1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Журнал физической химии
  4. T. 93, № 8, 2019

Журнал физической химии, 2019, T. 93, № 8, стр. 1259-1267

Окислительно-восстановительный потенциал, электропроводность и динамика релеевского светорассеяния сильноразбавленных водных растворов

Л. В. Беловолова a, *, М. В. Глушков a

a Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: est123321@mail.ru

Поступила в редакцию 19.11.2018
После доработки 19.11.2018
Принята к публикации 11.12.2018

Полный текст (PDF)

Аннотация

Установлено, что очищенная вода, подвергнутая кратковременному электролизу в электролизере с раздельными ячейками для католита и анолита, и приготовленные постепенным разбавлением в 100 раз выше предела Авогадро водные системы на основе 0.2 М растворов хлористого натрия, хлористого калия и ацетона отличаются от исходной воды и друг от друга по электрохимическим параметрам и динамике релаксации интенсивности релеевского светорассеяния после механического возмущения. Сделан вывод, что эти особенности связываются с зависимостью поведения активных форм кислорода и растворенных атмосферных газов от способа обработки и хранения водных систем.

Ключевые слова: активные формы кислорода и воды, сильноразбавленные водные среды, электропроводность, окислительно-восстановительный потенциал, релеевское светорассеяние, электролиз

Известно, что во всех водных системах присутствуют так называемые активные формы кислорода и воды (АФК). Они могут переходить из одной формы в другую и существовать то в виде свободных радикалов, из которых важнейшими являются супероксидный (${\text{O}}_{2}^{{ \bullet - }}$), гидроперекисный (${\text{OH}}_{2}^{ \bullet }$) и гидроксильный (${\text{OH}}_{{}}^{ \bullet }$) радикалы, то в виде соединений, не обладающих электронным спином: озон (О3), синглетный кислород (${}^{1}{\text{O}}_{2}^{*}$) и перекись водорода (Н2О2) (см. обзоры [1–5]). Перекись водорода является наиболее стабильным и наиболее долгоживущим видом АФК (стационарная концентрация ∼0.1 мкМ/л и ниже [3, 4]), по изменению содержания которой обычно судят о прошедших процессах возбуждения и разложения молекул воды и растворенных газов. АФК способны взаимодействовать с органическими примесями и ионами металлов [1–6], а также с растворенными атмосферными газами (кислород, углекислый газ и азот) и способствовать образованию других видов ионизированных и свободно радикальных частиц (${\text{NO}}_{{}}^{ \bullet }$, ${\text{NO}}_{2}^{ \bullet }$, ${\text{CO}}_{2}^{{ \bullet - }}$, ${\text{CO}}_{3}^{{ \bullet - }}$ и др. [1–9]).

В биологических экспериментах (например, [10–12]) обнаружено, что эффекты, наблюдающиеся в клеточных культурах при повышении содержания АФК, проявляются при аналогичных воздействиях на чистую воду, используемую после некоторого времени задержки (минуты и часы) для приготовления питательной среды для этих культур. В биологических системах и “чистой” воде после различных воздействий, влияющих на систему АФК, (например, при электролизе [13], электромагнитном облучении [14], небольшом нагреве [15], при кавитации [16], в турбулентных потоках [17]) после определенного латентного периода проявляются долговременные (часы и сутки) релаксационные процессы, в том числе и колебательного характера. Механизм появления таких состояний невозможно объяснить с точки зрения обычных химических процессов в гомогенных системах. На основе вышеупомянутых и других работ, например [18–24], можно полагать, что такого рода процессы обусловлены особенностями взаимодействия очень сложной системы АФК и растворенных в воде атмосферных газов (с границами раздела фаз: вода – парогазовые микропузырьки и вода – микроколлоиды) и водной средой. Развитие представлений о механизмах таких взаимодействий сдерживается не только трудностями наблюдения за весьма малыми концентрациями АФК, сложностью экспериментирования с открытыми неравновесными системами, чувствительными к малым примесям и рутинным лабораторным процедурам, но и отсутствием достаточно обоснованных моделей наблюдаемых эффектов.

