، به راحتی با عبور آب از لایه های خاک به زمين نفوذ پیدا کرده و در اثر بارش ياآبیاری های شدید ، به ریشه گیاهان و نهایتاً به آبهای زیر زمینی می رسد. نیترات در آبهای زیر زمینی يا از منابع نقطه ای مانند دفع فاضلاب ، دامداریها و یا منابع غیر نقطه ای مانند مصرف کود کشاورزی در پارک ها ، زمین های گلف ،چمن زارها و باغات نشا ت ميگيردو یا طبیعی اتفاق ميافتد. حفر چاه آب در محل مناسب و بهسازی آن میتواند در کاهش بار آلودگی به نیترات مؤثر باشد نشانه هاي نيترات : نیترات بدون رنگ ،بدون بو و بدون طعم بوده و در آبهای آشامیدنی بدون آزمایش قابل تشخیص نميباشد لذاپیشنهاد می گردد، آب مصرفی گروه سنی کودکان ، زنان باردار،مادران شیرده و سالمندان آزمايش ونيترات آن محاسبه گردد.گروه ها ي مذكور جز ء گروه هاي در معرض خطرآلودگی آب به نیترات و نیتریت هستند.نیترات بطور طبیعی در حدغلظت کمتر از حد مجاز ، در آبهای آشامیدنی و آبهای زیرزمینی وجود دارد . آزمایش اولیه ، برای تعیین میزان نیترات منابع آب ضروری است ، بنا براین اگر تا کنون نیترات منابع آبی آزمايش نگردیده ، لازم است آزمایش اوليه انجام گیرد . هر نوع فعالیتی در نزدیک چاه هاي آب میتواند سبب آلودگي شود.در صورت وجود منابع نقطه ای آلوده کننده مانند محل زندگی دام ها، محل دفع فاضلاب درمجاورت چاه هاي خانگی ، لازم است حداقل سالی یک بار آزمایش نیترات انجام و با پایش کیفی آن تغییرات غلظت نیترات بررسی گرددودر صورتیکه چاه درمعرض منابع غیر نقطه ای مانند کاربرد کودهای کشاورزی قرار گرفته باشد ، پایش کیفی برای بررسی تغییرات غلظت نیترات کمتر مورد نیاز میباشد ، حداقل هر دو یا سه سال يكبار،بمنظور بررسی ضریب افزایش غلظت نیترات باید آزمایش شوند ( نیتریت،نیترات،آمونیاک،TKN) و اگر کودیا فضولات حیوانی در اطراف منابع آب پراکنده شده باشد باید هر چه سریعتر نسبت به جمع آوری و دفع آن اقـدام و آب چاه ( منبع آب) آزمایش گردد. متاسفانه ، نیترات ناشی از پراکندگی کود یا فضولات حیوانی دراطراف منابع آب ،ممکن است نتواند به سرعت در لایه های خاک حرکت و به آب نفوذ پیدا کند ، بنا بر این بمنظور بررسی اثرات آلوده کننده ها ، آزمایش سالیانه نیترات جهت پایش کیفی آن توصيه ميگردد
اثرات زيانبار بر سلامتي :خطر اولیه نيترات در آبهای آشامیدنی زمانی اتفاق میافتد که در دستگاه گوارش فرم نیترات به نیتریت تبدیل شود .نیتریت باعث اكسيد شدن آهن موجود در هموگلوبين گلبولهاي قرمز شده ونهايتا نمي تواند اكسيژن را با خود حمل كند،به اين حالت متهموگلوبینميا گویند (بعضی آن را بعنوان سندرم کودکان آبی شناخته اند) در صورت عدم حضور اكسيژن ، سلولهای بدن ممکن است بميرند وياپوست کبود شود. در افراد بالای یکسال ،توانایی سریع تبدیل متهموگلوبین به هموگلوبین وجود دارد و علی رغم سطح بالای نیترات و نیتریت ، مقدار متهموگلوبین در سلولهای قرمز خون کمتر باقی می ماند، به هر حال در کودکان زیر شش ماه ، سیستم آنزیمی آنها به دلیل عدم تكامل ، توانایی کاهش متهموگلوبین به هموگلوبین را ندارند و متهموگلوبینميا اتفاق میافتد. همچنین در افراد سالمند که به دلایلی سیستم آنزیمی آنها صدمه دیده ممکن است ، همين اتفاق بیافتد.درسال 1962 ، انجمن بهداشت عمومی امریکا: حد مجاز نیترات درآب آشامیدنی را بر حسب نيتروژن 10 ميلي گرم در ليتر( بر حسب نيترات 50 ميلي گرم در ليتر)توصیه نمود .