امتیاز : 21

عنوان                                                                                   صفحه

 

1- فصل اول : بخش تئوری

 

چکیده

 

1-1 : مقدمه                                                                                                            2

 

1-2 : کاربرد الکتروشیمی در شیمی آلی                                                                            3

 

1-3 : مقایسه واکنش های شیمیایی و الکتروشبمیایی                                                            4

 

1-3-1 : مزایای واکنش های الکتروشیمیایی                                                                       6

 

1-3-2 :  معایب الکتروشیمی در تهیه ترکیبات آلی                                                              8

 

1-4 : واکنش های الکترودی                                                                                       10

 

1-4-1 : طبیعت واکنش های الکترودی                                                                          11

 

1-5 : الکترولیز                                                                                                       14

 

1-6 : انواع واکنش های الکتروارگانیک                                                                           16

 

1-7 : دسته بندی سیستم های الکترولیز بر اساس واکنش های الکترودی                                   21

 

1-7 : طراحی سلها بر اساس نوع واکنش الکتروشیمیایی                                                      22

 

1-8 : روشهای الکترولیز                                                                                            25

 

1-9 : مفاهیم اصلی و طرح واکنش های سنتز الکتروشیمیایی                                                 27

 

1-9-1 : تعویض قطبیت ماده اولیه                                                                                27

 

1-9-2 : انتقال الکترون و واکنش شیمیایی                                                                       28

 

1-10 : الکترواکسیداسیون ، دستگاه ها و وسایل الکترولیز                                                     33

 

1-11 : عوامل موثر در الکترواکسیداسیون                                                                        34

 

1-11-1 : انتخاب الکترود                                                                                          34

 

1-11-2 : دیافراگم                                                                                                  37 1-11-3 : نقش حلال و الکترولیت حامل                                                                        38

 

1-11-4 : همزن و منبع جریان                                                                                     44

 

1-11-5 : دما                                                                                                         45

 

1-11-6 : مقدار الکتریسته عبوری از سل                                                                        46

 

1-11-7 : مقیاس واکنش                                                                                           46

 

1-12 : فرایندهای انتقال جرم و مبادله الکترون                                                                  46

 

1-12-1 : انتشار                                                                                                     47

 

1-12-2 : مهاجرت                                                                                                  47

 

1-12-3 : همرفت                                                                                                   48

 

1-13 : انتقال جرم در مقیاس آزمایشگاهی                                                                       49

 

1-14 : انتقال جرم در مقیاس صنعتی                                                                             50

 

1-15 : شرایط الکترولیز و برگزیدگی محصول                                                                  53

 

1-16 : نتیجه گیری                                                                                                  56

 

 

 

فصل دوم : الکترودهای دی اکسید سرب

 

2-1 : مقدمه                                                                                                           60

 

2-2 : روشهای تهیه دی اکسید سرب                                                                             61

 

2-2-1 تهیه دی اکسید سرب به روش شیمیایی                                                                 61

 

2-2-2 : تهیه دی اکسید سرب به روش الکتروشیمیایی                                                        62

 

2-3 : انواع الکترود دی اکسید سرب                                                                              63

 

2-4 : ویژگیها و خواص فیزیکی                                                                                  64

 

2-4-1 : ساختمان بلوری                                                                                           64

 

2-4-2 : نمونه های استاندارد پراش اشعه  x                                                                    65

 

2-4-3 : قابلیت پایداری و تبدیل های درونی                                                                   65

 

2-4-4 : هدایت پذیری                                                                                             66

 

2-4-5 : عوامل موثر در اکسیداسیون سرب                                                                      66

 

2-5 : عوامل موثر در کیفیت لایه اکسید                                                                          67

 

2-5-1 : غلظت الکترولیت                                                                                         67

 

2-5-2 : درجه حرارت                                                                                              68

 

2-5-3 : شدت جریان                                                                                               68

 

2-5-4 : زمان اکسیداسیون                                                                                         69

 

2-5-5 : درجه خلوص محلول الکترولیت                                                                       69

 

2-5-6 : حرکت محلول الکترولیت                                                                               69

 

فصل سوم : کارهای آزمایشگاهی و نتیجه گیری

 

3-1 : معرفی مواد شیمیایی بکار رفته                                                                             71

 

3-2 : تجهیزات و روش کار آزمایشگاهی                                                                        76

 

3-3 : عمل الکترولیز                                                                                                 77

 

3-3-1 : تعیین نوع الکترود                                                                                         78

 

3-3-1-1 : روش عملی تهیه دی اکسید سرب                                                                  78

 

3-3-2 : تعیین حلال و الکترولیت مناسب                                                                       81

 

3-3-3 : غشاء جدا کننده ( دیافراگم )                                                                            82

 

3-3-4 : تعیین میزان شدت جریان اعمالی                                                                       84

 

3-5 : نحوه اکسایش دی بنزوتیوفن به روش الکتروشیمیایی                                                  85

 

3-5-1 الکترواکسیداسیون در شدت جریان ثابت                                                               86

 

3-6 : جداسازی –خالص سازی و شناسایی محصول                                                         96

 

3-6-1 : جداسازی                                                                                                  96

 

3-6-2 : خالص سازی دی بنزوتیوفن از رسوب                                                                98

 

3-6-3 : شناسایی محصول                                                                                       101

 

3-6-3-1 : تعیین نقطه ذوب نمونه خالص شده                                                              101

 

3-6-3-2 : تعیین طیف IR                                                                                      101

 

3-7 :تفسیر طیف IR                                                                                              103

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

بخش تئوری

 

 

 

1-1 : مقدمــه

 

الكتروشيمي ،  شاخه اي از علم شيمي است و به مطالعه پديده هايي مي پردازد ، كه در نتيجه تماس يك هدايت كننده الكتروني و يك هدايت كننده الكتروليتي رخ مي دهد . مهمترين مباحث الكتروشيمي به فرآيندهاي انجام يافته روي الكترود ها هنگام توليد جريان الكتريسيته در پيل الكتروشيميايي و يا عبور آن از محلول و انجام پديده تجزيه الكتريكي معروف به الكتروليز مي باشد .

