Іммобілізовані на поверхні кремнезему фталексони - твердофазні реагенти для сорбційно-спектрофотометричного і візуального тест-визначення Pb(II), Zn(II) - Автореферат

Антропологічні дії на навколишнє середовище призводять до поступового накопичення мікроелементів в обєктах довкілля, а також в органах і тканинах тварин, рослин і, як наслідок, до забруднення продуктів харчування рослиного і твариного походження. Флуорид відноситься до токсикантів, основними постачальниками якого до організму людини є вода та харчові продукти. В звязку з цим розробка методів експрес-контролю вмісту важких металів, F-і C2O42-у питнії воді, продуктах харчування, біологічних рідинах, засобах гігієни тощо, що відповідають таким вимогам, як чутливість, вибірковість, простота виконання і придатність для використання на місці відбору проби, є актуальною задачею сучасної аналітичної хімії. Дослідження за темою дисертації виконувались на кафедрі аналітичної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка відповідно до науково-дослідної тематики кафедри та держбюджетної теми № 01БФ037-09 (№ держреєстрації 0101U002179) “Індикаторні системи та композиційні реагенти для екоаналізу та скрінінгового контролю якості фармпрепаратів та продуктів харчування”. Методи дослідження: природу гетерогенної взаємодії реагентів та їх хелатів з немодифікованим та модифікованим четвертиною амонійною сіллю (ЧАС) силікагелем та іонів металів з модифікованими кремнеземами досліджували з використанням сорбційних та спектроскопічних методів, зокрема УФ/Вид-та твердофазної спектрофотометрії, потенціометрії, атомно-абсорбційної спектроскопії, кольорометрії.Дослідження взаємодії немодифікованих КЗ з реагентами та отриманих ТР з іонами металів здійснювали спектроскопічними методами (видимої спектрофотометрії та спектроскопії дифузного відбиття (СДВ), твердофазна спектрофотометрія, атомно-абсорбційна спектроскопія і інверсійна вольтамперометрія). За цих умов реагент існує у розчині в моноаніоній формі, а поверхня кремнезему має позитивний заряд за рахунок протонування силанольних груп (ізоелектрична точка лежить в інтервалі РН=2,5-3,0). Ізотерми сорбції реагенту та комплексу на поруватому та непоруватому КЗ мають L-форму. Менш ефективна, порівняно з реагентом, сорбція комплексу опосередковано підтверджує той факт, що в останньому випадку комплексоутворююча карбоксильна група не бере участі у закріпленні модифікатора на поверхні. Для запобігання участі комплексоутворюючої групи у закріпленні реагенту на поверхні було зроблено спробу здійснити модифікацію МТС при РН<1, тобто за умов домінування у розчині моноаніонної форми реагенту.Внутрішньокомплексні сполуки фталексонів (ксиленолового оранжевого, метилтимолового синього) та трифенілметанового барвника (еріохромціаніну), адсорбційно закріплені на поверхні непоруватого КЗ, функціоналізованого ЧАС, є ліпшими аналітичними формами реагентів з точки зору контрастності реакції і, відповідно, чутливості для визначення іонів металів, F-і С2О42-. Для активування функціонально-аналітичної групи модифікований сорбент обробляли розчином трилону Б. Заважаючий вплив Al(ІІІ), Fe(ІІІ) і Zn(ІІ) при визначенні Pb(II) усувають додаванням 1 М розчину NH4F. При визначенні Zn(ІІ) заважаючий вплив Pb(II) усувають введенням оцтової кислоти.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО У НАСТУПНИХ ПУБЛІКАЦІЯХ

Zaporozhets O.A., Tsyukalo L.Ye., Xylenol Orange adsorbed on silica surface as a solid phase reagent for lead determination using diffuse reflectance spectroscopy // Talanta - 2002. - V. 58. - P. 861-868.

Цюкало Л.Є., Запорожець О.А., Іщенко В.Б. Іммобілізація ксиленолового оранжевого на силікагелі з водного розчину // Вісн. київ. нац. ун-ту. Сер. Хімія. - 2002, № 38.- С. 30-32.

