CC BY
16УДК 547.541.2.
Чингиз Князь оглу Расулов 1, Гюльнар Аллахверди гызы Гусейнова 2
1 2
' Институт нефтехимических процессов Национальной академии наук
Азербайджана, Баку, Азербайджан
1rchk49@mail. ru
Автор, ответственный за переписку: Расулов Чингиз Князь оглу, [email protected]
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ МЕДИ МЕТОДОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ СПЕКТРОФОТОМЕТРИИ
Аннотация. Представлены результаты исследований в области экстрактивного спектрофотометрического определения ионов меди. Показаны основные экстрагенты, используемые для экстрагирования ионов меди с последующим определением полученного комплекса спектрофотометрическим методом.
Ключевые слова: экстракция, спектрофотометрия, ионы меди., экстрагенты, лиганды, комплексные соединения
1 2
Chingiz K. Rasulov , Huseynova Gulnar Allaxverdi gizi
12Institute of petrochemical processes of the National academy of sciences of Azerbaijan,
Baku
Corresponding author: Rasulov Chingiz Knyaz, [email protected]
DETERMINATION OF COPPER IONS BY EXTRACTIVE SPECTROPHOTOMETRY
Abstract. The results of studies in tулhe field of extractive spectrophotometry determination of copper ions are presented. The main extractants used for the extraction of copper ions are shown, followed by determination of the obtained complex by the spectrophotometry method.
Keywords: extraction, spectrophotometry, copper ions, extractants, ligands, complex compounds
В этой работе показаны результаты исследований по определению ионов меди методом экстрактивной спектрофотометрии. Так, в работе [1]. разработан чувствительный, точный и быстрый спектрофотометрический метод определения Cu (II) в аналитических пробах с использованием нового хромогенного реагента азо-Шиффа основания 1-((4-(1-(2-гидроксифенилимино)этил)-фенил) )диазенил)нафталин-2-ол (HPEDN). Синтезированный новый лиганд (азо-Шиффово основание) образовал комплекс с медью (II) и был охарактеризован с использованием УФ/видимой спектроскопии, ИК-спектров, спектров 1H-
13
ЯМР, C-ЯМР, молярной электрической связи и измерения их температур плавления. Полученный комплекс имел коричневый цвет с максимумом поглощения при Xmax = 500 нм при pH = 9. Закон Бера соблюдается в диапазоне концентраций от 1,7 до 5,4 мкг/мл. Значения молярной абсорбции и чувствительности по Сэнделлу комплекса Cu(II) составили 0,5038 •
4 -1 2
10 л /моль см и 0,0039 мкг/см соответственно. Структуру полученного комплекса исследовали методами непрерывного варьирования, мольного отношения и наклонного анализа. Полученные результаты показали, что комплекс имеет молярное соотношение (1:2) (M:L), и эти результаты показали, что этот метод был более чувствительным, более точным благодаря расчету (Re, Erel, RSD) %. Этот метод применялся для определения Cu(II) в сплаве.
©Расулов Ч.К., Гусейнова Г.А., 2022
Исследование [2] включало получение и диагностику нового лиганда 4,5-бис(4-метоксифенил)-2-(м-толилдиазенил)-1Н-имидазола) (ВМТ1 - азосоединения.. Показано использование этого реагента для экспресс-спектроскопии на ион меди (II) в бинарном растворе воды. Цвет фиолетовый с ионом и показывает наибольшее поглощение при X тах = (573) нм (рН = 8). Было обнаружено, что это реагент со стабильностью более (24 часов), когда рН лучше всего с соблюдением Закон Бера в диапазоне концентраций (0,1-6,0 мкг/мл). Влияние нескольких факторов, включая величину эффекта поглощения концентрация реагента, время реакции, маскирующий агент, последовательность добавления и влияние различных параметров, таких как влияние катионов и анионов, и влияние ионной силы и температурного воздействия. Комплекс исследовали при различны молярных соотношениях реагент - металл,
В работе [3] разработан новый селективный и высокочувствительный спектрофотометрический метод определения меди (II) с использованием нового хромогенного реагента К,№-биссалицилиден-2,3-диаминопиридина (Н^). Поглощение измеряли при Хтах = 414 нм. Условия эксперимента были оптимизированы, и закон Бера соблюдался в диапазоне концентраций 6,35-318 мкг/л -меди. Молярная абсорбционная способность комплекса была рассчитана и составила 1,46 х 105 л/ моль см-1. Пределы обнаружения и количественного определения были рассчитаны и составили 6,38 мкг/л и 21,27 мкг/л соответственно. Рассчитанное относительное стандартное отклонение (п =5) составило 0,62% для стандартного раствора, содержащего 63,5 мкг/л меди (II). Исследованы интерференционные эффекты обычных ионов и представлена статистическая оценка полученных результатов. Разработанный метод применен для определения меди в пробах воды. Надежность и точность разработанного метода подтверждена анализом эталона сточных вод.
Разработан новый спектрофотометрический метод проточной инжекции для определения ионов Си(П) в аналитической пробе. Метод основан на взаимодействии ионов Си(П) с реагентом 1-(4-(1-(2-гидроксифениламино)этил)фенил)диазенил)нафталин-2-ол (ГФЭДН) [4]. В присутствии буфера. раствор имеет рН, равный 9, с образованием водорастворимого стабильного комплекса, который имеет максимальное поглощение при 500 нм. Закон Бера выполняется в диапазоне 0,5-10 мкг/мл с пределом обнаружения (сигнал/шум=3) 0,2213 мкг/мл и пределом количественного определения 0,7377 мкг/мл и относительными стандартными отклонениями 0,65 %. Влияние химических и физических параметров было тщательно учтено, и предложенная процедура была успешно применена для определения ионов Си(П) в аналитической пробе с хорошей точностью и правильностью. В этой работе описан простой, селективный и недорогой спектрофотометрический метод оценки следовых концентраций Си2+ в воде, основанный на его реакции с хромогенным реагентом, а именно 4-амино-3-меркапто-6-[2-(2-тиенил)винил]-1,2,4-триазин-5(4Н)-оном (АМТ). Реакция между ионами меди (II) и реагентом АМТ дает комплекс [Си(Ь)(КО3)(Н2 О)2]*Н2О, где Ь представляет собой молекулу АМТ с группой КН. Образовавшийся комплекс имеет острый и четко выраженный пик при Хтах = 434 нм с молярной абсорбцией (в) 1,90 х
4 1 2
10 л/моль см- и коэффициентом Сэнделла 0,003 мкг/мл . Поглощение [Си(Ь)(КО3)(Н2О)2]*Н2О подчиняется закону Бера в диапазоне 0,7-25 мкг/мл с пределом обнаружения 0,011 мкг/мл. Валидность представленного метода была установлена путем определения Си2+ в сертифицированных стандартных образцах и реальных пробах морской и водопроводной воды. Результаты сравниваются с данными, полученными при измерении концентрации меди с помощью ИСП-ОЭС. Химическая структура комплекса Си(П)-АМТ была полностью охарактеризована методами БТ-ГО., ББМ, ББХ, ТОЛ и ББК
Разработаны три спектрофотометрических метода определения меди (Си) в спирте сахарного тростника с использованием хромогенных реактивов неокупроина, купризона и батокупроина [5]. Были оптимизированы экспериментальные условия, такие как концентрация реагента, концентрация восстановителя, рН, концентрация буфера, порядок добавления реагентов и стабильность комплексов. Рабочий диапазон был установлен от 1,0
до 10,0 мкг/мл с коэффициентами корреляции >0,999 для всех трех оптимизированных методов. Методы были оценены в отношении точности с помощью испытаний на добавление и восстановление при пяти уровнях концентрации, и полученное восстановление варьировалось от 91 до 105% (n =3). Прецизионность выражалась как RSD (относительное стандартное отклонение) со значениями в диапазоне от 0,01 до 0,17% ( n= 10). Метод с использованием хромогенного реагента купризона показал наибольшую молярную абсорбцию, за ним следовали батокупроин и неокупроин. Методы применялись для определения Cu в спирте из сахарного тростника, и результаты сравнивались с эталонным методом с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии (ПААС). Растворы калибровочных кривых для анализа FAAS готовили в 40% (об./об.) спиртовой среде в диапазоне концентраций от 0,5 до 5 мкг/мл. Измерения для определения Cu проводили при длине волны 324,7 нм. Полученные концентрации меди в образцах спирта из сахарного тростника из Бразилии составляли от 1,99 до 12,63 мкг/мл, и примерно в 75% образцов концентрация меди превышала предел, установленный бразильским законодательством (5,0 мкг/мл или 5,0 мг/л).