این استاندارد بمنظور حفظ سلامت کودکان، براساس دانسته هاي قابل دسترس تعيین شد ، عامل بالقوه خطرناک دیگر برای سایر افراد بستگی به واکنش های فردی و دریافت نیتریت و نیترات از همه منابع دارد. در طی دوره سال های 1992-1970 ایالات متحده ، دربررسي زمین شناسی ، میزان نیتروژن – نیترات 9% از چاههای خصوصی را بیشتر از حد مجاز 10 ميلي گرم درليتر بر حسب نيتروژن اعلام نمود. از آن زمان به بعد سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) حداکثر سطح مجاز نیترات در آب آشامیدنی را بر حسب نيتروژن نيترات 10 ميليگرم درليتر( برحسب يون نيترات 50 ميلي گرم درليتر)و سطح مجاز نيتروژن- نیتریت 1 ميلي گرم درليتر( بر حسب يون نيتريت 3 ميلي گرم در ليتر) پذیرفت .در بررسي های بعدی برای تغییر استانداردها ، دلایلی برای تغییر آن وجود نداشت ، به هر حال تعیین سطح دقیق غلظت نیتروژن در آب برای اعلام سالم یا ناسالم بودن آن مشکل است. مسئله اي كه باید مورد توجه قرار گیرداين است كه نیتروژن ممکن است از غذا و یا سایر منابع دیگر نيز دریافت گردد .علي رغم اينكه حداکثر سطح مجاز ( MCL)) نیتروژن _ نیترات در آب آشامیدنی 10 ميليگرم درليتر( برحسب نيترات 50 ميلي گرم درليتر)تعیین شده ، موارد ی از تماس كودكان با آبهاي آشاميدني بالاتر از حد مجاز وجود داشته كه متهموگلوبینميا در بين آنان مشاهده نشده است .راهنمای قطعی برای اینکه در يك محدوده خاص متهموگلوبینما رخ دهد ،تعیین نشده است. بنا بر این بهتر است در صورتیکه نیترات آب بیشتر از حدمجاز باشد ، برای تهیه غذا و شیر کودکان از سایر منابع آبی دیگر استفاده نمود، همچنین ، گزارشاتي مبنی بر نقص هایي در هنگام زایمان به دلیل مصرف آب آشاميدني آلوده به نيترات وجود دارد .بنابر این توصیه میگردد ، مادران باردار از آب آشامیدنی که نیترات آن بالاتر از حد مجاز است مصرف ننمایند. همچنین توصیه میگردد مادران شیر ده نیز به دلیل انتقال نیترات از راه شیر به بچه ، از آبهای دارای نیترات بالاتر از حد مجاز مصرف ننمایند.در افراد بزرگسال که در معرض محدوده بالاتر از میزان تعیین شده ،قرار گرفته اند اثرات سوء بر سلامت آنان کمتر مشاهده شده است و بدون اینکه اثرات سمی داشته باشند میتوانند آبهای آشامیدنی با غلظت بالاتر رامصرف نمایند .اما چون ممکن است درمدت زمان طولانی مصرف آبهای دارای نیترات بالا ، اثرات مزمن بر جای بگذارد ،توصیه می شود که کمتر مصرف شود .اگر به استناد نتایج آزمایشات ، سطح نیترات آب بالاتر از حدمجاز اعلام شدو فقط بزرگسالان يا بچه های بزرگتراز آن آب مصرف می کنند لازم است با پزشک محل مشورت وتوصیه های درمانی را مد نظر قرارداد.خطر بروز سرطان درآبها و یا غذاهایی که نیترات ونیتریت داشته اند ،گزارش شده است ،احتمالاً نیترات در بدن با آمین ها یا آمیدها واکنش نشان داده ونیتروز آمین تشکیل می شود که عامل شناخته شده سرطان میباشد. قبل از تشکیل نیتروز آمین ،نیترات باید به نیتریت تبدیل شود.اهمیت خطربروز سرطان به دلیل وجود نیترات در آبهای آشامینی شناخته شده نیست .آلودگی باکتریولوژیکی در آب ممکن است بطور خاصی به قابلیت حضور نیترات در آب کمک کند منابع آبهای آشامیدنی که نیترات آن بر حسب نيتروژن بالاتر از 10 ميليگرم درليتر( برحسب نيترات 50 ميلي گرم درليتر) می باشد ،باید از نظر آلودگی باکتریولوژیکی نیز آزمایش شوند .وجود هم نیترات و هم آلودگی باکتریولوژیکی ،در چاههای غير بهسازي، ممکن است به دلیل نفوذ آبهای سطحی، مواد زائد جامد، فاضلاب يا منابع دیگر باشد. آزمایشات : آزمایش آب برای تعیین میزان نیترات ، توسط يكي از مراکز پايش کیفی ادارات محیط زیست ، آزمایشگاههای مراكزبهداشت شهر یا استان يا آزمایشگاههای خصوصي ضروری است .