|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
ИОНООБМЕННОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ПИРОФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХтезисы доклада
- Авторы: Гавлина О.Т., Иванов В.А.
- Сборник: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ И НА МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦАХ ФАГРАН-2021. Материалы IX Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения Я.А. Угая (г. Воронеж, 4–7 октября 2021 г.)
- Тезисы
- Год издания: 2021
- Издательство: ВГУ
- Местоположение издательства: Воронеж
- Первая страница: 454
- Последняя страница: 456
- Аннотация: В настоящее время одним из важных направлений неорганического материаловедения является разработка материалов для изготовления костных имплантатов на основе резорбируемых неорганических фосфатных материалов для регенеративного лечения дефектов костных тканей [1]. В качестве таких материалов используют трикальциевый фосфат β – Ca3(PO4)2; пирофосфат кальция Ca2P2O7; метафосфат кальция Ca(PO3)2; кальций – натриевый ренанит CaNaPO4 и другие. Они обладают большей резорбируемостью по сравнению с гидроксиапатитом Ca10(PO4)6(OH)2, который, собственно, и является основной минеральной составляющей костной ткани. Резорбируемость означает, что неорганический материал костного импланта постепенно перерабатывается организмом, являясь источником ионов в процессе регенерации новой костной ткани. Одним из современных методов получения керамических имплантатов сложной формы с заданной архитектурой является экструзионная печать по созданной компьютерной трехмерной модели. В качестве экструдируемого материала могут быть использованы высококонцентрированные суспензии фосфатов кальция.При синтезе определенных резорбируемых неорганических фосфатных материалов для регенеративного лечения дефектов костных тканей значительные преимущества дает использование чистых полифосфорных кислот, которые в свою очередь получают из полифосфатов натрия, например, из пирофосфата натрия. Известно, что наиболее простым способом получения полифосфорных кислот в водных растворах является катионный обмен их солей на сильнокислотных катионообменниках полистирольного типа [2]. Таким путем получали пирофосфорную кислоту из пирофосфата натрия [3]и из кислого пирофосфата натрия, полифосфорные кислоты из полифосфатов натрия [4,5.], алкилфосфорные кислоты [6] из соответствующих натриевых солей. Процессы проводили как в динамических условиях в колонках с катионитом, так и в статических условиях простым перемешиванием избытка катионита в водородной форме с соответствующей солью. Деталям процессов в этих публикациях должного внимания не уделялось. Однако такой путь получения полифосфорных кислот оказался востребованным в последнее время при получении материалов для получения биоразлагаемых фаз костных имплантов [7].Концентрация полифосфорной кислоты, получаемой ионообменным методом, ограничена уровнем растворимости исходного полифосфата натрия. При «комнатной» температуре (20оС) растворимость пирофосфата натрия (в расчете на безводный) составляет всего лишь 55 г в 1000 г воды [8] или 0.23 моль/л. Поэтому при проведении ионообменного синтеза пирофосфорной кислоты ее концентрация также не превышает этого значения. Однако для пирофосфата натрия характерно очень значительное повышение растворимости с температурой. Так при температурах 40оС, 60оС и 80оС его растворимость повышается в 2, 3,5 и 5 раз, соответственно. Поэтому, проводя ионообменный синтез пирофосфорной кислоты при повышенных температурах возможно значительно увеличивать концентрацию исходного раствора пирофосфата натрия, и соответственно концентрацию получаемой пирофосфорной кислоты.Проведенное экспериментальное исследование подтвердило возможность получения пирофосфорной кислоты более высоких концентраций при проведении ионообменного синтеза при повышенных температурах. Процесс ионообменного синтеза проводился в колонне с системой термостатирования самой колонны и емкости, содержащий исходный питающий раствор пирофосфата натрия. Колонна заполнялась сульфокислотным ионообменником полистирольного типа КУ-2х8 в исходной водородной ионной форме. Через слой ионообменника пропускался раствор пирофосфата натрия, с концентрацией, близкой к концентрации насыщенного раствора при данной температуре. Исследование показало, что направление пропускания раствора (сверху вниз или снизу вверх) не оказывает существенного значения на протекание процесса. Фронты обмена ионов водорода на ионы натрия очень резкие при всех температурах (20оС, 40оС и 60оС), что обеспечивало получение больших объемов чистой пирофосфорной кислоты без примеси ионов натрия. Работа выполнена в рамках госзадания (тема № 121031300090-2).СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Сафронова Т.В. Неорганические материалы для регенеративной медицины. // Неорганические материалы, 2021. Т 57. № 5. C. 467–499.2.Вулих А.И. Ионообменный синтез. – М.: Химия, 1973. 231 с. С. 126 – 127.3.Van Wazer J.R., Holst K.A. Structure and properties of the pondensed phosphates. I. Some general considerations about phosphoric acids. // J. Am. Chem. Soc. 1950. V. 72. No 2. P. 639 – 644.4.Watters J.I, Loughran E.D, Lambert S.M. The acidity of triphosphoric acid. // J Am. Chem. Soc. 1956. V. 78. No 19. P. 4855–4858. 5.Watters J.I, Sturrock P.E., Simonaitis R.E. The acidity of tetraphosphoric acid. // Inorg. Chem. 1963. V. 2. No 49. P. 765 – 767.6.Lecocq J. Methyl triphosphate, a substrate for myosin adenosine triphosphatase. // J. Med. Chem. 1968. V. 11. No 5. P. 1096 – 1097.7.Сафронова Т.В. , Киселев А.С. , Шаталова Т.Б. и др. Синтез моногидрата двойного пирофосфата кальция/аммония Ca(NH4)2P2O7•H2O — предшественника биосовместимых фаз кальцийфосфатной керамики // Известия Академии наук. Серия химическая. 2020. № 1. С. 139–147.8.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. . – М.: Химия, 1979. 480 с. С. 80 – 81.
- Добавил в систему: Иванов Владимир Александрович