Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Целенаправленное изменение химического состава и соответствующих структурных, термодинамических и кинетических параметров различных химических, физико-химических, в том числе и электродных, систем является актуальной проблемой как для теоретических химических дисциплин, так и для многих химико-технологических и пищевых производств. Один из путей реализации этих сложных комплексных явлений - электрохимическая обработка жидкостей в различных по конструкции аппаратах (электролизёрах) и режимах электролиза. При этом более 20 лет постулируется концепция "электрохимической активации" воды, растворов электролитов и других жидкостей как особое метастабильное состояние либо чистого растворителя, либо системы растворитель - растворенное вещество (Кирпич-никоп П.А., Лиаку-мович А.Г., Бахіф В.М., Клосс А.И., Поляк Э.А., Карбаинов Ю.А. и др.). С помощью физико-химических и физических методов исследования (ЯМР-ПМР, ЭПР, кондуктометрия, потенциометрия, вольтамперометрия и др.) в ряде случаев регистрировались характерные изменения соответствующих параметров испытуемых систем, которые можно было интерпретировать как проявление "электрохими-ческой активации" водных растворов. Однако последних еще не достаточно, чтобы сформулировать универсальную концепцию или механизм электрохимической активации, а также обеспечить прогнозирование этого явления. Таким образом, настоящее состояние теоретических и прикладных аспектов указанной проблемы определяет актуальность проведения дальнейших систематических исследований в области эффектов электрохимической обработки жидкостей на основе новых химических и физико-химических систем. Настоящая диссертационная работа проводилась в соответствии с координационным планом по аналитической химии РАН (направление 2.20.4.7.1,2) и планами научно-исследовательских работ Кубанского государственного техполо-гического университета по кафедре аналитической химии: "Косвенные методы полярографии и потенциометрни в химическом анализе"
Автор благодарит к.х.н. Л.В.Ненашеву и к.х.н. Н.М.Привалову за полезные советы и помощь в работе.
(№ госрегистрации 01920016657) и "Разработка инструментальных методов исследования и контроля эффективности электрохимической обработки жидкостей для пищевой технологии" (№ госрегистрации 01920001870).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Установить закономерности формирования окислительно-восстановительных потенциалов при электрохимической обработке водных растворов электролитов в проточных и стационарных электролизёрах при различных режимах электролиза. Изучить характер влияния предшествующей электрохимической обработки растворов реат гентов и фоновых электролитов на равновесные и кинетические параметры ряда химических, физико-химических и электрокаталитических систем -диссоциация борной кислоты, комплексообразование в системе тетрабо-рат натрия - полиолы, массоперенос структурированного слоя витамина Вп, каталитический полярографический ток в системе никель (2+) - витамин Bi2, каталитический полярографический ток підроксо- и оксалатного комплексов титана (IV) в присутствии электрохимически генерированного "активного хлора". Разработать оптимальные условия электрохимического синтеза реагента — гипохлорита натрия для фотоколорнмстрического определения аммиака или ионов аммония.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. На основе потенциометрических и иолярс-графичес-ких данных установлена природа равновесных потенциалопре-деляющих реакций на точечном платиновом электроде в электрохимически генерированных растворах "активного хлора", полученных в анодной камере проточных электролизёров при постояннотоковом и импульсном режимах электролиза (графитовый анод). Впервые установлено, что электрохимическая обработка растворов тетрабората натрия в трехкамерном проточном электролизере с графитовыми электродами приводит к уменьшению эффективной константы диссоциации борной кислоты в католите и в анолите. Обнаружено, что предварительная электрохимическая обработка растворов тетрабората натрия в катодной камере проточного электролизера приводит к увеличению разностного рН-потенциометрического сигнала в системе "глюкоза - тетраборат натрия" и соответствующему увеличению условной константы устойчивости ппокозоборатного комплекса.