آزمایشگاهی باید انتخاب گردد که کیت مناسب راجهت تعیین میزان نیترات داشته باشد ،اين کیت شامل بطری استریل نمونه برداری، فرم ثبت اطلاعات ،دستورالعمل نمونه برداری و جعبه ارسال نمونه می باشد. دستورالعمل نمونه برداری ، بمنظور نحوه نمونه گیری نيزباید تهیه شود.نمونه برداری بر اساس دستورالعمل مربوطه و با دقت کامل بنحویکه نمونه بدست آمده نماینده کل نمونه باشد، باید انجام گیردو سپس نمونه با مشخصات کامل، فوراً به آزمایشگاه ارسال گردد. از ارسال نمونه در آخر هفته یا تعطیلات اجتناب کنید ،اگر چه کیت های صحرایی برای اندازه گیری میزان غلظت نیترات دردسترس است اما دقت آنها به اندازه روش های آزمایشگاهی نیست چرا كه حضورمواد شیمیایی و یا تغییر درجه حرارت ممکن است در زمان استفاده از کیت ،بر روی نتایج آن تاثیر بگذارد .تستهای آزمایشگاهی ،نتایج دقیق و قابل اعتمادی راارائه میدهند تفسير نتايج : غلظت نیترات بر حسب میلی گرم در لیتر یا قسمت در میلیون (ppm) گزارش می گردد . بعضی از آزمایشگاهها نیترات رابر حسب نیتروژن –نیترات ( N-NO3) بیان می کنند ،که منظور مقدار نیتروژن در نیترات می باشد و بعضی از آزمایشگاهها کل نیترات را (NO3) گزارش می دهند. .برای اطمینان ،گزارشات را بر اساس میزان نيتروژن- نيترات یا يون نيترات کنترل کنید و آن را در سیستم گزارش دهی مقایسه کنید ، بر حسب نيتروژن –نيترات 10 ميلي گرم درليتر وبر حسب يون نيترات 50 ميلي گرم در ليتر تعيين شده است.سازمان حفاظت محیط زیست آزمایش منظم را برای تعیین نیترات و نیتریت در سیستم آبرسانی عمومی ضروری دانسته و نتایج بایستی در دسترس متوليان امر قرار گیرد .اگر نتایج تست، حاكي از افزایش غلظت نیترات بالاتر از حدمجاز استاندارد باشد، ،به معنی اعلام خطر بوده و تصفیه باید انجام گیرد .اغلب برای تصفیه، آب رابا منبع آب دیگر که میزان نیترات آن کمتر از حد مجاز است مخلوط نموده ( اختلاط) تا به حد متوسط و یا حد استاندارد EPA برسد. انتخاب ها: :دوگزينه اصلی برای زمانیکه نیترات منابع آب مصرفی بالاتر از حد استاندارد باشد وجود دارد :جايگزين نمودن منابع آبي ديگر يا كاربردبعضی از روشها ی تصفیه برای حذف نیتراتقبل از تعیین منابع آبی جایگزین و یا حذف نیترات ، پیش بینی لازم برای هزينه مورد نیاز تهیه تجهیزات تصفیه و یا منابع جایگزین باید انجام گیرد. اگر آلودگی نیترات مربوط به محل نگهداری دام یا فاضلاب انسانی باشد ضروری است که با حفر چاه در محل دیگر و یا چاه عمیق تر دريك سفره زيرزميني دیگر، منابع آبی کافی را تهيه نمود.اگر منبع آبي كه ميزان نيترات آن بيشتر ازحد مجاز است ، ازنوع چاه های کم عمق باشد ، ممکن است لایه هاي عمیق تر آلوده نشده باشد بنابراين ،سفره های عمیق تر آب بوسیله لایه های خاک رس یا لایه های غير قابل نفوذ بمنظور جلوگیری از نفوذ آلودگی آب به سفره های پایین تر باید محافظت گردد. چاه باید به نحوي بهسازي گردد که مانع نفوذ آلودگی به آن گردد که میتوان با دوغاب سیمان سطح داخلی آن راغیر قابل نفوذ کرد. چاههای جدید برای کاربرد منابع آب انساني باید دارای استانداردهای لازم باشند. چاه باید کاملاً از هر نوع منابع آلاینده دور باشد تصفيه: نیترات به سه روش از آب حذف می گردد : تقطیر _ اسمز معکوس _تبادل یونی،تجهیزات موردنیاز برای این فرآیندها از طریق سازنده های متعدد قابل دسترسی است .فیلترهای جذب کربن ، فیلترهای مکانیکی از انواع مختلف واستانداردهای سختی گیری آب ،نیتروژن و نیترات را حذف نمیکنند.فرآیند تقطیر شامل گرم کردن آب تا نقطه جوش ، جمع آوری و متراکم کردن بخارات باسیم پیچ فلزی ،که تقریباً در این فرآیند 100٪ نیتروژن –نیترات حذف می شود.تنها با جوشاندن آب، غلظت نیترات كاهش نمي يابد بلكه مرحله جمع آوری و متراکم نمودن بخارات آب جوشیده است كه نیترات را حذف مي نمايد وآب بدون نیترات بدست می آید.در فرآیند اسمز معکوس ، با فشار، آب را از میان غشاء نیمه تراوا عبور میدهندو.در حین عبور آب از فیلتر ، آلودگی نیترات حذف می گردد . مطابق اظهارات سازندگان حدود 95-85٪ نیترات به روش اسمز معکوس حذف می گردد. میزان حذف واقعی ممکن است متفاوت باشد که به کیفیت آب ورودی ،سیستم فشار و درجه حرارت آب بستگي دارد.فرایند تبادل یونی برای حذف نیترات بر اساس همان روش سبک کننده های آب خانگی عمل می کند. طبق استاندارد سبک کننده های آب ،یون کلسیم ومنیزیوم با یون سدیم تعویض می گردد .به هر حال در فرآیند حذف نیترات ،آنیون ها با رزین های مورد استفاده تعویض و در حین عبور از رزین ها ،یون های کلراید جایگزین یون های سولفات و نیترات می شود. از آنجا ئیکه رزین هایی که با آنیون ها مبادله می شوند ،در اولویت انتخاب ،سولفات را به نیترات ترجيح می دهند. ميزان سولفات در آب ، یکی از فاکتورهای مهم درکارآئی سیستم تبادل یونی برای حذف نیترات می باشد.کلیه روشهای فوق بمنظور حذف نیترات در آب ،نسبتاً پر هزینه ميباشند، هم هزینه اولیه و هم هزینه بهره برداری باید مورد توجه قرار گیرد. هزینه بهره برداری شامل : انرژی مورد نیاز برای بهره برداری سیستم ، آب مورد نیاز سیستم شستشو فیلترها، تعمیرات و نگهداری عمومی. صرفنظر از کیفیت تجهیزات خریداری شده ، ممکن است بهره برداری از سیستم رضايت بخش نباشد ، مگر اینکه نگهداری آن مطابق با توصیه سازنده باشد. نگهداری تجهیزات شامل تمیز کردن دوره ای و تعویض بعضی ازقطعات آن بوده و همچنین هزینه های نصب تجهیزات نيز بايستي مورد توجه قرار گیرد.
| ||
نیترات چیست و چگونه وارد آب میشود؟
نیترات یک ماده شیمیایی به فرمول NO3- است. نیترات اکسیدهترین شکل نیتروژن است که در سیستمهای طبیعی یافت میشود.
نیتروژن یک یون با بار منفی (آنیون) است که با یونهای بار مثبت (کاتیون) ترکیب میشود و به صورت نمکهای نیترات پتاسیم یا نیترات سدیم در میآید. نیترات یکی از محلولترین آنیونهایی است که شناخته شده است. نیترات به صورت نیترات سدیم و نیترات پتاسیم به عنوان کود کشاورزی به کار میرود.
نیترات به عنوان آلاینده
نیترات مادهای است که آبهای زیرزمینی و سطحی را به طور گستردهای آلوده میکند. تجمع نیترات در محیط میتواند ناشی از هرزآبهای کشاورزی که به علت مصرف بیش از حد کودهای نیتراتی حاوی این ماده هستند، که به طور منتشر آب را آلوده میکنند یا آلودگیهای نقطهای از فاضلابهای انسانی به درستی دفع و فراوری نشده است.
علاوه بر این پسماندهای حاوی نیترات در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند کاغذسازی و مهماتسازی تولید میشوند. سوزاندن سوختهای فسیلی مانند نفت و گار در نیروگاهها و ماشینها و همه موتورهای با احتراق درونسوز به ایجاد اسید نیتریک و آمونیاک میانجامد که هوا را آلوده میکند. این مواد ممکن است به صورت بارانهای اسیدی به زمین بازگردند و باعث آلودگی سطح زمین هم بشوند.
خطرات نیترات برای سلامتی انسان
نیترات یک تهدید بالقوه سلامتی به خصوص برای نوزادان است، چرا که باعث بیماری به نام "متهوگلوبینمی" یا "سندروم نوزاد کبود" را ایجاد میکند. این عارضه به خصوص اگر نوزاد از شیر خشک رقیق شده با آب با نیترات بالا تغذیه شدهاند، ممکن است رخ دهد. اما نوزادانی که از شیر مادر تغذیه میکنند، حتی اگر مادر از آب با غلظت بالای نیترات نوشیده باشد، در معرض خطر متهموگلوبینمی نیستند.
