КИНЕТИКА РАЗЛОЖЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РАЗРЯДА ПОСТОЯННОГО ТОКА АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ВОЗДУХЕ
Аннотация
Исследована кинетика разложения парацетамола в его водном растворе под действием на него разряда постоянного тока атмосферного давления в окружающем воздухе. Диапазон исследованных концентраций парацетамола составлял 7-37 мг/л (0,046-0,25 ммоль/л). Токи разряда менялись от 20 до 50 мА. Кинетика разложения определялась в диапазоне времен 0-600 с. Концентрация парацетамола измерялась спектрофотометрически по поглощению на длине волны 242 нм (максимум полосы поглощения парацетамола). Обработки растворов проводились для случаев, когда раствор являлся жидким катодом и жидким анодом. Показано, что кинетика разложения описывается формальным уравнением первого кинетического порядка по концентрации парацетамола. Определены формальные константы скоростей разложения, которые зависели как от начальной концентрации раствора, так и тока разряда. Константы росли с ростом тока разряда и уменьшались с ростом начальной концентрации. Типичные значения констант скоростей лежали в диапазоне ~(8∙10-2-8∙10-3) с-1, а степени разложения при некоторых параметрах достигали 100%. При фиксированном времени плазменного воздействия степень разложения была тем больше, чем меньше начальная концентрация и больше ток разряда. При прочих равных условиях константы скоростей разложения, скорости и степени разложения в растворе, который служил катодом, были выше, чем растворе, который служил анодом. На основе этих измерений рассчитаны энергетические характеристики процесса разложения. Величины энергетических выходов разложения лежат в диапазоне ~(0,05-0,019) разложившихся молекул парацетамола на 100 эВ вложенной энергии. Несмотря на более высокие скорости и степени разложения в разряде с жидким катодом, из-за различия в параметрах разрядов, энергетическая эффективность в разряде с жидким анодом оказывается выше.
Для цитирования:
Игнатьев А.А., Гущин А.А., Шутов Д.А., Иванов A.Н., Манукян А.С., Иванова П.А., Рыбкин В.В. Кинетика разложения парацетамола в водном растворе под действием разряда постоянного тока атмосферного давления в воздухе. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 8 С. 135-140. DOI: 10.6060/ivkkt.20236608.6890.
Литература
Antunes S.C., Freitas R., Figueira E., Gonçalves F., Nunes B. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2013. V. 20. P. 6658-6666. DOI: 10.1007/s11356-013-1784-9.
López Zavala M.A., Estrada E.E. // Water. 2016. V. 8. P. 383-395. DOI: 10.3390/w8090383.
Roberts P.H., Thomas K.V. // Sci. Total Environ. 2006. V. 356. P. 143-153. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2005.04.031
Blair B.D., Crago J.P., Hedman C.J., Treguer R.J.F., Magruder C., Royer L.S., Klaper R.D. // Sci. Total Environ. 2013. V. 444. P. 515-521. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2012.11.103.
Yu Y., Wu L., Chang A.C. // Sci. Total Environ. 2013. V. 442. P. 310-316. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2012.10.001.
Manukyan A.S., Seyoum M.B., Rybkin V.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 3. P. 4-12. DOI: 10.6060/ivkkt.20216403.6339.
Magureanu M., Bilea F., Bradu C., Hong D. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 417. P. 125481. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.125481.
Shutov D.A., Ivanov A.N., Rybkin V.V., Manukyan A.S. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 2. P. 91-98. DOI: 10.6060/ivkkt.20206302.6194.
Smirnova K.V., Shutov D.A., Ivanov A.N., Manukyan A.S., Rybkin V.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 7. P. 83-88. DOI: 10.6060/ivkkt.20216407.6409.
Shutov D.A., Sungurova A.V., Manukyan A.S., Izvekova A.A., Rybkin V.V. // High Energy Chem. 2019. V. 53. N 5. P. 385-389. DOI: 10.1134/S0018143919050126.
Shutov D.A., Sungurova A.V., Manukyan A.S., Rybkin V.V. // High Energy Chem. 2018. V. 52. N 5. P. 429-432. DOI: 10.1134/S0018143918050144.
Smirnova K.V., Ivanov A.N., Shutov D.A., Manukyan A.N., Rybkin V.V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. N 3. P. 262–266. DOI: 10.1134/S0036023622030123.
Shutov D.A., Artyukhov A.I., Ivanov A.N., Rybkin V.V. // Plasma Phys. Rep. 2019. V. 45. N 11. P. 997–1004. DOI: 10.1134/S1063780X19100052.
Shutov D.A., Smirnova K.V., Ivanov A.N., Rybkin V.V. // Plasma Chem. Plasma Proc. 2023. V. 43. N 3. P.577-597. DOI: 10.1007/s11090-023-10322-1.
Baloul Y., Aubry O., Rabat H., Colas C., Maunit B., Hong D. // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2017. V. 79. N 3. P. 30802. DOI: 10.1051/epjap/2017160472
Bobkova E.S., Rybkin V.V. // Plasma Chem. Plasma Proc. 2014. V. 35. N 1. P.133-142. DOI: 10.1007/s11090-014-9583-8.
Xiao-Y. P., Xiu-Ch. Q. // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2019. V. 180. P. 610-615. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2019.04.037.
Zhang G., Sun Y., Zhang C., Yu Z. // J. Hazard. Mater. 2017. V. 323. P. 719-729. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2016.10.008.
Bobkova E.S., Smirnov S.A., Zalipaeva Ya.V., Rybkin V.V. // Plasma Chem. Plasma Proc. 2014. V. 34. N 4. P.721-743. DOI: 10.1007/s11090-014-9539-z.
Titov V.A., Rybkin V.V., Maximov A.I., Choi H.-S. // Plasma Chem. Plasma Proc. 2005. V. 25. N 5. P. 503-1-518. DOI: 10.1007/s11090-005-4996-z.
