RU2295121C1 - Method for fluorometric determination of copper(ii) in solutions - Google Patents

Method for fluorometric determination of copper(ii) in solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2295121C1
RU2295121C1 RU2005118907/28A RU2005118907A RU2295121C1 RU 2295121 C1 RU2295121 C1 RU 2295121C1 RU 2005118907/28 A RU2005118907/28 A RU 2005118907/28A RU 2005118907 A RU2005118907 A RU 2005118907A RU 2295121 C1 RU2295121 C1 RU 2295121C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
solution
concentration
solutions
reagent
Prior art date
Application number
RU2005118907/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Константиновна Неудачина (RU)
Людмила Константиновна Неудачина
Юрий Григорьевич Ятлук (RU)
Юрий Григорьевич Ятлук
Елена Валерьевна Осинцева (RU)
Елена Валерьевна Осинцева
Надежда Викторовна Печищева (RU)
Надежда Викторовна Печищева
Александр Акиндинович Вшивков (RU)
Александр Акиндинович Вшивков
Леопольд Игоревич Леонтьев (RU)
Леопольд Игоревич Леонтьев
ев Константин Юрьевич Шун (RU)
Константин Юрьевич Шуняев
Original Assignee
Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) filed Critical Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН)
Priority to RU2005118907/28A priority Critical patent/RU2295121C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2295121C1 publication Critical patent/RU2295121C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: analytical methods.
SUBSTANCE: method comprises adding complexing reagent to test solution and registrations of changes in fluorescence intensity value. Complexing reagent utilized can be aqueous solution of β-arylaminopropionyl-N,N-di(2-carboxyethyl)-3,4-xylidine or aqueous solution of β-arylaminopropionyl-N-(2-carboxyethyl)-o-aminobemzoic acid, which is irradiated with light having wavelength range 210-220 nm to induce fluorescence. Fluorescence intensity is registered within wavelength range 350-370 nm or 400-440 nm, respectively, while maintaining pH 6.0 with the aid of acetate buffer solution.
EFFECT: selectivity and sensibility of copper(II) determination in presence of accompanying components without preliminary separation thereof.
2 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к флуориметрическому способу определения концентрации ионов меди(II) в растворах с использованием ароматических амино-β-пропионовых кислот (β-ААПК) - N,N-ди(2-карбоксиэтил)-3,4-ксилидина (реагент I) или N-(2-карбоксиэтил)-о-аминобензойной кислоты (реагент II). В основе способа лежит регистрация изменения значения интенсивности флуоресценции растворов β-ААПК при добавлении к ним анализируемого раствора, содержащего ионы меди (II). Гашение флуоресценции растворов β-ААПК при образовании ими комплексов с ионами меди (II) пропорционально концентрации иона-гасителя.The invention relates to the field of analytical chemistry, in particular to a fluorimetric method for determining the concentration of copper (II) ions in solutions using aromatic amino-β-propionic acids (β-AAPC) - N, N-di (2-carboxyethyl) -3,4 -xylidine (reagent I) or N- (2-carboxyethyl) -o-aminobenzoic acid (reagent II). The method is based on recording changes in the fluorescence intensity of β-AAPC solutions when adding an analyte solution containing copper (II) ions to them. The quenching of fluorescence of β-AAPK solutions during their formation of complexes with copper (II) ions is proportional to the concentration of the quencher ion.

Известно несколько способов флуориметрического определения меди (Головина А.П., Левшин Л.В. Химический люминесцентный анализ неорганических веществ - М: Химия, 1978 - 248 с. [1], Столяров К.П., Григорьев Н.Н. Введение в люминесцентный анализ неорганических веществ. Л.: Химия, 1967. 364 с. [2], Божевольнов Е. А. Люминесцентный анализ неорганических веществ. М.: Химия, 1966. 416 с.[3]). Краткая характеристика некоторых из них представлена в таблице 1.Several methods for the fluorimetric determination of copper are known (Golovina A.P., Levshin L.V. Chemical luminescent analysis of inorganic substances - M: Chemistry, 1978 - 248 p. [1], Stolyarov KP, Grigoryev NN Introduction to luminescent analysis of inorganic substances. L .: Chemistry, 1967. 364 p. [2], Bozhevolnov EA. Luminescent analysis of inorganic substances. M: Chemistry, 1966. 416 p. [3]). A brief description of some of them is presented in table 1.

