فهرست مطالب

Analytical Chemistry - Volume:9 Issue: 1, Winter and Spring 2022

Iranian Journal of Analytical Chemistry
Volume:9 Issue: 1, Winter and Spring 2022

  • تاریخ انتشار: 1401/02/20
  • تعداد عناوین: 10
|
  • قباد منصوری*، محمدباقر قلیوند، زرین اسحاقی صفحات 1-14

    یک روش تجزیه ای بر اساس ولتامتری پالس تفاضلی در سطح الکترود کربن شیشه ای با همکاری دو روش چند متغیره کمومتریکسی شامل پس انتشار- شبکه عصبی مصنوعی که از روش های غیر خطی می باشد و روش حداقل مربعات جزیی 1- که از روش های کلاسیک است و در هر دو روش از داده های ولتامتری پالس تفاضلی که قاعدتا دادهای مرتبه اول غیر خطی هستند استفاده گردیده است، برای اندازه گیری همزمان اسکوربیک اسید، اوریک اسید، استامینوفن و نورآدرنالین توسعه و اعتبار سنجی می شوند تا مشخص گردد که کدام روش پیش بینی بهتری را برای غلظت  گونه های یاد شده ارایه می دهد. خط زمینه طیف های ولتامتری پالس تفاضلی توسط الگوریتم رگرسیون کوچکترین مربعات نامتقارن تصحیح گردید. جابجایی پتانسیل و مشکل دوخطی بودن داده ها، پیش از استفاده از روش حداقل مربعات جزیی 1-  با به کارگیری الگوریتم همبستگی انحراف بهینه شده اصلاح شد. مدل کالیبراسیون چند متغیره به عنوان یک مدل کالیبراسیون چهارتایی در یک نمونه سرم انسانی خالی (بدون دارو) ارایه شده توسط یک داوطلب سالم برای در نظر گرفتن وجود یک اثر ماتریکس قوی که ممکن است توسط تداخل های احتمالی موجود در سرم ایجاد شود، ایجاد شد و با دو مجموعه مستقل از مخلوط آنالیت ها در نمونه های خالی و واقعی سرم انسانی اعتبارسنجی و آزمایش شد.  در نهایت، روش حداقل مربعات جزیی 1- برای اندازه گیری همزمان همزمان اسکوربیک اسید، اوریک اسید، استامینوفن و نورآدرنالین هم در نمونه سرم انسانی شاهد و هم در نمونه سرم انسانی مورد بررسی نتایج بهتری را در مقایسه با پس انتشار- شبکه عصبی مصنوعی نشان داد.

    کلیدواژگان: روش چند متغیره، اسکوربیک اسید، اوریک اسید، استامینوفن و نورآدرنالین، اندازه گیری همزمان
  • معصومه شقاقی*، غلامرضا دهقان، فاطمه خواجه وند صفحات 15-26

     شلات درمانی از دیرباز برای حذف فلزات سمی از بدن مورد استفاده قرار می گرفته است. فلاونوییدهایی مانند کویرستین (QUR)، یک آنتی اکسیدان محافظ شناخته شده و بعنوان پاک کننده رادیکال های آزاد، می توانند به کاتیون های فلزی متصل شده و از بدن ما در برابر فلزات سمی محافظت کنند. در مطالعه حاضر، از تکنیک های طیف سنجی ماوراء بنفش-مریی (UV-vis)، 1HNMR، IR و فلویورسانس و همچنین اندازه گیری های ویسکوزیته برای سنتز، مشخصه یابی و مطالعه برهم کنش بین کمپلکس Bi(III)-QUR و DNA تیموس گوساله (ctDNA) در بافر فیزیولوژیکی استفاده شد. فعالیت آنتی اکسیدانی کمپلکس با استفاده از مهار رادیکال آزاد DPPH و ABTS و پتانسیل کاهش آهن (III) مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از شلاسیون کاتیون بیسموت، (III)Bi، پتانسیل آنتی اکسیدانی QUR کاهش یافت. در حضور ctDNA، طیف جذب کمپلکس Bi(III)-QUR و شدت فلویورسانس کمپلکس Bi(III)-QUR افزایش یافت. همچنین با افزودن کمپلکس Bi(III)-QUR، ویسکوزیته نسبی ctDNA افزایش یافت. این یافته ها نشان می دهد که کمپلکس Bi (III)-QUR با ctDNA در حالت اتصال به شیار برهم کنش می دهد. پارامترهای ترمودینامیکی (ΔH، ΔS و ΔG) کمپلکس Bi(III)-QUR با ctDNA، و همچنین ثابت اتصال، Ka، و تعداد مکان های اتصال (n)، از داده های فلویورسانس ارزیابی شدند، و نتایج نشان داد که اتصال کمپلکس Bi(III)-QUR به ctDNA عمدتا بواسطه نیروهای آبگریز پیش می رود.