Процессы с участием АФК в воде хорошо изучены в условиях импульсного возбуждения и разложения значительного числа молекул воды (например, [25]), но мало известны в условиях постепенной генерации АФК малыми дозами воздействий, хотя именно в этих условиях обычно наблюдают долгоживущие неравновесные состояния. Наиболее информативный способ изучения системы АФК в чистой воде – кратковременный электролиз (∼2–5 мин) в электролизере с раздельными ячейками для католита и анолита, поскольку при этом возможно разделение эффектов окислительных и восстановительных видов АФК без введения дополнительных химических соединений. Как известно, вблизи катода (в католите) образуются АФК с восстановительной тенденцией, а вблизи анода (в анолите) – с окислительной [26, 27]. Также о состоянии системы АФК можно получать информацию чувствительными электрохимическими и оптическими методами, в частности по ультрафиолетовой флуоресценции и хемилюминесценции, окислительно-восстановительному потенциалу (ОВП) Еox/red и его изменению под действием различных факторов [20–22, 27, 28].

В данной работе для изучения физико-химических особенностей поведения системы АФК в различных разбавленных водных средах использовали воду, обработанную в условиях электролиза, а также постепенно разводимые водой химические растворы на основе хлористого натрия, хлористого калия и ацетона. Выбор этих растворов обусловлен разным знаком гидратации ионов Na+ и K+, а молекула ацетона служит удобной моделью для изучения взаимодействия малых гидрофобных молекул (какими являются, например, молекулы О2 и ${\text{O}}_{2}^{{ \bullet - }}$) с водной средой [23].

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В работе использовали дистиллированную воду, дополнительно очищенную на угольном фильтре В-300 и на многоступенчатой водоочистной установке Аквамед-1 ДВС/М1 (Россия). Использовали дважды перекристаллизованные из воды соли NaCl и KCl. Ацетон (“ос. ч.”) очищен фирмой Баум‑Люкс. Использовали электроактиватор воды AV-3002 (сила тока при электролизе 0.2–0.7 А, напряжение питания 220 В, частота 50 Гц, потребляемая мощность не более 70 Вт) с разделенными керамическим стаканом катодным и анодным пространствами. В керамический стакан помещаются два анода со специальным химически стойким покрытием, два катода расположены во внешнем сосуде из пищевой пластмассы. ОВП Еox/red относительно хлорсеребряного электрода ЭВЛ-1М3.1 измеряли c помощью анализатора жидкости Экcпеpт-001 (Эконикс-экспеpт) c платиновым электродом ЭПВ-1CP в кварцевой колбе объемом 150 мл. Поскольку для чистой воды и сильноразбавленных водных систем ОВП устанавливается медленно, все образцы одинаково перемешивали магнитной мешалкой до установления постоянных значений ОВП (через ∼10 мин после помещения образца в измерительную ячейку). После чего открывали заслонку осветителя ОИ-18А с ртутно-кварцевой лампой ДРК-120 и облучали образец (не засвечивая электродов) в кварцевой колбе через выделенное окошко в течение 2 мин на расстоянии от лампы 25 см, не прерывая записи ОВП.

