Образование, экстракция и аналитическое применение ионных асоциатов хрома (VI) с основными красителями тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

ЛАРКШСЬКИЙ НАЦЮНАЛЬНИЙ УНШЕРСИТЕТ „ м. В.Н. КАРАЗША

, к «Ю *

МАГА ЮАН МИХАИЛОВИЧ

УДК 543: 546. 76

УТВОРЕПНЯ, ЕКСТРАКЩЯ ТА АНАШТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ ЮННИХ АСОЦ1АТ1В ХРОМУ (VI) 3 ОСНОВНИМИ Б АР ВНИКАМИ

Спешальшсть 02.00.02 - аналпична Х1М1Я

Автореферат

дисерташ'Г на здобуття паукового ступеня

кандидата х11шчних наук

Харю в - 2000

Дисертащею с рукопис.

Роботу виконано на кафедр1 аналггичноТ х!мн

Ужгородського державного ушвсрситету Мнпстерства осв!ти 1 науки Укра':

Паук-овин кер1вник: доктор Х1М1ЧНИХ наук, професор Балог Иосип

Степанович, професор кафедри аналггичноТ >лмп Уж родського державного ушверситету

Офщшш оноиентн: доктор х1\нчних наук, професор Бугаевський

Олександр Анатолшович, професор кафедри х!\пчно метрологи Харивського нащонального ушверситету В.Н. Каразша

кандидат х1М1чних наук, доцент Плакиенко 1рина Леон!д1вна, доцент кафедри ан&штичноТ х1мн УкраУн кого державного х1м1ко-технолопчного ушверситету

Прошдиа установа: Дшпропетровський державний ушверситет Мнйстер ва освети 1 науки УкраТни, кафедра анал'ничнсн х1мн, м. Дшпропетровськ

О/Э

Захист вщбудеться "

год. на зас1-

данш спещал1зованоТ вченоТ ради Д 64.051.14 в Харювському нацюнальному университет ¿м. В.Н. Каразша за адресою: м. Харюв, пл. Свободи, 4, ауд. 7-80.

3 дисергащсю можна ознайомитись в ценгр альшй науковш б!блютеш Харь ського нащонального ушверситету ¡м. В.Н. Каразша.

Автореферат розшлано 2000 р.

Вчсний секретар спещагнзованоТ вченоТ ради, кандидат х1м1чних наук, доцент ' Л.П.Логшова.

ЗАГАЛЬНЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуалыисть теми. Хром та його сполуки широко використовують у Х1м1ч-тскстильнш промисловосп, фармакологи, в ¡нших гапузях господарства, техш-, науки. Постшно зростаготь вимоги до метод1в контролю за вмютом Хрому (III, ), особливо бшыц гоксичноТ форм» Сг(У1). До найважливших метод1в визначен-Хрому (VI) вщносять фотомстричш. що характертоуються доброю вщтворюваш-надшшстк», простотою аппаратурного оформления. Щоб визначати мкрограмо-к1;п,кост1 р!зних елемскпз, використовують екстракщйно-фотометричш методи участю основних барвшшв (ОК) - аналггичних реагент! в, що характеризуешься сокою чутлив1стк> га селектишпстю. Для Хрому (VI) розроблено обмежену кшь-:гь таких методов; практично не вивчено як реагенти ц!аншо1и барвники, ¡з якими перелективш' аналггичш форми добре В1До?,п юнш acou.ir.TH (1А) багатьох елемен-!. Дослщження електрох1м1чних властивостен 1А з основнимн барвинками мае та-ж теоретичне та практично значения.

Отже, пошук 1А з основнимн (шашновими) барвинками як ноппх аналггичних |рм для чутливого та селективного визначення Хрому (VI) с актуальним.

Зв'язок роботи з науковимн програмамн, планами, темами. Роботу внко-но за координацишим планом кафедри аналтмноУ Х1мп Ужгородською держав-го утверситету за проблемою: "Дослщження комплексоутворення меташв з елек-овщ'емними Л1гандами 1 оргашчпими основами та анагнтичне застосування утво-них сполук". Напрямок включено до плану АН УкраТни вщновщно з республ!кан-ким планом найважлившшх наукових досл1джень у галуз1 природничих та гума-гарних паук (Постанова Презндн АН У крайни № 1210 вщ 21.05.1986р.), "Розробка ектрофотометричних метод!н визначення мжрокшькостей неоргашчних 1 органь их речовш1 в об'ектах навколишнього середовища I високотоксичних матср1алах використанням основних барвник1в". ДР №0194 и 0338521. Ужгород, 1996.

Мета 1 задач1 дослщження полягають у покращенш чутливост; та виб'фково-I фотометричного та юнометричного визначення Хрому (VI), використовуючи 1А юновними барвинками. Щоб досягти щеТ мети, необхщно:

— вивчити вплив концентрацп та природи кислоти, екстрагента, висолювача, о новного барвника на утворення та екстракщю 1А Хрому (VI);

— установите оптималым умови та законо\прносп екстракцп 1А, вплив ¡ошв, и заважають, основы! х^мжо-анаттичш характеристики, склад 1А, що екстрагуються

— синтезувати пластифшоваш мембрани на основ! 1А Хрому (VI) та основш барвниыв; вивчити IX електродш характеристики;

— розробити високочутлив1 та селективш методи екстракцшно-фотометрично] та юнометричного визиачення Хрому (VI).

Наукова новизна. Показано перспектившсть використашы 1А Хрому (VI) щаншовими барвинками для внсокочутливого та селективного екстракцшн фотометричного та юнометричного визначення хрому.

