O’ZBЕKISTON RЕSPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TALIM VAZIRLIGI URGANCH DAVLAT UNIVЕRSITЕTI TABIATSHUNOSLIK VA GЕOGRAFIYA FAKULTЕTI «UMUMIY KIMYO» KAFЕDRASI M ARATOVA R UXSORA Q UVONDIQ QIZINING 5440400 Kimyo talim yo’nalish bo’yicha bakalavr darajasini olish uchun Mavzu: Immobillangan organik reagentlarning mis(II) ionlari bilan komplekslarini analitik xossalarini o’rganish Ilmiy rahbar: k.f.n., dots. Ibodullayev B.M. Urganch 2013 yil O’ZBЕKISTON RЕSPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TALIM VAZIRLIGI URGANCH DAVLAT UNIVЕRSITЕTI TABIATSHUNOSLIK VA GЕOGRAFIYA FAKULTЕTI «UMUMIY KIMYO» KAFЕDRASI IMMOBILLANGAN ORGANIK REAGENTLARNING MIS(II) IONLARI BILAN KOMPLEKSLARINI ANALITIK XOSSALARINI O’RGANISH Bajaruvchi: Rahbar: Maratova Ruxsora Quvondiq qizi k.f.n., dots. Ibodullayev B.M. Urganch shahri 2013-yil URGANCH DAVLAT UNIVЕRSITЕTI TABIATSHUNOSLIK VA GЕOGRAFIYA FAKUL’TЕTI «UMUMIY KIMYO» KAFЕDRASI BITIRUV MALAKAVIY ISHNI BAJARISH BO’YICHA TOPSHIRIQLAR RЕJASI: 1. Talaba Maratova Ruxsora Quvondiq qiziga Univеrsitеt rеktorining «№ 6-Т §-2»-sonli 12.01.2013 dagi buyrug’i bilan bitiruv malakaviy ish bajarish uchun Immobillangan organik reagentlarning mis(II) ionlari bilan komplekslarini analitik xossalarini o’rganish mavzusi tasdiqlangan. 2. Kafеdra majlisining qaroriga binoan k.f.n., dots. Ibodullayev B.M. bitiruv malakaviy ishini bajarishga rahbar qilib tayinlangan. 3. Bitiruv malakaviy ishining tarkibiy tuzilmasi: Adabiyotlar sharhi, eksperimental qism, Tolaga organik reagentlarni immobillash metodikasi va u asosida misning kompleksini olish, Organik reagentlarni immobillash va misning kompleks hosil qilish natijalari, Hulosalar, foydalanilgan adabiyotlar ro’yhati. 4.Bitiruv malakaviy ish uchun malumotlar 1. Басаргин Н.Н – В кн : Теоретические и практичиские вопросы приминения органичиских реагентов в анализе минеральных обьектов . М: Наука , 1976, с 3-31 2. Басарин Н.Н, Голосницкая В.А., Позовский Ю.Г.и др. – В кН органические реагенты и хилотный сорбенты в неорганичиском анализе. М:Наука, 1980, с ,3-81 3. http://www.ancham.ru/literature/books/asdu-2004/161.asp 4. http://www.xumuk.ru//toxicchem/150.html 5. Bitiruv malakaviy ishga ___________ilova qilinadi. Bitiruv malakaviy ishni bajarish jadvali № Bajarilgan ishning mazmuni Bajarish muddati 1 Введение 10.12.2012 2 Литературный обзор 29.01.2012 3 Экспериментальная часть 15.02.2013 4 Результаты и их обсуждения 9.03.2013 5 Заключение и выводы. 1.04.2013 6 Список исползованных литературы. 20.04.2013 7 Оформление документации 11.05.2013 Bitiruv malakaviy ish rahbari: k.f.n., dots. Ibodullayev B.M. Bajaruvchi talaba: Maratova Ruxsora Quvondiq qizi 2012 yil «23» Noyabr Topshiriqlar rеjasi va jadvali kafеdra majlisida 2012 yil«23» Noyabr tasdiqlandi(«4»- sonli bayonnoma) Kafеdra mudiri: Hasanov SH. _________________ BITIRUV MALAKAVIY ISH BO’YICHA RAHBARINING MULOHAZALARI Talaba: Maratova Ruxsora Quvondiq qizi Bitiruv malakaviy ish mavzusi: Immobillangan organik reagentlarning mis(II) ionlari bilan komplekslarini analitik xossalarini o’rganish Bitiruv malakaviy ish xajmi: 46 bet Tushuntirish qismi: Mis ishlab chiqarish va xalq xo’jaligida ahamiyatli bo’lish bilan bir qatorda zarur mikroelementhamdir. Misning fiziologik aktivligi uning fermentlar aktiv markazlari tarkibiga kirganligidadir Ichimlik suvidagi misning PDK miqdori (0,01г/м3) va tuproqda (3мг/кг) nisbatan kam, shuning uchun ham uni ekotoksikantlar qatoriga kiritish mumkin. Ilovalar soni: Mavzuning dolzarbligi: Mis organizm uchun zarur elementlardan biri xisoblanadi. Organizmda mis 100 g massaga 0,004 mg, qonda 0,001 mg/l ni tashkil qiladi. Katta yoshdagi soglom odam uchun uning sutkalik zaruriy miqdori 0,3 mg. Ushbu metallning ortiqcha miqdori organizmga zararlidir. organizmda yig’ilish Vilson kasalligini keltirib chiqarib, Malumki misning miya va jigarni zararlantiradi. Shizofreniya kasalligini kiltirib chiqaradi. Buning hammasi nikelni mikrokonsentrasiyasini aniqlashning yangi oddiy usullarini tabiiy va biologic obektlardan aniqlash metodikasini yaratishni taqoza qiladi. Bitiruvchi umumkasbiy va maxsus tayyorgarligining tavsifi M. Ruxsora umumkasbiy fanlarni to’la o’zlashtirdi Bitirub malakaviy ishni bajarish uchun maxsus tayyorgarlidan o’tdi. U o’ziga topshirilgan vazifani mustaqil bajara oladi. Kasbiga layoqatli. Bitiruvchi talabaning mustaqil ishni bajarish layoqati, maxsus adabiyotlardan foydalanish qobiliyati va shaxsiy xususiyatlari: M. Ruxsora o’ziga topshirilgan vazifani mustaqil bajara oladi. Mavzuga oid adaviyotlarni izlab topa oladi, Internetdan mustaqil foydalanib biladi. Bitiruv malakaviy ishning ijobiy tomonlari: Misni aniqlashning senserli tanlanuvchan yangi meto’di ishlab chiqilgan. Taklif qilingan metod yordamida misni aniqlash uchun qimmatbaxo asbob uskuna talab qilinmaydi. Metod hatto dala sharoitida ham analiz o’tkazish imkoniyatini beradi. Bitiruv malakaviy ishga qo’yilgan talablarning bajarilishi darajasi: Ruxsora Maratovaning bitiruv malakaviy ishi mazmuni, dolzarbligi, ilmiy va amaliy ahamiyati jihardan, bitiruv malakaviy ishlariga qo’yiladigan talablarga javob beradi va u muvaffaqiyatli himoya qilinishi mumkin. Bitiruv malakaviy ish rahbari: 2013 yil «25» May k.f.n., dots. Ibodullayev B.M. Urganch davlat univеrsitеti Tabiatshunoslik va geografiya fakultеti kimyo talim yo’nalishi M ARATOVA R UXSORA Q UVONDIQ QIZINING Bitiruv malakaviy ishiga TAQRIZ Malakaviy ish mavzusi “Immobillangan organik reagentlarning mis(II) ionlari bilan komplekslarini analitik xossalarini o’rganish” Malakaviy ishning hajmi ___________so’zdan iborat a) tushuntirish qismi varaqlar soni: 46 sahifadan iborat b) ilovalar soni: Bitiruv malakaviy ish mavzusining dolzarbligi va bеrilgan topshiriqqa mosligi: Mis organizm uchun zarur elementlardan biri xisoblanadi. Organizmda mis 100 g massaga 0,004 mg, qonda 0,001 mg/l ni tashkil qiladi. Katta yoshdagi soglom odam uchun uning sutkalik zaruriy miqdori 0,3 mg. Ushbu metallning ortiqcha miqdori organizmga zararlidir. Malumki misning organizmda yig’ilish Vilson kasalligini keltirib chiqarib, miya va jigarni zararlantiradi shizofreniya kasalligini kiltirib chiqaradi. Buning hammasi nikelni mikrokonsentrasiyasini aniqlashning yangi oddiy usullarini tabiiy va biologik obektlardan aniqlash metodikasini yaratishni taqoza qiladi. Bitiruv malakaviy ish mavzusi va tarkibi ilmiy rahbar va kafedra tomonidan tasdiqlangan topshiriqqa to’la mos keladi. Bitiruv malakaviy ishning «Kirish» qismida va ilova qilingan matеriallarning tarkibi va bajarilish sifati «Kirish» qismi bitituv malakaviy ishlarga qo’yiladigan talablar asosida to’ldirilgan. Ilovaga materiallar chiqarilmagan. Malakaviy ishda ilmiy manbalar. Fan-tеxnika innovatsiya yutuqlari natijalaridan foydalanilganligi ishda 20 ta ilmiy manbalardan va internet manbalaridan foydalanilgan. R. Maratovaning bitiruv malakaviy isida fan va texnikaning inovartsion