هنگامی نیترات با خوردن غذا و نوشیدن آب وارد بدن میشود، در روده به نیتریت بدل میشود، و بعد در خون با هموگلوبین (پروتئین ناقل اکسیژن در خون که رنگ سرخ ناشی از آن است) ترکیب میشود و متهموگلوبین ایجاد میشود، و به این ترتیب توانایی انتقال اکسیژن خون کاهش مییابد.
نوزادان به سمیت با نیترات بیش از کودکان بزرگتر یا بزرگسالان حساس ترند. این عارضه ندرتا مرگبار است، اما "متهموگلوبینمی تحتحاد" ممکن است بیعلامت باقی بماند و بر رشد کودک اثر بگذارد، و عارضه به سیر پنهانی خود ادامه دهد. مصرف مزمن مقادیر بالای نیترات نیز ممکن است مشکلات سلامتی ایجاد کند، برای مثال ایجاد برخی از سرطانها و اثرات بر جنین و ایجاد نقائص جنینی؛ دادهها در این مورد قطعی نیست، اما به هر حال مایه نگرانی است.
میزان بالای نیترات همچنین میتواند در غذا یا آب دامها هم میتواند به کاهش زاد و ولد، افزایش مرده زایی، وزن کم هنگام تولد، دیر وزن گرفتن یا حتی مرگ بینجامد.
آیا آب آشامیدنی شما سالم است؟
بر اساس اعلام سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا تنها دو ماده هستند که برای آنها استانداردهایی تعیین شده است که در صورت گذر از این حدود خطری فوری به حساب میآیند: باکتریها و نیترات.
کیتهای خانگی در بازار موجودند که برای تعیین میزان نیترات در آب آشامیدنی برای مثال برای افرادی که از چاههای خصوصی استفاده میکنند، وجود دارند. "میزان حداکثر آلاینده" (MCL) - به معنای حداکثر مقدار مجاز برای یک ماده آلاینده- برای نیترات در حد10 پی پی ام (ppm) نیترات-N یا 44 پیپیام نیترات است. (ppm به معنای یک بخش در هر یک میلیون بخش است.)
چه کار میشود کرد؟
یک مسئله مهم بالا بردن آگاهی عمومی در مورد کیفیت آب،غذا و محیط زیست است. بالابردن آگاهی عمومی باعث میشود فشار افکار عمومی به تصویب قوانین و اقدامات اجرایی برای جلوگیری از آلودگی آب بینجامد. امروزه کیتهای خانگی برای آزمایش آب از لحاظ نیترات به بازار آمدهاند، همچنین کیتهای خانگی برای اندازهگیری میزان سرب (یک فلز سنگین سمی) و رادون (یک گاز رادیواکتیو سمی) در حال ورود به بازار هستند.
آزمایش نیترات آب آشامیدنی شایعترین آزمایشی است که افراد،آزمایشگاههای تجاری و آزمایشگاههای ناظر دولتی مثلا در ادارات بهداشت انجام میدهند، چرا که آلودگی با نیترات یکی خطر بهداشتی عمدهای برای انسانها و حیوانات به حساب میآید.
بسیاری از کیتهای تجاری اندازهگیری نیترات و روشهای اندازهگیری نیترات در سازمانها از فلز سنگین کادمیوم استفاده میکنند تا فرآیند آزمایش نیترات را کوتاه کنند. کادمیوم فلزی سمی است. بنابراین در استفاده از این کیتها باید احتیاط کرد و دفع آنها نیز باید صورتی انجام گیرد که باعث آلودگی محیط زیست نشود. البته اخیرا کیتهای اندازهگیری نیترات نیز به بازار آمدهاند که روش دیگری بدون کادمیوم را به کار میبرند و بنابراین خطرات کیتهای قدیمی را ندارند.
موضوع:
BOD اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی
DOواکسیژن محلول
● مقدمه:
تمام موجودات زنده برای انجام متابولیسم و تهیه انرژی جهت رشد و تولید مثل نیاز به
اکسیژن به فرمهای مختلف دارند. واکنشهای هوازی دارای اهمیت خاصی بوده زیرا به
اکسیژن آزاد نیاز دارند. تمام گازخای موجود در هوا به مقدارهای مختلف در آب محلولند.
نیتروژن و اکسیژن بعلت حلالیت کم در آب مورد توجه میباشند. زیرا با آب فعل و انفعال
شیمیائی انجام نداده و حلالیت آنها مستقیماً به فشار جزئی آنها بستگی دارد. حلالیت
اکسیژن دردرجه حرارتهای مختلف آب متفاوت است. مقدار حلالیت اکسیژن اتمفسر در
آب نسبتاً خالص از ۶/۱۴ میلیگرم در لیتر در صفر درجه سانتیگراد تا ۷ میلیگرم در لیتر در ۳۵
درجه سانتیگراد تحت فشار ۱ اتمسفر متفاوت است. اکسیژن به مقدار کم در آب
محلول بوده و حلالیت آن با فشار اتمسفر و درجه حرارت متغیر است. کمبود حلالیت
اکسیژن در آب یکی از فاکتورهای اصلی است که ظرفیت تصفیه طبیعی آب را کاهش
میدهد. لذا تصفیه فاضلابها قبل از ورود به رودخانهها ضروری میگردد. اکسیژن
محلول رودخانهها نیز میتوان آلودگی آنها را کنترل نمود. اکسیژن فاکتور مهمی در
ایجاد خورندگی آهن و فولاد بخصوص در سیستمهای توزیع آب و بویلرها میباشد. لذا
تعیین مقدار اکسیژن محلول برای کنترل خورندگی آب به کار میرود.
