Закономерности процесса электровосстановления кислорода в присутствии антиоксидантов и их применение в аналитической практике

• Автор: Аврамчик, Олеся Александровна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физикохимические закономерности процесса электровосстановления кислорода

1.1.1. Влияние природы материала электрода на процесс ЭВ

1.1.2. Влияние природы растворителя на процесс ЭВ О2.

1.1.3. Влияние раствора на процесс ЭВ

1.1.4. Влияние состава электролита на процесс ЭВ О2

1.1.5. Влияние поверхностоактивных веществ на процесс ЭВ .

1.2. Процесс восстановления кислорода в биологических мембранах

1.3. Классификация и механизмы действия биоантиоксидантов
1.4. Методы определения антиоксидантной активности.
1.5. Методы определения антиоксидантной активности, основанные на восстановлении кислорода.
ГЛАВА 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В УСЛОВИЯХ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ДИФФУЗИИ НА ЭЛЕКТРОДАХ ОГРАНИЧЕННОГО ОБЪЕМА.
2.1. Закономерности процесса электровосстановления кислорода в присутствии антиоксидантов в водных средах.
2.2. Определение оптимальных условий для оценки антиоксидантной активности с использованием методов планирования эксперимента
ГЛАВА 3. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Приборы, ячейки, электроды, растворы и реактивы.
3.2. Объекты исследования
3.3. Методика эксперимента.
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В ПРИСУТСТВИИ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ АНТИОКСИДАНТОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ.
4.1. Влияние аскорбатов металлов на кинетику катодного восстановления кислорода в условиях квазиобратимого электродного процесса.
4.2. Влияние консервантов на кинетику катодного восстановления кислорода в условиях квазиобратимого электродного процесса.
ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЕ КИСЛОРОДА В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ
5.1. Исследование свойств препарата моноглюкозида токоферола водорастворимой формы атокоферола
5.2. Определение антиоксидантной активности лекарственного растительного сырья.
5.3. Определение антиоксидантной активности косметических средств
5.4. Сравнительная характеристика гипероксигенированных инфузионных растворов.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЛИТЕРАТУРА


Несмотря на то, что изучение кинетических закономерностей данного процесса велось с х годов ХХго века 2, исследования в этой области продолжают занимать важнейшее направление в современной электрохимии кислорода. В связи с многообразным применением процесса восстановления кислорода данная реакция стала объектом многочисленных исследований советских и зарубежных электрохимиков 15. В году, обобщив накопленные ранее сведения о механизме и физикохимических закономерностях катодного восстановления кислорода, авторы 6 разработали более полную теорию расчета кинетических параметров для наиболее вероятного механизма ЭВ на ртутнокапающем электроде. Настоящую революцию в исследовании механизма процесса ЭВ произвело использование вращающегося дискового электрода 79. В году в работе теоретически рассмотрен общий случай, учитывающий возможность протекания различных параллельнопоследовательных реакций кислорода и пероксида водорода. Приведен расчет констант скорости отдельных стадий ЭВ до Н2 и Н по схеме 1. Использование вращающегося дискового электрода с кольцом позволило расширить представления о механизме и кинетике процесса ЭВ . В работе представлено уравнение для расчета практически всех констант скорости процесса ЭВ по схеме 1. Реализация и обратимость каждой из стадий процесса ЭВ , его кинетические параметры, характер лимитирующей стадии зависят от множества факторов материала электрода, состояния его поверхности, среды, состава и свойств электролита, природы растворителя, присутствия какихлибо веществ в растворе и др. Рассмотрим основные из них. Согласно классификации, предложенной Л. М. Антроповым 3, все исследованные металлические электроды по отношению к реакции ЭВ можно разделить на две группы. Ко второй группе ртуть, углерод и углеродистые материалы, золото, кадмий. На металлах первой группы на поляризационных кривых наблюдается одна волна ЭВ О2, что обусловлено меньшим перенапряжением процесса восстановления пероксида водорода и возможностью участия в процессе кислорода, хемосорбированного за счет разряда молекул воды. Здесь в качестве восстанавливающегося агента может выступать адсорбированный атомарный водород. ГНе2Н в кислой среде 1. Н4е Н в щелочной среде 1. Впоследствии было доказано , что, несмотря на наблюдавшуюся одну волну на поляризационных кривых, ЭВ идет через промежуточное образование Н2 в кислой и нейтральной средах и Н в щелочной среде. Однако это полностью не исключает четырехэлектронный механизм ЭВ , а предполагает их параллельное протекание. Вопрос о замедленной стадии процесса ЭВ на электродах данного типа долгое время оставался спорным. Предполагались две возможные схемы лимитирующей стадии катодного восстановления кислорода. К1. И4И02 1. НСГ2НеН2 1. Экспериментально было показано преимущество реализации второй схемы механизма ЭВ 3. Рядом авторов , указываюсь на возможность протекания как первого, так и второго механизма ЭВ О2 в зависимости от характера среды, потенциала электрода и поверхности электрода. Протонирование имеет место, когда адсорбция кислорода протекает с образованием достаточно прочных связей с протоном, повышением плотности отрицательного заряда и разрыхлением связи ОО, что сопровождается расщеплением молекулы и протеканием реакции непосредственно до воды. Когда степень покрытия электрода атомами водорода мала, восстановление кислорода протекает по первому механизму 1. В связи с влиянием адсорбции водорода на процесс ЭВ большое значение приобретает состояние поверхности электрода , . Наличие дефектов на поверхности электрода, увеличение его пористости и шероховатости ведут к увеличению числа активных мест для адсорбции водорода, тем самым увеличивая скорость, а, следовательно, и ток всего процесса ЭВ . Однако это ведет к невоспроизводимости результатов, поскольку, по мере накопления сорбированного водорода и кислорода на поверхности электрода, затрудняются процессы адсорбции десорбции кислорода и продуктов реакции его электрохимического восстановления, в частности, пероксида водорода. Это ведет, в свою очередь, к увеличению скорости каталитического разложения Н2 и накоплению на поверхности электрода.