Проточно-инжекционное определение ртути и кадмия с ионоселективными электродами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

На правах рукописи

РГБ ОД 2 7 ЯпВ 1001

КУЛЕШОВА Надежда Вячеславовна

ПРОТОЧНО-ИНЖЕКЦИОННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РТУТИ И КАДМИЯ С ИОНОСЕЛЕКТИВНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ

02.00.02 — аналитическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Нижний Новгород, 1997

Работа выполнена на кафедре аналитической химии Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского.

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Гурьев И. А.

#

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Туманов А. А., доктор химических наук Крылов В. А.

Ведущая организация: кафедра органической химии и анализа веществ НГТУ.

Защита состоится «_ /Лъ 1997 г. в & час,

на заседании специализированного совета Д 063.77.0i при Нижегородском государственном университете им. Н. И. Лобачевского (603023, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 2, ННГУ, химический факультет).

Автореферат разослан « » с-^Пуг—_ 1997 г>

Ученый секретарь специализированного совета кандидат химических наук, доцент

Лизунова Г. М.

СБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

«ВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Среди биотоксикантов особое место занимают тяжелые металлы, к которым относятся ртуть и кадмий- Высокая токсичность, способность к миграции и концентрированию в биологических объектах обусловливает необходимость приоритетного контроля за их содержанием в природных средах.

Низкие уровни предельно допустимых концентраций ртути и кадмия, нормируемые на уровне микрограммовых количеств, требуют чувствительных методов анализа, сочетающих простоту и доступность с надежностью и экспресеностыо. Среди них важное место занимает проточно-инжекциокный анализ с ионометрическим окончанием, включающий стадию концентрирования. Наиболее перспективно сорбционное концентрирование, позволяющее автоматизировать аналитический контроль за содержанием нормируемых компонентов в объектах окружающей среды и избежать потерь при пробоотборе, связанных с высокой летучестью соединений ртути.

ЦЕДЬ РАБОТЫ состояла в разработке состава мембран ионосе-лективных электродов (ЙСЗ), предназначенных для определения ртути и кадмия в форме анионных комплексов в статических и динамических условиях; разработке метода концентрирования и повышения селективности определения этих элементов; изучении условий сорбции и десорбции их на различных ионитах; выборе режима работы проточно-инжекционной системы для определения Нц и С& после сорбционного концентрирования и разработке на основе проведенных исследований экспрессных и чувствительных методик определения ртути и кадмия в объектах окружающей среды.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Предложен и оптимизирован состав мембран жидкостных, пленочных и твердоконтактных электродов на основе кристаллического фиолетового и хлорида тетрадециламмония, селективных к анионным комплексам ртути и кадмия. Изучена селективность электродов к ряду неорганических катионов и анионов и установлено, что существенное мешающее влияние на определение этих элементов оказывают катионы, способные образовывать в аналогичных условиях анионные комплексы. Установлено различие динамики отклика предлагаемых электродов к определяемым и мешающим ионам, что использовано для повышения селективности проточно-инжекционного варианта по сравнению с определением в статических условиях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ выполненной работы заключается,во-первых, в разработке проточно-инжекционной системы, сочетающей концентрирование и переведение в аналитико-активную форму ртути и кадмия с последующим ионометрическим определением и, во-вторых, в разработке методик определения ртути и кадмия в различных природных объектах.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЙЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

- состав мембран и свойства ИСЗ, чувствительных к ацидокомпле-ксам ртути и кадмия,

- закономерности поведения ИСЗ в проточных системах,

- система аналитического проточно-инжекционного определения ртути и кадмия, позволящая объединить стадии концентрирования и переведения определяемого элемента в аналитико-активную форму с одновременным повышением селективности ионометрического определения,

- комплека методик определения ртути и кадмия в объектах окружающей среды.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты доложены на III Всесоюзной конференции по электрохимическим методам анализа (Томск, IS89 г.), I экологическом еипозиуме "Анализ вод" (г.Воронеж, I9SC г.), УН Всесоюзной конференции по применении ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии (г.Воронеж, 1991 г.Л X конференции по химии высокочистых веществ (г.Н.Новгород, 1995 г.), УШ Всероссийской конференции по физико-химическим основам и практическому применению ионообменных процессов (г.Воронеж, ISS6 г.).

