ЕЛЕКТРОПРОВІДНІСТЬ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ АМІНОКИСЛОТ

Go down

ЕЛЕКТРОПРОВІДНІСТЬ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ АМІНОКИСЛОТ

Post by Admin on Wed Mar 14, 2018 12:30 pm

1Шевченко О. П. к.х.н., доцент
1Лут О. А. к.х.н., доцент
2Аксіментьєва О. І. д.х.н., професор
1ЧНУ ім. Б. Хмельницького, м.Черкаси
2ЛНУ ім. Івана Франка, м.Львів
Україна, e-mail: lutlen@ukr.net

ЕЛЕКТРОПРОВІДНІСТЬ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ АМІНОКИСЛОТ
Загальна теорія електропровідності розчинів цвіттер-йонів до цього часу практично не розроблена, окрім цього розкриття основних закономірностей перенесення електрики в таких багатойонних розчинах має велике значення, як для електрохімії, так і для цілого ряду суміжних областей науки: біохімії, біофізики, аналітичної і колоїдної хімії [1].
Більшість сучасних досліджень присвячені вивченню проблеми взаємодії у водних [2] і неводних [3] розчинах різноманітних форм амінокислот та їх електропровідних властивостей. Дослідження електропровідних властивостей водних розчинів амінокислот та амінокислотних форм визначається також необхідністю розробки високоефективних, екологічно безпечних хімічних методів розділення та очистки амінокислот, вивчення транспорту амінокислот в розчинах та в клітинах живих організмів, дослідження механізму проникнення амінокислот через мембрани клітин.
В даній роботі проведені експериментальні дослідження електропровідності водних розчинів гліцину, лізину та аспарагінової кислоти. Для водного розчину лізину досліджено залежність мольної та питомої електропровідності від температури.
Амінокислоти є органічними амфолітами, які знаходяться в розчині в декількох йонних формах [4]. Тобто, навіть в простому випадку для водного розчину індивідуальної амінокислоти, утворюється багатойонна суміш, що складається з біполярних йонів амінокислоти (А+), йонів Гідрогену, аніонів (А-) амінокислоти. Повна електропровідність такого розчину складається з електропровідностей трьох йонів: Н+, аніонів (А-) та біполярних йонів амінокислоти (А+).
Із зростанням концентрації питома електропровідність як для розчинів гліцину, лізину так і аспарагінової кислоти зростає, при цьому максимуми на кривих не спостерігаються. Це пояснюється незначною концентрацією досліджуваних розчинів [5]. Питома електропровідність розчинів зростає із збільшенням концентрації електролітів, тому що зростає кількість носіїв електрики в одиниці об'єму. При цьому ступінь дисоціації зменшується. Із збільшенням концентрації зменшується віддаль між йонами, зростає в'язкість розчину, що приводить до зменшення швидкісті руху йонів під дією електричного поля (рис. 1а).







Рис.1 а-питома електропровідність; б-молярна електропровідність розчинів аспарагінової кислоти.

Молярна електропровідність розчинів амінокислот зростає із зниженням концентрації, причому найбільш різке збільшення спостерігається в розбавлених розчинах, що є характерною особливістю для слабких електролітів (рис.1б). Найбільш високу молярну електропровідність серед досліджуваних амінокислот має аспарагінова кислота. Це пов'язано з тим, що при розчиненні "кислої" амінокислоти у воді (рІ аспарагінової кислоти 2,98) утворюється велика концентрація йонів Гідрогену, і, ймовірно, основними носіями електрики є йони Гідрогену, які забезпечують прототропну провідність [6].
Досліджено, що гранична електропровідність аспарагінової кислоти майже в два рази вища, ніж у гліцину та лізину. Це можна пояснити більшою гідратацією гліцину та зниженням полярності молекули для лізину [6].
Приймаючи, що в розбавлених розчинах рухливості йонів близькі граничним рухливостям, ми маємо можливість оцінити частки провідності (числа перенесення) йонів Гідрогену та йонів амінокислоти (табл.1). З даних табл.1 видно, що основними носіями електрики у водних розчинах аспарагінової кислоти, гліцину та лізину є йони Гідрогену, отже, концентраційні залежності молярних електропровідностей їх розчинів співпадають (рис. 1б). Частка провідності за рахунок йонів Гідрогену в ряді амінокислот лізин-гліцин-аспарагінова кислота зростає від 64-84%.






Таблиця 1.
Частки провідності йонів в розчинах амінокислот
Амінокислота Частки провідності йонів Гідрогену Частки провідності йонів амінокислоти
Аспарагінова кислота 0,88 0,12
Гліцин 0,77 0,23
Лізин 0,64 0,36

Із підвищенням температури електропровідність розчинів, як правило, зростає. Зростання електропровідності із зміною температури пов'язано із збільшенням ступеня дисоціації. Досліджена температурна залежність мольної та питомої електропровідності для розчинів лізину. При підвищенні температури на 10ºС мольна електропровідність зростає в 1,2 рази, а питома в 1,3 рази.

Список використаних інформаційних джерел:
1. Исаев В.А. Кислотно-основные свойства аминоуксусной кислоты в водно-изопропанольном растворителе / В.А. Исаев, Н.В. Ганичева, В.А. Шарнин // Журн. физ.химии. –2002. – Т.76. – №12. – С. 2151–2153.
2. Агупова М.В. Выявление механизма электропроводности концентрированных растворов моногидрохлорида лизина / М.В. Агупова и [др.] // Сорбционные и хроматографические процессы. 2006. – Т.6. – № 5. – С. 737 – 741.
3. Аристов И.В. Подвижности ионов глицина и аланина в солянокислых водных растворах при 25°С / И.В. Аристов, О.В. Бобрешова, С.Я. Елисеев, П.И. Кулинцов // Электрохимия. – 2000. – Т. 36. – № 3. – С. 365 – 368.
4. Дюга Г. Биоорганическая химия / Дюга Г., Пенні К. – М.: Мир, 1983. – С. 26.
5. Ковальчук Є. П. Фізична хімія / Є. П. Ковальчук, О. В. Решетняк. − Львів: Вид. центр ЛНУ.  2007. − 798 с.
6. Шапошник В.А. Облегчённая электромиграция биполярных ионов в растворах глицина через ионоселективные мембраны / В.А. Шапошник, Т.В. Елисеева, А.Ю. Текучев, И.Г. Лущик // Электрохимия. – 2001. –Т.37. – №2. – С. 195–201.






Admin
Admin

Posts : 72
Join date : 2018-03-13

View user profile http://sychasnematerialozn.forumotion.com

Back to top Go down

Back to top


 
Permissions in this forum:
You cannot reply to topics in this forum