Твердофазно-спектроскопическое определение ионов меди(II) с использованием модифицированного анионита

Сарижат Джабраилов  Татаева; Руслан Зейналович  Зейналов; Курбан Эдуардович  Магомедов; Луиза Ванатиевна  Омариева

doi:10.17308/sorpchrom.2023.23/10997

Сарижат Джабраилов Татаева Дагестанский государственный университет, Махачкала, Республика Дагестан https://orcid.org/0000-0002-0484-9373
Руслан Зейналович Зейналов Дагестанский государственный университет, Махачкала, Республика Дагестан, https://orcid.org/0000-0001-9057-4136
Курбан Эдуардович Магомедов Дагестанский государственный университет, Махачкала, Республика Дагестан, Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, Калининград, Россия https://orcid.org/0000-0002-2852-0775
Луиза Ванатиевна Омариева Дагестанский государственный аграрный университет, Махачкала, Республика Дагестан https://orcid.org/0000-0001-7386-9397

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/10997

Ключевые слова: сорбция, модифицирование сорбента, ионообменная смола, твердофазная спектрофотометрия, цинкон.

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 (τ_мин=25 мин), оптимальная емкость по цинкону (СЕС_ЦН=
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, τ_мин=10 мин) и достигаемая емкость (СЕС_Cu₍_II₎=31.2 мг/г). Получены спектры диффузного отражения для всех компонентов и их систем, установлен соответствующий пик поглощения для комплекса при длине волны λ_{АВ-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

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Сарижат Джабраилов Татаева, Дагестанский государственный университет, Махачкала, Республика Дагестан

к.х.н., доцент кафедры аналитической и фармацевтической химии, доцент, ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный университет», Махачкала, Республика Дагестан

Руслан Зейналович Зейналов, Дагестанский государственный университет, Махачкала, Республика Дагестан,

к.х.н., доцент кафедры аналитической и фармацевтической химии, ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный университет», Махачкала, Республика Дагестан

Курбан Эдуардович Магомедов, Дагестанский государственный университет, Махачкала, Республика Дагестан, Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, Калининград, Россия

к.х.н., доцент кафедры аналитической и фармацевтической химии, Дагестанский государственный университет, Махачкала, Республика Дагестан; научный сотрудник НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения», Балтийский федеральный университет им. И. Канта, НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения», Калининград, Россия

Луиза Ванатиевна Омариева, Дагестанский государственный аграрный университет, Махачкала, Республика Дагестан

к.б.н., доцент кафедры экологии и защиты растений, ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет», Махачкала, Республика Дагестан

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.)