Хімія, фізика та технологія поверхні, 2021, 12 (2), 149-154.

Особливості гідратації альгінової кислоти на повітрі та в гідрофобному органічному середовищі



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp12.02.149

T. V. Krupskaya, N. V. Yelahina, L. P. Morozova, V. V. Turov

Анотація


Методом низькотемпературної 1Н ЯМР-спектроскопії вивчено вплив середовища на параметри води, зв’язаної з поверхнею порошка альгінової кислоти. Метою даної роботи було вивчення впливу гідрофобного середовища на зв’язування води альгіновою кислотою та співставлення параметрів міжфазних шарів води на повітрі, в середовищі хлороформу та хлороформу з додаванням соляної кислоти. В роботі показано, що при адсорбції на поверхні 500 мг/г Н2О, більша її частина є сильнозв’язаною. Показано, що для більшості дисперсних систем при заміні повітряного середовища середовищем хлороформу, міжфазна енергія води збільшується від 11.8 до 15.2 кДж/моль, що пов’язано з можливістю слабкополярних органічних молекул дифундувати по поверхні частинок твердої фази, тим самим зменшуючи енергію взаємодії з поверхнею адсорбованих кластерів води. Зроблено висновок про те, що молекули хлороформу не можуть дифундувати по поверхні частинок альгінової кислоти і впливають лише на будову кластерів води, локалізованої у зовнішньому адсорбційному шарі. В присутності соляної кислоти на поверхні альгінової кислоти формується система кластерів води, значна частина якої не розчиняє соляну кислоту, а радіус даних кластерів складає 2 нм, які ймовірно формуються в проміжках між полімерними ланцюгами полісахариду.


Ключові слова


альгінова кислота; міжфазна енергія; сильно- та слабкозв’язана вода; гідратація

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Davidson A. The Oxford Companion to Food. (Oxford: University Press, 2014). https://doi.org/10.1093/acref/9780199677337.001.0001

Boyd A., Chakrabarty A.M. Pseudomonas aeruginosa biofilms: role of the alginate exopolysaccharide. J. Ind. Microbiol. 1995. 15(3): 162. https://doi.org/10.1007/BF01569821

Leid J.G., Willson C.J., Shirtliff M.E., Hassett D.J., Parsek M.R., Jeffers A.K. The exopolysaccharide alginate protects Pseudomonas aeruginosa biofilm bacteria from IFN-gamma-mediated macrophage killing. J. Immunol. 2005. 175(11): 7512. https://doi.org/10.4049/jimmunol.175.11.7512

Usov A.I. Alginic acids and alginates: methods of analysis, composition and structure determination. Russ. Chem. Rev. 1999. 68(11): 957. https://doi.org/10.1070/RC1999v068n11ABEH000532

Chandler D. Interfaces and the driving force of hydrophobic assembly. Nature. 2005. 437: 640. https://doi.org/10.1038/nature04162

Li I.T., Walker G.C. Signature of hydrophobic hydration in a single polymer. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011. 108(40): 16527. https://doi.org/10.1073/pnas.1105450108

Frolov Y.G. Course of Colloid Chemistry. (Moscow: Chemisty, 1988). [in Russian].

Mchedlov-Petrossyan M.O., Lebid V.I., Glazkova O.M., Lebid O.V. Colloid Chemistry. (Kharkiv: Karasina KhNU, 2012). [in Ukrainian].

Gun'ko V.M., Turov V.V., Pakhlov E.M., Krupska T.V., Borysenko M.V., Kartel M.T., Charmas B. Water interactions with hydrophobic versus hydrophilic nanosilica. Langmuir. 2018. 34(40): 12145. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b03110

Turov V.V., Gun'ko V.M. Clustered water and ways to use it. (Kyiv: Naukova dumka, 2011). [in Russian].

Gun'ko V.M., Turov V.V. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Interfacial Phenomena. (New York: Taylor&Francis, 2013). https://doi.org/10.1201/b14202

Gun'ko V.M., Zarko V.I., Turov V.V., Leboda R., Chibowski E. Distribution effect of the second phase in disperse silica/X oxides (X = Al2O3, TiO2, GeO2) on their surface properties. Langmuir. 1999. 15(18): 5694. https://doi.org/10.1021/la981311e

Turov V.V., Gun'ko V.M., Pakhlov E.V., Krupska T.V., Tsapko M.D., Charmas B., Kartel M.T. Influence of hydrophobic nanosilica and hydrophobic medium on water in hydrophilic components of complex systems. Colloids Surf. A. 2018. 552: 39. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.05.017

Turov V.V., Gun'ko V.M., Turova A.A., Morozova L.P., Voronin E.F. Interfacial behavior of concentrated HCl solution and water clustered at a surface of nanosilica in weakly polar silvent media. Colloids Surf. A. 2011. 390(1-3): 48. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2011.08.053

Glushko V.P. Thermodynamic Properties of Individual Substances. (Moscow: Science, 1978).

Aksnes D.W., Forl K., Kimtys L. Pore size distribution in mesoporous materials as studied by 1H NMR. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001. 3(15): 3203. https://doi.org/10.1039/b103228n

Petrov O.V., Furo I. NMR cryoporometry: Principles, application and potential. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2009. 54(2): 97. https://doi.org/10.1016/j.pnmrs.2008.06.001




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp12.02.149

Copyright (©) 2021 T. V. Krupskaya, N. V. Yelahina, L. P. Morozova, V. V. Turov

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.