รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- การวิเคราะห์หาปริมาณเหล็กในน้ำโดยใช้สารสกัดแทนนินเป็นรีเอเจนต์
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Expointing tannin Extract as an alternative natural reagnt for determination of iron in water
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 19 พฤศจิกายน 2556
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 18 พฤศจิกายน 2557
- ประเภทของการวิจัย :
- การพัฒนาทดลอง
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- เหล็กเป็นโลหะที่กระจายตัวอยู่ทั่วไปที่ผิวโลก มีอยู่ที่ผิวน้ำและน้ำบาดาลในรูปของสารละลายและตะกอน ซึ่งถ้าหากมีเหล็กปนเปื้อนมากกว่า 0.3 มิลลิกรัมต่อลิตร จะปรากฏตะกอนสีน้ำตาลเข้มลอยอยู่ที่ผิวน้ำ สำหรับน้ำที่ปนเปื้อนของเหล็กมากกว่าระดับปกติ ซึ่งมักสังเกตได้ง่ายจากการเกิดแผ่นฟิลม์วาวบนผิวน้ำบริเวณที่สัมผัสกับอากาศ เมื่อใช้น้ำสนิมในการชะล้างมักจะไม่เกิดฟองและทำให้เกิดรอยหมองคล้ำบนเสื้อผ้า นอกจากนี้ยังทำให้เกิดรอยสนิมติดบริเวณภาชนะที่ใช้บรรจุ เกิดคราบสนิมเคลือบตามเครื่องสุขภัณฑ์และอื่นๆ และมักตกตะกอนอุดตันตามช่องว่างของท่อกรอง เหล็กที่ละลายอยู่ในน้ำบาดาล มีอยู่ 2 แบบ คือ Fe+2 (ferrous) และ Fe+3 (ferric) โดย Fe+2 สามารถละลายน้ำได้และไม่คงที่(unstable) เมื่อถูกอากาศจะเปลี่ยนไปเป็นรูปของ Fe+3 ซึ่งไม่สามารถละลายนํ้าได้ และจะตกเป็นตะกอน ในตอนแรกนํ้าจะใส แต่เมื่อทิ้งไว้สักครู่นํ้าจะกลายเป็นสีนํ้าตาลขุ่น และมีตะกอนของสนิมเหล็กนอนก้น ดังปฏิกิริยา (รัตนา สนั่นเมือง และคณะ, 2551; ฐาปนนท์ และคณะ, 2541) 2 Fe+2 + 4 HCO3 + H2O + 1/2O2 2 Fe (OH)3 + 4 CO2 การวิเคราะห์หาปริมาณเหล็กมีวิธีการแตกต่างกันมากมาย ซึ่งโดยทั่วไปแล้วใช้สารเคมีเป็น รีเอเจนต์ เช่น thiocyanate, 1,10-phenantroline, bathophenantroline, 2,2-bipyridyl, eriochome cyanine R และ cetyltrimethylammonium ซึ่งถ้าของเสียจากการศึกษาดังกล่าวนี้ไม่ได้ถูกเก็บไว้อย่างถูกต้อง สารเหล่านี้จะเป็นแหล่งก่อให้เกิดการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม เช่น ในดินและน้ำได้ จากข้อมูลดังกล่าวจึงส่งผลให้งานวิจัยในเชิงเคมีสีเขียวเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย โดยมีวัตถุประสงค์หลักคือ ลดความเป็นพิษหรือลดปริมาณการใช้สารเคมีในการศึกษา ในงานวิจัยนี้ มีความสนใจการใช้สารสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลังเป็นรีเอเจนต์สำหรับวิเคราะห์หาปริมาณเหล็กในน้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาติ ซึ่งวิธีการวิเคราะห์ที่เลือกศึกษาคือเทคนิค Flow Injection Analysis (FIA) ซึ่งเป็นเทคนิคการวิเคราะห์สารเคมีที่ไม่ซับซ้อน ราคาถูก มีประสิทธิภาพและความถูกต้องแม่นยำ สามารถประยุกต์และพัฒนาได้อย่างต่อเนื่อง อีกทั้งยังเป็นการลดปริมาณการใช้สารเคมีในการวิเคราะห์ และใช้ต้นทุนต่ำกว่าอีกด้วย
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1. เพื่อพัฒนาวิธีการหาปริมาณเหล็กในน้ำ โดยประยุกต์ใช้กับระบบ Flow injection Analysis และใช้รีเอเจนต์ที่ได้จากใบมันสำปะหลังเพื่อลดปริมาณการใช้สารเคมี 2. เพื่อวิเคราะห์หาปริมาณเหล็กในน้ำตัวอย่างจากแหล่งน้ำธรรมชาติ
- ขอบเขตของโครงการ :
- วิเคราะห์หาปริมาณเหล็กในน้ำตัวอย่างจากแหล่งน้ำธรรมชาติ โดยใช้รีเอเจนต์ที่ได้ใบมันสำปะหลัง และประยุกต์ใช้กับระบบ Flow injection Analysis