    کلیدواژگان: فلاونوئیدها، شلات درمانی، کمپلکس Bi(III)-QUR، پاکسازی رادیکال، محصولات طبیعی، آنتی اکسیدان
  • نسرین سلطانی*، ناهید توکلی، مریم خیاط کاشانی، الهام اسلامی صفحات 27-39
    در این تحقیق، عصاره curcuma zedoaria  به عنوان بازدارنده خوردگی استیل نرم  در محلول 5/0 مولار سولفوریک اسید به روش های متداول کاهش وزن، طیف سنجی الکتروشیمیایی امپدانس و پلاریزاسیون در دمای °C25 مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین درصد بازدارندگی برای غلظت 5/0 گرم بر لیتر از عصاره curcuma zedoaria  به دست آمد. نتایج روش پلاریزاسیون نشان داد که عصاره curcuma zedoaria  به عنوان بازدارنده مختلط عمل می کند. بررسی زمان غوطه وری استیل نرم به روش کاهش وزن نشان داد که با افزایش مدت زمان غوطه وری اثر بازدارندگی در غلظت های کم عصاره curcuma zedoaria کاهش می یابد اما در غلظت های بیشتر از عصاره curcuma zedoaria  (غلظت 0/1 گرم بر لیتر) اثر بازدارندگی با گذشت زمان تقریبا ثابت می ماند. بررسی اثر دما بر عملکرد عصاره curcuma zedoaria به روش الکتروشیمیایی پلاریزاسیون در محدوده دمایی °C 65- 35 نشان دهنده کاهش در درصد بازدارندگی با افزایش دما است. جذب مولکول های عصاره curcuma zedoaria  بر سطح استیل نرم در تمام دماهای مورد بررسی از هم دمای جذب لانگمویر پیروی می کند. با استفاده از نتایج محاسبات سینتیکی و ترمودینامیکی جذب مولکول های عصاره curcuma zedoaria  بر سطح استیل نرم از نوع جذب فیزیکی مشاهده شد.
    کلیدواژگان: بازدارنده خوردگی، استیل نرم، عصاره سبز، H2SO4، پلاریزاسیون، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
  • گوهر دیلمی راد*، پریسا حسینی خضری، پگاه پیکاریماه، لیلا الیاسی صفحات 40-49

