ПАР-стабілізовані емульсії типу "масло/вода" у титриметричному, спектрофотометричному та атомно-абсорбційному аналізі - Автореферат

В аналізі все більшого розвитку набуває тенденція до створення зручних, експресних, екологічно безпечних та високоточних методик визначення гідрофобних органічних сполук, якими є значна частина продукції фармацевтичної та косметичної промисловості, а також методик аналізу якості продуктів харчування. Ці питання виявились однією з основних передумов використання водно-міцелярних розчинів поверхнево-активних речовин (ПАР) та ПАР-стабілізованих мікроемульсійних та емульсійних систем як середовищ для проведення аналітичних реакцій. В основі більшості таких методик лежить солюбілізація або емульгування визначуваних гідрофобних сполук міцелярними або емульсійними системами, що можуть розглядатись як екобезпечна альтернатива токсичним органічним розчинникам, які традиційно використовуються при визначенні гідрофобних органічних сполук. Для досягнення поставленої мети необхідно було розвязати такі задачі: дослідити вплив природи та концентрації ПАР, вмісту масляної компоненти, часу перемішування емульсій, добавок електролітів та гідрофобних сполук на стійкість та розмір часток ПАР-стабілізованих емульсійних систем; Наукова новизна роботи полягає у розробці засад раціонального використання ПАР-стабілізованих емульсійних систем у титриметричному, атомно-абсорбційному та спектрофотометричному аналізі: Вперше встановлено напрямки та величини зсуву ефективних значень РК аліфатичних та ароматичних кислот і основ в емульсіях на основі ПАР різного типу.Це дало можливість прослідкувати вплив гідрофобності кислот на їх протолітичні властивості в емульсійних системах, а також встановити доцільність використання ПАР-стабілізованих емульсій при титриметричному визначенні гідрофобних сполук. У третьому розділі наводяться результати дослідження впливу природи і концентрації ПАР-стабілізатора, вмісту масляної компоненти, часу перемішування емульсій, температури, добавок сильних електролітів та гідрофобних сполук на стійкість та розмір часток ПАР-стабілізованих емульсій масла ТУУ 18.503-98. Проведено систематичне дослідження впливу природи ПАР-стабілізатору, вмісту масляної компоненти емульсій, природи та гідрофобності органічних протолітів на їх кислотно-основні властивості в емульсійних системах. При цьому, на противагу міцелярним розчинам катіонних ПАР, у середовищі яких протолітичні характеристики аліфатичних кислот посилюються, в емульсіях на основі КПАР спостерігається протилежна тенденція і із збільшенням гідрофобності карбонових кислот величини їх РКЕФ в емульсіях збільшується, що свідчить про ослаблення полярності мікрооточення карбоксильної групи кислот. Так, регресія DPK= 0,26 0,46?LGP для емульсії на основі додецилсульфату натрію та рівняння DPK= 0,18 0,46?LGP для емульсії на основі Triton X-100 характеризується високим значенням коефіцієнту лінійної кореляції (R>0,95) та низьким значенням стандартної похибки оцінки.Показано вплив основних факторів - природи, концентрації ПАР-стабілізатора, вмісту масляної компоненти, часу перемішування емульсій, добавок сильних електролітів та гідрофобних сполук, - на стійкість та розмір часток ПАР-стабілізованих емульсій масла ТУУ 18.503-98. Зясовано вплив основних факторів: розгалуженості, гідрофобності ароматичних карбонових кислот та їх протонодонорних властивостей у водних розчинах на зміну кислотно-основних характеристик кислот у ПАР-стабілізованих емульсіях. Розроблено методики визначення ряду високогідрофобних фармацевтичних препаратів: індометацину, мефенамової кислоти, напроксену, кетопрофену, фуросеміду, нафтизину, діазоліну, а також кислотного числа харчових масел та жирів з використанням ПАР-стабілізованих емульсій з встановленням точки еквівалентності методом РН-метричного титрування та за допомогою індикаторів. Розроблено методики псевдооднофазного визначення аніонних, катіонних ПАР та високогідрофобних фармпрепаратів сольової природи іон-парним титруванням в емульсіях на основі НПАР з встановленням точки кінця титрування за допомогою комплексів Молібдену(VI) з (бром)пірогалоловим червоним. Розроблено умови спектрофотометричного визначення ряду високогідрофобних аліфатичних та ароматичних амінів в емульсії на основі неіонної ПАР Triton X-305 по реакції з комплексом Мо-БПЧ.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Поширено область використання емульсійних систем, стабілізованих розчинами ПАР, у титриметричному, спектрофотометричному та атомно-абсорбційному аналізі.

