CC BY
31
ХИМИЯ
УДК 543.426:546:66
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ТЕРБИЯ В КОМПЛЕКСЕ С S-БУТИЛМЕТИЛОВЫМ ЭФИРОМ СУЛЬФОСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ
© 2005 г. Л.А. Алакаева, С.А. Эльчепарова, Х.Х. Гурдалиев, А.З. Бахова
The new luminescent reaction of terbium with S-butilmetil ether of sulphosalicylic acid is described. The complexes of composition Me:Re = 2:3 are formatted at pH 7.9 and they can be used in analyses.
Редкоземельные элементы РЗЭ в таблице Д.И. Менделеева заполняют глубоколежащую 4^оболочку. Поэтому они защищены от влияния окружающих полей оболочкой 5 s2 p6 [1].
Хотя переходы электронов внутри 4^оболочки запрещены, они становятся возможными под действием световой энергии. Положение и число возбужденных состояний зависят от числа электронов на 4^оболочке. Ионы РЗЭ простых солей обладают характерными спектрами поглощения и люминесценции, состоящими из ряда узких полос в области 20014000 нм, вызываемых переходами внутри 4^оболочки. Эти переходы увеличиваются по своей интенсивности при комплексообразовании с органическими реагентами [1].
Наиболее перспективным для определения индивидуальных РЗЭ является люминесцентный метод анализа, который развивается эффективно по направлению использованию люминесцентных свойств ионов РЗЭ в растворах комплексных соединений с органическими реагентами при облучении УФ-светом. При этом наблюдается увеличение интенсивности люминесцентных ионов РЗЭ по сравнению с аква-ионами. Увеличение интенсивности люминесценции ионов лантанидов в комплексных соединениях обусловлено миграцией энергии от органического лиганда к иону лантанида внутримолекулярно [2-4].
Большинство предложенных люминесцентных реагентов носят индивидуальный характер, т.е. они дают свечение только с одним ионом РЗЭ [5-8]. В [9, 10] было установлено существование люминесцентных реакций тербия и диспрозия в комплексах с фенолами и их производными, а также изучены их свойства в зависимости от строения и природы заместителей в бензольном кольце. Согласно полученным закономерностям установлено, что при содержании сульфогруппы в молекуле фенола наблюдается более высокая интенсивность свечения ионов тербия зеленого цвета в растворах и более устойчивы образующиеся комплексы.
Сульфосалициловая кислота (ССК) предложена как фотометрический и люминесцентный реагент на РЗЭ [11]. Она образует слабо люминесци-рующий комплекс (ЛК) с тербием [12].
Для изучения люминесцентных свойств РЗЭ с замещенными ССК нами был синтезирован ряд производных ССК и изучены их аналитические свойства в комплексах с ионами РЗЭ [13, 14].
Синтез новых производных ССК представляет определенный интерес для решения проблемы индивидуального определения ионов РЗЭ в их смеси.
Данная работа посвящена изучению люминесцентных свойств тербия с S-бутилметиловым эфиром сульфосалициловой кислоты (БМЭССК), полученным впервые синтетическим путем.
В результате проведенных поисков установлено, что БМЭССК дает яркую люминесцентную реакцию с тербием зеленого цвета.
В работе растворы хлоридов РЗЭ, 1 • 10-3 М БМЭССК готовили растворением точной навески. Растворы с меньшей концентрацией готовили соответствующим разбавлением исходных растворов.
Спектры люминесценции регистрировали спектрометром ДФС - 24 с самописцем КСП - 4. Люминесценцию растворов комплексов тербия с БМЭССК возбуждали излучением ртутной лампы СВД - 120 А в осветителе ОИ-18, снабженным кварцевым конденсором и светофильтром УФС-1,2. Спектры поглощения растворов комплекса в ультрафиолетовой области спектра регистрировали на спектрофотометре СФ-26. Значение рН исследуемых растворов контролировали с помощью иономера универсального ЭВ-74, прокалиброванного по стандартным буферным растворам. Для создания различных значений рН растворов пользовались разбавленными растворами хлористоводородной кислоты и аммиака квалификации «ХЧ».
При добавлении к раствору тербия раствора БМЭССК, установлении необходимых значений рН и облучении УФ-светом ртутной лампы наблюдается яркая люминесценция тербия зеленого цвета. Спектры люминесценции растворов комплексов тербия регистрировали в интервале длин волн X 535-560 нм (рис. 1).
В полосе люминесценции комплексов тербия наблюдается один максимум при длине волны X 545 нм. Комплексы тербия с БМЭССК максимально образуются при рН 7,9 (рис. 2). Растворы комплекса тербия с БМЭССК поглощают в УФ-области спектра в интервале 250-290 нм с максимумом при 270 нм и устойчивы во времени стояния и облучения УФ-светом до 3 ч.
