مطالعه ی فرآیندهای خود تجمعی برخی رنگ های آلی با روش های کمومتریکس

فرآیند خود تجمعی از جمله فرآیندهای مورد علاقه در شیمی بوده ومطالعه آن حائز اهمیت است. هر ماده با خود تجمعی و تشکیل ساختار دیمر و تریمر وتجمعات بالاتر می تواند خواص جدیدی به خود بگیرد وخصوصیات اسپکتروفتومتری جدیدی نشان دهد. فرآیند تجمع رنگ های آلی یکی از فرآیندهای خود تجمعی دارای اهمیت است. شواهد تجربی نشان داده اند که با افزایش غلظت، رنگ ها تجمع پیدا کرده و ساختارهای دیمر، تریمر و تجمعات بالاتر تشکیل می دهند. محاسبه ی غلظت های تعادلی، ثابت تعادل و همچنین پارامترهای ترمودینامیکی نظیر آنتالپی و آنتروپی برای درک نحوه ی فرآیند خود تجمعی دارای اهمیت است. در این مطالعه دو روش کمومتریکس، برازش کل(traditional fitting) و برازش تبدیل هدف(target transform fitting) برای آنالیز داده ها مورد استفاده قرار گرفت. فرآیند خود تجمعی رنگ ها در دمای ثابت و متغییر در محلول های آبی با استفاده از اسپکتروفوتومتری uv-vis می تواند با دو روش مورد برسی قرار گیرد. برای این منظور در دمای ثابت و معین غلظت های مختلفی از رنگ تهیه کرده و طیف جذبی آن ثبت می گردد. از آنالیز داده های حاصل با روش های برازش ثابت تعادل دیمریزاسیون تعیین می شود. این کار در دماهای معین دیگر تکرار می شود. از تعیین ثابت تعادل در دماهای مختلف می توان به کمک معادله وانتهف به پارامترهای ترمودینامیکی پی برد. عیب این روش طولانی بودن مراحل انجام آزمایش و مصرف مقدار زیادی از مواد می باشد. به منظور رفع این معایب روش های مختلفی پیشنهاد شده است که روش تغییر دما در غلظت معین یکی از این روش ها می باشد. در این روش فقط یک محلول با غلظت معین که در آن تعادل بین گونه ها برقرار است تهیه می شود و در دماهای مختلف طیف آن ثبت می گردد. بنابراین یک ماتریس داده به ابعاد تعداد دماها در تعداد طول موج ها حاصل می شود. از آنالیز این داده ها هم ثابت های تعادل در دماهای مختلف و هم پارامترهای ترمودینامیکی قابل استخراج است. مزیت اصلی این کار کاهش مصرف مواد آزمایشی و کاهش مراحل انجام آزمایشی می باشد. روش-های ذکر شده برای آنالیز داده های تجربی سه رنگ نوترال رد، متیلن بلو و نیل بلو به کار گرفته شد. در این مطالعه آنالیز طیف جذبی و محاسبه ی پارامترها با روش کمومتریکس ذکر شده انجام می شود. طیف ها ی خالص و پروفایل غلظتی مونومر، دیمر مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این پژوهش اطلاعات مختلفی از جمله مقدار ثابت تعادل، مقادیر آنتالپی وآنتروپی، بدست می آید. روش های ذکر شده برای آنالیز داده های تجربی سه رنگ نوترال رد، متیلن بلو و نیل بلو به کار گرفته شد. برای این منظور هفت غلظت متاوت از هر رنگ تهیه شد. برای نوترال رد محلول با غلظت های 5-10 × 2، 5-10 × 5/2، 5-10 × 3، 5-10 × 5/3، 5-10 × 4، 5-10 × 5/4، 5-10 × 5 مولار و برای متیلن بلو 5-10× 75/1، 5-10 × 2، 5-10 × 5/2، 5-10 × 75/2، 5-10 × 3، 5-10 × 5/3، 5-10 × 75/3 مولار و برای نیل بلو 5-10 × 2، 5-10 × 5/2، 5-10 × 3، 5-10 × 5/3، 5-10 × 75/3، 5-10 × 4، 5-10 × 5/4 مولار تهیه شد. به منظور جلو گیری از تداخل تعادل اسید و باز ph محلول آزمایشی در در دو تثبیت گردید. طیف هر کدام از این هفت محلول در یک دمای ثابت ثبت شد و این کار سه رنگ فوق به ترتیب در سه، چهار و پنج دمای دیگر تکرار شد با استفاده از مدل تعریف شده ثابت تعادل برای هر دما محاسبه شد و پارامترهای ترمودینامیکی مربوط به هر رنگ با رسم ثابت تعادل نسبت به معکوس دما محاسبه شدند. در مرحله بعد یک غلظت از هر نگ تهیه شد. برای نوترال رد غلظت 5-10 × 5/4، برای متیلن بلو غلظت 5-10 × 5/2 و برای نیل بلو غلظت 5-10 × 75/2 مولار تهیه شد. طیف هر کدام از این محلول ها برای سه رنگ نوترال رد، متیلن بلو و نیل بلو به ترتیب در ده، دوازده و یازده دمای متفاوت ثبت شد و با استفاده از مدل تعریف شده به کمک معادله وانتهف پارامترهای ترمودینامیکی به طور مستقیم محاسبه شدند. علاوه بر این چون ممکن است در محیط ناخالصی دارای جذب وجود داشته باشد به همین دلیل در این کار پژوهشی واکنش دیمریزاسیون در حضور مزاحم شبیه سازی شد و دو روش برازش کل و برازش تبدیل هدف(target transform fitting, ttf) برای آنالیز داده های شبیه سازی به کار گرفته شد.