УСЛОВИЯ  ПОЛУЧЕНИЯ  МОДИФИЦИРОВАННОГО  2,6-ДИХЛОРФЕНОЛИНДОФЕНОЛОМ  СОРБЕНТА  НА  ОСНОВЕ  ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Ахмедова  Рукият  Ибрагимовна

студент  4  курса  химического  факультета  ДГУ,  РФ,  г.  Махачкала

Е-mail :  achmedowarukiyat@mail.ru

Мирзаева  Хамисат  Ахмедовна

научный  руководитель,  канд.  хим.  наук,  доцент  химического  факультета  ДГУ,  РФ,  г.  Махачкала

Одним  из  направлений  аналитической  химии  является  использование  реагентов,  иммобилизованных  на  твердых  носителях  с  целью  их  модификации.  Преимуществами  использования  иммобилизованных  реагентов  является  снижение  расхода  реагента,  отсутствие  токсичных  растворителей.  Модифицированные  реагентами  сорбенты  можно  использовать  в  качестве  готовых  аналитических  форм  для  определения  веществ  в  твердой  фазе  спектроскопическими  и  визуальными  тест-методами.

Весьма  удобны  тест-средства,  основанные  на  использовании  иммобилизованных  аналитических  реагентов.  Успех  разработки  тест-средств  в  значительной  степени  зависит  от  выбора  аналитического  реагента  и  способа  его  иммобилизации.  Аналитический  реагент  должен  быстро  реагировать  с  определяемым  веществом,  обеспечивать  легко  наблюдаемый  эффект,  например,  контрастное  изменение  окраски  [1;  7].

Известно,  что  применение  иммобилизованных  реагентов  позволяет  не  только  повысить  чувствительность,  избирательность  и  экспрессивность  анализа,  но  и  снизить  его  трудоемкость.  Такие  методики  основаны  преимущественно  на  реакциях  комплексообразования,  ионной  ассоциации  и  ионного  обмена.  Редокс-реакции  на  поверхности  модифицированных  сорбентов  разработаны  в  меньшей  степени  [4;  8].

Так,  для  определения  аскорбиновой  кислоты  предложена  методика  сорбционно-фотометрического  определения  с  использованием  индикаторной  трубки  [5],  действие  которой  основано  на  восстановлении  ионных  ассоциатов  тиазиновых  красителей  и  трииодид-ионов.  Предложены  также  индикаторные  трубки  и  индикаторные  порошки  с  использованием  нековалентно  иммобилизованных  хинониминовых  индикаторов  [6]. 

2,6-дихлорфенолиндофенол  (ДХФИФ)  —  удобный  и  хорошо  изученный  аналитический  реагент  для  фотометрического  и  титриметрического  определения  восстановителей,  например,  аскорбиновой  кислоты  [2].  Перспективность  использования  ДХФИФ  для  разработки  методов  твердофазной  спектроскопии  и  тест-определения  аскорбиновой  кислоты  основана  на  высокой  контрастности  изменения  окраски  при  восстановлении  ДХФИФ.

Данная  работа  посвящена  исследованию  условий  получения  модифицированного  2,6-дихлорфенолиндофенолом  сорбента  на  основе  пенополиуретана  (ППУ)  с  целью  разработки  методов  твердофазной  спектроскопии  и  визуального  тест-определения  аскорбиновой  кислоты.

Пенополиуретаны  —  это  вспененные  гетероцепные  полимеры,  жесткие  и  гибкие  сегменты  и  цепи  которых  содержат  различные  гидрофобные  (углеводородную,  ароматическую)  и  гидрофильные  (уретановую,  амидную,  мочевинную,  сложноэфирную,  простую  эфирную,  концевую  толуидиновую)  группы,  что  и  позволяет  использовать  их  для  эффективной  сорбции  как  неполярных,  так  и  полярных  молекул.  В  этих  сорбентах  часть  твердой  фазы  заменена  на  воздух,  находящийся  в  полимере  в  виде  многочисленных  пузырьков-ячеек.  Сорбируемые  вещества  извлекаются  не  только  за  счет  адсорбции,  но  и  в  результате  абсорции,  в  связи  с  чем  емкость  этих  сорбентов  оказывается  весьма  значительной.  Пенополиуретаны  представляют  значительный  интерес  для  аналитической  химии.  Отличительной  особенностью  этих  сорбентов  является  высокая  эффективность  в  сочетании  с  универсальностью,  химическая  и  механическая  прочность,  устойчивость  к  органическим  реагентам.  Эти  сорбенты  характеризуются  отсутствием  собственной  окраски,  относительной  дешевизной  и  доступностью  [3]. 

ДХФИФ  является  хорошо  изученным  окислительно-восстановительным  индикатором.  Восстановленная  форма  ДХФИФ  бесцветна,  а  окисленная  форма  действует  как  кислотно-основной  индикатор,  окрашенный  в  красно-розовый  цвет  в  кислом  растворе  и  в  синий  —  в  щелочном.

Для  сравнительной  оценки  оптических  свойств  ДХФИФ  в  растворе  и  в  фазе  сорбента  были  сняты  спектры  поглощения  при  различных  значениях  рН  (рис.  1,  2).

Рисунок  1.  Спектры  поглощения  6×10^-5  М  растворов  ДХИФ  при  различных  значениях  рН:  1  —  2,25;  2  —  3,12;  3  —  5,02;  4  —  6,04;  5  —  7,15;  6  —  9,63

Рисунок  2.  Спектры  поглощения  ДХИФ  в  ППУ  после  сорбции  из  растворов  с  рН  1  —  2,27;  2  —  3,23;  3  —  4,13;  4  —  5,22;  5  —  6,13;  6  —  8,66;  7  —  10,48

Таблица  1. 

