اسپکتروفتومتری یک روش تجزیه دستگاهی است که در آن تابش الکترومغناطیسی در ناحیه مرئی و ماورا بنفش جذب ماده می­ شود، و از روی شدت جذب مقدار ماده تعیین می­ شود. اسپکتروفتومترها ، تجهیزاتی هستند که جذب یا عبور طول موج­های مشخصی از انرژی تابشی (نور) از یک آنالیت را در یک محلول تعیین می­ کنند. به دلیل تفاوت در تعداد و آرایش گروه­ ها، پیوندهای دوگانه اتم های کربن در هر مولکول نور را در طول موج­های خاص با الگوی طیف مشخص، جذب می­ کند. بر اساس قانون بیر- لامبرت^[۱۳۱]، مقدار نوری که در این طول موج مشخص جذب می­ شود، مستقیما با غلظت آن نمونه شیمیایی متناسب است. اسپکتروفتومترهای مرئی و فرابنفش، رایج­ترین دستگاه های جذب سنجی در مراکز تشخیصی و آزمایشگاهی است.
۶ قسمت اصلی در ساختمان اسپکتروفتومترها وجود دارد که عبارت است از: منبع نور، تکفام ساز^[۱۳۲]، متمرکز کننده پرتو^[۱۳۳]، محل نمونه^[۱۳۴]، آشکار ساز^[۱۳۵] و دستگاه نمایش خروجی^[۱۳۶].
۳-۳- نمونه خاک­های مورد آزمایش
در این تحقیق، از سه نوع خاک ریزدانه، درشت دانه و ترکیبی به عنوان محیط متخلخل برای پر کردن ستون خاک استفاده گردید. لازم به ذکر است که همه نمونه­های خاک مورد استفاده در این پژوهش دست خورده می­باشند. جدول­های (۳-۱) تا (۳-۳) مشخصات مصالح مورد استفاده در این تحقیق را نشان می­دهد.

( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

جدول (۳-۱): خصوصیات خاک ریزدانه ((FS^[137]
قطر متوسط(mm) هدایت هیدرولیکی(m/s) تخلخل چگالی خشک
۱۱۲/۰ ^۶- ۱۰×۵/۳ ۴۷۳/۰ ۷۵/۱
جدول (۳-۲): خصوصیات خاک درشت دانه (CS)^[138]
قطر متوسط (mm) هدایت هیدرولیکی (m/s) تخلخل چگالی خشک
۹۷/۲ ^۳- ۱۰×۱۷۵/۱ ۳۷۷/۰ ۹/۱
جدول (۳-۳): خصوصیات خاک ترکیبی(MS)^[139]
قطر متوسط(mm) هدایت هیدرولیکی(m/s) تخلخل چگالی خشک
۷۳۳/۰ ^۴- ۱۰×۸۸/۵ ۴۲۳/۰ ۸۲/۱
شکل های (۳-۵) تا (۳-۷) نمایی از خاک­های مورد استفاده در این تحقیق را نشان می­دهد.
شکل(۳-۵): نمایی از خاک ریزدانه شکل(۳-۶): نمایی از خاک درشت دانه شکل(۳-۷): نمایی از خاک ترکیبی
۳-۳-۱- آزمایش دانه بندی مصالح
از این آزمایش، برای تعیین توزیع اندازه دانه­ها با مشخصات لازم برای ذرات خاک و همچنین تهیه اطلاعات مورد نیاز برای کنترل یکنواختی و غیر یکنواختی دانه­بندی استفاده گردید. برای انجام آزمایش دانه­بندی وزن مشخصی از مصالح را در سری الک­ها ریخته و مجموعه را در دستگاه شیکر به مدت زمان کافی قرار داده می­ شود تا الک شوند و ذرات از بین سوراخ های الک عبور کند. پس از آن وزن خاک روی هر الک اندازه ­گیری می­ شود. منحنی دانه­بندی را با نموداری که محور افقی آن قطر ذرات بر حسب لگاریتم نشان داده می­ شود و روی محور عمودی درصد ذرات عبوری نشان داده می شود. برای دو خاک ریزدانه و درشت دانه چون دانه­بندی یکنواختی تهیه شده بود و تقریبأ قطر یکسانی ایجاد شده بود لذا منحنی دانه­بندی ترسیم نگردید. شکل (۳-۹) منحنی دانه بندی خاک ترکیبی را نشان می­دهد که ترکیبی از هر سه خاک مورد استفاده در این تحقیق می­باشد.
شکل(۳-۸): منحنی دانه بندی خاک ترکیبی
۳-۳-۲- مشخصات فیزیکی خاک­های مورد استفاده
در این قسمت مشخصات خاک­های مورد استفاده در این تحقیق که شامل قطر متوسط ذرات، تخلل خاک، هدایت هیدرولیکی و چگالی خشک خاک که با روش­های مختلف اندازه گیری شده است توضیح داده می­ شود.