    در این مطالعه، ثابت تفکیک اسیدی سه شناساگر بروموکرزول سبز، فنل فتالیین و متیل اورانژ به وسیله  اسکن محلول این شناساگرها، قرار دادن کاغذ pH در محلول ها (در هر مرحله از تغییر رنگ محلول) و سپس با استفاده از روش کمومتریکس تعیین گردید. این روش ها ساده، سریع و کم هزینه هستند. برای این منظور، ابتدا ظروف حاوی محلول شناساگر و کاغذ pH (در هر مرحله از تغییر رنگ محلول) اسکن شدند و سپس تصاویر محلول های نمونه و کاغذهای pH به یک کامپیوتر مجهز به Microsoft Photo Editor (Microsoft XP) منتقل گردیدند. مقادیر RGB در هر پیکسل با استفاده از جعبه ابزار پردازش نرم افزار MATLAB اندازه گیری شد. در نرم افزار MATLAB (2013) یک برنامه ی جدید بر اساس مقادیر RGB، برای محاسبه ی ثابت تفکیک اسیدی شناساگرها نوشته شد. تطابق ثابت تفکیک اسیدی به دست آمده با این روش و مقادیر گزارش شده در متون، کارایی روش به کار برده شده در اینجا را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: ثابت تفکیک اسیدی، روش اندازه گیری پیمایشی محلول، روش کمومتریک، نرم افزار MATLAB
  • مرجان رفیعی*، پروانه امینی، شهلا مظفری، ژولیت اردوخانیان صفحات 50-55
    پیل های سوختی می توانند به طور مستقیم، با بازده بالا و بدون آلودگی انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. عوامل متعددی بر تبدیل انرژی شیمیایی به الکتریکی در پیلهای سوختی موثر است که از آن جمله واکنش کاهش اکسیژن روی کاتد است. این واکنش یک فرآیند جنبشی کند است و بر عملکرد کلی یک پیل سوختی واکنش کاهش اکسیژن تاثیر دارد و از دو طریق ممکن است انجام شود: یکی مسیر مستقیم چهار الکترونی است که در آن O2 مستقیما بدون دخالت پراکسید هیدروژن به آب کاهش می یابد. دیگری مسیر دو مرحله ای دو الکترونی است که در آن پراکسید هیدروژن به عنوان یک واسطه تشکیل می شود و با کاهش بازده پیل همراه است. برای دستیابی به یک پیل سوختی با بازده بالا، انجام واکنش کاهش اکسیژن از مسیر چهار الکترونی ارجح است. با توجه به اینکه فرآیند واکنش کاهش اکسیژن در طبیعت بسیار کند است، استفاده از کاتالیزورها جهت تسهیل مسیر چهار الکترونی و افزایش کارایی پیل های سوختی لازم است و پلاتین و آلیاژهای آن کاتالیزورهای معروفی در این زمینه اند که به علت قیمت بالا و نیز مسمومیت با CO، استفاده از آنها برای مصارف صنعتی به صرفه نیست. تحقیقات زیادی برای یافتن کاتالیزورهای مناسب به جای پلاتین و آلیاژهای آن در واکنش کاهش اکسیژن انجام شده است. در این تحقیق با استفاده از پارامترهای محاسبه شده NMR و NQR در برخی ورقه های گرافن حاوی نیتروژن (با یک یا دو نیتروژن)، تاثیر اتم نیتروژن بر چگالی بار اتم های کربن بررسی شد. نتایج نشان داد که در حضور نیتروژن، چگالی بار برخی از اتم های کربن کاهش می یابد و این اتم ها به عنوان جایگاه فعال کاتالیزور بهتر از گرافن خالص هستند.
    کلیدواژگان: پیل های سوختی، صفحات گرافن نیتروژن دار، کاتالیزور، طیف سنجی NQR
  • کبرا سادات هاشمی نسب*، کریم شهبازی صفحات 56-62

    در پژوهش حاضر، از استخراج مبتنی بر حلال آبدوست قابل تعویض جفت شده با کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا مجهز به آشکارساز فرابنفش برای تعیین اسیدهای آمینه آزاد در نمونه های کود استفاده شد. هنگام تبدیل فاز، حلال آلی به طور موثر آنالیت های هدف را جذب می کند. در این روش استخراج، 200 میکرولیتر از یک حلال غیر قابل امتزاج با آب (دی پروپیلامین) استفاده می شود که می تواند در فاز آبی اسیدی حل شود. سپس جداسازی فاز با افزودن هیدروکسید سدیم انجام می شود. متغیرهای موثر بر این روش برای دستیابی به بهترین بازده استخراج بهینه شدند. شرایط بهینه شامل: حجم نمونه 25 میلی لیتر، حجم حلال استخراج 200 میکرولیتر و زمان استخراج 2 دقیقه بود. تحت شرایط بهینه، حدود تشخیص خوب (0021/0-0006/0 میکرومول بر میلی لیتر)، خطی (997/0 R2>)، دقت (انحراف استاندارد نسبی کمتر از 5٪) به دست آمد. در نهایت، روش توسعه یافته با موفقیت برای تعیین آنالیت های هدف در انواع مختلف نمونه های کود به کار گرفته شد و بازیابی قابل قبولی (> 2/97 درصد) به دست آمد.

    کلیدواژگان: استخراج مبتنی بر حلال آبدوست قابل تعویض، آمینو اسیدهای آزاد، کود، دی پروپیل آمین، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا مجهز به آشکارساز فرابنفش
  • زهرا نظری، زرین اسحاقی صفحات 63-77