Разница между значениями ОВП в моменты начала и конца облучения – ΔЕox/red. Все условия опыта поддерживали одинаковыми для всех образцов. Электропроводность (σ) образцов измеряли кондуктометрами фирмы Hanna instruments: UPW HI98309 для особо чистой воды в диапазоне 0–2 мкСм/см с погрешностью 0.1 мкСм/см и DIST WP3 для диапазона 2‑1999 мкСм/см с погрешностью 1 мкСм/см. Температуру образцов, хранящихся при одной температуре (23 ± 0.5)°С, контролировали посредством датчика ДКТП-02.4. Спектры флуоресценции и релеевского светорассеяния (РС) записывали под прямым углом к возбуждающему свету с помощью модифицированного спектрально-измерительного комплекса СДЛ-2 (ЛОМО, Россия) в режиме счета фотонов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Электрохимическая обработка чистой воды. Очищенную воду с исходной проводимостью 0.2 мкСм/см хранили 4 дня в открытой емкости, прикрытой листом фильтровальной бумаги. За это время ее проводимость повысилась до 1.6 мкСм/см. Перед электролизом ее семь раз перелили из сосуда в сосуд для уравновешивания с воздухом, что привело к повышению проводимости до 5 мкСм/см. После 5 минут электролиза (без внесения каких-либо добавок) каждый из полученных образцов делили на два объема. Во всех образцах измеряли рН, σ и РС, а в половине каждого вида образцов дополнительно измеряли Еox/red и ΔЕox/red. Все образцы хранили в одинаковых условиях в стеклянных сосудах. Сразу после электролиза для исходной воды, католита и анолита значения Еox/red составляли 270 ± 1, ‑127 ± 2 и 621 ± 1 мВ и рН 6.0 ± 0.1, 9.3 ± 0.1 и 4.3 ± 0.1 соответственно. Для этих систем ультрафиолетовое облучение (УФО) приводило к уменьшению ОВП с ΔЕox/red ‑14 ± 1, ‑1 ± 1 и ‑47 ± 2 мВ для исходной воды, католита и анолита соответственно.

Значения σ образцов сразу после электролиза, а также в течение двух последующих суток представлены на рис. 1. Можно видеть, что электролиз приводит к значительному изменению состояния водной системы и ее чувствительности к УФО. ΔЕox/red характеризует состояние системы АФК в момент облучения и может иметь разный знак в зависимости от ее текущего состояния [22]. В данной системе УФО резко уменьшило Еox/red анолита, т.е. привело к генерации восстановителей, в то время как в католите заметного влияния УФО не наблюдалось. В результате электролиза значительно (в ∼3–4 раза) возросла σ как католита, так и анолита по сравнению с исходной водой, что свидетельствует о генерации ионных форм разных соединений в той и другой системе. При этом разные величины ΔЕox/red при УФО указывают на различное состояние систем АФК этих образцов.

Рис. 1.

Электропроводность образцов (σ) очищенной воды после 5 мин электролиза исходно и в течение последующих двух суток (Хранение образцов в открытых сосудах).

Наиболее драматичные изменения σ происходят в необлученном анолите (рис. 1). Через сутки в нем наблюдается скачкообразное увеличение σ более чем вдвое, в то время как в анолите после УФО изменения со временем не существенны.

Высокие разведения химических растворов

Приготовление образцов. На основе разных химических растворов готовили системы высокого разведения, в которых уже может не содержаться ни одной молекулы исходного химического соединения. Для приготовления 15-го сотенного разведения (100-кратное разведение, повторенное 15 раз) исходно 0.2 М растворов хлористого натрия хлористого и ацетона (NaCl‑15С, KCl‑15С и С3Н6О‑15С соответственно) использовали три одинаковые стеклянные пробирки объемом 20 мл и три одинаковых бюкса. Для разведения в 100 раз отбирали автоматической пипеткой по 20 мкл каждого раствора и переносили в соответствующую пробирку, куда добавляли по 2 мл очищенной воды, закрывали притертыми пробками и встряхивали все три пробирки в одной руке в течение 1 минуты (частота ∼1 Гц, амплитуда ∼50 см). После этого содержимое каждой пробирки выливали в соответствующий бюкс, из которого затем вновь отбирали 20 мкл для последующего разведения, а остаток образца выливали. Предпоследнее и последнее разведение готовили в большем объеме для проведения необходимых измерений.

Измерения величин σ и ОВП исходной воды и образцов 15С разведения до и после УФО проводили сразу после приготовления образцов на воде, очищенной в день эксперимента. Ее σ сразу после очистки составляла 0.2 мкСм/см, но постепенно повышалась из-за насыщения атмосферными газами. На рис. 2 представлены величины Еox/red для каждой из систем до и после УФО, а также значения σ и рН.

