Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время достаточно широкое применение при определении болызого числа неорганических и органических соединений получили каталитические ыетоды, основанные на использовании зависимости скорости индикаторной реакции от концентрации определяемого компонента -катализатора или вещесіва, взаимодействующего с катализатором. Каталитические методы анализа сочетает высокую чувствительность с простотой аппаратурного оформления и методики и поэтому находят применение для определения малых количеств различных соединений в природных и промышленных объектах.
Хотя в последние десятилетия и прадлояено достаточно большое число методик определения ыикроколичзств самых разных соединения каталитическими методами, no-npasnauy остается актуальной задача повышения чувствительности ИіОсобенно.селекіивности разрабатыра-емых методик.
Одной из проблем, связанных с дальнейшим развитием каталитических ызтодов, является расширение круга определяемых соединений. В настоящее время актуально определение каталитическими методами малых количеств окислителей и восстановителей. Для решения этих задач з работе впервые направленно использовали системы, называемые нами, по аналогии с терминологией, используемой в Ферментативных методах, сопряженными. Это системы, состоящие из индикаторных каталитических реакций и связанных с ними вспомогательных реакций различного типа. Хотя в литературе и описаны примеры использования в каталитических методах сопряженных систем, основанных на сочетании двух и более последовательно протекающих реакций, однако анализа возможности и целесообразности применения систем подобного рода не проводилось.
Цель настоящей работы - на основз применения сопряженных систем разработать методики определения каталитическим, методом малых количеств часто используемых в практической деятельности человека окислителей и восстановителей и предложить их тестовые варианты с визуальной детекцией.
Исследование выполнялось в соответствии с координационным планом JIJIP АЛ СССР (рзздзл 2.20.4.5.)» планок НкР химического
факультета ИГУ; номер регистрации 01870037162.
Научная новизна работы заключается в том, что
осуществлен направленный подбор сопряженных систем, состоящих из индикаторных каталитических реакций и связанных с ними, и играющих различную вспомогательную роль, как каталитических, так и накаталитических реакций;
показано, что применение сопряженных систем в каталитических методах анализа позволяет расширить круг определяемых соединений и изменять метрологические характеристики разрабатываемых методик;
.- предложена новая индикаторная реакция для определения ионов хрома(УІ) по его каталитическому действию в реакции окисления о-дианиэидина персульфатом аммония. На основании изучения кинетики данной реакции сделано предположение о механизме действия катализатора ;
- установлено, что для сопряженных систем, состоящих из
двух последовательно протекающих каталитических реакций, когда
скорость каждой, отдельно взятой реакции?является функцией толь
ко концентрации катализатора, целесообразно применять способ
линеаризации в координатах: концентрация индикаторного вещества
Сили функция концентрации) - квадрат времени.
Практическую ценность имеют разработанные методики:
определения HgOg (Cmln- I.IO~J М) по его каталитическому действию в реакции гидролиза ацетилсалициловой кислоты ; тестовые методики определения ^2 о использованием сочетания указанной индикаторной реакции с реакциями образования салици-латного комплекса Fe(!ll) или индофенола ;
определение ионов ниобия(У) (0,01-10 мкг/мл) с применением сопряженной системы, состоящей из катализируемой ионами нио-бия(У) реакции окисления тиосульфата натрия перохсидом водорода и реакции образования малорастворимого соединения;
определения ионов Сг(УІ)(Стіп - і.10 мкг/мл) по его каталитическому действию в реакции окисления о-дианиэидина персульфатом аммония ;
определения восстановителей, основанные на сочаїании некаталитичаской окислитвлыю-восстановктальной реакции "подготовки" катализатора с катализируемой ионами Сг(Уі) реакцией
окисления о-диаиизидина персульфатом аммония. Пределы обнарухз-пия (мкг/іл) гидрохинона - 0,03; метола - 0,1; амидола - 0,3; глицина-фото - 0,1; аскорбиновой кислоты - 0,4; ионов Sn(n) -0,003 і
- определения салициловой кислоты по ее ингибирующену дейст
вии на катализируемые ионами Fe:(ffl) и Мп(П) реакции окисления
дифенилкарбазона пэроксидом водорода и о-дианизидина периодатом
калия, соответственно (Cmln - I.IO Ми I.IO Ы).
Разработанные метода определения ряда неорганических и органических соединений на пли применение при решении следующих практических задач:
определения ацетилсалициловой кислота - при контроле качества фармацевтических препаратов и рвовнии проблем функциональной диагностики;
определения "активного хлора" - при контроле качества рассолов, поступающих на электролиз з производстве хлора и каустической сода, мембранным способом.
Получены соответствующие акт об использовании. Автор выносит на защиту;
-
Новое направление в каталитических методах - использование сопряженных систем, состоящих из индикаторной каталитической и некаталитической реакций или из двух каталитических реакций, - позволяющее расширить круг определяемых соединений и направленно изменять метрологические характеристики методик.
-
Метод определения Н202 (C^tn- I.iO"-' И) по его каталитическому действию в реакции гидролиза ацетилсалициловой кислоты. Тестовые методики определения HgOg, основанные на сочетании данной индикаторной реакции с последовательно протекающими реакциями образования салицилатного комплекса Рв(И) или индофенола.
-
Методики определения f^Og и ацетилсалициловой кислоты (Стіп
- I.IO Н и 9.10 М) с использованием сопряженных систем,
состоящих из двух каталитических реакций.
4. Метод определения ионов Сг(У1)(С min» I.IO" мкг/мл) по его
каталитическому действию в реакции окисления о-дианкэидиня
персульфат-ионом. Предположения о механизме каталитического
действия ионов Сг(УІ) в указанной индикаторной реакции.
_ 4 -
5. Методики определения восстановителей, основанные на сочетании
некаталитичвской окислительно-восстановительной реакции "под
готовки" катализатора с катализируемой ионами Сг(У1) реакцией
окисления о-дианизидина персульфат-ионом. Пределы обнаружения
гидрохинона - 0,03; метола - 0,1 ; амидола - 0,3; глицина-фото
- 0,1 ; аскорбиновой кислота - 0,4 ; ионов So-(II) - 0,003 ыкг/мл.
-
Методику определения "активного хлора" (Cmtn» 8.10^ мкг/ыл) с использованием сочетания реакции окисления ионов Сг(Ш) "активным хлором" с катализируемой ионами Сг(УХ) реакцией окисления о-дианизидина персульфат-ионом. Методику определения "активного хлора" в интервале концентраций 0,05-0,Ь ыкг/мл в рассолах, поступающих на электролиз в производстве хлора и каустической соды, мембранным способом.
-
Методику определения ионов ванадия(У) (Cm.uv- 5.КГ4 ыкг/мл), основанную на сочетании катализируемой ионами ванадия(У) реакции окисления иодида броматом с реакцией взаимодействия метилового оранжевого с броматом, ингибируемой бромид-ионами. Рекомендации применения способа линеаризации в координатах: концентрация индикаторного вещества (или функция концентрации) - квадрат времени, в случае применения сопряженной системы, состоящей из двух каталитических реакций.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на конференции молодых ученых химического факультеїа МГУ (Москва, 1933), на УХ Всесоюзной конференции "Органические реагенты в аналитической химии" (Саратов, 1989).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ в виде статей и тезисов.
Диссертация состоит из введения, литературного обзора (глава I), экспериментальной части (главы П-ІУ), заключения, выводов, списка литературы. Диссертационная раббта изложена на IW страницах машинописного текста, содертит 31 рисунок, 51 таблицу v. библиографию из 1ч9 названий. В приложении приведены 30 таблиц и 2 акта использования разработанных методик.
