Вольтамперометрическое определение сульфид-ионов в присутствии тиосульфат-ионов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 543

С.В. Ковалёва, Н.М. Черёмухина, В.П. Гладышев

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУЛЬФИД-ИОНОВ В ПРИСУТСТВИИ ТИОСУЛЬФАТ-ИОНОВ

Томский государственный педагогический университет

Измерение проводили на вольтамперометрическом анализаторе «Волан», производитель - НПК «РИПС» (Томский политехнический университет) [1, с. 180; 2]. Рабочим электродом служил ртутно-пленочный электрод на серебряной подложке, электродом сравнения - хлоридсеребрямый электрод. Для перемешивания раствора в ячейке и удаления кислорода пропускали очищенный азот. Фоновым электролитом служил 1 М N3014. Дифференциальные импульсные вальтамперограммы окисления сульфид-ионов и восстановления сульфида ртути регистрировали в диапазонах потенциалов -1.0 ...-0.4 и -0.4 ... - 1.0 В соответственно. Раствор, содержащий 2-10 2 М сульфид-иои, готовили из навески Ыа28-9Н,0 марки «х.ч.». Концентрацию полученного раствора проверяли но ГОСТ 2053 -77. Раствор, содержащий тиосульфат-ионы, готовили из фиксанала. Растворы меньшей кон-цетрации соединений серы готовили последовательным разбавлением. Использовали тридистиллят с добавлением при второй перегонке КМп04 и Н2804для окисления органических примесей.

Определение сульфид-ионов в щелочных электролитах на ртутном электроде (ртутный капающий электрод, стационарная капля, РПЭ) можно проводить по реакции окисления судьфид-ионов [3-5]

Б2 + Не - 2е = ^ (1)

или по реакции восстановления сульфида ргути, являющегося продуктом окисления сульфид-ионов I ^ + 2е = Ид + , (2)

Нами установлено, что отчетливый пик тока с Бп = -0.79 ... -0.80 В, соответствующий реакции (1), появляется на вольтамперной кривой при концентрации сульфид-ионов МО"5 - И О-4 М (рис. 1). В этом же интервале концентраций наблюдается прямолинейная зависимость между величиной тока и концентра' цией сульфид-ионов (рис. 2), что может быть использовано в аналитических целях. Повышение концентрации сульфид-ионов приводит к появлению на вольтамперной кривой еще одного пика при потенциале -0.74 В и нарушению прямолинейности калибровочного графика для определения сульфид-ионов.

Использование реакции (2) для определения сульфид-ионов возможно при концентрации последних 2-10 6 - 2-10“4 М в 1 М раст воре №ОН, так как на катодном участке вольтамперной кривой, снятой в об-ласти потенциалов -0.4... -1.0 В, регистрируется один пик тока с Еп = -0.76 ... -0.96 В (рис. 3). Величина

I-------------------i---------------------l--------------------Е, В

1.0 08 О.е

Рис.1. Вольтамперные кривые окисления сульфид-ионов на РПЭ в 1 М NaOH при c(S2 ) = 4-10* М

Рис. 2. Зависимость тока окисления сульфид-ионов на РПЭ от их концентрации в 1 М NaOH

тока восстановления сульфида ртути пропорциональна концентрации в укачанном выше интервале (рис.

4, а). При меньшей концентрации сульфид-ионов пик тока не наблюдается, при большей - начинается ею раздваивание, появляются дополнительные пики тока и нарушается прямолинейная зависимость калибровочного графика.

При определении сульфид-ионов в интервале концентраций 1 • I О 5- 8- Ю'5 М может быть использован

Рис. 3. Катодный участок вольтзмперной кривой ртутно-плёночного электрода в 1М №0Н при содержании сульфид-ионов 2-10“* М а

б

Рис. 4. Зависимость тока восстановления сульфида ртути от концентрации сульфид-ионов в 1 М ЫаОН: а - без накопления; 6 - с накоплением (Ен= -0,5 В, 1н = 60 с)

режим накопления. Установлено, что концентрирование сульфид-ионов в виде сульфида ртути на поверхности РПЭ можно проводить в области потенциалов

0.3 ...-0.6 В. Смешение потенциала накопления в катодную или анодную области от указанного выше интервала потенциалов приводит к снижению аналитического сигнала. Оптимальное время накошіения составляет 30-60 с в зависимости от концентрации сульфид-ионов. Калибровочная прямая восстановления сульфида ріути при потенциале накопления - 0.5 В и времени накопления 60 с получена в интервале концентраций сульфид-ионов 1 • 10 5—8-10 5 М (рис. 4, б). Указанный режим накопления позволяет повысить токи восстановления сульфида ртути примерно в два раза по сравнению с вольтамперными кривыми, полученными без накопления.

Исследовано влияние концентрации фонового электролита на величину аналитического сигнала. Установлено, что максимальный никтока наблюдается при концентрации №ОІ 10.5 М. Изменение концентрации ЫаОН до 0.1 М и 1 М приводит к незначительному снижению его. При повышении концентрации электролита до З М величина аналитического сигнала снижается приблизительно в 6 раз. Поэтому для аналитических целей нами рекомендованы электролиты на основе ІМаОІ I с концентрацией 0.1-1.0 М (рис. 5, а, б).

