Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии
Ice crystal morphology in the binary systems water – oxyethylated acetamide (OEA) with polymerization degree n = 1 and 7÷8 is studied by optical cryomicroscopy over the temperature range of 173–273 K. Fine ice crystals are formed at low (20% w/w) concentrations of OEA (n = 1 and 7 ÷ 8). Dendrites...
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3550 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии / Е.Н. Животова, Л. Г. Кулешова, А.В. Зинченко, В.В. Чеканова // Доп. НАН України. — 2007. — № 11. — С. 81-87. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859628211434946560 |
|---|---|
| author | Животова, Е.Н. Кулешова, Л.Г. Зинченко, А.В. Чеканова, В.В. |
| author_facet | Животова, Е.Н. Кулешова, Л.Г. Зинченко, А.В. Чеканова, В.В. |
| citation_txt | Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии / Е.Н. Животова, Л. Г. Кулешова, А.В. Зинченко, В.В. Чеканова // Доп. НАН України. — 2007. — № 11. — С. 81-87. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Ice crystal morphology in the binary systems water – oxyethylated acetamide (OEA) with
polymerization degree n = 1 and 7÷8 is studied by optical cryomicroscopy over the temperature
range of 173–273 K. Fine ice crystals are formed at low (20% w/w) concentrations of OEA
(n = 1 and 7 ÷ 8). Dendrites of various orders are formed at medium concentrations (56%
w/w). The systems remain in a completely amorphous state at high concentrations (80% w/w).
One molecule of OEA (n = 1) is able to strongly bind 3 water molecules, and one molecule of
OEA (n = 7 ÷ 8) is able to strongly bind 7–8 water molecules.
|
| first_indexed | 2025-11-29T13:55:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
îïîâiäi
ÍÀÖIÎÍÀËÜÍΈ
ÀÊÀÄÅÌIˆ ÍÀÓÊ
ÓÊÐÀˆÍÈ
11� 2007
ÔIÇÈÊÀ
ÓÄÊ 539.19:532.782.086:547.233:57.043
© 2007
Å. Í. Æèâîòîâà, Ë. Ã. Êóëåøîâà, À. Â. Çèí÷åíêî, Â. Â. ×åêàíîâà
Èññëåäîâàíèå ôèçè÷åñêèõ ñîñòîÿíèé âîäíûõ ðàñòâîðîâ
îêñèýòèëèðîâàííûõ ïðîèçâîäíûõ àöåòàìèäà
ñî ñòåïåíüþ ïîëèìåðèçàöèè n = 1 è n = 7 � 8 ìåòîäîì
îïòè÷åñêîé êðèîìèêðîñêîïèè
(Ïðåäñòàâëåíî ÷ëåíîì-êîððåñïîíäåíòîì ÍÀÍ Óêðàèíû Â. Ì. Ïó çèêîâûì)
Ice crystal morphology in the binary systems water � oxyethylated acetamide (OEA) with
polymerization degreen = 1 and 7� 8 is studied by optical cryomicroscopy over the temperature
range of 173�273 K. Fine ice crystals are formed at low (20% w/w) concentrations of OEA
(n = 1 and 7 � 8). Dendrites of various orders are formed at medium concentrations (56%
w/w). The systems remain in a completely amorphous state at high concentrations (80% w/w).
One molecule of OEA (n = 1 ) is able to strongly bind 3 water molecules, and one moleculeof
OEA ( n = 7 � 8) is able to strongly bind 7�8 water molecules.
Âîäíûå ðàñòâîðû ãèäðîôèëüíûõ âåùåñòâ, ñïîñîáíûõ îáðàçîâûâ àòü ðàçâåòâëåííóþ ñåòêó
âîäîðîäíûõ ñâÿçåé, îáû÷íî ñêëîííû ê ïåðåîõëàæäåíèþ è ê çàòâ åðäåâàíèþ â àìîðôíîì
ñòåêëîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè [1]. Ãèäðîôèëüíûå âåùåñòâà çíà÷ èòåëüíî âëèÿþò íà ðîñò êðèñ-
òàëëîâ ëüäà è èõ ìîðôîëîãèþ è îïðåäåëÿþò ñêëîííîñòü ðàñòâîð à ê ñòåêëîâàíèþ, ïðè÷åì
õàðàêòåð èõ âëèÿíèÿ çàâèñèò îò ñòðîåíèÿ ìîëåêóë ðàñòâîðåíí îãî âåùåñòâà, â ÷àñòíîñòè îò
êîëè÷åñòâà ãèäðîôèëüíûõ ãðóïï è îò èõ ñïîñîáíîñòè ñâÿçûâàò ü âîäó [2, 3].
