CC BY
45
298
KÍMYA PROBLEML9RÍ № 3 2014
UOT 504 (075.8)
FENOLUN METANOL ÎÇTÎRAKINDA SULU M9HLULLARININ RADÍOLÍZÍ ZAMANI ÍKÍATOMLU FENOLLARIN 9M9L9 G9LM9SÍNÍN KÍNETÍK QANUNAUYGUNLUQLARI
M.a.Qurbanov, E.T.Abdullayev, *N.A.N3cafquliyev
AMEA-nin Radiasiya Problemlari institutu AZ1143 Baki, F.Agayev kûç.,9; [email protected]
*Azarbaycan Memarliq va ín^aat Universiteti AZ 1073 Baki, A.Sultanova kûç., 5 ; e-mail: [email protected]
Fenolun sulu mahlulunda radiolitik parçalanma va ikiatomlu fenollarin amala galma prosesina metanolun tasiri ara§dirilmi§dir. Fenolun 1.110-5 mol/l qatiliqli mahlulunda metanolun qatiligi (2.5-12.5)10-3 mol/l intervalinda dayi§dikda fenolun çevrilmasinin radiasiya-kimyavi çixiçi 0.0бб-0.03б molekul/100 eV, pirokatexin, rezorsin va hidroxinonun amala galmasinin radiasiya-kimyavi çixiçi isa uygun olaraq 0.029-0.00б, 0.000700.00012, 0.001 -0.0002 molekul/100 eVolur.
Açar sözfor: fenol, metanol, radioliz, pirokatexin, rezorsin, hidroxinon.
Fenollar toksiki maddalar olub prioritet çirklandiricilar siyahisina daxildir, içmali suda yolverilan hadd qatiligi 10-8 mol/l-э barabardir [1]. Su mühitlarinin bu çirklandiricilardan tamizlanmasi mühüm ekoloji masalalardandir va radiasiya texnologiyasinin bu maqsadla tatbiqi mühüm aktualliq kasb edir.
Fenollar adatan üzvi halledicilarla birga atraf mühita atilir. Bu üzvi halledicilarin molekullarinin bir qismi suyun radioliz mahsullari olan hidratla§mi§ elektronlar (eaq),
hidrogen atomlari (H) va hidroksil radikallari (OH) ila daha effektiv reaksiyaya girarak fenolun radiolitik parçalanma prosesina va fenolun radioliz mahsullarinin amalagalma prosesina tasir göstarirlar. Taqdim olunan i§da fenolun su mahlulunda radiolitik parçalan-masina metanolun tasiri (sinergetik effektlar) ara§dirilmi§dir. Bu maqsadla fenolun 1.Ы0-5 mol/l qatiliqli mahluluna metanol alava edilmi§ va bu mahlullarda metanolun qatiligi (2.5-12.5)-10-3 mol/l intervalinda dayi§mi§dir.
T9CRUBI Hisse
Model mahlullarin hazirlanmasi zamani yüksak tamizliya malik fenol (Aldrich, 99%), metanol (VWR, 99.8%) va ionsuzla§dirilmi§ bidistilla suyu istifada edilmi§dir. Nümunalar statik §araitda, §ü§a qablarda doza gücü 0.6 Qr/san olan 60Co izotopu ila §üalandirilmi§dir. Öyranilan model sistemlarda su deqazasiya olunmamiçdir va mahlullarda oksigenin qatiligi 2.8-10-4 mol/l-a barabar olmuçdur. Fenolun su nümunalarinda
tayini onun 4-aminoantipirin ila amala gatirdiyi kompleksin spektrofotometrik (Carry-50 spektrofotometri, "Varian") analizi ila aparilmiçdir [2]. Standart mahlullarin kömayi ila fenolun tayini metodikasinin daracalanmasi aparilmiç, metodun minimum tayinetma hüdudu 10-8 mol/l tapilmiçdir. Pirokatexin, rezorsin va hidroxinonun analizi isa Qaz Xromatoqrafi/Kütla Spektrometrinda ("Termo-Finnigan", AB§) aparilmiçdir.
