Сорбционное извлечение свинца (II) из печени

Размещено на http://www.allbest.ru/

Бакинский государственный университет

Азербайджанский медицинский университет

СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ СВИНЦА(П) ИЗ ПЕЧЕНИ

Алиев Эльчин Габиль докторант, Бахманова Фидан Нариман К.х.н.,

Гамидов Сахиль Захид К.х.н., доц., Рзаева Сурая Джаббар К.х.н.,

Гаджиева Гюльшан Яхья К.х.н., Халилов Видади Гейдар К.б.н., доц.

Гусейнова Назиля Садых

Abstract

Aliyev E.H., Graduate student, head of Central Laboratory of “Azersu ” OJS Company Bahmanova F.N. PhD, Baku State University Hamidov S.Z. PhD, doc., Baku State University Rzayeva S.J. Ph.D., Azerbaijan Medical University Hajiyeva G. Y. Ph.D., Azerbaijan Medical University Halilov V.H., Ph.D., doc., Azerbaijan Medical UniversityHuseynova N.S. Azerbaijan Medical University

SORPTION EXTRACTION OF LEAD (II) FROM LIVER

A new sorbent, based on a copolymer of maleic anhydride with styrene, modified with diaminobenzidine was synthesized. The conditions for the preliminary concentration of Pb (II) with synthesized sorbent were studied. A sorption isotherm of lead (II) ions with a sorbent was constructed. It was established that with increasing lead concentration in the solution, the amount of sorbed metal increases, and at a concentration of 6 * 10^-2 mol / l it becomes maximum (pH = 5, Сгь+²=6- 10^-3 mol/l, sorption capacity = 515 mg/g). The effect of different mineral acids (HClO4, H2SO4, HNO3, HCl) with the same concentrations on the desorption of lead (II) from the sorbent was also studied. The maximum desorption of lead (II) was observed in perchloric acid. The degree of extraction of lead (II) ions under optimal conditions exceeds 95%.

Key words: determination, sorption, lead, desorption, liver

Аннотация

свинец сорбент сорбция сополимер

Синтезирован новый сорбент, на основе сополимера малеинового ангидрида со стиролом, модифицированного диаминобензидином. Исследованы условия предварительного концентрирования Pb(II) с использованием синтезированного сорбента. Построена изотерма сорбции свинца(П) с сорбентом. Установлено, что с увеличением концентрации свинца в растворе увеличивается количество сорбированного металла, а при концентрации равной 6 * 10^-3 моль/л становится максимально (pH=5, C_Pb+²=6-10-³ моль/л, сорбционная емкость=515 мг/г). Также было изучено влияние разных минеральных кислот (HCl0₄, H₂S0₄, HN0₃, HCl) с одинаковыми концентрациями на десорбцию свинца(П) из сорбента. Максимальная десорбция свинца(П) наблюдается в хлорной кислоте. Степень извлечения ионов свинца(П) при оптимальных условиях превышает 95%.

Ключевые слова: определение, сорбция, свинец, десорбция, печень.

Основная часть

В настоящее время одной из глобально экологических проблем является загрязнение окружающей среды. Тяжелые металлы - основные загрязняющие вещества, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Свинец является токсичным элементом, пагубно влияющим на организм человека. По степени воздействия на живые организмы свинец отнесен к классу высоко опасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, селеном, цинком, фтором и бензапиреном. Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. Большая часть свинца поступает с продуктами питания (от 40 до 70 % в разных странах и по различным возрастным группам), а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинецсодержащей краски или загрязненной свинцом почвы.

Известен ряд способов извлечения свинца из природных и технологических объектов в частности с сорбентами. У многих известных сорбентов имеются определенные недостатки [1 - 4]. Низкая степень сорбции [1], некоторые сорбенты не поглошают металл при комнатной температуре, нужно нагревать до определенной температуры [3]; у большинства сорбентов низкая сорбционная емкость [2, 4].

Для определения и выделения свинца из природных и промышленных объектов путем концентрирования часто используют природные и синтетические сорбенты. В качестве синтетического сорбента для концентрирования и определения свинца(11) в настоящее время чаще всего используют хелатообразующие сорбенты [57].