Значения  λ_max   ДХИФ  в  водном  растворе  и  в  ППУ

На  рис.  1,  2  приведены  спектры  поглощения  ДХФИФ  в  растворе  и  на  пенополиуретане  после  иммобилизации  из  водных  растворов  с  различным  значением  рН.  Как  следует  из  рис.  1,  2  и  таблицы  максимумы  поглощения  молекулярной  и  ионной  форм  ДХФИФ,  иммобилизованного  в  ППУ,  смещаются  в  длинноволновую  область  по  сравнению  с  водными  растворами.  Батохромный  сдвиг  наблюдается,  возможно,  за  счет  гидрофобного  взаимодействия  и  образования  водородной  связи  между  эфирной  группой  сорбента  и  гидроксогруппой  реагента. 

Степень  извлечения  с  увеличением  значения  рН  (рис.  3)  уменьшается  и  практически  не  наблюдается  в  щелочной  среде  (рН  >10).  Максимальная  степень  извлечения  (R  =  100  %)  наблюдается  в  кислой  среде  (рН  2—3),  что  соответствует  молекулярной  форме  реагента. 

Рисунок  3.  График  зависимости  степени  извлечения  ДХФИФ  пенополиуретаном  от  рН

Сорбция  ДХИФ  на  ППУ  возрастает  по  мере  увеличения  времени  контакта  фаз  и  равновесие  достигается  при  15—20  минутном  перемешивании.  Следует  отметить,  что  вымывание  иммобилизованного  реагента  из  ППУ  не  наблюдается  независимо  от  кислотности  раствора,  что  послужило  выбору  тест-формы  для  разработки  визуального  тест-метода  и  метода  твердофазной  спектроскопии.  Тест-форма  имеет  преимущество  и  в  том,  что  она  устойчива  при  хранении,  тогда  как  водные  растворы  устойчивы  только  в  течение  суток,  что  вызывает  определенные  неудобства  при  анализах.

После  контакта  с  раствором  аскорбиновой  кислоты  в  зависимости  от  ее  концентрации  интенсивность  окраски  модифицированного  сорбента  ППУ-ДХФИФ  уменьшается  до  обесцвечивания.  Реакция  окисления  —  восстановления  ДХФИФ  представлена  на  схеме:

Установлена  область  концентраций  аскорбиновой  кислоты,  в  пределах  которой  наблюдается  закономерное  ослабление  интенсивности  окраски  таблеток  модифицированного  сорбента  ППУ-ДХФИФ,  которое  может  служить  основой  для  разработки  визуального  тест-метода  определения  аскорбиновой  кислоты.  Изменение  оптической  плотности  при  λ_max  сорбента  ППУ-ДХФИФ  с  изменением  концентрации  аскорбиновой  кислоты  выбрано  в  качестве  аналитического  сигнала  и  положено  в  основу  метода  твердофазной  спектроскопии.

Список  литературы:

1.Гавриленко  Н.А.,  Суханов  А.В.,  Мохова  О.В.  Окислительно-восстановительные  и  кислотно-основные  свойства  2,6-дихлорфенолиндофенола,  иммобилизованного  в  полиметакрилатную  матрицу  //  Журн.  аналит.  химии.  —  2010.  —  Т.  65.  —  №  1.  —  С.  20.

2.Девис  М.,  Остин  Дж.,  Патридж  Д.  Витамин  С:  химия  и  биохимия.  М.:  Мир,  1999.  —  176  с.

3.Дмитриенко  С.Г.,  Апяри  В.В.  Пенополиуретаны.  Сорбционные  свойства  и  применение  в  химическом  анализе.  М.:  Эдиториал  УРСС,  2010.  —  264  с.

4.Запорожец  О.А.,  Гавер  О.М.,  Сухан  В.В.  Иммобилизация  аналитических  реагентов  на  поверхности  носителей  //  Успехи  химии.  —  1977.  —  Т.  66.  —  №  7.  —  С.  702.

5.Марченко  Д.Ю.,  Моросанова  Е.И.,  Кузьмин  Н.М.,  Золотов  Ю.А.  Индикаторные  трубки  для  определения  аналина  в  растворе  //  Журн.  аналит.  химии.  —  1997.  —  Т.  52.  —  №  2.  —  С.  1287.

6.Моросанова  Е.И.,  Марченко  Д.Ю.,  Золотов  Ю.А.  Тест-определение  восстановителей  с  использованием  нековалентно  иммобилизованных  хинониминовых  индикаторов  //  Журн.  аналит.  химии.  —  2000.  —  Т.  55.  —  №  1.  —  С.  86.

7.Моросанова  Е.И.,  Резникова  Е.А.,  Великородный  А.А.  Индикаторные  порошки  на  основе  модифицированных  ксерогелей  для  твердофазно-спектрофотометрического  и  тест-определения  аскорбиновой  кислоты  и  гидразинов  //  Журн.  аналит.  Химии.  —  2001.  —  Т.  56.  —  №  2.  —  С.  195.

8.Островская  В.М.  Хромогенные  аналитические  реагенты,  закрепленные  на  носителях  //  Журн.  аналит.  химии.  —  1977.  —  Т.  32.  —  №  9.  —  С.  1820.