КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ КОБАЛЬТА, НИКЕЛЯ И КАДМИЯ ПОЛИМЕРНЫМИ ХЕЛАТНЫМИ СОРБЕНТАМИ | И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ В АБИОТИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ

ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1. Ионное состояние Co(II), Ni(II) и Cd(II) в абиотических и
биологических объектах окружающей среды и их влияние на организм человека 10
1.1.1. Кобальт 10
1.1.2. Никель 14
1.1.3. Кадмий 17
1.2. Сорбционные методы концентрирования микроэлементов
при их определении в биологических и абиотических объектах окружающей среды 20
1.3. Ионообменное концентрирование 24
1.4. Концентрирование на ионообменниках, модифицированных
органическими реагентами 26
1 1.5. Концентрирование на полимерных сорбентах с привитыми
[ комплексообразующими группами 29
• 1.5.1. Сорбенты на основе линейного полистирола 30
1.5.2. Сорбенты на основе сополимера стирола и дивинил- бензола 32
1.6. Общая характеристика химического состава абиотических (воды) и биологических объектов (волосы, кровь) 40
• Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 45
2.1 .Используемые сорбенты, реактивы и аппаратура 45
2.2. Методика исследования кислотно-основных свойств поли­мерных хелатообразующих сорбентов 49
2.2.1. Определение статической емкости сорбентов по иону
натрия 49
2.2.2. Потенциометрическое титрование сорбентов 50
2.2.3. Мето дика расчета констант кислотно-основной иони­зации 51
‘ 2.3. Методика определения оптимальных условий сорбции 52
2.3.1.Определение влияния кислотности среды на сорбцию элементов 52
2.3.2.Определение влияния времени контакта и температу-
L ры раствора на сорбцию элементов 53
Г 2.3.3.Определение коэффициентов распределения элемен-
, тов в системе «раствор-сорбент» 54
2.3.4.Определение сорбционной емкости сорбентов по от­
дельным элементам 56
2.3.5. Изучение избирательности аналитического действия сорбентов 56
2.4. Определение констант образования комплексов элементов с
полимерными хелатообразующими сорбентами 57
2.5. Выбор элюента для десорбции суммы элементов 58
2.6. ИК-спектроскопическое исследование сорбентов и их ком­плексов с элементами 58
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СОРБЕНТОВ 60
3.1. Кислотно-основные свойства полимерных хелатообразую­
щих сорбентов 60
3.1.1. Статическая емкость по иону натрия 60
3.1.2. Вычисление и интерпретация рК ионизации ФАГ по­лимерных хелатообразующих сорбентов 61
3.2. Выбор оптимальных условий сорбции 78
3.2.1. Оптимальный диапазон pH сорбции Co(II), Ni(II) и
Cd(II) полимерными хелатообразующими сорбентами 78
3.2.2. Оптимальное время контакта фаз и температура рас­твора 83
3.2.3. Сорбционная емкость сорбентов по отдельным эле­ментам 85
3.2.4. Оценка избирательности процесса сорбции Со(П),
Ni(II) и Cd(II) полимерными хелатообразующими сорбентами 87
3.3. Константы образования комплексов элемент-сорбент 89
3.4. Выбор условий десорбции 91
3.5. Установление вероятного состава комплекса элемент-сорбент 91
3.5.1. Исследование изотерм сорбции 93
3.5.2. Определение числа ионов водорода, вытесняемых
при сорбции из функционально-аналитических групп 96
3.5.3. Данные ИК-спектроскопического исследования 104
3.5.4. Теоретические расчеты pH максимального комплек­сообразования сорбентов с Со(П), Ni(II) и Cd(II) 114
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ НА
НЕКОТОРЫЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА СОРБЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЛИМЕРНЫМИ ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИМИ СОРБЕНТАМИ 118
4.1. Корреляция меаду кислотно-основными свойствами полимер­ных хелатообразующих сорбентов и константами Гаммета 119
4.2. Корреляции между pHso сорбции элементов и константами
Гаммета 123
4.3. Корреляции между рН50 сорбции и рКион ФАГ 124
4.4. Корреляции между рК’ОН ФАГ сорбентов и константами
образования хелатных комплексов элемент-сорбент 132
Глава 5. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ СПОСОБОВ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА, НИКЕЛЯ И КАДМИЯ В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 138
5.1. Предварительная подготовка проб объектов к анализу (вода,
, волосы, кровь) 138
5.2. Концентрирование и элюирование Со(П), Ni(II) и Cd(II) 140
5.3. Новые способы концентрирования кобальта(П), никеля (II) и кадмия(П) сорбентом полистирол-2-окси-азо-2’-окси, 5’-
* нитро,З’-бензолсульфокислота с последующим их атомно­абсорбционным определением 141
5.4. Апробация новых методик определения кобальта(П),
никеля(П) и кадмия(П) на реальных объектах (воды, кровь и волосы) 143
Выводы 150
Список использованной литературы 153
Приложение 170

