ЖУРНАЛ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2007, том 62, № 12, с. 1316-1318
^=ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ =
УДК 543.4:543.544
ТЕСТ-ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛИБДЕНА(У1) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФЕНИЛФЛУОРОНА, ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ ТКАНИ
© 2007 г. В. Г. Амелин, О. И. Абраменкова
Владимирский государственный университет, факультет химии и экологии 600000 Владимир, ул. Горького, 87 Поступила в редакцию 27.09.2006 г., после доработки 30.01.2007 г.
Показана возможность использования фенилфлуорона, иммобилизованного на матрице из целлюлозной ткани, в качестве реагента для тест-определения молибдена(У1). Для иммобилизации фенилфлуорона выбрана ткань из смесового волокна (вискозы с хлопком), обеспечивающая высокую степень удерживания реагента (97%) и отличающаяся химической стойкостью и механической прочностью. Изучена избирательность реакции. Разработана тест-методика определения 0.05-5 мг/л молибдена^!) в природных водах (яг < 0.4), продолжительность анализа 10-15 мин.
Молибден является минеральным компонентом, необходимым человеческому организму. Этот элемент способствует метаболизму железа в печени и считается необходимым кофактором в ряде ферментативных реакций, проходящих в организме, самая важная из которых предотвращает подагру, ускоряя метаболизм и удаление из организма мочевой кислоты. Суточная потребность организма в молибдене - 45 мкг. Однако в больших концентрациях молибден приводит к развитию многих заболеваний. Верхний допустимый уровень потребления - 200 мкг в сутки (нормы Роспотребнадзора). Предельно допустимая концентрация молибдена в питьевой воде - 0.25 мг/л, в расфасованной питьевой воде - 0.07 мг/л [1].
Предложены методики определения молибдена с помощью тест-полос и тест-устройств [2, 3], в которых в качестве матриц используют целлюлозную бумагу, импрегнированную фенилфлуо-роном (ФФ). Диапазон определяемых содержаний молибдена(УГ) составляет 0.1-10 мг/л. Недостатком данных методик является использование бумажных матриц, не отличающихся необходимой прочностью и химической стойкостью. Предел обнаружения молибдена^Г) с использованием фе-нилфлуорона спектрофотометрическим методом составляет 0.01 мг/л (относительное стандартное отклонение не превышает 0.02), однако реализация данного метода возможна лишь при наличии лабораторного оборудования.
В данной работе показано преимущество тест-методики определения молибдена^!) с использованием в качестве матрицы для иммобилизации фенилфлуорона целлюлозной ткани, являющейся, по сравнению с бумагой, более прочной, однородной и химически стойкой [4].
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В качестве матриц для иммобилизации ФФ в работе были использованы целлюлозные ткани: бязь (ГОСТ 29298-92), вискоза (ГОСТ 20272-83) и вискоза с хлопком (ГОСТ 20272-96). Целлюлозную ткань опускали на несколько секунд в 0.1%-ный этанольный раствор ФФ, подкисленный HCl, и высушивали с помощью тепловентилятора ЭОЛ-2 (ГОСТ 17083-87). Дополнительные реагенты импрегнировали на обеззоленной фильтровальной бумаге (ТУ 6-09-1678-95). Использовали ГСО молибдена(У1) 1 мг/мл ("Экоаналити-ка"). Рабочие растворы готовили разбавлением дистиллированной водой в день использования. Оптимальную кислотность среды создавали 2 М соляной кислотой. Анализируемые растворы пропускали через индикаторную ткань с помощью инъекционного шприца фирмы "Луер" с резиновой манжеткой [5]. Интенсивность окраски реакционной зоны, пропорциональную концентрации молибдена(УТ), определяли по цветовым шкалам, выполненным на фотобумаге. Спектры поглощения ФФ и его комплексов с молибденом^!) снимали на фотометре КФК-3.
Степень удерживания ФФ (R, %) рассчитывали по формуле:
R = 100A/A0,
где A - оптическая плотность индикаторной матрицы после пропускания через нее раствора, A0 -оптическая плотность индикаторной матрицы, смоченной раствором с определенной кислотностью. Индикаторную матрицу помещали в кювету, оптическую плотность измеряли относительно матрицы без иммобилизованного реагента при
ТЕСТ-ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛИБДЕНА(У1)
1317
А
X, нм
Рис. 1. Спектры поглощения ФФ (1,3) и его комплекса с Мо(У1) (2,4) на смесовой ткани при рН 1, в отсутствие (1, 2) и присутствии ЦП (3, 4).
длине волны, соответствующей максимуму свето-поглощения ФФ.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Выбор матрицы. Для определения молибде-на(У1) наиболее чувствительным реагентом является ФФ. Были рассчитаны степени удерживания реагента на индикаторных матрицах из бязи, вискозы, смесовой ткани и бумаги. Несмотря на относительно высокое значение R на бумаге (78%) использование ее нежелательно, так как она легко прорывается при пропускании раствора, разрушается под действием кислот, а реакция ФФ с молибденом протекает в кислой среде. При использовании матриц из хлопка (бязи) реагент вымывается, окраска реакционной зоны после пропускания растворов размыта, степень удерживания ФФ составляет всего 35%, что исключает использование бязи для тест-определения. Степень удерживания ФФ на вискозе - 59%, однако при визуальном определении окраски матрицы наблюдается блеск (за счет отражения света), который мешает правильной оценке оттенка реакционной зоны. Установлено, что максимальная степень удерживания ФФ (97%) наблюдается при использовании смесовой ткани (49% вискозы, 51% хлопка). Данный вид ткани в наибольшей степени подходит для иммобилизации ФФ. Цвет матрицы, пропитанной ФФ, - желтый, а после
Ä
Рис. 2. Зависимость оптической плотности комплексов Mo(VI) с ФФ от кислотности среды в отсутствие
(1) [X = 530 нм, с(Мо) = 100 мг/л)] и присутствии ЦП
(2) [X = 550 нм, с(Мо) = 50 мг/л].