Из таблицы 1 следует, что существующие флуориметрические методы либо низкоселективны, либо требуют использования органических растворителей. Определению концентрации меди (II) мешает присутствие в анализируемых растворах ионов никеля (II), кобальта (II), железа (III) и т.п., что вызывает необходимость отделения сопутствующих компонентов из раствора путем осаждения их нерастворимых в воде соединений, введения дополнительных комплексообразующих реагентов, либо проведения экстракции их комплексов с использованием органических растворителей. Эти дополнительные процедуры существенно увеличивают время, затрачиваемое на проведение анализа, его трудоемкость, а применение токсичных растворителей делает измерения небезопасными.From table 1 it follows that the existing fluorimetric methods are either low-selective or require the use of organic solvents. The determination of copper (II) concentration is impeded by the presence of nickel (II), cobalt (II), iron (III) ions, etc. in the analyzed solutions, which makes it necessary to separate the accompanying components from the solution by precipitation of their water-insoluble compounds and the introduction of additional complexing reagents, or carrying out the extraction of their complexes using organic solvents. These additional procedures significantly increase the time spent on the analysis, its complexity, and the use of toxic solvents makes the measurements unsafe.

Наиболее близким к заявляемому способу является (прототип) - способ флуориметрического определения массовой концентрации меди в пробах вод с использованием раствора люмокупферона (замещенной бензилиден-бензоил-аминоуксусной кислоты) в ацетоне (Методические указания по измерению массовой концентрации меди флуориметрическим методом в пробах питьевой воды и воды поверхностных и подземных источников водопользования // Сборник методических указаний. Измерение массовой концентрации химических веществ люминесцентными методами в объектах окружающей среды. М.: Минздрав России, 1997. С.67-76). Метод основан на каталитическом действии ионов меди на люмокупферон, который в их присутствии образует флуоресцирующий димер при нагревании раствора в течение 15 мин при рН 10. Реакцию образования димера останавливают, связывая медь в прочный комплекс трилоном Б. Интенсивность флуоресценции раствора прямо пропорциональна количеству меди в растворе. Метод позволяет определять медь в диапазоне концентраций 0,005-0,2 мг/дм3 без разбавления пробы.Closest to the claimed method is (prototype) - a method for fluorimetric determination of the mass concentration of copper in water samples using a solution of lumocupferon (substituted benzylidene-benzoyl-aminoacetic acid) in acetone (Methodological guidelines for measuring the mass concentration of copper by fluorimetric method in samples of drinking water and water surface and underground sources of water use // Collection of guidelines. Measurement of the mass concentration of chemicals by luminescent methods in the facility environment. M .: Russian Ministry of Health, 1997. S.67-76). The method is based on the catalytic effect of copper ions on lumokupferon, which in their presence forms a fluorescent dimer when the solution is heated for 15 minutes at pH 10. The dimer formation reaction is stopped by binding copper to a strong complex with Trilon B. The fluorescence intensity of the solution is directly proportional to the amount of copper in the solution . The method allows to determine copper in the concentration range of 0.005-0.2 mg / dm 3 without diluting the sample.

Недостатками данного метода являются:The disadvantages of this method are:

- необходимость разбавлять исследуемые пробы, если концентрация меди в них превышает 0,5 мг/дм3, что вносит дополнительную погрешность в результаты анализа и удлиняет его;- the need to dilute the test samples if the copper concentration in them exceeds 0.5 mg / dm 3 , which introduces an additional error in the analysis results and lengthens it;

- мешающее влияние на результаты анализа более чем 3-кратных молярных избытков ионов железа, более чем 7-кратных молярных избытков ионов алюминия, кобальта и никеля;- an interfering effect on the analysis results of more than 3-fold molar excesses of iron ions, more than 7-fold molar excesses of aluminum, cobalt and nickel ions;

- необходимость работы с токсичным растворителем.- the need to work with a toxic solvent.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка флуориметрического способа определения концентрации меди (II) в растворах, обладающего более высокой селективностью и экологичностью за счет исключения работы с органическими растворителями.The objective of the proposed technical solution is to develop a fluorimetric method for determining the concentration of copper (II) in solutions with higher selectivity and environmental friendliness due to the exclusion of work with organic solvents.

Технический результат настоящего изобретения выражается в повышении селективности, что позволяет проводить определение меди (II) в растворах на фоне сопутствующих компонентов без предварительного их отделения. Способ не предусматривает дополнительных операций при пробоподготовке.The technical result of the present invention is expressed in increasing selectivity, which allows the determination of copper (II) in solutions against the background of related components without prior separation. The method does not provide additional operations during sample preparation.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе флуориметрического определения содержания меди (II) в растворах, включающем введение в исследуемый раствор комплексообразующего реагента и регистрацию изменения значения интенсивности флуоресценции, согласно изобретению в качестве комплексообразующего реагента используют водный раствор ароматической амино-β-пропионовой кислоты (β-ААПК)-N,N-ди(2-карбоксиэтил)-3,4-ксилидина (реагент I) или водный раствор β-ААПК - N-(2-карбоксиэтил)-о-аминобензойной кислоты (реагент II), который облучают светом с длиной волны в диапазоне 210-220 нм, регистрируют интенсивность возникающей флуоресценции при длине волны в диапазоне 350-370 нм, или в диапазоне 350-370 нм, или в диапазоне 400-440 нм соответственно, при этом поддерживают ацетатным буферным раствором рН, равное 6.0.The solution of this problem is achieved by the fact that in the method of fluorimetric determination of the copper (II) content in solutions, which includes introducing a complexing reagent into the test solution and recording changes in the fluorescence intensity value, according to the invention, an aqueous solution of aromatic amino-β-propionic acid is used as a complexing reagent ( β-AAPC) -N, N-di (2-carboxyethyl) -3,4-xylidine (reagent I) or an aqueous solution of β-AAPC - N- (2-carboxyethyl) -o-aminobenzoic acid (reagent II), which irradiate light with a wavelength in the range of 210-220 nm, register the intensity of the resulting fluorescence at a wavelength in the range of 350-370 nm, or in the range of 350-370 nm, or in the range of 400-440 nm, respectively, while maintaining an acetate buffer pH equal to 6.0.