yutuqlaridan kompyuter tehnologiyalaridan foydalanilgan Bitiruv malakaviy ishning ilmiy-uslubiy va tеxnik iqtisodiy jihatdan asoslanganligi Bitiruv malakaviy ishda nikelni aniqlash uchun ishlab chiqilgan yangi metod mavjud metodlar bilan analitik ko’rsatkichlari orqali raqobatlasha oladi. Aniqlash metodikasi oddiy kam mablag’ talab qilinadi. Bitiruv malakaviy ishning ijobiy tomonlari. Bеrilgan tavsiyalarni ishlab chiqarishda va talim-tarbiya jarayonida foydalanish imkoniyatlari Misni aniqlashning senserli tanlanuvchan yangi meto’di ishlab chiqilgan. Taklif qilingan metod yordamida misni aniqlash uchun qimmatbaxo asbob uskuna talab qilinmaydi. Metod hatto dala sharoitida ham analiz o’tkazish imkoniyatini beradi Undan o’quv jarayonida, shuningdek nikelni har-xil obektlardan aniqlashda ilmiy va amaliy muammolarni xal qilishda foydalanish tavsiya qilinadi. Bitiruv malakaviy ishidagi kamchiliklar: Ishda ayrim orfografik va imloviy kamchiliklar mavjud. Ruxsora Maratovaning bitiruv malakaviy ishi hajmi, ilmiy yangiligi, amaliy ahamiyati jixatidan, bitiruv malakaviy ishlariga qo’yiladigan talablarga javob beradi va u muvaffaqiyatli himoya qilinishi mumkin. Taqrizchi:____________ “Urganch Davlat Universiteti Kimyo – Texnika fakulteti dekani” t.f.n. dots. Z.Boboyev 2013 yil «11» iyun Bitiruv malakaviy ishni DAK tomonidan baholash mеzonlari № Baholanadigan bo’limlar Eng yuqori ko’rsatkich ball hisobida 1 BMI ning “Kirish” qismida mavzuning dolzarbligi, maqsad va vazifalarning yoritilishi 10 2 Ishning asosiy (tushuntirish) qismining Nizom talablariga mos xolda bajarilishi 35 3 “Xulosa” qismida ilmiy-nazariy va amaliy tavsiyalarning mavjudligi Ishni bajarishda mavzuga oid manbaalarning tahlili. Chеt el adabiyotlaridan va intеrnеt matеriallaridan foydalanish Ishdagi ilovalarning mavzu mazmuniga mosligi Ishni bajarishda grammatika qoidalariga amal qilinganligi Himoyaga ish mazmunini bayon qila bilganligi. Savollarga bеrilgan javoblar darajasi 10 BMI mavzusi bo’yicha ilmiy-nazariy sеminarlar va konfеrеnцiyalarda maruza (axborot) bilan ishtiroki, maqola (tеzis) nashr qilinganligi 5 4 5 6 7 15 10 15 Eslatma: har bir kafеdraning xususiyatlari etiborga olingan holda baholash mеzonlariga o’zgartirishlar kiritish maqsadga muvofiq. Urganch davlat univеrsitеti Tabiatshunoslik va geografiya fakulteti fakultеti kimyo yo’nalishining bitiruvchisi Maratova Ruxsora Quvondiq qizining “Immobillangan organik reagentlarning mis(II) ionlari bilan komplekslarini analitik xossalarini o’rganish” Mavzusida bajarilgan bitiruv malakaviy ishi DAK ning «____» 2013 yil «iyun» dagi majlisida himoya qilinadi. Davlat attеstattsiya komissiyasi bitiruv malakaviy ishga quyidagi o’zlashtirish ko’rsatkichlarini bеlgilaydi. № Baholanadigan bo’limlar 1 BMI ning “Kirish” qismida mavzuning dolzarbligi, maqsad va vazifalarning yoritilishi 2 Ishning asosiy (tushuntirish) qismining Nizom talablariga mos xolda bajarilishi 35 3 “Xulosa” qismida ilmiy-nazariy va amaliy tavsiyalarning mavjudligi Ishni bajarishda mavzuga oid manbaalarning tahlili. Chеt el adabiyotlaridan va intеrnеt matеriallaridan foydalanish Ishdagi ilovalarning mavzu mazmuniga mosligi Ishni bajarishda grammatika qoidalariga amal qilinganligi Himoyaga ish mazmunini bayon qila bilganligi. Savollarga bеrilgan javoblar darajasi 10 BMI mavzusi bo’yicha ilmiy-nazariy sеminarlar va konfеrеnцiyalarda maruza (axborot) bilan ishtiroki, maqola (tеzis) nashr qilinganligi Jami: 5 4 5 6 7 Eng yuqori Komissiya ko’rsatkich ball bеlgilagan hisobida foiz 10 15 10 15 Davlat attеstattsiya komissiyasi majlisining qarori: 1. Maratova Ruxsora Quvondiq qizining “Immobillangan organik reagentlarning mis(II) ionlari bilan komplekslarini analitik xossalarini o’rganish” mavzusida bajargan bitiruv malakaviy ish uchun _______ lik o’zlashtirish ko’rsatkichi bеlgilanish va «______» dеb baholansin. 2._________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ DAK raisi:_ prof., k.f.d. Boboyev T.M.__________ Azolari: _dost., k.f.n. Polvanov X.Q.__________ ___dots., k.f.n. HasanovSh.B.___________ ___dots., p.f.n.Eshchanov E.U.__________ ___dots., k.f.n.Ibadullayev B.M._________ ________k.f.n.Baltaeva M.M.___________ ____________Masharipov A.___________ 2013 yil «______» ______________ Urganch davlat univеrsitеti Tabiatshunoslik va geografiya fakultеti “Umumiy kimyo” kafеdrasi Bitiruv malakaviy ish _______________sonli tartib raqam bilan qayd qilindi. Bitiruv malakaviy ishni bajaruvchining ismi-sharifi: Maratova Ruxsora Quvondiq qizi Bitiruv malakaviy ishning mavzusi “Immobillangan organik reagentlarning mis(II) ionlari bilan komplekslarini analitik xossalarini o’rganish”. Ilmiy rahbar (maslahatchi) ning ismi-sharifi Ibodullaev Bazar Mambetovich Bitiruv malakaviy ish kafеdraning 2013 yil «_____»________da o’tkazilgan majlisi qaroriga muvofiq DAK majlisida himoya qildi. Bitiruv malakaviy ishga taqrizchi qilib “Urganch Davlat Universiteti Kimyo – Texnika fakulteti dekani” t.f.n. dots. Z. Boboyev tayinlandi. Kafеdra mudiri: k.f.n. dots. Hasanov SH. ______________ Kafеdraning bitiruv malakaviy ishni DAK majlisida himoya qilish bo’yicha tavsiyasiga roziman. Fakultеt dеkani: k.f.n. dots. Polvanov X.Q.______________________ Urganch davlat univеrsitеti Tabiatshunoslik va geografiya fakultеti “Umumiy kimyo” kafеdrasi Kimyo yo’nalishi 5440400 talim bakalavr Tasdiqlayman fakultеt dеkani __________ dots. Polvanov X.Q. “___”__________2013 y. BITIRUV MALAKAVIY ISH BO’YICHA TOPSHIRIQ Talaba Maratova Ruxsora Quvondiq qizi 1. Ishning mavzusi: “Immobillangan organik reagentlarning mis(II) ionlari bilan komplekslarini analitik xossalarini o’rganish” «12»Yanvar 2013 yil univеrsitеt rеktorining«№ 6-Т §-2»-sonli buyrug’i bilan tasdiqlangan. 2. Ishni topshirish muddati: “10” iyun 2013 y. 3. Mavzu bo’yicha dastlabki malumotlar bеruvchi adabiyotlar ro’yxati a) Басаргин Н.Н – В кн : Теоретические и практические вопросы применения органических реагентов в анализе минеральных объектов. М: Наука , 1976, с 3-31 b) Басарин Н.Н, Голосницкая В.А., Позовский Ю.Г.и др. – В кН органические реагенты и халатные сорбенты в неорганическом анализе. М:Наука, 1980, с ,3-81 s) http://www.ancham.ru/literature/books/asdu-2004/161.asp d) http://www.xumuk.ru//toxicchem/150.htmlg). e) Лурье Ю,Ю, справочник по аналитической химии М:”Химия” 1979 4. Ishning maqsadi: Misni aniqlashning yangi, sezgir va tanlanuvchan sensorli metodini ishlab chiqish. 