Спектрофотометрическим методом изучено комплексообразование меди (II) с 1-фенил-2-(2-гидрокси-4-нитрофенилгидразо)бутадионом-1,3 в присутствии CPCl, CPBr и CTMABr [6]. Определены оптимальные условия их образования и рассчитаны спектрофотометрические характеристики. Исследовано влияние посторонних ионов на комплексообразование. Метод был также изучен для фотометрического определения меди в банане, грибах и горохе.
В монографии [7] представлены специфические и селективные реагенты для определения железа и меди спектрофотометрическим методом. В нем представлены методы для каждой группы или класса реагентов, включая условия, длину волны и интерференцию других ионов в образцах. Это уникальное руководство для исследователей в области аналитической химии, от фармацевтических до лабораторий мониторинга окружающей среды, работающих с продуктами на основе железа и меди.
Простой, быстрый и эффективный метод предварительного концентрирования для определения Cu (медь) и Ni (никель) был разработан с применением микроэкстракции дисперсии жидкость-жидкость с использованием поверхностно-активных веществ (SA-DLLME) в сочетании с УФ-видимой спектрофотометрией в морских бурых водорослях [8]. Комплексообразующим агентом был 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол (ПАН). Влияние различных экспериментальных параметров на стадии экстракции, включая тип и объем растворителя для экстракции, тип и количество поверхностно-активного вещества, ионную силу, время экстракции, рН. Исследовали количество лиганда, время и скорость центрифугирования. В оптимальных условиях эксперимента хорошая линейность наблюдалась в диапазоне 0,1100,0 мкг/л для аналитов при пределах обнаружения 0,031 и 0,033 мкг/л для Ni и Cu соответственно. Предложенная методика была использована для анализа Ni и Cu в морских бурых водорослях. Были получены хорошие извлечения для образцов с добавками в диапазоне 100-118 %. С помощью этого метода содержание металлов в водорослях из залива Чабахар (Юго-Восточный Иран) было определено в диапазоне 12,80-39,46 мкг/л.
Предложен селективный и чувствительный спектрофотометрический метод определения меди по образованию красно-коричневого хелата при рН 3,5 (3-4) с 2,3,4,6/-тетрагидрокси-3/-сульфоазобензолом (ТГСА) [9]. Молярная абсорбционная способность комплекса с соотношением металлов и лигандов 1:2 составляет 4,03 х 104 л/моль см-1 при 485 нм. Его условная константа устойчивости (log K) равна 7,98. Разработанный метод подчиняется закону Бера для 0,032-1,905 мкг/мл Cu(II). Элементы группы 1А, элементы группы 2А, редкоземельные элементы, элементы группы 7А, фосфаты, аскорбиновая кислота и катионы не мешают определению меди. Предлагаемый метод является быстрым и простым, и его можно легко применить к сертифицированным сплавам и фармацевтическим препаратам для определения меди.
Была представлена процедура экстракции температуры помутнения для предварительного концентрирования ионов меди, никеля и кобальта в различных образцах
[10]. После комплексообразования с оксимом метил-2-пиридилкетона (MPKO) в щелочной среде ионы аналита количественно экстрагируются в фазу, богатую тритоном X-114, после центрифугирования. 1,0 моль/л HNO3 азотной кислоты в метаноле добавляли к обогащенной ПАВ фазе перед ее анализом методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии (ПААС). Были оптимизированы принятые концентрации для MPKO, Triton X-114 и HNO3, температура бани, скорость центрифугирования и время. Пределы обнаружения (3 SDb/m) 1,6, 2,1 и 1,9 нг/мл для Cu2+, Co2+ и Ni2+ наряду с коэффициентами концентрирования 30, а также для этих ионов и обогащения коэффициент 65, 58 и 67 для указанных ионов соответственно. Показана высокая эффективность экстракции по температуре помутнения для определения аналитов в сложных матрицах. Предложенная методика применялась для анализа биологических проб природных и сточных вод, почвы и крови.