۳-۳-۳- تعیین قطر متوسط ذرات
با بهره گرفتن از روش الک قطر متوسط ذرات مشخص می­ شود. قطر متوسط ذرات در واقع از روی منحنی دانه­بندی ذرات تعیین می­ شود. قطر متناظر یا درصد عبوری ۵۰ از روی الک قطر متوسط ذرات یک خاک می­باشد.
۳-۳-۴- تعیین تخلخل ذرات خاک
تخلخل یکی از مهمترین مشخصه­های خاک­های مورد استفاده در این تحقیق می­باشد. معمولأ برای تعیین تخلخل دو روش وجود دارد. روش اول استفاده از روابط ریاضی چگالی و وزن و حجم ذرات سنگریز می­باشد.
روش دوم اندازه ­گیری مستقیم است که در تحقیق حاضر از این روش استفاده گردید. در روش اندازه ­گیری مستقیم، ابتدا ذرات خاک به درون یک محفظه با حجم مشخص ریخته می­شوند. حجم محفظه به عنوان حجم کل(حجم ذرات خاک و فضای خالی) در نظر گرفته می­ شود. بعد از پر کردن محفظه با ذرات خاک، به درون آن آب ریخته می­ شود تا حجم منافذ خالی پر گردد. با تقسیم حجم منافذ خالی(حجم آب ریخته شده به درون محفظه) به حجم کل محفظه مقدار تخلخل به صورت زیر بدست می ­آید:
(۳-۱)
که در آن، تخلخل خاک، حجم منافذ خالی که همان حجم آب ریخته شده به درون محفظه است و حجم کل محفظه می­باشد. اما اینکه چه مقدار از مصالح بایستی جهت تعیین تخلخل مورد استفاده قرار بگیرد نیز محل بحث است. اصولأ هر چه حجم محفظه اندازه ­گیری بزرگتر باشد، دقت اندازه ­گیری بیشتر بوده و عدد محاسبه شده به مقدار واقعی تخلخل کل مصالح نزدیک­تر است. اما در عمل این امکان وجود ندارد که تخلخل کل مصالح به صورت یک­جا تعیین گردد. به همین دلیل در تحقیق حاضر از یک محفظه اندازه گیری با ابعاد، قطر ۵/۲۲ سانتی­متر و ارتفاع ۶/۱۷ سانتی­متر استفاده گردید.
۳-۳-۵- تعیین هدایت هیدرولیکی خاک
برای تعیین هدایت هیدرولیکی خاک ریزدانه و خاک ترکیبی از روش بار افتان استفاده گردید و مقدار نفوذپذیری این دو خاک به ترتیب ^۶- ۱۰×۵/۳و^۴- ۱۰×۸۸/۵ بدست آمد.
۳-۴- ردیاب­های رنگی مورد استفاده در این پژوهش
در این پژوهش، از دو نوع ردیاب رنگی با خصوصیات مختلف استفاده گردید. پانسیو ۴-آر^[۱۴۰] و ویولت کوواسول^[۱۴۱] دو ردیاب رنگی مورد استفاده در این پژوهش هستند. خصوصیات این دو رنگ در زیر معرفی می­ شود.
۳-۴-۱-۱،۱ رنگ پانسیو ۴-آر
پانسیو ۴-آر جزء رنگ­های خوراکی هست و رنگ ظاهری قرمز دارد (به فصل دوم مراجعه شود).
۳-۴-۱-۱- طیف مربوط به رنگ پانسیو ۴-آر
طیف Uv-Vis محلول آبی این ترکیب در شکل (۳-۹) مشاهده می­ شود، که در این طیف دو پیک و یک شانه به ترتیب در طول موج های ۵۰۶، ۳۲۲ و۳۱۰ نانومتر مشاهده می­ شود که طبق مشاهدات پیک ۵۰۶ نانومتر به عنوان طول موج بیشینه انتخاب شده است.
شکل (۳-۹): طیف UV-Vis محلول۵۰ میلی گرم بر لیتر پانسیو۴R
۳-۴-۱-۲- رسم منحنی کالیبراسیون رنگ پانسیو ۴-آر
منحنی کالیبراسیون با اندازه ­گیری جذب محلول­های استاندارد از پانسیو ۴-آر در طول موج ماکسیمم ۵۰۶ نانومتر و رسم این کمیت بر حسب غلظت رنگ با معلوم بودن جذب مربوط به محلول مجهول در طول موج ماکسیمم ۵۰۶ نانومتر و استفاده از معادله­ کالیبراسیون می­توان غلظت رنگ را در نمونه مجهول محاسبه کرد. نتایج بدست آمده از معادله منحنی کالیبراسیون بیانگر حد تشخیص پایین و همبستگی بالا می­باشد. در معادله منحنی کالیبراسیون y بیانگر میزان جذب محلول و x غلظت محلول می­باشد.
شکل(۳-۱۰): منحنی کالیبراسیون رنگ پانسیو ۴-آر