5. Chizma matеriallar ro’yxati: 14 6. Maslahatchilar: k.f.n. Ibodullayev B. Imzo, sana Maslahatchi Bo’limlar F.I.Sh. Ibodullayev B. Литературный обзор Экспериментальная часть Результаты и их Ibodullayev B. Ibodullayev B. обсуждения Topshiriq bеrdi Topshiriq qabul qildi 10.12.2012 10.01.2012 29.01.2012 20.02.2012 21.02.2013 15.03.2013 17.03.2013 7.04.2013 10.04.2013 25.04.2013 26.04.2013 11.05.2013 Результаты иммобилизации органических реагентов и Ibodullayev B. комплексообразования меди(II) Ibodullayev B. Вывовы Оформление необходимих документации Ibodullayev B. Ishga taqriz yozuvchining F.I.Sh., ilmiy darajasi, unvoni: “Urganch Davlat Universiteti Kimyo – Texnika fakulteti dekani” t.f.n. dots. Z.Boboyev 7. Ilmiy rahbar: k.f.n. dots. Ibodullayev B.M ______________________ BMI BAJARUVCHI TALABA : M ARATOVA R UXSORA Q UVONDIQ QIZI ____________ Kafеdra mudiri: k.f.n. dots. SH. Hasanov _____________________ Mavzu: “IMMOBILLANGAN ORGANIK REAGENTLARNING MIS(II) IONLARI BILAN KOMPLEKSLARNI ANALITIK XOSSALARINI O’RGANISH” Оглавление стр Введение …………………………………………………………….. 18 Часть I . Литературный обзор. …………………………………… 20 1.1. Органические реагенты как комплексообразователи. ……… 20 1.2. Существующие методы определения меди (II) в растворе. .. 22 1.3. О комплексных соединениях меди. ………………………….. 25 Часть II. Экспериментальная часть. ………………………………… 27 2.1. Исходные вещества. ……………………………………………. 27 2.2. Использованные в работе пасуда, приборы и аппаратура. … 27 2.3. Характеристика волокнистых носителей. …………………… 28 2.4. Краткая характеристика органических реагентов, использованных для иммобилизации из водного раствора на модифицированные полимерные носители. ……………………… 29 2.5. Методика приготовления растворов. …………………………. 30 2.6. Методика иммобилизации органических реагентов на волокнистых носителях и получения на их основе комплексов меди. ………………………………………………………………… 31 2.7. Физико–химические методы исследования, органических реагентов (ОР), комплексов меди (II) и волокнистых сорбентов. ………………………………………………………….. 32 2.7.1. Исследования на фотоколориметрах ……………………….. 33 2.7.2. Исследования на спектрофотометре ……………………….. 33 Часть III. Результаты и их обсуждения …………………………… 34 3.1. Результаты иммобилизации органических реагентов и комплексообразования меди(II) ……………………………………. 34 3.2. Определения удельной сорбционной емкости по отношению к органическим реагентам. …………………………………………… 35 3.2.1. Изучение иммобилизации реагента хризофенина кислотного красителя (ХКК) ……………………………………………………. 36 3.2.2. Изучение иммобилизации реагента прямого коричневого 2кх (ПК 2кх). ………………………………………………………. 38 3.3. Определение минимального количества меди(II), способного связываться с волокнистыми сорбентами. ………………………... 39 3.4. Данные Ик – анализа органических реагентов. 41 3.5. Связь реагента ПК 2КХХ с волокнистым сорбентом, модифицированным ЭДА (СМА). ………………………………… 45 3.6. О предполагаемой схеме иммобилизации реагента ХКК и ПК 2кх с волокнистым сорбентом модифицированным ТМДА. …….. 48 3.7. О механизме иммобилизации ОР на волокне, модифицированном ГА. …………………………………………….. 52 3.8. Изучение комплексообразования меди(II) с ОР. …………….. 55 3.8.1. Расчет константы устойчивости комплекса меди(II) с иммобилизованным ХКК. ………………………………………….. 57 3.8.2. Расчет константы устойчивости комплекса меди(II) с иммобилизованным ПК 2кх. ……………………………………….. 59 Часть IV. Заключение и выводы. ………………………………….. 60 Список цитированной литературы. ………………………………. 61 Список сокращений и обозначений, принятых в работе. ФАГ- функционально активная группа. Х.ч- химически чистый. Ч.д.а – чистый для анализа. СМА- сорбент , модифицированный анионообменником. ПАН- полиакрилонитрил. ОР- органический реагент. max- максимальная длина светопоглащения. ХКК- хризофенин кислотный краситель. ПК ГКК- прямой коричневый гкк. ЕДА- этилендиамин. ГМДА- гексаметилендиамин. ГА- гидроксиламин. ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы. Медь помимо важнейшего промышленного и народнохозяйственного значения , является также одним из важнейших микроэлементов. Физиологическая активность меди связана главным образом с её в состав активных центров окислительно-восстановительных ферментов. Недостаточное содержание меди (II) почвах отрицательно влияет на синтез белков, жиров и витаминов , и приводит к бесплодию растительных организмов. Вместе с тем медь необходима также организму человека. Так, человека она содержится довольна в значительных количествах - 0,004 мг на 100 гр веса в крови 0.001 мг / л , взрослому организму необходимо поступление меди в день в количестве 0.3 мг. Избыточные концентрации этого металла оказывают неблагоприятные воздействия. Известно, что болезнь Вильсона, вызывающая повреждение мозга и печени, а также шизофрения, сопровождаются накоплением меди в организме. Содержание меди в природных пресных водах - от 2 до 30мкг/дм3, в морских водах - от 0,5 до 3,5 мкг/дм3. Предельно допустимая концентрация меди(II) в питывой воде (0,01г/м3) и в почве(3мг/кг) сравнительно мала, что позволяет внести её в число известных экотоксикантов . Все это создает необходимость поиска и разработки новых экспериментальных, простых, методов определения микроконцентраций меди(II) в природных и биологических объектах. Перечисленные вопросы могут быть решены введением в химическую практику органических реагентов и химических волокон, модифицированных иммобилизацией в них различных веществ, в частности красителей с активными функциональными группами. Целю настоящей работы явилось изучение механизма иммобилизации органических реагентов на волокна, а так же исследование комплексообразования меди(II) с этими иммобилизованными реагентами. Для достижение поставленной целю, необходимо выполнять следующие задачи: - Изучение иммобилизации органических реагентов и определения удельной сорбционной емкости по отношению к органическим реагентам. - Изучение количества меди(II), способного связываться с волокнистыми сорбентами. - определение константы устойчивости комплекса меди(II) с иммобилизованными реагентами. - Разработка методика иммобилизации органических реагентов на волокнистых носителях и получения на их основе комплексов меди. Практическая ценность. Для осуществления предлагаемого метода определения мед(II) не требуется сложного приборного оформления, экстремальных условий, вследствие что работу можно проводить в полевых условиях, а также легко сочетать с методами технологичностью и легкостью автоматизации. отличающимися высокой Част I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. ОРГАНИЧЕСКИЕР РЕАГЕНТЫ КАК КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛИ В современной химии широко применяют органические реагенты, в структуре которых содержатся в различном сочетании такие донорные атомы как азот, кислород и сера. Благодаря присутствию в молекуле функционально – активных групп (ФАГ) органические реагенты взаимодействуют с некоторыми металлами (с их ионами), вступая в аналитические реакции с образованием окрашенных, малорастворимых, слабодиссоцированных, окисленных или восстановленных соединений. Избирательность аналитической реакции обуславливает надежность метода, простату его выполнения, то есть его экспрессность, правильность и высокую точность получаемых результатов. Эта важнейшая характеристика зависит от многих факторов таких, как природа, электронная структура элемента и ФАГ реагента, от их химических свойств (основность, гидролизуемость, окислительно–восстановительные свойства и др.) В настоящие время исследователи и практики прибегают к эмпирическим методам, в основном экспериментально оценивают степень влияния посторонних ионов элементов и веществ на аналитическую реакцию. Количественное выражение такого влияния представляют обычно в форме «допустимых весовых (молярных) количеств» постороннего иона к определяемому, вызывающих заданную ошибку определения. В последние 10-15 лет особы внимание исследователи в области теории действия органических реагентов привлекают вопросы прогнозирования и повышения избирательности. Достигнутые некоторые успехи в этом направлении открывают перспективные пути повышения избирательности действия органических реагентов, опираясь на характер их функциональных групп.