    در این مطالعه، یک حسگر الکتروشیمیایی برای اندازه‌گیری همزمان مورفین و فنتانیل بر اساس یک الکترود گرافیتی مغز مداد اصلاح‌شده با ساختار نانوکریستالی نیمه‌رسانا ساخته شد. لایه اول سنسور دارای هسته ای از نقطه کوانتومی سلنید کادمیوم متصل به تیوگلیکولیک اسید(TGA-CdSe) است که توسط لایه دوم، نقطه کوانتومی سولفید روی (ZnS) احاطه شده است. نانولوله های کربنی عامل دار نیز برای تقویت ساختار حسگر (TGA-CdSe/ZnS@FCNT) استفاده شده است. اندازه‌گیری‌ها با ولتامتری پالس تفاضلی و ولتامتری چرخه‌ای انجام شد. سنتز نانوساختارها توسط FTIR، EDX، SEM و XRD تایید شد. به منظور بهینه سازی عوامل موثر در عملکرد این سنسور، از طرح آرایه متعامد تاگوچی (OA16) استفاده شده است. ولتاموگرام‌های ولتامتری چرخه‌ای پیک‌های اکسیداسیون برگشت‌ناپذیر را در پتانسیل‌های 9/0 ولت و 38/0 ولت برای فنتانیل و مورفین نشان دادند. ضرایب انتشار به دست آمده بر روی سطح الکترود توسط کرونوآمپرومتری6-10 ×84/3 سانتی متر مربع بر ثانیه و 6-10 ×615/1 سانتی متر مربع بر ثانیه برای مورفین و فنتانیل به ترتیب بود. در شرایط بهینه، محدوده غلظت خطی و حد تشخیص مورفین 100-08/0 میکرومولار و 024/0 میکرومولار بود. برای فنتانیل دو محدوده خطی 8-02/0 میکرو مولار، 100-8 میکرومولار و 006/0 میکرومولار به دست آمد. سنسور ساخته شده می تواند به خوبی برای اندازه گیری همزمان مورفین و فنتانیل در نمونه های بیولوژیکی با بازیابی نسبی قابل قبول در محدوده 10-3/98 استفاده شود.

    کلیدواژگان: مورفین، فنتانیل، نقطه کوانتومی کادمیوم سلنید، نقطه کوانتومی روی سولفید، نانولوله های کربنی چند جداره
  • محمد مظلوم اردکانی، حامد اعرابی اردکانی، سارا سادات حسینی خواه صفحات 78-87

    در این مطالعه، برای سنجش هیدرازین یک حسگر الکتروشیمیایی با استفاده از الکترود کربن شیشه-ای اصلاح شده برپایه اصلاحگر آلی 5-(3و4-دی‌هیدروکسی‌فنیل)-8و8-دی‌متیل-2-(متیل‌‌تیو)-7و8و9و10-تترا‌هیدرو‌پیریمیدو]4و5-[bکینولون-4و6(3H,5H)-دیون (PQ23) و نانو‌کامپوزیت آیروژل گرافن اکسید کاهش یافته آلاییده شده با نیتروژن/نانو میله‌های مولیبدن اکسید طراحی شد. برای بررسی ساختار وترکیب نانوذرات سنتزی از SEM، XRD، EDS و MAP استفاده شد. الکترود اصلاح شده با طیف‌بینی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد بررسی قرار گرفت و بهبود انتقال الکترون به دلیل رسانایی خوب نانوکامپوزیت تایید شد. با استفاده از ولتامتری چرخه‌ای اکسایش هیدرازین مورد بررسی قرار گرفت و کاهش اضافه پتانسیل و افزایش جریان در سطح الکترود اصلاح شده مشاهده و همچنین ضریب انتقال اصلاحگر برای اکسایش هیدرازین 5/0 محاسبه شد. با استفاده از ولتامتری تپی تفاضلی غلظت‌های مختلف از هیدرازین در سطح الکترود اصلاح شده بررسی و حد تشخیص μM 2/4 و گستره ‌خطیμM 103×0/1-0/25 برای روش پیشنهادی گزارش شد.

    کلیدواژگان: حسگر الکتروشیمیایی، الکترود کربن شیشه‎ای، هیدرازین، نانوکامپوزیت
  • افروزه عربی، علیرضا محدثی زرندی *، محمدعلی کریمی، مهدی رنجبر صفحات 88-96

    در این تحیقق، نانو زیولیت‌های Na/Al (ZAN) سنتز و شناسایی شدند، سپس یک الکترود کربن اصلاح شده (CPE) شده با   ZAN  برای اندازه گیری استامینوفن ساخته شد. مطالعات الکتروشیمیایی با ولتامتری رفت و برگشت خطی ولتامتری پالس تفاضلی انجام شد. این الکترود اصلاح شده در حضور استامینوفن به دلیل خواص الکتروکاتالیستی، پیک اکسیداسیون خاصی را در ولتاژ 59/0ولت نشان می دهد. حد تشخیص این روش 8/5 میکرومولار، انحراف استاندارد نسبی برای 7 اندازه گیری تکراری 1/1درصد و محدوده خطی کالیبراسیون برای تعیین استامینوفن 10 تا 115 میکرومولار است.