Вперше систематично вивчено умови утворення та екстракцп 1А Хрому (VI) основними барвинками; встановлено оптимальн! умови екстрающ 1А, 1'х склад, ко] станти стшкосп, оптичш характеристики, нсобхщш у фотометричному анал!зь екстракцшанх систем Сг (VI) - МеС1 - ОБ - 8, де Б - розчинник (похщне бензол) знайдено лпшшу залежшсть молярних коефщгатп поглннання (е) вщ парамет} розчинника ВР* (за Шм1дтом). Одержано дат про вплив концентрацп й приро; кислоти, екстрагента, основного барвника. Знайдено, що хром (VI), як правило, ек трагусться як 1А хлорохроматного ашонного комплексу з каноном барвника. Вст; новлено, що використашю висолювач^в (ЫС1, ИаС1 та ¡н.) як джерела Л1ганд1в ш, вищуе здатшсть 1А Хрому (VI) до екстракцп, селектившсть та чутливють визначе) ня. Розраховано умовш константи стшкосп та константа розподьту юнних асощат Хрому (VI). Показано, що у таких екстракцшних системах найефектившшими екс рагентами е симетричщ пол^метинов! щашнов! барвинки — похщш 1,3,3-тримет1и ЗН-шдолпо. За участю дих барвниыв значения молярних коефщгатв попшнаш екстракпв 1А досягае (1,5 - 3,6)105.

Уперше одержано кшьюсш характеристики електродних властивостей гига тиф!кованих мембран на основ1 1А Хрому (VI) з основними барвниками. Показав

¡плив природа барвника, складу мембрани та умов вгоначення на електродну функ-йю мембрани - юноселективного елеюроду (1СЕ).

Практичне значения одержаннх результатов. Одержан! даш про утворсння а екстракхдю 1А Хрому (VI) дозволяють ц'шеспрямовано вибирати умови (рН, екст-агснт, висолтовач, реагент 1 т.д.) найефектившшого екстракфйно-фотометричного изначення мпсрокшькостей Хрому (VI). Утворення та екстраюцю 1А хлорохромату каноном барвника в широкому ¡нтервал1 рН (1,0-6,5) покладено в основу методи-и спектрофотометричного вгоначення хрому.

Використовуючи симетричш щаилкш та стирилов1 барвшпси, розроблено но! високочутлшн (0,005-0,001 мкг/ем3) та селективш екстракцншо-фотометричш ме-эдики вгоначення Хрому (VI). Методики придатш нав1тъ у присутностт 1000-500 азових кшькостей Зал1за (Ш), Динку, Кадмно, Алюмишо, Мш та ншшх елементтв. озроблеш методики опробувано при анал!31 спчних вод, грунту, техшчних розчи-1в (гальвашчних цех1в), лкарських препаратов.

Показано можлив!сть селективного визначення хромат-юшв у широкому ш-;рвал1 концентрацш (рСг(У1) = 2,0-5,0), використовуючи мембрашшй юноселекти-шй електрод на оспов11А Хрому (VI) з основними барвинками.

Особистий сносок здобувача. Дпсертаптом сплановано та реал]'зовагю основну ча-ину експерименталышх дослщжень, розрахунки, проанашзовано результата, сформу->овано загальш висновки та основш положения, що виносяться на захист. Результата уза-льнено за участю наукового кер1вника, д.х.н., проф. Балога И.С.

Апроблщ'я теми. Основш результата дисертащУ доповщались та обговорюва-1сь на М1жнародному конгрес! з аналггичноТ хш5У (Москва, 1997), МЬкнародшй »нференщ'У Карпатського бврорепону - СЕ11ЕСО-97 (Мннкольц, Угорщина), Все-рашсыай конферешцУ з аналггичноУ Х1ми присвяченоУ 90-р1ччю вщ дня наро-кення академжа А.К. Бабка (КиУв, 1995), ВсеукраУнськш конференщУ з анаттичноУ М11 присвячешй 90-р1ччю вщ дня народження члена кореспондента НАН УкраУни А. Назаренка (Ужгород, 1998), ВсеукраУнськш (¡з М1жнародною участю) конфере-цТ з анаштичноУ Х1ми присвяченш 100-р1ччю вщ дня народження професора

М.П. Комаря. (Харюв, 2000), XIV Украшськш конференцп з неоргашчноУ х1мп (К Тв — 1996), 38-й науксшй конференцп 31 спектрох^ми (Пакш, 1995, Угорщина), на ков1й конференцп УгорськоТ академп наук - ЬПредьгазьке вщдшення, (Н1рсдьга: 1996, Угорщина), наукових конференц1ях професорсько-викладацького скла, Ужгородського державного ушверсигету 1994-2000 рр.

11убл1кацм. Дисертацпо наппсано на основ! матер1атв, що опублжоваш в сгаттях, 2 депонованих рукописах та 16 тезах доповщей.

Структура та об'см дисертацн. Дисертащя мостить вступ, 6 роздЫв, висно ки, список джерел. Обсяг роботи - 133 сторшки машинописного тексту, з 45 рису ками та 16 таблицами (175 посилань на роботи штчизияних та заруб1жних автор!в)

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

В робот! дослщжено щаншовЁ барвники, загальш Х1М1чш формули та дея властивосп яких подано у табл. 1. Вживано там скорочення: N, № — диметшиндои анш (ДЩ), К, К - диметшнндокарбощанш (ДПС), N. К - диметшпндодикарбощан (Д1ДК), Ы, N - диметшшщотрикарбошанш (Д1ТК), И, N - бензоксазолкарбощан (БОК), Ы, К - бензт^азолкарбощашн (ВТК), N. К - хшолшкарбощашн (ХК), К, К' диацетоксиетилшдокарбощанш (ДА1К), астразоновий фюлетовий ЗР (АФЗР), астр зоновий рожевий 2С (АР2С), 3,3—диметил-2-(4-диметилам1ностирил}-] оксиетшиндолио (ДД01), катюнний червоно-фюлетовий (КЧФ), 2—(1,1 диметиламшот!ент-2~(в1НШ-2)-1,3,3-триметил-3-4-1ндол1ю (ДТВП). Кр1м тог доошджено родам1нов1 барвники: родамш С (РС), родамш Ж (РЖ), родамш 6'. (Р6Ж), бутилродамш (БР); брильянтовий зелений (БЗ).

У другому роздип охарактеризовано використаш реагенти, матер!али та ап; ратура. Кватф1кащя реагенпв - "хч" та "ч.д.,а.": ОБ використовували комерщйш т синтезоваш в 1нстшуп оргашчно! х1ми ЫАН УкраГни.

Перел1к та скорочеш позиаченнп барппнкш - компонентов ioiiniix пар

LI,ianÍHOBÍ симетричш барв1шки

. (СН - CIQ.-CH-

• CT Y

де X,Y и та г, Хтзх вщповщають:

Скорочення X: Y: п Е, 104 дм3 моль"1 см"1 ^та» ИМ

СПД >С(СН3)2 -СН3 0 0,08 446

ЦК >С(СН3)2 -СН3 1 14,1 538

ИДК XXCHsh -СН3 2 18,2 644

цтк >С(СН3)2 -СН3 3 13,4 748

OK >о -СН3 1 11,4 485

тк >s -СН3 1 13,8 558

X -сн=сн- -СН3 1 4,1 614

Д1К >С(СНз)2 С2Н4ОСОСН3 1 12,5 542

Цшшногп неснметричш барвники загальноУ

формули

СН - СН — Y

де, X,Y та е, Хшах вщповщагать:

X • сг

Скорочення X

АФЗР АР2С

-СН3 -СН3

ДД01 -С2Н4ОН

Y

-©-К

-OK (

-К

с,н, с,н,

СН,

Сг1Ш СН,

е, 10* дм3-моль"1см"1 \ 8,3

7,5 4, 0

КЧФ ДТВТ1

-СН3 -СН3

СН, СН,

N-^-ОСД,

СИ,

__v1J

СИ,

6,1 6,3

к, нм

555 538

520

530 568

У третьему роздии описано оптимальш умови утворення та екстракцп Хрому (VI) з ОБ. Вивчено вплив природи екстрагента. Внявилось, що аромата1: вуглеводш - бешол та його гомологи, а також деяк! складш еф1ри оцтово'1 кислота найкращими. Для похщних бензолу екстракцшна здатшсть до 1А з Д1К та БЗ зме шусться у ряд!: бензол > толуол > ксилоли > проптбензол > нсевдокумол > бути бензол > ¡зоамшбензол, корелюючи ¡з Т'х параметром розчинносп за Пльдебрандо Для еф!р1В оцтово'1 кислота екстракщйна здатшсть до 1А з Д1ДК, АР2С та ДД01 з\: ншуеться у ряд!: етилацетат > пропшацетат > бутилацетат > амшацетат ¡зоамшацетат, тобто ¡з зростом довжини вуглеводного ланщога.

Для екстракцшних систем Сг(У1)-МеС1-ОБ-8, де 8 - розчишшк (похщне бе золу), виявлено лшшну залежшеть молярних коефщ!ентт поглинання (е) вщ пар метра ВР* розчинника (за Шмщтом, рис. 1).

За результатами доагнджень, висолюючий ефект послаблюеться ¡з зростом р д1усу юну металу 1 зменшусться у ряд! ЫС1 > МаС1 > КС1 > N11(01 > КЬС1 > Се (рис. 2) для одновалешних метал1В, та у рящ М§С12 > СаС12 > 8гС12 > ВаС12 для дв валентних метал1в. На практищ 1лС1 та №С1 е найпридатишшми як висолювачк

Для регулювання рН середовшца вивчено Ырчану, соляну, азотну, фосфор] та оцтову кислоти. В оргашчну фазу краще вилучаються 1А Хрому (VI) в присутн ст1 соляноТ та арчаноТ кислот. Як приклад на рис. 3 наведено залежшеть св1глогга линання екстракпв 1А в систем! Сг(У1)-ЫаС1-Д1К вщ природи та концентращ!' ки лоти.

У четвертому роздии дослщжено х1мко-аналггичт характеристики 1А. В о тимальних умовах утворення та екстракцп одержано 1А Хрому (VI) з ОБ, з аниса! IX снектри поглинання та розраховано Дх хГмшо-аналп-ичш параметри. Спектроф тометричш характеристики екстрак~пв 1А Хрому (VI) з ОБ наведено у табл 1.

1з вивчених 1Ч-спектр1в 1А Хрому (VI) видно, що азот барвника зберхгае ам ншний характер у 1А з ашоном Сг03СГ. Барвник не зазнае структурних змш пор! няно ¡з його хлоридом. Отже, утворення 1А вадбуваеться через електростатичну вз емодно М1Ж ашонним комплексом СЮ3СГ та катюном барвника.