[1]. Среди них представляют интерес синтез и применение реагентов нового типа, в структурах которых одновременно содержится ФАГ, обеспечивающая фотометрическую реакцию определяемым катионом элемента, и ФАГ, связывающая в неокрашенный комплекс посторонние катион элементов [2]. Развитие этого направления представляется перспективным для теории действия и практики применения органических реагентов в неорганическом анализе. В настоящее время практические основы действия органических реагентов разработаны в такой мере, что позволяют проводить направленный их синтез и применение для того или иного элемента [3]. Например, известно, что из богатого набора органических красителей, индикаторами на ион меди (II) являются: Эриохром чёрный А (солохром чёрный AS) рk1=13 , pk2=6,2 HÎ ÎÍ - Î 3S N= N Î 2N (4) Кислотный хром сине- черный ÎÍ HÎ ÎÍ N=N - Î 3S Куприн (дихинолил) - Î 3S SO3- (5) N N (6) 1.2. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ МЕДИ(II) В РАСТВОРЕ На сегодняшний день в современной аналитической химии известно много правильных и точных методов определения Меди(II). Широкий выбор этих методов можно подразделить на следующие группы: 1) Методы разделения 2) Объемные методы 3) Кинетические методы 4) Колориметрические методы В работе [7] разработан метод анализа, основанный на осаждении металлической меди. Осаждение проводится в кислой среде (предпочтительно сернокислой). Медь(II) может быт выделено в виде металла алюминием или цинком. Так она отделяется от железа, молибдена, никеля, кобальта и т.п. Мешают этому разделению кадмий, сурьма и олово. Показано [8], что определения меди может быт проведено экстракцией салицилальдоксимина меди. Этот комплекс экстрагируется хлороформом или амилацетатом. После этого его можно определить фотометрией пламени. Одновременное определение электролизом меди и свинца было описано в работе [9], в которой говорится, что данный опыт проводится, если в анализируемом растворе присутствуют сразу два элемента: свинец и мед(II). Сначала в среде концентрированной азотной кислоты осаждают двуокись свинца на аноде. Потом удаляют азотную кислоту, переходят к условиям, боли пригодным для выделения меди и осаждают её на катоде. К сожалению, недостатком метода является то, что проведение всех этих операций удлиняет время, расходуемое на определение. Объемные методы определения меди были рассмотрены в работе [10]. Мед(II) окисляет иодид – ион, вследствие образования малорастворимого иодида меди(I). Реакция должна проходить в слабокислой среде. Выделавшейся йод титруют раствором тиосульфата в присутствии крахмала. Осадок йодида меди адсорбирует некоторые количества йода. Поэтому к концу титрования в раствор вводят роданид калия. Последний адсорбируется осадком сильнее и вытесняет из него йод. Переход окраски в конце титрования становится очень отчетливым. Метод этот настолько точен, что он может служить для установки титра растворов тиосульфатов по раствору соли меди известной концентрации. Определению мешают все ионы, связывающие в комплексы медь(I) или медь(II), а также вещества, окисляющие иодид – ион: Мышьяк (V), сурьма(V), молибден, селен(IV), нитрит – ионы, железо(III). К объемным методам определения следов меди(II) можно отнести экстракционное титрования [11] дитизоната меди при pH=3,3. Особенно интересен кинетический метод определения меди [12]. Так как содержание ионов меди является одним из показателей, определяющих качество подготовки воды для тепловых электростанций, определения меди в производственных водах производится по колориметрированию окраски с купрум диэтилдитиокарбаматом. Данные методики недостаточно чувствительны и селективный. Наличие большого числа литературных данных позволяет сделать вывод о значимости кинетических методов определения малых концентраций неорганических веществ. Желательно, что бы каждая новая чувствительности, реакция и селективности методика и обеспечивали характеризовались повышение доступность реагентов и экспрессность. Показана возможность определения меди(II) в водах кинетическим методам путем проведения индикаторной реакции восстановления метиленового синего рубеановодородной кислотой, катализируемой ионами меди(II). Графики зависимости являются линейными. Для выбора рабочих условий изучена зависимость рубеановодородной следующие восстановления реакции кислоты условия проведения индикаторной реакции для и от рН, метиленового определения метиленового влияние синего. ионов меди концентрации Установлены по реакции синего рублановодородной кислотой: CРВК=8,3 . 10-4 м, СМС=3 . 10-5 м, pH=7. Разработанная методика обладает рядом преимуществ: селективное отделение меди в присутствии компонентов с использованием ЭДТА; относительная дешевизна аппаратуры, а также расходных материалов; отсутствие токсичных органических растворителей анализа; экспрессность. Авторами работы [13] рассмотрен дитизоновый метод определения меди(II). В условиях при pH=0,5 и выше фиолетово – красный дитезанат меди экстрагируют хлороформом и четыреххлористым углеродом. В тек же условиях экстрагируется палладий(II), золото(III), серебро, ртуть(II), висмут(III), но их можно связать добавлением иодида до 0,1 М концентрации. Определения меди(II) при помощи органического реактива –2-21– дихинолила описано авторами работы [14]. С этим реактивом медь образует, окрашены комплексны соединение, экстрагируемое амиловым спиртом. В работе [15] показана возможность определения меди(II) путем восстановления её до металлического состояния. В растворе серной и азотной кислот медь можно отделить от никеля, цинка, свинца, мышьяка(III) и (V) и малых количеств кадмия и железа(III). Отложенная на катоде медь должна быт розового цвета. Если осадок темный или на нем есть черные пятна, то это указывает на присутствие в нем посторонних металлов. В работе [16] описан экстракционно – фотоколориметрический метод определения меди (II) который основан на реакции образуется диэтилдитиокорбонатами. При этой реакции образуется диетилдитиокарбамат меди раствор которого в хлороферме или в четыреххлористом углероде имеет бурую или желто – коричневую окраску (2 тах=437 нм). Применение диэтилдитиокорбомата натрия в качестве реактива для переведения ионов меди в окрашенное соединение связано с некоторыми не удобствами. Этот реактив нерастворим в органических растворителях. Кроме этого, в кислой среде диэтилдитиокарбамат натрия разлагается на диэтиламин и сероуглерод. Определению меди (II) этим методам мешают ионы железа (III), висмута(III), марганца, никеля, кобальта(III), хрома(III), и другие которые с этим реактивом образуют окрашенное соединение. Учитывая указанные недостатки диэтилдитиокарбамата натрия, в качестве реагента для определения меди применяют диэтилдитиокарбамат свинца, который растворяется в органических растворителях, не разлагается в кислой среде и дает окраску с меньшим числом ионов, чем диэтилдитиокарбамат натрия. Определению меди с диэтилдитиокарбаматом свинца мешают только ионы ртути (II), алюминия, висмута(III) и таллия (IV), комплексы которых с диэтилдитиокарбаматом более прочные, чем комплексы свинца с этим реагентом. На основе результатов измерения оптической плотности строят калибровочный график. 1.3. О КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ МЕДИ Одним из основных свойств меди во всех степенях окисления является способность образовывать комплексные растворимых соединений меди являются. соединения. Большинство Одновалентная медь проявляет координационное число, равное 2, двухвалентная – 4, реже 6. Для одновалентной меди характерны комплексы с такими лигандами как хлорид -, сульфид-, тиосульфат – анионы: [CuCl2]-, [CuS2]3-, [Cu(S2O3)2]3-. Двухвалентная медь образует комплексные соединения с кислород - , азот - , серу - , хлорсодержащими легандами: [Cu(OH)4]2-, [Cu(NH3)4]2+. Для меди(II) характерны катионные и анионные комплексы, при растворении солей меди(II) в воде и при взаимодействии оксида, гидроксида меди(II) с кислотами образуются голубые аквакомплексы [Cu(H2O)6]2+. Аммиачные комплексы образуются при действии аммиака на растворы солей меди. Анионные комплексы получаются при растворении гидроксида меди(II) в концентрированных растворах щелочей, при этом образуются синие гидроксокупраты – Na2[Cu(OH)4]. В избытке галогенидов образуются галогенкупраты(II) – Na2[CuCl4]. Анионные комплексы меди(II) известны также с карбонат – и сульфат – ионами. Комплексообрзование имеет большое значения при переводе металла в раствор. Продукт растворения гидроксида меди в аммиаке называется «реактив Швейцера» и используется для определения молекулярной массы целлюлозы. [17]. Из приведенных данных обзора литературы, что изучения самообразования меди(II ) на сегодняшний день одна из актуальных задач и на её решение направлена данная выпускная работа. Част II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1 ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА Использованные в данной работе все неорганические и органические реагенты, а также стандартные титрованные системы имели все необходимые товарные знаки. Кроме того, реагенты были с квалификаций “ х.ч” или “ч.д.а” и характеризовались свойственными им физико- химическими константами. В отдельных подвергались случаях, непосредственно перед употреблением, они дополнительной очистке и при этом их свойства соответствовали литературным данным. В качестве сорбирующих твердых носителей использовали волокнистые сорбенты, на основе полиакрилонитрила, модифицированные обработкой различными гексаметилендиамин органическими веществами, и гидроксиламин, что такими как привело к появлению азотсодержащих и других функционально – активных группы. Сорбенты были синтезированы на кафедре химии полимеров. Национального Университета Узбекистана. 2.2 ИСПОЛЬЗОВАНЫЕ В РАБОТЕ ПОСУДА, ПРИБОРЫ И АППАРАТУРА В работе применяли различную посуду с соответствующими стандартами: 1. Мензурки и цилиндры по ГОСТ 1770 – 74 различной емкости. 2. Колбы мерные по ГОСТ 1770 – 74 различной емкости. 3. Колбы стеклянные плоскодонные и конические лабораторные ГОСТ 25336 – 82 различной емкости. по 4. Стаканы стеклянные лабораторные по ГОСТ 10394 – 72 различной емкости; а также: 5. Весы лабораторные по ГОСТ 24104. 6. ИК – спектры носителей, а также органических реагентов снимали на приборе “SPECORD UR – 10”. 7. Электронные спектры поглощения и оптическую исследуемых растворов реагентов и комплексных на а спектрофотометре СФ – 46, также на плотность соединений снимали фотоэлектрическом колориметре типа КФК. 8. pH растворов определяли на потенциометрах “ЭВ – 74” и “И -130” со стеклянными электродами. 2.3 ХАРАКТЕРИСТИКА ВОЛОКНИСТЫХ НОСИТЕЛЕЙ В качестве полимерных носителей были исследованы различные сорбенты, с придачей или анионообменных, а в последствии катионообменных свойств, в частности: - полиакрилонитрильное волокно ярко – оранжевого цвета, модифицированное этилендиамином ( ПАН – ЭДА ) –СМА: ( CH2 - СМА – 1 CH )n ( CH2 CH C=NH C=O NH NH )nm (CH2)2 (CH2)2 NH2 NH2 – волокно бежевого гексаметилендиамином ( ПАН – ГМДА ) ( CH2 CH )x CN цвета модифицированных ( CH2 CH )n ( CH2 CH CN )nm ( CH2 CH )x ( CH2 CH )y C=O C=NH C=NH NH NH NH (CH2)6 (CH2)6 (CH2)6 NH2 NH2 NH C=NH ( CH2 -СМА – 2 – волокно в виде тканного материала CH )y бежевого цвета, полиакрилонитрил, модифицированный гидроксиламином ( ПАН – ТА ). ( CH2 CH )n ( CH2 CH )m ( CH2 COOH CN CH )nx ( CH2 CH )y ( CH2 CH )z C=NH C=N-OH C=N-OH NH NH2 OH NH C=N ( CH2 Данные полимеры не CH )nx растворяются в растворителях ПАН, что свидетельствует о протекание в них сшивки с участием молекул модификаторов. 2.4. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА НА МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ НОСИТЕЛИ Одна из особенности химического действия иммобилизуемых реагентов – способность образовывать устойчивые комплексные соединения с полимерными носителями, что позволяет извлекать ионы металлов из различных растворов. Эти опыты характеризуются хорошей воспроизводимостью результатов определения и удобством работы. Объектом наших исследований Явились два органических реагента, вступающие с раствором меди в ярко – окрашенные контрастные реакции, образующие в результате устойчивые комплексы, разрушающиеся со временем и в жестких условиях. 2.5. МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ Для проведения дальнейших экспериментов готовили растворы ряда исходных веществ, растворением их в соответствующих растворителях. Так, стандартный раствор меди(II) с концентрацией 1.10-3М готовили по известной методике [18]. Были приготовлены также растворы следующих органических реагентов: - хризофенин кислотный краситель SO3Na C 2H 5O N N CH C2H5O N N CH SO3Na Гост 597551 Прямой коричневый 2кх OH H2N N SO3Na ГОСТ 2546-51 N N N OH COONa Растворы органических реагентов готовили путем растворения их в дистиллированной воде. Растворы кислот готовили из соответствующих фиксаналов с добавлением к ним соответствующею объема дистиллированной воды. 2.6 МЕТОДИКА ИММОБИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ РЕГЕНТОВ ВОЛОКНИСТЫХ НОСИТЕЛЯХ И ПОЛУЧЕНИЯ НА НА ИХ ОСНОВЕ КОМПЛЕКОВ МЕДИ (II) Иммобилизацию органических реагентов на волокнистые носители кратко можно представить в виде следующей схеме: 1) ПАН волокно +ОР иммобилизованный материал (физическая адсорбция ). 