(جدول۱-۲) مخاطرات یونهای فلزات سنگین به صورت ترکیبات محلول برای انسان
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
یون فلز سنگین
عوارض ناشی از آن
مس
تهوع، پیچش شدیدی معدی،اسهال و استفراغ
کادمیوم
افزایش فشار خون، تنگی نفس، سر درد و لرزش، کم شدن وزن بدن و مسمومیت های دیگری که منجر به مرگ می شود.
سرب
کم خونی، بی اشتهایی، دردهای عضلانی، نارسایی ذهنی و عقلی کودکان
۱-۱۶- کلیات جذب اتمی(AAS)
تجزیه غلظت عناصر فلزی در موارد گوناگون بکار می رود. در این روش یک نمونه معمولاً در حالت محلول توسط یک اتم کننده،[۲۴] اغلب یک شعله به بخار اتمی تبدیل گشته و سپس توسط یک منبع نوری در معرض تابشی با طول موج معین که مشخصه عنصر مورد تجزیه است قرار می گیرد و جذب این تابش توسط بخار اتمی اندازه گیری شده و ثبت می گردد.
در جذب اتمی تنها، اتم‌های آزاد[۲۵] ترکیب شده[۲۶]و یونش نیافته[۲۷] حالت پایه[۲۸] اندازه گیری می شوند. جذب اتمی توسط اتم ها از قوانین کاملاً شناخته شده فیزیکی پیروی کرده و انرژی نورانی جذب شده توسط اتمها عموماً به صورت خطوط جذب باریک با طول موج هایی در ناحیه مرئی و یا ماوراء بنفش طیف انرژی تابشی می باشد.
در طیف سنجی جذب اتمی اگر یک اتم از حالت پایدار به حالت برانگیخته برود انرژی آن افزایش می یابد. این انرژی(E) ناشی از جذب یک فوتون(انرژیhv) می باشد که انرژی آن مساوی با انرژی لازم برای برانگیخته شدن اتم است.
براساس تئوری کوانتومی سطح انرژی بخصوص در اتم ها مجاز بوده و تنها در این سطوح انرژی مجاز، اتم ها می توانند برای دوره های طولانی وجود داشته باشند. تفاوت انرژی میان این سطوح به خوبی معین بوده و بنابراین تابشی با طول موج های بخصوص می تواند نشر یا جذب گردد.
در نتیجه طیف نشری یک اتم از مشخصات یک عنصر بخصوص بوده و به طور مشابه فرکانس های تابشی مشخصی می توانند توسط یک عنصر معین جذب گردند و این دو خاصیت ویژگی لازم برای اینکه طیف سنجی جذب یا نشر اتمی را یک وسیله تجزیه ای مفید و تکرار پذیر سازد، فراهم می کند[۴۹،۴۸،۴۷].
۱-۱۷- برتریهای جذب اتمی(AAS)
امروزه روش AAS به دلایل مختلفی کاربرد وسیعی در عرضه زندگی انسانی پیدا کرده است. و این کاربرد وسیع به دلایل ذیل می تواند باشد.
-AAS می تواند به اندازه گیری بیش از ۷۰ عنصر فلزی به کار رود.
– دارای دقت عالی بوده و انحراف استاندارد آن بهتر از ۱% می باشد.
– جذب اتمی مستقل از طول موج خط جذبی است.
– اگر از اثرات درجه حرارت بر راندمان تشکیل اتم که خود متغیری است که هم جذب و هم نشر را تحت تأثیر قرار می دهد صرف نظر کنیم، جذب اتمی عملاً مستقل از درجه حرارت سیستم می باشد.
– قسمت اعظم اتمها در حالت پایه وجود دارند در علامت جذب اتمی شرکت می کنند.
– در جذب اتمی فقط لازم است که مقادیر I و I0 را اندازه‌گیری کرد تا جذب اندازه گیری گردد.
– کار با دستگاه AAS ساده و آسان می باشد[۵۰،۴۹].
۱-۱۸- شیمی محاسباتی
شیمی محاسباتی[۲۹] شاخه ای از علم شیمی است که در آن، از رایانه ها جهت کمک به حل مسائل شیمی استفاده می شود و شامل همه روش های نظری برای محاسبه خواص شیمیایی و فیزیکی مولکو ها، جامدات یا مایعات می باشد. به عبارت دیگر، شیمی محاسباتی. توصیف شیمی به زبان ریاضی است که در آن، یک روش ریاضی توسط رایانه برای انجام محاسبات به کار می رود.
این محاسبات برپایه مکانیک کلاسیک، مکانیک کوانتومی و ترمودینامیک آماری انجام می گیرد. جهت انجام محاسبات در شیمی محاسباتی دو نظریه کاملاً متفاوت، نظریه مکانیک کوانتومی[۳۰](نظریه ساختار الکترونی)[۳۱]و نظریه مکانیک مولکولی استفاده میشود. روشهایی که معادله شرودینگر الکترونی را حل می کند به محاسبات ساختار الکترونی معروف هستند این روش تنها برای سیستم های کوچک کارایی دارد. بکارگیری تقریب های بیشتر در روش های نیمه تجربی، مطالعه سیستم های بزرگ تر امکان پذیر می شود.از سوی دیگر برخی از سیستم‌های مورد توجه در شیمی محاسباتی آن چنان سیستم‌های بزرگی هستند که نمی‌توان آنها را با روش کوانتومی یا روش نیمه تجربی مورد مطالعه قرار داد. برای بررسی چنین سیستم‌های روش های مکانیک مولکولی بر پایه قوانین فیزیک کلاسیک است به کار می رود.
معمولاً دو روش برای حل مسائل شیمی به صورت نظری وجود دارد. شیمی محاسباتی و شیمی نظری غیر محاسباتی. شیمی محاسباتی به محاسبات عددی ساختارهای الکترونی مولکولها و اندرکنش‌های مولکولی مربوط میشود، اما شیمی نظری غیر محاسباتی به توصیف تحلیلی مولکولها و فرمول بندی آن ها به صورت دستی اطلاق می‌گردد. در شیمی محاسباتی نیز از رایانه‌ها برای پیش بینی ساختار مولکولی، خواص مولکولی و واکنش های شیمیایی استفاده میشود. این روش به شیمیدانان اجازه می دهد به جای این که پدیده های شیمیایی را از طریق واکنش‌های شیمیایی و ترکیبات شیمیایی مورد بررسی قرار دهند، آنها را از طریق محاسبات کامپیوتری مطالعه کنند.
۱-۱۹- مروری بر روش های نظری در مکانیک کوانتومی
مکانیک کوانتومی، مکانیکی که سیستم‌های میکروسکوپی از آن پیروی می‌کنند مکانیک کوانتومی نامیده می شود، زیرا یکی از جنبه های شاخص این مکانیک،کوانتش انرژی است. قوانین مکانیک کوانتومی به وسیله هایزنبرگ،[۳۲] بورن[۳۳] و جوردن[۳۴] در سال ۱۹۲۵ و به وسیله شرودینگر[۳۵]در سال ۱۹۲۶ بیان شد.
حالت یک سیستم مکانیک کوانتومی به وسیله تابع حالت که تابعی از مختصات ذرات و زمان است، توصیف می شود. تغییر با زمان به وسیله معادله وابسته به زمان شرودینگر تعیین می شود، در این معادله عملگر هامیلتونی مکانیک کوانتومی است که با کمیت کلاسیکی انرژی مطابقت دارد. برای یک سیستم مولکولی، تمام خواص مولکولی از حل معادله شرودینگر مولکولی قابل محاسبه است. عملگر هامیلتونی برای یک مولکول مطابق رابط شماره(۱-۱) است.
(۱-۱)
که درآن و به ترتیب عملگرهای انرژی جنبشی برای هسته ها و الکترونها و ، و به ترتیب انرژی پتانسیل دافعه بین هسته ها، جاذبه بین الکترون ها و هسته ها و دافعه بین الکترونها هستند.
۱-۲۰- تقریب بورن-اپنهایمر
با این عملگر هامیلتونی، حل معادله شرودینگر مولکولی بسیار دشوار است و برای حل آن نیاز به استفاده از تقریب های گوناگون داریم، یکی از این تقریب ها، تقریب بورن-اپنهایمر[۳۶] است. ماکس بورن و روبرت اپنهایمر نشان دادند که بررسی جداگانه حرکت های الکترونی و هسته ای یک تقریب بسیار خوب است. به علت جرم‌های زیادی که هسته ها دارند، خیلی آهسته تر از الکترونها حرکت می‌کنند و در مدت زمانی که هسته ها فاصله کوتاهی را طی می کنند، الکترونها تعداد زیادی از چرخه های حرکتی را انجام می دهند، لذا توزیع الکترونها درون یک سیستم مولکولی به موقعیت هسته ها و نه به سرعت آن بستگی دارد. با این تقریب می توان معادله شرودینگر را مطابق رابطه(۱-۲) زیر نوشت:
(۱-۲)
هامیلتونی الکترونی از حذف عملگر انرژی جنبشی هسته ای از هامیلتونی کل(رابطه۱-۳) بدست می آید و برابر است با:
|
[چهارشنبه 1401-04-15] [ 01:20:00 ق.ظ ]
|
