Аналитические тест-системы в практике анализа экотоксикантов в природных объектах
Безинструментальные методы аналитической химии. Создание модифицированных сорбентов. Контроль объектов окружающей среды и определение нормируемых компонентов в воде, растительных и почвенных вытяжках. Разработка методики определения ионов металлов.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2018 |
| Размер файла | 22,4 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/
аналитические тест-системы в практике анализа экотоксикантов в природных объектах
А.В Колташева, И.Г Первова, Т.И.Маслакова, Т. В Скорых., И.Н. Липунов
(Уральский государственный лесотехнический университет)
В настоящее время безинструментальные методы аналитической химии (тест-методы или экспресс-методы) находят все большее применение при анализе структурных компонентов природных биогеоценозов, главным образом, водоемов, почвенных и растительных вытяжек, а также промышленных объектов. Потребность в тест-средствах весьма значительна. В основе тест-определения экотоксикантов лежат чувствительные и селективные химические реакции, и результат анализа может быть получен либо визуально, либо путем простейших измерений (длина окрашенной зоны, число капель), либо с использованием миниприборов, также весьма простых в обращении. Применение комбинированных аналитических методов, сочетающих сорбционное концентрирование и последующее определение в твердой фазе с помощью органических реагентов, оказывается очень эффективным: снижается предел обнаружения, устраняется и значительно уменьшается влияние макрокомпонентов, что повышает точность анализа.
В работе проведено систематическое и полипараметрическое исследование химико-аналитических характеристик бензоксазолил-, бензтиазолил-, бензилбензимидазолилформазанов с ионами Cu(II), Ni(II), Zn(II), Cd(II), Hg(II), Zr(III), Pb(II), позволившее установить избирательные комплексообразующие свойства функционально-аналитических группировок формазанов в растворе и на твердой фазе силикагеля ДИАСОРБ-100-ТА, ДИАСОРБ-250-АМИН, полиметакрилатной, льняной, бязевой, фланелевой матриц.
Примененные нами подходы для создания аналитических систем «реагент-матрица» с использованием разных форматных аранжировок (твердофазная спектроскопия и визуальное детектирование) и процедурных приемов позволили разработать привлекательные с позиции чувствительности, избирательности, оперативности и надежности твердофазно-спектроскопические и тест-методики для определения ионов Cd(II) и Pb(II) с помощью 1-(п-бромфенил)-3-фенил-5-(бензоксазол-2-ил)- (БФФ) и 1- енил-3-изопропил-5-(бензилбензими-дазол-2-ил) формазана (ФИФ) на природной матрице бязи (таблица). Определению ионов кадмия(II) не мешают массовые концентрации Co(II), Ni(II), Sc(III), Zn(II) в соотношении 5:1; определению свинца(II) - массовые концентрации Zn(II), Ni(II), Co(II), Cd(II), Cu(II) в соотношении 5:1.
Установлена принципиальная возможность определения ионов Cu(II) и Zn(II) модифицированной 1-(2-гидрокси-4-нитрофенил)-3-этил-5-(бензилбензимидазол-2-ил)формазаном (ГНФ) полиметакрилатной матрицей.
Получены хромогенные системы на основе бязи для определения ионов Hg(II), Zr(III) методом их предварительного извлечения из водных растворов с последующим «проявлением» 1-(4-бромфенил)-3-этил-5-(бензилбензимидазол-2-ил)формазаном (БФЭФ).
Характеристика разработанных тест-систем (n=3-5;P=0.95)
|
Определяемый ион |
Реагент/матрица |
Диапазон определяемых содержаний / ПрО, мг/л |
Время анализа, мин |
Способ детектирования |
|
|
Cd(II) |
БФФ / бязь |
0,03-1,00 / 0,007 |
15 |
ТСО |
|
|
0,03-1,00 / 0,015 |
10 |
ТО |
|||
|
Pb(II) |
ФИФ / бязь |
0,03-1,00/ 0,091 |
15 |
ТСО |
|
|
0,03-1,00 / 0,015 |
10 |
ТО |
|||
|
Cu(II) |
ГНФ / поли-метакрилатная |
?40-100 |
20 |
ТО |
|
|
Zn(II) |
?40-100 |
20 |
ТО |
||
|
Hg(II) |
БФЭФ/ бязь |
0,1 - 1 / 0,05 |
10 |
ТО |
|
|
Zr(III) |
0,1 - 1 / 0,05 |
10 |
ТО |
||
|
Ni(II) |
БОФ/силикагель |
30-100 / 0,5 |
1 |
ТО |
|
|
Cd(II) |
2-ОН-БТФ/силикагель |
0.3-1 / 0.005 |
15 |
ТО |
|
|
Cd(II) |
2-ОН-БОФ/ ПОЛИОРГС-34н |
0,1-1/0,01 |
10 |
ТО |
ПрО - предел обнаружения; ТСО - твердофазно-спектроскопическое определение, ТО - тест-определение по интенсивности окраски реакционной зоны матрицы.