Рис. 2.

Значения ОВП, электропроводности и рН образцов NaCl‑15С, KCl‑15С и С3Н6О‑15С сразу после приготовления до УФО (столбцы окрашенные) и после УФО (столбцы без окраски).

Как видно из рис. 2, образцы заметно различаются по исходным значениям Еox/red, ΔЕox/red и рН, а УФО приводит к разным значениям параметров для всех образцов. В данном эксперименте под действием УФО значение Еox/red всех образцов уменьшается, т.е. при облучении генерируются восстановительные формы АФК, но в различной степени.

В аналогичном эксперименте параллельно с приготовлением NaCl‑15С, готовили 15С разведение воды водой (Н2О‑15С) со встряхиванием в одной руке обеих пробирок (рис. 3). В этом опыте использовали воду из того же исходного объема, (хранящегося в закрытой колбе) что и ранее, но через двое суток после предыдущего эксперимента. В качестве исходного использовали тот же образец 0.2 М раствора NaCl. Каждый из вновь приготовленных образцов 15С разведения разделяли на два объема, один из которых подвергали воздействию УФО. Величины σ этих образцов и контрольной воды в течение трех суток наблюдения представлены на рис. 3.

Рис. 3.

Электропроводность исходной воды, Н2О‑15С и NaCl‑15C в течение двух суток после электролиза без облучения и с УФО, проведенном сразу после приготовления образцов.

Можно видеть, что образец Н2О‑15С имеет значительные отличия по всем параметрам от исходной воды. В то же время он заметно отличается от NaCl‑15С по σ сразу после приготовления и ее изменению со временем (при хранении в закрытом сосуде).

Динамика РС. В серии работ разных авторов показано, что после электролиза [13, 21], облучения ультрафиолетом [18, 20], или светом лазера в полосах поглощения кислорода [14, 29] в чистой воде и сильноразбавленных водных системах имеют место колебания оптических параметров, возникающие через определенное время после окончания воздействия и наблюдаемые в течение многих часов или суток. Эти колебания обусловлены процессами с участием АФК [14, 15, 20, 24, 29] и обычно регистрируются чувствительными люминесцентными методами [18, 20–24]. В процессах такого рода происходят колебания интенсивности РС на длине волны 260 нм, соответствующей полосам поглощения анион-радикала супероксида [5] и ацетона [23].

При изучении динамики РС были проведены предварительные эксперименты по выявлению наиболее информативных условий записи сигналов (механическое воздействие на образец перед измерением динамики РС, время накопления сигнала, частота дискретизации, длительность записи и др.), а также наиболее значимых параметров при анализе числовых рядов, отражающих кинетику наблюдаемых процессов. Кинетические зависимости были обработаны методами фликкер-шумовой спектроскопии (ФШС) [30] с использованием расчетных программ [31, 32]. Для учета параметров фоновых составляющих сигнала использовали сухую измерительную кювету (“фоновая кювета”), поставленную в кюветное отделение под таким углом к возбуждающему свету, чтобы регистрируемый сигнал рассеянного света имел примерно такую же интенсивность, как и измеряемый в опыте.

Метод ФШС – общий феноменологический подход к извлечению информации, содержащейся в сложных хаотических сигналах – временных последовательностях динамических переменных V(t), где t – время [30]. Такие сигналы фиксируются через каждый временной промежуток $\Delta t = {T \mathord{\left/ {\vphantom {T N}} \right. \kern-0em} N}$ (Т – временной интервал, на котором записывается сигнал, N – число членов временного ряда), который определяет частоту дискретизации fd = 1/Δt.

