Вплив атмосферного вуглекислого газу на показник кислотно-лужного балансу водних розчинів хлориду натрію
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe67.7.515Ключові слова:
водний розчин, хлорид натрiю, показник кислотно-лужного балансу, вуглекислий газ, час релаксацiїАнотація
У роботi експериментально дослiджено вплив атмосферного вуглекислого газу на показник кислотно-лужного балансу розбавлених водних розчинiв хлориду натрiю в iнтервалi температур (294–323) К для концентрацiй, яким у середньому вiдповiдає 540, 675, 900 i 1620 молекул води на один iон натрiю або хлору. Розраховано часи релаксацiї показника кислотно-лужного балансу водних розчинiв хлориду натрiю при розчиненнi у них атмосферного вуглекислого газу в залежностi вiд температури та концентрацiї солi. Встановлено подiбнiсть поведiнки температурної залежностi часiв релаксацiї показника кислотно-лужного балансу розчинiв хлориду натрiю рiзних концентрацiй. Для з’ясування природи та особливостей подiбностi розраховано радiуси Дебая i показано, що у дослiджених нами розчинах внесок електростатичної взаємодiї не є визначальним, тому вона не буде вiдчутно впливати на молекулярнi процеси. Здiйснено спробу побудови строго теоретичного обґрунтування механiзмiв встановлення рiвноважного значення показника кислотно-лужного балансу чистої води i води при її контактi з атмосферним вуглекислим газом. Показано, що розрахунки за отриманими спiввiдношеннями добре корелюють з експериментальними результатами. Доведено, що атмосферний вуглекислий газ має суттєвий вплив на змiну показника кислотно-лужного балансу води i водних розчинiв хлориду натрiю.
Посилання
D.A. Story, P. Thistlethwaite, R. Bellomo. The effect of PVC packaging on the acidity of 0.9% saline. Anaesth. Intens. Care 28, 287 (2000).
https://doi.org/10.1177/0310057X0002800306
T.R. Harbinson, W. Davison. Performance of flowing and quiescent free-diffusion junctions in potentiometric measurements at low ionic strength. Anal. Chem. 59, 2450 (1987).
https://doi.org/10.1021/ac00147a002
Industrial Water Treatment Practice. Edited by P. Hamer, J. Jackson, E.F. Thurston (Butterworths, 1961).
W. Davison, C. Woof. Performance tests for the measurement of pH with glass electrodes in low ionic strength solutions including natural waters. Anal. Chem. 57, 2567 (1985).
https://doi.org/10.1021/ac00290a031
W. Stumm, J.J. Morgan. Aquatic Chemistry, Chemical Equilibria and Rates in Natural Water (John Wiley and Sons, 1996) [ISBN: 978-0-471-51185-4].
B.A. Reddi. Why is saline so acidic (and does it really matter?). Int. J. Med. Sci. 10, 747 (2013).
https://doi.org/10.7150/ijms.5868
T.B. Rosenthal. The effect of temperature on the pH of blood and plasma in vitro. J. Biol. Chem. 173, 25 (1948).
https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)35552-2
O.V. Khorolskyi, A.V. Kryvoruchko. Non-trivial behavior of the acid-base balance of pure water near the temperature of its dynamic phase transition. Ukr. J. Phys. 66, 972 (2021).
https://doi.org/10.15407/ujpe66.11.972
F.J. Millero, R.N. Roy. A chemical equilibrium model for the carbonate system in natural waters. Croat. Chem. Acta 70, 1 (1997).
S.J. Hawkes. All positive ions give acid solutions in water. J. Chem. Educ. 73, 516 (1996).
https://doi.org/10.1021/ed073p516
G. Hinds, P. Cooling, A. Wain, S. Zhou, A. Turnbull. Technical note: Measurement of pH in concentrated brines. Corrosion 65, 635 (2009).
https://doi.org/10.5006/1.3319089
J. Crolet, M. Bonis. pH measurements in aqueous CO2 solutions under high pressure and temperature. Corrosion 39, 39 (1983).
https://doi.org/10.5006/1.3580813
X. Li, C. Peng, J.P. Crawshaw, G.C. Maitland, J.P.M. Trusler. The pH of CO2-saturated aqueous NaCl and NaHCO3 solutions at temperatures between 308 K and 373 K at pressures up to 15 MPa. Fluid Phase Equilibr. 458, 253 (2018).
https://doi.org/10.1016/j.fluid.2017.11.023
P. Debye, E. H¨uckel. Zur Theorie der Elektrolyte. I. Gefrierpunktserniedrigung und verwandte Erscheinungen. Phys. Z. 24, 185 (1923).