2) Иммобилизованный материал + обработка соляной кислотой кислотный катионит. 3) Сu2+ + носитель, иммобилизованный органическим реагентом извлечение меди ( II). Здесь: ОР- Органический реагент, в качестве источника меди использовали раствор меди(II) точной концентрации. Иммобилизацию органических реагентов на волокнистые сорбенты проводили в количеством волокна статических растворов известной условиях, реагентов то есть в стаканы с объемом, равным 20мл, опускали массы ( м=30*50мг). Иммобилизация мгновенно, с первых минут равным происходит соприкосновения сорбента с раствором реагента. В начале опыта был зафиксирован точный цвет исходных волокон , а также их точная масса. Используемые волокна предварительно промывают соляной кислотой, таким образом избавилось их механических примесей, а также переводя их в Н- форму , что позволяет рассматривать наши волокна как катиониты. Непосредственно перед введением волокон в раствор реагента их промывают дистиллированной водой, добываясь нейтральной реакции. Далее, иммобилизованные с помощью ОР, сорбенты были введены раствор меди (II), объемом 20мл, изучены аппаратуры. (КФК, визуально и ,,SPECORD-UR-10”) для с в помощью выявления истинного механизма иммобилизации. Хемосорбцию ионов меди (II), также как физическую адсорбцию ОР проводили в статических условиях. Изменение цвета сорбентов проявлялось через определенные время. Полученные иммобилизованные модифицированные волокна хранили в чашках Петри до дальнейшего исследования. 2.7. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ И СОСТАВА ОР, КОМПЛЕКСОВ МЕДИ (II) И ВОЛОКНИСТЫХ СОРБЕНТОВ 2.7.1. ИССЛЕДОВАНИЯ НА ФОТОКОЛОРИМЕТРАХ Растворы ОР а также раствор меди (II) различной концентрации исследовали на колориметре предназначенном для фотоэлектрического измерения типа КФК , оптической плотности растворов в диапазоне 315-630 нм. В работе применяли кюветы l=1 см u l=0.5 см и выбрали оптимальные светофильтры. Оптическую плотность растворов реагентов и меди(II) различной концентрации измеряли до и после иммобилизации. Затем были построены графики зависимости концентрации от оптической плотности, а результаты занесены в таблицу. С помощью этого метода определили количество адсорбированного реагента и меди (II) на точную навеску волокна. 2.7.2. ИССЛЕДОВАНИЯ НА СПЕКТРОФОТОМЕТРЕ Исследовали растворы реагентов и комплексов меди (II) c этими реагентами на однолучевом микропроцессорной спектрофотометре СФ-46 системой, предназначенной пропускания, оптической плотности жидких и со встроенной для твердых измерения веществ в области 190-1100 нм. Диспергирующим элементом служит дифракционная решетка с переменным шагом и криволинейным штрихом. В работе использовали кюветы L =1см u L=1см. Определена максимальная длина светопоглащения ( max нм ). Результаты занесены в таблицу, построены графики зависимости длины вольны от оптической плотности. 2.7.3. ИССЛЕДОВАНИЯ НА ИК-СПЕКТРОФОТОМЕТРЕ Исследовали волокнистые сорбенты до и после иммобилизации , а также сами органические ,,SPECORD реагенты UR-10”. Исследуемые на объекты спектрофотометре были типа переведены в таблетированную форму путем прессования их с порошком КВr. Были получены ИК- спектры объектов и на их основе сделан вывод с предполагаемом механизме иммобилизации. Част III. РЕЗУЛТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИММОБИЛИЗАЦИИ ОР И КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ МЕДИ(II) Иммобилизацию ОР на волокнистые носители проводили в статических условиях. В результате определились визуальные изменения волокон, а именно их цвет. Такие же изменения произошли и при погружении волокнистых сорбентов в раствор меди (II), что есть при хемосорбции. Полученные результаты занесены в таблицу 1. Таблица 1 Сравнительная таблица изменений цвета волокнистых носителей до и после иммобилизации и комплексообразовании с ионами меди(II) Цвет 90 № Волокно Иммоб- Физическая абсорбция Хемосорбция Cu2+ на Х.К.К Им.сорбенте Им.сорбенте П.К.2кх ции ярко – 1 2 3 СМА СМА-1 СМА-2 Цвет не Темно - Х.К.К П.К.2кх Цвет не бурый оранжевый изменился коричневый изменился бежевый бежевый Ярко - Темно - желтый розовый не розовый изменился зеленый Темно серый Цвет не коричневый изменился По данным таблицы -1 видно, что иммобилизации с органическими реагентами подверглись: -с реагентом хризофениюм кислотным красителем - лишь один сорбент-СМА-1. - с реагентом прямым коричневым 2КХ- все три исследуемых сорбента. Следовательно, можно сделать вывод, что для определения меди(II) в дальнейшем можно использовать: - с иммобилизованными органическим реагентом ХКК- волокна СМА-1. - с иммобилизованным органическим реагентом ПК 2КХ – волокнистые сорбенты СМА, СМА-1 и СМА-2. 3.2. ОПРЕДЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ СОРБЦИОННОЙ ЁМКОСТИ ПО ОТНАШЕНИЮ К ОРГАНИЧЕСКИМ РЕАГЕНТАМ На основе полученных данных, путем измерений оптических свойств растворов реагентов различной концентрации до и после иммобилизации на волокнах построены графики зависимости оптической плотности от концентрации. Оптимальные для работы светофильтры были определены по таблице 2. таблица 2. Зависимость длины волны от цвета раствора Цвет Область Цвет Номер Раствора определения светафильтра светафильтра (нм) Желто-зеленый 400-450 Фиолетовый 1 Желтый 450-480 Синый 2 Оранжевый 480-490 Зеленый-синый 3 Красный 490-500 Синый-зеленый 4 Пурпурный 500-560 Зеленый 5 Феолетовый 560-575 Желто-зеленый 6 Синый 575-590 Желтый 7 Зелена – синый 590-625 Оранживый 8 Сине - зеленый красный 9 625-700 По полученным данным таблицы 2 было известно, что оптимальным светофильтром оказалось светофильтр 2. Дальнейшие исследование были проведены при длены вольны 480 нм. 3.2.1. ИЗУЧЕНИЕ ИММОБИЛИЗАЦИИ РЕАГЕНТА ХКК Исследовали растворы реагента ХКК с концентрации 1*10 -3 м , 5*10-4м, 2.5*10-4 м, 1.2* 10-4м и соответственно. Измерения 0.6*10-4м проводили до и после на приборе иммобилизации КФК. Выбрали оптимальный светофильтр : для желтого раствора реагента – светофильтр N3. Толщина рабочей кюветы равна 1 см. Адсорбцию реагента волокном м=0,3 г проводили в 0.001м растворе Хризофенина кислотного красителя. Полученные на основе проведенного эксперимента данные занесены в таблицу 3, построен график зависимости оптической плотности от концентрации. Таблица 3. . Оптическая плотность раствора реагента ХКК до и после иммобилизации № С·10⁴ А₁ Опт. Плотность Оптич. Плотность До иммобилизации После иммобилизации А₂ А₃ А₄ А А₁ А₂ А₃ А₄ А 0,5 0,5 0,5 0,5 0,502 М 1. 10 0,71 0,7 0,73 0,71 0,71 2. 5 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 3. 2,5 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 4. 1,25 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 5. 0,675 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 На основе полученных данных построен график зависимости оптической плотности от концентрации.