● اساس روش اندازهگیری:
معمولیترین روش تعیین اکسیژن محلول بر اساس آزاد کردن ید توسط اکسیژن
محلول میباشد. ید آزاد شده عموماً توسط یک محلول احیاءکننده مانند تیوسولفات
سدیم اندازهگیری میشود. چسب نشاسته خاتمه عمل را نشان میدهد. نشاسته ید
آزاد شده را جذب نموده و رنگ آبی ایجاد میکند و هنگامیکه تمامی ید احیاء گردید
محلول بیرنگ میشود.
روش و نیکلر یا یدومتری روش استانداردی برای تعیین اکسیژن محلول میباشد. این
روش بر اساس اکسیداسیون Mn۲+ به ظرفیت بالاتر (Mn۴+) در محیط قلیائی توسط
اکسیژن میباشد. منگنز با ظرفیت چهار یون ید را در محیط اسیدی به ید آزاد اکسیده
میکند و مقدار ید آزاد شده که برابر با اکسیژن محلول میباشد توسط تیتزاسیون با
تیوسولفات استاندارد اندازهگیری میشود.
در این روش وجود بعضی از مواد مانند نیتویتها و آهن سه ظرفیتی قابلیت
اکسیدکنندگی I- را به I۲ دارند. و نتیجه آزمایش را زیاد نشان میدهد. و بر عکس مواد
احیاء کننده مانند S۲-, So۳۲-, Fe۲+ ید را احیاء کرده و به I- تبدیل میکنند و نتیجه
آزمایش را کمتر از حد واقعی نشان میدهد. بنابراین روش تصحیح نشده چنانکه
اکسیژن در محیط وجود نداشته باشد با افزایش سولفات منگنز و معرف یدور قلیائی (NaOH, KI) رسوب سفید رنگ ۲Mn(OH) تشکیل میگردد.
Mn۲+ + ۲OH- Mn(OH)۲
● رسوب سفید رنگ
اگر در محیط اکسیژن موجود باشد مقداری از Mn۲+ به ظرفیت بالاتر اکسیده شده و رسوب قهوهای رنگ Mno۲ ظاهر میگردد.
Mn(OH)۲ + ½ O۲ Mno۲ + H۲O
● رسوب قهوهای رنگ
اکسیداسیون Mn۲+ به Mno۲ به آهستگی انجام میگیرد بدین منظور محلول تکان
داده میشود تا تمام اکسیژن محلول به صورت ترکیب درآید. حرکت دادن محلول برای
مدت حداقل ۲۰ ثانیه لازم است در صورتیکه آب مورد آزمایش شور باشد. زمان تماس
بایستی به مراتب طولانیتر باشد. پس از حرکت دادن، نمونه را برای ترکیب کامل
اکسیژن در جائی ساکن گذاشته و پس از مدتی به آن اسید سولفوریک اضافه
میکنند. در محیط اسیدی Mno۲ یون I- را اکسید کرده و ید آزاد میکند. برای انجام
واکنش بطور کامل بایستی درب بطری را بست و برای حداقل ۱۰ ثانیه آن را حرکت داد
تا ید به طور یکسان در تمام محلول پخش گردد. ید حاصله را با تیوسولفات سدیم
استاندارد تیتر میکنند.
Mno۲ + ۲ I- + ۴H+ Mn۲+ + I۲ + ۲H۲O
I۲ + ۲ Na۲S۲o۳ Na۲S۴O۶ + ۲ NaI
همانطور که اشاره شد یون نیتریت یکی از مواد مزاحم در تعیین اکسیژن محلول
مبباشد. یون نیتریت Mn۲+ را اکسیده نمیکند ولی I- را در محیط اسیدی به I۲
اکسید مینماید. لذا اگر نیتریت در محیط وجود داشته باشد تشخیص نقطه پایانی
مشکل خواهد بود. زیرا به محض اینکه رنگ آبی معرف نشاسته و ید محو میگردد
نیتریتها مقداری از I- را به I۲ اکسید کرده و رنگ آبی دوباره ظاهر میگردد. برای حذف
دخالت نیتریتها از آز ید سدیم (Nan۳) استفاده میشود.