Рис 1. Залежшсть молярних коефщ1ент1В поглинання у систем! Сг(У1)-¡С1-Д1К в[д параметру розчинника ВР* за Шм5дтом (1- 10"5 моль/дм3 ггО; 0,1 моль/дм3 Н2804; 0,2 моль/дм3 ИаС1; 1- 10"4 моль/дм3 Д1К, Я. = 10 нм).

А

Рис. 2. Вплив висолювання 1А Хрому (VI) з АФЗР: МО"* моль/дм3 АФЗР; 10~5моль/дм! Сг2072"; рН=2; >.«.ф=540 мм; екстрагент- амшацетат; 1 - 1лС1: - МаС ; 3 - КС ; 4 - ?Щ,С1.

ДА

О

— 1

-«- 2 — 3 ^ 4 5

0,1

0,2 0,3 0,4

0,5

С кислоти, моль/дм3

Рис. 3. Залежшсть свплопоглинашш екстрактс'в IA Cr(VI) вщ природи та кон-центраци кислота 1- 10"4 моль/дм3 ДОС; 1- 10"5 моль/дм3 Сг20?2'; 0,2 моль/дм3 NaCl; - 560нм; 1 - H2S04; 2 - HCI; 3 - Н3Р04; 4 - HN03; 5 - СН3СООН;

Спектрофотометричними методами досл!джено склад IA, знайдеио молярн сшввщношення компонентт: Cr(VI) : СГ : R+ = 1 : 1 : 1, що вщновщас складов! I/ Хрому (VI) з ОБ, [СгОзС1]Т1\ i cxeMi утворення та екстракци':

СЮ3СГ К^) + п 8(о) о Сг03СГ- п

де (в) - водна фаза, (о) - органична фаза, Б - оргашчний розчинник.

Результата дослщжень мсхашзму екстракщ'1 Хрому (VI) Ь родампговими барвинками показують, що склад 1А вщповщае формул! НСг04~- 11+. Визначено умовн; константа спйкосп та константи розподшу (табл. 2) 1А Хрому (VI). Розрахованс метролопчш характеристики 1А Хрому (VI), ям наведено в табл. 3.

3 даних (табл. 3) видно, що закон Бера здшснюеться в штервал1 концентрацп Хрому (VI) В1Д 0,005 до 3.6-26 мкг/см3. Нижня 1-раниця визначення знаходиться с межах 0,005-0,09 мкг/см3 Сг(У1), залежно вщ природи барвника.

НСЮ4" + СГ + 1Г + Нт О СЮ3СГ- R+ + Н20,

Румовн = с(СЮ3СГ- 1Г>/ {с(ИСг04 )- с(]Г)}

Таблиця 1.

Спектрофотометрнчш характеристики екстракт1В 1А Хрому (VI) з ОБ.

Барвник; склад водноТ фаза (с, моль/дм3) Екстрагент ^■тах, ИМ Е, 105 дм3, моль" см"1 И, % Агл/Лк

Д1Ц,с(НС1) = 10"2; Амшацетат 450 0,052±0,004 98,0 1,2

с(ЫС1) = 9,1

Д1К,с(Н2804) = 0,1; Бензол 560 2,70±0,03 98,4 9,1

с(ЫаС1) = 0,2 Толуол 560 2,51 ±0,03 95,9 8,9

ДТДК, с(НС1) = 10"4, Етилацетат 632 1,92±0,04 99,1 1,9

с(1ЛС1) = 10 Бутилацетат 637 2,61 98,8 3,8

ДА1К, рН=2, Амшацетат 640 3,62 98,4 9,0

с(ЫС1) = 1 Бензол 567 1,10±0,07 82 0,55

Толуол 567 0,66±0,06 76 0,33

АР2С, с(НС1) = 10"5, Амшацетат 540 1,17±0,02 98,4 3,3

с(1лС1) = 9,1 1зоамшацетат 540 0,60±0,03 95,0 1,6

Бутилацетат 540 0,87±0,03 98,7 2,1

АФЗР, рН=2, Бутилацетат 550 2,02±0,02 97,5 3,2

с(1ЛС1) = 3 Амшацетат 555 1,62±0,02 72,3 2,9

КЧФ,рН=2,с(1ЛС1) = 3 Амшацетат 545 0,51 ±0,02 82,4 1,6

ВД01, рН=2, с(1ЛС1) = 3 Гзоамшацетат 555 0,61 ±0,02 79,2 3,7

РС, рН=1,6 Бутилацетат 550 0,60±0,01 98,4 7,7

РЖ, рН=1,б Бутилацетат 530 0,28±0,02 98,3 2,1

Р6Ж,рН=1,б Бутилацетат 533 0,10±0,01 98,3 1,9

БЗ, с(НС1) = 10"5, Бензол 655 2,76±0,03 98,1 3,7

с(1лС 1) = б Толуол 650 2,58±0,03 95,6 6,0

Умовш конспит розподшу (К0) та коистантн стшкосп (Р) хрому (VI) з ОБ

Сску!) - 8-Ю"4 моль/дм3.

Екстрагент Кп Румовн

Д1К Толуол 23,4±0,03 (7,9±0,4)-107

Д1ДК Амшацетат 61,5±0,03 (1,1±0Д)-108

АФЗР Бутилацетат 39,1±0,04 (5,7±0,4)-108

Таблиця

Коефщкнти градуювального графша, с = а + Ъ А, де с -масова концентрация Сг20 у розчиш, мкг/см3. Нижня границя визначення - масова концептрацгя, що вщповц Л = ^контр + 3 сгажонтр (контр - контрольне втаирювання).

