Захарова Н.Г. Полифункциональные биосовместимые материалы на основе магнетита и пектина (1006298), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Логарифм константы равновесия образования одноядерныхгидроксокомплексов свинцаК2Ктв0Ктв1Ктв2Ктв3Ктв4К16,1811,78-8,15-6,25-4,47-4,65-3,85Уравнения равновесий согласно [234] имеют вид:[PbОН+] = К1·[Pb2+][ОН–],[Pb(ОН)2] = К2·[PbОН+][ОН–] = К1 К2·[Pb2+][ОН–]2,гдеК1,К2-ступенчатыеконстантыравновесия(4.2)(4.3)образованиягидроксокомплексов в растворах, в которых гидроксиды металлов неосаждаются. Условие осаждения Pb(ОН)2 определяли из уравнения 4.4:[Pb(ОН)2] = Ктв2,гдеКтв2-константаобразованиягидроксокомплексов(4.4)свинцадлянасыщенных растворов.Условие материального баланса для ионов свинца дает соотношениемежду тремя переменными (формула 4.5):С oм = [Pb2+] + [PbОН+] + [Pb(ОН)2],где С oм - аналитическая концентрация ионов металла.(4.5)125Совместное решение уравнений (4.2-4.5) при определенном значении pHпозволило найти равновесные концентрации гидролитических форм ионовметаллов.С oм =[Pb2+]+К1·[Pb2+][ОН–]+К1 К2·[Pb2+][ОН–]2=[Pb2+] (1+К1[ОН–]++К1 К2[ОН–]2(4.6)Данный подход был использован при изучении равновесий в системах,содержащихионысвинца,дляследующихусловий:рН2-10;0,1 М (NaClO4).
С использованием соответствующих величин константобразования гидроксокомплексов (таблица 4.2) были рассчитаны равновесныеконцентрации всех частиц в разбавленных растворах металлов (таблица 4.3,рис. 4.1).Таблица 4.3. Равновесные концентрации гидроксоформ ионов свинца врастворе при различных значениях рНpH[Pb2+]2345678910CPb=0,0001 MCPb=0,001 M[PbОН+][Pb(ОН)2]-3,00-8,82-9,04-3,00-7,82-3,00[Pb2+]CPb=0,00001 M[PbОН+][Pb(ОН)2]-4,00-9,82-10,04-7,04-4,00-8,82-6,82-5,04-4,00-3,28-6,10-3,32-4,96-6,78-6,96[Pb2+][PbОН+][Pb(ОН)2]-5,00-10,82-11,04-8,04-5,00-9,82-9,04-7,82-6,04-5,00-8,82-7,04-4,28-7,10-4,32-5,28-8,10-5,32-3,00-5,96-7,78-4,00-6,96-8,78-5,00-7,78-3,00-7,96-8,78-4,00-8,96-9,78-5,00-8,96-8,78-3,00-9,96-9,78-4,00-10,96-10,78-5,00-10,96-9,78-3,00-11,96-10,78-4,00-12,96-11,78-5,00-12,96-10,78-3,00-13,96-11,78-4,00-14,96-12,78-5,00На диаграммах распределения форм ионов свинца четко выделяютсяобласти доминирования ионов Pb2+ в интервале рН 2-5, далее при увеличениирН основной формой является Pb(OH)2 (рис.
4.1). 126Pb2+СPb=0,001 M Pb2+Pb(OH)2PbOH+CPb=0,0001 M Pb(OH)2PbOH+CPb=0,00001 M Рисунок 4.1. Диаграммы распределения гидроксоформ ионов Pb2+ приразличных аналитической концентрации раствора ионов Pb2+ (СPb) и рНраствора127Как видно из вышеприведенных данных, ионы Pb2+ являютсядоминирующей формой частиц в растворе до рН5, так как на несколькопорядков превышают содержание гидроксокомплексов металлов. Однако, винтервале рН>5 происходит перераспределение формы Pb(OH)2. Такимобразом, процесс сорбции проводился при рН 5. Можно считать, что ввыбранных условиях участием гидроксокомплексов металлов в процессахобразования сорбционных комплексов с пектином и композитами можнопренебречь.4.1.3.
Сорбция препаратами Pec и Fe3O4-Pec10, Fe3O4-PecСа0,15Адсорбцию ионов Pb2+ в присутствии Pec, Fe3O4-Pec10 и Fe3O4PecCa0,15 соответственно изучали при добавлении водного раствора Pb(NO3)2к сорбенту (5 г/л) в диапазоне концентраций соли 0,44-16,02 ммоль/л при рН5.Изучение кинетики связывания Pb2+ и препаратами (Pec и Fe3O4-Pec10,Fe3O4-PecСа0,15) показали, что реакция с образцом Fe3O4-Pec10 протекаетзначительно быстрее, чем с образцами Pec и Fe3O4-PecСа0,15. В течение 20мин наступало равновесие в системе с Pec и Fe3O4-Pec10, сорбенты связывалидо 60 % и 90 % Pb2+, максимальная емкость относительно связанных Pb2+регистрировалась через 40 минут сорбции (рис. 4.2).21 Рисунок 4.2.