ПУБЛИКАЦИИ» По материалам диссертации опубликовано б работ в виде статей и тезисов докладов, получено I авторское свидетельство.

ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на liS страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, методики эксперимента (глава 2), результатов и их обсуждения (главы 3-5), выводов, списка цитируемой литературы. Работа включает 39 рисунков, 27 таблиц, список литературы из 165 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА I содержит обзор литературных данных о химических и токсикологических свойствах ртути и кадмия, уровнях их содержания и формах нахождения в объектах окружающей среды. Представлены и обсуждены разнообразные методы и способы определения этих элементов в различных средах, в том числе в природ-

ных объектах. Сопоставлены их метрологические характеристики и возможности. Особое внимание уделено потенциометрии с ИСЗ.

Рассмотрены основные способы концентрирования ртути и кадмия, показаны преимущества сорбционных методов, сочетающих эффективность и селективность с возможностями отбора проб в полевых условиях и автоматизацией, что особенно значимо при низких содержаниях ртути.

Сделан вывод о целесообразности разработок и использования методов объединяющих концентрирование и определение, сочетающих надежность, селективность, экспрессность с простотой и доступностью.

ГЛАВА 2 содержит описание применяемых реагентов, схемы установки для определения ртути и кадмия в статических и динамических условиях и методики проведения эксперимента. Приводится техника и методика изготовления ИСЗ.

ГЛАВА 3. ИСНССЕЛЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РТУТИ И КАДМИЯ

Различные фирмы предлагают для определения ртути (II) и кадмия (II) ИСЗ с кристаллическими мембранами на основе сульфида серебра, а также с мембранами из халькогенидного стекла с растворенными сульфидами ртути и кадмия. Нами исследованы аналогичные электроды для определения ртути (II) и кадмия (II) в статических и динамических условиях. Недостаточная воспроизводимость потенциалов этих электродов в результате значительного влияния сопутствующих "посторонних" ионов на их функционирование, узкий линейный диапазон градуировочных зависимостей затрудняют получение однозначных результатов при определении концентраций ионов в потоке. Кроме того, применение таких электро-

дов ограничивает возможности концентрирования.

Ртуть и кадмий в водных растворах склонны к образованию комплексных ионов. Наибольшей устойчивостью обладают йодидные и хлоридные ацидокомплексы. Поэтому нами был выбран путь разработки ИСЗ, чувствительных к таким формам.

Изготовлены и исследованы электроды различного состава и типа мембран на основе ионных ассоциатов кристаллического фиолетового с йодидными комплексами ртути, йодидными комплексами кадмия, хлорида, йодида, пикрата кристаллического фиолетового, хлорида и йодида тетрадециламмония и ионного ассоциата тетраде-циламмония с йодидными комплексами ртути и кадмия. Аналитические характеристики их изучены в статических условиях на фоне различных содержаний галогенидсв. Характер электродных функций свидетельствует о безусловной обратимости мембран исследованных электродов к анионным комплексам ртути и кадмия (рис.1)

Е. мя ^ Рис.1. Электродные функ-

Величина потенциала ИСЗ, чувствительность ИСЗ и продолжительность линейного участка градуировочного графика зависят от концентрации анионов-лигандов в исследуемом растворе, кото-

С,1 М (Ч) растворов К® .

ночного кадмиййодидного на фоне С.Со М и

ции ртутьйодидного на фоне С,I К (I) и I М

(2) растворов КЭ и пле-

I—-1—--1-1-г_1__

12 3 4 5 6

- б -

рая влияет на соотношение ферм металланиона с различными зарядами.

Зависимость потенциала ртутьйодидного ЖЗЭ от концентрации лиганда при фиксированной концентрации (II) в растворе и в отсутствии ее имеет точку перегиба (.рис.2).

Рис.2. Зависимость потенциала ртутьйодидного ЕИСЗ от концентрации йодид-ионов, полученная при концентрации Нд (II) I) 5-Ю"4 М, 2) 1'10~3 М, 3) в отсутствии Нд (II).