Реагенты I и II растворяются в воде при нагревании до 70°С в течение нескольких минут, способны образовывать комплексные соединения с ионами меди (II) (Мелкозеров В.П., Неудачина Л.К., Вшивков А.А. Спектрофотометрическое и потенциометрическое изучение состояния N-арил-3-аминопропионовых кислот // Журн. общ. химии. 1997. Т.67, №1. С.98-103; Скорик Ю.А., Неудачина Л.К., Вшивков А.А., Ятлук Ю.Г., Герт Н.В. N,N-ди-(2-карбоксиэтил)-3,4-ксилидин: синтез, протолитические равновесия, комплексообразование с ионами меди (II) // Журн. физ. химии. 1999. Т.73., вып.12. С.2269-2271). Известны спектрофотометрические данные (Неудачина Л.К., Осинцева Е.В., Скорик Ю.А., Вшивков А.А. N-арил-3-аминопропионовые кислоты - селективные реагенты для определения меди в продуктах металлургического производства // Журн. аналит. химии. 2005, Т.60, №3. С.271-277) о высокой селективности реакции комплексообразования, образованию комплекса с медью не мешают N-кратные молярные избытки: для реагента I - N=1000 для К+, Na+, NH4+, Ва2+, Cd2+, N=750 для Со2+, N=500 для Ni2+, Mn2+, Mg2+, N=250 для Са2+, N=200 для Zn2+; для реагента II - N=1000 для К+, Na+, NH4+, Ва2+, N=25 для Cd2+, N=10 для Co2+, Ni2+, Mn2+, Mg2+, N=50 для Zn2+, N=20 для Са2+. Также было проверено влияние ионов хрома(III), алюминия(III), железа(III), ряда редкоземельных элементов. Не мешают определению меди с помощью реагентов I и II тысячекратные молярные избытки хлорид-, ацетат-, сульфат- и карбонат-иона, 25-кратные избытки нитрат-иона.Reagents I and II dissolve in water when heated to 70 ° C for several minutes, are able to form complex compounds with copper (II) ions (Melkozerov V.P., Neudachina L.K., Vshivkov A.A. Spectrophotometric and potentiometric studies states of N-aryl-3-aminopropionic acids // Journal of General Chemistry. 1997. T. 67, No. 1. P.98-103; Skorik Yu.A., Neudachina L.K., Vshivkov A.A., Yatluk Yu.G., Gert N.V. N, N-di- (2-carboxyethyl) -3,4-xylidine: synthesis, protolytic equilibria, complexation with copper (II) ions // Zh. Phys. Chemistry. 1999 T.73., Issue 12. S.2269-2271). Spectrophotometric data are known (Neudachina L.K., Osintseva E.V., Skorik Yu.A., Vshivkov A.A. N-aryl-3-aminopropionic acids - selective reagents for the determination of copper in metallurgical products // J. Anal. Chemistry. 2005, T.60, No. 3. P.271-277) on the high selectivity of the complexation reaction, the formation of a complex with copper does not interfere with N-fold molar excesses: for reagent I - N = 1000 for K + , Na + , NH 4 + , Ba 2+ , Cd 2+ , N = 750 for Co 2+ , N = 500 for Ni 2+ , Mn 2+ , Mg 2+ , N = 250 for Ca 2+ , N = 200 for Zn 2 + ; for reagent II - N = 1000 for K + , Na + , NH 4 + , Ba 2+ , N = 25 for Cd 2+ , N = 10 for Co 2+ , Ni 2+ , Mn 2+ , Mg 2+ , N = 50 for Zn 2+ , N = 20 for Ca 2+ . The effect of chromium (III) ions, aluminum (III), iron (III), and a number of rare-earth elements was also tested. Thousand molar excesses of chloride, acetate, sulfate and carbonate ions, 25-fold excesses of nitrate ion do not interfere with the determination of copper using reagents I and II.