( рис.1.) A 0,6 0,55 0,5 0,45 0 ,4 0,35 0, 3 0,25 0, 2 0,15 0,5 1 1,5 Рис 1 График 2,0 2,5 3,0 3,5 зависимости 4,0 4, 5 5,0 C. 10-4 M оптической плотности (А) от концентрации реагента ХКК. По калибровочному графику ( рис.1.) видно, путем экстраполяции результата, что концентрация реагента после иммобилизации стало равна 3.75*10-4 м . Следовательно, на волокне осело ( 10-3.75) * 10-4 = 6.25* 10-4 м реагента. В 1 м реагента содержится 626 г то в 6,25*10 -4 м содержится Х г вещества X= 6,25*1024 *626 1 = 0,391 На 0,3 г волокиа адсорбировались 0,391 мг реагента ХКК На 1 г волокна - х мг. X= 1*0,391 = 1,3 ì ã 0,3 На 1 г волокнистого носителя адсорбировалось 1.3 мг реагента ХКК. 3.2.2. ИЗУЧЕНИЕ ИММОБИЛИЗАЦИИ РЕАГЕНТА ПРЯМОГО КОРИЧНЕВОГО 2КК Раствор реагента различной концентрации до и после иммобилизации измеряли на приборе КФК для определения оптической плотности. Данные занесены в таблицу 4, построен график зависимости оптической плотности от концентрации раствора реагента ( рис.2). Таблица 4. Зависимость оптической плотности от концентрации раствора реагента ПК 2 кх № С·10⁴ А₁ М Оптическая плотность Оптическая плотность До иммобилизации После иммобилизации А₂ А₃ А₄ А А₁ А₂ А₃ А₄ А 1. 10 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 2. 5 0,79 0,79 0,785 0,79 0,788 3. 2,5 0,67 0,66 0,67 0,66 0,665 4. 1,25 0,55 0,55 0,55 0,54 0,542 5. 0,675 0,43 0,43 0,43 0,43 0,43 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 A 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4 0,5 1 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 C. 10-4 M ( рис.2). Зависимость оптической плотности от концентрации раствора реагента Выбрали оптимальный светофильтр для работы с красным раствором реагента ПК 2кх – светофильтр N 4 Область определения 490500нм. Толщина рабочей кюветы l=0.5см. Адсорбцию реагента волокном проводили в 0.001м растворе ПК 2КХ. Масса волокнистого носителя равнялась 0.3г. Концентрации раствора реагента после иммобилизации стала равной 2.45* 10-4 м, это видно по калибровочному графику (рис.2). На волокне село ( 10-2.45) *10-4 = 7.55* 10-4 м реагента. В 1м реагента содержится 628г. В 7.55*10-4м ………… хг Х=7.55*10-4 *628/1= 0.474(мг) На 0.3 г волокна адсорбировалось 0.474 мг На 1г волокна ……. х Х=1*0.474/0.3= 1.58(г) На 1г волокнистого носителя может адсорбироваться 1.58г реагента ПК 2КХ. 3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА МЕДИ (II), СПОСОБНОГО СВЯЗЫВАТЬСЯ С ВОЛОКНИСТЫМИ СОРБЕНТАМИ Оптическую плотность раствора сульфата меди (II) различной концентрации до и после связывания из него ионов меди (II) волокном измеряли на КФК. Полученные данные занесены в таблицу 5. Таблица 5. Оптическая плотность раствора меди (II) различной концентрации. № Оптическая плотность Оптическая плотность До иммобилизации После иммобилизации С·10⁴ М А₁ А₂ А₃ А₄ А А₁ А₂ А₃ А₄ А 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 1. 10 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 2. 5 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 3. 2,5 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 4. 1,2 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 5. 0,675 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 По данным таблицы 5, построен график зависимости оптической плотности от концентрации ( рис.3) A 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,2 0,15 0,1 0,05 0,5 1,5 1 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 C. 10-4 M Рис 3 Зависимость оптической плотности от концентрации раствора меди (II). В результате эксперимента на 0.3 г волокна село (10-2.5)* 10-4= 7.5*10-4м раствора меди (II). В 1м----64г Сu(II) В 7.5* 10-4---х(мг) Х= 7.5*10-4*64/1= 0.48мг. 3.4. ДАННЫЕ ИК- АНАЛИЗА ОРГАНИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ При изучении ИК- спектров органических реагентов ( рис.4 и рис.5) обнаружена определенные характеристические частоты, которые можно отнести к некоторым функциональным группам. Органический реагент ХКК исследовали на ИК-спектрофотометре с применением вазелинового этильной масла (рис.4), поэтому частоты группы (валентные аналогичными и колебаний деформационные) перекрываются группами молекулы вазелина. Органический реагент ПК 2КХ исследовали на ИК – Спектрофотометре , путем прессования его с таблеткой КВr.( рис.5.) Данные ИК – анализа занесены в таблицу 6. Таблица 6. Характеристические частоты органических реагентов Реагент ХКК Частота ПК Функционал 2КХ группа (см-1) 1100 – 1250 1100 – 1250 1100 – 1250 SO3- - группа 1480 – 1500 1480 – 1500 1480 – 1500 C=C аромат. 3440 – 3440 ядра 1500 - 1580 1500 - 1580 1500 - 1580 OH – группа N=N группа По данным таблицы 6 и самого ИК- спектра (рис.4) органического реагента ХКК видно, что интенсивные полосы в области относятся к симметрично- ассиметричным ионизированной SO3- - группы, а полосы 1100-1250см-1 валентным колебанием в области 1500см-1 можно отнести к валентным колебанием С=С связи ароматического ядра. Группа N=N проявляется в области 1500-1580 см -1.. При изучении ИК – спектра органического реагента ПК 2КХ ( рис.5) видно, что широкая полоса с максимумам в области 3440 см -1 относится к ОН- - группе фенольного ядра, а полосы – в области 1200-1250см-1 относятся к валентным колебанием SO3—группы. Таким образом, сравнивая структурные формулы органических реагентов с их ИК- спектрами, оказывается возможным делать выводы об имеющихся в их структуре характерных функциональных групп, посредством которых тот или иной органический реагент связывается с полимерным носителем, и в дальнейшем образует комплекс с имеющимся в растворе ионами меди (II). 3.5. СВЯЗЬ РЕАГЕНТА ПК 2КХХ С ВОЛОКНИСТЫМ СОРБЕНТОМ, МОДИФИЦИРОВАННЫМ ЭДА (СМА) Для изучение связи реагента ПК 2КХХ с волокнистым сорбентом, модифицированным ЭДА (СМА) были сняты ИК спектры СМА до и после иммобилизацию. Полученные сравнительные характеристики приведены в таблице 7 Таблица 7. Сравнительная таблица характеристических частот волокна СМА до и после иммобилизации СМА СМА после ∆V Функционал До иммобилизации иммобилизации (см ̄¹) группа (V см ̄¹) 1630 1635 5 см ̄¹ CO-NH 3420 3415 5 OH При сравнением ИK-спектра OP (рис. 5) с ИK-спектром исходного ПАН- волокна и иммобилизованного ОР ПК 2кх, обнаруживаются незначительные изменения в области 1630 см ̄¹, что указывает на связывание ОР с полимерным носителем по СО-NH группе . (рис 6,7) Изменение в области валентных колебаний OH – группы (частота 3420 см ̄¹) говорит о разрушение в некоторой степени водородных связей ОР. Можно сделать вывод , что связывание реагента происходит по-OH группе фенольного ядра ПК 2кх 3.6. О ПРЕДПОЛАГАЕМОЙ СХЕМЕ ИММОБИЛИЗАЦИИ РЕАГЕНТА ХКК и ПК 2КХ С ВОЛОКНИСТЫМ СОРБЕНТОМ МОДИФИЦИРОВАННЫМ ТМДА (СМА-1) При сравнением ИК- спектров ОР (рис 4 и рис 5) с ИК- спектрами исходного волокна (рис-8), а также иммобилизованных волокон (рис-9 рис 10) обнаруживаются изменения а