Вводимые в ФШС параметры “привязываются” к базовому для статистической физики образу автокорреляционной функции (используем запись в интегральном виде; все ФШС-соотношения в дискретной форме представлены в [30–33]):

(1)
$\psi (\tau ) = \frac{1}{{T - \tau }}\mathop \smallint \limits_0^{T - \tau } V(t)V(t + \tau )dt = V(t)V{{(t + \tau )}_{{T - \tau }}},$
где τ – параметр временной задержки, полагаем 0 ≤ τ ≤ TM (TM ≤ T/2). Введенная процедура усреднения означает, что все характеристики, которые можно извлечь при анализе зависимостей ψ(τ), следует рассматривать как средние по указанному интервалу. Для выявления информации, заключенной в ψ(τ) (полагаем 〈V(t)〉 = 0), следует анализировать некоторые преобразования (“проекции”) этой функции, а именно, косинус-преобразование S(f) (f – частота):
(2)
$S(f) = 2\mathop \smallint \limits_0^{{{T}_{M}}} V(t)V{{(t + \tau )}_{{T - \tau }}}\cos \left( {2\pi f\tau } \right)d\tau $
и разностные моменты (переходные “структурные” функции Колмогорова) Φ(2)(τ) второго порядка:

(3)
${{\Phi }^{{(2)}}}(\tau ) = {{\left\langle {{{{\left[ {V(t) - V(t + \tau )} \right]}}^{2}}} \right\rangle }_{{T - \tau }}}.$

Методика обработки исходного сигнала V(t) с выявлением информации как о ФШС-параметрах хаотической динамики, так и о наборе реализующихся специфических, “резонансных” частот, приведена в [30–33]. Здесь мы укажем только, что разделение спектральной S(f) зависимости на хаотические и резонансные составляющие осуществляется на основе исключения хаотической составляющей спектра Sc(f) из модуля зависимости log S(f) – lg f, построенной на основе экспериментально измеренного временного ряда V(t), с использованием процедур нелинейного метода наименьших квадратов.

Для выявления эффектов нестационарности [30, 34, 35] в анализируемых процессах изучаются временные зависимости факторов нестационарности (ФН). ФН отражают динамику изменений функций Φ(2)(τ) при последовательном смещении пробного интервала [tk, tk + ΔT], где k = 0, 1, 2, 3, … и tk = kΔt, по всей длине T имеющегося экспериментального ряда данных (tk + ΔT ≤ T). Моменты tc наиболее резких изменений ФН обычно связываются с происходящими в исследуемых открытых системах структурными перестройками. Временные зависимости ФН [34, 35] рассчитываются на основе выражений:

(4)
$C({{t}_{k}}) = 2{{\frac{{{{Q}_{k}} - {{P}_{k}}}}{{{{Q}_{k}} + {{P}_{k}}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\frac{{{{Q}_{k}} - {{P}_{k}}}}{{{{Q}_{k}} + {{P}_{k}}}}} {\frac{{\Delta t}}{{\Delta T}}}}} \right. \kern-0em} {\frac{{\Delta t}}{{\Delta T}}}},$
где
${{Q}_{k}} = \frac{1}{{\alpha {{{(\Delta T)}}^{2}}}}\int\limits_0^{\alpha \Delta T} {d\tau } \int\limits_{{{t}_{k}}}^{{{t}_{k}} + \Delta T} {{{{\left[ {V(t) - V(t + \tau )} \right]}}^{2}}dt} ,$
${{P}_{k}} = \frac{1}{{\alpha {{{(\Delta T)}}^{2}}}}\int\limits_0^{\alpha \Delta T} {d\tau } \int\limits_{{{t}_{k}}}^{{{t}_{k}} + \Delta T - \Delta t} {{{{\left[ {V(t) - V(t + \tau )} \right]}}^{2}}dt} .$
Здесь было учтено, что зависимости Φ(2)(τ) надежно рассчитываются лишь для области [0, αΔT] (α < 0.5) изменения аргумента τ, составляющей менее половины интервала усреднения ΔT.