Ïîìèìî ôóíäàìåíòàëüíîãî çíà÷åíèÿ â îáëàñòè ìîëåêóëÿðíîé ô èçèêè è ôèçèêè êîí-
äåíñèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ, èññëåäîâàíèÿ âëèÿíèÿ íåýëåêòð îëèòîâ íà õàðàêòåð ëüäîîáðàçî-
âàíèÿ â âîäíûõ ðàñòâîðàõ èìåþò ïðèíöèïèàëüíîå çíà÷åíèå äëÿ êðèîáèîëîãèè. Ìåæìîëå-
êóëÿðíûå âçàèìîäåéñòâèÿ â âîäíûõ ðàñòâîðàõ íåýëåêòðîëèòî â îïðåäåëÿþò èõ êðèîïðîòåê-
òîðíóþ ýôôåêòèâíîñòü ïðè íèçêîòåìïåðàòóðíîì êîíñåðâèðîâ àíèè áèîëîãè÷åñêèõ îáúåêòîâ
â ðåçóëüòàòå èçìåíåíèÿ õàðàêòåðà êðèñòàëëèçàöèè ëüäà [4],óìåíüøåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ íà-
ïðÿæåíèé â òâåðäîì ñîñòîÿíèè [5] è âîçìîæíîñòè ïîëó÷åíèÿ ñò åêëîîáðàçíîãî ñîñòîÿíèÿ [3].
Èññëåäîâàíèÿ â äàííîì íàïðàâëåíèè ìîãóò áûòü ïîëåçíû äëÿ ðà çðàáîòêè ìåòîäèê èçáå-
æàíèÿ êðèñòàëëèçàöèè ëüäà â áèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåìàõ, ôîðìè ðîâàíèå êîòîðîãî ÿâëÿåòñÿ
îäíèì èç îñíîâíûõ ôàêòîðîâ ïîâðåæäåíèÿ áèîëîãè÷åñêèõ îáúå êòîâ ïðè êðèîêîíñåðâèðî-
âàíèè [6]. Ñ ýòîé öåëüþ ñèíòåçèðóþòñÿ è èññëåäóþòñÿ íîâûå êð èîçàùèòíûå ñîåäèíåíèÿ.
ISSN 1025-6415 Äîïîâiäi Íàöiîíàëüíî¨ àêàäåìi¨ íàóê Óêðà¨íè , 2007, •11 81
Ñèíòåçèðîâàííûå â Èíñòèòóòå ïðîáëåì êðèîáèîëîãèè è êðèîìå äèöèíû ÍÀÍ Óêðàèíû
îêñèýòèëèðîâàííûå ïðîèçâîäíûå àöåòàìèäà (ÎÝÀö) ñî ñòåïåí ÿìè ïîëèìåðèçàöèè n = 1
è 7 � 8, ïðîÿâèëè ñåáÿ êàê äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíûå êðèîïðîòåêòîðû ïðè êðèîêîíñåðâà-
öèè ðàçëè÷íûõ áèîëîãè÷åñêèõ îáúåêòîâ [7]. Ðàíåå íàìè áûëî ï ðîâåäåíî èññëåäîâàíèå ôè-
çè÷åñêèõ ñîñòîÿíèé âîäíûõ ðàñòâîðîâ ÎÝÀö ñî ñòåïåíüþ ïîëèì åðèçàöèè n = 1 è 7 � 8
ìåòîäîì äèôôåðåíöèàëüíîé ñêàíèðóþùåé êàëîðèìåòðèè (ÄÑÊ) â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð
123�273 Ê [7, 8].
Ìåòîä êðèîìèêðîñêîïèè, ïîçâîëÿþùèé âèçóàëüíî íàáëþäàòü ê ðèñòàëëèçàöèþ, ïëàâëå-
íèå è ñòåêëîâàíèå èññëåäóåìûõ ðàñòâîðîâ â øèðîêîì äèàïàçîí å òåìïåðàòóð ñ çàäàííûìè
ñêîðîñòÿìè îõëàæäåíèÿ è íàãðåâà [9, 10], äîïîëíÿåò äàííûå Ä ÑÊ-èññëåäîâàíèé ôàçîâûõ
ñîñòîÿíèé âîäíûõ ðàñòâîðîâ ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ.
Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ èññëåäîâàíèå ìîðôîëîãèè ê ðèñòàëëîâ è çàêîíîìåð-
íîñòè ôîðìèðîâàíèÿ ñòåêëîîáðàçíûõ ôàç â âîäíûõ ðàñòâîðàõ Î ÝÀö ñî ñòåïåíüþ ïîëèìå-
ðèçàöèè n = 1 è 7 � 8 ïðè îõëàæäåíèè è íàãðåâå â òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå 173�273 Ê
â çàâèñèìîñòè îò êîíöåíòðàöèè ÎÝÀö ìåòîäîì êðèîìèêðîñêîïè è.
Ìàòåðèàëû è ìåòîäû. Ñèíòåç ÎÝÀö ( n = 1 è 7� 8) ïðîâîäèëè ïî ìåòîäèêå, îïèñàííîé
â ðàáîòå [7]. Íèæå ïðèâåäåíà ñòðóêòóðíàÿ ôîðìóëà ÎÝÀö ñî ñòå ïåíüþ ïîëèìåðèçàöèè n:
Ðàñòâîðû ÎÝÀö ãîòîâèëè íà áèäèñòèëëèðîâàííîé âîäå. Êîíöåí òðàöèþ ÎÝÀö âûðàæàëè
â ìàññîâûõ ïðîöåíòàõ.
Êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëè ñ èñïîëüçîâ àíèåì íèçêîòåìïåðàòóðíî-
ãî êîìïëåêñà, ðàçðàáîòàííîãî è èçãîòîâëåííîãî â Èíñòèòóòå ïðîáëåì êðèîáèîëîãèè è êðèî-
ìåäèöèíû ÍÀÍ Óêðàèíû [11]. Äëÿ óñòðàíåíèÿ âîçìîæíîãî ïåðåî õëàæäåíèÿ â îáðàçöû âíî-
ñèëè êðèñòàëëû AgI. Íàáëþäåíèÿ âåëè ïðè îõëàæäåíèè îáðàçöî â äî 173 Ê ñî ñêîðîñòüþ
30 Ê/ìèí è ïðè ïîñëåäóþùåì íàãðåâå äî 273 Ê ñî ñêîðîñòüþ 5 Ê/ìè í. Òåìïåðàòóðíûé
äèàïàçîí èññëåäîâàíèÿ âîäíûõ ðàñòâîðîâ ÎÝÀö áûë âûáðàí íà î ñíîâàíèè äàííûõ ÄÑÊ
î òåìïåðàòóðàõ ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ [7, 8]. Ðåçóëüòàòû íàáëþä åíèé ôèêñèðîâàëè ôîòîãðà-
ôè÷åñêè ïðè 100-êðàòíîì óâåëè÷åíèè.
Ðåçóëüòàòû è îáñóæäåíèå. Àíàëèç äèàãðàìì ñîñòîÿíèÿ áèíàðíûõ ñèñòåì âîäà�ÎÝÀö
(n = 1 è 7 � 8) [7] ïîçâîëèë âûäåëèòü òðè êîíöåíòðàöèîííûå çîíû i-iii, èì åþùèå îïðåäå-
ëåííûé íàáîð ôèçè÷åñêèõ ñîñòîÿíèé (òàáë. 1). Èñõîäÿ èç ýòîã î, äëÿ êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèõ
èññëåäîâàíèé áèíàðíûõ ñèñòåì âîäà�ÎÝÀö ( n = 1 è 7 � 8) áûëè âûáðàíû ðàñòâîðû ñëåäó-
þùèõ êîíöåíòðàöèé ÎÝÀö: 20% (çîíà i), 56% (çîíà ii) è 80% (çîí à iii).
 òàáë. 2 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóð ñòåêëîâàíèÿ è ôàçîâ ûõ ïåðåõîäîâ äëÿ ðàñò-
âîðîâ ñ êîíöåíòðàöèÿìè ÎÝÀö ( n = 1 è 7 � 8) 20, 56 è 80% ïî äàííûì ðàáîòû [7].
Êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ âûÿâèëè ñëåäóþùèå îñî áåííîñòè êðèñòàëëèçàöè-
îííûõ ïðîöåññîâ â óêàçàííûõ ñèñòåìàõ. Êðèñòàëëèçàöèÿ 20%- íîãî âîäíîãî ðàñòâîðà ÎÝÀö
(n = 1 ) ïðîèñõîäèëà ïðè òåìïåðàòóðå 253 Ê â âèäå ìãíîâåííîãî çàñåâ à êðèñòàëëàìè ëüäà
âñåãî ïîëÿ çðåíèÿ (ðèñ. 1, à). Ðîñò êðèñòàëëîâ íàáëþäàëñÿ äî òåìïåðàòóðû 246 Ê (ðèñ. 1, á).
Äàëüíåéøåå îõëàæäåíèå îáðàçöîâ äî òåìïåðàòóðû 173 Ê è íàãðå â äî 253 Ê íå ïðèâîäèëè
82 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, •11
Ðèñ. 1. Ìèêðîôîòîãðàôèè 20%-íîãî ðàñòâîðà ÎÝÀö ( n = 1 ) (çîíà i). Òåìïåðàòóðà ñúåìêè: # � îõëàæäåíèå;
" � íàãðåâ; êðóïíûå òåìíûå ó÷àñòêè íà ìèêðîôîòîãðàôèÿõ � êðèñ òàëëû AgI. Óâåëè÷åíèå îäèíàêîâîå äëÿ
âñåõ ìèêðîôîòîãðàôèé
ê çíà÷èòåëüíûì ñòðóêòóðíûì èçìåíåíèÿì. Ïëàâëåíèå ëüäà íàá ëþäàëîñü â òåìïåðàòóðíîì
äèàïàçîíå 253�262 Ê.
