مطالعه تجزيه گرمايي آمينواسيدها با استفاده از بررسي پاسخ زماني پيك هاي طيف تحرك يوني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

چكيده تغيير و تحول پاسخ هر سيستم فيزيكي و شيميايي با گذشت زمان از رابطه رياضي منحصر به فردي پيروي مي كند كه شناخت و بررسي آن، درك رفتار سيستم در شرايط پيچيده را آسان مي كند. دستگاه طيف سنج تحرك يون نيز بعنوان يك سيستم، پاسخ ويژه اي به ورود نمونه دارد كه در طول زمان تغيير مي كند. در اين دستگاه اجزاء مختلفي وجود دارد كه هر كدام تاخيري در پاسخ نهايي ايجاد مي كنند. ابتدا نمونه تبخير و يونيزه شده و سپس يونها در ميدان الكتريكي از هم جدا مي شوند. نهايتا در آشكارساز به سيگنال الكتريكي تبديل مي شوند. سيگنال،خود يك آرايه است كه بر حسب زمان مرتب شده و طيف تحرك يون نام دارد. هدف از اين رساله بررسي تحولات زماني طيف تحرك يون به ازاي يك ورودي مشخص است. نحوه تحول زماني پاسخ اوليه بستگي به ساختار فيزيكي سيستم، ازجمله بازداري نمونه در مسير تزريق تا خروج آن و دماي دستگاه دارد، كه عمدتا بر شدت طيف اثر دارد. ثانيا به علت واكنش بين يونها و مولكولها، الگوي طيف نيز تغيير مي كند. اين رساله در سه بخش تنظيم شده است. در بخش اول پاسخ كمي دستگاه مطالعه و فرموله شده است. در بخش دوم تحول زماني در كيفيت طيف، يعني تغيير شدت پيكها نسبت به هم و تغيير شكل طيف بررسي شد. از آنجا كه تغييرات كيفي بعلت وقوع واكنش بين گونه ها در داخل دستگاه است، در بخش سوم، اطلاعات سينتيكي و ترموديناميكي واكنشهاي يون-مولكول با استفاده از تحولات كيفي طيف استخراج شد. براي مدل سازي رياضي پاسخ زماني دستگاه فرض شده كه نمونه تزريق شده به طيف سنج تحرك يون در دو مكان (فضاي داخلي دستگاه، و سطوح داخلي بعنوان جاذب) مي تواند تجمع كند. اين دو مكان به مانند دو خازن سري در نظر گرفته شد و رفتار زماني براساس مدار معادل به دست آمد. نتايج تجربي با تزريق مواد به فرم مايع، جامد و گاز به دست آمد كه تطابق خوبي با پيشبيني مدل داشت. ثابت زماني يا زمان ماندن نمونه در دو قسمت به طور متوسط برابر با 3 و 21 ثانيه به دست آمد كه با ويژگي هاي فني دستگاه تطابق دارد. انوع مختلف تزريق نمونه به صورت پله اي (افزايشي و كاهشي)، پالسي و همچنين به فرم گوسين از طريق خروجي كروماتوگراف گازي انجام شد. در بخش دوم نشان داده شد كه تحول كيفي طيف با تغيير غلظت لحظه اي مرتبط است. بطور كلي يا شدت پيك با افزايش غلظت زيادمي شود كه در اينصورت يون مربوطه محصول نهايي واكنشها است و يا شدت پيك بر حسب غلظت، ابتدا افزايش و سپس افول مي كند. اين رفتار نشان مي دهد، يون مربوطه يك حد واسط است و خود در واكنشهاي زنجيره اي مصرف مي شود. همچنين نشان داده شد كه دو گونه رفتار بين پيك ها وجود دارد. شدت دو پيك مستقيما به هم وابسته است و يا افزايش يكي با كاهش ديگري همراه است. در حالت اول، دو گونه مستقل هستند و هر دو بطور موازي يونيزه مي شوند. اما در حالت دوم، يكي از ديگري تشكيل مي شود. در بخش آخر، تجزيه گرمايي آمينواسيدها بررسي شد. محصولات تجزيه از جمله HCN خود تبديل به يون مي شوند كه اين يونها دوباره با مولكول مادر واكنش مي دهند. با استفاده از بررسي روند شدت پيك نسبي پيك ها در دماهاي مختلف و رسم نمودار وانت هوف انرژي فعالسازي واكنش تجزيه گرمايي آمينواسيدها بدست آمد. در واقع قابليت طيف سنج تحرك يون براي مطالعات تجزيه گرمايي مواد و آناليز گازهاي فرار حاصله، براي اولين بار نشان داده شد. كلمات كليدي: پاسخ زماني، تكامل زماني، تجزيه گرمايي، آمينواسيدها، طيف سنج تحرك يون

220802

شيمي فيزيك

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان