Физические и химические свойства диоксинов

Дибензо–п-диоксин I и дибензо–п-фуран II это твердые, мелкокристаллические вещества, с t_пл I = 305 ⁰С, t_пл II = 227-228 ⁰С. Температуру плавления превышающую 300⁰С имеют и тетра-хлорпроизводные III, IV. Для производных с меньшим количеством атомов галогенов (n = 1-3), обычно характерны и более низкие значения температур плавления.

Диоксины очень плохо растворимы в воде и хорошо в органических растворителях. Так, например, растворимость диоксина I в воде составляет 2^.10^-7 г/дм³, а в бензоле - 0,57 г/дм³. Хорошая растворимость в органических растворителях обусловлена лиофильной, но гидрофобной природой этих галогенорганических соединений. При наличии в воде коллоидов и полимеров растворимость диоксинов повышается – это обусловлено способностью коллоидов и полимеров адсорбироваться на этих системах и увеличивать их растворимость.

Летучесть диоксинов незначительна, однако, в воздухе возможно его присутствие в «сверхтоксичной концентрации», что обусловлено его сорбцией на различных аэрозольных частицах всегда присутствующих в воздухе. Содержание же диоксинов в воде и почве из-за кумулятивного эффекта может достигать и запредельных концентраций. Особенности транспорта (распространения) ксенобиотиков в различных средах (воздух, почва, вода) подчиняются не только законам газовой кинетики или истинных растворов, но определяются и свойствами носителей (аэрозольных частиц и молекулярных комплексов), а также физико-химическими особенностями их поведения в сорбционных процессах (высокая адгезионная способность по отношению к различного рода развитым поверхностям – почве, золе, осадкам и т.д.)

Особенно характерным свойством для диоксиновых соединений I-IV является их повышенная химическая стабильность в кислых и щелочных растворах, а также устойчивость к воздействию окислителей. Так период полураспада (t_1/2) для родоначального диоксина I в почве cоставляет более 8-10 лет, а в организме человека - 6-7 лет. Роль фотолиза диоксинов на поверхности носителя в процессах распада невелика; однако, экспериментально установлено, что соединения III и IV с n=7,8 могут преобразовываться на поверхности в диоксин I и другие ядовитые производные с 2,3,7,8-расположением атомов хлора.

Все диоксины способны к деструктивному гидролизу и реакциям нуклеофильного замещения лишь в сильно щелочных растворах при нагревании. Кислотами они не разлагаются даже при длительном кипячении. В характерные для ароматических соединений реакции сульфирования и хлорирования они вступают только в очень жестких условиях и в присутствии специальных катализаторов. Замещение атомов хлора молекулы диоксина на другие атомы или группы атомов осуществляется лишь в условиях свободнорадикальных реакций. В то же время некоторые из этих превращений, например, взаимодействие с натрий-нафталином и восстановительное дехлорирование при ультрафиолетовом облучении, используются для уничтожения небольших количеств диоксина. При окислении в безводных средах диоксин легко отдает один электрон и превращается в стабильный катион-радикал, который, однако, далее легко восстанавливается водой в диоксин с выделением очень активного катион-радикала ОН⁺. Весьма характерной для диоксина является его способность к образованию прочных, устойчивых комплексов со многими природными и синтетическими полициклическими соединениями.

Процесс разложения ксенобиотиков необратим только при температуре в сфере превращения свыше 1200 ⁰С.

Дата добавления: 2014-01-07