Нами установлено, что определение серы в степени окисления -2 можно проводить с использованием электролитов на основе солей (сульфаты и хлориды щелоч-

Рис. 5. Зависимость тока пика восстановления сульфида ртути от концентрации фонового электролита: э - без накопления 1 • 10* М; б- с накоплением 1 • 10* М (Ен= -0.5 В, ^ = 60 с)

фида ртути в этих электролитах имеют тот же порядок, что и в растворе 1 М N3014. Прямолинейная зависимость между величиной тока и концентрацией сульфид-ионов наблюдается в интервале МО'4- МО'5 М.

На практике сульфиднощелочные растворы наряду с сульфид- и полисульфид-ионами могут содержать тиосульфат-ионы. В связи с этим мы поставили серию эксперементов по определению сульфид-ионов в присутствии тиосульфат-ионов. Прежде всего нами были сняты катодные и анодные участки вольтамперных кривых тиосульфаг-ионов на фоне 1 М раствора ЫаОН (рис. 6, а, б). Как видно из приведенных рисунков, тиосульфат-ионы являются электрохимически неактивными в исследуемой области потенциалов. Вольтам-перные кривые восстановления сульфида ртути в растворах, содержащих одно и то же отчество сульфид-ионов (с(8- ) = МО" М) с различным содержанием тиосульфат-ионов: а- 1:10,6- 1:100,8-1:1000,

Рис. 7. Катодные участки вольтамперных кривых восстановления сульфида ртути в 1-104 М №35 с различным содержанием тиосульфат-ионов: а -1:10, б - 1:100. в - 1:1000

показывают, что присутствие тиосульфат-ионов даже ким образом, продемонстрирована возможность оп-

при соотношении c(S2):c(S2032') =1:1 ООО не сказыва- ределения сульфид-ионов в присутствии тиосульфат-

ется на величине аналитического сигнала (рис. 7). Та- ионов.

Литература

1. Кулагин Е.М., Палей Е М., Рубинская Т.Б., Косьяненко O.A. II Сб. тр. IV традиционной науч.-техн. конф. стран СНГ. Волгоград, 1998

2. Информационный листок № 53 - 98. Томск, 1998.

3. Бусев А.И., Симонова Л.Н. Аналитическая химия серы. М., 1975.

4. Уильямс У. Дж. Определение анионов. М., 1982.

5. Жданов С.И. Электрохимия серы и ее неорганических соединений II Итоги науки и техники. Электрохимия. М., 1981.

УДК 581.143:581.132

A.C. Минин*, И.Б. Минин*, Н.С. Зелепьнукова*, B.C. Райда**, Г.А. Толстиков***

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ СВЕТОКОРРЕКТИРУЮЩИХ ПЛЕНОК ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЛЕТНЕЙ РЕДЬКИ В ЗАКРЫТОМ ГРУНТЕ

* Томский государственный педагогический университет ** Институт химии нефти СО РАН **" Новосибирский институт органической химии

Пленки с добавками фотолюминофоров, обладающие фотолюм и несцентными свойствами (светокорректирующие пленки), нашли широкое применение в сельском хозяйстве для ограждения сооружений закрытого грунта [1—4]. Использование таких пленок в условиях закрытого грунта приводит к ускорению роста, развития, повышению урожайности многих сельскохозяйственных культур («полисвета-новый» эффект) [3-7]. Для получения таких пленок в настоящее время предложено большое количество различных по химической природе добавок фотолюминофоров, обладающих люминесценцией с максимумами в красной области спектра [4]. Имеется достаточно большое количество результатов определения влияния таких пленок на хозяйственную продуктивность выращиваемых под ними сельскохозяйственных и декоративных культур [1-6]. Однако имеющиеся данные не позволяют проводить сравнение эффективности применения светокорректирующих пленок, различающихся по своим флуоресцентным свойствам, так как получены в разных климатических и метеорологических условиях, при выращивании в закрытом грунте под евстокоррек-тирующими пленками разных по видовой и сортовой принадлежности культур. Для получения данных, позволяющих сравнивать влияние светокоррекгиру-ющих пленок, различающихся по своим фотофизи-ческим свойствам (спектральному составу и интенсивности фотолюминесцентного излучения), на рост, развитие и хозяйственную продуктивность выращиваемых под ними культур, необходимо проведение биологических испытаний пленок в одинаковых метеоусловиях на одинаковых сельскохозяйственных

культурах в сооружениях закрытого грунта одинаковых размеров и конструкций. Ранее нами предложена методика проведения таких биолог ических испытаний светокорректирующих пленок путем выращивания под ними рассады белокочанной капусты в весенний период в естественных условиях в сооружениях закрытого грунта малого размера [6]. Методика позволяет в короткий срок (около 30 дней) проводить сравнительные испытания разных по фото-физическим свойствам пленок в естественных условиях в весеннее время.

Нами предпринята попытка разработки аналогичной методики сравнительных биологических испытаний светокорректирующих полиэтиленовых пленок в летний период путем поиска сельскохозяйственной культуры, пригодной для использования в качестве тестовой в июне-июле в условиях закрытого грун та в регионе Западной Сибири.

Методики

Объектами исследований служили растения летней редьки сорта «ладушка». Испытания проводились с 11 июня до середины июля путем выращивания растений редьки на агробиологической станции Томского государственного университета в сооружениях закрытого грунта размерами I м2 высотой 0.5 м, способом ограждения испытываемыми пленками и приготовления грунта по [6]. Особенности роста и развития растений исследовали путем определения морфометрических показателей (высоты растений, числа листьев и площади листовых пластинок, массы сухого остатка надземной части растений), показателей пигментного