Опыт показал, что наиболее информативные результаты исследований динамики РС в водных системах можно получить при одинаковом механическом воздействии на них перед проведением эксперимента. Это может быть неоднократное переливание из пробирки в пробирку, встряхивание с одинаковой частотой и амплитудой, механическое перемешивание в измерительной кювете. Такая обработка резко усиливает проявление идущих в воде релаксационных процессов, характер которых зависит от состояния системы АФК в данный промежуток времени. В данных системах колебания РС медленно (в течение 1–2 часов) затухают, поэтому параметры РС рассматривали на наиболее информативном начальном участке кинетической кривой из 500 точек числового ряда с интервалом усреднения ΔТ = 40 и временем дискретизации сигнала 2.75 с.

Методика. Перед измерением кинетики РС каждый из водных образцов встряхивали в пробирке подобно тому, как это описано выше после каждого разведения. Исходную воду, подвергнутую такому встряхиванию, назвали динамизированной и использовали в оптических экспериментах в качестве контроля (кинетика исходной воды практически не отличалась от нулевой линии).

На рис. 4 (слева) приведены экспериментальные временные зависимости интенсивности РС (λex = λobs = 260 нм) для динамизированной воды и одновременно приготовленных образцов NaCl‑15С, KCl‑15С и С3Н6О‑15С, полученные при вычитании постоянного тренда и записи относительно средних значений, принятых за нулевую линию. На рис. 4 справа представлены вычисленные временные зависимости для ФН, пиковые значения которых показывают моменты скачкообразных структурных перестроек в рассматриваемых системах. На рис. 5 слева показаны кинетические зависимости для двух независимых образцов NaCl‑15С, отобранных из одного сосуда в различные моменты времени с промежутком в 3 ч. Справа на рис. 5 приведены соответствующие зависимости для ФН. Анализ числовых рядов ФН, проведенный методами ФШС по формулам (1)–(4) для воды, обработанной электролизом, и систем 15С разведения, показал наличие определенных частот скачкообразных перестроек (всплесков интенсивности РС) рассматриваемых систем. В то время как в исходной (не динамизированной) воде в аналогичных условиях резких перестроек не обнаружено. В образцах NaCl‑15С, KCl‑15С и С3Н6О‑15С проявлены одни и те же наборы частот перестроек с периодами порядка нескольких мГц, но с заметным различием по параметрам ФШС, интенсивностям и соотношению амплитуд разных компонент. Запись кинетики РС в разное время после приготовления образцов показала, что в каждом из этих образцов наблюдаются свои ритмы изменения интенсивности хаотической и упорядоченной компонент сигнала и соотношения амплитуд проявленных частот скачкообразных изменений. Так для двух образцов NaCl‑15С, РС которых записывалось с трехчасовым промежутком времени и отобранных из одного сосуда, в зависимостях ФН наблюдается один и тот же набор основных частот (3.2; 6.2; 9.5; 12.7 мГц) с разными соотношениями амплитуд – 1 : 1 : 0.7 : 0.5 и 0.7 : 1.3 : 0.5 : 0.6.

Рис. 4.

Кинетики интенсивности (I) РС динамизированной воды и одновременно приготовленных образцов NaCl‑15С, KCl‑15С и С3Н6О‑15С (слева) и соответствующие кинетики для ФН (справа) с интервалом усреднения ΔТ = 40 и временем дискретизации 2.75 с.

Рис. 5.

Кинетики интенсивности РС независимых образцов NaCl‑15С с 3-часовым промежутком во времени измерения (с вычетом постоянного тренда и приведенные к одному масштабу – слева), и справа – соответствующие кинетики ФН с ΔТ = 40 и временем дискретизации 2.75 с.

Из рис. 1 можно видеть, что через сутки после электролиза в анолите наблюдается скачкообразное увеличение σ, сохраняющееся, по крайней мере, в течение двух суток. Заметное увеличение σ анолита через сутки после приготовления можно объяснить разложением на радикалы накопленной H2O2 и стабилизацией зарядов границами раздела фаз [13, 20, 22, 29]. Можно полагать, что значительная часть образовавшихся зарядов в анолите адсорбируется на поверхности стеклянного сосуда, поскольку новое наливание чистой воды в сосуд после удаления анолита приводит к заметному увеличению ее проводимости. На эти процессы значительное влияние оказывает УФО анолита.

