CC BY
23пень извлечения левомицетина из раствора при использовании необожженного монтмориллонита составила около 36 %. В случае обожженного сорбента антибиотик сорбировался в меньшей степени, а при использовании модифицированного хитозаном - сорбция составила 59% и более.
Для регенерации сорбентов после проведения ТФЭ левомицетина и тетрациклина использовали различные растворители. Практически полное удаление левомицетина с сорбента происходило при использовании воды, подкисленной до рН 2 хлористоводородной кислотой (0,2 М) и при обработке этиловым спиртом, а тетрациклина - при нагревании сорбента с водой до 100 °С.
Таким образом, в результате проведенных исследований показана возможность применения сорбентов на основе природного алюмосиликата монтмориллонита (необожженного и модифицированного хитозаном) для очистки сточных вод от антибиотика тетрациклина.
Список литературы
1. Antibiotics in typical marine aquaculture farms surrounding Hailing Island, South China: Occurrence, bioaccumulation and human dietary Exposure/ Hui Chen, Shan Liu, Xiang-Rong Xu, Shuang-Shuang Liu, Guang-Jie Zhou, Kai-Feng Sun, Jian-Liang Zhao, Guang-Guo Ying// Marine Pollution Bulletin.-2015.- 90.-S. 181-187.
2. Aquatic toxicity of four veterinary drugs commonly applied in fish farming and animal husbandry/ Marta Kotodziejska, Joanna Maszkowska, Anna Bialk-Bielinska, Stephanie Steudte, Jolanta Kumirska, Piotr Stepnowski, Stefan Stolte// Chemosphere.-2013.- 92.-S.1253-1259.
3. Occurrence, seasonal variation and risk assessment of antibiotics in the reservoirs in North China/ Nan Li,
Xinbo Zhang, Wei Wu, Xinhua Zhao// Chemosphere.-2014.- 111.- S. 327-335.
4. Tissue-specific bioaccumulation of human and veterinary antibiotics in bile, plasma, liver and muscle tissues of wild fish from a highly urbanized region/ Jian-Liang Zhao, You-Sheng Liu, Wang-Rong Liu, Yu-Xia Jiang, Hao-Chang Su, Qian-Qian Zhang, Xiao-Wen Chen, Yuan-Yuan Yang, Jun Chen, Shuang-Shuang Liu, Chang-Gui Pan, Guo-Yong Huang, Guang-Guo Ying// Environmental Pollution.-2015.- 198.- S.15-24.
5. Белюстова,К.О. Определение содержания левомицетина в пищевых продуктах с различной массовой долей жира / К.О.Белюстова, Л.И.Соко-лова//Техника и технология пищевых производств.- 2011.- № 3.-С. 1-5.
6. Кирничная, В.К. Контроль содержания антибиотиков в пищевых продуктах хроматографическими методами/ В.К. Криничная //Пищевая промышлен-ность.-2013.-№8.-С.52-54.
7. Извлечение антибиотиков левомицетина и тетрациклина из продуктов, животного происхождения, с использованием природных алюмосиликатов месторождений Приморского края: Наука, образование, общество: тенденции и перспективы/ Привар Ю.О., Белюстова К.О., Соколова Л.И., Шапкин Н.П.Москва: АР-Консалт, 2014.-67 с.
8. Использование природных алюмосиликатов месторождений Приморского края для выделения антибиотиков (левомицетина и тетрациклина) из пищевых продуктов с многокомпонентной матрицей: Современные тенденции в образовании и науке/ Привар Ю.О.,Белюстова К.О., Соколова Л.И., Шапкин Н.П.- Тамбов: ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2013.-125 с.
ОРГАНИЧЕСКИЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ - ЭФФЕКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
В КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И ОБЪЕКТОВ
Рудомёткина Татьяна Фёдоровна
кандидат хим. наук, ассистент, Московский государственный Университет им.М.В.Ломоносова, г. Москва
ORGANIC ANALYTICAL REAGENTS AS EFFECTIVE INSTRUMENT IN QUALITY CONTROL OF MATERIALS AND OBJECTS Rudometkina Тatiana, Сandidate of Science, asisstent, M. V. Lomonosov Moscow State University, Moscow
АННОТАЦИЯ
Рассмотрены вопросы использования органических аналитических реагентов в фотометрических методах определения и контроле качества анализа различных материалов и объектов. Достижения теории действия органических реагентов и повышение их эффективности по чувствительности и селективности определения малых концентраций элементов могут быть успешно использованы для оперативного и дешевого контроля качества материалов, не требующего дорогостоящей аппаратуры. В то же время использование реагента ЭДТА, образующего с ионами металлов комплексы с низким светопоглощением, позволяет использовать их для оперативного фотометрического определения высоких концентраций ряда металлов по метрологическим характеристикам не уступающим классическим.
Ключевые слова: органические реагенты, фотометрия, этилендиаминотетраацетаты, оперативность анализа.
ABSTRACT
Particularities concerning the usage of organic analytical reagents for fotometric methods of determination and quality control of various materials and objects have been considered. The progress of theory organic reagents and the increase of thear efficiency realated to selectivitye and sensitivity can be successfully used for cheap and operative quality control of small consentration elements with no need for expensive scientific equipment. Meanwhile, the usage of EDTA-metalcomplexes, with
low light - absorbtion, allow to apply them for effective fotometric determination of high concentrations of metals. with metrological characteristics do not concede recieved at use jf classical methods.
Key words: organic reagents, fotometry, ethylendiaminotetraacetates, operative analysis.
Одной из актуальнейших проблем контроля качества металлов, сплавов, минерального сырья, объектов окружающей среды и других является оперативность анализа, достижение нормируемых метрологических характеристик в сочетании с минимальными затратами. Именно решение этих задач позволяет определить марку стали или сплава, произвести подсчёт запасов полезных ископаемых, надёжно определить содержание вредных и токсических компонентов в объектах окружающей среды и т.д.
Развитие современных инструментальных методов анализа, таких как атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС), ISP, ISP-MS позволило снизить пределы определения микрокомпонентов, резко увеличить оперативность анализа, повысить скорость аналитического контроля больших партий проб. Однако, аппаратура, используемая для этих видов анализа, как правило, импортного производства, как по цене, так и по эффективности использования обычно доступна и рентабельна лишь для аналитических центров с широким кругом анализируемых объектов и концентраций компонентов.
Существование наряду с такими методами анализа фотометрических методов с применением органических реагентов нередко ставит последние в разряд несовременных, а то и получающих ярлык « устаревших». Однако, синтез новых высокоэффективных органических реагентов, развитие теоретических представлений механизма их действия, произошедший в 50-70-х годах прошлого века привели к широкому использованию их прежде всего для определения малых концентраций элементов, как надёжного и дешевого инструмента неорганического анализа. [ 1,2,4,14-16 ] Огромный накопленный материал исследований отечественных и зарубежных
учёных в 80-90-х годах прошлого века привели к появлению новых приёмов анализа, повышающих эффективность действия известных органических реагентов как по чувствительности, так и по селективности. Это применение органических и водноорганических сред, образование разнолигандных комплексов, использование добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ), модифицирующих органические реагенты.[ 4,8,13,14] Так например, добавление в водный раствор ПАВ - 1^-цетил -пиридиния при проведении реакции комплексообразования А13+ с реагентом хромазурол S позволило снизить нижнюю границу определяемых содержаний алюминия в 10 раз (до 0,5 мкг/50 мл) (см. табл.1), а в случае проведения определения бериллия - более, чем в 20 раз. [ 8 ], что позволило разработать методику прямого фотометрического определения бериллия (без его отделения от сопутствующих компонентов) от 2.10-4 % в рудах и горных породах различного состава [12 ] с метрологическими характеристиками, позволяющими аттестовать её по II категории точности [ 5 ]. Использование системы Sn - ПКФ - ЦП позволило разработать методику экспрессного фотометрического определения 0,01 - 5% олова в сплавах цветных металлов [7 ].