Âîäíûé ðàñòâîð ÎÝÀö ( n = 1 ) êîíöåíòðàöèåé 56% îñòàâàëñÿ îïòè÷åñêè ïðîçðà÷íûì íà
âñåì ýòàïå îõëàæäåíèÿ âïëîòü äî òåìïåðàòóðû 173 Ê (ðèñ. 2, à). Íà ýòàïå íàãðåâà ïðè òåì-
ïåðàòóðå 199 Ê íàáëþäàëîñü âûñûïàíèå ìåëêèõ êðèñòàëëîâ ëüä à (ðèñ. 2,á). Óâåëè÷åíèå èõ
ðàçìåðîâ ïðè äàëüíåéøåì ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû ïîçâîëèëî î ò÷åòëèâî ôèêñèðîâàòü ðîñò
Òàáëèöà 1. Êîíöåíòðàöèîííûå çîíû ñ îïðåäåëåííûì íàáîðîì ôèçè÷åñêèõ ñîñòîÿíèé äëÿ âîäíûõ ðàñòâîðîâ
ÎÝÀö ( n = 1 è 7 � 8) è êîëè÷åñòâî ìîëåêóë âîäû N , ïðèõîäÿùèõñÿ íà îäíó ìîëåêóëó ÎÝÀö
Êîíöåíòðàöèîííûå
çîíû
Çîíà i Çîíà ii Çîíà iii
Ïðîöåññû, ïðîòåêàþ-
ùèå â êîíöåíòðàöèîí-
íûõ çîíàõ
Êðèñòàëëèçàöèÿ ëüäà ïðîè-
ñõîäèò ïðè îõëàæäåíèè è
çàâåðøàåòñÿ ïðè íàãðåâå.
Ñòåêëîîáðàçíàÿ ôàçà ñóùå-
ñòâóåò â âèäå âêëþ÷åíèé
Ðàñòâîð çàòâåðäåâàåò
â àìîðôíîì ñîñòîÿ-
íèè. Êðèñòàëëèçàöèÿ
ëüäà ïðîèñõîäèò íà
ýòàïå íàãðåâà
Ðàñòâîð íå êðèñòàë-
ëèçóåòñÿ íè ïðè îõ-
ëàæäåíèè, íè ïðè
íàãðåâå
ÎÝÀö ( n = 1 ), ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà 103 à. å. ì.
Ãðàíèöû êîíöåíòðàöè-
îííûõ çîí, % (ìàñ.)
0�41 42�64 65�100
N > 8 7�3 6 3
ÎÝÀö ( n = 7 � 8), ñðåäíÿÿ ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà 389 à. å. ì.
Ãðàíèöû êîíöåíòðàöè-
îííûõ çîí, % (ìàñ.)
0�39 40�73 74�100
N > 33�34 33�34 � 7�8 7�8
Òàáëèöà 2. Çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóð ðàññòåêëîâàíèÿ è ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ â îäíûõ ðàñòâîðîâ ÎÝÀö ( n = 1 è
7�8) ðàçëè÷íûõ êîíöåíòðàöèé
Ïåðåõîä
20% (çîíà i) 56% (çîíà ii) 80% (çîíà iii)
(n = 1 ) (n = 7 � 8) (n = 1 ) (n = 7 � 8) (n = 1 ) (n = 7 � 8)
Ðàññòåêëîâàíèå 176 200 167 191 182 202
Êðèñòàëëèçàöèÿ âîäû ïðè íàãðåâå � � 200 222 � �
Çàâåðøåíèå êðèñòàëëèçàöèè âîäû
ïðè íàãðåâå 196 213 � � � �
Ïëàâëåíèå ëüäà 262 267 231 252 � �
ISSN 1025-6415 Äîïîâiäi Íàöiîíàëüíî¨ àêàäåìi¨ íàóê Óêðà¨íè , 2007, •11 83
Ðèñ. 2. Ìèêðîôîòîãðàôèè 56%-íîãî ðàñòâîðà ÎÝÀö ( n = 1 ) (çîíà ii)
îñíîâíûõ îñåé äåíäðèòà èç îäíîãî öåíòðà çàðîäûøåîáðàçîâàí èÿ è âîçíèêíîâåíèå îñåé äåí-
äðèòîâ áîëåå âûñîêèõ ïîðÿäêîâ (ðèñ. 2, â), êîòîðûå ïðè òåìïåðàòóðå 213 Ê çàïîëíèëè âñå
ïîëå çðåíèÿ (ðèñ. 2, ã). Îáëàñòü ïëàâëåíèÿ êðèñòàëëîâ ëüäà (226�240 Ê) õàðàêòåðèçîâàëàñü
ïîñòåïåííûì ðàññûïàíèåì äåíäðèòîâ íà ìíîãî÷èñëåííûå ìåëê èå êðèñòàëëû.
Ïðè îõëàæäåíèè è ïîñëåäóþùåì íàãðåâå 80%-íîãî ðàñòâîðà ÎÝÀ ö (n = 1 ) (çîíà iii) íå
áûëî âûÿâëåíî ïðèçíàêîâ êðèñòàëëèçàöèè â ñèñòåìå, êîòîðàÿ îñòàâàëàñü îïòè÷åñêè ïðî-
çðà÷íîé êàê íà ýòàïå îõëàæäåíèÿ, òàê è íà ýòàïå ìåäëåííîãî íà ãðåâà, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò
î åå ñòàáèëüíîì òâåðäîàìîðôíîì ñîñòîÿíèè.
Îáùåïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî îïðåäåëÿþùèì ôàêòîðîì ïðè ôîðìèð îâàíèè ñòåêëîîáðàç-
íûõ ôàç â âîäíûõ ðàñòâîðàõ íåýëåêòðîëèòîâ ÿâëÿåòñÿ èõ âûñîê àÿ ñòåïåíü âîâëå÷åííîñòè
â ñåòêó ìåæìîëåêóëÿðíûõ âîäîðîäíûõ ñâÿçåé [12]. Òàê ñêëîíí îñòü ÎÝÀö ( n = 1 ) ê ñòåêëî-
âàíèþ ìîæåò áûòü îáúÿñíåíà íàëè÷èåì â åãî ìîëåêóëàõ ïîëÿðíû õ ãðóïï > C=O , � N� H
84 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, •11
è � O� . Íàìè áûëî îïðåäåëåíî êîëè÷åñòâî ìîëåêóë âîäû N, ïðèõîäÿùè õñÿ íà îäíó ìîëå-
êóëó ÎÝÀö â êàæäîé èç êîíöåíòðàöèîííûõ çîí (ñì. òàáë. 1).
Êàê ñëåäóåò èç êàëîðèìåòðè÷åñêèõ äàííûõ [7], ðàñòâîðû ÎÝÀö (n = 1 ) êîíöåíòðàöèåé
íèæå 42% (çîíà i) ñîäåðæàò çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ñâîáîäí îé âîäû, ìîëåêóëû êîòîðîé
ñïîñîáíû ê êðèñòàëëèçàöèè ïðè îõëàæäåíèè, ÷òî è íàáëþäàëîñ ü â õîäå êðèîìèêðîñêîïèè.
 êîíöåíòðàöèîííîé çîíå ii, â êîòîðîé êðèñòàëëèçàöèÿ ïðîèñ õîäèëà ïðè íàãðåâå, íà îäíó
ìîëåêóëó ÎÝÀö ( n = 1 ) ïðèõîäèòñÿ îò 8 ìîëåêóë âîäû ïðè êîíöåíòðàöèè ÎÝÀö 42% äî 3 ì î-
ëåêóë âîäû ïðè êîíöåíòðàöèè ÎÝÀö 64% (ñì. òàáë. 1). Ìîæíî ïðå äïîëîæèòü, ÷òî â çîíå ii
ïðàêòè÷åñêè âñå èìåþùèåñÿ â ðàñòâîðå ìîëåêóëû âîäû îáðàçóþ ò ñâÿçè ðàçëè÷íîé ïðî÷íîñ-
òè ñ ãèäðîôèëüíûìè ãðóïïàìè ìîëåêóë ÎÝÀö ( n = 1 ), â ñâÿçè ñ ÷åì èì òåðìîäèíàìè÷åñêè
íåâûãîäíî ôîðìèðîâàòü öåíòðû êðèñòàëëèçàöèè ïðè îõëàæäåí èè ïðè èñïîëüçóåìîé íàìè
ñðåäíåé ñêîðîñòè îõëàæäåíèÿ 200 Ê/ìèí.
Òàêèì îáðàçîì, ñèñòåìà ïåðåõîäèò â ìåòàñòàáèëüíîå ñòåêëîî áðàçíîå ñîñòîÿíèå, îäíà-
êî íàãðåâ ñ äîñòàòî÷íî íèçêîé ñêîðîñòüþ 0,5 Ê/ìèí ñïîñîáñòâ îâàë âûõîäó èç ìåòàñòà-
áèëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ïîñðåäñòâîì ðàçâèòèÿ êðèñòàëëèçàöèè â îäû. Ïðè ýòîì ïðè êîíöåí-
òðàöèÿõ ÎÝÀö ( n = 1 ) âûøå 64% (çîíà iii) êðèñòàëëèçàöèÿ ñèñòåìû íå ðåãèñòðèðîâ àëàñü
íè ïðè îõëàæäåíèè, íè ïðè íàãðåâå, ò. å. îáðàçåö çàòâåðäåâàë â àìîðôíîì ñîñòîÿíèè. Íà
îñíîâàíèè ýòîãî ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ñòåêëóþùàÿñÿ êèíå òè÷åñêàÿ åäèíèöà ïðåäñòàâ-
ëÿåò ñîáîé ìîëåêóëó ÎÝÀö ( n = 1 ) ñ íå áîëåå ÷åì òðåìÿ ïðî÷íî ñâÿçàííûìè ìîëåêó-
ëàìè âîäû.
 ñëó÷àå 20%-íîãî ðàñòâîðà ÎÝÀö ( n = 7 � 8) (çîíà i) â õîäå êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèõ èñ-
ñëåäîâàíèé êðèñòàëëèçàöèÿ ëüäà ïðîèñõîäèëà íà ýòàïå îõëàæ äåíèÿ ïðè òåìïåðàòóðå 254 Ê.
Ìîðôîëîãè÷åñêèé õàðàêòåð îáðàçóþùèõñÿ êðèñòàëëîâ àíàëîã è÷åí òàêîâîìó äëÿ 20%-íîãî
ðàñòâîðà ÎÝÀö ( n = 1 ). Ïëàâëåíèå ëüäà â ðàñòâîðå ÎÝÀö ( n = 7 � 8) íàáëþäàëîñü â òåì-
ïåðàòóðíîì äèàïàçîíå 262�268 Ê.
