Потенциометрическое определение лизина моногидрохлорида в водных растворах

• Автор: Агупова, Мария Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л. Физикохимичсскис свойства водных растворов аминокислот

1Л.1. Гидратация аминокислот.

1Л.2. Электропроводность и вязкость растворов аминокислот

1 Л.З. Разделение аминокислот

1.2. Определение физиологическиактивных веществ в водных и газовых средах.

1.2.1. Потребность в лизине и способы его получения

1.2.2. Способы определения лизина в водных растворах.

1.3. Явления на межфазных границах ионообменная мембрана раствор электролита. Потенциометрические сенсоры.
1.3.1. Равновесие на границе раздела фаз ионообменная мембрана раствор электролита. Мембранный потенциал
1.3.2 Потенциал Доннапа
1.3.3 Потенциометрические сенсоры
ВЫВОДЫ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Физикохимические характеристики лизина, глицина, аланина, лейцина
2.2. Кондуктометрические, потенциометрические,
рефрактометрические, вязкостные и ИКспекгроскопические
измерения в водных растворах аминокислот.
2.3. Перфорированные сульфокатионитовые ионообменные полимеры.
2.3.1 Подготовка к работе ионообменных полимеров.
2.3.2 Определение обменной емкости ионообменных полимеров
2.4. Ионообменная смола КУ.
2.4.1 Методика подготовки к работе ионообменных смол.
2.4.2 Определение обменной емкости ионообменных смол.
2.5. Методики определения оптической плотности и ТСХ растворов аминокислот.
2.6. Оценка Доннановской разности потенциалов на границе раздела фаз ПСП раствор аминокислоты.
2.6.1. Исследуемые системы.
2.7. Статистическая обработка результатов
Глава 3. ВЛИЯНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОНОГИДРОХЛОРИДА ЛИЗИНА НА ВОЗМОЖНОСТЬ ЕГО
ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ.
3.1 Электропроводящие, вязкостные, спектральные и оптические свойства концентрированных растворов моногидрохлорида лизина.
3.1.1. Влияние физикохимии концентрированных растворов лизина на
его детектирование.
3.2. Особенности физикохимического поведения разбавленных растворов моногидрохлорида лизина
Глава 4. РАЗРАБОТКА ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО СПОСОБА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИЗИНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
4.1. Влияние модификации перфорированного сульфокатионитового полимера на чувствительность определения лизина в водных растворах.
4.2. Оценка чувствительности и стабильности отклика при потенциометрическом определении лизина в водных растворах.
4.3. Оценка коэффициентов селективности потенциометрического определения лизина в водных растворах моногидрохлорида лизина в присутствии глицина, лейцина, аланина и хлорида аммония.
4.4. Метрологические характеристики потенциометрического способа определения лизина в водных растворах.
4.5. Потенциометрический сенсор для детектирования лизина в водных растворах
Глава 5. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИЗИНА В
ПРОЦЕССЕ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕШАННОГО РАСТВОРА Ьу8НС1Ю1у
5.1. Разделение смеси моногидрохлорида лизина и глицина на катионите КУ.
5.2. Качественный анализ растворов моногидрохлорида лизина и глицина методом ТСХ.
5.3. Количественный анализ растворов моногидрохлорида лизина и глицина спектрофотометрическим методом
5.4. Определение моногидрохлорида лизина потенциометрическим селективным сенсором
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ.
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И АББРЕВИАТУР
Латинские символы а активность ионов
С молярная концентрация раствора, мольл
0 оптическая плотность
Р число Фарадея, 5 Клмоль масса мембраны, г
1 интенсивность полосы поглощения
Кь К2, К3 константы диссоциации карбоксильных и аминогрупп М молярная масса вещества, гмоль п число ионов
рЗ изоэлектрическая точка аминокислоты количество вещества, моль Я универсальная газовая постоянная, 8,4 Джмоль К1 г электрическое сопротивление, Ом степень извлечения компонента,
Яотносительная скорость поднятия растворителя 5 крутизна электродной функции Г абсолютная температура, К V объем, мл г заряд иона
Греческие символы а коэффициент разделения Дф разность потенциалов, мВ ц динамическая вязкость раствора, мПас X удельная электропроводность раствора, Ом1 см1 А, молярная электропроводность раствора, Ом см моль
т время, с
стандартный потенциал
У коэффициент активности р плотность раствора, гсм
Верхние индексы X удельная электропроводность X молярная электропроводность
Нижние индексы а активация Э доннановский сПГГ диффузионный рр величина, относящаяся к раствору т титрант