Показано вплив основних факторів - природи, концентрації ПАР-стабілізатора, вмісту масляної компоненти, часу перемішування емульсій, добавок сильних електролітів та гідрофобних сполук, - на стійкість та розмір часток ПАР-стабілізованих емульсій масла ТУУ 18.503-98.

Досліджено кислотно-основні властивості органічних протолітів різної природи та гідрофобності в емульсійних середовищах, стабілізованих ПАР різного типу. За характером зміни протолітичних характеристик та місцем локалізації протолітів в емульсійних системах встановлена доцільність розділення субстратів на три умовні групи - гідрофільні, помірно гідрофобні та гідрофобні. Показане значне підсилення диференціюючої дії АПАР- та НПАР-стабілізованих емульсій на протонодонорні характеристики карбонових кислот жирного ряду в залежності від їх гідрофобності, у порівнянні з водно-міцелярними розчинами ПАР.

Зясовано вплив основних факторів: розгалуженості, гідрофобності ароматичних карбонових кислот та їх протонодонорних властивостей у водних розчинах на зміну кислотно-основних характеристик кислот у ПАР-стабілізованих емульсіях. Запропоновані лінійні регресії для прогнозування зміни протолітичних характеристик ароматичних карбонових кислот в емульсійних системах.

Показана доцільність використання емульсій на основі катіонних ПАР для титриметричного визначення високогідрофобних органічних протолітів кислотної природи. Емульсії, стабілізовані аніонними ПАР, запропоновані як середовище для ацидиметричного визначення високогідрофобних органічних основ.

Вивчено вплив добавок сильних електролітів на кислотно-основні характеристики жирних карбонових кислот різної гідрофобності в емульсіях на основі ПАР різного типу. Показано ослаблення диференціюючої дії емульсій на силу карбонових кислот у присутності неорганічних солей.

Досліджено протолітичні властивості сульфофталеїнових індикаторів у ПАР-стабілізованих емульсіях. Показано ослаблення протонодонорних характеристик реагентів у АПАР- та НПАР-стабілізованих емульсіях і посилення протонодонорних властивостей в емульсіях на основі катіонних ПАР. Показана можливість прогнозування зміни протолітичних властивостей сульфофталеїнів в емульсійних системах за допомогою множинних лінійних регресій, що враховують особливості будови молекули барвників.

Розроблено методики визначення ряду високогідрофобних фармацевтичних препаратів: індометацину, мефенамової кислоти, напроксену, кетопрофену, фуросеміду, нафтизину, діазоліну, а також кислотного числа харчових масел та жирів з використанням ПАР-стабілізованих емульсій з встановленням точки еквівалентності методом РН-метричного титрування та за допомогою індикаторів. Методики випробувано при аналізі різноманітних лікарських засобів.

Досліджено протолітичні та комплексоутворюючі властивості етилендиамінтетраоцтової кислоти та деяких металохромних індикаторів в емульсійних системах на основі ПАР різного типу. Показана доцільність використання ПАР-стабілізованих емульсій при комплексонометричному визначенні високогідрофобних металовмісних органічних сполук. Запропоновані умови комплексонометричного визначення гідрофобних карбоксилатів Магнію, Кальцію, Цинку, Купруму та Бісмут-вмісного ксероформу з використанням емульсій на основі неіонної та аніонної ПАР. Розроблені методики випробувано при аналізі ряду фармацевтичних препаратів. абсорбційний емульсія кислотний

Розроблено методики псевдооднофазного визначення аніонних, катіонних ПАР та високогідрофобних фармпрепаратів сольової природи іон-парним титруванням в емульсіях на основі НПАР з встановленням точки кінця титрування за допомогою комплексів Молібдену(VI) з (бром)пірогалоловим червоним.

Показано підвищення чутливості та зниження межі атомно-абсорбційного визначення ряду важких металів у середовищі ПАР-стабілізованих емульсій. Розроблено методику атомно-абсорбційного визначення гідрофобних сполук Цинку з використанням емульсії на основі аніонної ПАР. Методику випробувано при аналізі косметичного протисеборейного засобу. Запропоновано умови визначення вмісту Цинку в нерафінованій соняшниковій олії, емульгованій додецилсульфатом натрію.

Показана принципова можливість використання НПАР-стабілізованих емульсій у спектрофотометричному аналізі, зокрема для спектрофотометричного визначення гідрофобних органічних катіонів. Розроблено умови спектрофотометричного визначення ряду високогідрофобних аліфатичних та ароматичних амінів в емульсії на основі неіонної ПАР Triton X-305 по реакції з комплексом Мо-БПЧ.

