Равновесие и кинетика сорбции алифатических аминокислот из водных растворов на клиноптилолитовом туфе

• Автор: Черенкова, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Современные представления о взаимодействиях

в сис теме биологически активное вещество вода

1.2 Строение и сорбционные характеристики природных цеолитовых туфов

1.2.1 Структура и физикохимические свойства природных цеолитовых туфов

1.2.2 Исследования равновесия и кинетики сорбции на цеолитовых туфах

Глава 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Характеристика исследуемых аминокислот

2.2 Ме тодика фотоколориметрического определения концентрации аминокислот в водных растворах
2.3 Микрокалориметрическое исследование тепловых эффектов растворения аминокислот
2.4 Исследуемый клиноптилолитовый туф и его физикохимические свойства, подготовка клиноптилолитового туфа к работе
2.5 Методика проведения спектрального эмиссионного анализа
2.6 Оценка гидратационных свойств клиноптилолитового туфа методом термического анализа
2.7 Определение концентрации калия и натрия в фильтрате
2.8 Определение содержания ионов кальция методом комплексонометрии с индикатором мурексидом
2.9 Методика рентгенодифракционных исследований
2. Методика получения ЙКспектров
2. Определение гидратационной способности аминокислот и клиноптилолитового туфа методом изописстирования
2. Методика электронной микроскопии
2. Методика сканирующей зондовой микроскопии
2. Проведение процесса сорбции алифатических аминокислот на
клиноптилолитовом туфе статистическим методом
2. Исследование кинетики сорбции алифатических аминокислот на клиноптилолитовом туфе
2. Статистическая обработка результатов анализа
Глава 3. ОЦЕНКА ГИДРАТАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ АЛИФАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ
3.1 Взаимодействие воды с кристаллами алифатических аминокислот
3.2 Термохимические характеристики образования водных растворов алифатических аминокислот
Глава 4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОРБЦИИ АМИНОКИСЛОТ, РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ ДЛИНОЙ БОКОВОГО РАДИКАЛА,
НА КЛИНОПТИЛОЛИТОВОМ ТУФЕ
4.1 Равновесие в системе климоптилоли говый туф вода алифатическая аминокислота , . V
4.2 Равновесие обмена в системе клиноптилолитовый туф фенилаланин глицин
Глава 5. КИНЕТИКА СОРБЦИИ АМИНОКИСЛОТ НА КЛИНОПТИЛОЛИТОВОМ ТУФЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Следует отметить, что ионы с положительной гидратацией понижают структурную температуру воды, а ионы с отрицательной гидратацией приводят к е увеличению ,. Вариант ИКспектроскопии, описанный Луком , представляет собой эффективное средство для количественного определения концентрации воды вблизи свободных и образовавших водородные связи ОНгрупп. Природа структурообразующего фактора становится понятной, если принять, что диполи воды ориентируются под действием кулоновских сил в поле ионов. Совокупность экспериментальных данных о термодинамических свойствах растворов органических соединений, полученных в работе свидетельствуют о том, что изменения свойств воды вокруг органических молекул и их отдельных атомных групп затрагивают одну или, как максимум, две координационные сферы. Это заключение справедливо как для заряженных, так и для полярных и гидрофобных молекул и атомных групп. Свойства воды в пределах этого объма гидратной оболочки существенным образом зависят от типа атомной группы. Вода сильно структурированный растворитель, обладающий способностью к автосольватации, хорошо сольватирует и растворяет полярные соединения. Поэтому наиболее сильные изменения свойств воды наблюдают в гидратных оболочках заряженных атомных групп. Характеристики гидратных оболочек гидрофобных атомных групп значительно отличаются от характеристик гидратных оболочек заряженных и полярных групп 9,, поэтому представляет интерес исследование биологически активных веществ, содержащих оба типа групп атомов. Изучением влияния органических соединений, имеющих в свом составе гидрофильные полярные группы и гидрофобный радикал, на структуру воды занимались авторы . Они отмечают, что большинство аминокислот обладают различной способностью разрушать структуру водных сред, что обусловлено балансом между способностью аминокислот к отрицательной и положительной гидрофильной и гидрофобной гидратации. Гидратация аминокислот складывается из различных типов взаимодействий между органическими ионами и молекулами воды. Электрическое поле ионов приводит к деформации электронного облака молекул воды поляризации. Молекулы воды, непосредственно примыкающие к ионам, сильно ориентированы и сжаты силами иондипольного взаимодействия. Электрическое поле ионов изменяет ориентацию дипольных молекул воды, искажая первоначальную льдоподобную структуру, а также сжимая молекулы воды эффект электрострикции. Крупные ионы оказывают стерический эффект, который заключается в деформации структуры воды. Однако ионы аминокислот имеют гидрофобные углеводородные группы и в целом оказывают на воду упорядочивающее влияние. Когда вблизи тетраэдрически связанных молекул воды находится гидрофобная частица, энергия вандерваальсовой связи, ориентированной по отношению к растворенной молекуле, снижается по сравнению с ситуацией, когда на месте растворенной молекулы находится молекула воды, что стабилизирует тетраэдрически связанное размещение, т. Это явление носит название гидрофобной гидратации . Однако результирующее влияние на структуру воды ионов, содержащих способные образовывать водородные связи группы ЫН2, ОН, невелико поскольку эти ионы внедряются в упорядоченные молекулярные кластеры воды с образованием водородных связей, они не очень деформируют их решетчатую структуру. Молекулы аминокислот содержат в своем составе полярные группы ОН, ИНз, СООН, образующие водородные связи с молекулами воды заряженные группы ЭЧНз, СОО, вызывающие сильное элсктрострикционное сжатие воды в своей гидратной оболочке гидрофобные группы, влияние которых па многие характеристики воды качественно отличается от влияния полярных и ионных групп ,. Известно , что все свойства водных растворов гетерофункциональных соединений определяются главным образом влиянием двух факторов специфических взаимодействий между водой и гидрофильными группами молекул и взаимодействием воды с гидрофобными группами. Гидрофильная гидратация функциональных групп и гидрофобная гидратация неполярных фрагментов действуют кооперативно и совместно участвуют в образовании гидратной структуры биомолекулы .