Потенциометрическое определение лизина, тиамина, пиридоксина, никотиновой кислоты и неорганических ионов при совместном присутствии в водных растворах, основанное на оценке потенциала Доннана

• Автор: Паршина, Анна Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Равновесие на границе ионообменный полимер раствор электролита. Доннановский потенциал

1.1.1. Проблемы экспериментальной оценки потенциала Доннана

1.1.2. Теоретические подходы для оценки потенциала Доннана

1.2. Потенциометрические методы детектирования электролитов

1.2.1. Селективные сенсоры

1.2.2. Мулыисенсорные системы

ВЫВОДЫ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Физикохимические свойства исследуемых ионообменных

полимеров
2.2. Физикохимические свойства растворов исследуемых
аминокислот и витаминов
2.3. Подготовка полимеров и растворов к работе
2.4. Метод определения доннановского потенциала
2.5. ПДсенсор, аналитическим сигналом которого является
доннановский потенциал
2.6. Потенциометрические мультисенсорные системы с ПД
сепсорами
2.7. Планирование эксперимента. Хемометрические методы
обработки многомерных данных
Глава 3. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПДСЕНСОРОВ, АНАЛИТИЧЕСКИМ СИГНАЛОМ КОТОРЫХ ЯВЛЯЕТСЯ ПОТЕНЦИАЛ ДОННАНА
Глава 4. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЕ СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМИНОКИСЛОТ, ВИТАМИНОВ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
4.1. Перекрестно чувствительные и селективные ПДсенсоры для определения аминокислот, витаминов и неорганических солей в водных растворах
4.2. Мультисенсорные системы для анализа растворов лизина моногидрохлорида и тиамина хлорида, содержащих хлориды калия и натрия
4.3. Мультисенсор ная система для анализа лечебнопрофилактических пищевых солей, содержащих лизин моногидрохлорид
4.4. Мультисенсорная система для совместного определения пиридоксина гидрохлорида и никотиновой кислоты в водных растворах
4.5. ПДсенсор для селективного определения лизина моногидрохлорида в присутствии нейтральных аминокислот в водных растворах
Глава 5. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОННОГО СОСТАВА П ЕРФТ ОРСУЛ ЬФОКАТИОНО
ОБМЕННИКОВ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ И АББРЕВИАТУР
Латинские символы С молярная концентрация раствора, мольл И дисперсия
Р число Фарадея, 5 Клмоль масса мембраны, г
К константы диссоциации функциональных групп
М молярная масса вещества, гмоль
п число компонентов
р,Т изоэлектрическая точка амфолита
Я универсальная газовая постоянная, 8,4 ДжмольК
г электрическое сопротивление, Ом
5 крутизна электродной функции, мВрС
Т абсолютная температура, К
V объем, мл
ъ заряд иона
Греческие символы а активность ионов Аф разность потенциалов, мВ
X удельная электропроводность раствора, Ом см1 X молярная электропроводность раствора, Ом, см2моль1 и время, с
стандартный потенциал
у коэффициент активности р плотность раствора, гсм
Верхние индексы О стандартное состояние
Нижние индексы а активация Э доннановский диффузионный
Аббревиатуры ДЭС двойной электрический слой ИСЭ ионоселективный электрод ИОП ионообменный полимер ПОЕ полная обменная емкость
ПСП перфторированный сульфокатионитовый полимер
СЭ стеклянный электрод
ЭГ этиленгликоль
ЭДС электродвижущая сила
ЭМС электромембранная система
ПД потенциал Доннана
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Показано, что преимущественный вклад в ЭДС измерительной цепи вносит потенциал Доннана на границе ионообменный полимер исследуемый раствор. Установлено, что гидрофобность матрицы и отсутствие макропор в структуре перфорированных сульфокатионитовых полимеров ПСП обеспечивают более высокие величины откликов, чувствительность и точность ПДсенсоров по сравнению с полимерами с гидрофильной углеводородной матрицей. Доказано, что ПДсенсоры на основе ПСП в исходных неорганических солевых формах являются перекрестно чувствительными в растворах лизина моиогидрохлорида и тиамина хлорида, содержащих соли щелочных и щелочноземельных металлов. Показано, что соответствующие реакции ионного обмена на границе ПСП исследуемый многокомпонентный раствор являются потенциал определяющими. Показано, что потенциал определяющими реакциями ПДсенсора на основе ПСП в калиевой форме в растворах пиридоксина гидрохлорида и никотиновой кислоты являются реакции ионного обмена с участием соответствующих катионов, тогда как для ПДсеисора на основе ПСП в водородной форме потенциал определяющими являются как соответствующие реакции ионного обмена, так и протолитическне реакции с участием цвиттерионов никотиновой кислоты. Г1Дсенсоров. Обнаружено, что обработка ПСП этил енгл и колем при температуре стеклования полимера позволяет получать модифицированные ПСП в органических формах, отличающиеся от исходных большей концентрацией неассоциированных противоионов, что приводит к увеличению величины отклика и чувствительности Г1Дсеисора к соответствующему органическому компоненту. Практическая значимость работы. Разработаны принципы организации сенсоров для определения органических и неорганических электролитов в водных растворах, аналитическим сигналом которых является потенциал Доннана на 1ранице ионообменный полимер исследуемый раствор. Разработаны потенциометрические мулътисенсорные системы, включающие перекрестно чувствительные ГЩсснсоры, ИСЭ и алгоритмы обработки многомерных данных, для количественного определения лизина, тиамина, пиридоксина, никотиновой кислоты и катионов щелочных и щелочноземельных металлов в многокомпонентных растворах. Новизна ПДсснсоров и мультисенсорных систем подтверждена патентами РФ. Сенсорная система для анализа растворов, содержащих лизин моногпдрохлорид, хлориды калия, натрия и сульфат магния, использована для определения состава лечебнопрофилактической Минеральной соли с пониженным содержанием хлорида натрия. Разработан способ определения ионного состава ПСП в индивидуальных и смешанных неорганических формах, основанный на оценке потенциала Доннана на границе ионообменник исследуемый раствор. Способ использован для экспрессного количественного определения ионного состава ПСП при организации ПДсенсоров. Положения, выносимые на защиту. Потенциал определяющие протолитические реакции и ионный обмен на межфазных границах ионообменников и исследуемых растворов электролитов обеспечивают возможность использования ПДсенсоров для количественного анализа многокомпонентных водных растворов. Перекрестная чувствительность Г1Дсенсоров в зависимости от ионного состава растворов и природы определяемых компонентов, а также ионной формы ионообменников. Потенциометрические мультисенсорные системы с перекрестно чувствительными ПДсенсорами для количественного определения некоторых аминокислот, витаминов и неорганических солей в водных растворах при их совместном присутствии. Публикации. Основное содержание работы отражено в статьях, опубликованных в журналах, входящих в перечень научных изданий ВАК РФ. РФ. Апробация работы. Мембраны, Мембраны Москва, , гг. Ii Ii i i ii Краснодар, гг. Всероссийская конференция ЭМА Абзаково, г. Воронеж, г. IV, V Всероссийские конференции Физикохимические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных Границах ФАГРАН, ФАГРАН Воронеж, , гг. VII Всероссийская конференцияшкола Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении индустрия наносистем и материалы Воронеж, г. Конференцияшкола Иониты Воронеж, , гг.