На прикладі системи БФС(КПАР)2 показано посилення електростатичних взаємодій та зменшення ролі гідрофобних при утворенні асоціатів реагентів кислотної природи з катіонами ПАР в емульсійних системах на основі неіонних ПАР, у порівнянні з водним та міцелярними розчинами.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ВИКЛАДЕНО У СТАТТЯХ ТА ТЕЗАХ ДОПОВІДЕЙ

1. Куличенко С.А., Шевченко А.М. Дифференцирующее действие эмульсий типа “масло в воде” на протолитические характеристики карбоновых кислот жирного ряда // Журн. анал. хим. - 2002. - Т.57, №1. -С. 80-84.

2. Куліченко С.А., Шевченко Г.М. Алкаліметричне визначення гідрофобних органічних кислот з використанням М/В емульсій, стабілізованих нейонною ПАР // Вісн. Київ. ун-ту. Хімія. -2002. -Випуск. 38. -С.16-20.

3. Куличенко С.А., Шевченко А.М. Алкалиметрическое определение тридекановой кислоты с использованием эмульсий типа “масло в воде”, стабилизированных додецилсульфатом натрия // Укр. хим. журн - 2002. -Т.68, №8. - С.103-106.

4. Шевченко Г.М., Куліченко С.А. Система кольорових індикаторів для кислотно-основного титрування в емульсійних середовищах // Наукові Записки Києво-Могилянської академії. - 2002. - Т.20. - С.481-486.

5. Куличенко С.А., Шевченко А.М. Алкалиметрическое определение кислотного числа масел и жиров в ПАВ-стабилизированных эмульсиях // Журн. аналит. хим. - 2003. - Т.58, №1. - С.58-63.

6. Kulichenko S.A., Shevchenko G.M. Stabilized by Triton X-100 “oil-in-water” emulsions as suitable media for alkalimetric determination of hydrophobic organic acids // Anal. Bioanal. Chem. - 2003. - Vol.375, №2. - P.255-258.

7. Куличенко С.А., Шевченко А.М. Протонодонорные характеристики карбоновых кислот жирного ряда в емульсиях “масло в воде”, стабилизированных катионным ПАВ // Укр. хим. журн. - 2003. -Т.69, №2. -С.99-103.

8. Куличенко С.А., Шевченко А.М. Применение ПАВ-стабилизированных эмульсий для алкалиметрического определения индометацина // Журн. анал. хим. - 2003. - Т.58, №4. - С. 435-439.

9. Шевченко Г.М. Алкаліметричне визначення гідрофобних органічних кислот з використанням М/В емульсій // Тези доповідей І Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”, присвячена 140-річчю з дня народження С.М. Реформатського. - Київ (Україна). - 2000. - С.7.

10. Шевченко Г.М., Куліченко С.А. Кислотно-основні властивості жирних карбонових кислот в М/В емульсіях // Тези доповідей ІІ Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. - Київ (Україна). - 2001. - С.14.

11. Куліченко С.А., Шевченко Г.М. Покращення метрологічних характеристик алкаліметричного визначення гідрофобних органічних кислот з використанням емульсійних середовищ // Тези доп. науково-практичної конференції “Хімічна метрологія: проблеми забезпечення єдності вимірювань”, присвячена 100-річчю метрологічної служби м. Києва. -Київ (Україна), - 2001. - С.100-103.

12. Куличенко С.А., Шевченко А.М. Применение эмульсий типа “масло в воде” для алкалиметрического определения гидрофобных фармацевтических препаратов // Тезисы док. Всерос. Конф. “Актуальные проблемы аналитической химии“. -Том 2. - Москва (Россия). -2002. - С.45-46.

13. Шевченко Г.М., Сацька І.А., Куліченко С.А. Алкаліметричне визначення кислотного числа масел та жирів у вигляді ПАР-стабілізованих емульсій типу “масло у воді” // Тези доповідей ІІІ Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. - Київ (Україна). - 2002. - С.20.

14. Шевченко Г.М., Куліченко С.А. Титриметричне визначення гідрофобних фармацевтичних препаратів з використання М/В емульсій, стабілізованих ПАР // Тези доповідей ІІІ Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. - Київ (Україна). - 2002. - С.21.

15. Shevchenko G.M., Kulichenko S.A. Alkalimetric determination of acid values of oils and fats in emulsions stabilised by surfactants // Euroconference “Modern analytical methods for food and beverage authentication”. - Lednice (Czech Republic). - 2002. - P.25.