Механизм взаимодействия мембраноактивного вещества с водным раствором йодид-ионов можно описать следующими реакциями

К<РН§34 * 2Э~ гк<РО

КФНдЪ * 3' .ку:] +

г-

и затем

- <Г

-X

- о

(2;

С уменьшением концентрации йодид-ионов уменьшается количество

в результате ионообменной реакции (I). Понижение концентрации йодид-ионов до величины р.7^2,5 приводит к относительному увеличению концентрации однозарядного металланиона. Соответствующее значение потенциала ШСЗ уменьшается, дальнейшее снижение коцентрации йодид-ионов приводит к тому, что в приэлектро-дном слое вытесненный ион существует в виде и Нс^* и по-

тенциалопределяющим становится йодид-ион. Этот момент соответствует точке перегиба на кривой. Графическое изображение функций Е =/(р 0 ) при фиксированной концентрации ртути (II) также имеет минимум, смещающийся с повышением концентрации СП) в сторону увеличения концентрации йодид-иона. С изменением концентрации лиганда изменяется соотношение мольных долей йодид-ных комплексов ртути с различным зарядом. С уменьшением концентрации йодид-ионов увеличивается мольная доля Н^З^ -ионов и в точке минимума на кривой она достигает наибольшего значения. Скачкообразное изменение потенциала ЖИСЗ в ртуть-содеркащем растворе с дальнейшим уменьшением концентрации йодид-ионов соответствует моменту перехода всех форм ртути в .

Для аналитических целей наиболее предпочтительна область концентраций лиганда, в которой наблюдается максимальная разность потенциалов ИСЗ в фоновом и ртутьсодержащем растворе. Это обеспечивает максимальную чувствительность и селективность

-ионов, вытесненных из фазы мембраны в фазу раствора

к анионным комплексам . При отклонении концентрации йо-

дида от оптимальной в большую или меньшую сторону электрохимические параметры несколько ухудшаются, что обусловлено снижением концентрации -ионов в растворе за счет диссоциации, либо образования двухзарядных НдУ^ -ионов. Аналитические характеристики электродной функции ртутьйодидного ЖИСЗ, представленные на рис Л, а также зависимость крутизны электродной Функции этого электрода от концентрации йодид-ионов на различных участках градуировочного графика (рис.3), подтверждают, что наибольшая чувствительность и наиболее низкий предел обнаружения достигаются при фоновой концентрации йодида, близкой к минимуму на кривой Е =/(рЗ).

3

мВ/рС

ЗС

/

Рис.3. Зависимость кру> I тизны электродной функ-' / ции ртутьйодидного МСЗ от концентрации йодида калия на различных участках ГГ: рС 4-3 (I). рС 5-4 (2).

3 рЭ

Для достижения постоянства соотношения различных форм потенциалопределяших ионов при ионометрическом определении ртути и кадмия необходим значительный избыток лиганда. Этому соответствует линейный участок зависимости чувствительности ртутьйодидного ИС£ от концентрации йодид-ионов (рис.З). В интервале р 3 от С,7 до 2 крутизна электродной функции изменяется незначительно.

рН водной фазы в процессе измерений поддерживался постоянным в пределах рН 3-5 при определении ртути и в пределах рН 2-7 при определении кадмия добавлением раствора азотной кисло-

ты. Б этом случае изменение кислотности среды не оказывает существенного влияния на потенциал ИСЭ.

Селективность разработанных ИСЗ к некоторым анионам и катионам оценена методом чистых растворов на уровне концентраций потенциалопределяющего и мешающего ионов порядка 1С"3 моль/л. Коэффициенты селективности различных электродов отличаются незначительно. Существенное влияние на отклик КСЗ оказывает присутствие в растворе катионов, образующих в аналогичных условиях галогенидные комплексы.

Динамические характеристики электродов получены в системе ПИА (рис.Ю.

Рис.^. Динамические Ь-Т-кривые ртутьйодидного &ИСЗ в проточном режиме при концентрации потен-1С0 мВ циалопределяющих ионов, К:

I - 1С"2, 2 - 1С"3, 3 - 1С"4.

Раствор потенциалопределяющего иона подавали через потен-циометрическую ячейку до достижения постоянного значения потенциала Е^ (плато на кривой). Время, необходимое для достижения равновесия различно для разного типа электродов и уменьшается в ряду хлоридный ИСЗ > йодидный ИСЗ > ртутьйодидный ИСЗ.

В условиях проточно-инжекционного анализа фоновый раствор постоянно прокачивался насосом через потенциометрическую ячейку. Пробы стандартных растворов вводились последовательно в систему через дозирующий клапан. Изменение потенциала электрода фиксировалось на ленте самописца в виде пиков типичной формы.

