Вольтамперометричне визначення Co(II), Ni(II), Pd(II) у присутності о,о’-дигідроксозаміщених азобарвників
Дослідження вольтамперометричної активності Co(II), Ni(II), Pd(II) у присутності азобарвників з наступним використанням одержаних результатів в аналітичній практиці. Підвищення чутливості вольтамперометричного визначення Co(II), Ni(II) та Pd(II).
Рубрика | Химия |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 11.08.2014 |
Размер файла | 217,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Тимошук Світлана Василівна
УДК [546.73+546.74+546.98]:547.55633+543.552
ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ Сo(II), Ni(II), Pd(II) У ПРИСУТНОСТІ о,о' -ДИГІДРОКСОЗАМІЩЕНИХ АЗОБАРВНИКІВ
02.00.02 - аналітична хімія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук
Дніпропетровськ 2005
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі аналітичної хімії Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник: кандидат хімічних наук, доцент
Левицька Галина Дмитрівна,
Львівський національний університет,
доцент кафедри аналітичної хімії
Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор
Циганок Людмила Павлівна,
Дніпропетровський національний університет,
професор кафедри хімії та хімічної технології високомолекулярних сполук
кандидат хімічних наук, доцент
Тисячний Владислав Петрович,
Національна металургійна академія,
доцент кафедри теорії металургійних процесів і фізичної хімії
Провідна установа: Ужгородський національний університет, кафедра аналітичної хімії, Міністерство освіти і науки України, м.Ужгород
Захист відбудеться “24” червня 2005р. о 1100 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.078.01 при Українському державному хіміко-технологічному університеті за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ, пр.Гагаріна, 8.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Українського державного хіміко-технологічного університету (49005, м. Дніпропетровськ, пр.Гагаріна, 8).
Автореферат розісланий “20” травня 2005р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Пініеллє І.Д.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Визначення мікрокількостей Кобальту, Нікелю та Паладію у різних видах промислової продукції, напівпровідникових матеріалах, медичних препаратах, а також біологічних субстратах є актуальною проблемою аналітичної хімії. Актуальність її є ще більш вагома на фоні відомих методів аналізу цих металів (переважно спектрофотометричні та екстракційно-фотометричні методи), які відзначаються складністю, багатостадійністю, використанням токсичних та летких органічних розчинників, що обумовлене попереднім концентруванням їх та відокремленням від супутних елементів.
Серед усіх методів, що застосовуються для аналітичного контролю зазначених об'єктів певні переваги мають вольтамперометричні методи, зокрема осциловольтамперометрія, яка дозволяє контролювати вміст ряду елементів у широких концентраційних діапазонах і реалізується за допомогою порівняно недорогої і доступної апаратури.
Одним із напрямків аналітичної хімії, який успішно розвивається є ціленаправлений пошук нових аналітичних форм для створення високочутливих, селективних, експресних методів аналізу. Теоретичною підставою для цього є вивчення хімії координаційних сполук металів з барвниками. Перспективними з цих міркувань, є комплексні сполуки іонів металів з азобарвниками, як лігандами, що здатні утворювати комплекси із специфічними характеристиками. Здатність о,о?-заміщених азобарвників утворювати полідентатні комплекси з іонами металів призводить до утворення хелатних сполук, уникнення стадійності комплексоутворення, що має важливе значення для правильності та відтворюваності результатів визначення. Це визначило актуальність даної роботи, яка присвячена вольтамперометричному вивченню комплексних сполук Co(II), Ni(II), Pd(II) з азобарвниками- еріохром червоним В (ЕЧВ), еріохром чорним Т (ЕЧТ), кальконом, кальцесом та тропеоліном 0 (Тр0) і застосуванню їх для розробки вольтамперометричних методик визначення цих металів.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась відповідно до координаційних планів кафедри аналітичної хімії Львівського національного університету імені Івана Франка та держбюджетної теми (2002 - 2005р.р.) № ХА-108Б, держреєстраційний № 0102V003565 “Дослідження процесів концентрування і використання їх для розробки нових методик визначення шкідливих домішок в природних, питних і стічних водах” п.3 Вольтамперометричне визначення важких металів з використанням азобарвників в обґєктах довкілля.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка чутливих та селективних вольтамперометричних методик визначення Co(II), Ni(II) та Pd(II) з використанням азобарвників різної структури.
Для вирішення цієї мети необхідно було:
дослідити вольтамперометричну активність азобарвників у водних розчинах;
дослідити вплив азобарвників різної структури на вольтамперометричні характеристики відновлення Co(II), Ni(II) та Pd(II);
дослідити комплексоутворення іонів Co(II), Ni(II) та Pd(II) з азобарвниками з метою розробки методик їх вольтамперометричного визначення та апробації на різних складних об'єктах.
Об'єктом дослідження є електрохімічні та хіміко-аналітичні властивості іонів Co(II), Ni(II) та Pd(II) у присутності о,о'-дигідроксозаміщених азобарвників.
Предметом дослідження є кількісне визначення Co(II), Ni(II), Pd(II) у складних об'єктах (сплавах, медичних препаратах, біологічних субстратах) з використанням о,о'-дигідроксозаміщених азобарвників.
Методи дослідження. У роботі використовували: методи вольтамперометрії з лінійною розгорткою потенціалу (осцилополярографія) та спектрофотометрії.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що в дисертації вперше:
вивчено процес відновлення двох азобарвників: калькону та кальцесу на р.к.е. та показана можливість їх вольтамперометричного визначення з водних розчинів.
методом спектрофотометрії доказано утворення комплексних сполук Co(II), Ni(II) та Pd(II) з о,о'-дигідроксозаміщеними азобарниками. Встановлено склад та розраховано умовні константи стійкості комплексних сполук.
детально вивчено процес відновлення Co(II), Ni(II) та Pd(II) з тропеоліном 0, еріохром червоним В, еріохром чорним Т, кальконом. кальцесом.
показана можливість зниження меж визначення іонів Co(II) та Ni(II) з використання ЕЧТ, ЕЧВ, кальцесу, а також Pd(II) з Тр0.
Практичне значення одержаних результатів. Отримані експериментальні результати розширюють відомості про аналітичне застосування азобарвників, а також хімічні та електрохімічні властивості комплексів Co(II), Ni(II) та Pd(II) з азобарвниками у водно-спиртових розчинах. Застосування азобарвників підвищує чутливість, а в деяких випадках і селективність визначення цих металів.
Розроблені і апробовані методики вольтамперометричного визначення Кобальту, Нікелю, Паладію в складних об'єктах характеризуються низькими межами визначення, доброю відтворюваністю результатів, задовільною селективністю та експресністю, що дає можливість запропонувати їх у лабораторіях підприємств металургійної та ювелірної галузей та медичних закладів.
Практичне значення роботи підтверджене впровадженнями розроблених методик у практику роботи аналітичних лабораторій державного підприємства “Аргентум”, науково-виробничого підприємства “Карат” та науково-дослідної лабораторії кафедри ортопедичної стоматології Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького.
Особистий внесок здобувача. Вибір теми, постановка завдань дослідження та обговорення результатів проводилось спільно з науковим керівником. Аналіз літературних даних, виконання експериментальної частини, обробка одержаних результатів виконані автором самостійно. Співавтори спільних із дисертантом публікацій - студенти, які виконували курсові та дипломні роботи під керівництвом Левицької Г.Д. та Тимошук С.В.
