Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ХИМИЯ В НЕХИМИЧЕСКОМ ВУЗЕ

Н.А. Богатов, В.С. Болдырев, В.В. Синкевич, Г.Н. Фадеев ИОД-КРАХМАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС В ПОЛЕ ТЕРМИЧЕСКИХ И НИЗКОЧАСТОТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Н.А. Богатов, В.С. Болдырев, В.В. Синкевич, Г.Н. Фадеев

ИОД-КРАХМАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС В ПОЛЕ ТЕРМИЧЕСКИХ
И НИЗКОЧАСТОТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Москва, Россия

E-mail: gerfad@mail.ru

Представлены результаты изменения оптической плотности растворов иод-крахмального комплекса и составляющих его амилопектоиодина, амилоиодина при 35 °С, 45 °С, 55 °С в поле низкочастотных воздействий в интервале 10–25 Гц. Определена оптимальная частота, при которой скорость обесцвечивания максимальна. Обнаружен эффект неполного восстановления цвета комплексов при термическом воздействии. Рассчитаны константы скорости звукохимического процесса.

Предметом исследования являются соединения иода с крахмалом. С иодом амилопектоиодин и амилоиодин образуют клатраты, где иод является «гостем», а амилоза и амилопектин «хозяином». Проводилось разделение крахмала на фракции, одна из которых обогащена амилопектином, а другая – амилозой по методике, приведенной в работах [1–3]. Водные растворы клатратов имеют цвет, который слабеет или даже необратимо исчезает в поле термических и низкочастотных воздействий [4]. Эти особенности клатратов позволили проводить анализ методом абсорбционной спектроскопии с использованием фотоэлектроколориметра КФК-42.

Установлено, что скорость обесцвечивания клатратных комплексов как амилопектоиодина, так и амилоиодина увеличивается с повышением температуры. При охлаждении после термического воздействия до стандартной температуры цвет клатратного комплекса амилопектоиодина возвращается не полностью. Определена зависимость изменения возвращаемой оптической плотности от температуры нагревания. Соотношение оптических плотностей исходного и конечного растворов клатратов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Измененение оптической плотности растворов амилопектоиодина

Температура, °С	35	45	55
Восстановление, %	93	77,5	59

Установлено, что клатратные комплексы амилоиодин и амилопектоиодин различным образом реагируют на термическое воздействие. Как следует из сопоставления констант скоростей, амилоиодин более чувствителен к повышению температуры (табл. 2). Повышение температуры с 25 до 45 °С на порядок увеличивает константу скорости превращения амилоиодина.

Таблица 2

Константы скорости термического превращения амилоиодина

Температура, °С	35	45	55
k?103, с–1	1,64	6,5	31,7

На следующем этапе работы определялась устойчивость амилопектоиодина и амилоиодина к низкочастотному акустическому воздействию. На основе экспериментальных данных рассчитаны константы скорости звукохимического превращения клатратов (табл. 3). Было определена оптимальная частота звукохимического процесса обесцвечивания комплексов амилопектоиодина и амилоиодина равная 15 Гц. При частотах 25 Гц и выше оптическая плотность растворов амилопектоиодина не меняется. Обесцвечивание клатратных комплексов амилопектоиодина и амилоиодина происходит необратимо.

Таблица 3

Константы скорости (k?10–3, с–1) звукохимического превращения клатратов амилопектоиодина и амилоиодина при разных частотах

Частота, Гц	10	15	20	25
Амилопектоиодин	0,663	2,427	0,455	0,019
Амилоиодин	1,250	1,871	0,228	0,010

Выводы

1. Скорость обесцвечивания клатратных комплексов амилопектоиодина и амилоиодина увеличивается с повышением температуры. При охлаждении до стандартной температуры после термического воздействия при высокой температуре цвет клатратного комплекса возвращается не полностью.

2. Скорость обесцвечивания клатратного комплекса иод-крахмал, имеет максимальное значение при частоте 15 Гц. В поле низкочастотного акустического воздействий обесцвечивание клатратных комплексов проходит необратимо.

3. Низкочастотные акустические воздействия существенно ускоряют процесс обесцвечивания иодсодержащих клатратов. При одинаковой интенсивности воздействия на комплексы скорость обесцвечивания амилопектоиодина выше, чем амилоиодина.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фадеев Г.Н., Болдырев В.С., Ермолаева В.И., Елисеева Н.М. Клатратные комплексы иодкрахмал в поле низкочастотных акустических воздействий // Журнал физической химии. 2013. Т. 87. № 1. С. 40-46.

2. Болдырев В.С., Фадеев Г.Н., Маргулис М.А., Назаренко Б.П. Кинетика превращений иодсодержащих клатратов при акустических воздействиях // Журнал физической химии. 2013. Т. 87. № 9. С. 1608-1611.

3. Фадеев Г.Н., Синкевич В.В., Болдырев В.С. Термически обратимое равновесие в системе иод-крахмал // Актуальные проблемы химического и экологического образования: Сб. научных трудов 61-й Всеросс. научно-практич. конференции химиков с межд. участием, «Актуальные проблемы химического и экологического образования». СПб., 2014. С. 351-353.

4. Богатов Н.А. Окислительно-востановительное диспропорционирование иода в поле низкочастотных акустических воздействий // Молодежный научно-технический вестник. Электрон. журн. 2014. № 9. С. 15. Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru/doc/732329.html (дата обращения: 11.06.15.).