مطالعه ترمودینامیکی محلول های آبی قندها در حضور مایعات یونی

محلول های آبی قندها به دلیل اهمیت علمی و کاربردی در زمینه های مختلف شیمیایی، دارویی، بیولوژیکی و غذایی به طور گسترده مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته اند. حضور یک ماده حل شونده به ویژه یونهای حاصل از انحلال یک الکترولیت، خواص این محلول ها را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. مطالعه برهمکنش های قندها با الکترولیت ها در این محلول ها می تواند اطلاعات مفیدی درباره پایداری قندها در سیستم های بیولوژیکی، تصفیه فاضلاب های حاوی قندها، فرآیندهای جداسازی و خالص سازی مواد زیستی از قبیل پروتئین ها و نوکلوئیک اسیدها، و صنایع دارویی و کاتالیست ها در اختیار قرار بدهد. در سالهای اخیر، نوع جدیدی از الکترولیت ها به دلیل داشتن خواص منحصر به فرد، مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. این ترکیبات که مایعات یونی نامیده می شوند، در دمای اتاق مایع بوده و فشار بخار بسیار ناچیزی دارند که آنها را از نظر محیطی ترکیباتی پاک و بی خطر معرفی می کند. پایداری حرارتی و شیمیایی، و هدایت الکتریکی بالا، این الکترولیت ها را از نظر کاربردهای الکتروشیمیایی حائز اهمیت می گرداند. حضور مایعات یونی در محلول های آبی قندها، نوع جدیدی از سیستم های سه جزئی را تشکیل می دهد که کاربرد های فراوانی در شاخه های مختلف صنعتی و آکادمیک از جمله تولید پیش ماده برخی از داروها، تشکیل سیستم های دو فازی آبی برای جداسازی و خالص سازی مواد مهم زیستی، و تولید استرهای قند به عنوان مواد فعال سطحی دارند. با توجه به اینکه خواص این سیستم ها به طور قابل توجهی تحت تاثیر برهم کنش بین قند و مایع یونی قرار دارد، مطالعه این برهمکنش ها بسیار حائز اهمیت می باشد. بررسی ترمودینامیکی محلول های فوق از جمله روشهایی است که می تواند اطلاعات ارزشمندی را درباره برهمکنش های موجود در آنها بدست بدهد. از این رو، در این پایان نامه برخی از خواص ترمودینامیکی و ترموفیزیکی محلول های آبی قندها در حضور مایعات یونی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. به این منظور، خواص دانسیته، ویسکوزیته، هدایت الکتریکی و ضریب شکست این محلول های سه جزئی، اندازه گیری شده و با استفاده از این داده ها برخی از کمیت های مهم ترمودینامیکی از قبیل حجم مولی جزئی استاندارد، حجم مولی انتقالی، عدد حلال پوشی، ضریب b ویسکوزیته، انرژی های اکتیواسیون، هدایت مولی حدی، ثابت تجمع یونی و پارامترهای ترمودینامیکی استاندارد حاصل از آن، و ضریب شکست مولی در رقت بی نهایت به دست آمده است. همچنین اثر غلظت های مایع یونی و قند، اثر اندازه کاتیون و آنیون مایع یونی، و اثر دما بر روی این کمیت ها بررسی شده است. تمامی این پارامترها برای تفسیر نوع و میزان برهمکنشهای حل شونده- حلال و حل شونده- حل شونده مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان می دهد که با افزایش غلظت مایع یونی، اندازه کاتیون و آنیون، و افزایش دما برهمکنش های حل شونده- حلال بین مایع یونی و قند افزایش یافته و از میزان برهمکنشهای حل شونده- حل شونده بین مولکول های قند کاسته می شود. همچنین نتایج نشان می دهد که مایع یونی یک اثر آبزدایی قوی بر روی قند اعمال می کند که با افزایش غلظت مایع یونی این اثر تشدید می گردد.