УДК 543.421/.424


МОДИФІКУЮЧА ДІЯ ПОЛІЕТИЛЕНІМІНУ НА ВЗАЄМОДІЮ БРОМПІРОГАЛЛОЛОВОГО ЧЕРВОНОГО З ІОНАМИ Co(II), Ni(II), Cu(II)


Лисенко І.О., Чорний О.М., Жук Л.П.

Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара,

м. Дніпропетровськ, Україна


При здійсненні будь-якого виду людської діяльності неминуче привнесення в навколишнє середовище різних забруднюючих речовин. Забруднення важкими металами призводить до деградації ґрунту, водойм, причому всезростаючий ступінь забруднення може виявитися необоротним. Важкі метали мають комплексний характер впливу на людину і живі організми, який може викликати мутагенний і канцерогенний ефекти, а також призводити до придушення клітинного імунітету, ураження внутрішніх органів і виснаження організму. Необхідність контролю вмісту токсичних біогенних металів в об'єктах навколишнього середовища обумовлює актуальність створення простих, експресних методик їх визначення, для цілеспрямованого відслідковування цього впливу на здоров'я людини.

Відомі методики визначення Co(II), Ni(II), Cu(II) потребують екстракційного концентрування і описують застосування обмеженого числа барвників. Метою даного дослідження стало створення безекстракційних методик визначення концентрацій іонів зазначених металів на рівні ГДК.

Бромпірогаллоловий червоний (БПЧ) використовують для визначення деяких іонів металів [1–5], з якими він утворює комплексні сполуки, стабілізовані у водних розчинах захисними колоїдами або ПАР. В якості такої речовини використаний поліелектроліт поліетиленімін (ПЕІ).

Хіміко-аналітичні характеристики БПЧ у водному та водно-поліелектролітному розчинах наведені в таблиці та на рис.1.

Рис. 1 – Спектри поглинання розчинів БПЧ (1 – 4) та БПЧ–ПЕІ (5 – 8) при рН: 1,7 (1, 5); 3,1 (2, 6); 4,2 (3, 7); 5,4 (4, 8). СБПЧ = 2,0·10‑5 моль/л, СПЕІ = 1,0·10‑6 моль/л; Specord M 40, l=1см

Таблиця 1 – Хіміко-аналітичні характеристики розчинів БПЧ та
БПЧ–ПЕІ

Форма БПЧ

БПЧ

БПЧ – ПЕІ

рН

λmax, нм

ε∙104

рК

рН

λmax, нм

ε∙104

рН1/2 

H4R±

˂1,0

470

˂1,0

470

1,4

H3R-

1,7–3,1

440

530

1,2

1,0–1,5

440

540

1,0

1,1

H2R2-

5,8–9,5

550

4,8

4,71

1,9–3,1

547

2,9

1,80

HR3-

10,9–11,6

550

2,3

10,23

5,0–9,5

578

1,7

4,83

R4-

˃12,5

590

2,0

˃11,1

550

1,5

Отримані зміни спектральних та протолітичних характеристик свідчать про взаємодію БПЧ з ПЕІ та утворення «специфічних іонних асоціатів».

Показано, що при додаванні ПЕІ до розчинів БПЧ–Ме зникає пік при 440 нм, який відповідає формі БПЧ H3R- та з’являються піки при λ=570, 580 та 550 нм для систем БПЧ–ПЕІ–Co(II), БПЧ–ПЕІ–Ni(II) та БПЧ–ПЕІ–Cu(II) відповідно (рис. 2), що свідчить про утворення потрійних полімер-металевих комплексів.

Рис. 2 – Спектри поглинання розчинів БПЧ–Ме (1–3) та БПЧ–ПЕІ–Ме (4–6) при рН 3,0. Ме: 1, 4 – Со(ІІ), 2, 5 – Ni(ІІ), 3, 6 – Cu(ІІ). СБПЧ=2,0·10‑5моль/л, СПЕІ=1,0·10‑6 моль/л, СМе(ІІ)=2,0·10‑5моль/л. Specord M 40, l=1,0 см

Встановлені значення рН утворення потрійних комплексів
БПЧ–ПЕІ–Ме (Ме: Co(ІІ), Ni(ІІ) та Cu(ІІ)). Оптимальний інтервал рН знаходиться в межах 2,8 – 3,0 для систем БПЧ–ПЕІ–Co(II) і БПЧ–ПЕІ–Ni(II) (рис. 3 криві 1 і 2 відповідно), 2,6–3,0 – для БПЧ–ПЕІ–Cu(ІІ) (рис. 3, крива 3).

Рис. 3 – Залежність оптичної густини від рН систем БПЧ–ПЕІ–Со(II) (1), БПЧ–ПЕІ–Ni(II) (2) та БПЧ–ПЕІ–Cu(II) (3) при λ: 1 – 570 нм,
2 – 590 нм, 3 – 560 нм. СБПЧ = 2,0·10‑5 моль/л, СПЕІ = 1,0·10‑6 моль/л, СМе(ІІ) = 2,0·10‑5 моль/л. Specord M 40, l=1,0 см

Отримані іонні асоціати та їх комплекси з іонами Cо(ІІ), Ni(ІІ), Cu(ІІ) можуть бути застосовані для створення безекстракційних спектрофотометричних методик визначення їх вмісту в об’єктах навколишнього середовища.


Список літератури:

1. Мамедова А.М. Взаимодействие меди (ІІ) и титана (ІV) с пирогаллоловым красным и бромпирогаллоловым красным в присутствии поверхностно-активных веществ / А.М. Мамедова, В.М. Иванов. С.А. Ахмедов // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.2. Химия. – 2003. – Т. 44, № 5. –
С. 304-312.

2. Горенштейн Л.И. Взаимодействие в системе U (VI)-бромпирогаллоловый красный-неионное ПАВ-катионный реагент. Безэкстрационное спектрофотометрическое определение ОП-10 и U (VI) / Л.И. Горенштейн, В.В. Сухан // Журн. аналит. химии. – 1999. – Т. 54, № 5. – С.479-482.

3. Иванов В.М. Взаимодейстивие молибдена (VI) с пирогаллоловым красным и бромпирогаллоловым красным в присутствии поверхносно-активных веществ // В.М. Иванов, А.М. Мамедова, С.А. Ахмедов // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия. – 2003. – Т. 44, № 4. – С. 253-257.

4. Гамбаров Д.Г. Спектрофотометрическое определение молибдена (VI) с бромпирогаллоловым красным в присутствии тритона Х-114 / Д.Г. Гамбаров, Ф.Г. Халилова, Х.Д. Нагиев // Журн. аналит. химии. – 2006. – Т. 61, № 7. – С. 694-696.

5. Subhash C. Pande, Spectrophotometric studies of the complexes of quadrivalent titanium, zirconium, and hafnium with bromopyrogallol sulfonphthalein / Subhash C. Pande, Satendra P.Sangal.// Microchem. J. 1972. 17. №2. P. 186.