Різнорідна асоціація іонів барвників у водних розчинах - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені В.Н. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора хімічних наукРобота виконана в Харківському національному університеті імені В.Н. Мчедлов-Петросян Микола Отарович, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, в.о. завідувача кафедри неорганічної хімії доктор хімічних наук, професор Захист відбудеться «16» січня 2009 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.14 Харківського національного університету імені В.Н. З дисертацією можна ознайомитися у Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету імені В.Н.Краусом, пояснювала взаємодії між сферичними неполяризованими катіоном і аніоном проявом кулонівських сил, уявляла розчинник як суцільне (безструктурне) макросередовище і розглядала асоціацію, що залежна тільки від діелектричної проникності (ДП) та відстані найбільшого зближення іонів. Пізніше було встановлено, що у процесах асоціації барвників або деяких інших багатоатомних (органічних) частинок, крім кулонівських, помітний прояв сил, що насичують (водневий звязок), і особливо - ван-дер-ваальсових взаємодій. Каразіна: ДР № 0197U002445 «Електрохімічне та спектральне дослідження процесів асоціації полікарбоціанінових барвників у водних і водно-органічних середовищах»; ДР № 0199U004426 «Дослідження процесів асоціації за участю ціанінових та деяких інших барвників у водних розчинах та середовищах, які містять поверхнево-активні речовини»; ДР № 0101U002780 «Фізико-хімічне дослідження різнорідної асоціації хромофорів ціанінових та деяких інших барвників з органічними іонами у водних середовищах» (здобувач - науковий керівник робіт). Мета дослідження: Установити основні закономірності різнорідної (катіон-аніонної) асоціації органічних барвників у водних розчинах; виявити особливості впливу ряду факторів (структура і заряд іонів, характер їхньої гідратації, наявність у розчинах ПАР) на стійкість різнорідних асоціатів барвників; розширити уявлення про іонну асоціацію в розчинах шляхом систематичного спектрального дослідження взаємодій типових представників найпоширеніших класів барвників. Із залученням даних стосовно екстракції ІА з водної фази в органічну, а також асоціації іонів у водному розчині оцінити можливість прогнозування стійкості ІА типу «катіон (аніон) барвника органічний протиіон» для різних класів барвників.A)?(j·?CT - ?as)-1·l-1; CCT, CAN - початкові концентрації катіону та аніону (тут і далі - молярні концентрації); l - товщина шару, що поглинає; А - оптична густина розчину для довжини хвилі ?; ?CT, ?as - коефіцієнти молярного поглинання Ct і асоціату. У четвертому розділі містяться результати дослідження впливу температури на стійкість і стехіометричний склад асоціатів, що містять ЕЕ, БТС, ТФБ, БРБ; наведені розрахунки і аналіз термодинамічних характеристик асоціації; також обговорюється роль різних типів взаємодій, супроводжуючих утворення асоціатів певного стехіометричного складу. Алгебраїчна сума повних енергій двох катіонів ПНЦ й одного аніону ФЧ2-, яка дорівнює 554 КДЖ/моль, істотно перевищує енергію асоціату (виграш енергії (?Е) в асоціаті (ПНЦ )2·ФЧ2-приблизно 150 КДЖ/моль). Добавки катіонної ПАР N-цетилпиридиній броміду (ЦПБ) або аніонної ПАР н-додецилсульфату натрію (ДДСН) руйнують асоціати Ct ·HAN-і (Ct )2·An2-: у спектрах спостерігається відновлення контурів смуг поглинання кожного з барвників. У розділі аналізується вплив іонних ПАР на асоціат ПНЦ із ТФБ-(або аніонними барвниками) і на асоціат катіону ТБА з аніоном ТБФФ-(рис.У дисертаційній роботі з використанням інструментальних і розрахункових (у тому числі квантовохімічних) методів систематично досліджена взаємодія між катіонами і аніонами барвників у водних розчинах; виявлені основні закономірності асоціації іонів барвників і руйнування іонних асоціатів (ІА) у присутності іонних ПАР; запропоновано й обґрунтовано рішення проблеми прогнозування стійкості ІА; викладені уявлення про найбільш імовірну будову ІА; розроблені нові способи кількісного визначення концентрацій іонних ПАР. Вперше встановлений факт різнорідної асоціації катіонів і аніонів барвників (за участю карбоціанінів, поліметинів, ксантенів, сульфофталеїнів при концентраціях 5·10-7 - 5·10-5 моль/л) у водних розчинах, яка супроводжується суттєвим (40 - 65% від вихідного) зниженням інтенсивності світлопоглинання і гасінням флуоресценції. Виявлено, що в рядах асоціатів, утворених катіонами індополікарбоціанінів, збільшення довжини поліметинового ланцюга спричиняє суттєве зростання, а підвищення у розчині масової частки органічного розчинника - зниження значень Kast. На основі даних про будову ІА і значень ентальпії утворення частинок установлено, що обєднання іонів барвників в асоціати супроводжується істотним виграшем енергії. Зіставлення констант швидкості руйнування асоціатів і значень Kast дозволило пояснити причини неоднакової «чутливості» ІА до вмісту катіонних та аніонних ПАР у розчині (доміцелярна область концентрацій ПАР).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