 56%-íîì ðàñòâîðå ÎÝÀö ( n = 7 � 8) (çîíà ii) ïðîöåññ êðèñòàëëèçàöèè ðàçâèâàëñÿ
â âèäå ôîðìèðîâàíèÿ äåíäðèòà ïðè òåìïåðàòóðå 240 Ê èç åäèíñò âåííîãî öåíòðà (ðèñ. 3, à)
è ïðåêðàòèëñÿ íà ýòàïå îõëàæäåíèÿ ïðè òåìïåðàòóðå 215 Ê (ðèñ . 3, á). Òàêèì îáðàçîì, îáðà-
çåö ïðåäñòàâëÿë ñîáîé äâóõôàçíóþ ñèñòåìó: êðèñòàëëû ëüäà è âûñîêîêîíöåíòðèðîâàííûé
ðàñòâîð ÎÝÀö ( n = 7 � 8) â âèäå àìîðôíîé ôàçû. Òàêîå ñîñòîÿíèå ñèñòåìû ñîõðàíÿëîñü êàê
ïðè äàëüíåéøåì îõëàæäåíèè äî òåìïåðàòóðû 173 Ê, òàê è ïðè íàã ðåâå âïëîòü äî òåìïåðà-
òóðû 215 Ê. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî, ñîãëàñíî êàëîðèìåòðè÷åñ êèì äàííûì, 56%-íûé ðàñòâîð
ÎÝÀö ( n = 7 � 8) çàòâåðäåâàë ïðè îõëàæäåíèè â àìîðôíîì ñîñòîÿíèè è êðèñòàë ëèçîâàëñÿ
ïðè íàãðåâå ïðè òåìïåðàòóðå 222 Ê.
Êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî ïðè òåìï åðàòóðå 215 Ê (íà ýòàïå
íàãðåâà) öåíòðû êðèñòàëëèçàöèè âîçíèêàëè êàê íà ãðàíèöå ðà çäåëà ôàç, òàê è â àìîðôíîé
çîíå íà êðèñòàëëàõ AgI (ðèñ. 3, â). Ïðè äàëüíåéøåì ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû íàáëþäàëîñü
ïðîäâèæåíèå ôðîíòà êðèñòàëëèçàöèè, à òàêæå ðàçâèòèå âíîâü îáðàçîâàâøèõñÿ öåíòðîâ
(ðèñ. 3,ã), è ïðè òåìïåðàòóðå 231 Ê âîäà ïîëíîñòüþ êðèñòàëëèçîâàëàñü (ðèñ. 3,ä). Â îáëàñòè
ïëàâëåíèÿ ëüäà â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð 243�253 Ê ïðàâèëüíàÿ ãåêñàãîíàëüíàÿ ñòðóêòóðà
êðèñòàëëîâ ïîñòåïåííî ðàçðóøàëàñü (ðèñ. 3, å).
Íåêîòîðîå ðàçëè÷èå ìåæäó êàëîðèìåòðè÷åñêèìè è êðèîìèêðîñ êîïè÷åñêèìè èññëåäî-
âàíèÿìè ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî ïðè èñïîëüçóåìîé íàìè â õîä å êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèõ
èññëåäîâàíèé ñêîðîñòè îõëàæäåíèÿ âîçìîæíî çàðîæäåíèå îäè íî÷íûõ äåíäðèòîâ, îäíàêî èõ
äàëüíåéøèé ðîñò ïðè òåìïåðàòóðå íèæå 233 Ê ÿâëÿåòñÿ òåðìîäè íàìè÷åñêè íåâûãîäíûì,
÷òî ñïîñîáñòâóåò ïåðåõîäó ñèñòåìû â ìåòàñòàáèëüíîå ñîñòîÿ íèå. Ïîñëåäóþùèé ìåäëåííûé
ISSN 1025-6415 Äîïîâiäi Íàöiîíàëüíî¨ àêàäåìi¨ íàóê Óêðà¨íè , 2007, •11 85
Ðèñ. 3. Ìèêðîôîòîãðàôèè 56%-íîãî ðàñòâîðà ÎÝÀö ( n = 7�8) (çîíà ii).
íàãðåâ ñîçäàåò íåîáõîäèìûå óñëîâèÿ äëÿ âûõîäà ñèñòåìû èç ìå òàñòàáèëüíîãî ñîñòîÿíèÿ
ïóòåì ðàçâèòèÿ êðèñòàëëèçàöèè.
Êàê è â ñëó÷àå 80%-íîãî ðàñòâîðà ÎÝÀö ( n = 1 ), êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ
ïðîöåññà çàìîðàæèâàíèÿ 80%-íîãî ðàñòâîðà ÎÝÀö ( n = 7 � 8) ïîëíîñòüþ ïîäòâåðäèëè ôàêò
îòñóòñòâèÿ êðèñòàëëèçàöèè, êàê íà ýòàïå îõëàæäåíèÿ, òàê è íà ýòàïå íàãðåâà.