Применение в качестве среды для комплексообразования водноорганических сред с содержанием 50% ацетона позволило почти в 2 раза повысить молярные коэффициенты поглощения комплексов ионов металлов с реагентом ТАОХ с одновременным повышением содержания реакционноспособной формы реагента и снижением его собственного поглошения.[13]. Полученный эффект был использован для разработки прямого (без предварительных отделений и концентрирования) фотометрического определения цинка в растворах выщелачивания руд цветных металлов, в магниевых сплавах [ 16 ].
Таблица 1
Влияние ЦП на аналитические характеристики комплексных соединений ионов металлов с органическими _реагентами [ 8 ]_
Система рН опт Молярный коэффициент поглощения £.10-3 Лмакс, нм Границы определяемых содержаний, мкг/50 мл
Al - XAS 5,7-5,8 59,3 540 5-25
Al - XAS-ЦП 4,7-5,5 118,0 615 0,5-5
Ве - XAS 4,5 21,3 570 3,6-36
Ве - XAS-ЦП 4,9-5,2 69,8 620 0,15-1,2
Sn- ПКФ 1.9-2,5 49,5 610 5-30
Sn-ПКФ -ЦП 1,0-1,8 82,8 665 2-17
Обозначения: XAS -реагент хромазурол S; ПКФ - реагент пирокатехиновый фиолетовый; ЦП -бромистый N-це-тилпиридиний
Необходимо отметить, что преимуществами упомянутых методов и множества других аналогичных разработок, имеющихся в литературе [1,2,4,14-16] является использование, как правило, гомогенных водных или водноорганических сред, недорогой отечественной аппаратуры (фотометры КФК), оперативности выполнения анализа (без отделения сопутствующих или анализируемого компонентов), а значит, невысокой трудоёмкости получения повторных результатов, высоких метрологических ха-
рактеристик, т.е. во многих случаях быть вполне конкурентоспособными с высокопроизводительными инструментальными методами, упомянутыми выше, но более дешевыми.
Но имеется ещё одно преимущество использования органических аналитических реагентов в фотометрических методах анализа, которое ставит их вне конкуренции - это определение высоких концентраций элементов основы (п.10%, где п = 1-9). Такие определения могут быть
возможны при использовании поглощения продуктов реакций с низкочувствительными органическими реагентами, какими являются, например, комплексы ионов металлов с этилендиаминотетрауксусной кислотой (ЭДТА, точнее, с её динатриевой солью - комплексоном III). Речь идёт о поглощении комплексонатов металлов в видимой области спектра, позволяющем использовать отечественные фотометры для измерения светопоглощения миллиграммовых количеств аналитов.
Значения молярных коэффициентов светопоглощения комплексонатов не превышают 30- 200 ( иногда до 1000) что примерно на 3 порядка ниже, чем для комплексов с другими известными органическими реагентами. Это позволяет без дополнительных разбавлений анализируемого раствора фотометрически определять миллиграммы ( иногда десятки миллиграммов) компонентов, избегая умножающейся погрешности анализа, связанной с многократным разбавлением растворов, с сохранением
Условия определения металлов
Таким образом, заменяя множество операций выделения определяемого компонента, отделения сопутствующих (для окончании определения классическими методами), на альтернативный - отбор аликвотной части анализируемого раствора, добавление к ней реагента и измерение оптической плотности полученного раствора, удаётся резко сократить трудоёмкость определений, оперативно провести контроль качества по контрольным образцам и получить достаточно высокие метрологические характеристики анализа. Указанные преимущества должны ставить методы анализа с применением органических реагентов в разряд наиболее востребованных и требующих дальнейшего развития.
Список литературы
1. Амелин В.Т. Андреев А.А. Киселёва Т.И.// Ж. ана-лит. химии. 1987. 42, С.506.
2. Антонович В.П. Диспергированные ПАВ триок-сифлуоронаты металлов в фотометрическом анализе. // В сб.: Применение ПАВ в анализе природных и промышленных объектов. - Саратов,1986.-ч.11.- С 46.