NaN۳ + ۹H+ ۳NH۳ + Na+ + NH۳ + NO۲- + H+ N۲ + N۲O + H۲O
HN۳ + NO۲- + H+ N۲ + N۲O + H۲O
بدین طریق دخالت نیتریتها میگردد.
● معرفهای لازم:
محلول سولفات منگنز: مقدار ۴۸۰ گرمMnSO۴.۴H۲۰ یا ۴۰۰ گرم MnSO۴. ۲H۲O و یا ۳۶۴
گرم MnSO۴.H۲O را در آب مقطر حل کرده و حجم آن را به یک لیتر برسانید.
معرف یدور و آز ید قلیائی: مقدار ۵۰۰ گرم از NaOH را با ۱۵۰ گرم یدور پتاسیم در آب
مقطر حل کرده و حجم آن را به یک لیتر برسانید. به آن مقدار ۱۰ گرم آز ید سدیم که در ۴۰
سی سی آب مقطر حل شده اضافه کنید.
- اسید سولفوریک غلیظ
- نشاسته: ۲ گرم نشاسته و ۲/۰ گرم اسید سالیسیلیک را در ۱۰۰ سی سی آب مقطر گرم حل کنید.
- سدیم تیوسولفات استاندارد M ۰۲۵/۰: ۲۰۵/۶ گرم از Na۲S۲O۳. ۵H۲O را در آب
- مقطر جوشیده سرد شده حل کرده به آن ۴/۰ گرم سود افزوده و در بالن ژوژه یک
- لیتری به حجم برسانید. این محلول را در مقابل محلول استاندارد ۰۲۵/۰ نرمال بیکرمات پتاسیم و یا بی یدات پتاسیم استاندارد کنید.
DO سنجش میزان
اکسیژن محلول در آب مورد نیاز موجوداتی است که در آب زندگی می کنند.میزان انحلال اکسیژن در آب تابعی از دما،میزان کلرور در آب و فشار جزئی است.
میزان انحلال اکسیژن در آب تابع قوانین گازهاست.اکسیژن از گازهایی است که با آب واکنش نمی دهد،بنابراین
میزان انحلال آن تابعی از قانون هنری است.پس انحلال آن در آب تابع فشار جزئی آن است.بیشترین میزان
انحلال آن در کنار دریا و کمترین آن در ارتفاعات است.همچنین انحلال آن در آب تابعی از دما است و با افزایش دما میزان انحلال اکسیژن در آب کاهش می یابد.
اهمیت DO در بحث های مهندسی زیستی به سه دلیل است:
در بحث تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی برای فعالیت میکرواورگانیزم های هوازی نیاز به اکسیژن وجود دارد.
2. اندازه گیری DO پایه آزمایش BOD
است.
3. میزان خورندگی آب بستگی به میزان DO موجود در آب دارد.
4.
از این رو اندازه گیری و تعیین میزان DO در آب ها برای ما بسیار اهمیت دارد.
برای سنجش میزان DO دو روش کلی وجود دارد:
1. روش وینکلر
2. روش استفاده از الکترود غشایی
عوامل مداخله کننده:
در اندازه گیری میزان DO عواملی وجود دارند که می توانند در نتیجه ی کلی واکنش تاثیر منفی بگذارند.این
عوامل شامل املاح آهن،مواد آلی،مواد معلق،دی اکسید سولفور،کلر باقی مانده،کروم،سیاناید می باشد.در
صورتی که مقادیر بالایی از این مواد در نمونه وجود داشته باشد باید قبل از آزمایش از نمونه حذف شوند تا در نتیجه مشکلی به وجود نیاورند
.
روش الکترود غشائی:
انواع مختلفی از الکترودهای غشائی در دسترس می باشد.در کلیه این وسائل جریان نفوذی به طور خطی با غلظت اکسیژن مولکولی در نمونه ی آزمایش مناسب است.
این روش بیشتر برای تعیین اکسیژن محلول نمونه هایی توصیه می شود که دارای مواد مزاحمی هستند که در
روش تیتر کردن مشکل به وجود می آورند.مثلا برای نمونه های که سولفیت،تیوسولفات،کلر آزاد،رنگ،کدورت
و لخته ی بیولوژیکی دارند،کاربرد دارد.البته بسته به نوع شرکت سازنده روش تنظیم و قرائت الکترودهای غشایی مختلف متفاوت می باشد.
DO متر محلول شامل یک الکترود است که نمونه ی محلول در آن توسط غشائی که نسبت به اکسیژن خاصیت
تراوائی دارد نگهداری می شود.زمانی که اکسیژن از میان غشاء می گذرد و به الکترود می رسد عمل انتقال الکترون و اکسیژن مولکولی اتفاق می افتد.
