Обґрунтування складу електроліту в електрохімічному синтезі пероксимолочної кислоти

Abstract

Пероксимолочна кислота (ПОМК) є сильним дезінфектантом з широким спектром антимікробної активності. Її широке застосування гальмується через відсутність електрохімічної технології синтезу ПОМК, що дозволить розробити локальні електрохімічні генератори для виробництва дезінфектантів на її основі. Для аналізу вольт-амперних залежностей перебігу суміщених анодних процесів був застосований термодинамічний аналіз рівноважних потенціалів. Відомості про стандартний потенціал системи СН₃СH(OH)С(=О)ОН ↔ СН₃СH(OH)С(=О)ООН відсутні, як в довідковій літературі, так і в фахових наукових виданнях. Показано, що електрохімічний синтез ПОМК є суміщеним з процесами виділення кисню та утворення пероксиду водню. Для гальмування перебігу побічних процесів застосована добавка до розчину молочної кислоти 0,5 моль дм⁻³H₂SO₄. Адсорбція сульфат іонів призводить до витіснення певної частки молекул води за межі між фазної границі. Також відмічено збільшення майже в 2 рази анодної густини струму при потенціалах електрохімічного синтезу пероксисполук. Встановлено, що молекула молочної кислоти вбудовується в структуру приелектродного шару з спрямованою до поверхні аноду карбоксильною групою. Перегин вольт амперної залежності, при потенціалах більш позитивних за 1,70…1,75 В, вказує на перебіг суміщених процесів утворення пероксисполук, які перебігають зі значним гальмуванням кисневої реакції на Pt/PtO2 аноді. Виділення кисню в цих умовах відбувається через утворення і розклад Н₂О₂. Різниця потенціалів прямого і зворотнього ходу вольт амперних залежностей вказує на значний вплив молочної кислоти на адсорбційні процеси на поверхні аноду. Одержані результати підтвердили обґрунтованість вибору Pt/PtO₂ аноду для електрохімічного синтезу ПОМК. Обґрунтовано склад електроліту для електрохімічного синтезу ПОМК: 2 моль дм⁻³ молочної кислоти, 0,5 моль дм⁻³ сульфатної кислоти.Peroxy lactic acid (PLA) is a strong disinfectant with a wide spectrum of antimicrobial activity. Its widespread use is hampered by the lack of an electrochemical technology for PLA synthesis, which will make it possible to develop local electrochemical generators for the production of disinfectants. There is no information about the standard potential of the СН₃СH(OH)С(=О)ОН ↔ СН₃СH(OH)С(=О)ООН system, both in reference literature and professional scientific publications. It has been shown that the electrochemical synthesis of PLA wi ll be combined with the processes of oxygen release and the formation of hydrogen peroxide. To inhibit side processes, an additive to a solution of lactic acid 0.5 mol dm⁻³ H₂SO₄ was used. The adsorption of sulfate ions leads to the displacement of a certain proportion of water molecules outside the boundaries between the phase boundaries. An almost 2-fold increase in the anodic current density was also noted at the potentials of electrochemical synthesis of peroxide compounds. It has-been found that a lactic acid molecule is integrated into the structure of the near-electrode layer with a carboxyl group directed towards the anode surface. The inflection of the current-voltage curve, at potentials more positive than 1.70...1.75 V, indicates the course of the combined processes of the formation of peroxide ompounds, proceeding with a significant inhibition of the oxygen reaction at the Pt/PtO₂ anode. The release of oxygen under these conditions occurs due to the formation and destruction of H₂O₂. The potential difference between the forward and reverse runs of the current-voltage curve indicates a significant effect of lactic acid on the adsorption processes on the anode surface. The results obtained confirmed the relevant the choice of the Pt/PtO₂ anode for the electrochemical synthesis of PLA. The characteristics of the electrolyte for the electrochemical synthesis of PLA has been defined: 2 mol dm⁻³ of lactic acid, 0.5 mol dm⁻³ of sulfuric acid.