Апробація результатів дисертацї. Основні результати роботи доповідались на:
координаційній раді з аналітичної хімії у м. Дніпропетровську (2004р., усна доповідь; IX-й науковій конференції “Львівські хімічні читання” (Львів, 2003р., усна доповідь ); XLVII Zjazd Ptchem і SITPChem ( Wrocіaw, Польща, 2004р., усна доповідь); всеукраїнській конференції “Прикладна фізична хімія” (Алушта, Крим, 2004р., стендова доповідь); Міжнародному форумі “Аналітика і аналітики” (Воронеж, Росія, 2003р., стендова доповідь); Міжнародній науково-практичній конференції “Спектроскопія в спеціальних застосуваннях” (Київ, 2003р., стендова доповідь); ІІІ Українському з'їзді з електрохімії (Львів, 2002р., стендова доповідь); VIII International Conference on Crystal Chemistry of Intermetalic Compounds (Lviv, 2002, стендова доповідь); на звітних конференціях співробітників хімічного факультету ЛНУ ім. Івана Франка (Львів 2002 - 2004рр., усні доповіді).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 7 статей та 9 тез доповідей.
Структура і обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, восьми розділів, висновків, переліку використаної літератури та додатків (А, Б). Дисертація викладена на 192 сторінках (зміст та вступ - 8 с., літературний огляд - 28с., експериментальна частина - 120с., перелік посилань - 20с.) та 15 сторінках додатків, містить - 67 рисунків та 44 таблиці. Список використаних літературних джерел нараховує 191 пункт.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У Вступі обґрунтовано тему дисертаційної роботи, її актуальність, сформульовано мету дослідження та показане наукове і практичне значення одержаних результатів.
У першому розділі зроблено аналітичний огляд літературних даних стосовно відновлення іонів Co(II), Ni(II) та Pd(II) на фоні індиферентних електролітів та у присутності органічних реагентів. Розглянуто відомі методики вольтамперометричного та спектрофотометричного визначення Co(II), Ni(II) та Pd(II). Показано, що більшість із них є громіздкими у виконанні та потребують використання складного обладнання. Представлено механізм електровідновлення азобарвників в залежності від положення та типу замісників. Описано особливості утворення комплексних сполук ряду металів з азобарвниками, а також розглянуто основні типи механізмів відновлення комплекних сполук метал - азобарвник.
У другому розділі наведені методи дослідження електродних процесів азобарвників та їх комплексних сполук з іонами Co(II), Ni(II) та Pd(II), опис апаратури і хімічних реагентів, які використовуються в дисертаційній роботі, та методики стандартизації розчинів азобарвників.
Третій розділ присвячений вольтамперометрії азобарвників, а саме калькону та кальцесу та порівнянню їхньої вольтамперометричної активності з попередньо дослідженими ЕЧВ, ЕЧТ, Тр0. Вольтамперометричне відновлення калькону та кальцесу вивчали на фоні NH4Cl + HCl та ацетатно-аміачних буферних розчинів. Їхні вольтамперограми характеризуються різною кількістю піків, а потенціали залежать від кислотності середовища (табл.1).
Таблиця 1.
Вольтамперометричні характеристики відновлення азобарвників Сбарв=2,010-5М
Барвник |
рН |
Піки |
-Епк,В |
Іпк, мкА |
|
Кальцес |
4,0 |
Р1 |
0,44 |
2,71 |
|
10,0 |
Р1 |
0,68 |
2,55 |
||
Калькон |
4,5 |
Р1 |
0,44 |
1,37 |
|
Р3 |
1,13 |
0,51 |
|||
10,0 |
Р1 |
0,55 |
1,43 |
||
Р2 |
0,78 |
1,27 |
|||
Р3 |
1,12 |
0,59 |
Оскільки більшість азобарвників, зокрема кальцес, калькон та ЕЧТ є погано розчинними у воді, а для їх розчинення використовують водно-спиртові розчини, нами було досліджено вплив концентрації спирту на вольтамперометричні характеристики процесу відновлення азобарвників. Встановлено, що зі збільшенням вмісту спирту в розчині відновлення азобарвників утруднюється (потенціали піків відновлення зсуваються в катодну область, а величина сили струму зменшується). При вмісті спирту >30% форма вольтамперограм частково спотворюється. Тому для аналітичних цілей нами рекомендується використовувати 10% спиртові розчини барвників.
Дослідження впливу температури розчину на електродний процес відновлення азобарвників показало, що із підвищенням її величина сили струму піків відновлення азобарвників зростає до певного значення і з подальшим нагріванням розчину - починає зменшуватись, що пов'язане з частковою деструкцією або агрегацією азобарвників при високих значеннях температури (більше 350К).
Загальний вигляд вольтамперограм (трикутна форма піків та їх симетричність відносно осі потенціалів) вказують на вплив адсорбції у природу струму відновлення барвників. Значення критерію Семерано ДlgI/Дlgv > 0,5 підтверджує це припущення. Зі збільшенням концентрації азобарвників величини сили струму їх піків відновлення зростають і далі виходять на насичення, що пов'язане з їх граничною адсорбцією на поверхні ртутної краплі. Прямолінійні ділянки Іпк - Сбарв можуть бути використанні для вольтамперометричного визначення калькону та кальцесу з нижньою межею визначення ~ 10-6 моль/л.
Результати досліджень взаємодії іонів Со(ІІ), Ni(II), Pd(II) з ЕЧВ, ЕЧТ, Тр0, кальконом та кальцесом вольтамперометричним та спектрофотометричним методами наведено в четвертому розділі. о,о'-Дигідроксозаміщені азобарвники (ЕЧВ, ЕЧТ, калькон, кальцес) утворюють комплексні сполуки з Со(ІІ), Ni(II) та Pd(II) і на електронних спектрах поглинання спостерігається зміщення смуги поглинання комплексної сполуки у порівнянні з поглинанням азобарвників. Рівновага в реакціях комплексоутворення Pd(II) з о,о'-дигідроксозаміщеними азобарвниками наступає протягом 25-40 хвилин. Оптимальним значенням рН комплексоутворення є 8,0 - 10,0 (аміачний буферний розчин) для іонів Со(ІІ), Ni(II) та 3,5 - 5,5 (ацетатний буферний розчин) для іонів Pd(II). Встановлено, що іони Со(ІІ) та Ni(II) не утворюють комплексних сполук з о-гідроксозаміщеним азобарвником Тр0. На основі досліджень спектрофотометричних властивостей комплексних сполук Co(II), Ni(II) та Pd(II) з азобарвниками передбачена можливість розробки нових тест методів.
