CC BY
334
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН __________________________________2007, том 50, №8____________________________
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 541.183+543.42
Ф.С.Шаропов, член-корреспондент АН Республики Таджикистан М.А.Куканиев ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИИ ТИМОЛА (2-ИЗОПРОПИЛ-5-МЕТИЛ-ФЕНОЛА) НА БЕНТОНИТЕ
Несмотря на значительные успехи, достигнутые в области синтеза лекарственных препаратов, интерес к лекарственным растениям в последние годы все более возрастает. Эффективное лечение препаратами из лекарственных растений, особенно сборами, содержащими биологически активные вещества, объясняется их мягким и многосторонним действием, меньшей токсичностью, отсутствием побочного действия, эффективностью при лечении хронических заболеваний, большей доступностью [1,2].
Растительный мир Таджикистана, благодаря своеобразию природно-климатических условий, является ценным источником важнейших биологически активных веществ, в том числе эфирного масла (ЭМ). Однако возможности использования лекарственных растений Таджикистана изучены еще далеко недостаточно и поэтому лишь немногие из них используются в медицине. Это обуславливает необходимость дальнейших поисков ценных видов лекарственных растений.
Тимол (2-изопропил-5-метил-фенола) входит в состав разных ЭМ, в том числе является основным компонентом ЭМ душицы мелкоцветковой (Origanum tyttanthum Gontsch.), в которой его содержание составляет около 35% и, как правило, этот компонент определяет специфику запаха ЭМ душицы. Душица - распространенное растение Центральной Азии, в том числе Таджикистана, здесь имеются потенциальные запасы для фармацевтического производства. Выход ЭМ из растений душицы составляет 0.8-1.2% .
Исходя из поставленной цели, нами была изучена сорбция тимола на бентонит рефрактометрическим методом. С помощью рефрактометра (ИРФ-22) измеряли показатель преломления различных спиртовых растворов тимола (от 0.1 до 20%) (Табл. 1).
Таблица 1
Показатель преломления спиртового раствора тимола
Содержание, % 0.1 1 2.4 4 7 8 12 15 20
Показатель преломления 1.3670 1.3690 1.3695 1.3700 1.3720 1.3732 1.3775 1.3790 1.3840
Исходя из полученных данных (табл. 1), в зависимости от содержания тимола и показателя преломления строили калибровочную прямую. Показатель преломления тимола измеряли до и после его контакта с бентонитом. Брали 10 мл спиртового раствора тимола, показатель преломления которого равен 1.3720, что соответствовало 7% его содержания по ка-
либровочной прямой. Потом к раствору добавляли 1г бентонита и после 30 мин измеряли значение показателя преломления раствора тимола, который изменялся до 1.3715, что соответствовало 6% раствора.
По известной формуле
См=(С(%) х 10 х d) / Mr,
где См - молярная концентрация; С(%) - процентная концентрация; d - плотность раствора -0.9 г/мл (определяли с помощью ареометров); Mr - молярная масса тимола равна 150 г/моль, процентную концентрацию приводили к молярной, 6 и 7%-ые растворы соответствуют 0.36 и
0.42 моль/л. Затем по формуле ДC = ^ - Ск вычисляли разницу между начальной (Сн) и конечной (Ск) концентрациями тимола ДC = 0.42-0.36 = 0,06 моль/л. Используя формулу молярной концентрации
См= m x 1000) / (Мг X; 'У'раствораХ
находили m - массу тимола в данном объёме раствора (V)
m = (См х Mr X Vраствора) / 1000 (1)
и по формуле (1) вычисляли содержание сорбированного тимола на бентоните m = 0.09 г.
По нашим данным, на 1 г бентонита сорбируется 0.09 г тимола в среде этанола.
По рассчитанным данным находили оптимальное значение сорбции и изучали зависимость содержания сорбированного тимола на 1 г бентонита от времени. Исходя из этого, измеряли показатель преломления раствора тимола каждые 5 мин и определяли зависимость содержания сорбированного тимола на бентоните от времени (табл. 2).
Таблица 2
Зависимость содержания сорбированного тимола на 1 г бентонита от времени
Время, мин 5 10 15 20 25 30 35
Содержание сорбированного тимола, г 0.0015 0.003 0.005 0.007 0.009 0.009 0.009
Как видно из данных табл. 2, сорбция тимола заканчивается после 25 мин. По формуле uсорбция=ДC/Дt вычисляли среднее значение скорости сорбции
uсорбция=ДC/Дt=0.06 моль/25мин=0.0024 моль/мин, то есть в данной системе в 1 мин на бентоните сорбируется 0.002 моля тимола.
Математическая зависимость между величиной адсорбции в системе «твёрдое тело -жидкость» описывается уравнением Ленгмюра [4,5]. Обычно величина адсорбции имеет графическую зависимость от концентрации.