FENOLUN METANOL ÎÇTÎRAKINDA SULU M9HLULLARININ
299
N0TÍC0L0R ve ONLARIN MÜZAKÍReSÍ
§эШ 1-dэ metanol i§tirakinda fenolun pirokatexinin эmэlэgэlmэsinin kinetik эyrilэri çevrilmэsinin vэ radioliz mэhsulu olan verilmi§dir.
ц G. lOÍ-5'i moLl
0 200 400 Doi6a°^r
Çakil 1.Fenolun metanol içtirakinda sulu mэhlulunda radiolizi zamani fenolun çevrilmэ (l - C(metanol) = 2.5-lG-3 mol/l, 2 - C(metanol) = 12.5-1G-3 mol/l) vэ pirokatexinin (3 - C(metanol) = 2.5-lG"3 mol/l, 4- C(metanol) = 12.5-1G-3 mol/l) эmэlэgэlmэsinin kinetik эугиэп.
Çakil 2. Fenolun çevrilmэsinin (1), pirokatexin (2), hidroxinon (3) vэ rezorsinin (4) эmэlэ gэlmэsinin kinetik эу1"йэп [3].
§эШ 1-dэn göründüyü kimi, hэm fenolun çevrilmэ, hэm dэ pirokatexinin эmэlэgэlmэ proseslэrinin sürэti metanol içtirak etmэyэn hal ilэ müqayisэdэ [3] kэskin azalir (§эШ 2.)
Fenolunl.l-lG-5 mol/l qatiliqli sulu mэhlulunda metanol içtirakinda çevrilmэ, pirokatexin, rezorsin, hidroxinon, hidrogen vэ hidrogen-peroksidin эmэlэgэlmэ proseslэrinin radiasiya-kimyэvi çixi^lari._
Mэhlulda metanolun qatiligi, mol/l Radiasiya kimyэvi çixi§, moleku /100 eV
Fenol Pirokatexin Rezorsin Hidroxinon H2 H2O2
2.5-lG-3 G.G66 G.G29 G.GGG7G G.GG13 G.39G G.55G
5-1G-3 G.G55 G.G15 G.GGG4G G.GGG7 G.38G G.565
7.5-1G-3 G.G5G G.G1G G.GGG2G G.GGG5 G.395 G.53G
1G-1G-3 G.G4G G.GG9 G.GGG15 G.GGG3 G.39G G.55G
12.5-1G-3 G.G36 G.GG6 G.GGG12 G.GGG2 G.386 g.565
Cэdvэldэ metanol içtirakinda fenolun çevrilmэ, fenolun radioliz mэhsulu olan ikiatomlu fenollarin (pirokatexin, rezorsin, hidroxinon), hэmçinin suyun radioliz mэhsulu olan hidrogen vэ hidrogen-peroksidin эmэlэ-gэlmэ proseslэrinin radiasiya-kimyэvi çixiçlari verilmi§dir.
Fenolun metanol içtirak etmэyэn 1.1'lG-5 mol/l qatiliqli mэhlulunda onun parçalanmasinin radiasiya-kimyэvi çixiçinm qiymэti 1.8 molekul/100 eV oldugu halda [3] cэdvэl 1^эп göründüyü kimi, fenolun hэmin qatiliginda metanolun miqdari (2.5-l2.5)-lG-3 mol/l intervalinda dэyi§dikdэ bu qiymэt G.G66-
300
M.9.GURBANOV va b.