3. ГОСТ 15934.1-91 Концентраты медные. Методы определения меди. 10 с.
4. Кузнецов В.В., Саввин С.Б., Стрельникова Е.Б. Основные тенденции развития учения об органических реагентах за последнее столетие // Ж.аналит. химии.1992. 47, С.139.
оперативности фотометрии. Условия образования комплексонатов никеля, меди, железа (III), титана (IV) и хрома (III) приведены в табл.2.[9-11] Разработанные методы определения указанных элементов в объектах различного состава (легированных сталях и сплавах, медных, никелевых, хромовых, железных, титановых концентратах, рудах, отходах производства и переработки цветных металлов [9-11] по метрологическим характеристикам вполне удовлетворяют требованиям нормативно-технических документов и могут быть использованы для оперативного определения ионов металлов взамен классических: гравиметрических и титриметрических. Например, если выполнять анализ по ГОСТ[ 3 ], то для иодометрического определения меди требуется не менее 7-8 рабочих часов, а для определения меди в виде комплексоната вместе с растворением навески требуется не более 1-1,5 часа ( в зависимости от времени растворения навески образца).
Таблица 2
в виде комплексонатов [9-11]
5. ОСТ 41-08-205-99. Методики количественного химического анализа. Рзработка, аттестация, утверждение. М., ВИМС,1999.
6. Рудомёткина Т.Ф., Чернова И.Б., Орлов В.В. // За-вод.лаборатория. 1988. 54. С.5.
7. Рудомёткина Т.Ф., Чернова И.Б., Орлов В.В. // За-вод.лаборатория. 1989. 55. С.14.
8. Рудомёткина Т.Ф. Органические реагенты и их использование в фотометрических методах анализа минерального сырья.- М., 1993. -36 с. (Лаб. и тех-нол. исслед. минер. сырья: Обзор./ МГП «Геоин-форммарк».
9. Рудометкина Т.Ф., Иванов В.М. // Вест. Моск. ун-та. Сер.2.Химия 2011. 52. С.204.
10. Рудометкина Т.Ф., Иванов В.М. //Вест. Моск. ун-та. Сер.2.Химия 2011. 52. С.382.
11. Рудометкина Т.Ф., Иванов В.М. // Вест. Моск. унта. Сер.2.Химия 2013. 54. С.164.
12. Рудомёткина Т.Ф., Иванов В.М. // Вест. Моск. унта. Серия 2. Химия, 2014. 55, с. 318-322
13. Рудомёткина Т.Ф.,Иванов В.М.,Бусев А.И.//Ж.ана-лит.химии.1977.32, С.1674.
14. Саввин С.Б и др. Органические реагенты: новые реакции, новые теоретические воззрения, взгляд в будущее. - В кн.: Определение малых концентраций элементов. М.: Наука, 1986. С.48.
15. Саввин С.Б., Чернова Р.К., Штыков С.Н. Поверхностно-активные вещества. М.,Наука, 1991.-251 с.
16. Чащина В.М. и др. Завод. лаборатория, 1983. 49, С.20.
Опреде- Условия образования, Хизмер, нм Расчёт содержа- Устранение
ляемый ион интервал концентраций комплекса ния элемента мешающего влияния
рН 5,7-5,9 По формуле после При СFe>0,4мг/мл
никель на холоду, 0,2-1,0 мг/мл 730 990 решения системы уравнений вводят поправку на сигнал железа
медь то же; 0,12-0,6 мг/мл 730 990 то же
железо(Ш) рН 4,2-4,3;на холоду через 365 По градуир. 10%-ная винная к-та
30 мин.; 0,008-0,9 мг/мл графику
Н2О2(1:9);рН 4,2-4,3; на хо- По градуир.
титан (IV) лоду через 1 час; 0,006-0,08 мг/мл 365 графику, вычитая сигнал железа 10%-ная винная к-та
хром (III) рН 4,7-4,8; 15 мин. нагревания на кипящей водяной бане; 0,02-0,33 мг/мл 540 По градуир. графику
