Объединенный физико-химический центр растворов ИХР РАН и ИГХТУ

Научное направление: 
Химия растворов, теоретические основы химико-технологических процессов в жидких средах
Телефон: 
+7 (4932) 327256

Основная тема центра:

Молекулярные и ион-молекулярные жидкофазные системы в широком диапазоне параметров состояния, включая сверхкритические. Термодинамика и структура.
 

Центр располагает многофункциональным рентгеновским дифрактометром Bruker D8 Advance предназначенном для исследования структуры широкого круга кристаллических порошкообразных материалов. Он снабжен камерами-приставками, позволяющими изучать образцы в интервале температур от –190 до 900 оС. Специальный модуль, вставляемый в гониометр, дает возможность проводить дифракционные измерения образцов, загруженных в капилляры. Разрабатываемые в настоящее время кюветы позволят проводить комплексные исследования структуры жидкофазных систем.

 

Техническое оснащение центра
 
  • Центр располагает уникальным парком из 6 герметичных ампульных калориметров переменной температуры с изотермической оболочкой для измерения тепловых эффектов растворения, смешения и разведения. Сопротивление датчика температуры термистора непосредственно измеряется Эталонными измерителями температуры (ИТЭ), сконструированными по заказу и содействии Института химии растворов РАН Белорусским межвузовским центром (БМЦ, Минск). Один вход ИТЭ предназначен для измерения сопротивления термистора от 0 до 20 кОм (разрешение 0.001 Ом), второй вход служит для измерения температуры платиновым термометром сопротивления (разрешение 0.0001 0С) и используется как для измерения теплоемкости с помощью специально сконструированной ячейки с адиабатой, так и контроля температуры в термостате в зоне расположения калориметра. Точность поддержания температуры в термостате при использовании созданной в лаборатории схемы двойного термостатирования на базе импульсного регулятора РП-2 составляет ±0.001 К в интервале температур 288-338 К, в термостате А3 (БМЦ, Минск), снабженном криостатом КРИО, - ±0.001 К в интервале температур 273-358 К, в термостате VIST (Томск) ±0.003 К в интервале температур 288-318 К. Чувствительность схемы измерения калориметрических установок на базе ИТЭ составляет ~ 0.00001 К.

 

Ячеечные калориметры для определения тепловых эффектов процессов в растворах   Общий план одной из калориметрических установок  Термостат А3 (БМЦ, Минск) для создания термостатированной среды с точностью поддержания температуры ±0.001 К
 
Ячеечные калориметры для определения тепловых эффектов процессов в растворах
Термостат А3 (БМЦ, Минск) для создания термостатированной среды с точностью поддержания температуры ±0.001 К 
 
Общий план одной из калориметрических установок
 
  • В центре имеется также установка для измерения растворимости при различных температурах методом изотермического насыщения, а также проточная установка для определения степени деструкции мочевых камней в литолитических растворах различного состава. 
 
  • Создана установка для измерения ЭДС растворов  электролитов и коэффициентов распределения электролитов и неэлектролитов между двумя несмешивающимися растворителями. 

 

 
 

Установка для определения растворимости твердых веществ методом сухого остатка, а также степени литолиза мочевых камней в многокомпонентных жидкофазных системах

Установка для определения теплоемкостей растворов с помощью адиабатического калориметр

  • На базе ИТЭ создан адиабатический калориметр для измерения теплоемкости растворов с точностью определения не хуже 0.1 %.
     
  • Центр располагает многофункциональным рентгеновским дифрактометром Bruker D8 Advance предназначенном для исследования структуры широкого круга кристаллических порошкообразных материалов. Он снабжен камерами-приставками, позволяющими изучать образцы в интервале температур от –190 до 900 оС. Специальный модуль, вставляемый в гониометр, дает возможность проводить дифракционные измерения образцов, загруженных в капилляры. Разрабатываемые в настоящее время кюветы позволят проводить комплексные исследования структуры жидкофазных систем.

 

Разработана методика количественного минералогического анализа органо-неорганических конкрементов биологического происхождения – мочевых камней с помощью порошковой дифрактометрии. Впервые проведен количественный анализ более 50 конкрементов для пациентов урологических клиник Ивановской области. На основе данных по составу камня и частоты камнеобразования разрабатываются последовательные и замкнутые алгоритмы обследования и метафилактического лечения пациентов с различными типами камней. 

Изобретательская и патентно-лицензионная работа:

1. А.В. Кустов, Б.Д. Березин, А.И. Стрельников, А.А. Шевырин, В.Н. Тростин. Способ удаления резидуальных конкрементов у больных, перенесших хирургическое вмешательство. Патент на изобретение N 2376017. Заявка 2008140219, зарегистрирована 20.12.2009.