пропускания кислого раствора молибдена^1) через эту матрицу реакционная зона приобретает красную окраску.
Спектрофотометрические характеристики. Реакция молибдена^) с фенилфлуороном на ткани более контрастна, чем в растворе. При добавлении цетилпиридиния (ЦП) контрастность реакции возрастает; максимум светопоглощения комплекса молибдена^1) с ФФ без ЦП находится при 530 нм, а при добавлении ЦП он батохромно смещается на 20 нм (рис. 1).
Выбор оптимальной кислотности. На рис. 2
представлена зависимость оптической плотности комплексов молибдена с ФФ в отсутствие и присутствии ЦП от кислотности среды, создаваемой соляной кислотой. Добавление ЦП позволяет расширить диапазон оптимальной кислотности реакции комплексообразования молибдена^1) с ФФ.
Установлено, что реакция молибдена^1) c ФФ в отсутствие ЦП протекает лишь при концентрациях соляной кислоты от 0.1 до 0.3 М. При добавлении ЦП диапазон оптимальной кислотности реакции комплексообразования расширяется вплоть до 1 М по HCl.
Определение молибдена в природных водах.
Установлено, что Al(III), Cd(II), Gd(III), Mn(II), Ca(II), Li(I), Ni(II), Zn(II), Mg(II), Ta(V), In(III), Sr(II), Cl-, Pb(II), Be(II), Pt(IV), Th(IV), Hg(II), Dy(III),
Ag(I), Co(II) и NH+ не мешают определению молибдена^^ вплоть до концентраций 100 мг/л. Мешают определению 6 мг/л W(VI), 0.5 мг/л Fe(III), 0.05 мг/л Ge(IV), Zr(IV), Sb(III) и 0.01 мг/л Ti(IV).
Мешающее влияние 50 мг/л германия(^), циркония(^), вольфрама^1), сурьмы(Ш) и тита-на(^) устраняется введением реактивной бумаги, пропитанной растворами 0.1 М ЭДТА и 0.1% лимонной кислоты. Для определения Mo(VI) отбирали 20 мл пробы, добавляли 20 капель 2 М HCl, реактивные бумаги, перемешивали 1-2 мин. Складывали индикаторную ткань вдвое и собирали тест-устройство; набирали в шприц полученный рас-
ЖУРНАЛ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 62 № 12 2007
1318
АМЕЛИН, АБРАМЕНКОВА
Результаты определения Mo(VI) в водах (n = 3; Р = 0.95)
Введено Мо^Г), мг/л Найдено Mo(VI), мг/л
0.08 0.05 ± 0.01 0.41
0.4 0.5 ± 0.2 0.20
0.12 0.1 ± 0.04 0.40
0.36 0.5 ± 0.1 0.41
Вода Черного моря 0.46 ± 0.05 0.44
Вода открытого водоема (Собинский район) 0.48 ± 0.04 0.42
твор и пропускали его через тест-устройство, присоединенное к шприцу, со скоростью 3-4 капли в секунду. Далее тест-устройство разбирали, разрезали пополам вторую от шприца реакционную зону ткани, прикладывали ее к цветовой шкале и сравнивали окраску сегмента со стандартной цветовой шкалой.
Разработана тест-методика определения мо-либдена(УГ) в природных водах. Продолжительность анализа - 10-15 мин (таблица).
Относительное стандартное отклонение результатов анализа не превышает 0.4.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (проект 05-03-32024).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беспамятное Г.П, Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л.: Химия, 1985. 528 с.
2. Золотое Ю.А, Амелин В.Г, Иванов В.М. Химические тест-методы анализа. М.: Едиториал УРСС, 2002. 304 с.
3. Амелин В.Г. // Жури. аналит. химии. 2000. Т. 55. № 9. С. 902.
4. Амелин В.Г, Третьяков А.В. // Журн. аналит. химии. 2006. Т. 61. № 2. С. 202.
5. Амелин В.Г. // Журн. аналит. химии. 1998. Т. 53. № 9. С. 958.
Test Determination of Molybdenum(VI) with the Use of Phenylfluorone Immobilized on a Cellulose Cloth
V. G. Amelin and O. I. Abramenkova
Vladimir State University, ul. Gor'kogo 87, Vladimir, 600000 Russia
Abstract—It was demonstrated that phenylfluorone immobilized on a cellulose cloth matrix can be used as a reagent for the test determination of molybdenum(VI). Phenylfluorone was immobilized on a mixed fiber cloth (viscose with cotton), which provides high retention of the reagent (97%) and exhibits chemical stability and mechanical strength. The selectivity of the reaction was studied. A test procedure was developed for the determination of 0.05-5 mg/l molybdenum(VI) in natural waters (RSD < 40%); the time of analysis is 10-15 min.
ЖУРНАЛ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 62 < 12 2007
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.