Впервые получены кинетические параметры массопереноса структурированного слоя витамина Ві2 в водных растворах электролитов и показано некоторое ускорение этого физико-химического процесса под влиянием электрохимической обработки. На основе каталитического полярографического тока в индикаторной системе "никель (2+) - витамин Віг" установлен "пороговый" по содержанию активного хлора зффеїгг ингибиро-вапия злектрокаталипсчсской функции витамина Зп как лиганда-катализатора в результате электрохимической обработки. Обнаружен и количественно интерпретирован каталитический зффггсг эдектрогенериро-ваиного "активного хлора" при полярографическом восстановлении гид-роксо- и оксалатного комплексов титана (IV).
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные результаты могут служить теоретическсй н экспериментальной основой для разработки объективного физико-химического критерия эффективности электрохимической обработки растворов электролит оз. Предложен фотоколориметри-іескнй метод определения аммиака в растворах и в объектах пищевой промышленности с использованием электрохимически синтезированного зеагента - гипохлорита натрия. Отдельные результаты работы использу-отся в учебном процессе кафедры аналитической химии КубГТУ.
- Характеристики электрохимически обработанных растворов
(лектролитов, полученных в анодной ;і катодной камерах проточных элек-
ролизеров и в бездиафрагменной ячейке с графитовыми и платиновыми
шектродами.
-Результаты интерпретации измеряемого общего окислительно-:осстанови-тсльного потенциала в растворах электрогенерироваиного активного хлора" на основе уравнения Нернста и полярографических энных.
- Результаты рН-потекциометрического определения константы
иссоциацни борной кислоты з электрохимически обработанных раство-
ах тетрабората натрия;
рН-потенциометрические данные по влиянию электрохимической обработки растворов тетрабората натрия в катодной и анодной камерах трех-камерного проточного электролизера на равновесие и кинетику комплек-сообразования в системах "глюкоза- тетраборат натрия."
Результаты исследований процесса массопереноса структурированного слоя витамина B)2 в растворах электролитов и характер влияния электрохимической обработки на этот процесс
Результаты полярографических исследований каталитической системы "никель (2+) - витамина Bi2" и разряда гидроксо- и оксалатного комплексов титана (IV) в электрохимически генерированных растворах "активного хлора".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты выполненных исследований были доложены и обсуждены на Всесоюзной научно-практической конференции по современным методам контроля качества окружающей среды и пищевых продуктов (г. Краснодар, 1992 г.), на Межрегиональной школе-семинаре «Электрохимические методы анализа в сельскохозяйственном производстве, экологическом мониторинге и анализе пищевых продуктов» (г. Уральск, 1992 г.), на Международной конференции по жидкостной экстракции органических соединений (ISECOS'92) (г. Воронеж, 1992 г.), на XV Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Республика Беларусь, г. Минск, 1993 г.), на I Международной научной конференции по биокоординациональной химии (г. Иваново, 1994 г.), на IV Всероссийской студенческой научной конференции по проблемам теоретической и экспериментальной химии (г Екатеринбург, 1994 г.), на Первой Российской национальной конференции по теплообмену (г. Москва, 1994 г.), на Международной научной конференции «Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности» (г Краснодар, 1994 г.), на Всероссийской научной конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналнтика-96» (г.Краснодар, 1996г.), на Региональной научной конференции «Современные проблемы экологии» (Краснодар-Анапа, 1996 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. По результатам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 2 статьи и тезисы докладов в трудах международных и всероссийских научных конференций.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа изложена на 244 страницах машинописного текста, включая 47 рисунков, 79 таблиц. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, включающего 221 ссылку.
![Супрамолекулярные каталитические системы на основе модифицированных полиэтилениминов, поверхностно-активных веществ и каликс[4]резорцинаренов для реакций нуклеофильного замещения в эфирах кислот фосфора](/i/i/4258/298010.png "Супрамолекулярные каталитические системы на основе модифицированных полиэтилениминов, поверхностно-активных веществ и каликс[4]резорцинаренов для реакций нуклеофильного замещения в эфирах кислот фосфора Гайнанова Гульнара Ахатовна")