Известно [1, 14, 20–22, 29], что вода с растворенными атмосферными газами и всегда присутствующими в ней АФК – открытая неравновесная система, постоянно обменивающаяся с окружением веществом и энергией, в результате чего в ней самопроизвольно или под действием внешних факторов могут возникать колебания релаксационного типа. В такой системе в зависимости от ее исходного состояния могут быть довольно длительные моменты относительной устойчивости (в “чистой” воде – несколько часов) и хорошо воспроизводимых результатов внешних воздействий. В некоторые моменты времени эта система скачкообразно переходит в иное состояние [1, 14, 20–22, 29]. Вблизи критических условий перехода чувствительность к внешним воздействиям и внутренним флуктуациям значительно возрастает и может иметь противоположные знаки ответа на одно и то же воздействие. Такое поведение системы АФК в водных средах необходимо учитывать во всех экспериментах с сильноразбавленными водными средами.

Разбавление выше предела Авогадро химических систем дает результаты, подобные наблюдаемым в электрохимически обработанных образцах. Это указывает на активацию системы АФК в результате последовательного разбавления и встряхивания, причем для исходно разных химических растворов система АФК оказывается в разных состояниях. В данной работе образцы высокого разведения химических систем готовили одновременно; их одинаково разбавляли и встряхивали в одной руке, что позволило выявить различие в их электрохимических параметрах, обусловленное разным характером взаимодействия первоначально присутствующих в воде химических соединений с водным окружением. Это позволяет утверждать, что процедура постепенного разведения и встряхивания влияет на концентрацию (и/или подвижность) электрически заряженных соединений в системе.

В экспериментах с РС обнаружилось, что помимо выявленных по ФН частот резких перестроек 15С-систем, в каждой из них имеет место различный характер чередования упорядоченных и хаотических колебаний, возможно зависящих от момента начала записи кинетики. Наша аппаратура не позволяет наблюдать за этими процессами одновременно во всех системах. Проявление во всех образцах близких частот перестроек, хотя и с разной интенсивностью и разными соотношениями амплитуд компонент спектра фиксируемых флуктуационных сигналов РС в зависимости от момента наблюдения и происхождения системы, позволяет предположить наличие общей причины в возникновении таких частотных характеристик. Поиск этой причины требует особого подхода к организации эксперимента с учетом вышеуказанных особенностей системы АФК и находится вне рамок настоящей работы.

Список литературы

  1. Voeikov V.L. // Rivista di Biologia. 2010. V. 103. № 2–3. P. 321.

  2. Афанасьев И.Б. // Успехи химии. 1979. Т. 48. № 6. С. 977.

  3. Fridovich I. // Annu. Rev. Biochem. 1995. V. 64. P. 97.

  4. Фут Х. Фотосенсибилизированное окисление и синглетный кислород. Биологические следствия в сб. “Свободные радикалы в биологии”, ред. У. Прайор, М.: Мир, 1979. С. 96.

  5. Nosaka Y., Nosaka A.Y. // Chem. Rev. 2017. V. 117. № 17. P. 11302.

  6. Fee J.A., Valentine J.S. Chemical and Physical Properties of Superoxide, in Superoxide and Superoxide Dismutases, ed. A.M. Michelson, J.M. McCord, I. Fridovich. L., N.-Y., S.-F.: Ac. Pr., 1977. P. 19.

  7. Степуро И.И., Адамчук Р.И., Степуро В.И. // Биофизика. 2004. Т. 49. № 5. С. 773.

  8. Pacher P., Beckman J.S., Liaudet L. // Physiol. Rev. 2007. V. 87. № 1. P. 315.

  9. Aristova N.A., Ivanova I.P., Trofimova S.V. et al. Mechanisms of chemiluminescence in Fenton reaction. Preprint SINP. M.: MSU 2011 – 12/876.

