مطالعه رفتار يون هاي فلزي كادميوم (Cd2+)، سرب (Pb2+) و نيكل((Ni2+ محلول در آب بكمك شبيه سازي ديناميك مولكولي

Investigation of Cadmium (Cd2+), Lead(Pb2+), and Nickel (Ni2+) Ions Behavior in an Aqueous Solution Using Molecular Dynamics Simulation

در مقاله حاضر خصوصيات مختلف محلول آب و يون هاي فلزي مانند سرعت يونها، نحوه آرايش مولكولهاي آب حول يون فلزي و زمان شركت مولكول هاي آب در لايه تشكيل شده حول يون فلزي به كمك شبيه سازي ديناميك مولكولي بررسي گرديد. نتايج اين تحقيق تشكيل يك آرايش پوسته مانند از مولكول هاي آب در اطراف يون هاي فلزي و تشكيل كمپلكس M(H2O) را نشان مي دهد. تعداد مولكول هاي آب در اين آرايش پوسته اي براي يونهاي سرب، نيكل و كادميوم بترتيب 8، 4/8 و 7 مي باشد. مولكول هاي آب مجاور يون هاي سرب، نيكل و كادميوم به ترتيب 162، 5/161 و 179 پيكو ثانيه در ناحيه پوسته مانند قرار دارند. همچنين مشاهده گرديد كه پايداري كمپلكس هاي M(H2O) براي كادميوم بيشتر از نيكل، و براي نيكل بيشتر از سرب مي باشد.

In this paper the characteristics of heavy metal ions solved in water were investigated using the molecular dynamics simulation; so that the ions velocity, the arrangement of water molecules around the heavy metal ions, and the rate of adsorption of the heavy metal ions in carbon based sorbents were predicted. The results showed that the water molecules around the metal ions form a shell-like arrangement and make the M(H2O) complex. The number of water molecules contributing to make the shell-like arrangement is 8 for lead, 8.4 for nickel, and 7 for cadmium. It was found that the residence time of the water molecules in the shell around the lead, cadmium, and nickel ions are 162 ps, 179 ps, and 161.5 ps respectively. It was observed that the Cd(H2O) complex is more stable than the Ni(H2O); and the Ni(H2O) complex is more stable than the Pb(H2O).