Адсорбция и электроокисление глицина и α-аланина на платине

• Автор: Карташова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 203 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список обозначений и аббревиатур.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Аминокислоты. Водные растворы аминокислот

1.1.1. Строение и основные физикохимические свойства кристаллических глицина и ааланина.

1.1.2. Формы существования аминокислот в водных средах

П.З.Хелатообразование.

1.1.4. Термодинамические свойства и электропроводность

водных растворов аминокислот

1.2, Адсорбция и электроокисление аминокислот и пептидов

на платине и золоте.
1.2.1. Адсорбция аминокислот и пептидов.
1.2.2. Электроокисление аминокислот и пептидов
1.2.3. Анодное растворение металлических электродов
в присутствии аминокислот и пептидов
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Электроды, растворы, ячейка
2.2. Циклическая вольтамперометрия
2.3. Кулонометрия.
2.4. Методы изучения адсорбции аминокислот
2.4.1.Электроокисления в адсорбированном слое.
2.4.2. Бестоковая хронопотенциометрия.
2.4.3. Метод потенциостатических катодноанодных импульсов
2.5.1пзки отражательная ИКспектроскопия.
2.4. Обработка результатов измерения
Глава 3. ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ АДСОРБЦИИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ И ФОРМАЛЬНОКИНЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ.
3.1. Модели монослойной равновесной адсорбции
3.1.1. Основные типы равновесных изотерм нелокализованной адсорбции.
3.1.2. Равновесные изотермы локализованной одноцентровой адсорбции
3.1.3. Эффекты диссоциации и димеризации адсорбата при одноцентровой локализованной адсорбции.
3.1.4. Многоцентровая локализованная адсорбция.
3.1.5. Учет структуры двойного электрического слоя
при ионной адсорбции.
3.1.6. Выбор изотермы и выявление особенностей протекания адсорбции по характеру зависимости
равновесной степени заполнения от концентрации адсорбата.
3.2. Кинетика адсорбционного накопления
Глава 4. АДСОРБЦИЯ ГЛИЦИНА И АЛАНИНА
НА ПЛАТИНЕ
4.1.Выявление возможности отщепления атомарного водорода и установление одно или многоцентрового
характера адсорбции.
4.2. Основные закономерности процесса адсорбции
аниона глицина.
4.2.1. Установление области потенциалов
адсорбции
4.2.2. Исследование адсорбции у на Р1Р1электроде
4.2.3. Исследование адсорбции С1у на гладком РЬэлектроде
4.3.Особенности адсорбционного накопления аниона ааланина.
4.4. Адсорбция катионов глицина и ааланина
на гладкой платине.
Глава 5. КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРООКИСЛЕНИЯ ГЛИЦИНА И АЛАНИНА НА ПЛАТИНЕ
5.1. Линейная вольтамперометрия ОхДебпроцесса,
осложненного недиссоциативной адсорбцией реагентов
5.1.1 Адсорбция Охформы.
5.1.2 Адсорбция Яебформы
5.2. Закономерности анодного окисления глицина
в щелочной среде
5.2.1. О применимости диагностических критериев
метода ЛВА к процессу анодной деструкции аниона глицина.
5.2.2. Результаты линейной вольтамперометрии процесса
анодного окисления С1у на гладкой платине
5.2.3. Электроокисление аниона глицина из адсорбированного состояния на РРэлектроде.
5.3. Электроокисление аниона ааланина
на гладкой платине
5.3.1. О применимости диагностических критериев метода
ЛВА к процессу анодной деструкции аниона ааланина
5.3.2. Результаты линейной вольтамперометрии
процесса анодного окисления аА1а на гладкой платине.
5.4. Особенности процесса электроокисления глицина
и ааланина в кислой среде
ЛИТЕРАТУРА


Анодное окисление и аА1а на осуществляется из адсорбированного состояния и лимитируется первой одноэлектронной стадией ионизации. Описание одно и многоцентровой заместительной адсорбции, а также кинетики адсорбционного накопления, базирующееся на использовании обобщенных адсорбционных изотерм и учитывающее возможность ассоциативнодиссоциативных процессов с участием адсорбата. Закономерности квазиравновесной адсорбции и кинетики адсорбционного накопления на платине анионной и катионной форм аминоуксусной и схаминопропионовой кислот. Обоснование метода линейной вольтамперометрии с преимущественной адсорбцией реагента или продукта ,Ох реакции при произвольной форме зависимости стандартной свободной энергии Гиббса адсорбции от заполнения поверхности электрода адсорбатом. Данные по кинетике электроокисления анионов глицина и ааланина, полученные сочетанием комплекса электрохимических методов с модулированной по потенциалу отражательной ii ИКспектроскопией. Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на II и III Всеросс. Физикохимические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах ФАГРАН и ФАГРАН Воронеж, и V Всеросс. Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии Саратов, 4 i . VI Межд. Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики Саратов, i I , , , i, , 8 I. XVI Всеросс. ЭХОС г. Новочеркасск, научных сессиях ВГУ г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано работ из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК. Плановый характер работы. Работа выполнена в рамках АВЦП Рособразования на г. ГР . Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы 7 найм. Глава 1. Аминокислоты. Аминокислоты АК можно рассматривать как производные карбоновых кислот, в которых один из водородов углеродной цепи замещен на группу 1,2. Аминокислоты, как составные части белков, участвуют во всех жизненных процессах наряду с нуклеиновыми кислотами, углеводами и липидами 3. У большинства природных аминокислот аминогруппа находится в а положении по отношению к карбоксильной группе
Я СНСООН. Здесь Я группы, которые могут быть неполярными и полярными, отрицательно и положительно заряженными 4. Простейшие аминокислоты аминоуксусная глицин и ааминопропионовая ааланин. Аминокислоты бесцветные кристаллические вещества с достаточно высокими температурами плавления табл. Таблица 1. При отсутствии активных групп в боковом радикале структурообразование идет между ЫНг и СООН группами, что подтверждается ИКспектрами пропускания кристаллических глицина и ааланина рис. Анализ ИКспектров показывает образование внутримолекулярных водородных связей МНз. СОО табл. Рис. Таблица 1. Ш3. СОО колебания связи КН3. СН2 группы колебания связи Ш3. При растворении аминокислот в воде происходит разрыв водородных связей Н2О. Н, переориентация молекул воды под влиянием силовых полей активных групп биомолекул и образование новых структурных единиц между растворителем и аминокислотой. В водных растворах АК существуют в основном в виде цвиттерионов 2,8, являющихся продуктом таутомерного превращения
ШгСНЯСООН о Н3Ы СШ СОО , 1. Гиббса, равным ,8,5 кДжмоль. К 5, соответственно 9. Цвиттерионы несут на своих полюсах электрические заряды противоположного знака, а в целом электрически нейтральны и потому не перемещаются под действием постоянного электрического поля . Наличие цвиттерионов в водных растворах аминокислот доказывается легкостью их кристаллизации, а также высокой диэлектрической постоянной и большим дипольным моментом. Именно образованием цвиттерионов объясняется хорошая растворимость АК в воде и других полярных растворителях. В неполярных и слабополярных растворителях аминокислоты растворяются плохо. Более высокую растворимость имеют АК с гидрофильной боковой цепью 3. С увеличением длины углеводородного бокового радикала растворимость аминокислот в воде падает табл. Особенно трудно растворимы ароматические АК триптофан Тгр, тирозин Туг, фенилаланин . В кислой среде цвиттерион превращается в катион, т. СОО Н о 3 СООН Н 1.