Е, мВ Ч

Буон

I мин,

/Г

£

- к -

¿инамика отклика ИСЗ такова, что значение потенциала ИСЗ Е-^-в момент времени, соответствующий максимальной высоте пика меньше, чем отклик электрода Ед в условиях равновесия. Значение разности этих потенциалов должно быть постоянным для различного уровня концентраций. Зто необходимо для сохранения линейности градуировочного графика в условиях работы детектора в про-точно-инжекционной системе.

Жидкостные электроды устойчивее пленочных в работе как в статических, так и в динамических условиях. Зто объясняется тем, что рабочая поверхность ЙИСЗ постоянно обновляется, что способствует быстрому возвращению потенциала ИСЗ к фоновому значению даже после работы в концентрированных растворах. Зто особенно важно для обеспечения нормального функционирования ИСЗ при концентрациях, приближающихся к нижнему пределу обнаружения.

В аналогичных условиях исследован хлоридный твердоконтак-тный электрод на основе хлорида тетрадециламмония.

Из исследованных электродов лучшими характеристиками обладают ртутьйодидный 1ИСЗ для определения ртути, кадмиййодидные ЖИСЗ и пленочный, а также хлоридный твердоконтактный для определения ртути и кадмия. Последний особенно удобен для использования в комбинированном ионоселективном датчике.

ГЛАВА Ч. ССРБЦИОННСЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ РТУТИ И КАДМИЯ В ПРОТОЧНО-ИНЖЕКЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

Показателями хорошей работы проточно-инжекционной системы является высокая производительность анализа, чувствительность ИСЗ близкая к теоретической, острые и высокие пики. Выбор условий работы и параметров проточно-инжекционной системы

проведен на примере ртутьйодидного НИСЗ.

Большое значение для оптимальной работы системы ПИА имеет выбор потока-носителя, т.к. он оказывает влияние на стабильность базовой линии, чувствительность и производительность системы. Из нескольких вариантов составов растворов в качестве по-токо выбраны C,I М раствор КО для ртутьйодидного МС5, С,Об М раствор КЗ для кадмиййодидных ИСЗ и I М раствор для хлори-дного твердоконтактного ИСЗ, используемых в качестве детекторов в системе ПИА.

Для оптимизации условий ПИА использован метод математического планирования. Варьировались объем дозируемой пробы от ICC до ЗСО мкл, скорость потока-носителя от 1,5 до Ч мл/мин, диаметр реакционной спирали от С,75 до 5 мм. Оптимальными установлены условия: скорость потока 3 мл/мин, объем пробы 2СС мкл, диаметр реакционной спирали 3 мм.

При введении в систему смешанных растворов, содержащих по-тенциалопределящий ион и какой-либо из посторонних, отклик ИСЗ зависит от скорости потока (рис.5)

Увеличение скорости потока в определенных пределах позволяет, незначительно потеряв в чувствительности, заметно увеличить селективность определения.

Диаграмма условных коэффициентов селективности Acd^^'/jf' жидкостного ^-СЗ в стационарных условиях и в системе ПИА свидетельствует о повышении селективности определения М ¡Л1) при переходе от статических условий к проточно-инжекционному анализу (рис.б).

Повышение селективности при переходе от статических условий работы к ПИА в большей степени проявляется у жидкостных ИСЗ.

Е.мВ

фон

h*.

<г

. turn*.

г , мин

Рис.5. а: динамика отклика ртутьйодидного ЙИСЗ на введение в систему C,CI k растворов солей: I - Щ (II), 2 -Ы (III), 3 -Си (II), Ч - Pb (II); 6: Регистрируемые пики при инжекции в систему ПИА 2СС мкл C,CI М растворов Н^ 0.1) (I и i') и смеси Hcj (II) и fU (III) (1:1) (2 и 21) при скорости потока-носителя 3 мл/мин (I и 2) и Ц мл/мин (I и 2').

К

CcL

-I

М'

Л

\

¿-к

I \ \

Рис.6. Условные коэффициенты селективности жидкостного кадмийселективного электрода (I - в статических условиях, 2 - в условиях ПИА).