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- อุปกรณ์และสารเคมี 1. อุปกรณ์และสารเคมีที่ใช้ในการสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลัง 1.1 อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ (1) เครื่องชั่งละเอียด (2) เครื่อง UV-vis-spectrophotometer (3) เครื่องควบคุมอุณหภูมิ (cooling bath) (4) อุปกรณ์แยกสกัดสาร (soxhlet extractor) (5) อุปกรณ์ระเหยสุญญากาศ (evaporator) (6) อุปกรณ์กรองสุญญากาศ (sucker pump) (7) อุปกรณ์อื่นๆ เช่น ขวดรูปชมพู่ กรวยกรอง กระบอกตวง ปิเปต แท่งแก้วคนสาร เป็นต้น 1.2 สารเคมี (1) น้ำ (2) อะซิโตน (2) เอทานอล การทดลอง 1. การพิจารณาเลือกใช้สารสกัด จากการค้นข้อมูลที่ได้มีผู้ทำการศึกษา วิธีการสกัดสารแทนนินจากพืช พบว่า มีการใช้สารที่แตกต่างกันในการสกัด เช่น น้ำ อะซิโตน เมทิลแอลกอฮอล์ เบนซิน บิวทานอล เฮกเซนปิโตรเลียมอีเธอร์ไดเอทิลอีเธอร์ เอทิลอะซิเตท และสารละลายกรดไฮโดรคลอริกผสมเมทิลแอลกอฮอล์ ซึ่งจากการศึกษาของหลายงานวิจัยพบว่า สารที่สามารถสกัดสารแทนนินจากพืชหรือจากใบมันสำปะหลังได้ดี คือ อะซิโตน และเอทิลแอลกอฮอล์ และแทนนินสามารถละลายน้ำได้ ดังนั้นจึงได้เลือกใช้สารสกัด 3 ชนิดในการสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลัง ได้แก่ น้ำกลั่น อะซิโตน และเอทิลแอลกอฮอล์ ทั้งนี้ อะซิโตน และเอทิลแอลกอฮอล์ ที่นำมาใช้ในการสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลังในครั้งนี้ ได้เลือกความเข้มข้นของสารทั้งสองที่ความเข้มข้นเท่ากัน คือ ความเข้มข้น 50% , 60% , 70% , 80% และ 90% 2. การวิเคราะห์หาปริมาณ Total Phenlic Compound ด้วยเครื่อง UV-vis-pectrophotometer โดยวิธี Folin & Ciocalteaus reagent 2.1 การวิเคราะห์ Total Phenlic Compound (1) เตรียมสารละลายมาตรฐานของ tannic acid เข้มข้น 100 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยการชั่งสาร tannic acid 10 มิลลิกรัม ละลายในน้ำกลั่น แล้วปรับปริมาตรเป็น 100 มิลลิลิตร (2) ปิเปตสารละลายจากข้อ 1 ปริมาตร 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 และ 2.5 มิลลิลิตร ใส่ลงไปในขวดวัดปริมาตรขนาด 50 มิลลิลิตร (3) เติม folin-ciocalteu phenol reagent 1 มิลลิลิตร ลงในสารละลายข้อ (2) และเขย่า (4) เติม 20% Na2CO3 5 มิลลิลิตร ลงไป ปรับปริมาตรเป็น 50 มิลลิลิตร จากนั้นเขย่าให้สารละลายเข้ากัน (5) ตั้งสารละลายทิ้งไว้ 20 นาที จากนั้นทำการวัดค่าการดูดกลืนแสงด้วยเครื่องUV-vis-spectrophotometer (6) สร้างกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าการดูดกลืนแสงกับความเข้มข้นของ tannic acid (7) วิเคราะห์สารตัวอย่าง โดยทำตามขั้นตอนในข้อ (3-5) (8) หาค่า total phenolic compound จากสมการมาตรฐาน 3. การศึกษาสารสกัด และระยะเวลาที่เหมาะสมและดีที่สุดในการสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลังโดยใช้สารสกัดเพียงชนิดเดียว ในการสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลังครั้งนี้เลือกใช้สารประเภทที่มีขั้ว 3 ชนิด ในการสกัด คือ น้ำกลั่น อะซิโตน และ เอทิลแอลกอฮอล์ โดยในเบื้องต้นใช้ปริมาณสาร 400 มิลลิลิตรต่อปริมาณใบมันสำปะหลัง 40 กรัม ทำการสกัดสารแทนนินด้วยเครื่องแยกสกัดสาร (soxhlet extractor) จากนั้นทำการเก็บตัวอย่าง เพื่อนำไปวิเคราะห์หาปริมาณสารแทนนินที่สกัดได้ตามช่วงระยะเวลาต่างๆ คือ 0.5, 1, 2, 3, 4 และ 5 ชั่วโมง ตามลำดับ ทั้งนี้การสกัดด้วยอะซิโตน