Íà îñíîâàíèè äàííûõ òàáë. 1 è ðàññóæäåíèé, ïðèâåäåííûõ äëÿ á èíàðíîé ñèñòåìû âî-
äà � ÎÝÀö ( n = 1 ), ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ïðè èñïîëüçóåìûõ â ÄÑÊ-èññëåäîâ àíèÿõ
ñêîðîñòÿõ îõëàæäåíèÿ è íàãðåâà ìîëåêóëà ÎÝÀö ( n = 7 � 8) ñïîñîáíà ñâÿçûâàòü 33�34
ìîëåêóëû âîäû, èç êîòîðûõ 7�8 ÿâëÿþòñÿ ïðî÷íî ñâÿçàííûìè è í è ïðè êàêèõ ðåæèìàõ
îõëàæäåíèÿ è íàãðåâà íå ó÷àñòâóþò â ïðîöåññå êðèñòàëëèçàöèè.
Ñðàâíèâàÿ ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé áèíàðíûõ ñèñòåì âîäà � Î ÝÀö ( n = 1 è 7 � 8)
ìåòîäàìè êàëîðèìåòðèè è êðèîìèêðîñêîïèè, ìîæíî çàêëþ÷èòü , ÷òî ïðîöåññû, çàðåãèñòðè-
ðîâàííûå â êàæäîé èç âûäåëåííûõ â õîäå ÄÑÊ-èññëåäîâàíèé êîí öåíòðàöèîííûõ çîí, îáíà-
ðóæåíû è â õîäå êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Çíà÷åí èÿ òåìïåðàòóð ôàçîâûõ ïå-
86 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, •11
ðåõîäîâ îáåèõ áèíàðíûõ ñèñòåì, îïðåäåëåííûõ ìåòîäîì ÄÑÊ, í àõîäÿòñÿ â ïîëíîì ñîîòâåò-
ñòâèè ñ äàííûìè êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Ñ ðîñò îì ñòåïåíè ïîëèìåðèçàöèè
íàáëþäàåòñÿ âîçðàñòàíèå çíà÷åíèé òåìïåðàòóð ôàçîâûõ ïåðå õîäîâ. Êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèå
èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè áîëåå ïîëíî îõàðàêòåðèçîâàòü ôèçè ÷åñêîå ñîñòîÿíèå áèíàðíûõ ñè-
ñòåì âîäà � ÎÝÀö ( n = 1 è 7 � 8) ïðè îõëàæäåíèè è íàãðåâå ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå
273 Ê. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîäòâåðæäàþò òîò ôàêò, ÷òî ñêë îííîñòü âîäíûõ ðàñòâîðîâ
ê ñòåêëîâàíèþ è ñòàáèëüíîñòü àìîðôíîãî ñîñòîÿíèÿ îïðåäåëÿ þòñÿ ñòåïåíüþ âîâëå÷åííîñòè
ìîëåêóë ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà â âîäîðîäíûå ñâÿçè ñ âîäîé.
1. Water , a comprehensive treatise. Vol. 7. Water and aqueous solutions at subzero temperatures. Ed. by
F. Franks. � New York: Plenum Press, 1982. � 484 p.
2. Çèí÷åíêî À. Â., Ìàíê Â. Â., Ìîèñååâ Â. À., Îâ÷àðåíêî Ô. Ä. Èññëåäîâàíèÿ íèçêîòåìïåðàòóðíûõ ôà-
çîâûõ ïåðåõîäîâ â âîäíûõ ðàñòâîðàõ ïîëèýòèëåíãëèêîëåé // Ä îêë. ÀÍ ÑÑÑÐ. � 1978. � 240, • 4. �
Ñ. 888�891.
3. Çèí÷åíêî À. Â. Èññëåäîâàíèå ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ è ôèçè÷åñêèõ ñîñòîÿíèé âîä íûõ ðàñòâîðîâ ìíîãî-
àòîìíûõ ñïèðòîâ â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð � 150 � Ñ � 0 � Ñ: Àâòîðåô. äèñ. . . . êàíä. ôèç.-ìàò. íàóê. �
Êèåâ, 1983. � 20 ñ.
4. Êóëåøîâà Ë. Ã. Êèíåòèêà ëüäîîáðàçîâàíèÿ â æèâûõ êëåòêàõ è ìîäåëüíûõ ñèñòå ìàõ: Àâòîðåô. äèñ.
. . . êàíä. áèîë. íàóê. � Õàðüêîâ, 1983. � 24 ñ.
5. Çèí÷åíêî À. Â. Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ïðîöåññû â áèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåìàõ ïðè ñ òåêëîâàíèè è â òâåðäîé
ôàçå: Àâòîðåô. äèñ. . . . äîêò. áèîë. íàóê. � Õàðüêîâ, 1997. � 4 4 ñ.
6. Áåëîóñ À. Ì., Ãðèùåíêî Â. È. Êðèîáèîëîãèÿ. � Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1994. � 432 ñ.