йг

: \

\

Прямое проточно-инжекционное определение Н§ (II) и £¿(11) в описанной системе возможно в растворах с концентрацией выше

моль/л ртути и моль/л кадмия. Зтого недостаточно

для анализа природных объектов, содержащих указанные элементы на уровне ПДК, и требует включения в схему анализа этапа предварительного концентрирования. Наиболее перспективно сорбцион-ное концентрирование. Исследован ряд сильнокислотных сорбентов, изучено влияние массы ионита, размера зерен, размеров колонки, скорости пропускания образца и элюента на процессы сорбции-десорбции ртути и кадмия, для успешного использования сорбента в установке для проточно-инжекционного анализа необходимыми являются условия полной сорбции и десорбции определяемого компонента и высокие скорости процессов ионного обмена. Оптимальными найдены условия проточно-инжекционного определения с предварительным сорбционным концентрированием:

Ртуть (II) Кадмий (II)

КУ-2 КРС-К Т

Сорбент

Скорость подачи исследуемого раствора Элюент

Скорость элюирования

до 1СС мл/мин С, I К раствор №

3,5 мл/мин

до 2С мл/мин

I К раствор № или С,С6 К раствор КСЛ/ 3,С мл/мин

Влияние некоторых ионов на определение ртути и кадмия в описанных условиях существенно уменьшается за счет того, что часть ионов, находящихся в растворе вместе с потенциалопреде-ляющим или не сорбируется в указанных условиях или не десорбк-руется с ионита. Мешающее действие на определение кадмия в опи-

30

20

1С

санных условиях оказывает Си (II) и (II), а ртути - Си, (II) и (III). В присутствии этих элементов в количествах превышающих эквимолярные необходимы дополнительные операции по маскированию или удалению их из раствора.

Для количественного определения Н§ (II) и &1 (II) построены градуировочные графики по серии стандартных растворов и СсКл'Оз)^ в условиях концентрирования в виде зависимостей высоты пика Н,мм от отрицательного логарифма концентрации (рис.7).

Рис.7. Зависимость вели-Е,мВ чины аналитического сигнала от концентрации ка-$С дмия в растворе (I - МСЭ на фоне С,Сб М /Г7 , пленочный ИСЭ на фоне I М 6С КС£) и ртути в растворе (3 - МСЗ на фоне С,1 М КЗ ). (Объем пробы 30 2С0 мкл, скорость потока 3 мл/мин).

? t з ¿j рШ

Сорбционное концентрирование являясь важным этапом ПИА позволяет снизить пределы обнаружения ртути и кадмия на 2-3 порядка. При концентрировании Нд (II) их I0CC мл воды с исходной концентрацией ЫС""^' моль/л (2 мкг/л), что близко к ПДК в водоемах, наблюдается пик, эквивалентный по высоте пику, фиксируемому при непосредственном введении в систему ICC мкл моль/л стандартного раствора нитрата ртути. Зто соответствует

степени концентрирования 1С1*. При определении //£ (II) в растворах с концентрацией менее 2 мкг/л можно увеличить объем взятого образца. Аналогичные результаты получены при определении кадмия.

ГЛАЗА 5. ПРСТСЧПО-ШШЕКЦШШОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РТУТИ И КАДМИЯ Б НЕКОТОРЫХ ОБЪЕКТАХ

Исследование характеристик разработанных и сконструированных электрохимических датчиков - ИСЗ, свойств и состояния ртути и кадмия в различных условиях и средах, а также возможности концентрирования этих элементов позволили разработать и предложить для аналитического применения методики проточно-инжекционного определения ртути и кадмия в различных объектах.

Определение ртути. Характерная особенность соединений ртути состоит в том, что в водных растворах они гиролизуются даже в слабокислой среде. Для перевода всех форм ртути в Нд*1 проОы обрабатывали азотной кислотой.

Определение ртути в водопроводной воде. Для определения ртути в водопроводной воде С,1-1 л исследуемой воды подкисляли до рН 2 азотной кислотой и пропускали через ионообменную колонку с катионитом КУ-2 со Скоростью 5С мл/мин. Затем через колонку пропускали 1,1 N. раствор КЗ со скоростью 3,5 мл/мин. Злк-ат поступал в детектор. Аналитический сигнал фиксировался в виде пика. Содержание ртути (II) в пробе рассчитывали по высоте пика с использованием градумровочного графика.

