Сорбционно-фотометрическое определение меди(I) с использованием кремнезёмов, модифицированных 2,2’-дихинолин-4,4’-дикарбоновой кислотой.

Логинова Д.С.

Сибирский Федеральный Университет,

Красноярск, Россия.

Студент IV курса.

LoginovaD@mail.ru

Научный руководитель: Дидух С.Л.

При анализе сложных анализируемых объектов определение микроколичеств меди требует их предварительного концентрирования. Среди методов концентрирования наибольший интерес представляет сорбционный. Для концентрирования меди наибольший интерес представляют сорбенты на основе кремнезёмов. Такие сорбенты обладают рядом преимуществ: имеют большую избирательность по отношению к переходным металлам, в том числе и к меди; не подвержены набуханию, обеспечивают весьма высокую скорость массообмена, обладают химической стойкостью и механической прочностью. Для сорбционного концентрирования и последующего сорбционно-фотометрического определения меди(I) предложен сорбент на основе оксида кремния, модифицированного полигексаметилен гуанидином и 2,2'-дихинолин-4,4'-дикарбоновой кислотой (SiO₂-ПГМГ-Cuproin).

При взаимодействии меди(I) с купроином образуется комплексное соединение фиолетового цвета на поверхности силикагеля, модифицированного ПГМГ.

На поверхности кремнезема, предварительно обработанного ПГМГ, достигается эффективное закрепление Cuproin в широком диапазоне рН4-6. Сорбционная емкость по Cuproin составляет 0,01 ммоль/г.

SiO₂-ПГМГ-Cuproin количественно (степень извлечения ≥99%) извлекает медь(I) в диапазоне рН 4-8 с временем установления сорбционного равновесия, не превышающем 10 мин. Диапазон рН максимального извлечения ионов металлов совпадает с диапазоном рН образования комплексов меди(I) с Cuproin в водных растворах. В процессе сорбции сорбент окрашивается в фиолетовый цвет, что свидетельствует об образовании комплексного соединения металла с функциональными группами 2,2'-дихинолин-4,4'-дикарбоновой кислотой, закрепленными на поверхности сорбента. Как известно, в процессе комплексообразования медь(II) окисляется до меди(I), образуя комплекс состава Cu:Cuproin в стехиометрии 1:2.

Спектры диффузного отражения поверхностных комплексов меди представляют собой широкую бесструктурную полосу с максимумом полосы поглощения при 560 нм. Максимальная интенсивность окраски поверхностных комплексов меди наблюдается при рН 5-6. С повышением содержания меди на поверхности сорбентов в спектре диффузного отражения пропорционально возрастает интенсивность полос при 560 нм.

Полученный сорбент SiO₂-ПГМГ-Cuproin количественно извлекает медь(I) из растворов при рН 6 – 7 в течение 10 минут. При этом интенсивность окраски возрастает пропорционально увеличению содержания меди в фазе сорбента.

Образование интенсивно окрашенных комплексов Cu(I) на поверхности сорбентов использовано при разработке методики её сорбционно-фотометрического определения.

Линейность градуировочного графика сохраняется для концентрации меди(I) до 5 мкг на 0,1 г сорбента SiO₂. Предел обнаружения, рассчитанный по 3S-критерию, равен 0,02 мкг меди(I) на 0,1 г сорбента. Относительное стандартное отклонение при определении более 2 мкг меди(I) не превышает 0,07.

Определению 2 мкг меди(I) на 0,1 г сорбента при рН 6 не мешают в кратных количествах: 10³ – натрия, кальция(II),магния(II), стронция(II), 50 железа(II), 50 свинца(I), 25 алюминия(II), 5 хрома(II), 12 кобальта(III), 32500 сульфат-анионы, 32500 карбонат-анионы.

Показано, что методика сорбционно-фотометрического определения меди(I) с купроином характеризуется более низким пределом обнаружения и более широким диапазоном концентраций градуировочного графика.