Таблиця 2
Склад та умовні константи стійкості комплексних сполук Co(II), Ni(II), Pd(II) з азобарвниками
БарвникМетал |
Кальцес |
Калькон |
ЕЧТ |
ЕЧВ |
||
Co(II) |
lgст |
10,6±0,2* 10,5±0,1** |
11,5±0,3* 11,6±0,1** |
10,2±0,1* 10,0±0,2*** |
9,8±0,2* 9,8±0,3** |
|
склад |
1:2 |
1:2 |
1:2 |
1:2 |
||
Ni(II) |
lgст |
12,3±0,1* 11,9±0,2** |
11,4±0,2* 11,2±0,4** |
11,5±0,1* 11,5±0,2** |
11,00,1* 10,90,3** |
|
склад |
1:2 |
1:2 |
1:2 |
1:2 |
||
Pd(II) |
lgст |
6,3±0,1* 6,5±0,2** |
6,0±0,2* 5,8±0,3** |
6,5±0,2* 6,7±0,1** |
5,6±0,2* 5,4±0,2** |
|
склад |
1:1 |
1:1 |
1:1 |
1:1 |
* - спектрофотометричним методом
** - вольтамперометричним методом
Для встановлення складу комплексних сполук використовували методи ізомолярних серій та амперометричного титрування. Результати експерименту показують, що в процесі комплексоутворення іони Co(II), Ni(II) утворюють комплексні сполуки з молекулами о,о'-дигідроксозаміщених азобарвників складу Ме:барвник=1:2, а іони Pd(II) - 1:1 (табл.2). Умовні константи стійкості розраховували спектрофотометрично (метод ізомолярних серій) та полярографічно за зменшенням висоти піку відновлення азобарвника. Одержані результати добре корелюють між собою.
За літературними даними комплексоутворення відбувається за участю гідроксо-груп і додатково утворюється координаційний зв'язок з атомом нітрогену азо-групи. З метою підтвердження такого механізму комплексоутворення було проведено квантово-механічні розрахунки просторового розміщення атомів та зарядів локалізованих на них.
У п'ятому розділі досліджено вольтамперометрію іонів Со(ІІ) у присутності ЕЧВ, ЕЧТ, калькону та кальцесу. На вольтамперограмах цих розчинів спостерігаються піки відновлення барвників, комплексної сполуки (Епк -0,9В) та іонів Со(ІІ) (Епк -1,2В) при оптимальному співвідношенні Ме:барвник = 1:2. Потенціали піків відновлення комплексних сполук зсунуті катодно у порівнянні з піками відновлення азобарвників (рис. 1).
Вигляд вольтамперограм суттєво залежить як від співвідношення металу та барвника у розчині, так і від кислотності середовища. В кислому середовищі (рН < 4,0) на вольтамперограмах спостерігається тільки піки відновлення азобарвників. Піки відновлення комплексних сполук Со(ІІ) - азобарвник виникають при рН > 4,0 і досягають максимального значення струму в аміачному середовищі при рН > 7,0 - 8,0 (рис.2). Пік відновлення іонів Со(ІІ) спостерігається при рН > 8,0 на фоні аміачного буферного розчину (Eпк = -1,2В). Із збільшенням рН розчину процес відновлення азобарвників та комплексних сполук утруднюється, про що свідчить зсув потенціалів піків у катодну область. Такий характер залежностей вказує на участь іонів гідрогену в електродному процесі.
Рис.2 Залежність величини сили струму піків відновлення комплексних сполук Сo(II) - азобарвник від кислотності середовища; СБАРВНИКА=4,010-5моль/л; ССo(ІІ)=2,010-5моль/л.
Збільшення концентрації барвника призводить до зростання піків відновлення барвника та комплексної сполуки, а пік відновлення іонів Со(ІІ) залишається постійним. І навпаки, зі збільшенням концентрації металу піки відновлення барвника зменшуються, а висота піку відновлення комплексної сполуки та металу зростає. Такий характер залежностей вказує на те, що відновлення комплексної сполуки обумовлено відновленням ліганда, а не центрального іону. З літературних джерел відомо, що в умовах, коли різниця потенціалів піків відновлення азобарвника і комплексної сполуки (?Еп) практично не залежить від кислотності середовища і концентрації іонів металу то комплексні сполуки не дисоціюють на поверхні електроду і ліганд відновлюється у зв'язаній формі.
З метою дослідження природи струму відновлення іонів Co(II) у присутності азобарвників нами було використано критерій Семерано та значення енергії активації. Одержані результати показують, що природа струму відновлення комплексних сполук Со(ІІ) - азобарвник є дифузійною з невеликим вкладом адсорбції, іонів Со(ІІ) - дифузійною.
Вольтамперометрична поведінка іонів Ni(II) у присутності о,о'-дигідроксозаміщених азобарвників та іонів Со(ІІ), Ni(II) у присутності Тр0 описана у шостому розділі. Процес відновлення іонів Ni(II) з азобарвниками подібний до відновлення іонів Со(ІІ). Піки відновлення комплексних сполук виникають при рН > 3,0 - 3,5. Потенціали цих піків зсунуті катодно у порівнянні з потенціалами піків відновлення азобарвників та потенціалами відповідних піків відновлення комплексних сполук Со(ІІ) - азобарвник. Потенціали піків зсуваються в катодну область зі зменшенням концентрації гідроген-іонів у розчині. Величина сили струму піків відновлення комплексних сполук досягає максимального та постійного значення на фоні аміачного буферного розчину (рис.3).
Рис.3 Залежність величини сили струму піків відновлення комплексних сполук Ni(II) - азобарвник від кислотності середовища; СБАРВНИКА=4,010-5моль/л; СNi(II)=2,010-5моль/л.
Пік, що відповідає відновленню іонів Ni(II) в аміачному середовищі вдається зафіксувати лише у випадку кальцесу при значному надлишку Нікелю відносно барвника. В інших випадках, (ЕЧВ, ЕЧТ, калькон), потенціали піків відновлення комплексних сполук є дуже близькими до потенціалу відновлення металу. Встановлено, що комплексні сполук Ni(II) з азобарвниками не дисоціюють на поверхні електроду, а ліганд відновлюється у зв'язаній формі. Відсутність анодних піків на циклічних вольтамперограмах комплексних сполук вказує на необоротність процесу відновлення. Значення критерію Семерано (ДlgI/Дlgv > 0,5) та енергії активації є свідченням дифузійної природи струму відновлення ускладненої адсорбцією на електроді. На вклад адсорбційної складової в природу струму відновлення іонів Ni(II) у присутності азобарвників вказує також форма електрокапілярних кривих. Це проявляється в пониженні електрокапілярного максимуму, значному відхиленні потенціалу нульового заряду поверхні ртутної краплі від значення -0,56В в негативну область потенціалів, та збільшенням асиметрії гілок відносно осі потенціалів. Деформація висхідних гілок електрокапілярних кривих свідчить про аніонний характер адсорбції.
Результати дослідження вольтамперометричної поведінки іонів Pd(II) у присутності ЕЧВ, ЕЧТ, Тр0, калькону та кальцесу представлені в сьомому розділі. Встановлено, що в широкому діапазоні кислотності середовища (рН 3,0 - 11,0 ацетатно-боратні буферні розчини) для розчинів Pd(II) при введенні барвників ЕЧТ, кальцесу та калькону не спостерігається виникнення додаткових піків. Проте, зі збільшенням концентрації іонів Рd(II) спостерігається зменшення піків відновлення ЕЧТ, ЕЧВ, калькону та кальцесу пропорційно до концентрації паладію (ІІ) у розчині (рис.4).
