Введение к работе
Актуальность проблемы. Важной физико-химической проблемой является установление закономерностей поведения буферных систем как при исследовании кислотно-основного равновесия, так и влияния кислот различной природы и буферных растворов на кинетику окислительно-восстановительных реакций. Особенно большое значение имеет определение констант диссоциации дикарбоновых кислот в водно-органических растворах. В последнее время все большую актуальность представляют исследования диссоциации слабых моно- и дикарбоновых кислот в водно-спиртовых средах в связи с разработкой новых методов их косвенного определения: как титримегрического (I.M. Kolthoff, J. Dong, НА. Измайлов, Вії. Александров, АЛ. Крешков, Л.Н. Быкова и другие), так и без проведения титрования (О. Astrom, G. Johansson, Я.И. Турьян, О.Е. Рувинский, Н.К. Стрижов, Л.М. Макарова, С.Я. Шарудииа и др.). Имеются данные по диссоциации бензойной и уксусной кислот в смесях 2-пропанола с водой (Лебедь В. И., Пауленова А., Бондарев HJB.) и дикарбоновых кислот в смесях I-пропанола с водой (ТЛ. Парфентьева, СА. Пестунова). В то же время проблема равновесия диссоциации дикарбоновых кислот в смесях 2-пропанола с водой еще не достаточно изучены. Величины констант автопротолиза водно-органических, растворителей также имеют большое значение для оптимизации потенциометрических методов определения кислот и оснований в указанных средах, в том числе и в водно-бутанольных растворах. В лнтератург приводятся лишь противоречивые данные для абсолютного і-бутанола. Данных для водного 1-бутанола в литературе нами не обнаружено. Знание этих параметров делает возможным предсказывать физико-химическое поведение буферных систем в различных водно-органических средах.
Указанные закономерности имеют важное значение для разработки новых аналитических методов на основе косвенной рН- и редокс-потенциометрии без проведения титрования.
Диссертационная научная работа выполнена по плану научно-исследовательских работ кафедры аналитической химии КубГТУ (№ гос. регистрации 019020016657) в соответствии с координационным планом РАН по аналитической химии 2.20.4.7. (Электрохимические методы анализа. Потенциометрия.).
Цель работы - Изучить физико химические характеристики поведения буферных систем на основе карбоновых кислот в водно спиртовых растворах. В связи с поставленной целью возникают следующие задачи исследования: определение термодинамических констант диссоциации малеиновои, щавелевой, янтарной и винной кислот в 20,40, 60, и 80% водном по объему 2-пропаноле и олеиновой и уксусной кислот в 95% водном по массе 1-бутаноле,.определение константы автопротолиза 95% водного по массе 1-бутанола, установление физико-химических закономерностей поведения многокомпонентных буферных систем в различных водно-органических растворителях, исследование кинетики иодат-иодидной реакции потенциометрическим методом в зависимости от природы слабых кислот и буферных систем на их основе, разработка ряда косвенных потенцнометрических методик без проведения титрования для определения суммарной титруемой кислотности в винах, кислотных чисел растительных масел и для контроля медицинского и пищевого препарата янтарной кислоты из фурфурола "ч", на отсутствие недопустимой малеиновои кислоты в присутствие примеси фумарозой кислоты.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые определены
термодинамические константы диссоциации малеиновой, щавелевой, янтарной и винной кислот в 20, 40, 60, 80 об% водном 2-пропаноле и фумаровой в 80 66% 2-пропаноле, и олеиновой и уксусной кислот в 95% водном 1-бутаноле, впервые установлены физико-химические закономерности изменения величины рН буферных растворов янтарная кислота. - теграборат натрій и янтарная кислота - уротропин при. добавлении более сильных органических кислот для различных по составу водно-органических растворителей, теоретически и экспериментально обоснована зависимость углового коэффициента Ъ кривой АрН-С от соотношения концентраций кислотного и основного компонентов буферной смеси, обсуждено влияние природы растворителя на величину Ь, впервые определена константа автопротолиза 95% 1-буганола, исследовано поведение карбоновых кислот в иодат-иодидной реакции.
Практическая ценность. Разработан косвенный нодат-иодидный редокс-потенциометрический метод без проведения титрования для определения суммарной титруемой кислотности в винах; разработаны два косвенных метода определения кислотных чисел растительных масел и по дана заявка на изобретение 97-108380, решение о выдаче патента 8.01.98; разработан косвенный потенциометрический метод контроля медицинского и пищевого препарата янтарной кислоты из фурфурола "ч" на отсутствие недопустимой малеиновой кислоты в присутствие примеси фумаровой кислоты и получен патент РФ № 2098804.
На защиту выносятся: _ j
- результаты изучения равновесия диссоциации слабых дикарбоновых кислот в смесях 2-пропанола с водой методой алкалиметрического титрования,
- результаты изучения равновесия диссоциации уксусной и
олеиновой . кислот в 95% водном 1-бутаноле методом
алкалиметрического титрования,
результаты определения константы автопротолиза 95% водного 1-бутанола.
результаты изучения равновесия многокомпонентных буферных систем в различных водно-органических растворителях,
результаты изучения влияния природы кислоты на кинетику иодат-иодидной реакции,
- метод потенциометрического контроля медицинского и
пищевого препарата янтарной кислоты из фурфурола "ч" на отсутствие
недопустимой малеиновой кислоты в присутствие примеси фумаровой
кислоты,
безреагентный метод косвенного рН-потенциометрнческого без проведения титрования определения кислотного числа растительных масел,
метод косвенного редокс-потенциометричсского без проведения титрования определения суммарной титруемой кислотности в винах н виноматерналах.
Апробация работы. Результаты работы были доложены на Международном научном Конгрессе "YSTM96 - Молодежь и наука -третье тысячелетие" (Москва, 1996), на Международном экологическом конгрессе (Воронеж, 1996), на Международном Конгрессе по аналитической химии (Москва, 1997) на международных научных конференциях: "Проблемы сольватации и хомплексообразования в растворах" (Иваново, 1995), "Пищевая промышленность России на пороге XXI века" (Москва, 1996), "ASIANALYSIS IV (Фукуоха, Япония, 1997), "In Vino Analytical Sdenta" (Бордо, Франция,
7 !997),Тациональные пути использования вторичных ресурсов агропромышленного комплекса" (Краснодар, 1997), Международной студенческой научной конференции по проблемам пищевой технологии и техники (Белорусь, Могилев, 1997), на всероссийских научных конференциях: "Экоаналнтика-94" (Туапсе, 1994), "Экоаналитика-96" (Туапсе, 1996), "Проблемы теоретической и экспериментальной химии" (Екатеринбург, 1997).
Публикации по работе. По теме диссертации опубликовано 23 научных работы: 5 статей (в том числе в трудах научных конгрессов), 2 патента и 16 тезисов докладов.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, семи глав,выводов,спнска литературы и приложений.Работа изложена на 240 страницах машинописного текста, включает 37 таблиц и 69 рисунков. Список литературы содержит 255 библиографических наименований.