0.036 molekul/100 eV olur, yani 27-50 dafa azalir. Metanol i§tirakinda fenolun 9evrilma süratinin azalmasi ikiatomlu fenollarin amala galma proseslarinin radiasiya-kimyavi 9ixi§larinin metanol i§tirak etmayan hala nisbatan kaskin azalmasina sabab olur. Bela ki, fenolun metanol i§tirak etmayan 1.1-10-5 mol/l qatiliqli mahlulunda pirokatexin, rezorsin va hidroxinonun amala galma proseslarinin radiasiya-kimyavi 9ixi§larinin qiymati uygun olaraq 1.6; 0.04 va 0.09 molekul/100 eV olur [3]. Hidrogen-peroksid va hidrogenin amala galmasinin radiasiya-kimyavi 9ixi§i isa metanolun ilkin qatiligindan asili olmur, uygun olaraq ~0.55 va ~0.38 molekul/100 eV olur. Tarkibinda qari§iqlar olmayan suyun radiolizi zamani hidrogen-peroksidin amala galma prosesinin radiasiya-kimyavi 9ixi§i 0,7
molekul/100 eV, hidrogenin isa 0.45 molekul/100 eV oldugunu nazara alsaq [4], har iki mahsulun yalniz suyun radiolizindan amala galdiyi malum olur. Hidrogen-peroksid va hidrogen §porlarda yaranir va akseptorlar (O2, fenol, metanol molekullari) kÍ9Ík qatiliqda olduqlarindan §porlarda gedan reaksiyalara tasir etmirlar.
Mahlulda suyun elektron sixligi digar bütün komponentlara nazaran 90X oldugundan va udulan dozada elektron sixligi ila mütanasib oldugundan §üalanmanin udulmasi asasan su molekullari tarafindan ba§ verir. Su, hall olan oksigen, metanol va fenol molekullari baxilan mahlulda suyun radiolizinin ilkin mahsullari olan eaq, H atomlari va OH radikallari ila a§agidaki reaksiyalara gira bilar:
2eaq + 2H2O H2 + 2OH K = 4.97-109 l/(mol-san)[5] (1)
eqq + H2O — H + OH - K = 109 l/(mol-san) [5] (2)
O2 + eaq — O2 K = 1.8-1010 l/(mol-san) [5] (3)
e- + c6h5oh — c6h5 + OH - aq 6 5 6 5 K = 2.5-107l/(mol-san) [6] (4)
e + CH3OH — CH3O -+ H aq 3 3 K = 8.5-103 l/(mol-san) [4] (5)
c6 H5OH + OH — C6 H5(OH )2 K = 1.4-1010l/(mol-san) [7] (6)
OH + CH 3OH — CH 2OH + H2O K = 8.4-108 l/(mol-san) [4] (7)
O2 + H — HO2 K = = 2.1-1010 l/(mol-san) [6] (8)
H + CH 3OH — CH 2OH + h2 K = = 4.5-106 l/(mol-san) [4] (9)
Maddalarin qatiliqlarini nazara almaqla reaksiyalarin nisbi süratlari hesablanmi§ va müayyan olunmu§dur ki, eaq su molekullari (1, 2), H atomlari oksigen molekullari (8), OH radikallari isa metanol molekullari (7) tarafindan tutulur. ikiatomlu fenollarin amala
galmasi isa qeyd etdiyimiz reaksiyalardan alinan radikallarin fenol molekullari ila reaksiyasindan ba§ verir.
Alinan naticalar su sistemlarinin inca tamizlanmasi proseslarina radiasiya texnolo-giyasinin tatbiqina asas yaradir.
0D0BÍYYAT
1. Basova E., Ivanov V., Novikova K. Determination of phenol in surface waters by High-Performance Liquid Chromatography with sorption preconcentration. // Journal of Analytical Chemistry. v. 57. 5. p. 434-439.
2. Standard Test Methods for Phenolic Compounds in Water. ASTM D1783 - 01(2012).
3. Abdullayev E.T., Qurbanov.M.0.,
iskandarova Z.i. Fenolun sulu mahlullannin
radiolizi zamani ikiatomlu fenollarin amala
gэlmэsinin kinetik qanunauygunluqlaп. /Штуа Problemlэri. 2014. №2. Б.214-217.