На основании проведенных исследований разработаны и запатентованы методики твердофазно-спектроскопического и тест-определения ионов Ni(II) и Cd(II) иммобилизованными на силикагеле 1-(4-сульфо-фенил)-3-метил-5-(бензоксазол-2-ил)- (БОФ) и 1-(2-гидрокси-5-сульфо-фенил)-3-метил-5-(бензтиазол-2-ил)формазанами (2-ОН-БТФ), соответственно [1, 2].
Для определения ионов Ni(II) индикаторный порошок, модифицированный реагентом БОФ, вносят в пробу, перемешивают в течение 3 минут и определяют концентрацию по интенсивности окраски сорбента, используя цветовую шкалу. Определению ионов Ni(II) не мешает присутствие Со(II), Pb(II), ионы щелочных и щелочно-земельных металлов в соотношении 1:5.
В случае определения содержания Cd(II) реализован вариант индикаторной трубки, позволяющий повысить чувствительность аналитического эффекта. Определение металла проводят по интенсивности окраски реакционной зоны индикаторного сорбента, содержащего 2-ОН-БТФ, после пропускания через него анализируемого раствора. Продолжительность анализа составляет не более 15 минут. Определению Cd(II) не мешают ионы Co(II), Ni(II), Sc(III), Yb(III) в соотношении 1:10.
При использовании в качестве твердой фазы волокна ПОЛИОРГС-34н удалось добиться повышения чувствительности определения за счет предварительного концентрирования продуктов реакции в фазе сорбента с последующей «проявкой» раствором реагента. Так, разработана и аттестована в НИИ метрологии (г. Екатеринбург, свидетельство № 224.01.17.042/2008) методика тест-определения ионов Cd(II) на волокне ПОЛИОРГС-34н с последующим проявлением сорбируемых ионов раствором 1-(2-гидрокси-5-нитрофенил)-3-изопропил-5-(бензоксазол-2-ил)формазана (2-ОН-БОФ).
Процесс создания модифицированных сорбентов не отягощен рядом технологических сложностей, что позволяет его легко масштабировать в условиях реального производства. Представленные методики определения ионов металлов позволяют обойти вопросы, связанные с трудоемкостью и длительностью проведения анализа. Такое качество, как простота исполнения анализа, освобождает от необходимости подготовки квалифицированных специалистов.
Таким образом, тест-системы могут стать незаменимыми при контроле объектов окружающей среды и определении важнейших нормируемых компонентов в воде, растительных и почвенных вытяжках (прежде всего в полевых условиях); при контроле за качеством пищи, в том числе питьевой воды и напитков; в критических ситуациях, когда нужно быстро определить состав воды и биологических объектов (растительности) после промышленной катастрофы или природного катаклизма.
аналитический химия ион металл
Библиографический список
1. Индикатор для определения ионов никеля(II) в растворе: пат. 2368896 Рос. Федерация. №2008118016/04, заявл. 05.05.2008; опубл. 27.09.2009, Бюл. № 27.
2. Индикатор для определения ионов кадмия (II) в растворе: пат. 2368897 Рос. Федерация. №2008118017/04, заявл. 05.05.2008; опубл. 27.09.2009, Бюл. № 27.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика, классификация и химические основы тест-систем. Средства и приёмы анализа различных объектов окружающей среды с использованием тест-систем. Определение ионов кобальта колориметрическим методом из растворов, концентрации ионов меди.
дипломная работа [304,6 K], добавлен 30.05.2007Тест-системы определения металлов в объектах окружающей среды. Перечень и характеристика химических реактивов, применяемых в исследованиях. Определение содержания ионов никеля колориметрическим методом в растворах заданной концентрации.
курсовая работа [296,6 K], добавлен 14.05.2007Синтез и изучение свойств модифицированных силикагелей. Применение модифицированных кремнеземов в аналитической химии. Методика фотометрического определения металлов в водной фазе. Изучение сорбционных характеристик модифицированного силикагеля.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 14.10.2013Теоретическая основа аналитической химии. Спектральные методы анализа. Взаимосвязь аналитической химии с науками и отраслями промышленности. Значение аналитической химии. Применение точных методов химического анализа. Комплексные соединения металлов.