Цель в настоящей работе - исследовать сорбцию свинца(11) хелатообразующим сорбентом на основе сополимера малеинового ангидрида со стиролом, синтезированным путем модификации сополимера диаминобензидином.

Экспериментальная часть

Реагенты и растворы. В работе применен полимерный хелатообразующий сорбент на основе сополимера малеинового ангидрида со стиролом. Сорбент синтезирован модифицированием сополимера с диаминобензидином по известной методике [8].

В работе использованы стандартный раствор РЬ(11) с концентрацией 100 мг/л производства «Мегск» с чистотой 99.99%. Для создания необходимой кислотности использовали фиксанал НС1 (pH 1-2) и аммиачно-ацетатные буферные растворы (pH 3-11). Ионную силу раствора сохраняли постоянной с использованием хлорида калия (ч.д.а).

Аппаратура. Кислотность раствора контролировали на рН-метре PHS-25. Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре Optima 2100.

Результаты и их обсуждение

Для определения микроколичеств ионов свинца(11) исследованы условия предварительного концентрирования его с использованием синтезированного хелатообразующего сорбента и определены оптимальные условия концентрирования.

Влияние рН на сорбцию. Изучено влияние рН на концентрирование Pb(II) с хелатообразующим сорбентом в диапазоне рН 1,0-10,0. Результаты исследования показали, что количественное извлечение достигается при рН 5,0. При рН<4 низкая степень извлечения может быть связана с протонизацией функциональных групп сорбента и малой степенью набухаемости полимера. При увеличении рН жидкой фазы набухаемость таких полимерных сорбентов увеличивается, и в результате создаются благоприятные условия для взаимодействия ионов Pb(II) с координационноактивными группами в составе макромолекулы. В водных растворах при рН>8 ионы Pb(II) подвергаются гидролизу и наряду с катионной формой могут присутствовать в виде гидроксокомплексов [9]. При более высоких значениях рН ускоряется гидролиз и вследствие этого степень сорбции Pb(II) постепенно уменьшается.

Сорбционную способность сорбента исследуют в статических условиях. К 50 мг сорбента добавляют раствор свинца и оставляют в буферной среде при рН 1,0-10,0. Смесь отфильтровывают и концентрацию ионов Pb(II) в растворе после сорбции определяют по предварительному построенному градуированному графику и рассчитывают сорбционную емкость сорбента. Результаты при различных значениях рН среды приведены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние рН на сорбцию Pb(II) с хелатообразующим сорбентом

Все дальнейшие исследования проводилось при рН 5,0.

Влияние концентрации свинца(П) на процесс сорбции. Чтобы определить оптимальные условия сорбции свинца(11) с полученным сорбентом было проведено исследование зависимости сорбционной емкости от концентрации свинца (II). Результаты были приведены в таблице 2. Была построена изотерма сорбции (рис. 1).

Таблица 2

С увеличением концентрации свинца в растворе увеличивается количество сорбированного металла, а при концентрации равной 6 * 10^-2 моль/л становится максимально (pH=5, Сръ⁺² =6 * 10^-2 моль/л, Vж.ф.=20 мл, Шсорб.=0,05 г, СЕ=515 мг/г).

Влияние ионной силы. Изучено влияние ионной силы на сорбцию. Увеличение ионной силы до 0,8 моль/л не заметно влияет на сорбцию. Последующее увеличение приводит к значительному уменьшению сорбции. Это связано с тем, что с увеличением ионного окружения функциональных групп уменьшается возможность комплексообразования свинца(11). Также была исследована зависимость сорбции от времени. Полная сорбция свинца(11) происходит через 2 часов, при статических условиях.

Изучение десорбции. Изучено влияние разных минеральных кислот (HCIO4, H2SO4, HNO3, HCl) с одинаковыми концентрациями на десорбцию ионов свинца(11) из сорбента. Установлено, что максимальная десорбция свинца(11) происходит в 1,0 М хлорной кислоте.