Определение ртути в сточной воде. Для определения ртути впроизводственной сточной воде СД-С.,5 л исследуемой воды подкисляли до рН 2 раствором азотной кислоты. Затем пробу фильтровали через бумажный фильтр для удаления взвеси и пропускали через ионообменную колонку со скоростью 5С мл/мин. Затем колонку

промывали 2С мл дистиллированной воды и подавали элюент. Содержание ртути рассчитывали по градуировочкому графику.

Определение ртути в почве. Образец почвы высушивали на открытом воздухе до постоянного веса. Навеску образца почвы 1С -ICO г помещали в коническую колбу и заливали 5-кратным объемом дистиллированной воды, подкисленной до рН 2 азотной кислотой. Образец перемешивали с помощью магнитной мешалки в течение ЗС минут, поддерживая рН = 2. После отстаивания и фильтрования кислотную вытяжку анализировали по вышеизложенной методике.

Определение кадмия. В отличие от ртути, гидролизующейся при рН 2-6, гидроксоформа кадмия образуется в более щелочной среде (рН> £). В почвах ионы кадмия (2+) составляют 8С-9С % общего количества кадмия.

Определение кадмия в водопроводной воде. Образцы водопроводной воды объемом С,25-1 л подкисляли азотной кислотой до рН 5 и пропускали через ионообменную колонку, заполненную катиони-том KPC-ICT, со скоростью 20 мл/мин. Затем подавали I М раствор со скоростью 3 мл/мин. Злюат поступал в детектор. Аналитический сигнал фиксировался в виде пика. Количество ícL (II) рассчитывали по высоте пика с использованием градуировочного графика.

Определение кадмия в сточной воде. Образец исследуемой воды подкисляли до рН 4-5 азотной кислотой. Пробу фильтровали через бумажный фильтр для удаления взвеси и пропускали через ионообменную колонку со скоростью 20 мл/мин. После этого колонку промывали 2С мл дистиллированной воды и подавали элюент. Количество Cd- (II) рассчитывали по градуировочному графику.

Таблица I.

Результаты проточно-инжекционного определения Нд (II) в различных объектах окружающей среды после предварительного сорбцион-ного концентрирования (/V = 3, р = С,95)

Объект Определено Добавлено Определено

Ц (II), «¿(П), суммарен), 'К ккг/л(кг) м'кг/ л (кг) ккг/л(кг)

Водопроводная менее I С менее I -

вода менее I 15 17 i 3 С, 04

менее I 80 79 t 4 с.сз

менее I 4СС 4С8 i 12 C,C2

Сточная вода №1 146 5 25 С 146 i 25 С, С 5

146 1 25 2СС 35C г 2C с,сз

Сточная вода К менее I С менее I -

менее I £С £2 i 3 С, 13

менее I 2СС 195 ^ 15 С,С4

Ил станции менее I С менее I -

аэрации С 5С 49 1 2 С,С2

С ICC IC3 i 16 С ,С4

Почва зернового

поля: И 1,6 ±С,1 с I,6*C.I С.С7

1,6^0,1 12 I4± С ,6 С.С5

К 2 3,010,2 С 3,CiC,2 С.Сб

3,иС,2 зс 31,С II,& С,Сб

Таблица 2.

Результаты определения кадмия в водопроводной воде после предварительного сорбционного концентрирования ( И = 3, р - С,95)

V пробы- мл Добавлено (П),мкг Найденов (П),мкг

25С С менее I -

ее 78±4 С, 05

224 230 ± 12 С. 05

5СС С менее I ■ -

224 221 ± 13 С,С5

1ССС 50 48 ¿3 С-.С7

34С 325 * 2С С, Об

Таблица 3.

Результаты сравнительного определения кадмия в водных растворах ионометрическим методом с ИС5 и комплексонометрическим титрованием после сорбционного концентрирования (/¿-=3, р = С,95)

ьведено й1 (II), Найдено Ы. (II;, мг

пробы'кл мг -

Ионометрически Комплексонометрич.

