Закономерности сорбции фенилаланина на профилированной сульфокатионообменной мембране мк-40

Закономерности сорбции фенилаланина на профилированной сульфокатионообменной мембране МК-40 Голева Елена Алексеевна Аспирант Воронежский государственный университет, химический факультет, Воронеж, Россия E-mail: vorobjeva_ea@mail.ru Исследование закономерностей сорбции аминокислот является важным звеном в рассмотрении процессов переноса в мембранах. Изучение равновесной сорбции дает информацию о характере и силе взаимодействия диффундирующего вещества и материала мембраны – важных аргументах, используемых при обсуждении механизма диффузии в мембранах. Изучены закономерности сорбции аминокислоты профилированной сульфокатионообменной мембраной. Обсужден механизм сорбционного процесса при поглощении фенилаланина мембраной в водородной форме. Рассчитанные из сорбционных опытов молярные коэффициенты распределения фенилаланина могут быть использованы для практических целей. В качестве объектов исследования выбрали сульфокатионообменную мембрану МК-40П с геометрически неоднородной поверхностью и неполярную алкилароматическую аминокислоту фенилаланин (α-амино-β-фенилпропановая кислота). Сорбция фенилаланина мембраной осуществлялась методом переменных концентраций в статических условиях при температуре 295 К. Сорбция фенилаланина проводилась из растворов с концентрациями 0,0010-0,1500 моль/дм3, максимальное значение концентрации ограничено его растворимостью. Концентрацию аминокислоты определяли методом абсорбционной спектроскопии. Сорбция аминокислоты сульфокатионообменной мембраной МК-40П протекает с реакцией протонирования биполярных ионов фенилаланина водородными ионами, находящимися в мембране в качестве противоионов: где – сульфокатионообменник в Н-форме. В результате гетерогенной протолитической реакции биполярные ионы фенилаланина переходят в катионную форму в фазе полимера за счет перехода протона к карбоксильной группе аминокислоты без изменения рН внешнего раствора. В рассматриваемых интервалах концентраций равновесных растворов аминокислот максимальное количество сорбированного мембраной с профилированной поверхностью фенилаланина составило 1,84 от полной обменной емкости. Сверхэквивалентная сорбция фенилаланина возможна за счет специфичности сорбции ароматической аминокислоты. Для биполярных ионов фенилаланина представляется вероятным образование достаточно стабильных пространственных ассоциатов фенилаланина в фазе мембраны. К тому же для фенилаланина известна способность к ассоциации в водном растворе за счет межплоскостного π-π взаимодействия (стэкинг-взаимодействия) ароматических радикалов. На основе экспериментальных данных были определены равновесные характеристики сорбции – молярные коэффициенты распределения фенилаланина между мембраной и раствором. Коэффициенты распределения убывают с ростом равновесной концентрации растворов. Уменьшение коэффициентов распределения с увеличением равновесной концентрации фенилаланина связано с насыщением активных центров мембраны, уменьшением набухаемости и ограниченным количеством водородных ионов, образующих с биполярными ионами катионы.

Похожие: