Механизм сорбционного извлечения меди и никеля клеточными стенками корней растенийтезисы доклада

Работа с тезисами доклада


[1] Мейчик Н. Р. Механизм сорбционного извлечения меди и никеля клеточными стенками корней растений // Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии. Материалы V Всероссийского симпозиума. — ООО "Мегастронг" г. Краснодар, 2018. — С. 39–39. В работе разработана методология исследования клеточной стенки корней растений без использования методов физической и химической деструкции. Применение этой методологии позволило определить комплекс физико-химических параметров, которые характеризуют клеточные стенки высших растений как трехмерный слабосшитый природный ионообменник, обладающий в основном катионообменными свойствами. Установлено, что качественный состав ионогенных групп в клеточных стенках всех исследованных нами растений одинаков и представлен четырьмя типами групп: карбоксильными группами полигалактуроновой (ПГК) и гидроксикоричных кислот (ГКК), фенольными ОН-группами и аминогруппами. Но количество ионогенных групп каждого типа у разных видов растений, в разных тканях, при изменении условий минерального питания различно. Впервые установлено, что клеточные стенки содержат два типа карбоксильных групп, которые отличаются по значениям рКа. Существование карбоксильной группы ПГК в составе пектинов КС известно было давно. Исследователи полагают, что сорбционные свойства клеточных стенок обусловлены наличием именно этой группы. Чтобы определить, принимают ли участие в связывании ионов меди и никеля выявленные нами карбоксильные группы ГКК, проведен сравнительный анализ сорбционных свойств клеточных стенок бобовых и злаковых растений, которые характеризуются разными количествами карбоксильных групп ПГК и ГКК в трехмерной структуре полимерного матрикса. Методом потенциометрического титрования определено, что бобовые растения имеют в 2–3 раза больше карбоксильных групп ПГК (SПГК), чем злаковые, а злаковые имеют в 22,5 раза больше карбоксильных групп ГКК (SГГК), по сравнению с бобовыми растениями. Оценку сорбционной способности проводили при рН 3.5; 5 (ацетатный буфер) и 6.5 (аммиачный буфер), используя хлоридные соли Ni2+ или Cu2+ при их концентрации в растворе 1 мМ. Для всех растений сорбционная способность клеточных стенок в отношении Ni2+ (SNi) или Cu2+ (SCu) увеличивалась с рН, но величина SCu была значительно больше, чем SNi. Также, как и при сорбции Ni2+ и Cu2+ синтетическими карбоксильными катионитами, клеточные стенки растений (природные карбоксильные катиониты) связывают ионы металлов по ионообменному механизму. Поэтому, сопоставляя количество карбоксильных групп в трехмерном матриксе клеточных стенок с количеством связанного металла, можно судить о включении в связывание металла той или иной группы. У растений с высоким содержанием пектинов (бобовые растения) за связывание Ni2+ были ответственны только карбоксильные группы ПГК во всем исследуемом интервале рН, так как значение SNi было меньше или равно удвоенному количеству карбоксильных групп ПГК. У злаков при рН ≥ 5 в связывание Ni2+, помимо карбоксильных групп ПГК, включались также карбоксильные группы ГКК в составе полимерного матрикса, так как отношение SNi:2SПГК было много больше 1. У всех исследованных растений в связывании Cu2+ принимали участие оба типа карбоксильных групп. Однако у злаковых растений карбоксильные группы ГГК клеточной стенки включались в сорбционный процесс при рН ≥ 5, а у бобовых – при рН 6.5. Результаты исследования четко показывают, что в растительной клеточной стенке существует не одна, а две карбоксильные группы, способные связывать ионы меди и никеля в водном растворе.

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть