University of Kerbala
اسم الباحث : حسين مبارك محسن
اسم المشرف : الاستاذ الدكتور علاء فراك حسين
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية العلوم
الاختصاص : علوم الكيمياء
سنة نشر البحث : 2021
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
الخلاصة
تتضمن هذه الدراسة تخليق مشتق آزو جديد (7 – ((4- (ثنائي مثيل امينو) فينيل) ديازينيل) كينولين -8-أول) (DPDQ) من 8-هيدروكسي كينولين بطريقة الازوته ، وكان الكاشف مسحوق برتقالي محمر ، وتم تشخيصه باستخدام طرق التحليل الطيفي مثل مطيافية الاشعة فوق البنفسجية – المرئية و مطيافة الاشعة تحت الحمراء و مطيافية الرنين النووي المغناطيسي لنظيري الهيدروجين و الكاربون ، والوزن جزيئي للكاشف المحضر هو (292.1324 جم / مول).
كانت نقطة الانصهار للكاشف المحضر (166-164 درجة مئوية) ، و ذائب في العديد من المذيبات العضوية مثل رابع كلوريد الكربون ، ثنائي ميثيل فورماميد ، ثنائي ميثيل سلفوكسيد وكلوروفورم ، للكاشف طول موجي اعظم قدره (442.5 نانومتر) .
تضمنت الدراسة ايضا عملية استخلاص سائل-سائل لأيونات الكوبالت الثنائي والحديد الثلاثي كل على حدة بواسطة كاشف الازو الجديد المحضر ودراسة إمكانية إجراء الفصل التتابعي للأيونات قيد الدراسة .و قد أجريت دراسة لتوضيح تأثير العوامل المختلفة التي تؤثر على قيمة نسبة التوزيع (D) ونسبة الاستخلاص (E٪).
من دراسة تاثير الدالة الحامضية على عملية استخلاص للايونات قيد الدراسة اتضح ان الدالة الحامضية المثلى لاستخلاص ايوني الكوبلت الثنائي و الحديد الثلاثي كانت (10) و (7) على التوالي . و أفضل فترة زمنية للرج كانت (10) دقائق لايون الكوبالت الثنائي و (15) دقيقة لايون الحديد الثلاثي ، وأظهرت النتائج أن الكلوروفورم هو أفضل مذيب عضوي لاجراء عملية استخلاص كلا الايونين قيد الدراسة .
لتقييم تأثير تداخل الايونات الموجبة والسالبة على قيم ثابت التوزيع و نسبة الاستخلاص لايوني الكوبالت الثنائي و الحديد الثلاثي تم استخدام عدة ايونات لهذا الغرض ، و أشارت النتائج إلى وجود اختلاف في قيم (D) و (E٪) مع وجود تراكيز متغيرة من الايونات الموجبة والسالبة.
كما تم دراسة تأثير العوامل المؤكسدة والمختزلة على عملية الاستخلاص ، اذ يتضح من النتائج التي تم الحصول عليها من هذه الدراسة بوجود تفاوت في التاثير على عملية الاستخلاص باستخدام عامل مؤكسد ومتقارب باستخدام عامل الاختزال بالنسبة لايون الحديد الثلاثي مما يدل على امكانية استخدام الكاشف المحضر في استخلاص ايون الحديد الثنائي ايضا لثبات حالة التاكسد الثنائية للحديد ، على العكس من ايون الكوبالت اذا ان حالة الاكسدة الاحادية غير مستقرة .
تؤدي تقنية االاغناء الحجمي إلى انخفاض قيم (D) و (E٪). كما أوضحت النتائج أن قيم (D) و (E٪) تزداد مع زيادة تركيز الايونات قيد الدراسة ثم انخفاضها عند الوصول لتركيز محدد.
بدراسة تأثير درجات الحرارة على عملية الاستخلاص في هذه الدراسة ، اتضح ان قيم (D) و ( E%) تنخفض بزيادة درجات الحرارة. و قد تم حساب قيم الدوال الثيرموديناميكية
(ΔS ،G Δ، ΔH) ، وأظهرت النتائج أن تفاعل كلا ايوني الكوبالت الثنائي و الحديد الثلاثي مع الكاشف المحضر هو تفاعل طارد للحرارة ( كانت قيمة الانثالبي لاستخلاص ايوني الكوبلت الثنائي و الحديد الثلاثي هي -18.4 ، -57.258 على التوالي ) .
تمت دراسة تأثير عملية التمليح الخارجي باستخدام عدة املاح ايونية ( كلوريد الأمونيوم وكلوريد الصوديوم وكبريتات الصوديوم وملح نترات الصوديوم ) ، وأظهرت الدراسة تأثر قيم (D) و (E٪) للأيونات بهذه العملية . عززت تقنية الاستخلاص المتقطع ( بشكل دفعات صغيرة من الطور العضوي ) عملية الاستخلاص.