7. Çèí÷åíêî À. Â., Æèâîòîâà Å. Í., ×åêàíîâà Â. Â. è äð. Êàëîðèìåòðè÷åñêîå èññëåäîâàíèå âîäíûõ ðà-
ñòâîðîâ àääóêòîâ N-àöåòèëýòàíîëàìèíà // Âiñí. ÕÍÓ, • 665. � Áiîôiç. âiñí. � 2005. � Âèï. 1 (15). �
Ñ. 111�115.
8. Zinchenko A. V., Zhivotova E. N., Zinchenko V. D. Phase transitions and metastable states in the system
water � N-acetyl ethanolamine and its adducts within the tem perature range of 273�77 K // Phys. of
Liquid Matter: Modern Problems: 3 rd Internat. Conf., May 27�31, 2005. � Kyiv, Ukraine. � Abstrac ts. �
P. 161.
9. Reid D. S. Cryomicroscopic studies of the freezing of model solutions of cryobiological interest // Cryobi-
ology. � 1984. � 21, No 1. � P. 60�67.
10. Hey J. M., MacFarlane D. R. Crystallization of ice in aqueous solutions of glycerol and dimethyl sulfoxide
2: Ice crystal growth kinetics // Ibid. � 1998. � 37, No 2. � P. 119�130.
11. Êóëåøîâà Ë. Ã. Êðèîìèêðîñêîïè÷åñêèé êîìïëåêñ äëÿ êðèîáèîëîãè÷åñêèõ èññ ëåäîâàíèé // Öèòîëî-
ãèÿ. � 2004. � 46, • 9. � Ñ. 809�810.
12. Íåìèëîâ Ñ. Â. Ýíòðîïèÿ ñòðóêòóðíîãî áåñïîðÿäêà íèçêîìîëåêóëÿðíûõ îðãà íè÷åñêèõ æèäêîñòåé, ñòå-
êîë è ñòåêëîîáðàçóþùèõ êðèñòàëëîâ è åå ñâÿçü ñî ñòðîåíèåì ìî ëåêóë // Ôèçèêà è õèìèÿ ñòåêëà. �
1977. � 3, • 3. � Ñ. 423�433.
Ïîñòóïèëî â ðåäàêöèþ 11.05.2007Èíñòèòóò ïðîáëåì êðèîáèîëîãèè
è êðèîìåäèöèíû ÍÀÍ Óêðàèíû, Õàðüêîâ
ISSN 1025-6415 Äîïîâiäi Íàöiîíàëüíî¨ àêàäåìi¨ íàóê Óêðà¨íè , 2007, •11 87
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-3550 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-29T13:55:47Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Животова, Е.Н. Кулешова, Л.Г. Зинченко, А.В. Чеканова, В.В. 2009-07-08T08:53:49Z 2009-07-08T08:53:49Z 2007 Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии / Е.Н. Животова, Л. Г. Кулешова, А.В. Зинченко, В.В. Чеканова // Доп. НАН України. — 2007. — № 11. — С. 81-87. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3550 539.19:532.782.086:547.233:57.043 Ice crystal morphology in the binary systems water – oxyethylated acetamide (OEA) with polymerization degree n = 1 and 7÷8 is studied by optical cryomicroscopy over the temperature range of 173–273 K. Fine ice crystals are formed at low (20% w/w) concentrations of OEA (n = 1 and 7 ÷ 8). Dendrites of various orders are formed at medium concentrations (56% w/w). The systems remain in a completely amorphous state at high concentrations (80% w/w). One molecule of OEA (n = 1) is able to strongly bind 3 water molecules, and one molecule of OEA (n = 7 ÷ 8) is able to strongly bind 7–8 water molecules. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Фізика Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии Животова, Е.Н. Кулешова, Л.Г. Зинченко, А.В. Чеканова, В.В. Фізика |
| title | Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии |
| title_full | Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии |
| title_fullStr | Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии |
| title_full_unstemmed | Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии |
| title_short | Исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии |
| title_sort | исследование физических состояний водных растворов оксиэтилированных производных ацетамида со степенью полимеризации n = 1 и n = 7 ÷ 8 методом оптической криомикроскопии |
| topic | Фізика |
| topic_facet | Фізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3550 |
| work_keys_str_mv | AT životovaen issledovaniefizičeskihsostoâniivodnyhrastvorovoksiétilirovannyhproizvodnyhacetamidasostepenʹûpolimerizaciin1in78metodomoptičeskoikriomikroskopii AT kulešovalg issledovaniefizičeskihsostoâniivodnyhrastvorovoksiétilirovannyhproizvodnyhacetamidasostepenʹûpolimerizaciin1in78metodomoptičeskoikriomikroskopii AT zinčenkoav issledovaniefizičeskihsostoâniivodnyhrastvorovoksiétilirovannyhproizvodnyhacetamidasostepenʹûpolimerizaciin1in78metodomoptičeskoikriomikroskopii AT čekanovavv issledovaniefizičeskihsostoâniivodnyhrastvorovoksiétilirovannyhproizvodnyhacetamidasostepenʹûpolimerizaciin1in78metodomoptičeskoikriomikroskopii |