H.S. Harned, B.B. Owen. The Physical Chemistry of Electrolytic Solutions (Reinhold Pub Corp., 1950) [ISBN: 0278917291].
M. Liu, L. Yuan, C. Zhu, C. Pan, Q. Gao, H. Wang, Z. Cheng, I.R. Epstein. Peptide-modulated pH rhythms. Chem. Phys. Chem. 23, e202200103 (2022).
https://doi.org/10.1002/cphc.202200103
R.P. Buck, S. Rondinini, A.K. Covington, F.G.K. Baucke, C.M.A. Brett, M.F. Camoes, M.J.T. Milton, T. Mussini, R. Naumann, K.W. Pratt, P. Spitzer, G.S. Wilson. Measurement of pH. Definitions, standards, and procedures (IUPAC Recommendations 2002). Pure Appl. Chem. 74, 2169 (2002).
https://doi.org/10.1351/pac200274112169
I. Leito, L. Strauss, E. Koort, V. Pihl. Estimation of uncertainty in routine pH measurement. Accredit. Qual. Assur. 7, 242 (2002).
https://doi.org/10.1007/s00769-002-0470-2
A.A. Guslisty, N.P. Malomuzh, A.I. Fisenko. Optimal temperature for human life activity. Ukr. J. Phys. 63, 809 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.9.809
L.A. Bulavin, V.Y. Gotsulskyi, N.P. Malomuzh, A.I. Fisenko. Crucial role of water in the formation of basic properties of living matter. Ukr. J. Phys. 65, 794 (2020).
https://doi.org/10.15407/ujpe65.9.794
T.T. Berezov, B.F. Korovkin. Biological Chemistry (Meditsyna, 1998) (in Russian).
L.A. Bulavin, N.P. Malomuzh. Upper temperature limit for the existence of living matter. J. Mol. Liq. 124, 136 (2006).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2005.11.027
A.I. Fisenko, N.P. Malomuzh. Role of the H-bond network in the creation of life-giving properties of water. Chem. Phys. 345, 164 (2008).
https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2007.08.013
A.I. Fisenko, N.P. Malomuzh. To what extent is water responsible for the maintenance of life for warm-blooded organisms? Int. J. Mol. Sci. 10, 2383 (2009).
https://doi.org/10.3390/ijms10052383
L.A. Bulavin, N.P. Malomuzh. Dynamic phase transition in water as the most important factor provoking denaturation of proteins in warm-blooded organisms. Fiz. Zhivogo 18 (2), 16 (2010) (in Russian).
V.F. Korolovych, O.A. Grishina, O.A. Inozemtseva, A.V. Selifonov, D.N. Bratashov, S.G. Suchkov, L.A. Bulavin, O.E. Glukhova, G.B. Sukhorukov, D.A. Gorin. Impact of high-frequency ultrasound on nanocomposite microcapsules: In silico and in situ visualization. Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 2389 (2016).
https://doi.org/10.1039/C5CP05465F
O.A. Kyzyma, T.D. Kyrey, M.V. Avdeev, M.V. Korobov, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov. Non-reversible solvatochromism in N-methyl-2-pyrrolidone/toluene mixed solutions of fullerene C60. Chem. Phys. Lett. 556, 178 (2013).
https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.11.040
V.I. Petrenko, M.V. Avdeev, L. Alms'ay, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov, L. Rosta, V.M. Garamus. Interaction of mono-carboxylic acids in benzene studied by smallangle neutron scattering. Colloid. Surface. A 337, 91 (2009).
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2008.12.001
D. Eisenberg, W. Kautzman. Struct. Prop. Water (Oxford University Press, 1968).
L.D. Landau, E.M. Lifshits. Statistical Physics, Part 1 (Pergamon Press, 1980).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