    کلیدواژگان: الکترود اصلاح شده، زئولیت، اندازه گیری الکتروکاتالیزوری، استامینوفن
  • ارزیابی جایگزینی روش منگانومتری با روش سمنتاسیون برای حذف کبالت از محلول سولفات روی
    وحید وحیدفرد، کیوان شایسته، پوریا عباسی، سعید سلیمی صفحات 97-108

    یکی از مراحل موثر و مهم تولید روی در کارخانجات روی، مرحله تصفیه برای حذف ناخالصی های متداول مانند کبالت، نیکل و کادمیم است که می تواند در فرآیند الکترووینینگ باعث ایجاد مشکل شود. در کارخانجات روی ایران، ابتدا در مرحله تصفیه گرم کبالت به روش منگانومتری و سپس در مرحله تصفیه سرد، نیکل و کادمیم به روش سیمنتاسیون با کمک پودر روی، حذف می شود. هدف از این مطالعه بررسی قابلیت استفاده از روش سمنتاسیون به جای روش منگانومتری است. در این مقاله، پارامترهای مهم و موثر مانند مانند دما، مقدار پودر روی، زمان اختلاط، مقدار آنتیموان تری اکسید، اثر سولفات مس، اندازه ذرات، غلظت یون روی، سرعت اختلاط و pH محلول سولفات روی مورد مطالعه و بهینه سازی قرار گرفت. حالت بهینه در دمای 85 درجه سانتی گراد، 4.5=pH، غلظت 20 میلی گرم در لیتر Sb2O3، 8 گرم در لیتر پودر روی، سرعت اختلاط 600 دور در دقیقه، در 75 دقیقه به دست آمد. کاهش اندازه ذرات پودر روی راندمان حذف را افزایش داد؛ اما افزایش غلظت سولفات مس و یون روی باعث کاهش راندمان شد. نتایج نشان داد که راندمان حذف کبالت، نیکل و کادمیم برای روش منگانومتری به ترتیب برابر 99، 0، و 20 درصد و برای روش سمنتاسیون به ترتیب 99.5، 99.7 و 99.9 درصد بود. همچنین نتایج نشان داد که روش سمنتاسیون به دلیل افزایش غلظت روی محلول. عدم حذف یون منگنز، حذف همزمان ناخالصی هایی مانند کبالت، نیکل و کادمیم در یک مرحله و صرفه جویی در زمان و هزینه، عملکرد بهتری نسبت به روش منگانومتری دارد.

    کلیدواژگان: محلول سولفات روی، حذف کبالت، روش منگانومتری، روش سمنتاسیون، بهینه سازی
|
  • Ghobad Mansori *, MohammadBagher Gholivand, Zarrin EsHaghi Pages 1-14

    For the first time, an analytical methodology based ondifferential pulse voltammetry (DPV) at a glassy carbon electrode (GCE) assisted by two multivariate calibration (MVC) models including back propagation-artificial neural network (BP-ANN), non-linear class, and partial least squares-1 (PLS-1), classical class, thatthey have been constructed on the basis of non-bilinear first order differential pulse voltammetry (DPV) data,was developed and validated for the simultaneous determination of Ascorbic acid, Uric acid, Acetaminophen, and Noradrenalinto identify which approach offers the best predictions.The baselines of the DPV signals were corrected by asymmetric least square spline regression (AsLSSR) algorithm. Before applying the PLS-1,lack of bi-linearity was tackled by potential shift correction using correlation optimised warping (COW) algorithm. The multivariate calibration (MVC) model was developed as a quaternary calibration modelin a blank human serum sample (drug-free) provided by a healthy volunteer to regard the presence of a strong matrix effect which may be caused by the possible interferents present in the serum, and it was validated and tested with two independent sets of analytes mixtures in the blank and actual human serum samples, respectively.According to the obtained results, the PLS-1 was recommended for simultaneous determination of AA, UA, AC, and NA in both blank and actual human serum samples .

