Ионный перенос и равновесие в электромембранных системах с растворами аминокислот

• Автор: Новикова, Людмила Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 137 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

Введение

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Аминокислоты

1.1.1 Физикохимические свойства аминокислот и их растворов

1.1.2. Электрохимические свойства растворов аминокислот

1.1.3. Особенности гидратации аминокислот

1.2. Электрохимические свойства ионообменных мембран

1.2.1. Селективность ионообменных мембран

1.2.2. Электропроводность ионообменных мембран

1.2.3. Методы определения электропроводности ионообменных мембран
1.3. Перенос аминокислот через ионообменные мембраны
1.3.1. Сорбция аминокислот ионообменными материалами
1.3.2. Диффузия аминокислот через ионообменные мембраны
1.3.3. Элсктромассопсренос аминокислот в системах с ионообменными мембранами
1.4. Особенности межфазных границ ионообменная мембранараствор электролита
1.5. Перенос растворителя в электромембранных системах
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Физикохимические характеристики аминокислот
2.2. Ионообменные мембраны
2.3. Методика перевода мембраны в требуемую аминокислотную
2.4. Методика проведения десорбции аминокислот ионообменными
мембранами
2.5. Методика измерения электропроводности ионообменных мембран
в аминокислотных формах
2.6. Определение статической обменной емкости мембран в водородной и аминокислотных формах
2.7. Определение Доннановской разности потенциалов на границе
катионообменная мембранараствор аминокислоты
2.8. Схема процесса электродиализа раствора моногидрохлорида
лизина
2.9. Хронопотенциометрия электромембранных систем
3. ИОННЫЙ СОСТАВ И ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЙ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМЕМБРАННЫХ СИСТЕМ С РАСТВОРАМИ АМИНОКИСЛОТ
3.1. Электропроводность ионообменных мембран в аминокислотных формах
3.2. Десорбция аминокислот ионообменными мембранами
3.2.1. Десорбция аспарагиновой и глутаминовой кислот из ионообменных мембран
3.2.2. Десорбция глицина и фенилаланина из ионообменных мембран
3.2.3. Десорбция лизина из ионообменных мембран
3.3. Ионный состав катионообменных мембран в растворах аминокислот
3.3.1. ЭМС с растворами кислых аминокислот
3.3.2. ЭМС с растворами нейтральных аминокислот
3.3.3. ЭМС с растворами лизина
4. ПОТЕНЦИАЛ ДОННАНА В СИСТЕМАХ КАТИОНООБМЕННАЯ МЕМБРАНАРАСТВОР АМИНОКИСЛОТЫ
4.1.Доннановская разность потенциалов в системах с катионообменными
мембранами и растворами хлоридов минеральных компонентов и аминокислот
4.2. Доннановская разность потенциалов в системах катионообменная
мембрана 0, М раствор аминокислота
4.3. Доннановская разность потенциалов в системах катионообменная
мембрана 0, М раствор аминокислоты НС
5. ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКИЙ ПЕРЕНОС ВОДЫ ПРИ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТЕ ЛИЗИНА ЧЕРЕЗ КАТИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ
5.1. Перенос воды при электродиализе раствора моногидрохлорида лизина
5.2. Хронопотенциометрическое исследование электроосмотического переноса воды в системах с катионообменными мембранами и растворами лизина
ЛИТЕРАТУРА


Разработка физикохимических мембранносорбционных методов деминерализации и разделения многокомпонентных аминокислотных смесей, предочистки и обессоливания природных вод, по тематическому плану НИР, выполняемых Воронежским государственным университетом, по заданию Министерства образования РФ Разработка малоотходных мембранносорбционных технологий очистки и концентрирования Ьаминокислот для пищевой промышленности и медицины номер государственной регистрации . Исследование ионного состава и электропроводящих свойств ионообменных мембран в водных растворах аминокислот различных классов, а также равновесия на межфазных границах изучаемых электромембранных систем. Определить ионный состав исследуемых мембран в аминокислотных формах. Установлено изменение ионного состава мембран в процессе десорбции аминокислот с учетом равновесной реакции протонирования депротонирования цвиттерионов аминокислот в фазе мембран, влияющей на формирование ионного состава. Определен ионный состав катионообменных мембран МК, приведенных в равновесие с растворами аминокислот различных классов и отмытых водой. На основе проведенных измерений и их анализа показано, что катионообменные мембраны МК в системах с кислыми аминокислотами аспарагиновая и глутаминовая кислоты находятся преимущественно в водородной форме. В системах с растворами нейтральных аминокислот глицин, фенилаланин ионный состав мембраны МК определяется совместным присутствием ионов водорода и катионов аминокислоты. Ионный сослав катионообменной мембраны МК в лизиновой основная аминокислота форме обеспечивается преимущественно двухзарядными катионами лизина. Рассчитаны значения концентрационной константы равновесия реакции протонирования цвитгерионов аминокислот в катионообменных мембранах. Разработан новый метод измерения Доннановского скачка потенциала в эл ектромем бранной системе с одинаковой концентрацией раствора по обе стороны исследуемой мембраны то есть в отсутствие диффузионного потенциала. Обнаружено, что ионы глутаминовой кислоты и глицина не участвуют в формировании Доннановской разности потенциалов, в то время как в системах с растворами лизина и аргинина потенциалопрсделяющими ионами на границе катионообменная мембранараствор являются катионы аминокислот. Разработан новый метод хронопотенциометрического изучения элсктроосмотического переноса воды в элсктромсм бранной системе, содержащей раствор аминокислоты. Для оценки элсктроосмотического переноса воды через катиоиообменные мембраны при электротранспорте лизина поставлена и решена электродиффузионная задача с учетом конвективного переноса растворителя в исследуемой электромембран ной системе. На основе сопоставления расчетных и экспериментальных значений переходного времени в электромембранных системах с катионообменными мембранами МК, МФ4СК и растворами мопогидрохлорида лизина рассчитаны значения электроосмотической проницаемости мембран и числа переноса воды через мембраны. В процессе электродиализной конверсии моногидрохлорида лизина в гидрат лизина обнаружен значительный электроосмотический перенос воды через катионообменные мембраны различной природы. Предложены рекомендации по использованию перфторированных катионообменных мембран, как наименее электроосмотически проницаемых, в технологических процессах разделения и очистки аминокислот. Концепция определяющей роли реакции протонирования цвитгерионов аминокислот в формировании ионного состава мембран. Новый метод оценки потенциала Доннана на границе катионообменная мембранараствор аминокислоты. Апробация. Результаты диссертационной работы доложены на Международной конференции Мембранные и сорбционные процессы г. Краснодар, , 8 Региональной конференции Проблемы химии и химической технологии г. Воронеж, , 9 региональной научнотехнической конференции Проблемы химии и химической технологии г. Тамбов, , Всероссийской научной конференции Мембраны г. Москва, Международной конференции молодых ученых От фундаментальной науки к новым технологиям г. Москва, Тверь, , Международном конгрессе по мембранам и мембранным процессам 1СОМ г. Тулуза, Франция, I Всероссийской конференции Физикохимические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах г. Воронеж, , Международном симпозиуме к 0летию хроматографии г. Москва, , IV Всероссийской конференции молодых ученых Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии г. Саратов, , научных сессиях ВГУ .