Соотношение компонентов в растворах тербия с БМЭССК установлено методами молярных отношений, изомолярных серий: ТЬ:БМЭССК = 2:3.
Изучено влияние присутствия других РЗЭ на интенсивность люминесценции растворов комплекса ТЬ с БМЭССК.
Как видно из рис. 3, в растворах комплекса ТЬ с БМЭССК сильное тушение интенсивности люминесценции ионов тербия вызывают Се, Рг, Sm, Ей, Бу, Но, Ег, Тт, УЬ, т.е. элементы с недостроенной 4^оболочкой.
• пом 180 1 160 140
120 " 100 80 -60 40 -20 " О
530
540
550
560
570
580 590
Рис. 1. Спектры люминесценции раствора комплекса ТЬ с БМЭССК: СТь = С БМЭССК = 1 -10 3 моль/л; V = 10 мл
6 7 8 9 10 pH
Рис. 2. Зависимость 1люм в комплексе с БМЭССК от рНрастворов: СТЬ = С БМЭССК = 1 -10-3 моль/л; Л = 545 нм, V = 10 мл
Рис. 3. Влияние других РЗЭ на 1люм комплекса ТЬ с БМЭССК:
Сть = С РЗЭ = 1 -10 3моль/л; С БМЭсск = 2 -10 3моль/л; Л = 545 нм; рН=7,9; V = 10мл
Полученные люминесцентные свойства комплекса ТЬ с БМЭССК могут быть использованы в анализе с нижним пределом обнаружения 2,4 • 10-8 г/мл ТЬ.
Прямолинейная зависимость 1люм от концентрации ионов тербия в растворах, согласно закону Бугера-Ламберта-Бера, наблюдается в интервале концентрации от 0,073 до 0,256 мг ТЬ.
Итак, предложен новый люминесцентный реагент БМЭССК на тербий. Установлено, что Tb образует высокочувствительный ЛК с данным реагентом при рН 7,9. Изучены условия комплексообразования Tb с БМЭССК. Полученные данные могут быть использованы для определения тербия в природных водах.
Литература
1. Полуэктов Н.С. и др. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантанидов. Киев, 1989.
2. АлександрА.П., Генкин В.Н. // Оптика и спектроскопия. 1966. Т. 21. Вып. 6. С. 758-760.
3. Crosby J.A. et. al. // J. Pbys. Chem. 1962. Vol. 66. № 12. Р. 2493-2499.
4. Matsuda J. ей al. // Bul. Chem. fok. Japan. 1968. Vol. 41. № 7. P 1513-1518.
5. Бельтюкова С.В., Кравченко Т.Б. // Завод. лаб. 1982. Т. 48. № 3. С. 13-14.
6. Алакаева Л.А. и др. // Аналитическая химия. 1979. Т. 3. Вып. 3 С. 474-476.
7. Аникина Л.И., Карякин А.В. // Успехи химии. 1964. Т. 33. С. 1337-1348.
8. Кравченко Т.Б. и др. // Укр. хим. журн. 1985. Т. 51. Вып. 1. С. 66-68.
9. Алакаева Л.А, Тищенко М.А., Полуэктов Н.С. // Журн. аналит. химии. 1970. Т. 25. № 16. С. 1239.
10. Алакаева Л.А. Разработка люминесцентных методов определения тербия и диспрозия с использованием комплексных соединений с производными фенолов: Дис. ... канд. хим. наук. Одесса, 1971. С. 181.
11. SommerL.Z. // Anal. Chem. 1962. T. 187. P. 263.
12. Kanekar C.R. et al. // Bull. Chem. foc. Japan. 1970. T. 15. C. 1214.
13. Алакаева Л.А и др. // Изв. вузов. Химия и хим. технологии. 1991. Т. 34. Вып. 2. С. 118-121.
14. Алакаева Л.А и др. // Изв. вузов. Химия и хим. технологии. 1994. Т. 37. Вып. 10-12. С. 132-135.
15. Алакаева Л А., Эльчепарова С.А. и др. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2000. № 4. С. 46-48.
Кабардино-Балкарский государственный университет 8 июня 2005 г.
УДК 541.49+547.574:621.892.8
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ С АЗОМЕТИНОВЫМИ И АЗОЛИГАНДАМИ НА СМАЗОЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАСЕЛ
© 2005 г. Г.Г. Чигаренко, А.Г. Пономаренко, А.С. Бурлов, И.С. Васильченко, А.И. Ураев, Д.А. Гарновский, А.Д. Гарновский
The results of tribotechnical characteristics of lubricant compositions containing coordination compounds of transition metals are presented.
Химические процессы, происходящие в смазочной среде в условиях граничного трения, приводят к формированию на трущихся поверхностях