    Keywords: Multivariate Calibration, ascorbic acid, Uric aAcid, Acetaminophen, Noradrenalin, Simultaneous Determination
  • Masoomeh Shaghaghi *, Gholamreza Dehghan, Fatemeh Khajevand Pages 15-26

    Chelation therapy has been used to remove toxic metals from the body for a long time. Flavonoids such as quercetin (QUR), a well-known protective antioxidant and free radical scavenger, can bind to metal cations and protect our bodies from toxic metals. In the current study, we used UV–Vis, 1HNMR, IR, and fluorescence spectroscopic techniques as well as viscosity measurements to investigate the synthesis, characterization, and interaction between Bi(III)-QUR complex and calf thymus DNA (ctDNA) in physiological buffer. The antioxidant activity of the complex was assessed utilizing DPPH and ABTS free radical scavenging, and ferric reducing potential. After chelation of the Bi(III) cation, the antioxidant potential of QUR was reduced. In the presence of ctDNA, the absorption spectrum of Bi(III)-QUR complex was raised, and the fluorescence intensity of Bi(III)-QUR complex was increased. With the addition of the Bi(III)-QUR complex, the relative viscosity of ctDNA rose. These findings indicate that the Bi(III)-QUR complex interacts with ctDNA in a groove-binding mode. The thermodynamic parameters (ΔH, ΔS, and ΔG) of the Bi(III)-QUR complex with ctDNA, as well as well as association constant, Ka, and number of binding sites (n), were assessed from the fluorescence data, indicating that the binding of Bi(III)-QUR complex to ctDNA was primarily driven by hydrophobic interactions.

    Keywords: Flavonoids, Chelation therapy, Bi(III)-quercetin complex, Radical scavenging, Natural products, antioxidant
  • Nasrin Soltani *, Nahid Tavakkoli, Maryam Khayatkashani, Elham Eslami Pages 27-39
    In this study, curcuma zedoaria extract was investigated as a mild steel (MS) corrosion inhibitor in 0.5 M H2SO4 solution by conventional methods of weight loss (WL), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization at 25 °C. The highest percentage of inhibition was obtained for the concentration of 0.5 g/l of curcuma zedoaria extract. The results of polarization method showed that curcuma zedoaria extract acts as a mixed inhibitor. Examination of MS immersion time by weight loss method showed that with increasing immersion time, the inhibitory effect decreases in low concentrations of curcuma zedoaria extract but in higher concentrations of curcuma zedoaria extract (concentration 1.0 g/L), the inhibitory effect remains almost constant over time. The effect of temperature on the performance of curcuma zedoaria extract by electrochemical polarization method in the temperature range of 35-65 °C shows a decrease in inhibition percentage with increasing temperature. Adsorption of curcuma zedoaria extract molecules on the surface of MS at all studied temperatures follows the Langmuir adsorption isotherm. Using the results of kinetic and thermodynamic calculations, the adsorption of molecules of curcuma zedoaria extract on the surface of MS physical adsorption type was observed.
    Keywords: corrosion inhibitor, Mild steel, Green extract, H2SO4, Polarization, Electrochemical Impedance Spectroscopy
  • Gohar Deilamy-Rad *, Parisa Hossein-Khezri, Pegah Pykarimah, Leila Elyasi Pages 40-49

    In this study, the acid dissociation constants (pKa) of three indicators, bromocresol green, phenolphthalein and methyl orange, were determined by scanning the solution of indicators and deposited pH paper in these solutions (in each step of color-changing solution) and then chemometrics method. These methods are simple, fast, and inexpensive. For this reason, first, the vessels containing the indicator solution and pH paper (in each step of color-changing solution) were scanned by the scanner, and then the images of sample solutions and pH papers were transferred to a computer using Microsoft Photo Editor (Microsoft XP). RGB values were measured, in each pixel, with the image processing tool box of MATLAB. In MATLAB (2013) software, a novel program was written based on RGB values, for calculating pKa indicators. The agreement between obtained pKa by this method and values reported in the literature demonstrates the utility of the method here used.