области валентного колебания СО-NHгруппы . В данном случае, в отличие от исходного волокна частота 1630 см ̄¹ не обнаруживается, а вместо не появляется широкая интенсивная полоса в области 1600-1700 см ̄¹, что указывает на связывание ОР с полимерных носителем по СО-NH-группе. Сравнительная таблица характеристических частот волокна СМА -1 до и после иммобилизацией с ОР Таблица 8. СМА-1 СМА-1 СМА-1 До иммоб. с им с им ПК 2 кх V (см ̄¹) ХКК (V см ̄¹) V (см ̄¹) 2240 2240 2240 1630 1600-1700 3410 - ∆ V см ̄¹ Функ. Группа - Нитрил CO-NH 3420 10 OH 3.7. О МЕХАНИЗМЕ ИММОБИЛИЗАЦИИ ОР НА ВОЛОКНА, МОДИФИЦИРОВАННОМ ГА Таблица характеристических частот волокна (СМА-2) до и после иммобилизацией ОР. Таблица 9 СМА-2 СМА-2 ∆V Функ. До После см ̄¹ Группа иммобилизацие иммобилизацие 3430 3415 15 OH 2240 2240 - N=N При сравнение ИК- спектра ОР (рис-5) м ИК- спектрами исходного волокна (рис-11) и волокна иммобилизованного ОР (рис-12) видно, что в случае исходного волокна (рис 11) наблюдается частота в области валентного колебания OH-группы V=3430 см ̄¹, а в случае волокна, связанного с реагентам V=3415 см ̄¹ Частота изменяется на 15-20 см̄¹ вследствие образования межмолекулярной водородной связи между фенольным гидроксилом реагента и гидроксильной группой волокна. 3.8 Изучение комплексообразования медью (II) с органическими реагентами. Растворы реагентов и комплексов их с медью (II) исследована на спектрофотометре СФ-46. Диопозон длин волн от 110-до 300 нм. Толщина рабочей кюветы L=0,5 см . Построены графики зависимости оптической плотности от длины волны (рис 13, рис-14) Данные занесены в таблицу 10. Таблицу 10 Спектральные характеристики реагентов и комплексов их с медью (II) Исследуемый Цвет П так объект Раствора Нм ХКК Ярко – желтый 390 0,78 Комплекс ХКК Светло-зеленый 800 0,26 С см (II) Красный ПК 2кх Пурпурный 490 0,84 560 0,29 Комплекс ПК 2кх А пр С см (II) Определена максимальная длина светопоглошения, а также предельная оптическая плотность растворов. Графики зависимости плотности от длина волны представлены на рис 13 и 14 оптической A 0,9 0,8 1 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 2 0,2 370 380 390 400 760 410 770 780 790 800 810 820 ÍÌ рис 13 График оптической плотности от длины волны реагента ХКК(I) и комплекса его с медью (2) 0,9 0,8 1 0,7 0,6 0,5 0,4 2 0,3 0,2 450 рис 460 14 470 480 График 490 500 510 520 530 540 550 570 Í Ì оптической плотности от длины волны раствора реагента ПК 2кх (I) и комплекса его с медью (2) На основание полученных данных вычислены константы устойчивости и молярный коэффициент светопоглащения комплексов меди (II) . 3.8.1 РАСЧЕТ КОНСТАНТЫ УСТОЙЧИВОСТИ КОМПЛЕКСА МЕДИ (II) С ХКК. Молярный коэффициент светопоглащения а также константу устойчивости комплексов См (II) с ОР рассчитывали по методу ТалмачеваКомаря [20] Предполагаемая формула комплекса меди (II) с ХКК выглядят так C2H5O N N CH Na SO3 + CuSO4 Na SO3 C2H5O N C2H5O N CH N N CH SO3 Cu SO3 C2H5O N N CH Зависимость между концентрацией ионов меди (II) и оптической плотностью растворов измеренной при П=800нм в кювете толщиной L=0.5 см представлена в таблица 11. таблица 11. Зависимость оптической плотности от концентрации раствора комплекса меди (II) с КХХ ССu(II) 10⁴моль/л 0,675 1,225 2,5 5 10 А 0,09 0,12 0,17 0,20 0,24 pH=8 Ka=1,15 *10 -2 Молярный коэффициент светопоглащения находили по формуле 1 1 1 Q т 1 E Ek An Константу равновесия и устойчивости рассчитывали по формулам . n Kp 1 hl n 1 n Ek Q 1 Ek 1 2 C l 1 3 3 4 A 4 A i A 1 n 3 A 4 k Kp Ka 3 C l A i 2 1 2 A 4 i i 2 По данным формулам были произведены расчеты. Найдена константа устойчивости комплекса меди(II) c ХКК K p 2,9 10 2 1 7,2 10 3 Ek k 1,9 10 4 3.8.2 РАСЧЕТ КоНСТАНТЫ УСТОЙЧИВОСТИ КОМПЛЕКСА МЕДИ (II) С ПК 2КХ Комплекс меди(II) с органическим реагентом ПК 2кх образуется по следующей схеме. OH H2N N N OH CuSO4 + COONa SO3Na O OH H2N N N O O S OH O COONa SO3Na Константу устойчивости и молярный коэффициент поглощения вычисляли также по методу Толмачева – Комарья. Данные измерений занесены в таблицу 12. Таблицу 12. Зависимость оптической плотности от концентрации раствора комплекса меди(II) с ПК 2кх С·10⁴ 0,675 1,2 2,5 5,0 10 0,02 0,07 0,12 0,19 0,29 моль/л А Измерения проводили при χ=560 нм, рH=8,0. Толщина рабочей кюветы L=0,5 см K p 1,7 103 k 1,1103 1 6,0 10 3 Ek По полученным данным можно сделать выводы, что комплексы меди (II) с изучаемыми ОР довольно устойчивые относительно времени и внешних условий (температура, рН среды) часть IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 1. Проведена иммобилизация двух органических реагентов (хризафенин кислотный краситель и прямой коричневый 2кх) на волокнистых сорбентах : ПАК-ЭДА (СМА), ПАН-ГМДА (СМА1) ПАН-ГА (СМА-2), а также хемосорбция меди (II) на эти иммобилизованные волокна . 2. Определена удельная сорбциющая ёмкость волокнистых носителей по отношению к органическим реагентам. Предложена вероятная схема иммобилизации методом ИК – спектроскопии. 3. Изучены комплексы меди (II) с ОР, определены их константы устойчивости. Предложена вероятная структурная формула. 4. Установлена, что для определения меди (II) с применением иммобилизованных модифицированных волокон пригодны лишь: -иммобилизованные с ПК 2кх – волокна СМА , СМА-1 и СМА-2 -иммобилизованные с ХКК – волокна СМА-1 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1.Басаргин Н.Н – В кн : Теоретические и практические вопросы применения органических реагентов в анализе минеральных объектов. М: Наука. 1976, с. 3-31. 2.Басарин Н.Н, Голосницкая В.А., Позовский Ю.Г.и др. – В кН органические реагенты и хилотный сорбенты в неорганическом анализе. М: Наука. 1980, с.3-81. 3.Басаргин Н.Н. Химические и физико-химические методы анализа руд, пород и минералов М:Наука. 1974, с.5-25. 4.G.schwarzenbach . W.Biedermann. Helv Chim.Acta . 31,678 (1948) 5. Стюнкель Г.Б, Е.М Якимец , Д.А. Савиновский. ЖАХ. 1953, т.8,с.163. 6. H.Diehl. G.F.Smith. Cuproine, neocuprine and bathauprine, G.F.Smith Chemical co , Columbus , Ohio 1958. 7. R.S Joung, Chemist analyst 1955, t.44, c.98. 8. J.A Dean , J.H.hady. Anal. Chem , 1956, t 28, с.18-87. 9. Alliages cnireux varies Electrolyse enmiliem fluoboriqe. Centre des Industies de la Fonderie 12 Av.Raphel , Paris. 10.H.W.Foote . J.Am.Chem Soc. 1938 , t.60 ,c.13-49. 11.C.N.Schonk . Chem. Weekblad 1946, t.42, c.295. 12.http://www.ancham.ru/literature/books/asdu-2004/161.asp 13.Г.Иванчев Дитизон и его применение Издатинлит,1961. 14.R.J. Guest . Anal Chem. 1953, t 25, c14-84. 15.C.A. Креймер. Н.В. Тужмена. Зав. лаб. 1974, т.23, с 543. 16.http://www.xumuk.ru//toxicchem/150.html 17.http://ido.tsu.ru/schools/chem/data/res/neorg/unchpas/text/g.4_5_8. html. 18.Алексеев В.Н. Количественный анализ М. “химия” 1972 , с 215 19.Лурье Ю,Ю. справочник по аналитической химии М:”Химия” 1979. 20. Булатов М.И. Калинкин И.П Практическое руководство по фотометрическим методам анализа 5-с изд. перераб -Е: химия , 1986, с.286.