Кремнеземные сорбенты имеют ряд существенных преимуществ перед другими матрицами также в плане возможности целенаправленного изменения химико-аналитических свойств путем модификации их соответствующими реагентами, а именно: высокую емкость, легкость регенерации, наличие на поверхности активных групп, которые разрешают путем несложных преобразований на поверхности существенно изменить характеристики сорбента [6].

Для закрепления аналитических реагентов на поверхности кремнеземной матрицы используют два основных приема:

1) синтетический способ, или так называемую ковалентную прививку реагента на поверхности;

2) нековалентную иммобилизацию аналитических реагентов, которая включает: импрегнирование или пропитку матрицы раствором модификатора; иммобилизацию, или закрепление реагента на поверхности носителя за счет адсорбции, дисперсионного, электростатического, диполь-дипольного взаимодействия, а также образования водородных связей при участии силанольных групп кремнеземной матрицы; золь-гель технологию [7].

Сегодня существует уже значительный ассортимент сорбентов, полученных путем нековалентной иммобилизации на их поверхности аналитических реагентов. Такие сорбенты, сохраняя преимущества ковалентно-модифицированных матриц (химическая, механическая стойкость, и т.п.), удобно отличаются от них меньшей трудоемкостью операций модификации и регенерации. Импpегнирование (пропитку кремнеземной матрицы) осуществляют преимущественно концентрированным раствором модификатора в летучем органическом растворителе с последующим удалением последнего при комнатной или повышенной температуре [8].

Модифицированные, в частности, импрегнированием органическими аналитическими реагентами кремнеземы применяют для определения низких (до 10-6 моль/л) концентраций ионов тяжелых металлов в растворах. Сорбент используют для предварительного концентрирования ионов металлов, а далее применяют различные способы определения. Матрица сорбентов характеризуется механической прочностью частиц, отсутствием собственной окраски и люминесценции. Химическое модифицирование, в отличие от физической адсорбции, позволяет прочно закрепить молекулы реагента на поверхности силикагеля, но такой синтез чрезвычайно сложен. Физическая адсорбция реагентов, при простоте выполнения, не всегда обеспечивает достаточно прочного их удерживания на поверхности твердых веществ [9]. 1.4 Физико-химические свойства арсеназо I Арсеназо, органические реактивы, применяемые в аналитической химии. Различают арсеназо I (А-I), арсеназо II (A-II) и арсеназо III (A-III). Арсеназо — мелкокристаллические порошки тёмно-коричневого или бордового (арсеназо III) цвета, легко растворимые в воде. Все арсеназо являются производными хромотроповой кислоты и различных замещенных фениларсоновой кислоты (рисунок 1). А-II и А-III отличаются от А-I более сложным строением. 1 2 3(1) – хромотроповая кислота; (2) – фениларсоновая кислота; (3) – арсеназо IРисунок 1 – Структурные формулы веществ Наиболее известный реагент из серии моноазосоединений – арсеназо I (уранон, 3 - [(2 - арсонофенил)азо] - 4,5 – дигидрокси-2,7-нафталиндисульфо-кислота). Обычно применяют в виде смеси с динатриевой солью и NaCl. Одна из особенностей аналитического действия арсеназо I – возможность достижения хорошей избирательности в результате варьирования рН. Относительно не большая прочность комплексов элементов с арсеназо I позволяет использовать реагент в качестве металлоиндикатора при комплексонометрическом определении Pu, Th, РЗЭ, а также F¯. Чувствительность определения элементов достаточно высокая (0,05-0,1 мкг/мл). Арсеназо I применяется в качестве металлоиндикатора при определении некоторых пар элементов во взаимном присутствии, соосаждении элементов с органическими соосадителями, изучении комплексообразования и механизма реакций реагентов этой группы с различными элементами. 1.5 Физико-химические свойства полигексаметиленгуанидина В последние годы значительно возрос интерес к классу гуанидиновых соединений, особенно полимерных гуанидинов, обладающих комплексом свойств, важных для практического применения.Полигексаметиленгуанидин (метацид) – линейный или разветвленный полимер (рисунок 2). Прозрачная стеклообразная масса. Растворим в воде. В водных 10%-ных и более высокой концентрации растворах полигексаметиленгуанидина при комнатной температуре вследствие интенсивного образования водородных связей происходит студнеобразование.

Рисунок 2 – Структурная формула полигексаметиленгуанидина гидрохлорид (ПГМГ)

Основными практически важными свойствами ПГМГ является широкий спектр микробиологической активности, низкая токсичность, полная растворимость в воде, биологическая разлагаемость, отсутствие цвета, запаха, коррозионной активности. Полимер и его водные растворы стабильны при хранении в обычных условиях. Полигексаметиленгуанидин относится к классу катионных полиэлектролитов, а в его химической формуле гуанидиновые группировки чередуются с шестью метиленовыми. Это обусловливает его дифильность, что проявляется в значительной поверхностной активности на границе раздела фаз воздух — вода. Установлено наличие комплексообразующих свойств ПГМГ по отношению к веществам различной химической и физической природы, за счет которых ПГМГ эффективно извлекает из воды растворенные органические и неорганические примеси, такие, как пестициды, тяжелые металлы, в том числе радиоактивные, и другие органические и неорганические примеси природного и антропогенного происхождения. Способность ПГМГ практически полностью извлекать водорастворимые соединения из очень разбавленных растворов создает перспективу его применения в экономически целесообразных и эффективных технологиях очистки питьевой воды, природных и сточных вод от тяжелых металлов, в том числе радиоактивных. ПГМГ обладает низкой токсичностью, биологической разлагаемостью, нелетучестью, неагрессивностью по отношению к различным материалам и является экологически безопасным полимером.Перспективным является использование полигуанидинов для нековалентного закрепления различных органических реагентов на поверхности кремнеземов. Нековалентно-модифицированные сорбенты, сохраняя преимущества ковалентно-модифицированных матриц (химическая, механическая стойкость, и т.п.), отличаются от них меньшей трудоемкостью операций модификации и регенерации.Поэтому актуальным является синтез и исследование силикагелей с нековалентно-иммобилизованными на поверхности органическими реагентами, в частности арсеназо I.

сорбционный арсеназо медь химический

Глава 2 Экспериментальная часть

2.1 Приборы, реактивы, посуда

- атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой iCAP – 6500 Thermo Scientific Corp.;

- атомно-абсорбционный спектрометр «МГА-915», «ЛЮМЭКС»;