ДИФФУЗИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ МЕТИЛЕНОВОГО СИНЕГО И АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА ПОЛИМЕРНОЙ МЕМБРАНЕ «Нафион» Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

ДИФФУЗИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ МЕТИЛЕНОВОГО СИНЕГО И АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА ПОЛИМЕРНОЙ МЕМБРАНЕ «Нафион»

Тимченко С.Л.1, Задорожный Е.Н.1,2, Инфимовский Ю.Ю.1, Фадеев Г.Н.1

1 Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана, ул. 2-я Бауманская, 5, 105005, Москва, Россия 2АО «Центр прикладной физики» МГТУ им. Н.Э. Баумана, ул. 2-я Бауманская, 5,

105005, Москва, Россия [email protected];[email protected]; [email protected]; [email protected]

Методом Фурье ИК-спектрометрии исследовались процессы диффузии (адсорбции и десорбции) в ионообменной мембране Нафион водных растворов тиазинового красителя - метиленового синего (МС) и аскорбиновой кислоты (АК). Диффузия компонентов растворов в мембрану происходила в процессе вымачивания мембраны в водных растворах МС и АК. Контроль кинетики процесса адсорбции водных растворов в мембрану и десорбции компонентов указанных растворов осуществляли измерением коэффициента пропускания полимерной мембраны Нафион в волновом диапазоне (370 ... 7800) cm-1. Скорость процессов адсорбции и десорбции мембраной дистиллированной воды, окисленной формы МС - Мс+ и восстановленной бесцветной лейкоформы - МсН0 метиленового синего на полимерной мембране являются близкими по значениям. Интервал скорости адсорбции дистиллированной воды и ее растворов составил: (0.029 ... 0.031) min-1, десорбции - (0.010 ... 0.011) min-1. Скорость адсорбции аскорбиновой кислоты в мембрану меньше по сравнению с другими исследуемыми растворами и составила 0.021 min-1, а скорость десорбции данного водного раствора - 0.08 min-1.

Обнаружено изменение цвета мембраны и коэффициента пропускания в ИК-диапазоне при набухании полимера в исследуемых растворах, что связано с образованием физико-химических соединений в системе «мембрана-раствор». Было зафиксировано обратимое изменение цвета мембраны при сорбции лейкоформы метиленового синего. В процессе длительного высушивания мембраны, за счет её протон-обменных свойств, внутри мембраны произошла обратная окислительно-восстановительная реакция: бесцветная лейкоформа метиленового синего - МсН0 окислилась до синего цвета - исходного состояния красителя Мс+. Данный экспериментальный факт указывает на проявление метахромазии системы «Нафион - МС».

Система, состоящая из метиленового синего, адсорбированного на сульфонированном перфторугле-роде, может рассматриваться как модель дегидрогеназы - биокатализатора способного переносить водород. Полимерная ионообменная мембрана Нафион, благодаря своей высокой катионной проводимости, способствует передаче протонов и тем самым влияет на скорость окислительно-восстановительных реакций, в данном случае с участием метиленового синего. Восстановленная форма метиленового синего способна активизировать процесс усвоения кислорода, что важно при борьбе с Covid-19, который сопровождается снижением содержания кислорода в крови.