Барвник Екстрагент Коефщкнти граду- Ьггервал лнпй- Нижня границя

ювального графжа носп граф1ка, визначення,

а Ь мкг/см3 мкг/см3

дпс Толуол 0,004 0,081 0,005-2,1 0,005

ДЩК Амшацетат 0,03 0,33 0,05-2,5 0,013

АР2С Амшацетат 0,01 0,56 0,01-5,2 0,012

АФЗР Бутил ацетат 0,02 0,07 0,01-2 0,009

ДД01 Амшацетат 0,06 0,10 0,01-5,2 0,008

РС Бутилацетат 0,04 0,07 0,1-26 0,012

БЗ Толуол 0,02 0,11 0,04-3,6 0,043

У п'ятому роздШ дослщжено електрох1м1чш властивосп1А Хрому (VI) з С Як барвники використано Д1Ц, Д1К, АР2С, АФЗС, ДЦ01, ДТВТ1, РС, РЖ, Р6Ж, БЗ

Розроблено методику приготування пластифкованих мембран з 1А Хрому (VI) як елекгродоактивною речовиною (ЕАР). Описаио подготовку юноселективного електроду (1СЕ), eлeктpoxiмiчнoí системи та правила втнрювань. Вивчено залеж-шсть електродноТ функци мембран вщ природа 1А та вмюту ЕАР (дослцщено масо-В1 частки ЕАР 1%, 3% та 5%). При масовш частщ ЕАР у мембрат, близькш до 3%, тншна залежшсть потенщ'алу мембран зберц-аеться у найширшому штервало кон-цетрацш Хрому (VI), с(Сг2072") = 0,5- 10"5-0,5- 10~2 моль/дм3.

Оптималын умови кислотносп для р1зних мембран вщповщаготь рН = 5-8. Значения круттони електродно'1 функщ1 (5, мВ/рС) складае 18-24. Нижня границя концентрацн, що визначають, дор1внгое 9'10"6 моль/дм3.

Вивчено залежшсть потенщалу мембран вщ рН, вщ природи барвника. Вста-товлено робочий нггервал кислотносп середовшца. Методом змпианих розчишв швчено вплив сторонних юшв та коефщкнти селективност! електрода.

У шестому роздш1 розглянуто аналтгачне застосування 1А. Результата досл1-ркень приводять до висновку, що з дослщжених ОБ щаншов! барвники Д1К, Д1ДК, \.Р2С, АФЗР, ДЦ01, РС, БЗ е перспективними реагентами для екстракщйно-:пектрофотометричного визначення: барвник Д1Ц для юнометричного визначення Срому (VI) (табл. 4).

Оргатчш розчинники для екстрагащ1А гадбирали так, щоб прост! со;й само-о барвника вилучались мпймально при максимальной екстракцп 1А. Враховували акож селективность екстракцп й токсичшсть розчинника. Як екстрагенти для вилу-ення 1А Хрому (VI) з Д1ДК, АР2С та ДД01 використовували амолацетат, 'п барвни-ами АФЗР, з РС - бутилацетат. 1А Хрому (VI) оз барвншсами ДЩК, АР2С, БЗ ефек-ивно вилучаються в оргашчну фазу оз солянокислих розчишв, а з Д1К, АФЗР та РС ¿з розчишв сорчаноо кислота.

Для вилучення 1А з Д1ДК, ДД01, АР2С, АФЗР, БЗ як джерело Л1ганду СГ та исолювач використовували 1лС1; для вилучення 1А з ДЕК - №С1; для вилучення 1А РС не додавали висолговача (отже, I логанду).

На оснош вивчених. параметров р1вноваг розроблено методи екстракщйно-отометричного та юнометричного визначення Хрому (VI) у сточних водах, грунтах

Таблиця

Результата визначення Хрому (VI), мг/дм3 (и = 5, Р = 0,95).

1онний Об'ект Запропонований метод Атомно-абсорбцшний

асощат визначення X £ метод

0,08 0,035 0,07

Вода 0,15 0,022 0,14

[Сг03С1]- 0,27 0,020 0,28

(Д1К)" 0,03 0,048 0,04

Грунт 0,09 0,031 0,08

0,11 0,026 0,12

0,08 0,028 0,09

Вода 0,13 0,020 0,14

[Сг03С1]' 0,17 0,017 0,18

(ДГДКГ 0,07 0,031 0,08

Грунт 0,11 0,028 0,12

0,17 0,014 0,16

та модельних розчинах 1 вщповцщо! статистнчно1 обробки результата аналшв. Р зультати визначешш Хрому (VI) у спчних водах та грунтах наведено у табл. 4. Вое свщчать про перспектившсть подалыыого досшджсння 1А Хрому (VI) з основниы барвинками. Таю системи зручш для вилучення, концентрування оргашчними екс рагентами та наступного спектрофотометричного визначешш Хрому (VI) у приро; них об'ектах, зокрема у спчних водах та грунтах.

висновки

Досл1дження р1вноваг утворення та властивостей юнних асощат!в Хрому(У. з основними барвинками (щатновими, родамшом С та брильянтовим зеленим) дс зволило обрати ефективш анаштичш форми для вилучення, концентрування екстрг кцшно-спектрофотометричного визначе1шя Хрому^1) та створення мембранни електрод1в, селективних до сполук Хрому(\1). Найефектившшими для екстракц

ioMy(VT) e Ы.Ы'-димепшндокарбощашн, Щ^-диметшпндодикарбощашн, для io-метрн — Ы,№-диметшпндощашн.