 

بسيارياز مفاهيمي كه امروزه به عنوان اصول شيمي در جهان پذيرفته شده اند ، از الكتروشيمي نشأت گرفته اند و توسعه اي كه در بسياري از زمينه ها نظير جلوگيري از خوردگي ، توليد نيرو ، بيوشيمي ، زيست شناسي سلولي ، در آينده به دست خواهد آمد ، همه بستگي زيادي به استفاده از اصول الكتروشيمي دارند . شيمي دانها اندازه گيري هاي الكتروشيميايي را بر روي سيستمهاي شيميايي به دلايل مختلفي انجام مي دهند ، آنها ممكن است داده هاي ترموديناميكي يك واكنش را بدست بياورند ، يا ممكن است كه بخواهند يك حد واسط ناپايدار مانند يك يون راديكال را بوجود آورند ، يا سرعت از بين رفتن آن و خواص اسپكتروسكوپي آن را مطالعه كنند و يا ممكن است يك محلول براي اندازه گيري مقادير كم يونهاي فلزي و يا تركيبات آلي موجود در آن را مورد بررسي قرار دهند . [1]

 

 

 

1-2 : كاربرد الكتروشيمي در شيمي آلي

 

     با اجراي الكتروسنتزها ، مي توان محصولات آلي متعددي را بدست آورد . در واقع دامنه كاربرد الكتروشيمي ، در سنتز مواد آلي بسيار وسيع است . بطور كلي ، كليه اجسا مي كه قادر به دريافت الكترون ويا از دست دادن الكترون باشند، بايد آمادگي مشاركت در يك عمل الكتروليز را داشته باشند . به عبارت ديگر ، تمام واكنشهاي اكسيداسيون ـ احياء مواد آلي به روش شيميايي بايد به طريق الكتروشيمي نيز امكان پذير باشند . الكتروشيمي آلي سابقه اي بسيار قديمي دارد . در سال 1834 ، فاراده تشكيل اتان از اكسيداسيون يون استات در محيط آبي را گزارش كرد [3]

 

 

 

2CH 3COO – 2e                         2CO2+ C2 H6                                                                                                                                                               

 

در سال 1843 الكتروليز معروف كلب ¹انجام گرفتكه واكنش اكسيداسيون كربوكسيليك اسيدها در حلال دي متيل فرماميد با آندي از جنس پلاتين بود . [4]

 

 

 

 

 

 

 2RCOO – 2e        2CO2 + R-R                                                                                                                                                                                                                                                                

 

 

 

در اين واكنش نمك كربوكسيليك اكسيد مي شود و يك هيدروكربن توليد مي گردد. يك تركيب آلي در اثر اكسيداسيون ، نهايتاٌ به دي اكسيد كربن و آب تبديل ميشود ، حال آنكه اين دو محصول واقعاآن چيزي نمي باشند كه ما مي خواهيم از يك واكنش الكتروشيميايي به دست آوريم . وقتي به واكنش كلب نگاه مي كنيم ، مي بينيم كه حلال ، درجه حرارت و غلظت واكنشگرها مي تواند بر نتيجه سنتز تأثير بگذارد .

 

در ابتداي قرن 20 ، تغيير ماهيت بسياري از مواد آلي ، به طريق الكتروشيمي بررسي گرديد . در سال 1940 ميلادي در يك بررسي انجام شده توسط فيچتر ²[5] اطلاعات مهمي در ارتباط با سنتزهاي الكتروشيميايي ارائه شده است و در سال 1952 ميلادي اكسيداسيون آندي فوران بعنوان يك واكنش كليدي انجام شد و به تبع آن يك سري واكنشهاي سنتزي ديگر نيز صورت گرفت [6]

 

اين واكنشها از اولين موارد واكنشهاي الكتروشيميايي بر روي تركيبات آلي بوده و تحت عنوان سنتزهاي الكتروارگانيك شناخته مي شوند .

 

با اين وجود ، الكتروشيمي به عنوان يك روش متداول در سنتز تركيبات آلي بكار گرفته نشد. مي توان عدم توجه به توسعه سنتزهاي الكتروارگانيك را به علل زير نسبت داد :

 

1-دلايل تكنيكي :تحقيقات با امكانات ناقص صورت مي پذيرفت . بدين معني كه الكترودها را در يك محلول الكتروليت شامل مواد آلي غوطه ور مي ساختند و الكــترودها را به يك باتري متصل مي ساختــند و در نتيــجه ، در اكثر موارد ، مخـلوطي از چند جسم ، با رانــــدمان كم حاصل مي گشت.

 

2- دلايل نظري :توجيه چگونگي سرعت واكنشهاي انجام يافته ، در الكترودها از ابتداي سال 1930 معمول گرديد و مطالعه سيستماتيك ، مخصوصاٌ تحقيق در خصوص مكانيسم واكنشهاي آلي از سال 1950 توسعه يافت .

 

  گزارش تخلف  |  افزودن به فایل های من | baran364 | تاریخ ارسال : 12 /09 /1393

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.