Цюкало Л.Є., Запорожець О.А. Іммобілізація трифенілметанових барвників на поверхні кремнеземів різної природи // Вісн. київ. нац. ун-ту. Сер. Хімія. - 2003, № 39-40. - С. 11,12.

Запорожец О.А., Цюкало Л.Е., Тест-определение свинца и цинка в воде с использованием иммобилизованного на кремнеземе ксиленолового оранжевого // Журн. аналит. хим. - 2004. - Т. 59, № 4. - С. 434-439.

Запорожець О.А., Цюкало Л.Є., Олеськів О.Б. Нова аналітична форма метилтимолового синього для сорбційно-спектроскопічного визначення цирконію // Вопросы химии и химической технологии. - 2005. - № 1. - С. 13-17.

Запорожець О.А., Цюкало Л.Є., Воловенко О.Б. Іммобілізовані на кремнеземі хелати фталексонів - нові твердофазні аналітичні реагенти // Наукові записки НАУКМА. Хімічні науки і технології. - 2005. - Т. 42. - С. 37-40.

Запорожець О.А., Цюкало Л.Є. Спосіб сорбційно-спектроскопічного визначення плюмбуму(ІІ) 7G01N30/48 // Патент України на винахід UA № 9690 А від 9.02.2005. - Надрук. 17.10.2005. - Бюл. № 10.

Запорожець О.А., Цюкало Л.Є. Спосіб тест-визначення плюмбуму(ІІ) 7G01N30/48 // Патент України на винахід UA № 9689 А від 9.02.2005. - Надрук. 17.10.2005. - Бюл. № 10.

Zaporozhets O.A., Tsyukalo L.Ye., Yevreyenko L.V. Simple and fast modification of silica surface with xylenol orange and eriochromcyanine R // Proc. Silica. - France. - September. - 2001. - Р. 27.

Zaporozhets O.A., Tsyukalo L.Ye. Sensitive and selective determination of lead in sea water using xylenol orange immobilized // Proc. І Black sea basin conference on analytical chemistry. - Odessa. - September. - 2001. - P. 53.

Цюкало Л.Е., Запорожец О.А. Взаимодействие ксиленолового оранжевого с поверхностью нефункционализованного и модифицированного четвертичной аммониевой солью кремнеземов // Тези доп. ІІІ Международной конференции “Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии”. - Санк-Петербург. - 2001. - С. 435-436.

Цюкало Л.Є., Запорожець О.А. Нова аналітична форма ксиленолового оранжевого для визначення Pb (II) у воді та харчових продуктах // Тези доп. Першої спільної наукової конференції з хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка та університету Поля Собатє (Тулуза). - Київ. - 2001 - С. 39-40.

Цюкало Л.Є., Запорожець О.А. Сорбційно-спектроскопічне та візуально-тестове визначення плюмбуму (ІІ) іммобілізованим на кремнеземі ксиленоловим оранжевим // Тези доп. ІІ Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. - Київ. - 2001. - С.16.

Цюкало Л.Е. Запорожец О.А. Визуально-тестовое определение свинца (II) в воде и пищевых продуктах // Тезы доп. Всероссийского симпозиума “Тест-методы химического анализа”. - Москва. - 2001. - С. 26.

Олеськів О.Б., Цюкало Л.Є. Запорожець О.А. Іммобілізація метилтимолового синього у вигляді його комплексу з Ві (ІІІ) на кремнеземі, функціоналізованому четвертинною амонійною сіллю // Тези доп. ІІІ Всеукраїнської конф. студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. - Київ. - 2002. - С. 17.

Олеськів О.Б., Цюкало Л.Є. Запорожець О.А. Нова аналітична форма тимолфталексона S на основі нековалентно іммобілізованого на кремнеземі його іонного асоціату // Тези доп. IV Всеукраїнської конф. студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. - Київ. - 2003. - С. 17.