Кинетика сорбции Pb2+ пектиновыми препаратами:1) Pec, 2) Fe3O4-Pec10, 3) Fe3O4-PecCa0,15128ПривзаимодействиивсехисследованныхпрепаратовсPb2+наблюдалась зависимость сорбционной емкости от рН среды (рис. 4.3).Сорбционная активность Fe3O4-Pec10 увеличивалась пропорционально ростузначений рН среды сорбционной системы и достигала максимальныхзначений уже при рН 5,0. Далее в диапазоне рН от 5,0 до 7,0 сорбционнаяемкостьданногообразцанезначительноизменялась,итольковыраженном сдвиге в щелочную сторону уменьшалась.213 Рисунок 4.3. Зависимость сорбционной емкости Pb2+ пектиновымипрепаратами от рН: 1) Pec, 2) Fe3O4-Pec10, 3) Fe3O4-PecCa0,15213Рисунок 4.4.
Изотермы сорбции Pb2+ пектиновыми препаратами:1) Pec, 2) Fe3O4-Pec10, 3) Fe3O4-PecCa0,15при129Наибольшая сорбционная емкость при связывании свинца композитомFe3O4-Pec составила 320 мг/г. Области наибольшей сорбционной активностипрепарата исходного пектина Pec (рН 7,5) и Fe3O4-PecCa (рН 7) были близки,при этом величины максимальной сорбционной емкости составляют 193 и 200мг/г соответственно.213 Рисунок 4.5. Линеаризованные изотермы Лэнгмюра для сорбции Pb2+1) Pec, 2) Fe3O4-Pec10, 3) Fe3O4-PecCa0,15На основании изотерм сорбции в линеаризованных координатахЛэнгмюра (рис. 4.5) были рассчитаны параметры адсорбции.
Значения lgKсорбции Pb2+ для сорбентов Pec, Fe3O4-Pec и Fe3O4-PecCa, равные 4,2; 4,9 и 4,6M-1 соответственно, указывают на увеличение сорбции Pb2+ нанокомпозитамипо сравнению с Pec.Таким образом, пектиновые производные проявляют выраженнуюсорбционную активность в отношении Pb2+. Уровень сорбционной емкостинаходится в ряду: Pec < Fe3O4-PecCa < Fe3O4-Pec.
Для композита Fe3O4-Pecхарактерно самое высокое значение Qmax. Пектиновый препарат Fe3O4-PecCaвследствие конкурентного влияния Ca2+ на процесс взаимодействия с Pb2+показал меньшее сродство, что указывает на невысокую прочностьобразующихся связей и меньшее количество активных центров, способныхсвязывать Pb2+.1304.2. Сорбционные свойства пектиновых препаратов по отношению кбиохимическим токсикантам4.2.1.
Сорбционные свойства пектиновых препаратов по отношению ктоксическим ингредиентам лимфы Одним из приоритетных объектов исследования экологии человека,работающих в условиях длительных экспедиций (космические, подводные идр.), является контроль его физиологического состояния. С увеличениемпродолжительностиэкспедицииукосмонавтовмогутусиливатьсянеблагоприятные физиологические и психологические изменения, возрастатьдозы радиационного облучения и др. [206, 207].
Работа в данныхэкстремальныхусловияхприводиткнапряжениюипоследующейдекомпенсации регуляторных и защитных систем организма (перекисногоокисления,калликреин-кининовой,иммунокомпетентнойрегуляцииагрегатного состояния крови). В конечном итоге эти изменения основныхфункций человеческого организма приводят к серьёзным метаболическимнарушениям, в том числе к гиперлипидемии и атеросклерозу вследствиенакоплениятоксиновитоксическихпродуктовпатологическогофункционирования указанных систем [1, 208].Использованиеповерхностинаносорбентовнаноразмерныхчастиц(благодаряибольшоймодификацииихудельнойповерхностиразличными материалами) в системах жизнеобеспечения и реабилитацииповышает эффективность эфферентных методов, предназначенных дляудаления из жидких сред организма токсических веществ различногопроисхождения [1].
Большое значение при этом имеет скорость иэффективностьоперативныхпроцедур.Вработе[209]показанаэффективность использования углеродных нанотрубок, полученных методомхимическогопарофазногоосаждениянажелезныхикобальтовых131каталитических системах, в качестве сорбентов по отношению к рядуингредиентов состава плазмы крови и лимфы.В настоящем исследовании проведена сравнительная оценка различныхметодовочисткилимфы,включая механические(центрифугирование,фильтрация) и сорбционные. В качестве сорбента токсических ингредиентовлимфы взят образец Fe3O4-Pec10, который сравнивается по сорбционнойспособности с композитом на основе гуминовых кислот Fe3O4-ГК.Образцыбиожидкостейдляисследованийбылипредставленыдокторами Карандиным В.И.
и Рожковым А.Г. (3-м Центральный военныйклинический госпиталь им. А.А. Вишневского МО РФ). Сравнительномуанализу в биохимической лаборатории госпиталя подвергалась лимфабольного А. до проведения сорбции и после её проведения. В качествеконтролируемых критериев величины сорбционной ёмкости использовалибиохимические показатели содержания в лимфе их основных постоянныхингредиентов: аланинаминотрансфераза (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза(АСТ), общий холестерин (Chol), мочевина (UREA), креатинин (Creat),билирубин общий (BiliT), глюкоза (Gluс), общий белок (ТР), альбумин (Alb),по уровню концентрации которых можно судить о состоянии клеточного,органного и общего гомеостаза при различных заболеваниях.4.2.1.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