  10. Kosenko E.A., Kaminsky Yu.G., Stavrovskaya I.G. et al. // FEBS Lett. 1997. V. 410. № 2–3. P. 309.

  11. Саакян И.Р., Гогвадзе В.Г., Сирота Т.В. и др. // Биофизика. 1998. Т. 43. № 4. С. 580.

  12. Valko M., Leibfritz D., Moncol J. et al. // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2007. V. 39. P. 44.

  13. Петрушанко И.Ю., Лобышев В.И. // Биофизика. 2001. Т. 46. № 3. С. 389.

  14. Гудков С.В., Карп О.Э., Гармаш С.А. и др. // Биофизика. 2012. Т. 57. № 1. С. 5.

  15. Брусков В.И., Масалимов Ж.К., Черников А.В. // ДАН. 2001. Т. 381. № 2. С. 262.

  16. Маргулис М.А. // УФН. 2000. Т. 170. № 3. С. 263.

  17. Домрачев Г.А., Родыгин Ю.Л., Селивановский Д.А. // Докл. АН. 1993. Т. 329. № 2. С. 186.

  18. Лобышев В.И., Рыжиков Б.Д., Шихлинская Р.Э. // Биофизика.1998. Т. 43. № 4. С. 710.

  19. Лотник С.В., Хамидуллина Л.А., Казаков В.П. // Докл. АН. 1999. Т. 366. № 4. С. 493.

  20. Belovolova L.V., Vinogradov E.A., and Glushkov M.V. // Phys. Wave Phenom. 2013. V. 21. № 3. P. 190.

  21. Belovolova L.V., Glushkov M.V., Timashev S.F. // Ibid. 2015. V. 23. № 2. P. 105.

  22. Belovolova L.V., Glushkov M.V., Vinogradov E.A. // Biophysics. 2014. V. 59. № 4. P. 524

  23. Belovolova L.V., Glushkov M.V., Vinogradov E.A. // Ibid. 2011. V. 56. № 2. P. 181.

  24. Воейков В.Л., Колдунов В.В., Кононов Д.С. // Журн. физ. химии. 2001. Т. 75. № 9. С. 1579.

  25. Bensasson R.V., Land E.J., Truscott T.G. Flash Photolysis and Pulse Radiolysis. Oxford: Pergamon Press, 1983.

  26. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия. М.: Химия, КолосС, 2006. С. 593.

  27. Решетняк А.В., Блажейовски Е. Электрохимическое генерирование люминесценции. В сб. Электрохимия органических соединений в начале XXI века. М., 2008. С. 6.

  28. Корниенко В.Л., Чаенко Н.В., Корниенко Г.В. Непрямое электрохимическое окисление органических веществ активными формами кислорода. В сб. Электрохимия органических соединений в начале XXI века. М.: Электролиз, 2008. С. 147.

  29. Gudkov S.V., Bruskov V.I., Astashev M.E. et al. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 115. P. 7693.

  30. Timashev S.F. Flicker-Noise Spectroscopy. Information in Chaotic Signals. M.: Fizmatlit, 2007 [in Russian].

  31. Timashev S.F., Polyakov Yu.S., Misurkin P.I., Lakeev S.G. // Phys. Rev. E. 2010. V. 81. № 4. 041128-1-17. http://arxiv.org/abs/1004.0235

  32. Polyakov Yu.S., Neilsen J., Timashev S.F. // Astron. J. 2012. V. 143. № 6. P. 148 (2012). https://doi.org/10.1088/0004-6256/143/6/148; arXiv:1204.3690v1 [astro-ph.IM]

  33. Шустер Г. Детерминированный хаос. Введение. Пер. с англ. Ф.М. Израйлева, М.И. Малкина, А.М. Реймана / Под ред. А.В. Гапонова‑Грехова, М.И. Рабиновича. М.: Мир, 240 с.

  34. Timashev S.F., Polyakov Yu.S., Lakeev S.G. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2010. V. 84. № 10. P. 1807.

  35. Litak G., Polyakov Yu.S., Timashev S.F., Rusinek R. // Physica A. 2013. V. 392. P. 6052.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Журнал физической химии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал