مطالعه پتانسیومتری پروتوناسیون و تشکیل کمپلکس نارنجی زایلنول با یونهای قلیایی خاکی و آلومینیم

ثابتهای تعادل از فاکتورهای مهم و بنیادی در شیمی تجزیه بوده و در بسیاری از روشهای تجزیه ای با استفاده از آنها میتوان در مورد انتخاب بهترین شرایط عمل از قبیل: ‏‎ph‎‏، غلظت و غیره و جلوگیری از تداخل گونه های مزاحم بطور دقیق قضاوت نمود. با توجه به اهمیت موضوع فوق، در این رساله ثابتهای پروتونه شدن و تشکیل کمپلکس نارنجی زایلنون که توانایی تشکیل پیوند از طریق گروههای آمینی و اسیدی با کاتیونهای فلزی را دارد. تعیین و مورد بررسی قرار گرفته اند. در قسمت اول ثابت های پروتونه شدن عاملهای اسیدی و آمینی این لیگاند محاسبه و منحنی توزیع گونه ها رسم و مورد بررسی قرار گرفته اند. در قسمت بعد واکنش های تشکیل کمپلکس بین نارنجی زایلنون با کاتیونهای قلیانی خاکی و آلومینیوم و همچنین کمپلکس های مخلوط آنها مطالعه و بررسی شده اند. ثابتهای پایداری کمپلکسهای فلزات قلیایی خاکی با لیگاند مذکور ‏‎(m2hl, m2l. mhl, ml)‎‏ محاسبه و منحنی توزیع آنها رسم شده اند. روند پایداری کمپلکس های ‏‎ml‎‏ و ‏‎m2l‎‏ با توجه به نوع کاتیون به ترتیب ‏‎mg2+>ca2+>sr2+>ba2+‎‏ مشاهده گردید.در قسمت بررسی فرآیند تشکیل کمپلکس با یون آلومینیوم وجود چهارگونه ‏‎mhl, mh2l, ml2, ml‎‏ توسط برنامه کامپیوتری مشاهده و ثابت پایداری آنها محاسبه شد. ضمن بررسی گونه ‏‎al (xo2)‎‏ مشاهده شد که این گونه قادر است بعنوان یک عامل شلاته کننده با دو کاتیون دیگر در فرآیند تشکیل کمپلکس شرکت کرده و گونه های مخلوط فلزی بصورت: ‏‎(mg:xo:al:xo:ba)‎‏، ‏‎(mg:xo:al:xo:mg)‎‏ و ‏‎(ba:xo:al:xo:ba)‎‏ تولید نماید. که ثابتهای پایداری آنها محاسبه و منحنی های توزیع آنها نیز رسم گردیده است. در بخش دیگر، واکنشهای پروتونه شدن و تشکیل کمپلکس ‏‎edta ‎‏ با فلزات قلیایی خاکی در محیط های آب و آب-متانل مورد بررسی قرار گرفته اند. ثابتهای پروتونه شدن در هر دو حلال تعیین شده و منحنی های توزیع مربوطه نیز رسم گردید. همچنین ثابتهای پایداری کمپلکسهای ‏‎edta‎‏ با فلزات قلیایی خاکی ‏‎(mhl, ml)‎‏ محاسبه و منحنی های توزیع آنها نیز مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شد که پایداری این کمپلکسها در هر دو حلال از روند زیر پیروی میکند: ‏‎ca2+>mg2+>sr2+>ba2+‎‏، با توجه به اینکه در حلال مخلوط (20 درصد متانل-آب) همه کمپلکسها پایداری بیشتری از خود نشان داده اند. تمام محاسبات بوسیله یک برنامه کامپیوتری بنام ‏‎best‎‏ انجام شده اند، که توسط گروه تحقیقاتی آقای مارتل ‏‎(a. e. martell)‎‏ به زبان ‏‎fortran77‎‏ نوشته شده است و این برنامه قادر است با استفاده از داده های ‏‎ph‎‏ متری ثابت های تعادل را محاسبه نماید. در حقیقت این برنامه با توجه به نوع مدل پیشنهادی گونه کمپلکس و مقدار ثابت پایداری ارائه شده به آن صورت حدس اولیه، برای هر نقطه از تیتراسیون مقادیر ‏‎ph‎‏ را محاسبه و با ‏‎ph‎‏ های حاصل از آزمایش مقایسه نموده و با تغییر مکرر در مقدار ثابت پایداری پیشنهادی برای هر گونه، اختلاف بین ‏‎ph‎‏های تجربی و محاسبه ای را به حداقل رسانده و مقدار ثابت پایداری نهایی را بدست می آورد. این برنامه قادر است ثابت پروتونه شدن نزدیک بهم و همچینین ثابتهای مربوط به سیستمهای پیچیده تعادلی را در مدت زمان مناسب محاسبه نماید.