Твердофазно-спектроскопическое определение ионов меди(II) с использованием модифицированного анионита
Аннотация
Медь является жизненно необходимым для человека микроэлементом, играющим важную физиологическую роль. Однако избыточный уровень этого элемента может приводить к патологическим изменениям в организме. С помощью общедоступных методов не всегда можно напрямую провести измерение содержания данного элемента на уровне ПДК и ниже в пищевых продуктах и в воде, в том числе, из-за влияния матричного состава проб. В связи с этим растет интерес к методам определения низких концентраций меди в различных объектах. Одним из решений подобных проблемы является применение селективных полимерных комплексообразующих сорбентов и твердофазной спектрофотометрии, которые обеспечивают избирательность и эффективность при концентрировании различных веществ из объектов сложного состава.
Целью данной работы являлся синтез модифицированного хелатообразующим реагентом сорбента с целью для твердофазного спектроскопического определения ионов Cu(II). Достижение поставленной цели осуществлялось модифицированием высокоосновного анионита путем иммобилизации на нем
2-гидрокси-2′-карбокси-5-сульфоформазилбензола – цинкона, а также оптимизацией условий концентрирования и извлечения ионов меди (II) полученным сорбентом.
Изучены условия иммобилизации реагента на анионообменной смоле марки АВ-17-8, а именно: кислотность (pH 2-10), время контакта фаз (τмин=25 мин), оптимальная емкость по цинкону (СЕСЦН=
340 мг/г). С учетом полученных данных синтезирован модифицированный сорбент АВ-17-ЦН. Определены условия концентрирования меди (II) на АВ-17-ЦН (pH=5.5±0.5, τмин=10 мин) и достигаемая емкость (СЕСCu(II)=31.2 мг/г). Получены спектры диффузного отражения для всех компонентов и их систем, установлен соответствующий пик поглощения для комплекса при длине волны λАВ-17-ЦН-Cu= 700 нм, для которой отсутствует влияние поглощения остальными компонентами АВ-17-8 и АВ-17-ЦН. Проведенное исследование показало возможность использования АВ-17-ЦН для твердофазно-спектроскопического определения Cu(II) в диапазоне концентраций 0.02-0.2 мг/дм3с пределом обнаружения 0.015 мг/дм3. Правильность результатов проверялась методом «введено-найдено» и независимым атомно-абсорбционным методом. Показана применимость предложенной методики к анализу природой воды.
Скачивания
Литература
Leal P.P., Hurd C.L., Sander S.G. et al. Copper pollution exacerbates the effects of ocean acidification and warming on kelp microscopic early life stages. Sci Rep. 2018; 8: 14763. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32899-w
Rehman M., Liu L., Wang Q. et al. Copper environmental toxicology, recent advances, and future outlook: a review. Environ Sci Pollut Res. 2019; 26: 18003-18016. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05073-6
Li J.-J., Ji C.-H., Hou C.-J., Huo D.-Q., Zhang S.-Y., Luo X.-G., Yang M., Fa H.-B., Deng B. High efficient adsorption and colorimetric detection of trace copper ions with a functional filter paper. Sens. Actuators, B. 2016; 223: 853-860. https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.10.017
Teow Y.H., Kam L.M., Mohammad A.W. Synthesis of cellulose hydrogel for copper (II) ions adsorption. J. Environ. Chem. Eng. 2018; 6: 4588-4597. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.07.010
Hashem E.Y., Seleim M.M., El-Zohry A.M. Spectrophotometric determination of copper (II) in pharmaceutical, biological and water samples by4-(2′-benzothiazolylazo)-salicylic acid. Journal of Applied Spectroscopy. 2011; 78: 586-593. https://doi.org/10.1007/s10812-011-9502-1
Alharthi S.S., Al-Saidi H.M. Spectro-photometric determination of traceconcen-trations of copper in waters using the chromogenic reagent 4-amino-3-mercapto-6-[2-(2-thienyl)vinyl]-1,2,4-triazin-5(4H)-one: synthesis, characterization, and analytical applications. Appl. Sci. 2020; 10: 3895.
Oguz Ö, Meliha B.G., Caglar B., Ömer I. Electroanalytical Determination of Copper(II) Ions Using a Polymer Membrane Sensor. J. Electrochem. Sci. Technol. 2022; 11: 66-74. https://doi.org/10.33961/jecst.2022.00661
Abdolmohammad-Zadeh H., Has-sanlouei S., Zamani-Kalajahi M. Preparation of ionic liquid-modified SiO2@Fe3O4 nanocomposite as a magnetic sorbent for use in solid-phase extraction of zinc(II) ions from milk and water samples. RSC Advances. 2017; 7: 23293-23300. https://doi.org/10.1039/C7RA02126G
Kostenko E.E., Shtokalo M.I. Solid-phase spectrophotometry as an efficient method for the determination of heavy metals in foodstuffs. Journal of Analytical Chemistry. 2004; 59(12): 1158-1164. https://doi.org/10.1023/B:JANC.0000049716.57228.34
Skorykh T.V., Maslakova T.I., Pervova I.G., Lipunov I.N. Primenenie tverdofaznoi sistemy "silikagel'-getarilformazanat" dlia sorbtsionnoanaliticheskogo opredeleniia ionov toksichnykh metallov. Sorbtsionnye i Khromatograficheskie Protsessy. 2012; 12(2): 205-213. (In Russ.)
Gavrilenko N.A., Saranchina N.V., Gavrilenko M.A. Solid phase spectrophotometric determination of selenium(iv) using dithisone immobilized in a polymethacrylate matrix. Analytics and Control. 2014; 18(4): 424-429. (In Russ.)
Komissarenkov A.A., Fedorova O.V. Sorbtsionnye tekhnologii. Opredelenie svoistv sorbentov: uchebno-metodicheskoe posobie. SPb: SPbGTURP, 2015. 44 p. (In Russ.)
Volkov V.A. Kolloidnaia khimiia. Poverkhnostnye iavleniia i dispersnye sis-temy. Uchebnik. 2-e izd., ispr. SPb.: Lan', 2015. 660 p.
Garmash A.V., Sorokina N.M. Metrologicheskie osnovy analiticheskoi khimii. M.: MGU, 2012. 47 p.
Postanovlenie Glavnogo gosudarstvennogo sanitarnogo vracha RF ot 26.09.2001 N 24 (red. ot 28.06.2010) "O vvedenii v deistvie Sanitarnykh pravil" Available at: https://71.rospotrebnadzor.ru/upload/iblock/dc9/dc9696d129043734cfc9d6886e48d33e.pdf (accessed 12 May 2022).
Kostenko E.E. Tverdofaznoe spektrofotometricheskoe opredelenie medi (II) s primeneniem metiltimolovogo sinego. Zavodskaia laboratoriia. Diagnostika materialov. 2008; 74(1): 9-13. (In Russ.)
Gavrilenko N.A., Saranchina N.V., Gavrilenko M.A. The determination of copper(II) using neocuproine immobilized in a polymethacrylate matrix. Analytics and Control. 2016; 20(4): 330-336. https://doi.org/10.15826/analitika.2016.20.4.001
Shvoeva O.P., Dedkova V.P., Savvin S.B. Adsorption-spectroscopic method for multielement analysis: Determination of Cr(VI), V(V), Ni(II), and Cu(II) from one sample using a two-layer adsorbent. Jour-nal of Analytical Chemistry. 2010; 65(7): 699-703. https://doi.org/10.1134/S1061934810070075 (In Russ.)