Г=Гпр х КС /1+КС,
где Г - количество адсорбированных молекул, ГПР - максимальное количество адсорбированных молекул, К- константа уравнения, С - равновесная концентрация.
По значениям экспериментальных Г и С строили изотермы адсорбции в координатах, как показано на рис. 1.
Рис. 1. Зависимость равновесной концентрации от содержания сорбированного тимола на бентоните.
С целью определения константы уравнения Ленгмюра преобразуют путем деления единицы на полученные Г и С (табл. 3).
Таблица 3
Зависимость равновесной концентрации тимола от содержания сорбированного тимола на
бентоните и их обратные величины
С, моль/л 0.006 0.06 0.144 0.24 0.42 0.48 0.72 0.80
Г, моль/г 0.03 0.04 0.05 0.075 0.09 0.095 0.1 0.1
1/С, л/моль 166.5 16.6 6.9 4.16 2.3 2.08 1.39 1.25
1/Г, г/моль 33.3 25 20 13.3 11.11 10.5 10 10
Имея кривую изотермы адсорбции, можно найти предельную величину удельной адсорбции Гпр и константу К уравнения Ленгмюра (рис. 2).
Предельная адсорбция выравнивается при Гпр = 1 / ОА = 1 / 12 = 0.083.
Отрезок ОD представляет собой величину, равную К = ОD = 15.
Размерность К обратна размерности концентрации С = 1 / К = 1 / 15 = 0.06.
Как следует из теории Ленгмюра, при достижении предела адсорбции на границе раздела «твёрдое тело - жидкость» образуется насыщенный монослой из молекул поверхностноактивных веществ (ПАВ), ориентированных перпендикулярно к поверхности твёрдого тела и плотно прижатых друг к другу. На этом основано вычисление размера молекул ПАВ. Зная величину Гпр., находили площадь (м ) поперечного сечения полярной группы (So) молекулы ПАВ
So = 1 / Гпр. х N. = 1/ 0.083 х 6.02х1023 = 2 х 10 -26 м2, где So - площадь, занимаемая одной молекулой, N. - число Авогадро.
Таким образом, результаты исследования сорбции спиртового раствора тимола показали, что тимол сорбируется со средней скоростью 0.0024 моль/мин и в 1 г бентонита сорбируется 0,09 г тимола. Предельная величина удельной сорбции по уравнению Ленгмюра равна
0.083.кмоль/м , и площадь поперечного сечения полярной группы ^о) молекулы тимола рав-
г) і г\ -26 2
на 2 х 10 м .
Институт химии им. В.И.Никитина Поступило 28.05.2007 г.
АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Шаропов Ф.С. Эфирное масло иссопа зеравшанского и его сорбция на бентонитовых глинах. -Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. хим. наук. Душанбе, 2002, 21с.
2. Бунятян Н.Д., Халифаев Д.Р., Шаропов Ф.С., Куканиев М.А. и др. -Фармация, 2004, №1, с.39-42.
3. Сур С.В. - Растительные ресурсы, 1993, т. 29, №1, с.117-133.
4. Бургеева Е.В., Евстратова К.Н. и др. Практикум по физической и коллоидной химии. М.: Высшая школа, 1990, 255 с.
5. Тарасевич Ю.И., Радул Н.М., Овчаренко Ф.Д. - Коллоидный журнал, 1968, т. 30, №1, с.137-143.
Ф.С.Шаропов, М.А.Куканиев ОМУЗИШИ ЧАЗБИ (СОРБЦИЯИ) тимол (2-ИЗОПРОПИЛ-5-МЕТИЛ-ФЕНОЛ) ДАР БЕНТОНИТ
Натичах,ои омузиши чазби тимол дар бентонит нишон доданд, ки суръати миё-наи чазбшавй ба 0.0024 мол/мин баробар буда, дар 1 г бентонит ба микдори 0.09 г тимол чазб мешавад. Адади хдддии чазбшавии хоси тимол аз руи муодилаи Ленгмюр ба
0.083 кмол/м2 баробар шуда, масох,оти ишголнамудаи як молекулаи тимол дар х,олати кундаланг истодани он ба 2х10-26 м2 баробар мешавад.
F.S.Sharopov, M.A.Kukaniev THE INVESTIGATION OF SORPTION THYMOL (2-ISOPROPANOL-5-METHYL-PHENOL) ON BENTONITE
The investigation of sorption thymol (2-isopropanol-5-methyl-phenol) on bentonite has shown that rate of sorption equal 0.0024 mol/min. And on 1 gram of bentonite adsorbed 0.09 gram thymol from alcohol solution. Limiting number of specific adsorption accordance Langmuir equation is 0.083 k mol/m2 and area of section one molecule of thymol on bentonite equal 2х10-26 m2.
