Главная » 2014 » Октябрь » 1 » Концентрирование и определение микроколичеств бериллия, скандия, иттрия полимерными комплексообразующими сорбентами с O,O-диокси-АЗО-функциональной
1:59 AM
Концентрирование и определение микроколичеств бериллия, скандия, иттрия полимерными комплексообразующими сорбентами с O,O-диокси-АЗО-функциональной
Концентрирование и определение микроколичеств бериллия, скандия, иттрия полимерными комплексообразующими сорбентами с O,O-диокси-АЗО-функциональной аналитической группировкой
Диссертация
Автор: Симакова, Ольга Евгеньевна
Название: Концентрирование и определение микроколичеств бериллия, скандия, иттрия полимерными комплексообразующими сорбентами с O,O-диокси-АЗО-функциональной аналитической группировкой
Справка: Симакова, Ольга Евгеньевна. Концентрирование и определение микроколичеств бериллия, скандия, иттрия полимерными комплексообразующими сорбентами с O,O-диокси-АЗО-функциональной аналитической группировкой : диссертация кандидата химических наук : 02.00.02 Москва, 2004 152 c. : 61 04-2/425
Объем: 152 стр.
Информация: Москва, 2004
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
11 Мышьяк и его соединения в окружающей среде
12 Пути поступления мышьяка в окружающую среду
13Токсическое действие мышьяка и его соединений на организм человека
14 Методы определения мышьяка
Химические методы
Гравиметрические методы
Титриметрические методы
Физико-химические и физические методы определения мышьяка
Атомно-абсорбционная спектроскопия
Спектрофотометрия
Атомно-эмиссионная спектроскопия
Рентгенофлуоресцентный анализ
Активационные методы анализа
Метод Гутцайта
Электрохимические методы
Флуоресцентная спектроскопия
Масс-спектрометрический метод анализа
Кинетические методы
Нефелометрический метод
15 Методы предварительного концентрирования и выделения микрограммовых количеств мышьяка
Осаждение и соосаждение
Экстракция
Отгонка летучих соединений мышьяка
Хроматографические методы
Ионообменная хроматография
Сорбция
16 Подготовка образцов для анализа
17 Очистка водных растворов от соединений мышьяка
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
21 Используемые реактивы
22 Используемое оборудование
23 Методики концентрирования и определения мышьяка в водных растворах
Приготовление рабочего раствора мышьяка и определение его концентрации
Методика спектрофотометрического определения мышьяка по методу "молибденовой сини"
Методика концентрирования арсенатов на анионообменных смолах
Методика концентрирования арсенатов на модифицированных катионообменных смолах
Методика определения мышьяка по методу Гутцайта
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
31 Ионные и молекулярные формы мышьяка в водных растворах
32 Спектрофотометрическое определение мышьяка в растворах
33 Концентрирование арсенат-ионов на анионообменных смолах
34 Концентрирование арсенат-ионов на модифицированных катионообменных смолах
35 Определение мышьяка по методу Гутцайта
Введение:
Актуальность проблемы. Мышьяк и его соединения в настоящее время рассматриваются как наиболее опасные токсиканты. Поступая в организм человека и животных, они накапливаются в живых тканях, вызывая общее отравление и злокачественные новообразования. Основное поступление мышьяка в окружающую среду связано с хозяйственной деятельностью человека: этот элемент является неиспользуемым компонентом перерабатываемого минерального сырья. Значительные количества мышьяка выбрасываются в атмосферу при работе энергетических установок, сжигающих природное топливо. Мышьяк попадает в почву и грунтовые воды с полей, так как некоторые его соединения используют в сельском хозяйстве как средства защиты растений. В связи с этим контроль содержания мышьяка в объектах окружающей среды, сырье, продукции, отходах производства, а также его извлечение из них являются актуальной задачей.