2. А.В. Кустов, Б.Д. Березин, В.Н. Тростин. Способ удаления оксалатных мочевых камней у больных уролитиазом. Патент на изобретение N 2432970. Заявка 2009138644, зарегистрирована 10.11.2011.

Проекты, гранты:

1. 02-03-32520-а Гидрофобные эффекты в водных растворах тетраалкиламмониевых солей

2. 05-03-96401 р-центр-а Гидрофобные эффекты в биологически активных системах

3. 06-03-96320-р-центр-а Биологически активные вещества в водных растворах стабилизаторов и денатуратов белков: термодинамические свойства, структура и межмолекулярные взаимодействия

4. 06-03-32169-а Сольвофобные эффекты в многокомпонентных неводных системах

5. 08-03-12053- офи Эффекты сольватации и комплексообразования в процессе формирования и разрушения органо-неорганических нанокомпозитов биологического происхождения – к основам создания эффективной консервативной терапии мочекаменной болезни.

6. 10-03-00020-а Порфирины группы крови в системах, моделирующих свойства клеточных мембран - термодинамические свойства, межмолекулярные взаимодействия, предпочтительная сольватация/

7. 13-03-00557-а Хлорофилл - выделение, структурная модификация, текстильные красители нового поколения.

Старший научный сотрудник
Кандидат химических наук
Ведущий научный сотрудник
Доктор химических наук
Главный научный сотрудник
Доктор химических наук
Старший научный сотрудник
Ведущий научный сотрудник
Доктор химических наук
Старший лаборант-исследователь
Ведущий научный сотрудник
Доктор химических наук
Старший научный сотрудник
Научный сотрудник
Кандидат химических наук

1. Кустов А.В. Гидрофобные эффекты: термодинамические, структурные и прикладные аспекты. Достижения последних лет. Москва: Красанд. 2013. 224 с.

2. Kustov A.V., B. Berezin M.B.  Thermodynamics of solution of hemato- and deuteroporphyrins in N,N- dimethylformamide. // J. Chem. Eng. Data. 2013. Vol. 58. № 9. P. 2502-2505.

3. Kustov A.V., Smirnova N.L., Antonova O.A. Solvation of benzene, aniline and nitrobenzene in the mixtures of water with oxygen-containing H-bond acceptors — a calorimetric study. // Journal of Molecular Liquids. 2013. Vol. 183. P. 89–93.

4. Смирнов П.Р., Гречин О.В., Тростин В.Н. Зависимость структуры водных растворов трихлорида самария от концентрации по данным рентгеновской дифракции. // Журнал физической химии. 2013. Т. 87. № 5. С. 770-775.

5. Kustov A.V., Smirnova N.L., Kunz W., Neueder R. Amino acid solvation in aqueous kosmotrope solutions –temperature dependence of the L-histidine – glycerol interaction. // J. Phys. Chem. B. -2012.- Vol. 116- № 7.- P. 2325-2329.

6. Kustov A.V., Smirnova N.L., Antonova O.A. Enthalpies and heat capacities of ethyl acetate solution in water and in several organic solvents at 298–318 K. // J. Solution Chem. 2012. V.41. P. 1008-1012.

7. Кустов А.В., Смирнова Н.Л., Березин М.Б. Энтальпии и теплоемкости растворов гематопорфирина в N,N–диметилформамиде и 1–октаноле. // Журнал физической химии, 2012, том 86, № 5, с. 997–999.

8. Батов Д.В., Карцев В.Н., Штыков С.Н. Получение, теплоемкость и горючие свойства микроэмульсий вода – ПАВ – галогеноуглеводород, пригодных для создания комбинированных огнетушащих средств. // Журн. прикл. химии. 2012. Т. 85. № 12. С. 1218 – 1223.

9. Surov O.V., Voronova M.I., Smirnov P.R.,  Mamardashvili N.Z., Shaposhnikov G.P. Polymorphism of 4-tert-butylcalix[4]arene upon formation of n-hexane and acetonitrile complexes and thermal desolvation. // Cryst. Eng. Comm. 2012. Vol. 14. N 2. P. 533-536. 

10. Kustov A.V., Smirnova N.L. Temperature and length scale dependence of tetraalkylammonium ion solvation in water, formamide and ethylene glycol. // J. Phys. Chem. B. 2011. Vol. 115. P. 14551-14555.

11. Kustov A.V., Smirnova N.L. Batov D.V. Amino acid behavior in aqueous denaturant solutions: temperature dependence of the L-Histidine-amide interaction. // J. Phys. Chem. B. 2010. Vol. 144. P. 10171-10175.