Рис.4 Залежність Іпк піків відновлення кальцесу (1), ЕЧВ (2), ЕЧТ (3) та калькону (4) від концентрації іонів паладію (II); рН 4,5; СКАЛЬКОНУ, КАЛЬЦЕСУ = 8,0Ч10-5 моль/л, СЕЧВ, ЕЧТ = 4,0Ч10-5 моль/л.
Вихідними даними про можливість вольтамперометричного визначення Паладію з Тр0 були літературні дані щодо існування комплексної сполуки Pd(II)-Тр0 у слабокислому середовищі. При відновленні Тр0 у присутності невеликих (?10-7 моль/л) кількостей Pd(II) в інтервалі рН 1,5-7,0 на вольтамперограмах, крім піку відновлення Тр0 (-Е=0,44В), спостерігається ще катодний пік відновлення комплексної сполуки (-Е=0,58В). Зі збільшенням рН розчину потенціал піку відновлення комплексної сполуки зміщується в катодну область потенціалів з кутовим нахилом 65мВ/рН. Максимальне і постійне значення величини аналітичного сигналу піку відновлення комплексної сполуки знаходиться в межах рН 4,5-6,0.
Експериментальні дані одержані при дослідженні вольтамперометрії іонів Со(ІІ), Ni(II) та Pd(II) з ЕЧВ, ЕЧТ, кальконом, кальцесом, Тр0 і вивчені лінійні залежності Іпк-С використані нами в аналітичних цілях і описані у восьмому розділі. Характерний процес відновлення іонів Со(ІІ), Ni(II) та Pd(II) у присутності азобарвників дає можливість підвищити чутливість їх визначення у водних розчинах. Визначення Ni(II) та Со(ІІ) проводили на фоні аміачного буферного розчину рН 9,0 - 9,5, а іонів Pd(II) - на фоні ацетатного буферного розчину рН 3,5 - 4,5. Швидкість подачі напруги поляризації( v) 0,5В/с, час затримки (з ) 6,5с.
Нижня межа визначення нікелю(ІІ) та кобальту(ІІ) на амічному фоні становить ~ 10-6 моль/л. Введення в розчини ЕЧТ, ЕЧВ та кальцесу дозволяє підвищити чутливість визначення Нікелю до 710-8 моль/л (ЕЧВ), а Кобальту до 510-7 моль/л (ЕЧВ), використовуючи пік відновлення комплексної сполуки. Вольтамперометричне визначення Кобальту можна проводити також за піком відновлення іонів Со(ІІ) в такий спосіб можна досягнути вищої селективності відносно іонів Ni(II), Pd(II) (табл.3), але суттєво понизити нижню межу визначення не вдається. Покращити метрологічні характеристики визначення Кобальту та Нікелю не вдається у випадку з кальконом. Це пов'язано з близькістю потенціалів піків відновлення комплексної сполуки та азобарвника.
Комплексоутворення іонів Pd(II) з азобарвниками відбувається в слабо кислому середовищі (рН 3,5-5,5). Проте пік відновлення комплексної сполуки придатний для аналітичного визначення Паладію у водному розчині виникає лише з Тр0. Розраховане значення нижньої визначуваної концентрації іонів Pd(II) за піком відновлення комплексної сполуки Pd(II)-Тр0 (Сн ?210-7М) приблизно на один порядок нижче, ніж за пониженням піків відновлення о,о'-дигідроксозаміщених азобарвників. Вольтамперометричні характеристики відновлення комплексної сполуки Pd(Тр0)2 дозволяють проводити визначення Pd(II) та In(III) у сумісній присутності. Тоді Паладій визначають за піком відновлення комплексної сполуки Pd(Тр0)2 (-Еп=0,58В), а Індій за піком відновлення In(III) при потенціалі -0,81В. Селективність вольтамперометричного визначення паладію за пониженням піків відновлення азобарвників дуже мала. Визначенню заважають всі іони металів, які здатні взаємодіяти з о,о'-дигідроксозаміщеними азобарвниками, або самі відновлюються при потенціалах відновлення азобарвників.
Правильність та відтворюваність результатів вольтамперометричного визначення металів перевіряли методом “введено - знайдено” на модельних розчинах.
Дані про селективність визначення Co(II), Ni(II), Pd(II) наведені в табл.3. Концентраційні співвідношення розраховані для середини графіка лінійної залежності величини аналітичного сигналу від концентрації визначуваного елементу.
Таблиця 3
Вибірковість вольтамперометричного визначення Кобальту, Нікелю та Паладію за сумісної присутності в оптимальних умовах
Умови визначення |
Сторонній елемент |
|||
Pd(II) |
Co(II) |
Ni(II) |
||
Pd(II) pH 5,0, СТр0=6,010-4М; Е=-0,6В |
1:200 |
1:80 |
||
Co(II) рН 9,0, Скальцесу=3,010-4М Е=-1,2В |
1:60 |
1:100 |
||
Ni(II) рН 9,5, Скальцесу=8,010-5М Е=-0,88В |
1:10 |
1:10 |
На підставі проведених досліджень розроблено методики вольтамперометричного визначення Кобальту та Нікелю та проведено їх апробацію в сплавах з рідкісноземельними металами (табл.4), які мають високі значення намагніченості і температури Кюрі, що зумовлює їх використання в електронних та магнітних пристроях.
Для перевірки правильності аналізу вміст Кобальту визначали спектрофотометрично з 4-(2-пірідилазо)резорцином, а Нікелю - екстракційно-фотометричним методом з використанням диметилгліоксиму.
Таблиця 4
Результати визначення Кобальту та Нікелю у сплавах Er-Ni-B та Er-Co-B (Р=0,95; n=5)
Сплав |
Наважка,г* |
Орієнтований вміст Co, Ni, мас.% |
Знайдено, |
||||
ВА** |
СФM |
||||||
X X, мас % |
Sr,% |
X X, мас % |
Sr,% |
||||
Er10Ni45B45 |
0,01051 |
55,0 |
55,10,5 |
0,8 |
54,50,7 |
1,1 |
|
Er15Со45B40 |
0,00968 |
47,4 |
47,60,6 |
1,0 |
47,00,8 |
1,4 |
* зважували на вагах WAX-62
**- для ВА визначення використовували ЕЧТ
Нікель входить до сплавів, які використовуються для виготовлення протезів в ортопедичній стоматології. Необхідною умовою використання сплаву є задовільні результати санітарно-хімічних досліджень, які включають рівень міграції металів в модельне середовище. Розроблено методику визначення Нікелю в сплаві Fe-Cr-Ni (табл.5), а також проведено санітарно-гігієнічні дослідження сплаву протягом 30 та 60 діб. Як модельний розчин використовували штучно приготований розчин слини (табл.6). Вміст Нікелю визначали за піком відновлення комплексної сполуки Ni(ІІ) з ЕЧВ.