К настоящему времени опубликовано значительное число работ, посвященных проблеме определения микрограммовых количеств мышьяка. Однако, в целом, арсенал методов определения этого элемента является ограниченным. Среди самых перспективных и широко применяемых следует отметить атомно-абсорбционную спектроскопию, спектрофотометрию и метод Гутцайта. Наиболее существенные проблемы, с которыми чаще всего приходится сталкиваться аналитику при определении микроколичеств мышьяка, это малая чувствительность определения (что обуславливает широкое применение методов предварительного концентрирования), недостаточная селективность (особенно при спектрофотометрическом определении в присутствии фосфатов) и (в методе Гутцайта) значительная погрешность результатов. Цель работы. Цель данной работы заключалась в оптимизации метрологических характеристик - повышении чувствительности, уменьшении предела обнаружения и погрешности, увеличении селективности - определения микроколичеств мышьяка по сравнению с традиционными методами. Автор исследовал возможности предварительного концентрирования микроколичеств мышьяка на ионообменных смолах и модернизировал метод Гутцайта. Объектом исследования служили водные растворы арсенаг-ионов. Для достижения цели решались следующие задачи:
Выбор оптимальных систем для концентрирования арсенат-ионов, обеспечивающих высокую степень извлечения и пригодных для последующего определения;
Разработка методик концентрирования арсенат-ионов из водных растворов;
Разработка методик определения арсенат-ионов в водных растворах;
Повышение чувствительности и селективности определения за счет предварительного концентрирования;
Снижение погрешности при определении мышьяка по методу Гутцайта;
Использование персонального компьютера как аналитического инструмента при определении мышьяка по методу Гутцайта;
Исследование селективности определения мышьяка в присутствии фосфатов и других солей;
Определение арсенат-ионов в модельных растворах и некоторых реальных объектах.
Научная новизна. Впервые предложена математическая модель, описывающая состояние мышьяка в водных растворах в зависимости от кислотности и редокс потенциала системы. Разработан и запатентован одностадийный способ концентрирования арсенат-ионов из азотнокислых растворов на модифицированных катионообменных смолах с сульфоксидными функциональными группами, а также предложен механизм этого процесса. Показана возможность использования нейтральных сред при концентрировании микрограммовых количеств арсенат-ионов на анионообменных смолах. Разработана усовершенствованная конструкция прибора для определения мышьяка по методу Гутцайта, повышающая сходимость результатов. Впервые предложено использование в качестве аналитического инструмента при определении мышьяка по методу Гутцайта персонального компьютера со сканером вместо традиционно применяемого визуального окончания. Выявлен вид аналитического сигнала, линейно зависящий от содержания мышьяка в пробе, что позволяет выполнять количественное определение мышьяка в отличие от известных вариантов метода Гутцайта. Исследована селективность определения мышьяка по предлагаемым способам.
Практическая ценность. Предложен способ извлечения мышьяка из водных растворов, на который получен Патент РФ на изобретение. Разработаны методики, позволяющие с удовлетворительной точностью определять микроколичества мышьяка в растворах по методу "молибденовой сини" после предварительного концентрирования а также по методу Гутцайта. Показаны преимущества использования персонального компьютера со сканером при получении и обработке результатов определения мышьяка по методу Гутцайта. Основные положения, выносимые на защиту:
• Новые механизмы концентрирования мышьяка и их характеристики;
• Применение катионообменной смолы с сульфоксидными функциональными группами для концентрирования микроколичеств арсенат-ионов;
• Конструкция прибора для определения мышьяка по методу Гутцайта;
• Использование персонального компьютера со сканером для количественного определения мышьяка по методу Гутцайта;
• Аналитический сигнал при определении мышьяка по методу Гутцайта, обеспечивающий прямолинейный вид градуировочного графика;
• Результаты исследования селективности определения.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Конферен8 ции молодых ученых-химиков г. Нижнего Новгорода (1998-2001 гг.), Международной конференции "Химическое образование и развитие общества" (Москва, 2000 г.), Международной выставке-конгрессе "WasteTech 2001" (Москва, 2001 г.), конференции "Актуальные проблемы современного естествознания" (Н. Новгород, 2001 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в Журнале аналитической химии, получен Патент РФ на изобретение "Способ извлечения мышьяка из водных растворов", вышли 3 статьи в журналах Известия Вузов: Химия и химическая технология и Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, а также 4 тезисов докладов. Всего 11 работ.