5С 11,2 11,б£ С,4 11,3 10,4

1С0 . 22,4 21,9 ¿С, 5 22,5 ± С, Б

1СС 1.12 1,1б±С,С5 1,15 ¿С,Сб

25С 1,12 1,11 г С,04 1,17 0,06

5СС 0,11 0,11-^0,01 0,12 ±0,04

1С00 С,II 0,09 ± С,С1 0,10^0,04

5ССС 0,01 0,012 ^ 0,0005 -

6 и В 0 д Ы

1. Разработано 4 состава мембран для ртуть- и кадмий-селективных электрохимических датчиков - ИСЗ:

- жидкостная на основе нитробензольного раствора ассоциата кристаллического фиолетового с йодкдом ртути для определения Н^ (II),

- жидкостная на основе нитробензольного раствора ассоциата кристаллического фиолетового с йодидом кадмия для определения # (II),

- пленочная на основе ассоциата тетрадециламмония с хлоридом кадмия для определения (II),

- пленочная на основе хлорида тетрадециламмония для определения Ц (II) и (¿¿(II).

ИСЗ пригодны для определения ртути и кадмия в статических и динамических условиях. Аналитические и электрохимические характеристики электродов близки. Электродные функции линейны в пределах рС от 2 до 5, наклон градуировочных графиков 2"! 2 и 32 ± 2 для металланионов кадмия и ртути соответственно.

2. Найдены оптимальные параметры и условия работы установки для ПИА, собранной из серийно выпускаемых блоков. Показана возможность проточно-инжекционного определения И.) ^1]) исг/'Щ) в виде галогенидных комплексов с изготовленными электродами. Прямое проточно-инжекционное определение этих элементов в предложенной системе возможно в растворах с концентрацией ртути выше ЫС-' моль/л, кадмия - выше 2-10"^ моль/л.

3. ¿первые разработан вариант проточно-инжекционной системы, сочетающей сорбционное концентрирование и переведение в аналитика-активную форму ртути и кадмия с последующим иономет-рическим определением.

4. Для концентрирования Ну (II) рекомендован катионит КУ-2, Cet (II) - катионит KPC-ICT. Включение этапа концентрирования в схему ПИА позволило снизить минимально определяемые концентрации до Iмоль/л. В этих условиях коэффициент конце-

3

нтрирования достигает 1С , существенно повышается избирательность определения, а также исключаются потери ртути в процессе хранения и подготовки пробы.

5. Разработанный вариант проточно-инжекционного определения малых содержаний (II) и Cd (II) в водных растворах, включающий предварительное сорбционное концентрирование, и одновременный перевод определяемого элемента в аналитически активную форму может быть рекомендован для анализа экологических объектов, в том числе природной, водопроводной и сточных вод, почв, ила станции аэрации и т.п.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Гурьев И.А., Васильев В.А., Кулешова Н.В., Гурьева З.М. Применение жидкостных ионоселективных электродов в проточно-инжекционных системах./ Тез. докл. III Всес. конф. по электро-хим. методам анализа (3KA-S9), Томск, 4-6 июня, IS89. - Томск, 1969. - C.3IC.

2. Гурьев И.А., Кулешова Н.В., Трухина К.Ю., Булина И.Б. Проточно-инжекционное определение ртути в водах с потенциомет-рическим детектированием / Тез. докл. I экологии, симп. "Анализ вод", Воронеж, 26-26 июня, I99C. - Воронеж, IS9C. - С.8.

3. Гурьев И.А., Кулешова Н.В., Трухина К.1С., Шемякина Т.В., Гурьева З.М. Использование ионообменных смол при концентрировании и определении ртути, кадмия и цинка / Тез. докл. УП Всес. конф. "Применение ионообменных материалов в пром. и аналит. хи-

мии", Воронеж, ЗорГУ, 1-4 окт. ISSI. - Воронеж, IS9I. - С.363.

4. Гурьев И.А., Кулешова Н.В., Русяева 1С.И., Зюзина Л.Ф. Проточно-инжекционное определение ртути, кадмия и цинка с сор-бционным концентрированием / Тез. докл. X конф. по химии высокочистых веществ, Н.Новгород, ЗС мая-I июня I9S5 г. - Н.Новгород, 199Э. - С.268.

5. Гурьев »i.A., Кулешова Н.В. Ионообменное концентрирование и определение ртути / Тез. УШ Зсерос конф. "§изико-хим. основы и практич. примен. ионообменных процессов", Воронеж, 24-26 сент., 1996 г. - Воронеж, 1996. - С.161.

6. A.c. 163659 СССР. Комбинированный ионоселективный датчик. / Гурьев И.А., Николаев Б.А., Калугин A.A., Кулешова Н.В., Винокурова Г.З. (СССР). Спубл. 2E.C5.9I. Еюл. 22.