// ЛЬёиПауву Е.Т., ОыгЬапоу М.А., Iskenderova 2.1. Еепо1ип sulu теЫиПагтт radiolizi zamani iкiatomlu fenollarin ете1е gelmesinin клпеНк qanunauygunluqlari. //Kimya Г^МеткИ. 2014. №2. Б.214-217.
4. Бугаенко В.Л., Бяков В.М., Гришкин В. Л., Третьякова Н.И. Механизм радиолиза водных растворов метанола. // Химия высоких энергий. 1988. №4. т. 22. С. 301-
FENOLUN METANOL i§TiRAKINDA SULU M9HLULLARININ
301
304.
// Buqaenko V.L., Byakov V.M., Grishkin V.L., Tretyakova N.I. Mekhanizm radioliza vodnix rastvorov metanola. // Khimiya visokikh energiy. 1988. №4. t. 22. p. 301-304. 5. Бугаенко В.Л., Бяков В.М. Количественная модель радиолиза жидкой воды и разбавленных водных растворов водорода, кислорода и перекиси водорода. I. Формулировка модели. // Химия высоких энергий. 1998. т. 32. №6. С. 407-414.
//Bugaenko V.L., ByakovV.M. Kolichestvennaya model radioliza jidkoy vodi I razbavlennikh vodnikh rastvorov vodoroda, kisloroda I perkisi vodoroda. // Khimiya Visocikh Energiy. 1998. t. 32. N6. p. 407-414.
6. Cygler, J., Freeman G. Effects of solvent structure on electron reactivity and radiolysis yields: 2-propanol/water mixed solvents. //Can. J. Chem., 1984. v. 62. p. 1265-1270.
7. Land E., Ebert M. Pulse radiolysis studies of aqueous phenol. Water elimination from dihydroxycyclohexadienyl radicals to form phenoxyl. // Trans. Faraday Soc., 1967. v. 63. p. 1181-1190.
КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ ДВУХАТОМНЫХ ФЕНОЛОВ ПРИ РАДИОЛИЗЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ФЕНОЛА В ПРИСУТСТВИИ МЕТАНОЛА
M.А.Курбанов, Э. T.Абдуллаев, Н.А.Наджафгулиев
Исследовано влияние метанола на радиолитическое разложение фенола и образование двухатомных фенолов в водных растворах. При радиолизе водных растворов фенола c концентрацией 1.1-10'''моль/л радиационно-химические выходы разложения фенола и образования пирокатехина, резорцина и гидрохинона составляют соответственно 0.066-0.036 ; 0.029 - 0.006; 0.00070 - 0.00012 и 0.0013 - 0.0002 молекул/100 эВ при содержании метанола (2.5-12.5)103моль/л.
Ключевые слова: фенол, метанол, радиолиз, резорцин, пирокатехин, гидрохинон.
KINETICS OF DIHYDRIC PHENOLS FORMATION AT RADIOL YSYS OF WATER SOLUTIONS OF PHENOL IN THE PRESENCE OF METHANOL
M.A.Gurbanov, E.T.Abdullayev, N.A.Nacafguliyev
The impact of methanol on the radiolytic decomposition ofphenol and formation of diatomic phenolsin water solutions have been analysed. In terms of radiolyse of water solutions of phemols with concentration of phenol 1.1105mol, radiation-chemical yields of phenol degradation and formation of pyrocatechine, resorcine and hydrochinon 0,066-0,036 molecul/100 eV; 0.029 - 0.006; 0.00070 - 0.00012; 0.0013 - 0.0002 mol/100 eV accordingly with methanol contents (2.5-12.5)10-3 mol/l.
Keywords: phenol, methanol, radiolysis, resorcine, pyrocatechine, hydrochinon.
Redaksiyaya daxil olub 26.05.2014.