Влияние скорости потока растворов пробы и элюента. Раствор свинца пропускали через миниколонку, содержащую 100 мг сорбента, со скоростью 1-5 мл/мин. В результате анализа было установлено, что оптимальная скорость потока равна 1,0 мл/мин. Максимальная десорбция поглощенных ионов Pb(II) происходит при скорости потока элюента 1 мл/мин. В дальнейшие исследование в качестве элюента использовали 5,0 мл 1,0 М HCIO4 при скорости потока 1,0 мл/мин.

Разработанная методика применена для выделения свинца(11) из печени.

Ход анализа

У крысы в течении 21 дня был создан гипотиреоз в Тиразоле. Затем в течении 20 дней крысу кормили Pb(NO3)2. После этого печень крысы сушили при комнатной температуре в течение 2-3 недель. Затем сжигали в муфельной печи. Полученную золу (0,03 г) переводили в химический стакан, добавляли 3 мл HCl и 1 мл HNO3. Нагревали на магнитной мешалке, иногда перемешивая. После полного растворения золы, содержимое переводили в колбу емкостью 20 мл, разбавляли дистиллированной водой до метки. Отфильтрованный раствор подкисляют 5,0 мл HNO₃ (1:1) и пропускают через миниколонку со скоростью потока 1,0 мл/мин. Сорбированные ионы элюируют 5,0 мл 1,0 м HClO₄. Содержание концентрации Pb(II) в растворе элюата определяют по предварительно построенному градуированному графику. Полученные результаты представлены в табл.3.

Таблица 3

Результаты определения свинца(П) из печени (n=5, Р=0, 95)

Установлены оптимальные условия оптимальных условиях концентрирования ионы концентрирования ионов свинца(П) полимерным свинца количественно сорбируются (R>95%). сорбентом. Исследование показало, что в

Список литературы

1. Onwu, F. K.; Ogah, S. P. I. Studies on the effect of pH on the sorption of cadmium (II), nickel (II), lead (II) and chromium (VI) from aqueous solutions by African white star apple (Chrysophyllum albidium) shell // African Journal of Biotechnology (2010), 9(42), 7086-7093.

2. Sahoo, Himadri B husan; T ripathy, Subhasish; Equeenuddin, Sk. Md.; Sahoo, Prafulla Kumar. Utilization of ochre as an adsorbent to remove Pb(II) and Cu(II) from contaminated aqueous media // Environmental Earth Sciences (2014), 72(1), 243-250.

3. Oves, Mohammad; Khan, Mohammad Saghir; Zaidi, Almas. Biosorption of heavy metals by Bacillus thuringiensis strain OSM29 originating from industrial effluent contaminated north Indian soil // Saudi Journal of Biological Sciences (2013), 20(2), 121-129.

4. Pyrzynska, Krystyna; Stafiej, Anna. Sorption Behavior of Cu(II), Pb(II), and Zn(II) onto Carbon Nanotubes // Solvent Extraction and Ion Exchange (2012), 30(1), 41-53. (ST)

5. Алиева Р.А., Абилова У.М., Гусейнова Н.С., Чырагов Ф.М. Сорбционно-фотометрическое определение свинца в печени крупного рогатого скота // Журнал аналитической химии, 2017, том 72, №11, с. 1006-1011.

6. Aliyeva R.A., Huseynova N.S., Abilova U.M., iskandarov Q.B., Chyiragov F.M. Determination of Lead (II) in Liver Corpse of a Slaughtered Cattle with Preconcentration on a Chelating Sorbent // American Journal of analytical Chemisty, 2016, №7, 617-622.

7. Алиева Р.А., Абилова У.М., Гусейнова Н.С., Искендеров Г.Б., Чырагов Ф.М. Определение свинца в печени с предварительным концентрированием на хелатообразующем сорбенте // Azarbaycan aczagiliq va farmakoterapiya jurnali. 2015, №2. Sah. 29-32.

8. Алиева Р.А., Чырагов Ф.М., Гамидов С.З. Сорбционное исследование меди (II) полимерным сорбентом // Журн. химические проблемы. 2006. № 4. С. 161-163.

9. Турова Н.Я. Справочные таблицы по неорганической химии / Под ред. Тамм Н.С. Л.: Химия, 1977. с. 116

Размещено на Allbest.ru