LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Різнорідна асоціація іонів барвників у водних розчинах

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені В.Н. КАРАЗІНА





Шаповалов Сергій Андрійович



УДК 544.353.3:547.97


Різнорідна асоціація іонів барвників

у водних розчинах



02.00.04 – фізична хімія





Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора

хімічних наук









Харків – 2008

Дисертацією є рукопис.


Робота виконана в Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України


Науковий консультант:

доктор хімічних наук, професор

Мчедлов-Петросян Микола Отарович,

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна,

завідувач кафедри фізичної хімії



Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук, професор

В'юник Іван Миколайович,

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна,

в.о. завідувача кафедри неорганічної хімії




доктор хімічних наук, професор

Тарасенко Юрій Олександрович,

Інститут хімії поверхні імені О.О. Чуйка Національної академії наук України (м. Київ),

провідний науковий співробітник відділу фізико-хімії нанопористих та нанорозмірних вуглецевих матеріалів




доктор хімічних наук, професор

Чмиленко Федір Олександрович,

Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара,

завідувач кафедри аналітичної хімії


Захист відбудеться "16" січня 2009 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.14 Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна (61077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд. 7-80).


З дисертацією можна ознайомитися у Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна за адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4.


Автореферат розісланий "11" грудня 2008 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.Г. Панченко

.ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Асоціація іонів і молекул є однією з центральних проблем фізичної хімії розчинів. Теорія об'єднання протилежно заряджених іонів у пари (асоціати), яка запропонована у першій половині минулого сторіччя В.К. Семенченком, Н. Б'єрумом і розвинена Р. Фуосом, Ч. 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. Подальші експериментальні дослідження (Р. Фуос; О.І. Шатенштейн; М.А. Ізмайлов; О.М. Шкодін; О.М. Сухотін) показали, що асоціація іонів (солей) відбувається в органічних середовищах з будь-якими значеннями ДП, у т.ч. з високими, а в утворенні контактних або сольватно-розділених іонних асоціатів (двійників, трійників) визначальну роль відіграє хімічна природа розчинника і реагуючих іонів. Пізніше було встановлено, що у процесах асоціації барвників або деяких інших багатоатомних (органічних) частинок, крім кулонівських, помітний прояв сил, що насичують (водневий зв'язок), і особливо – ван-дер-ваальсових взаємодій. Було виявлене виникнення катіон-аніонних солей (Г.Г. Дядюша; О.О. Іщенко), утворення "проникнутих" іонних пар (А.К. Зайцев, Г. Шустер), участь аніон-радикалів (М. Шварц) і катіон-радикалів (В.Г. Кошечко) у процесах асоціації. Особлива увага звернена на однорідну асоціацію (об'єднання низки однакових частинок) барвників і споріднених сполук, результатом якої є утворення у розчинах димерів, агрегатів, моно і мультимолекулярних шарів та ансамблів різної архітектури (Л.В. Льовшин; І.І. Левкоєв; В.В. Арсланов; Б. Мішра; В.В. Єгоров і М.В. Алфімов; Е. Мейєр; Б.І. Шапіро).

Різнорідна асоціація барвників (тобто асоціація між барвниками різної будови) у водних розчинах систематично не вивчалася*), хоча окремі спостереження (К. Хірано; Е. Оуен і К. Султана; Д. О'Брайєн) указують на утворення стійких стехіометричних асоціатів між протилежно зарядженими іонами барвників навіть при низьких (110–6 – 110–5 моль/л) концентраціях. Розширення уявлень про асоціацію багатоатомних частинок у воді потрібне як для розвитку фізичної хімії розчинів, так і для низки суміжних областей. Прикладами є серії біофізикохімічних робіт (О.М. Веселков, Д. Девіс; Ю.П. Благой) стосовно спектрального вивчення інтеркаляції (вбудовування) асоційованих молекул барвників у структури полінуклеїнових кислот, оцінці біологічної активності інтеркалянтів з метою розробки сучасних антибіотиків, протипухлинних і антирадіаційних лікарських препаратів. Однак залишається нез'ясованим взаємозв'язок між будовою барвника та його здатністю до асоціації з органічними іонами. Відсутні теоретичні положення, на підґрунті яких можна було б прогнозувати стійкість (значення рівноважних констант асоціації, Kas) іонних асоціатів (ІА) та їхні спектральні властивості, виходячи зі структури взаємодіючих іонів. Тому необхідне виявлення рушійних сил асоціації, що передбачає систематичне накопичення та інтерпретацію експериментальних даних. У практичному відношенні фізико-хімічне дослідження різнорідної асоціації зв'язане з використанням спектральних і рівноважних властивостей асоціатів (регулювання повноти асоціації як ефективний чинник зміни спектрально-люмінесцентних характеристик розчинів).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботи, які склали основу дисертації, виконувалися за тематикою держбюджетних НДР Науково-дослідного інституту хімії при Харківському національному університеті імені В.Н. 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). Роботи включені в Координаційний план "Екологічні проблеми моря і водних ресурсів України" Міністерства освіти і науки України (рішення Науково-експертної ради, протокол № 7 від 18.01.2000 р.). Роботи також відповідають пріоритетному напрямку розвитку науки і техніки "Фундаментальні дослідження наукових установ" (код 040101), розділ 1 "Охорона навколишнього природного середовища" зведених тематичних планів НДР Міністерства освіти і науки України у 2004 – 2006 (ДР № 0104U000654) та 2007 – 2009 (ДР № 0107U000657)