реферат [14,9 K], добавлен 24.07.2008Медь и её содержание в живой природе и полезных ископаемых. Определение содержания ионов меди в воде реки методом фотоэлектроколориметрии. Методика определения качества природных вод в школьном кабинете химии и результаты колориметрического анализа.
лабораторная работа [68,6 K], добавлен 25.03.2013Методы определения металлов. Химико-спектральное определение тяжелых металлов в природных водах. Определение содержания металлов в сточных водах, предварительная обработка пробы при определении металлов. Методы определения сосуществующих форм металлов.
курсовая работа [24,6 K], добавлен 19.01.2014Определение малых количеств (следов) веществ в аналитической химии. Содержание примесей в чистых металлах и оптические методы их анализа. Теория и практика измерения мутности. Турбидиметрия и нефелометрия. Современные мутномеры, область их приминения.
курсовая работа [606,8 K], добавлен 10.01.2010Методы определения хлорат-иона. Титриметрический, спектрофотометрический, хроматографический, потенциометрический, полярографический, амперометрический метод. Чувствительность методики, хлорат-иона в речной воде. Загрязнение хлоратами природных водоёмов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.06.2017Целлюлоза как сорбент в аналитической химии. Флуориметрическое определение металлов с использованием тиосемикарбазонов. Использование тиосемикарбазонов в хроматографических методах анализа. Изучение влияния кислотности среды на процесс сорбции металлов.
дипломная работа [233,3 K], добавлен 14.10.2013- Разработка простой в исполнении титриметрической методики определения хлорат-ионов в природных водах
Разработка и апробация простой в исполнении титриметрической методики определения хлорат-ионов в природных водах, позволяющей определять их концентрацию на уровне предельно допустимых концентраций. Её избирательность и метрологические характеристики.
дипломная работа [726,5 K], добавлен 26.07.2017 Анализ рынка сорбентов драгоценных металлов и сорбционных систем. Обзор существующих предприятий-производителей и поставщиков. Оценка рынка, выбор сегмента. Стратегия позиционирования. Описание установки синтеза сорбентов. Охрана труда и окружающей среды.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 10.01.2013Обзор методов качественного и количественного определения нитрит-ионов. Характеристика и особенности разнообразия методов определения нитрит-ионов. Метрологические особенности и погрешности тест-методов. Тестовое хемосорбционное определение нитрит-иона.
курсовая работа [91,9 K], добавлен 30.10.2009Проведение качественного анализа смеси неизвестного состава и количественного анализа одного из компонентов по двум методикам. Методы определения хрома (III). Ошибки определения по титриметрическому и электрохимическому методу и их возможные причины.
курсовая работа [130,8 K], добавлен 17.12.2009Контроль качества пищевых продуктов как основная задача аналитической химии. Особенности применения атомно-абсорбционного метода определения свинца в кофе. Химические свойства свинца, его физиологическая роль. Пробоподготовка, методики определения свинца.
курсовая работа [195,2 K], добавлен 25.11.2014Химическая характеристика хлорид-иона, особенности его реакционной способности и степень вреда для окружающей среды. Наиболее частые пути попадания хлорид-иона в атмосферу, почву и воду, основные методы его определения и химической нейтрализации.
курсовая работа [597,1 K], добавлен 13.10.2009Модификация природных цеолитов нерастворимыми комплексами и органическими соединениями. Реакции ионного обмена на цеолитах. Определение статической обменной емкости сильнокислого катионита, сорбционной способности ионов при различной кислотности.
курсовая работа [123,4 K], добавлен 15.10.2012Специфика аналитической химии сточных вод, подготовительные работы при анализе. Методы концентрирования: адсорбция, выпаривание, вымораживание, выделение летучих веществ испарением. Основные проблемы и направления развития аналитической химии сточных вод.
реферат [171,6 K], добавлен 08.12.2012Сравнительный анализ способов извлечения фенольных веществ, характеристика метода твердофазной экстракции, параметры хроматографического определения фенолкарбоновых кислот и флавоноидов в растительных объектах. Методы экстракции фенольных соединений.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 24.09.2012Понятие количественного и качественного состава в аналитической химии. Влияние количества вещества на род анализа. Химические, физические, физико-химические, биологические методы определения его состава. Методы и основные этапы химического анализа.
презентация [59,0 K], добавлен 01.09.2016Проблема загрязнения окружающей среды химическими веществами - продуктами техногенеза. Определение содержания кислоторастворимых форм металлов (свинец, медь, цинк, никель, железо) в пробах почв Тульской области методом атомно-абсорбционной спектроскопии.
курсовая работа [805,1 K], добавлен 23.08.2015
