Медеубаева Б.З.¹, к.т.н. Серба Н.Г.¹, д.т.н. Абжаппаров А.А.², Клейус Я.В.¹

¹ Восточно-Казахстанский государственный университет им. С.Аманжолова,

г. Усть-Каменогорск, Казахстан

² Актауский государственный университет им. Ш.Есенова, г.Актау, Казахстан

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ

В СИСТЕМЕ Cu (II) - ИНУЛИН

Инулин является полисахаридом, построенным из остатков D-фруктофуранозы, связанных 2,1-бета связями.

Инулин оказывает благотворное влияние в течение всего времени нахождения, в организме человека начиная от попадания в желудок и заканчивая выделением. Инулин, попадая в желудочно-кишечный тракт, расщепляется соляной кислотой и ферментами на отдельные молекулы фруктозы и короткие фруктозные цепочки, которые проникают в кровеносное русло. Оставшаяся нерасщепленная часть инулина быстро выводится, связав собой большое количество ненужных организму веществ, таких как тяжелые металлы, радионуклиды, кристаллы холестерина, жирные кислоты, различные токсические химические соединения, попавшие в организм с пищей [1,2].

Практика казахстанских и российских ученых подтвердила эффективность использования инулина при многих заболеваниях, однако литературные данные по изучению взаимодействия инулина с различными металлами крайне ограничены. Сведения о составе и строении комплексов различных металлов с инулином в литературе не обнаружены.

Целью проводимого исследования является: рассмотреть возможность связывания тяжелых металлов в комплексные соединения, таким природным соединением, как инулин.

С целью изучения комплексообразующих свойств инулина с различными металлами было проведено исследование комплекообразования ионов меди с инулином спектрофотометрическим методом при t 25˚С и рН=2. Оптическую плотность растворов измеряли на спектрофотометре СФ-46 в УФ области спектра (l = 10 мм) в диапазоне длин волн от 200 до 340 нм. рН устанавливали на иономере универсальном И-130 со стеклянным и хлорсеребряным электродами.

По полученным данным строился график зависимости А – f (л), где А – оптическая плотности, л – длина волны. Для исследования были выбраны метод молярных отношений и метод Жоба [3,4].

Для изучения кривых светопоглощения комплексов Cu (II) с инулином необходимо иметь данные о спектрах поглощения компонентов, вступающих в реакцию. На рисунке 1 представлены индивидуальные спектры поглощения растворов инулина и нитрата меди.

Инулин в УФ области спектра поглощает незначительно, раствор Cu (II) имеет полосу светопоглощения с максимумом при л_мах= 240 нм. В спектрах поглощения водных растворов комплексов наблюдается смещение полос свелопоглощения с одновременным изменением оптической плотности, что свидетельствует о происходящем в системе комплексообразовании.

Рисунок 1 Зависимость оптической плотности (А) от длины волны (l) для системы Cu²⁺ - инулин (рН = 2)

Для исследования состава комплекса меди с инулином применяют метод непрерывных изменений (метод Жоба). На рисунке 2 показаны спектры поглощения растворов Сu²⁺-инулин изомолярные серии при общей (суммарной) концентрации компонентов 2 · 10^-4 моль/л.

Рисунок 2 Спектры поглощения растворов Cu²⁺ - инулин изомолярной серии: С (Cu) + С (In) = 2×10^-4 моль/л при рН = 2

Для определения состава образующегося комплекса построили графическую зависимость между отклонения оптической плотности от аддитивности и составом изомолярной смеси (∆А=f[C_In/(C_Cu+C_In)]).

Рисунок 3 Зависимость отклонения оптической плотности (А) от состава изомолярного раствора для системы Cu²⁺ - инулин (рН = 2, С (Cu) + С (In) = 2×10^-4 моль/л) при l= 220 нм

При отношении концентрации C_In/C_Cu ≈ 0,5 наблюдается максимум светопоглощения на изомолярной диаграмме, построенной при л = 220 нм. Из этих данных, что ионы меди реагируют с инулином в соотношении 1:1.

В дальнейшем для полного определения состава комплекса медь-инулин, проведено исследование спектров поглощения методом молярных отношений, позволяющий получить представление о формах образующихся комплексных соединений. Как видно из рисунков 4 и 5 в системе медь-инулин происходит процесс комплексообразования.

Рисунок 4 Кривая спектров поглощения ионов меди (II) (С_Cu =1×10^-4 моль/л ) при переменной концентрации инулина (рН = 2)

Рисунок 5 Кривая спектров поглощения инулина (С_In =1×10^-4 моль/л) при переменной концентрации ионов меди (рН = 2)

По данным рисункам 4 и 5 были построены «кривые насыщения» (рисунки 6 и 7) По двум сериям растворов соответственно.

Рисунок 6 Кривая насыщения DА = f(C(In) / C(Cu)), l = 220 нм, рН = 2

Рисунок 7 Кривая насыщения DА = f(C(Cu) / C(In)), l = 220 нм, рН = 2

Анализ «кривых насыщения» позволил определить стехиометрические отношения между компонентами реакции Cu (II) к инулину как 0,98:1 или, проводя соответствующие преобразования, получаем отношения 1:1.

По методу Клотца были рассчитаны молярный коэффициент светопоглощения (e_К = 4827) и константа устойчивости образующегося комплекса (lgK = 4,27±0,032) [5].

ЛИТЕРАТУРА

1. Голубев В.Н. Топинамбур: состав, свойства, способы переработки и области применения /В.Н.Голубев, И.В.Волкова, Х.М.Кумаланов. – М., 1995.

2. Кохана Б.М. Биохимия топинамбура. - Кишинев, 1974.

3. Полуэктов Н.С. Спектрофотометрические методы определения индивидуальных РЗЭ – Н.С.Полуэктов, Л.И.Кононенко. - Киев: Наукова Думка, 1968.

4. Бек М. Химия равновесий реакций комплексообразования. - М.: Мир, 1973.

5. Яцимирский К.Б. Константы нестойкости комплексных соединений / К.Б.Яцимирский, В.П.Васильев. – М.: Издательство АН СССР, 1959.