1. 3 впвчеиих оргатчних розчшппшв найпридатшшими як екстрагенти е toxi, амилацетат та бутилацетат. Дяя екстракцшних систем Cr(VI) - MeCl -основний )вник - похщш бензолу значения молярних коефвдеттв поглинання (е) лпшшо ежать В1Д В1Д параметра ВР* (за Шмщтом) розчшшика, а значения коефццагпв шодшу - вщ концентрацн сол1 метану.

2. Д1я висол1овач1в на ршноваги екстракцн призводить до змешпення ефекти-icri висолюючо1 дп i3 зростом pafliycy ioHy металу в рядах LiCl > NaCl > C1 > NH4CI > RbCl > CsCl для одновалентних меташв, та MgCl2 > СаС12 > rCl2>BaCI2 для двовалентпих метал^в. Ефективна концентращя висолювача в тракцшних системах складае 2-11 моль/дм3 LiCl.

3. Повнота вилучення Хрому(У1) забезпечуеться при його екстракцн з хлоро-щевих та арчанокислих середовшц. Для кислот меншоУ сили (Н3РО4, СН3СООН) шопчний ефект досягаетъся при значно бшьших молярних концентрациях кнс-

4. Установлено мехашзм утворення ¡онних асошата та екстракцн. За даними ктронних cneKTpiß установлено х1м1ко-анал1Тичп1 характеристики ¡онних acoiji-3 XpoMy(VT), що екстрагуються: молярш коефщкнти поглинання дор1'внюготь ¡-3,6)105 для р!зних барвниыв; склад асошату вщповщае вщношешпо VI) : MeCI: R+ = 1 : 1 : 1. Для амшацетатних екстракттв ¡онш асощати Хрому(УТ) стразоновим рожевим 2С екстрагуються у вигляд1 тетрасольвату, h Родамином С вигляд! трисольвату. Обрано оптимальш умови окисления за схемою Сг(П1) —> VI), що передуе екстракцн, та методи тдвищення селективносп (регулговання лотносп, Л1ганду, niflöip екстрагента, введения маскуючих реагештв).

5. На основ} ¡онних aconiaTiB Хрому(У1) з основними барвинками синтезовано шастифшоваш мембрани, селективт до хромат-юшв. Електродш функцй" мем-i лнншп в fliana30ni концентращй хромат-ioHiB 10"5 -10"2 моль/дм3, ¡з кутом наг 18-24мВ/рС. Оптимальш умови юнометричних визначень Хрому(У1): д*1апазон ¡-8, фоновий елсктрол1т 0,1 моль/дм3 Na2S04.

6. Надшшсть розроблених методик екстракцшно-фотометричиого та ¡оном«

ричного визначення Хрому(VI) доведена апробуванням ¿х у модельних розчинг

спчних водах та грунтах у пор'шшшш з результатами атомно-абсорбцшного виз!

чення.

СПИСОК ОПУБЛ1КОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Балог Й.С., Мага 1.М. Гарпта^Тог А. Екстракцшно-фотометричне визначення Хрому (VI) з астразоновим фюлетовим ЗР //Укр. хим. »урн. — 1997. - Т.63, №8. С. 120-123.

2. Балог Й .С., Мага 1.М. Экстрациошю-фотометрическое определение хрома (VI) водах //Химия и технология воды. - 1997. - Т.19, № 5 - С. 465-469.

3. Балог Й.С., Мага 1.М., ГарптаьТот А., Андрух В.А., Мушкало И.Л. Экстракция спектрофотометрическое определение хрома (VI) в виде ионных ассоциатов

диметилиндодикарбоцианином // Укр. хим. журн. - 1998. -Т.64, №7 -С. 5

59.

4. Балог Й.С., Мага 1.М., Гаргшп-Тот А., Бора А.А. Спектрофотометричне визн чення Хрому (VI) з використанням основних барвниив //Проблеми економ1чно] та соц!алыюго розвитку репону 1 практика наукового експерименту. Наук.-тех збфник. Вип. 13.Кшв-Ужгород. -1997-С. 248-251.

5. Мага 1.М., Балог Й.С., Шморгун 1.Б., Панкулич В.В. Екстракщйно-фотометрич! визначе1шя Хрому (VI) з брильянтовим зеленим //Науковий В ¡сник Ужгород, у] ту. Сер. Х1м1я. Вип. 2. -Ужгород. -1997. - С. 9-12.

6. Мага 1.М., Балог Й.С., Андрух В.А. Дооиджения юшшх асоща-пв Хрому (VI) родамшовими барвинками в якостт елекгродоактивних речовин для юноселекп виих електрод1в //Науковий Весник Ужгород, ун-ту. - Ужгород - Сер. Х1м1я. Ви1 3.- 1998.-С.137-139.

7. Мага 1.М., Балог Й.С., Андрух В.А. ГарптаьТот А. Оптичш та електрох1м!ч1 властивост1 юшшх асощатт з 3,3'-диметил-2-(4-диметиламшостирол)-: оксиетилшдолда // Науковий Весник Ужгород, ун-ту. Сер. Хш1я. Вип. 3 - Ужгч род. - 1998. - С. 140-143.

. Мага I.M., Балог И.С., Тирчо Ю.Б. Аналггичш проблеми спектрофотометричного визначення рхзних форм Хрому (Ш, VI) // Науковий Bi'chhk Ужгород, ун-ту. Сер. Х1мш. Вип.4.- Ужгород. - 1999.- С.89-92. , Мага I.M., Балог И.С., Маталасова В.Ю. Екстрэкшя та фотометричне визначення Хрому (VI) з стириловими барвниками // - Кит, 1996. - 54.с - Деп. в Укр. ДНТБ 24.10.1996. №2100 - Ук-96. ). Мага I.M., Балог Й.С., Бора А.А. Дослщження екстракщ! та фотометричне визначення Хрому (VI) з родамшовими барвниками // - Кшв, 1996. — 51 с. - Деп. в Укр. ДНТБ 11.11.1996. №2191-Ук-96.

Balogh J., Hargitai-Toth A., Maga I.M. Spectropotometric determination of chromium (VI) after ion associate extraction with cyanine dyes. // Proc. 35th IUPAC Congress. Section 4-6. Istanbul. (Turkey). - 1995. - ANAL. ORL. 29. :. Балог Й.С., Мага Г.М. Экстракция и спектрофотометрическое определение хрома (VI) в виде ионных ассоциатов с цианиновыми красителями // Тезисы докл. 10-й конференции по экстракщш. -Уфа. -1994. -С. 332.

. Balogh J., Hargitaine-Toth A., Maga I. A krom (VI) spektrofotometrias meghatarozasa bazikus szinezekkel. // Proc. XXXVIII Magyar Szinkepelemzd Vandorgyules es XI. Magyar Molekulaspektroszkopiai Konferencia. — Paks. - 1995. -P. 1-4.

. Балог И.С., Mara I.M., Задорожна G.M. Комплсксоутворенш та екстракц{я Хрому (VI) з шашновими барвниками. // Тези доп. Всеукр. конф. з апшптичпо! xiMi'i, присвячена 90-pi44io з дня народження академ1ка А.К. Бабка. -Кшв. - 1995. -С. 79.

. Балог И.С., Мага I.M. Оптичш та елекгрох!м1ч1п властивост1 ¡онних асощата Хрому (VI) з астрозоновим розовим 2С. //Тези доп. 50-а НауковоТ конференц}1 професорсько-шпсладацъкого складу Ужгород, держ. ун-ту (секщя xim. наук). -Ужгород. -1996. -С. 3.

Balogh J., Hargitai-Toth A., Maga I. Spektrophotometrie determsnation of chromium (VI) after ion associate extraction with cyanine dyes. // Abst. Eur. conf. on analytical chemistry "Euroanalisis IX". - Bologna (Italy). -1996. -P. MO 103. Балог Й.С., Mara I.M. Комплексоутворення та екстракцш Хрому (VI) з катюнним червоно-фюлетовим. // Тези доп. XTV Укр. конф. з неорган. xiMi'i. - КиТв. - 1996. - С. 109.

18. Balogh J.S., Basel Ya.R., Kormosh Z.A., Maga I.M., Studenyak Ya.I., Voronich O.C Determination the heavy-metal content in the environmental objects using the basi dyes // Proc. and abst. Intern. Ecological Congr. - Voronezh, (Russia). - 1996. - P. 3( 31.

19. Balogh J., Hargitaine-Toth A., Maga I. Bazikus szinezekek alkolmazasa a kroi modosulatanalitikajaban. // MTA SzSs BM 1996. evi tudomanyos Cilesen elhangzo elodasok osszefoglo. -Nyiregyhaza. - 1996. - P. 118.

20. Mara I.M., Балог Й.С. Екстракщя та фотометричие вшначення Хрому (VI) з асп разоновпм фюлетовим ЗР. // Тези доп. Наук. конф. приев. 50-р1ччго xiM. ф-т Ужгород, держ. ун-ту. - Ужгород. - 1996. - С. 42-43.

21. Balogh J., Hargitai-Toth A., Maga I. Extraction-Spectrophotometric determination с chromium (VI) in environmental objects. // Abstr. 2 Intern. Conf/ on Carpathia Euroregion. CERECO-97. -Miskolc-Lillaffired. (Hungary). - 1997. - P. 69.

22. Balogh J., Maga I., Hargitai- Toth A.. Solvent extraction and spectrophotometri determination of chromium (VI) with cyanine dyes. // Abstr. International congress о Analytical Chemistry. Volume 1 Moscow (Russia). 1997. -P. D-42.

23. Мага I.M., Балог Й.С., ГарптаЬТот А. Спектрофотометричне та юнометричн визначешш Хрому (VI) з основними барвинками. // Тези доп. Всеукр. конф. анашт. xiMi'i, приев. 90-pi44io вщ дш народження чл. —кор. НАН Укра'нш В./ Назаренка. - Ужгород. - 1998 - С. 139.

24. Мага I.M. Вивчення юнних acouiariB Cr (VI) з основними барвинками, як елею родоактивних речовин для юноселективних електрод1в. // Тези доп. Всеук{ конф. з aiianiT. xiMii, приев. 90-р1ччю вщ дня народження чл. -кор. НАН Укра'ш В.А. Назаренка. - Ужгород. - 1998 - С. 144.

25. Andruch V., Balogh J., Maga I., Matherny M., Terek J. Perspektivy stanoveni chromu nicktorymi kyaninovymi farbivami // Sbornik prednasek ze seminar« Anorganika analyza v zivotim prostredi. - Komorni Lhotce - 1999. - P.l 33.

26. Мага I.M., Балог Й.С. Екстракцш та фотометричие визначення Хрому (VI) з беи зоксакарбощаншом. // Тези доп. Всеукр. (з м!жнар. учаспо) конф. з анали. xiwi присвяченоТ 100-р1ччю вщ дня народження проф. М.П.Комаря. - XapKiB. - 200С - С.181.

АНОТАЦМ

Мага 1.М. Утворення, екстракщя та аналгппне заетосування юнних асоща-пв рому (VI) з основними барвинками. - Рукопис.

Дисертащя на здобуггя паукового ступеня кандидата х1м!чних наук за спегца-лпспо 02.00.02 -аналпична х1мк. - Хармвський нащональний ушверснтет 5м. .Н.Каразша. Хармв, 2000.

Дисертацпо присвячено дослщжешпо загальних законом1рностей, особливос-й утворення та екстракщГ юнних асощаттв Хрому (VI) з основними барвинками, жазано пер с пе ктив н 1 сгь 1х, аналггичного застосування. Щд1брано екстрагенти, ви-ено вплив рН середовгаца, природа та концентращ1 барвника, кислоти, процесу солювання. Розраховано х1м1ко-аналт1чш характеристики юнних асоша™ Хро-' (VI), встановлено 1х склад. Вивчено електрох1м5чш властивост1 ¡онних асощат^в. пропоноваш методики визначення.

Ключов! слова: юшп асощати, осповш барвники, екстракщя, фотометричне значения, юнометр1я, Хром (VI), чутлив1сть, селектившсть.

АННОТАЦИЯ

Мага И.М. Образование, экстракция и аналитическое применение ионных ас-шатов хрома (VI) с основными красителями. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по спе-зльности 02.00.02. - аналитическая химия, Харьковский национальный универси-■ им. В.Н.Каразина. Харьков, 2000.

Диссертация посвящена исследованию общих закономерностей и особенной экстракции ионных ассоциатов хрома (VI) с основными красителями, показана 1спективн0сть их аналитического применения.

В работе исследованы красители цианового, родаминового, трифенилметано-оряда.

Найдены оптимальные условия образования и экстракции ионных ассоциатов ма (VI) с основными красителями. Изучено влияние природы эксграгеша, рН среды.

Лучшими из них оказались ароматические углеводороды - бензол и его гомологи, а же некоторые сложные эфиры уксусной кислота.

Найдена линейная зависимость молярных коэффициентов погашения ион) ассоциатов Хрома (VI) от параметра ВР* (по Шмидту) растворителя для произг ных бензола.

В качестве высаливателя изучены хлориды щелочных, щелочноземельных таллов и А1С1з- Для практического применения в качестве высаливателя лучи оказались 1лС1 и КаС1.

В оптимальных условиях образования и экстракции ионных ассоциатов X ма (VI) с основными красителями записаны спектры поглощения и рассчитаны основные химико-аналитические параметры. Спектрофотомстрическими метод; исследован состав ионных ассоциатов, молярные соотношения компонентов ставляют: Сг(У1): СГ : И+ = 1:1:1.

Приведены интервалы концентраций хрома (VI), для которых соблюдае закон Бера. Рассчитаны значения нижнего предела обнаружения хрома (VI).

Среди изученных красителей наиболее эффективными оказались цианино! красители, а также родамин С и бриллиантовый зеленый.

Исследованы электрохимические свойства ионных ассоциатов хрома (VI) с ось ными красителями, время отклика, дрейф электродного потенциала, влияние фонов электролита, рН среды, мешающих ионов. Рассчитаны коэффициенты селективно электрода. Изучено влияние мешающих ионов на экстракцию ионных ассоциатов х ма (VI) и рассмотрены вопросы повышения селективности его экстракцион фотометрического определения, определены коэффициента селективности.

В практических целях для экстракции ионных ассоциатов хрома (VI) орга] ческие растворители подбирали так, чтобы простые соли самого красителя мм мально извлекались при максимальной экстракции ионных ассоциатов. На практс рекомендовано использовать толуол, бугилацетат и амилацетат.

Приведены методики экстракционо-фотометрического и ионометрическ< определения хрома (VI) в сточных водах и почвах, модельных растворах. Проведе

атистическая обработка результатов анализа и сравнение с данными атомно-сорбционного метода определения.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют об перспективно-и научного направления разработки дальнейшего исследования ионных ассоциа-в хрома (VI) с основными красителями. Такие системы ионных ассоциатов являйся эффективной аналитической формой и удобны для извлечения, концешриро-иия органическими экстрагентами и последующего спектрофотометрического оп-целения хрома (VI) в природных объектах.

Ключевые слова: ионные ассоциаты, основные красители, экстракция, фо-нетрическое определение, хром (VI), ионометрия, чувствительность, селектив-сть.

ABSTRACT

Formation, extraction and analytical application of ionic associates of chrome (VI) h the basic dyes.

The dissertation for a Candidate's degree in chemical science by speciality 00.02—analytical chemistry. (Kharkov V.N.Karazin National University. Kharkov, >0).

The dissertation suggest an idea investigation of common features formation and raction ionic association of chromium (VI) with the basic dye-stuff, present perspective malytical use. Have been carried out selection extragents and studied influence pH, racter and concentration dye-stuff, acid, process salting-out. Have been realized endence appropriate changing Salting-out effect of chlorides alkali ana alkali-earth als. Issue from electronic spectrum calculated the main chemical-analytical racteristics of ionic association chromium (VI) with due-stuff. With the help of >ciation chromium (VI) as electrode-active substance obtained plastificater membrane the ionic-selection electrode. Some their electro chemical characteristics have been lied. Have been suggested methods determine.

Key words: ionic association, basic dyes, photometric determination, sensitivity, ctivity, Chromium (VI), extraction, ionometry.