    Keywords: Acid dissociation constant, Solution scanometric method, Chemometric method, MATLAB software
  • Marjan Rafiee *, Parvane Amini, Shahla Mozaffari, Juliet Ordukhanian Pages 50-55
    Fuel cells can directly convert chemical energy into electric energy with high conversion efficiency and no pollution. Among many factors affecting the chemical-electrical energy conversion, oxygen reduction reaction (ORR) on cathode is the pivot in fuel cell. This reaction is a kinetically slow process, which dominates the overall performance of a fuel cell. The ORR can proceed through two ways. One is a direct four-electron pathway, in which O2 is reduced directly to water without involvement of hydrogen peroxide. The other is a less efficient two-step two-electron pathway in which hydrogen peroxide is formed as an intermediate. To achieve a high efficiency fuel cell, the four-electron pathway is expected to occur. Because the ORR process is very slow in nature, catalysts must be used to facilitate the four-electron pathway to boost the efficiency of fuel cells. Traditionally, such electro catalysts are platinum and its alloys, but they are expensive and susceptible to time-dependent drift and CO poisoning, which limits large-scale application of the fuel cell. There have been intensive research efforts to reduce or replace Pt and Pt based alloys electrodes in fuel cell. In this work using calculated NMR and NQR parameters in some nitrogen-containing graphene sheets (with one or two nitrogen), the effect of nitrogen atom on charge density of carbon atoms was studied. The results showed that in the presence of nitrogen, charge density of some carbon atoms decreased and these atoms are better candidate as catalyst active site than pure graphene.
    Keywords: Fuel Cell, Nitrogen-Containing Graphene Sheets, catalyst, NQR Spectroscopy
  • Kobra Hasheminasab *, Karim Shahbazi Pages 56-62

    In the present work, switchable hydrophilic solvent-based extraction (SHSE) followed by high performance liquid chromatography with UV detection (HPLC-UV) was used to determine free amino acids in fertilizer samples. During the phase transformation of SHSE, the organic phase appeared to effectively capture the target analytes. In this extraction technique, 200 μL of a water-immiscible solvent (dipropylamine) is used, which can be solubilized in the acidic aqueous phase. Phase separation is then brought about by the addition of sodium hydroxide. The variables affecting this method were optimized to achieve the best extraction efficiency. The optimized conditions included: volume of sample 25 mL, volume of extraction solvent 200 μL, and extraction time 2 min. Under the optimal experimental conditions, good detection limits (0.0006-0.0021 µmol ml-1), linearities (R2 > 0.997), and precision (relative standard deviation less than 5.0%) were obtained. Finally, the developed method was successfully applied to the determination of target analytes in different types of fertilizer samples and acceptable recoveries (> 97.2%) were obtained.

    Keywords: Switchable Hydrophilic Solvent-Based Extraction, free amino acids, fertilizer, dipropylamine, HPLC-UV
  • Zahra Nazari, Zarrin Eshaghi Pages 63-77

    In this study, an electrochemical sensor for simultaneous measurement of morphine and fentanyl based on a modified pencil graphite electrode with a semiconductor nanocrystalline structure was developed.The first layer of the sensor has a core of thioglycolic acid-bonded cadmium selenidequantum dot (TGA-CdSe), surrounded by a second layer, zinc sulfide quantum dot (ZnS). Functionalized carbon nanotubes (FCNT) have also been used to reinforce the sensor structure (TGA-CdSe/ZnS@FCNT). Measurements were performed by differential pulse voltammetry (DPV) and cyclic voltammetry (CV).The synthesis of nanostructures was confirmed by FTIR, EDX, SEM and XRD. In order to optimize the effective factors in the performance of this sensor, the Taguchi orthogonal array (OA16) design has been utilized. TheCV voltammograms showed irreversible oxidation peaks at potentials of 0.9 V and 0.38 V for fentanyl and morphine respectively. The transfer coefficients (α) of 0.96for morphine and 0.95 for fentanyl obtained. The diffusion coefficients gained on the electrode surface by chronoamperometrywere 3.84×10-6cm2 s-1and1.615×10-6cm2s-1 for morphine and fentanyl, respectively. Under optimal conditions, the linear concentration range and detection limit for morphine were 0.08-100 μM, and 0.024 μM. For fentanyl two linear ranges of 0.02-8μM, 8-100 μM and 0.006 μM were obtained. The fabricated sensor can be well used for the simultaneous measurement of morphine and fentanyl in biological samples with acceptable relative recoveries in the range of 98.3-102.