Таблиця 5
Результати визначення Нікелю у сплаві Fe-Cr-Ni (Р=0,95; n=5)
Барвник |
Орієнт.вміст Ni, мас.% |
Наважка г |
Знайдено |
||||
ВА |
СФМ* |
||||||
X X, мас % |
Sr, % |
X X, мас % |
Sr, % |
||||
КальцесЕЧТЕЧВ |
10 |
0,0104 |
8,95±0,219,050,259,150,18 |
1,92,2 1,6 |
9,200,30 |
2,6 |
*- маса наважки ? 50мг
Таблиця 6
Результати визначення міграції Нікелю в модельному розчині слинии (Р=0,95; n=5)
Маса наважки, г |
t, доба |
СNi(II), мг/л |
||||
ВА |
СФМ |
|||||
X X, мг/л |
Sr, % |
X X, мг/л |
Sr, % |
|||
1,8676 |
30 |
1,090,08 |
5,8 |
1,070,09 |
6,8 |
|
60 |
1,150,06 |
4,2 |
1,170,06 |
4,1 |
Паралельно вміст Нікелю визначали спектрофотометрично з використанням ДМГ та кислоти Каро. Одержані результати корелюють між собою (табл.6).
Покращити санітарно-хімічні характеристики та підвищити стійкість до корозії сплаву Fe-Cr-Ni вдається при нанесенні захисного шару у вигляді Pd-In покриття. Вміст Паладію визначали в протезах різного терміну використання (табл.7). Вольтамперометричне визначення Pd(ІІ) проводили за піком відновлення комплексної сполуки Pd(Тр0)2 , а визначення Індію за піком відновлення In3+ на фоні ацетатного буферного розчину (Е=-0,81В).
Таблиця 7
Результати визначення Паладію і Індію в зубних протезах (Р=0,95; n=3)
Термін викорис-тання |
Наважка, г |
Знайдено |
||||||
ВА |
АА |
|||||||
Pd(II) |
In(III) |
Pd(II) |
||||||
X X, мас % |
Sr, % |
X X, мас % |
Sr, % |
X X, мас % |
Sr, % |
|||
Нові |
0,0461 |
1,050,07 |
2,7 |
1,310,11 |
3,4 |
1,070,03 |
1,1 |
|
5 років |
0,0512 |
0,710,05 |
2,8 |
0,920,04 |
1,8 |
0,720,07 |
3,9 |
|
8 років |
0,0487 |
0,450,04 |
3,6 |
0,630,05 |
3,2 |
0,440,08 |
7,3 |
Розроблено методику вольтамперометричного визначення Кобальту у вітаміні В12. з використанням кальцесу. Вміст Кобальту становить (8,050,07)10-3 мг/мл (Р=0,95, n=4)
Запропонована методка вольтамперометричного визначення Паладію в конденсаторах, яка базується на використанні аналітичного сигналу відновлення комплексної сполуки Pd(II) - Тр0 (табл.8).
Таблиця 8
Результати визначення Паладію в конденсаторах (Р=0,95; n=5).
Об'єкт |
Наважка, г |
Знайдено |
||||
ВА |
СФМ |
|||||
X X, мас % |
Sr, % |
X X, мас % |
Sr, % |
|||
F7 |
0,0241 |
10,200,10 |
0,8 |
10,500,20 |
1,5 |
|
M750 |
0,1188 |
0,590,01 |
1,4 |
0,600,02 |
2,7 |
Запропоновані вольтамперометричні методики визначення Со(ІІ), Ni(II) та Pd(II) з використанням азобарвників мають ряд переваг: чутливі, при цьому прості, експресні, мають добрі метрологічні характеристики. Отримані результати вольтамперометричного та спектрофотометричного визначення Со(ІІ), Ni(II) та Pd(II) у складних об'єктах добре корелюють між собою.
ВИСНОВКИ
На підставі комплексних досліджень реакції взаємодії о,о'-заміщених азобарвників із іонами Ni(II), Co(II), Pd(II) розроблені нові сучасні вольтамперометричні методики їх визначеннях в сплавах, ортопедичних стоматологічних матеріалах, фармацевтичних препаратах та біологічних субстратах з оптимальними аналітичними і метрологічними характеристиками.
Вперше детально досліджено вольтамперометричну активність о,о'-дигідроксозаміщених азобарвників - калькону та кальцесу у водно-спиртових розчинах на р.к.е. Встановлено, що азобарвники, в основному, відновлюються необоротно. Природа струму відновлення їх залежить від кислотності середовища, що зумовлено існуванням різних форм барвника. Добра кореляція розрахованих значень критерію швидкості, енергії активації та вигляду електрокапілярних кривих є доказом змішаної дифузійно-адсорбційної природи струму.
Вибрані оптимальні умови (іонна сила розчину, природа індиферентного електроліту, концентрація етилового спирту, концентрація барвника, швидкість зміни напруги поляризації) вольтамперометричного визначення азобарвників. Лінійна залежність виражена рівнянням прямої Іпк = а + вlgСбарвника охоплює широкий концентраційний інтервал (n10-6 - n10-5 M), а статистична обробка експериментальних даних методом найменших квадратів показали достатньо високу точність вимірювання, що є підставою для розроблення чутливих, добре відтворюваних методик вольтамперометричного визначення кальцесу та калькону (Cн?10-6М).
Вперше одержані нові аналітичні форми - координаційні сполуки Co(II), Ni(II) з о,о'-дигідроксозаміщеними азобарвниками, які є електроактивними на р.к.е. і викликають на вольтамперограмах додаткові аналітичні сигнали (Іпк), що залежать від концентрації металу і покладені в основу розроблення високочутливих, досить селективних вольтамперометричних методик визначення Ni(II) з Сн =7,210-8 М( ЕЧВ) та Со(ІІ) з Сн =5,210-7 М (ЕЧВ).
Спектрофотометричними та вольтамперометричними методами досліджено склад та умовні константи стійкості комплексних сполук Co(II), Ni(II) та Pd(II) з азобарвниками. Встановлено, що іони Co(II), Ni(II) з о,о'-дигідроксозаміщеними азобарвниками утворюють комплексні сполуки складу [метал]:[барвник] 1:2, а іони Pd(II) - 1:1. Проведені квантово-механічні розрахунки дають підставу припустити, що в утворенні зв'язків беруть участь атоми гідроксо-груп і утворюється координаційний зв'язок з атомом нітрогену азо-групи.
Вперше методом вольтамперометрії з лінійною розгорткою потенціалу вивчено комплексну сполуку Pd(II) з о-гідроксозаміщеним азобарвником Тр0 і встановлено її електроактивність на р.к.е. в інтервалі рН 1,0 - 6,0 та запропоновано методику кількісного визначення Паладію з Сн =210-7М.
Вперше використано координаційні сполуки Ni(II), Co(II), Pd(II) з різними за структурою азобарвниками (о,о'-дигідроксозаміщені та о,-гідроксозаміщений) для селективного та достатньо чутливого визначення цих металів у сумісній присутності.
Запропоновані нові аналітичні форми координаційних сполук є підставою для розробки високочутливих, добре відтворюваних методик визначення Со(ІІ), Ni(II), Pd(II) в складних об'єктах. Розроблені методики вольтамперометричного визначення іонів Со(ІІ), Ni(II), Pd(II) апробовані при визначенні Паладію в конденсаторах та Pd-In покриттях ортопедичних стоматологічних матеріалів; Кобальту у вітаміні В12 та сплаві Er-Co-B; Нікелю в сплавах Er-Ni-B, Fe-Ni-Cr, а також вивчено міграцію іонів Ni(II), Pd(II) в модельні розчини із сплавів та покрить, що використовуються в ортопедичній стоматології.
