УДК 543.421/.424


ХІМІКО-АНАЛІТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИНКИ НІТРОФЕНІЛФЛУОРОНУ В ПРИСУТНОСТІ ПОЛІЕЛЕКТРОЛІТІВ


Стороженко О.Г., Іваниця Л.О.,

Чмиленко Т.С., Смітюк Н.М.

Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара,

м. Дніпропетровськ, Україна


Полівінілпіролідон є полімером неіоногенної природи, який у кислих середовищах та у присутності катіонів металів виступає як катіонний поліелектроліт. Завдяки відсутності токсичності та здатності до комплексоутворення полівінілпіролідон (ПВПД) використовується у якості замінника плазми крові у фармацевтичній промисловості (препарати «Неогемодез», «Гемодез–Н», «Неокомпенсан»), у харчовій промисловості як добавка Е-1201, як стабілізатор у косметичній галузі [1]. Для якісної ідентифікації та визначення ПВПД використовується утворення кольорових асоціатів з органічними реагентами [2]. Відомо, що у результаті взаємодії ПВПД з трифенілметановими, азобарвниками та представником ряду триоксифлуоронів – фенілфлуороном утворюються цінні аналітичні форми [3]. Значних аналітичних ефектів досягають введенням у водно-поліелектролітні розчини барвників іонів багатовалентних металів та сильних неорганічних електролітів.

У роботі роботі спектрофотометрично досліджено вплив ПВПД з M≈8,0·103 та 3,6·105 г/моль на хіміко-аналітичні характеристики
о-нітрофенілфлуорону (НФФ). Барвник НФФ дає чутливі та контрастні реакції з іонами багатовалентних металів [4] та катіонним ПЕ – полігексаметиленгуанідиній хлоридом [5].

Формули реагентів, що використовувалися у роботі:

Мономерна ланка ПВПД

Формула НФФ

Величина батохромних зсувів смуг поглинання ди- та трианіону НФФ незалежно від Мr ПВПД склала 10 нм. Зі збільшенням довжини полімерного ланцюга збільшуються величини зміщення показників констант іонізації барвника, введення ПВПД уповільнює депротонізацію НФФ з утворенням молекулярної форми, а в умовах рівноважного існування аніонних форм барвника зсуває рК у кислу область (таблиця 1).

Таблиця 1 – Протолітичні властивості НФФ за відсутності та в присутності ПВПД

Система

рК0

рК1

рК2

рК3

НФФ

2,52

6,29

8,95

11,62

НФФ–ПВПД (M≈8·103 г/моль)

3,33

5,73

8,51

11,14

НФФ–ПВПД (M≈3,6·105 г/моль)

3,76

4,66

7,94

10,96

При введенні Fe(III) до системи НФФ− ПВПД у інтервалі рН 10−11 утворюються потрійні металополімерні комплекси з λmax=625 нм (Δλ=60 нм), при цьому молярний коефіцієнт поглинання зростає у 1,5 рази. У водно-поліелектролітному середовищі, створеному ПВПД з М=8,0·103 г/моль формуються комплекси Fe : НФФ =1 : 1 та 1 : 2. При збільшенні молекулярної маси ПВПД (3,6·105 г/моль) зростає число координованих лігандів у комплексі, співвідношення Fe : НФФ =1 : 4.

Введення неорганічних електролітів (Na2SO4, NaCl, KCl, KNO3, Na3PO4) призводить до батохромного зсуву смуги поглинання комплексу НФФ−ПВПД−Fe(ІІІ) на 10 нм та гіперхромного ефекту: максимальне збільшення оптичної густини (на 75 %) спостерігаємо при введенні у систему 0,1 М Na2SO4. За трикутною діаграмою складу (рисунок) встановлено співвідношення компонентів у системі НФФ : ПВПД : Fe(III) (MПВПД=8,0·103 г/моль) рівне 8 : 1 : 2 (без електроліту) та 6 : 1 : 1 (у середовищі 0,1 М Na2SO4).

                       а)                                                           б)

Рисунок. Трикутні діаграми співвідношень у системі НФФ−ПВПД−Fe(ІІІ) за відсутності електроліту (а) та с вередовищі 0,1 М Na2SO4 (б). ΣС=1·10-5 моль/л, рН 10,3. λ; ℓ: а – 625 нм, 1 см; б – 635 нм, 5 см.

Методика визначення ПВПД системою НФФ–ПВПД–Fe(III)–Na2SO4.

Оптична густина системи НФФ−Fe(ІІІ)−Na2SO4 лінійно залежить від концентрації ПВПД (8,0·103 г/моль). Визначення можливо у інтервалі СПВПД=0,16–0,48 мг/л за лінійним градуювальним графіком (А630=0,062∙С+0,099; R2=0,995), у інтервалі СПВПД=0,16–0,64 мг/л за нелінійною градуювальною характеристикою (А630=0,150∙С2-0,029∙С+0,112; R2=0,992). Методику апробовано при аналізі розчину для ін’єкцій «Неогемодез» на вміст ПВПД, який склав 64,55±3,76 г/л (Sr=0,045).


Список літератури:

1. Рабинович И.М. Применение полимеров в медицине
/ И.М. Рабинович. — Л., 1972. – 197 с.

2. Кирш Ю.Э. Поли-N-винилпирролидон и другие поли-N-виниламиды: Синтез и физико-химические свойства / Ю.Э. Кирш. –
М.: Наука, 1988. – 252 с.

3. Чмиленко Т. С. Аналитическая химия полиэлектролитов и их применение в анализе: моногр. / Т. С. Чмиленко, Ф. А. Чмиленко. – Д.: Изд-во ДНУ, 2012. – 224 с.

4. Назаренко В.А. Триоксифлуороны / В.А. Назаренко,
В.П. Антонович. – М.: Наука, 1973. – 182 с.

5. Chmilenko T.S., Ivanitsa L.A., Chmilenko F.A. Substituent and environment influence on analytical properties of associates of xanthene dyes with polyhexamethyleneguanidine chloride / Вісник ДНУ. Сер. Хімія. – 2013. – Т. 21,
№ 3/1. – Вип. 20 – С. 72–80.