ЬуБНС1 величина, относящаяся к раствору моногидрохлорида лизина у величина, относящаяся к раствору глицина
Аббревиатуры ДЭС двойной электрический слой ИСЭ ионоселективный электрод ОЕ обменная емкость
ПСП перфторированный сульфокатионитовый полимер
СЭ стеклянный электрод
ТСХ тонкослойная хроматография
ЭГ этилен гликоль
ЭДС электродвижущая сила
ЭМС электромембранная система
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Поэтому проведение исследований, направленных на создание высокочувствительных, селективных и экспрессных методов определения лизина в водных растворах, имеет научную и практическую актуальность. Поскольку в водных растворах аминокислоты являются амфолитами, возможно детектирование их ионных составляющих. Основными достоинствами электрохимических методов анализа, в частности потенциометрических, являются простота измерений, а также возможность их автоматизации и дистанцирования от объекта анализа. Поэтому, на наш взгляд, выделение из суммы скачков потенциала в потенциометрической цепи одной составляющей и использование е в качестве аналитического сигнала может существенно повысить селективность потенциометрического определения изучаемого компонента. Плановый характер работы. Работа выполнялась в соответствии с Координационным планом Научного совета РАН по адсорбции и хроматографии на гг. Х. Разработка физикохимических основ мембранносорбционных методов деминерализации и разделения многокомпонентных аминокислотных смесей, предочистки и обессоливания природных вод. Работа поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований грант 5 р центр а. Для достижения этой цели решались следующие задачи. Комплексное изучение физикохимических свойств водных растворов моиогидрохлорида лизина на основании кондуктометрических, вискозиметрических, рефрактометрических, ИКспектроскопических и потенциометрических измерений. ПСП раствор электролита с целью использования этого метода для детектирования лизина в водных растворах. Изучение гетерогенной погенциалоиределяющей реакции перезарядки лизина при переходе из фазы раствора в фазу катионообменника и возможности с катализа при модификации катионообменника. Разработка способа селективного определения лизина в водных растворах, содержащих глицин, аланин, лейцин, хлорид аммония. Создание потенциометрического сенсора для детектирования лизина, основанного на оценке доннановского потенциала на границе ПСП исследуемый раствор. Детектирование лизина в процессе ионообменного разделения моногидрохлорида лизина и глицина с использованием разработанного сенсора. Научная новизна. На основе комплексного изучения физикохимических свойств растворов моногидрохлорида лизина показана возможность потенциометрического определения концентрации ионов лизина в растворах. Доннана на границе ионообменник раствор электролита из
ЭДС потенциометрической цепи. Установлено, что гетерогенная протолитическая реакция перезарядки ионов лизина при переходе из фазы раствора в фазу катионообменника является потенциалопределяющей. Выявлено, что чувствительность потенциометрического определения ионов лизина в растворах увеличивается в 1,4 раза вследствие катализа
потен циалопределяю щей гетерогенной протолитической реакции при модификации ПСП этилен гликолем ЭГ. Практическая значимость работы. Разработан способ высокочувствительного селективного детектирования лизина в водных растворах в присутствии глицина, аланина, лейцина, их эквимолярной смеси и хлорида аммония. Способ апробирован, внедрен в практику, новизна подтверждена патентом РФ. Создан стабильный, селективный, высокочувствительный потенциометрический сенсор на основе наномодифицированного ПСП для определения лизина в водных растворах, аналитическим сигналом которого служит доннановский потенциал. Проведено детектирование лизина с использованием разработанного потенциометрического способа при разделении смешанного раствора моногидрохлорида лизина и глицина. Положения, выносимые на защиту. Использование доннановского потенциала в качестве аналитического сигнала при потенциометрическом детектировании ионов лизина в водных растворах. Увеличение чувствительности потенциометрического определения ионов лизина в 1,4 раза за счет катализа потенциал определяющей гетерогенной протолитической реакции перезарядки ионов лизина при переходе из фазы раствора в фазу С. Потенциометрический сенсор на основе наномодифицированного ПСП для определения лизина в водных растворах, аналитическим сигналом которого является доннановский потенциал.