Основний зміст дисертації викладено у роботах
Levytska G., Tymoshuk S., Bilyk O. Voltammetry of Co(II), Ni(II), Pd(II) and Zr(IV) ions with azodyes // Annals of Polish Chemical Sosiety. - 2004. - V.3. - P.326-329.
Особистий внесок здобувача: полярографічне дослідження іонів Co(II), Ni(II), Pd(II) у присутності азобарвників різної структури, становлення стійкості координаційних сполук, обговорення одержаних результатів з науковим керівником Левицькою Г.Д., дослідження полярографічної активності Zr(IV) з еріохромчервоним В проводилось Білик О.О., написання та оформлення статті спільно з Білик О.О.
Levytska G., Dubenska L., Tymoshuk S., Bilyk O. Voltammetry of complex compound of f- and d-metals with azodyes and their application for analysis // Annals of Polish Chemical Sosiety. - 2004. - V.3. - P.323-325.
Особистий внесок здобувача: розробка методик полярографічного визначення Кобальту, Нікелю та Паладію в складних об'єктах, обговорення одержаних результатів з науковим керівником Левицькою Г.Д., полярографічне визначення f-елементів проводилось Дубенською Л.О. та Білик О.О., написання та оформлення статті спільно із співавторами.
Левицька Г., Тимошук С., Возняк Л. Полярографія кальцесу та його комплексних сполук з іонами нікелю // Вопросы химии и химической технологии. - 2004. - №2. -С.14-17.
Особистий внесок здобувача: виготовлення розчинів та полярографічне дослідження кальцесу спільно з Возняк Л., вивчення оптимальних умов комплексоутворення іонів нікелю(ІІ) з кальцесом, розробка методики вольтамперометричного визначення нікелю у присутності кальцесу, обговорення одержаних результатів з науковим керівником Левицькою Г.Д., написання та оформлення статті.
Тимошук С., Левицька Г. Вольтамперометричне відновлення солохромового темно-синього на ртутному крапельному електроді // Вісн. Львів. ун-ту., Сер. хім.- 2004.- Вип.44.- С.127-132.
Особистий внесок здобувача: полярографічне дослідження солохромового темно-синього, вибір оптимальних умов полярографічного визначення солохромового темно-синього із водних розчинів, обговорення одержаних результатів з науковим керівником Левицькою Г.Д., написання та оформлення статті.
Левицька Г.Д, Тимошук С. Вольтамперометрія Pd(II) у присутності еріохромчервоного В // Вісн. Львів. ун-ту., Сер. хім.- 2003.- Вип.43.- С.114-119.
Особистий внесок здобувача: вольтамперометричне дослідження відновлення паладію у присутності еріохромчервоного В, вивчення оптимальних умов комплексоутворення та встановлення складу комплексної сполуки; обговорення одержаних результатів з науковим керівником Левицькою Г.Д., написання та оформлення статті.
Левицкая Г.Д. Тимошук С.В., Грицай В.М. Осциллографическая полярография комплексов палладия (ІІ) с тропеолином 0 // Журн. аналит. химии.- 2003.-Т. 58, №11.- С.1188-1191.
Особистий внесок здобувача: вибір оптимальних умов полярографічного визначення паладію у присутності тропеоліну 0, спектрофотометричні дослідження складу та стійкості комплексу паладію з тропеоліном 0 спільно з Грицаєм В.М., розробка методики визначення паладію у конденсаторах, обговорення одержаних результатів з науковим керівником Левицькою Г.Д., написання та оформлення статті.
Левицька Г.Д, Тимошук С.В, Ягнюк О.Й., Білик О.О., Копоть О.В. Вольтамперометричне відновлення іонів Ni(II) у присутності еріохромчервоного В // Вісн. Львів. ун-ту., Сер. хім.- 2002.- Вип.42.Ч.2. - С.55-57.
Особистий внесок здобувача: виготовлення розчинів спільно з Білик О.О., Копоть О.В., полярографічне дослідження еріохромчервоного В спільно з Ягнюк О.Й., вивчення оптимальних умов комплексоутворення іонів нікелю(ІІ) з еріохромчервоним В, розробка методики вольтамперометричного визначення нікелю у присутності еріохромчервоного В, обговорення одержаних результатів з науковим керівником Левицькою Г.Д., написання та оформлення статті.
Levytska G., Dubenska L., Tymoshuk S., Bilyk O. Voltammetry of complex compound of f- and d-metals with azodyes and their application for analysis // XLVII Zjazd Ptchem і SITPChem ( Wrocіaw, Польща, 12-17 вересня 2004р.). - Wrocіaw,2004. - Т.1 - К001.
Tymoshuk S., Levytska G., Features of the voltammetry of complex compounds Co(II), Ni(II), Pd(II) with azodyes // XLVII Zjazd Ptchem і SITPChem ( Wrocіaw, Польща, 12-17 вересня 2004р.). - Wrocіaw, 2004. - Т.1 - К009.
Тимошук С.В., Левицька Г.Д., Зінчук В.К. Визначення нікелю в біологічних субстратах // Всеукраїнська конференція “Прикладна фізична хімія” (Алушта, 14-18 вересня, 2004р.).- Алушта, 2004.-С.60.
Тимошук С.В., Левицька Г.Д. Вольтамперометрія комплексних сполук Co(II), Ni(II), Pd(II) з о,о'-дигідроксозаміщеними азобарвниками // Наукова рада НАН України з проблем “Аналітична хімія" (Дніпропетровськ, 24-27 травня 2004р.). - Дніпропетровськ, 2004.- С.50.
Тимошук С., Левицька Г., Федорова Г., Возняк Л. Вольтамперометрія кальцесу у присутності іонів Ni(II) // Зб. наук. праць: Дев'ята наук. конф. “Львівські хімічні читання - 2003” (Львів, 21-23 травня 2003).- Львів., 2003.- П16.
Levytska G., Dubenska L., Tymoshuk S.V., Bilyk O. Investigation of the process of the formation of d- and f-elements complexes with some azodyes // International scientific and practical conference “Spectroscopy in Special Applications” /SSA'2003 (Ukraine, Kyiv 18-21 June 2003р). - Kyiv, 2003. - P.51
Левицкая Г.Д. Тимошук С.В., Грицай В.М. Вольтамперометрическое определение Pd(II) в присутствии тропеолина 0 // Международный форум “Аналитика и аналитики” (Воронеж, Россия, 2-6 июнь 2003р.). - Воронеж, 2003.- С.219.
Левицкая Г.Д. Тимошук С.В., Ягнюк О.Й. Вольтамперометрическое определение Со(II) с использованием эриохромчерного Т и ериохромкрасного В // Международный форум “Аналитика и аналитики” (Воронеж, Россия, 2-6 июнь 2003р.). - Воронеж, 2003.- С.206
Levytska G.D., Tymoshuk S.V., Dubenska L.O., Poperechna N.P. Determination of cobalt and nickel in Eu-Co-Si, Eu-Ni-Si, Er-Ni-B ternary systems // VIII International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds (Lviv, Ukraine, September 25-28, 2002).- Lviv, 2002.- P.146.
АНОТАЦІЯ
Тимошук С.В. Вольтамперометричне визначення Co(II), Ni(II), Pd(II) у присутности о,о'-дигідроксозаміщених азобарвників.- Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.02.- аналітична хімія.- Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2005.