انتقال الکترون باعث عبور جریان از دستگاه اندازه گیری جریان الکتریکی می شود. دستگاه اندازه گیری
جریان دارای یک آمپر سنج و یک الکترود مرجع است که در اینجا مقدار جریان با مقدار اکسیژن محلول در نمونه متناسب است.
کالیبره کردن دستگاه DO متر:
1. دستگاه را روشن می کنیم و 10 تا 15 دقیقه صبر می کنیم تا به حالت پایدار در آید.
2. دستگاه را برای خواندن صفر می کنیم.
3. درجه حرارت محیط را اندازه گرفته،مقدار اکسیژن موجود در هوا را در درجه حرارت مورد نظر تعیین می کنیم.
4. الکترود را برای حالت اشباع اکسیژن کالیبره می کنیم و آن را در داخل یک بطری کوچک قرار می دهیم و ته الکترود را با یک حوله ی مرطوب کاغذی می پوشانیم.
5. دستگاه ( متر) را برای شرایط خواندن روشن می کنیم.می گذاریم تا دستگاه به حالت سکون قرار گیرد و عمل قرائت را برای مقدار اکسیژن اشباع در حالت تصحیح شده تنظیم می نمائیم.
تجزیه و تحلیل:
از بین دو روش ذکر شده در بالا روش تیتراسیون وینکلر در مقایسه با روش الکترود غشائی به تجهیزات
آزمایشگاهی و زمان بیشتری نیاز دارد. اما روش الکترود غشایی روشی نوین است که با آموزش مسئول آزمایشگاه می توان از این روش جدید برای تعیین DO در آب استفاده کرد.
همان طور که می دانیم روش تیتراسیون مشکلات مربوط به خود را دارد که در بخش تیتراسیون به آن اشاره شده است.
به نام خدا
چون حال آپ عکسارو نداشتم خودتون زحمت گشتنشو بکشید.
عنوان آزمایش ها:
آزمایش اول:تهیه رزین اوره-فرمالدئید در محیط اسیدی
آزمایش دوم: تهیه رزین (چسب) اوره – فرمالدئید در محیط بازی
آزمايش سوم: تهيه پلي استر
آزمايش چهارم: سنتز ps به روش راديكالي
آزمایش پنجم: روش پلیمریزاسیون حلقه گشای آنیونی (پلی آمیدها)
رشتههای کارشناسی ارشد مورد قبول در زمینه شیمی به دو شاخه محض و کاربردی تقسیم میشوند که ضمن آن مهندسی شیمی را نیز شامل میشود. البته شرکتکنندگان با مدرک مهندسی شیمی پس از قبولی باید واحدهای کمبود را با نظر و تشخیص گروه پذیرنده بدون احتساب واحد اخذ نمایند.
رشته های کارشناسی ارشد مجموعه شیمی
1-شیمی فیزیک
2-شیمی آلی
3-شیمی معدنی
4-شیمی تجزیه
5-شیمی کاربردی
6-فیتو شیمی
7-نانو شیمی
8-آموزش شیمی
9-پیشرانه ها
منابع درسی آزمون کارشناسی ارشد شیمی
1-زبان عمومی و اختصاصی
2-شیمی آلی (شیمی آلی 1و2و3 – جداسازی و شناسایی ترکیبات آلی – طیف سنجی در شیمی فیزیک آلی –شیمی فیزیک آلی)
3-شیمی معدنی (شیمی معدنی 1و2 – آلی فلزی)
4-شیمی تجزیه (شیمی تجزیه 1و2 – شیمی تجزیه دستگاهی)
5-شیمی فیزیک (شیمی فیزیک 1و2 – کوانتوم – طیف سنجی)
6-شیمی کاربردی (اصول محاسبات شیمی صنعتی – شیمی صنعتی 1و2 – اصول تصفیه آب و پسابهای صنعتی – خوردگی فلزات)
ضرایب دروس
شیمی فیزیک(1و1و1و1و2و0)
شیمی آلی(1و2و1و1و1و0)
شیمی معدنی(1و1و2و1و1و0)
شیمی تجزیه(1و1و1و2و1و0)
شیمی کاربردی(1و1و1و1و1و2)
فیتو شیمی(1و2و1و1و1و0)
نانو شیمی کلیه دروس با ضریب 1
آموزس شیمی ضرایب همانند شیمی فیزیک
پیشرانه ها ضرایب همانند شیمی کاربردی
گزارشکار آزمایشگاه معدنی۱
گزارشکار شیمی تجزیه دستگاهی
دستگاه جذب اتمی
گزارشکار آزمایشگاه تجزیه دستگاهی
نام آزمایش: اندازه گیری سدیم به روش افزایش استاندارد
گزارشکار شیمی معدنی۱
تهیه پیگمانهای زرد کروم ونارنجی کروم
به نام خدا
گزارشکار شیمی تجزیه ۱
تعیین یون کلرید به روش ولهارد