และเอทิลแอลกอฮอล์นั้น ใช้สารที่มีความเข้มข้นแตกต่างกันไปในการสกัด โดยความเข้มข้นของสารทั้งสองชนิดที่เลือกใช้เท่ากัน คือ 50% , 60% , 70% , 80% และ 90% ตามลำดับ ทำการเก็บตัวอย่างสารละลายที่สกัดได้ และคำนวณหาปริมาณสารแทนนินในสารละลายนั้น ด้วยเครื่อง UV-vis-spectrophotometer ตามเวลาที่กำหนดไว้เป็นระยะ เพื่อพิจารณาระยะเวลาที่ใช้ในการสกัด และอัตราส่วนที่เหมาะสม และดีที่สุดในการสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลัง 4. ศึกษาระยะเวลา ที่เหมาะสม และดีที่สุด ในการสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลัง โดยใช้สารผสมระหว่าง อะซิโตน 60% กับ เอทิลแอลกอฮอล์ 80% ในอัตราส่วน 1 ต่อ 1 ในการสกัด สารผสมที่เลือกใช้ในการสกัดสารแทนนิน คือ อะซิโตน 60% กับ เอทิลแอลกอฮอล์ 80% ผสมเป็นสารละลาย ในอัตราส่วน1 ต่อ 1 และระยะเวลาที่เลือกสกัด คือ 0.5, 1, 2, 3, 4 และ 5 ชั่วโมง ตามลำดับ จากนั้นพิจารณาข้อมูลระหว่างปริมาณสารแทนนินที่สกัดได้กับระยะเวลาที่ใช้ในการสกัด จากนั้นทำการเก็บตัวอย่างสารละลายที่สกัดได้ และคำนวณหาปริมาณสารแทนนินในสารละลายนั้น ด้วยเครื่อง UV-vis-spectrophotometer ตามเวลาที่กำหนดไว้ เพื่อพิจารณาระยะเวลาที่เหมาะสมและดีที่สุด 5. ศึกษาปริมาณพืช ระยะเวลาที่เหมาะสมในการสกัดสารแทนนิน และปริมาณสารแทนนินที่สกัดได้จากใบมันสำปะหลังโดยใช้ อะซิโตน 60% กับ เอทิลแอลกอฮอล์ 80%ในอัตรา ส่วน 1 ต่อ 1 ในการสกัด ทำการสกัดสารแทนนินจากใบมันสำปะหลัง โดยใช้ปริมาณใบมันสำปะหลังที่เพิ่มมากขึ้นเพื่อพิจารณาถึงปริมาณพืชที่เหมาะสมที่สุด ที่สามารถสกัดสารแทนนินออกมาได้มากที่สุด และระยะเวลาที่ทำการทดสอบได้เลือกใช้ระยะเวลา 5 ชั่วโมงเป็นหลัก และเลือกใช้ระยะเวลาที่ต่ำกว่า และมากกว่าในการสกัดเพิ่มเข้าไปในงานทดลอง เพื่อพิจารณาระยะเวลาที่ดีที่สุดอีกครั้ง โดยสารที่ใช้สกัด คือ อะซิโตน 60% ผสมกับ เอทิลแอลกอฮอล์ 80% ในอัตราส่วน 1 ต่อ 1 ใช้พืชปริมาณ 40, 60, 100, 120, 140 และ 150 กรัม และระยะเวลา 1–6 ชั่วโมง ตามลำดับ เก็บตัวอย่างไปทำการตรวจวัดปริมาณสารแทนนินที่สกัดออกมาได้โดยใช้เครื่อง UV-visspectrophotometer ตามเวลาที่กำหนดไว้ เพื่อพิจารณาระยะเวลา และปริมาณพืชที่เหมาะสมและดีที่สุด เมื่อทำการสกัดสารแทนนินได้ตามปริมาณที่ต้องการแล้ว นำสารแทนนินที่สกัดได้ไปทำการแยกสารสกัดออก ด้วยเครื่องระเหยสุญญากาศ เพื่อให้สารสกัดแทนนินที่ได้ เป็นสารละลายสารแทนนิน เข้มข้น จากนั้นเก็บใส่ขวดสีชา เพื่อเตรียมนำไปทดสอบประสิทธิภาพของสารสกัดแทนนินที่สกัดได้จากใบมันสำปะหลังโดยนำไปประยุกต์ใช้เป็นรีเอเจนต์สำหรับการวิเคราะห์หาปริมาณเหล็กในน้ำจากธรรมชาติต่อไป 6. การวิเคราะห์หาปริมาณเหล็กในน้ำจากธรรมชาติด้วยสารสกัดแทนนินจากใบมันสำปะหลัง การวิเคราะห์หาปริมาณเหล็กในน้ำจากธรรมชาติด้วยสารสกัดแทนนินจากพืช โดยเทคนิคที่ใช้ในการวิเคราะห์ คือ Flow Injection Analysis (FIA) และเพื่อทำการทดสอบความถูกต้อง (Accuracy) ของวิธีวิเคราะห์ดังกล่าว จึงต้องทำการเติม (Added หรือ Spiked) สารละลายมาตรฐานของเหล็กลงในสารละลายตัวอย่างข้างต้น และทำการเปรียบเทียบปริมาณเหล็กที่ตรวจพบโดยใช้สารสกัดแทนนินจากพืชกับรีเอเจนต์ชนิดอื่น
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- -
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นางสาววัญเพ็ญ คงเพ็ชร นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 100%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