Купить

В настоящее время доказано значение кобальта, никеля и кадмия для жиз­недеятельности организма. Со и Ni в небольших количествах необходимы для нормального протекания биохимических процессов. Однако в избыточных кон­центрациях ионы всех трех элементов могут проявлять себя как высокотоксич­ные яды.
Для исследования степени загрязнения окружающей среды, оценки состоя­ния питания, клинической диагностики заболеваний различной этиологии опреде­ление низких содержаний тяжелых металлов и среди них Со, Ni, Cd в абиотиче­ских и биологических объектах в настоящее время очень актуально. Сложный со­став объектов, наличие мешающей матрицы и на их фоне незначительных концен­траций самих определяемых микрокомпонентов затрудняет, а иногда делает не­возможным получение надежных результатов анализа. Один из перспективных путей решения этой проблемы - разработка комбинированных методов анализа, включающих стадию предварительного сорбционного концентрирования. Это по­зволяет уменьшить объем пробы, что, в частности, принципиально важно при ана­лизе органов и тканей живых организмов, снизить пределы обнаружения, устра­нить полностью или значительно снизить влияние фоновых макрокомпонентов и повысить при этом воспроизводимость и чувствительность анализа; сократить время пробоподготовки.
Для повышения чувствительности определения следовых количеств элемен­тов, избирательного концентрирования, разделения и эффективности их извле­чения широкое применение нашли органические полимерные сорбенты, содержа­щие в своей матрице хелатообразующие функционально-аналитические группы (ФАГ).
В связи с превалированием эмпирического подхода в области синтеза и применения в анализе полимерных хелатообразующих сорбентов (ПХС) одним из актуальных теоретических направлений в исследовании их свойств является уста­новление количественных корреляций между структурными параметрами, физи­ко-химическими свойствами ПХС и аналитическими параметрами сорбции. Такие корреляции составляют основу количественного прогноза некоторых важнейших аналитических и физико-химических характеристик сорбентов, позволяют осуще­ствлять целенаправленный поиск, синтез и применение сорбентов в неорганиче­ском анализе. Данному вопросу в работе уделено особое внимание.
< Настоящая работа выполнена в продолжение исследований по Проекту №95-
03-09126а Российского Фонда фундаментальных исследований Российской академии наук: «Теоретические и экспериментальные исследования в области корреля- ций между физико-химическими свойствами органических полимерных сорбентов и аналитическими параметрами процесса сорбции микроэлементов. Разработка эффективных методов концентрирования и определения микроэлементов».
Цель работы
1. Систематическое изучение физико-химических и аналитических свойств ПХС, содержащих в своей структуре 2,2’-диоксиазо-функционально- аналитическую группу (ФАГ) и различные заместители в 3’- и 5’- положениях.
2. Разработка новых способов концентрирования и атомно-абсорбционного определения микроколичеств кобальта(П), никеля(П) и кадмия(П) в анализе
$ абиотических (вода) и биологических объектов (волосы, кровь) на основе
проведенных исследований.
Для реализации поставленных целей нами предусмотрена постановка и ре­шение следующих экспериментальных и теоретических задач:
• изучение физико-химических и аналитических характеристик синтезиро­ванных новых ПХС; процессов сорбции и десорбции Co(II), Ni(II) и С<1(П);
• установление количественных взаимосвязей между особенностями
г строения хелатообразующих сорбентов и их свойствами, природой эле­
ментов и аналитическими параметрами сорбции;
! - установление вероятной схемы комплексообразования изучаемых элемен-
/4 тов с сорбентами;
...
Купить