В работе [11] представлены два новых тиазолилазокрасителя: 1-[(5-бензил-1,3-тиазол-2-ил)диазенил]нафталин-2-ол (BnTAN) и 1-[5-(4-сульфонамидобензил-4-метил- 1,3-тиазол-2-ил)диазенил]нафталин-2-ол (SABnMeTAN) как возможные реагенты для спектрофотометрического определения меди(П) в пробах воды в виде хелатного комплекса. Вещества синтезированы впервые и охарактеризованы методом ЯМР. Основные характеристики лигандов, такие как молярные коэффициенты поглощения и константы протонирования, оценивали спектрофотометрически. Разработан неэкстракционный метод последовательного инжекторного спектрофотометрического определения меди( II ) в присутствии Тритона Х-100. Линейный диапазон калибровочного графика наблюдался от 0,063 до 1,270 мг/л, а предел обнаружения 0,044 мг/л. Метод SIA сравнивали с соответствующим ручным методом и применяли для определения меди( II ) в водопроводной и речной воде.
Предложен новый, простой, экспрессный, селективный и экологически чистый метод определения ионов Cu(II), основанный на образовании комплекса этих ионов с салофеном в качестве лиганда с последующей дисперсионной жидкостно-жидкостной микроэкстракцией нейтрального вещества. гидрофобный комплекс, образующийся в органической фазе, и пламенная атомно-абсорбционная спектрофотометрическая детекция. Были изучены и оптимизированы различные факторы, в том числе рН раствора пробы, концентрация салофена как комплексообразующего реагента, тип и объем экстракционного и диспергирующего растворителей, а также время экстракции, влияющие на эффективность экстракции ионов Cu(II) и ее последующий аналитический сигнал. . В оптимизированных экспериментальных условиях предел обнаружения (3о) и коэффициент обогащения были получены равными 0,60 мкг/л и 49 соответственно на 10,0 мл раствора пробы. Индекс потребления составил 0,20 мл, градуировочный график был линейным в диапазоне 3,0-120 мкг/л. Относительные стандартные отклонения для шести повторных измерений 5,0, 20,0 и 50,0 мкг/л ионов Cu(II) составили 4,1%, 1,5% и 1,8% соответственно. Предложенный метод также успешно применялся для выделения и определения ионов Cu(II) в различных пробах воды и пищевых продуктов с удовлетворительными результатами [12].
Применение метода экстрактивной спектрофотометрии также рассматривалось в работах [13-19].
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Raafid E., Muneer A., Hadi-Kadhim S. Spectrophotometric Determination of Cu(II) in Analytical Sample Using a New Chromogenic Reagent (HPEDN) // Indonesian Journal of Chemistry. 2020. Vol. 20, N 5. pp. 1080-1084
2.Atiyah M., Hussain A-F. Spectrophotometric Determination of Micro Amount of Copper
(11) Using a New of (Azo) Derivative, Study of Thermodynamic Functions and Their Analytical Application // Sys Rev. Pharm. 2020. Vol. 11, N 10. pp. 171-181
3.Babayeva K., Demir S., Andac M. A novel spectrophotometric method for the determination of copper ion by using a salophen ligand, N,N'-disalicylidene-2,3-diaminopyridine // Journal of Taibah University for Science. 2017. Vol. 11, N 5. pp. 808-814
4.Alharthi S., Al-Saidi H. Spectrophotometric Determination of Trace Concentrations of Copper in Waters Using the Chromogenic Reagent 4-Amino-3-Mercapto-6-[2-(2-Thienyl)Vinyl]-1,2,4-Triazin-5(4H)-One: Synthesis, Characterization, and Analytical Applications // Journal of Applied Sciences. 2020. N 2. pp. 342-348
5.Soares S., Costa S., Araujo R. Comparison of Spectrophotometric Methods for the Determination of Copper in Sugar Cane Spirit // Journal of AOAC International. 2018. Vol. 101, N 3. pp. 876-882
6.Ayvazova A., Mughalovam G., Chiragov F. Spectrophotometric method for determination of copper (II) microquantities in a banana, mushrooms and pea // New Materials, Compounds and Applications. 2019. Vol. 3, N 1. pp. 23-28
7.Goswani A., Agarwal S. Spectrophotometric Determination of Copper and Iron : Reagents and Methods // De Gruyter. 2021. N 4. 268 p.