Запорожець О.А., Цюкало Л.Є., Мельник Н.В. Сорбційно-спектроскопічне і тест-визначення Pb(II) та F- в харчових продуктах іммобілізованими на кремнеземі хелатами фталексонів // 71-а наукова конференція молодих вчених, аспірантів та студентів “Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті”. - Київ. - НУХТ. - 2005. - С. 81.

Zaporozhets O.A., Tsyukalo L.Ye., Melnyk N.V. New analytical form of methylthymol blue for sorption-spectroscopic and visual test-determination of fluoride // ІІІ спільна наукова конференція з хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка та університету Поля Собатє (Тулуза). - Київ. - 2005. - С. 97.

Zaporozhets O.A., Tsyukalo L.Ye., Melnyk N.V. Sorption-spectroscopic and visual test-determination of Pb(II), Zn(II), F- і С2О42- in water and foodstuffs // International conference Analytical Chemistry and Chemical Analysis (AC and CA - 05) devoted to 100 anniversary of Anatoly Babko. - Київ. - 2005. - С. 334.

Размещено на .ru

Внутрішньокомплексні сполуки фталексонів (ксиленолового оранжевого, метилтимолового синього) та трифенілметанового барвника (еріохромціаніну), адсорбційно закріплені на поверхні непоруватого КЗ, функціоналізованого ЧАС, є ліпшими аналітичними формами реагентів з точки зору контрастності реакції і, відповідно, чутливості для визначення іонів металів, F- і С2О42-. Це обумовлено тим, що при такому способі закріплення вплив поверхні на протолітичні властивості іммобілізованого реагенту виявились мінімальними. Для активування функціонально-аналітичної групи модифікований сорбент обробляли розчином трилону Б.

За оптимальних умов гетерофазної реакції (РН=5,0, t=5 хв) іммобілізований КО кількісно вилучає Pb(II) і Zn(II) з коефіцієнтом розподілу відповідно, л/г: 7,5 і 3,75 відповідно. Заважаючий вплив Al(ІІІ), Fe(ІІІ) і Zn(ІІ) при визначенні Pb(II) усувають додаванням 1 М розчину NH4F. При визначенні Zn(ІІ) заважаючий вплив Pb(II) усувають введенням оцтової кислоти. Лінійність ГГ зберігається до мкг/л: 100 (Pb) і 130 (Zn), МВ становить мкг/л для Pb(ІІ) - 2,0 (0,07 ГДК) та Zn(ІІ) - 9,0 (0,002 ГДК).

В кислому середовищі з іммобілізованим МТС у присутності аскорбінової кислоти взаємодіє лише ZROCL2. За оптимальних умов (РН=1,0, t=2 хв), коефіцієнт розподілу ZROCL2 становить 2,85 л/г, МВ складає 0,015 мг/л. Конкурентні реакції твердофазного МТС з ZROCL2 та F- або С2О42- виявились найбільш ефективними індикаторними системами для сорбційно-спектроскопічного і візуального тест-визначення F- і С2О42-. Запропонований ТР є вибірковим щодо іонів лужних, лужноземельних та важких металів та деяких аніонів, зокрема CO32-, HCO3-, Cl-, NO3-. Лінійність ГГ зберігається до мг/л: 3,8 (F-) і 8,8 (С2О42-), МВ становить відповідно, мг/л: для F- - 0,2, для С2О42- - 1,5.

Розроблені методики сорбційно-спектроскопічного і візуального тест-визначення Pb(II), Zn(II), ZROCL2, F- і С2О42- у водах різних категорій, зокрема високомінералізованих, харчових продуктах, сплавах, засобу гігієни, біологічних рідинах вигідно відрізняються від кращих аналогів з літератури за чутливістю та (або) вибірковістю, експресністю, екологічною безпечністю, доступністю матриці та модифікаторів, відсутністю необхідності застосування складного (або дорогого) апаратурного обладнання, простотою та зручністю аналізу та можливістю проведення його на місці відбору проби. Перевагою розробленої методики порівняно з ПААС, ЕААС та інверсійною вольамперометрією є можливість визначення Pb(II) у високомінералізованих водах, у присутності великої кількості Cl- без спеціальної пробопідготовки.