Водолазька Н. О. Кислотність і сольватація в організованих розчинах: диференціююча дія наночастинок у ліофільних дисперсіях

Об'єкт дослідження: протолітичні рівноваги індикаторних барвників як у різних видах організованих середовищ, так і в істинних розчинах. Мета дослідження: розширити уявлення про кислотно-основні процеси, сольватацію/зв'язування органічних кислот на прикладі великої групи молекулярних зондів - індикаторних барвників - як у істинних розчинах, так і у різних видах організованих середовищ. Виявити й охарактеризувати особливості впливу різноманітних нанорозмірних систем на хімічну рівновагу реагентів. Розвинути нові підходи до цілеспрямованої зміни параметрів іонних рівноваг і спектральних характеристик індикаторів, використовуючи різні наноагрегати, а також показати можливості прикладного використання міцелярних розчинів ПАР й інших видів ліофільних систем. Методи дослідження та апаратура: спектроскопія; потенціометрія; трансмісійна електронна мікроскопія; метод динамічного світлорозсіювання; циклічна вольтамперометрія; рентгенівська дифракція. Теоретичні і практичні результати: диспергована наноскопічна вода всередині обернених мікроемульсій має відмінну від "звичайної" води мікрополярність і кислотність й проявляє сильну диференціюючу дію щодо дисоціації реагентів. Показана можливість перебігу реакції холінестеразного гідролізу флуорогенних субстратів у міцелярному розчині цвітеріонної сульфобетаїнової ПАР. Одержані стабільні ультратонкі допіровані індикаторними барвниками полімерні плівки Ленгмюра-Блоджет можуть багаторазово використовуватися як рН-сенсори. Синтезовані впорядковані мезопористі матеріали органокремнезему з різним ступенем гідрофобності і регульованими хімічними, механічними, оптичними й електричними властивостями можуть бути застосовані в електрохімії, хроматографії та каталізі. Новизна: Всі вивчені наносистеми сильно диференціюють кислотну дисоціацію індикаторів. Виявлено новий тип таутомерії діаніона 2,4,5,7-тетранітрофлуоресцеїну у ДМСО і у 90% водному ацетоні, а також у міцелярному розчині катіонної ПАР. Уперше встановлено, що близько 10% моноаніонів флуоресцеїну в апротонних диполярних розчинниках перебуває у вигляді фенолятного таутомера. Для оцінки значень електростатичного потенціалу заряджених поверхонь наноагрегатів індикаторним методом запропоновано використовувати "уявні" константи дисоціації індикаторів у міцелах цвітеріонної сульфобетаїнової ПАР, а також у катіонних міцелах/мікроемульсіях при максимальному екрануванні поверхневого заряду як моделі значення показника "внутрішньої" константи, особливо перспективним є використання значень констант дисоціації гідрофобного барвника N,N/-діоктадецилродаміну. Ступінь упровадження: результати дисертації впроваджено на хімічному факультеті Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна у лекційних спеціальних курсах та лабораторному практикумі. Сфера використання: фізична та колоїдна хімія.