تمت دراسة تكافؤية المعقدات المستخلصة للايونات قيد الدراسة بواسطة الكاشف الجديد المحضر لبيان نسبة ( الفلز:الكاشف ) باستخدام ثلاث طرق ( طريقة جوب للتغيرات المستمرة ، طريقة النسب المولية اضافة الى استخدام طريقة الاستخلاص دون نقطة التكافؤ ) و اظهرت النتائج ان نسبة ايون الكوبالت الثنائي الى الكاشف (DPDQ) كانت (1: 2) و (1: 3) بالنسبة لايون الحديد الثلاثي .
لاجراء تطبيقات لعملية الاستخلاص باستخدام الكاشف المحضر الجديد (DPDQ) ، تم استخدام العديد من العينات (الشعر ، فيتامين ب 12 ، وبعض الادوية التي تحتوي على الحديد) ، وأظهرت النتيجة أن الكاشف أعطى نتائج جيدة في هذه الدراسة ( حيث كان تركيز الكوبلت في كلا عينتي الشعر و فيتامين ب 12 هي 10.875 مكغم/غم ، 41.731 مكغم /10مل على التوالي ) وكان تركيز الحديد في نماذج الادوية المستخدمة في الدراسة هي 191 مكغم /5مل ، 123.5 مكغم /5مل على التوالي . نجح الكاشف في فصل أيونات الكوبالت (II) والحديد (III) في الفصل المتسلسل.
A Study on Liquid-Liquid Extraction of Cobalt (II) and Iron (III) Ions Using an (Azo) Derivative - Sequential Separation and Their Analytical Applications
Abstract
This study includes synthesis a new azo derivative (7-((4-(dimethylamino) phenyl) diazenyl) quinoline-8-ol) (DPDQ) from 8-hydroxy quinoline by nitrogen method. The reagent was reddish orang powder, and characterized by spectroscopic methods such as UV-Vis., FT-IR, 1HNMR and 13CNMR. The new derivative has a molecular weight (292.1324g/mol).
The melting point was ( 164-166 °C) , it was soluble in many organic solvent such as carbon tetrachloride, Dimethylformamide, Dimethyl sulfoxide and chloroform , the reagent has maximum wavelength (λmax=442.5nm) .
The process of extracting liquid-liquid for Cobalt (II) and Iron (III) ions, separately, by new azo reagent and Study the possibility of conducting the sequential separation of the extracted ions. A study has been done to show the influence of various factors on the distribution ratio (D) and the percentage of extraction (E %).
The optimum pH for the extraction of Cobalt (II) was (10) and (7) for Iron (III) , separately. The best period for equilibrium was (10) minute for Cobalt (II) and (15) minute for Iron (III), the results showed that Chloroform was the best solvent of extraction of both.
To evaluate the effect of the presence of cations and anions as common interfering on the extracting of Cobalt (II) and Iron (III) ions, individually. The results indicated that lead to differences in (D) and (E %) values with the existence of the variable concentration of cations and anions.
The effect of oxidizing and reducing agents also were studied. From the result for this study the (D) and (E %) decrease by using oxidizing agent and increase by using reducing agent.
The enrichment extraction technique leads to a decrease in (D) and (E %) values, the results indicate that a preferred (aqueous/organic) phase ratio in this study found to be (1:1). This is evident from the sharp increase in the separation efficiency as well as the distribution ratio of Co (II) and Fe (III) when phase ratio (A/O) changed from (25:5) to (5:5) for Co (II) and Fe (III), respectively.
The results also showed that (D) and (E %) values augmented with the increase of the concentration of Co (II) and Fe (III) with (DPDQ).
To study the influence of temperature, it was found the values of (D) of Co (II) and Fe (III), decrease by increasing the temperature. The thermodynamic functions (ΔS, ΔG, ΔH) were calculated, and the results showed that the reaction of [Co (III)-(DPDQ)] and [Fe (III) – (DPDQ)] were exothermic (ΔH= -18.4, -57.258 kJ.mol-1) respectively.
The ‘salting out’ effect using ammonium chloride, sodium chloride, sodium sulphate & sodium nitrate salts was study. The study showed that (D) and (E %) values for these ions were affected by this parameter. The batch extraction technique enhanced that this technique not effected.
The study of the stoichiometry of the extracted complexes by using three methods mole ratio method, Job’s method (continues change), and substoichiometric extraction. The results showed that the ratio of Co (II) and Fe (III), with reagent was (1:2) & (1:3) respectively.
To use the new reagent (DPDQ) in applications, many samples were used (hair, Vitamin B12, and drugs samples containing Iron). The result showed that the reagent gave a good results, (Co (II) in hair, Vit.B12 is 10.875µg/g, 41.371µg/10mL respectively) and (Fe (III) is 191µg/5mL, 123µg/5mL respectively in drug samples used). The reagent was successful in the sequential separation of cobalt (II) and iron (III) ions.