8.Gharanjik R., Nassir M., Hashemi H. Spectrophotometric Determination of Copper and Nickel in Marine Brown Algae after Preconcentration with Surfactant Assisted Dispersive LiquidLiquid Microextraction // Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 2020. Vol. 39, N 3. pp. 117-126
9.Guray T. Validated UV-Vis Spectrophotometric Method for the Determination of Copper using 2,3,4,6/-Tetrahydroxy-3-Sulfoazobenzene in Real Samples / Journal of Chemical Society of Pakistan. 2018. Vol. 40, N 3. pp. 529-535
10.Ghaedi M., Shokrollahi A., Ahmadi F. Cloud point extraction for the determination of copper, nickel and cobalt ions in environmental samples by flame atomic absorption spectrometry // Journal of Hazardous Materials. 2008. Vol. 150, N 3. pp. 533-540
11.Bazel Y., Tupys A., Ostapiuk Y. A simple non-extractive green method for the spectrophotometric sequential injection determination of copper(II) with novel thiazolylazo dyes // RSC Advances. 2018. Vol. 8, N 29. pp. 15940-15950
12.Baqherian G., Chamjanqali M., Evari H. Determination of copper(II) by flame atomic absorption spectrometry after its perconcentration by a highly selective and environmentally friendly dispersive liquid-liquid microextraction technique // Journal of Analytical Science and Technology. 2019. Vol. 10, N 3. pp. 16-23
13.Nozaki J., Zhou H. Sensitive Spectrophotometric Determination of Copper(II) in the Presence of Manganese // Analytical Letters. 1987. Vol. 20, N 3. pp. 364-367
14.Lazo A., Lazo R., Urtubia A. Copper Analysis by Two Different Procedures of Sequential Extraction after Electrodialytic Remediation of Mine Tailings // Inter. Journal of Environment Res. Public Health. 2019. Vol. 16, N 20. pp. 3957-3962
15.Karadas C. A novel cloud point extraction method for separation and preconcentration of cadmium and copper from natural waters and their determination by flame atomic absorption spectrometry // Water Quality Research Journal. 2017. Vol. 52, N 3. pp. 178-186
16.Reyhanitabar A., Abdolmaleki E. Evaluation Of Some Extraction Methods For Determination Of Corn Available Copper In Some Calcareous Soils Of Iran // Applied Soil Research. 2019. Vol. 7, N 2. pp. 1-13
17.Madrzak-Litwa I., Borowiak-Restema A. Solvent extraction of copper(II) from chloride solutions using 1,1'-dialkyl-2,2'-bibenzimidazoles as extractants // Physicochem. Probl. Miner. Process. 2019. Vol. 55, N 5. pp. 1165-1178
18.Tariq Z., Shaimaa A. Monitoring Of Copper Content In Some FoodSamplesUsing Micro Extraction CombinedWithSpectrophotometric Technique // Sys. Rev. Pharm. 2021. Vol. 12, N 2. pp. 219-230
19.Halim S-F., Chang S-H., Ahmad S-K. Extraction of copper ions from aqueous solutions with oleic acid as green solvent // Journal of Physics - Conference Series. 2019. Vol. 1349. pp. 12128-12134
Информация об авторах Ч.К. Расулов - доктор химических наук, зав. лабораторией «Химия и технология циклоалкилфенолов» НАНА.
Г.А. Гусейнова — докторант Института нефтехимических процессов НАНА.
Information about the authors Ch.K.Rasulov - doctor of chemical sciences, chief of. laboratory "Chemistry and technology of cycloalkylphenols" of ANAS.
G.A.Huseynova - doctoral candidates Institute of Petrochemical Processes of ANAS.