Дисертаційна робота присвячена дослідженню вольтамперометричної активності Co(II), Ni(II), Pd(II) у присутності азобарвників з наступним використанням одержаних результатів в аналітичній практиці. Вивчено вольтамперометричну поведінку о,о'-дигідроксозаміщених азобарвників: калькону та кальцесу. На підставі лінійної залежності Іпк - Сбарвника, що охоплює широкий концентраційний інтервал запропоновано достатньо чутливі, добре відтворювані методики визначення кальцесу та калькону (Cн?10-6М). Досліджено процес комплексоутворення іонів Co(II), Ni(II) та Pd(II) з еріохромчервоним В, еріохромчорним Т, кальконом, кальцесом та тропеоліном 0. Встановлено склад та стійкість комплексних сполук методами спектрофотометрії та вольтамперометрії. Чутливість вольтамперометричного визначення Co(II), Ni(II) та Pd(II) можна підвищити використовуючи пік відновлення комплексних сполук Ме-азобарвник. На підставі проведених досліджень розроблено методики вольтамперометричного визначення Co(II), Ni(II) та Pd(II) у водних розчинах із Сн ~ 10-7 моль/л. Правильність та відтворюваність результатів перевіряли методом “введено-знайдено”. Розроблені методики вольтамперометричного визначення іонів Со(ІІ), Ni(II), Pd(II) апробовані при визначенні Паладію в конденсаторах та Pd-In покриттях ортопедичних стоматологічних матеріалах; Кобальту у вітаміні В12 та сплаві Er-Co-B; Нікелю в сплавах Er-Ni-B, Fe-Ni-Cr, а також вивчено міграцію іонів Ni(II), Pd(II) в модельні розчини із сплавів та покрить, що використовуються в ортопедичній стоматології.
Ключові слова: вольтамперометрія, кобальт, нікель, паладій, азобарвники, чутливість, селективність, комплексна сполука.
SUMMARY
вольтамперометричний активність азобарвник чутливість
Tymoshuk S.V. Voltammetry determination of Co(II), Ni(II), Pd(II) in the presence of o,o'-dihydroxosubstitution azodyes.- Manuscript.
Thesis for obtaining the scientific degree of Candidate of Chemical Sciences. Speciality 02.00.02.- analytical chemistry. Ukraine State chemical-technological University. Dnipropetrovsk, 2005.
The thesis is devoted to investigation of the voltammetric activity of Co(II), Ni(II) and Pd(II) in the presence of the azodyes with further using of the obtained results in analytical practice. Voltammetic behavior of two azodyes, calcone and calcese, has been studied. Sencitive and well-reproductive methods of calcese and calcone determination (Clow=10-6mol/l) have been proposed using the linear dependence I -Cazodye, which lines in wide concentration region. The process of complex formation of Co(II), Ni(II) and Pd(II) with eriochrom-red B, eriochom-black T, calcone, calcese and tropeoline O has been investigated. The compositions and stability of the complex compounds have been established. The sensitivity of voltammetric determination of Co(II), Ni(II) and Pd(II) can be increased using reduction peak of complex compounds Me-azodye. Using the performed investigations the voltammetric methods of Co(II), Ni(II) and Pd(II) determination from aqueous solution with Clow ~ 10-7 M have been elaborated. The correctness and reproduction of the results were checked by the method “inserted-found”. The elaborated methods of voltammetric determination of Co(II), Ni(II) and Pd(II) were tested for palladium determination in condensers and Pd-In coverings of orthopedic materials; cobalt determination in vitamin B12 and Er-Co-B alloys; nickel determination in Er-Ni-B and Fe-Ni-Cr alloys. Also the migration of Ni(II) and Pd(II) into model solutions from the alloys and coverings, used in orthopedic stomatology has been studied.
Key words: voltammetry, cobalt, nickel, palladium, azodye, sensitivity, selectivity, complex compound.
АННОТАЦИЯ
Тимошук С.В Вольтамперометрическое определение Co(II), Ni(II), Pd(II) в присутствии о,о'-дигидроксозамещенных азокрасителей.- Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.02.- аналитическая химия.- Украинский государственный химико-технологический университет, Днепропетровск, 2005.
Диссертация посвящена исследованию вольтамперометрии ионов Co(II), Ni(II), Pd(II) в присутствии азокрасителей. Изучена вольтамперометрическая активность двух азокрасителей: калькона и кальцеса. Потенциалы пиков их восстановления зависят от кислотности среды. Значения критерия Семерано >0,5, а также энергии активации указывают на диффузионну природу тока, усложненную адсорбцией. С увеличением концентрации красителя высота пиков увеличивается. Прямолинейные участки Iпк - Скрасителя могут быть использованы для вольтамперометрического определения калькона и кальцеса с нижней границей определения 10-6 моль/л.
Комплексообразование ионов Co(II), Ni(II), Pd(II) изучалась при взаимодействии с пятью азокрасителями: эриохромкрасным В (ЭКВ), эриохромчерным Т (ЭЧТ), кальконом, кальцесом и тропеолином 0 (Тр0). Вольтамперометрическим и спектрофотометрическим методами установлено, что ионы Со(ІІ) и Ni(II) не образуют комплексных соединений с о-гидроксозамещенным азокрасителем Тр0.
На электронных спектрах поглощения о,о'-дигидроксозамещенных азокрасителей в присутствии Со(ІІ), Ni(II) и Pd(II) наблюдается смещение полосы поглощения комплексного соединения, в сравнении с поглощением азокрасителей. Оптимальное значение рН комплексообразования - 8,0 - 10,0 (аммиачный буферный раствор) для ионов Со(ІІ), Ni(II) и рН - 3,5 - 5,5 (ацетатный буферный раствор) в случае Pd(II). Методом амперометрического титрования и спектрофотометрическим методом установлено, что ионы Со(ІІ) и Ni(II) образуют комплексные соединения с ЭЧВ, ЭЧТ, кальконом и кальцесом состава 1:2, а ионы - Pd(II) - 1:1. Рассчитаны условные константы устойчивости соответственных комплексных соединений.
Восстановление комплексных соединений Со(ІІ) и Ni(II) с ЭКВ, ЭЧТ, кальконом, кальцесом и Pd(II) с Тр0 сопровождается возникновением дополнительных пиков на вольтамперограммах потенциалы которых сдвинуты катодно в сравнении с пиками восстановления азокрасителей. С увеличением рН раствора они смещаются в область отрицательных значений потенциалов. Отсутствие анодных пиков на циклических вольтамперограммах восстановления комплексных соединений свидетельствует о необратимости процесса восстановление. Значение критерия Семерано ДlgI/Дlgv > 0,5, энергии активации и вид электрокапиллярных кривых указывают на смешанную диффузионно-адсорбционную природу тока.
На вольтамперограмах растворов Pd(II) с о,о'-дигидроксозамещенными азокрасителями пика восстановление комплексного соединения не удается зафиксировать, что, по-видимому, связано с малой стойкостью образуемых комплексов.
Аналитический аспект проведенных физико-химических исследований процессов комплексообразования ионов Co(II), Ni(II) и Pd(II) в водных растворах с азокрасителями состоял в снижении границы определения кобальта до 510-7 М, никеля - 710-8 М, палладия - 210-7 М. С помощью подбора соответствующего реагента и кислотности среды показана возможность раздельного определения этих элементов в совместном присутствии. Так, например определение Ni(II) можно проводить при 10-кратных избытках Co(II), Pd(II), Pd(II) - при 200- и 80-кратных избытках Co(II) и Ni(II), Co(II) - при 60- и 100-кратных избытках Pd(II) и Ni(II).
По результатам исследований разработаны чувствительные, экспрессные методики вольтамперометрического определения кобальта, никеля и палладия в сложных объектах. На основании результатов исследований разработаны методы определения кобальта и никеля в сплавах Er-Ni(Co)-B, кобальта в витамине В12, палладия в конденсаторах и покрытиях зубных протезов, а также изучена миграция ионов никеля и палладия из сплавов и покрытий ортопедических материалов. Разработанные методики вольтамперометрического определения кобальта, никеля и палладия обладают хорошими метрологическими характеристиками, простые, надежные, позволяют анализировать образцы маленькой массы, не требуют предварительного отделения некоторых ионов.
Ключевые слова: вольтамперометрия, азокраситель, кобальт, никель, палладий, чувствительность, избирательность, комплексное соединение.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Апробація варіанту методики визначення йодиду і йоду при спільній присутності з паралельних проб за допомогою використання електрохімічного окислення. Визначення втрати продуктів електромеханічного окислення за відсутності комплексоутворюючих іонів.
курсовая работа [82,5 K], добавлен 25.06.2011Вивчення можливості визначення спектрофотометрії йодату і перйодату при спільній присутності за допомогою використання редокс-реакції. Апробація варіанту спільного окислення йодату і пейодату на платиновому електроді. Міра окислення індивідуальних іонів.
дипломная работа [647,9 K], добавлен 25.06.2011Визначення концентрації парів легких органічних сполук при їх спільній присутності в газових викидах на промислових підприємствах методом капілярної газорідинної хроматографії. Аналітичний огляд методів визначення мікрокількостей акролеїну в повітрі.
курсовая работа [967,0 K], добавлен 04.06.2015Огляд електрохімічних методів аналізу. Електрохімічні методи визначення йоду, йодатів, перйодатів. Можливість кулонометричного визначення йодовмісних аніонів при їх спільній присутності. Реактиви, обладнання, приготування розчинів, проведення вимірювань.
дипломная работа [281,1 K], добавлен 25.06.2011Стадії протікання реакції епіхлоргідрина з гідроксилвмісними сполуками. Константи швидкості реакції оцтової кислоти з ЕХГ в присутності ацетату калію. Очищення бензойної кислоти, епіхлогідрин. Методика виділення продуктів реакції, схема установки.
курсовая работа [702,8 K], добавлен 23.04.2012Фотометричне визначення вуглеводів з антроновим реагентом та пікриновою кислотою. Дослідження етанолу на визначення цукрів. Вплив етанолу на визначення цукрів з антроновим реагентом. Оцінка збіжності, відтворюваності та правильності результатів аналізу.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 05.09.2010Методи синтезу поліаніліну, характеристика його фізико-хімічних та адсорбційних властивостей, способи використання в якості адсорбенту. Електрохімічне окислення аніліну. Ферментативний синтез з використанням полісульфокислот в присутності лаккази.
курсовая работа [810,7 K], добавлен 06.11.2014Якісний аналіз нікелю. Виявлення нікелю неорганічними та органічними реагентами, методи його відділення від супутніх елементів. Гравіметричні методи та електровагове визначення. Титриметричний метод визначення нікелю з використанням диметилдіоксиму.
курсовая работа [42,5 K], добавлен 29.03.2012Метод високоефективної рідинної хроматографії для кількісного визначення синтетичних барвників в харчових продуктах. Спектрофотометричне визначення наявності барвників в карамелі. Спектрофотометрія, йодометричне визначення брильянтового зеленого.
реферат [18,5 K], добавлен 10.12.2013Основи теорії атмосферної корозії. Гальванічний спосіб нанесення цинкового покриття. Лакофарбові покриття. Методи фосфатування поверхні перед фарбуванням. Методика визначення питомої маси, товщини, адгезійної міцності та пористості. Розрахунок витрат.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.03.2013Методика фотометричного визначення поліфосфатів, фосфору загального і розчинених ортофосфатів (фосфат-іонів) у перерахунку на РО4 у пробах питних, природних і стічних вод при масових концентраціях. Обчислення та оцінка результатів вимірювання.
методичка [153,4 K], добавлен 10.11.2013Аналітичні властивості та поширення d-елементів IV періоду у довкіллі. Методи якісного та фотометричного хімічного аналізу. Експериментальна робота по визначенню йонів Ферум (ІІІ) та йонів Купрум (ІІ), аналіз та обговорення результатів дослідження.
дипломная работа [112,0 K], добавлен 16.03.2012Причини забруднення фумарової кислоти після синтезу шляхом окиснення фурфуролу хлоратом натрію в присутності п’ятиокису ванадію. Шляхи її очищення, етапи даного технологічного процесу та оцінка його ефективності. Опис системи контролю та керування.
контрольная работа [18,0 K], добавлен 02.09.2014Загальна характеристика Сульфуру, його сполук. Характеристика простих речовин Сульфуру. Визначення рН. Дослідження розчинності препаратів в органічних розчинниках. Визначення рН водних суспензій. Якісні реакція на виявлення сульфуру, сульфатів, сульфітів.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 30.11.2022Магнітний залізняк та його властивості. Загальна характеристика методу перманганатометрії. Методи визначення заліза в магнітному залізняку. Визначення заліза дихроматним методом. Методика перманганометричного визначення заліза у магнітному залізняку.
курсовая работа [33,3 K], добавлен 05.02.2008Рідкоземельні елементи і їхні властивості та застосування, проблема визначення індивідуальних елементів, спектрометричне визначення компонентів, реагент хлорфосфоназо. Побудова графіків залежності світопоглинання та складання різних систем рівнянь.
дипломная работа [425,0 K], добавлен 25.06.2011Стандартна (йодометрична) та спектрофотометрична методики визначення вмісту хлоратів у воді. Можливості індикаторної системи N,N-діетиланіліну для кольорометричного і візуального тест-визначення хлоратів. Реагенти та діапазон визначуваних концентрацій.
презентация [971,5 K], добавлен 02.12.2014Хімічний склад, фізико-хімічні властивості та значення кислотності молока. Визначення титрованої кислотності незбираного молока. Залежність між активною та титрованою кислотністю продукту. Методика та послідовність визначення кислотності молока.
курсовая работа [35,4 K], добавлен 13.12.2015Актуальність визначення металів та застосування реагенту оксихіноліну для їх визначення. Загальна його характеристика. Правила методик визначення з оксихіноліном, аналітичні методи. Застосування реагенту в медиціні, при розробці нових технологій.
курсовая работа [55,0 K], добавлен 11.05.2009Якісний аналіз об’єкту дослідження: попередній аналіз речовини, відкриття катіонів та аніонів. Метод визначення кількісного вмісту СІ-. Встановлення поправочного коефіцієнту до розчину азоткислого срібла. Метод кількісного визначення та його результати.
курсовая работа [23,1 K], добавлен 14.03.2012