استفاده از روش محاسباتی DFT برای مطالعه تأثیر عوامل فیزیکی بر روی گستره pH تغییر رنگ شناساگرهای آزو: متیل‌رد و متیل اورانژ
محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپیمهدیه صادق پور 1 , فرزانه زنجانچی 2
1 - گروه شیمی، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران
2 - گروه شیمی، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران
کلید واژه: نظریه تابعی چگالی DFT), رنگ آزو, دما, شناساگر, هالوکرومیک, فشار, pH),
چکیده مقاله :
رنگ‌های آزو دسته مهمی از ترکیبات هستند که به عنوان شناساگر pH بکار می‌روند و در ساختار سنسورهای جدید نیز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. در این پژوهش، مطالعه نظری در مورد نقش فاکتورهای فیزیکی بر روی رفتار رنگ‌های آزو هالوکرومیک صورت گرفته است. رنگ‌های آزوی مورد مطالعه در این پژوهش، متیل‌رد و متیل‌اورانژ هستند. مقادیر بدست آمده برای ثابت تعادل توتومری نشان می‌دهد که فرم آزوی این شناساگرها پایدارتر از فرم هیدرازون آنها است. بنابراین در این مقاله، رابطه تعادل اسید و باز شناساگرهای فرم آزو مورد بررسی قرار می‌گیرند. همچنین گستره تغییر رنگ pH شناساگرها و تغییرات pH و همچنین تأثیر فاکتورهای فیزیکی بر روی تعادل اسید و باز شناساگرها مورد بررسی قرار خواهند گرفت. بررسی‌ها نشان می‌دهند که افزایش دما سبب کاهش گستره pH تغییر رنگ شناساگرها می‌شود. تأثیر فشار روی تغییرات pH با افزایش فشار، کاهش خواهد یافت و نوع شناساگر تأثیری روی نتیجه ندارد.بررسی‌ها نشان می‌دهد که با افزایش قطبیت حلال، گستره تغییرات pH کاهش خواهد یافت و استفاده از ایزوتوپ اتم‌ها نیز باعث کاهش گستره pH تغییر رنگ شناساگرها می شود. اما تغییرات pH بستگی به نوع اتم و نوع شناساگر دارد. این تحقیق می‌تواند به طراحی سنسورهای حساس به pH کمک نماید.
Azo dyes are an important group of indicator that are used as pH sensors and can also be used in the structure of new sensors. In this research, a theoretical study has been conducted on the role of physical factors on the behavior of azo-halochromic dyes. The azo dyes studied in this paper are methyl red and methyl orange.The values obtained for the totomeric equilibrium constant show that the azo form of these indicators is more stable than their hydrazone form. Therefore, in this paper, only the relationship between acid-base equiblirum of azo form indicators is investigated. Also, the range of color change of pH indicators and the effect of physical factors on acid-base equiblirum of indicators will be examined. Studies show that increasing the temperature reduces the pH range of the color change of the indicators but the effect of pressure will decrease with increasing pressure, and the type of indicator will not affect this result.Studies also show that increasing polarity of the solvent and the use of isotopes of atoms will decrease the pH range of color change of the indicators. The method used in this research can be help the development of pH-sensitive sensors.
_||_