    Keywords: Morphine, Fentanyl, Cadmium Selenide Quantum Dot, Zinc Sulfide Quantum Dot, Multi-Walled Carbon Nanotubes
  • Mohammad Mazloum-Ardakani Pages 78-87

    In this research, a novel modified glassy carbon electrode (GCE) was successfully fabricated with a tri-component nanocomposite consisting of 5-(3,4-dihydroxyphenyl)8,8-dimethyl-2-(methyl thio)-7,8,9,10-tetrahydropyrimido [4,5-b]quinolone-4,6(3H,5H)-dione (PQ23) and Nitrogen-doped reduced graphene oxide aerogel/molybdenum oxide nanorods (PQ23/N-doped-rGO/MoO2 /GCE) as sensing platform toward hydrazine (HDZ). The nanocomposite is characterized by MAP analysis, X-ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Through electrochemical investigations, the electron transfer coefficient between PQ23 and the N-doped-rGO/MoO2 /GCE (glassy carbon electrode which was modified with reduce graphene oxide decorated by molybdenum oxide nanorods) and the apparent charge transfer rate constant, ks, and diffusion coefficient (D) were calculated. Electrochemical behavior and electrocatalytic activity of the nanocomposite modified GCE were studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV), and differential pulse voltammetry (DPV). Under the optimum experimental condition, the designed sensor exhibited high sensitivity and suitable selectivity for hydrazine oxidation, enabling the detection of hydrazine with a linear range of 25.0-1000.0 µM and a good detection limit (3σ) was 4.2 µM. The designed electrochemical sensor shows good repeatability, reproducibility, and acceptable stability with an RSD less than 3.2%.

    Keywords: Electrochemical Sensor, Graphene Aerogels, Nitrogen-Doped Aerogels, MoO2, Hydrazine
  • Afroozeh Arabi, Alireza Mohadesi *, Mohammad Ali Karimi, Mehdi Ranjbar Pages 88-96

    In this study, a new Zeolite Al/Na (ZAN) was synthesized and characterized and then a new modified Carbon Paste Electrode with ZAN was made to determine Acetaminophen. Electrochemical studies using Linear Sweep Voltammetry and differential pulse voltammetry were used to determine electrochemical  Acetaminophen . In the presence of Acetaminophen , modified electrode with ZAN shows a specific anodic peak at ~ 0.59 volts which is the result of using electrocatalytic oxidation of  Acetaminophen . The determination limit of this method to measure  Acetaminophen was 5.8 µM, the relative standard deviation for 7 repeated measurements was 1.1 % and linear range of the calibration to measure  Acetaminophen was 10 up to 115 µM . for the characterization of ZAN nanostructures we used SEM (Scanning Electron Microscopy), DLS (Dynamic Light Scattering) and FT-IR (Fourier-Transform Infrared spectroscopy).

    Keywords: Zeolite Al, Na, Carbon Paste Electrode, Acetaminophen, Electroanalysis
  • Evaluation of Manganometry Method Replacement by Cementation Method to Remove of Cobalt from Zinc Sulfate Solution
    Vahid Vahid Fard, Keivan Shayesteh, Pourya Abbasi, Saeid Salimi Pages 97-108

    One of the effective and important steps of the production of Zn in zinc factories is the purification step to remove the general impurities such as cobalt, nickel, and cadmium that can cause the creation of problems in the electrowinning process. In Iran's zinc factories, firstly, at the hot purification step cobalt using the manganometry method, and then at the cold purification step nickel & cadmium using the cementation method with the help of Zn powder removed. In the aim of this study is evaluated the usability of the cementation method instead of the manganometry method. In this paper, important and effective parameters such as temperature, Zn powder dosage, mixing time, amount of trioxide antimony, copper sulfate effect, particle size, zinc ions concentration, mixing speed, and pH of zinc sulfate solution were studied and optimized. The Optimal state is obtained at 85 °C, pH= 4.5, 20 mg/L Sb2O3 concentration, 8 g/L zinc dust, 600 rpm mixing speed in 75 minutes. Decreasing the particle size of zinc dust increased the removal efficiency, but increasing the amounts of copper sulfate and zinc ions caused decreasing in efficiency. Results showed that cobalt, nickel, and cadmium removal efficiencies for the manganomery method were 99%, 0%, and 20% and for the cementation method were 99.5%, 99.7%, and 99.9%, respectively. Also, results indicated that the cementation method due to the increase of soluble zinc concentration; not being removes of manganese ions; simultaneous removal of impurities such as cobalt, nickel, and cadmium in a single step; and saving time and cost, has a higher performance rather than to manganometry method.

    Keywords: Zinc Sulfate Solution, Cobalt Removal, Manganometry Method, Cementation Method, Optimization