Растворы реагентов I и II обладают способностью к флуоресценции под действием УФ-излучения, интенсивность флуоресценции уменьшается по мере протекания реакции комплексообразования.The solutions of reagents I and II have the ability to fluorescence under the influence of UV radiation, the fluorescence intensity decreases as the complexation reaction proceeds.

На фиг. 1 и 2 приведены спектры регистрации флуоресценции растворов реагентов I и II при различной кислотности.In FIG. Figures 1 and 2 show the fluorescence registration spectra of solutions of reagents I and II at different acidities.

Как видно из фиг. 1, в спектре регистрации флуоресценции раствора реагента I наблюдаются две полосы, с максимумами при длинах волн регистрации 280 и 360 нм. Испытания показали, что полоса с максимумом 360 нм уменьшает свою интенсивность при возрастании концентрации ионов меди (II) в растворе, тогда как интенсивность полосы с максимумом 280 нм остается неизменной. Поэтому для разработки флуориметрического способа определения концентрации ионов меди (II) в растворах с помощью реагента I для регистрации интенсивности флуоресценции была выбрана длина волны 360 нм (в максимуме наблюдается наибольший коэффициент чувствительности сигнала).As can be seen from FIG. 1, two bands are observed in the fluorescence detection spectrum of reagent I solution, with peaks at registration wavelengths of 280 and 360 nm. Tests have shown that a band with a maximum of 360 nm decreases its intensity with increasing concentration of copper (II) ions in solution, while the intensity of a band with a maximum of 280 nm remains unchanged. Therefore, to develop a fluorimetric method for determining the concentration of copper (II) ions in solutions using reagent I, a wavelength of 360 nm was chosen to record the fluorescence intensity (the maximum signal sensitivity coefficient is observed at maximum).

Из фиг. 2 видно, что раствор реагента II имеет в своем спектре регистрации флуоресценции одну полосу, максимум которой смещается в сторону меньших длин волн при увеличении рН, при значении рН 6 (оптимальном для комплексообразования реагента II и ионов меди (II)) максимальная интенсивность флуоресценции наблюдается при 411 нм. Поэтому во флуориметрическом способе определения концентрации ионов меди (II) в растворах с помощью реагента II используется именно эта длина волны регистрации флуоресценции для достижения максимально возможной чувствительности сигнала.From FIG. Figure 2 shows that the reagent II solution has one band in its fluorescence recording spectrum, the maximum of which shifts toward shorter wavelengths with increasing pH, at a pH of 6 (optimal for the complexation of reagent II and copper (II) ions), the maximum fluorescence intensity is observed at 411 nm. Therefore, in the fluorimetric method for determining the concentration of copper (II) ions in solutions using reagent II, it is this fluorescence detection wavelength that is used to achieve the maximum possible signal sensitivity.

Пример 1. β-ААПК - реагенты для флуориметрического определения медиExample 1. β-AAPC - reagents for fluorimetric determination of copper

Гашение флуоресценции растворов реагентов I и II пропорционально концентрации иона-гасителя, что позволяет определять концентрацию иона-гасителя в растворе. Установлены оптимальные условия определения меди (II) с использованием реагентов I и II флуориметрическим методом (таблица 2).Quenching of the fluorescence of solutions of reagents I and II is proportional to the concentration of the quencher ion, which makes it possible to determine the concentration of the quencher ion in the solution. The optimal conditions for the determination of copper (II) using reagents I and II by the fluorimetric method were established (table 2).

Как видно из таблицы 2, флуориметрический метод с использованием реагента I позволяет определять медь (II) в диапазоне концентраций 0,05-5,0 мг/дм3, создавая pH 6 ацетатным буферным раствором, причем определение можно производить через 20 мин после добавления реактивов. Метод с использованием реагента II требует выдерживания раствора в течение 60 мин (оптимальная рН 6 также создается ацетатным буферным раствором), но имеет больший диапазон определяемых концентраций меди - 0,005-5,0 мг/дм3, который также шире, чем диапазон флуориметрического метода с использованием люмокупферона (0,005-0,2 мг/дм3).As can be seen from table 2, the fluorimetric method using reagent I allows the determination of copper (II) in the concentration range of 0.05-5.0 mg / dm 3 , creating a pH of 6 with an acetate buffer solution, and the determination can be made 20 minutes after adding the reagents . The method using reagent II requires maintaining the solution for 60 minutes (the optimum pH of 6 is also created by acetate buffer solution), but has a larger range of detectable copper concentrations - 0.005-5.0 mg / dm 3 , which is also wider than the range of the fluorimetric method with using lumocupferon (0.005-0.2 mg / dm 3 ).

Испытания показали высокую селективность флуориметрического метода определения концентрации меди с использованием β-ААПК. Флуориметрическому определению концентрации меди не мешают N-кратные молярные избытки следующих ионов:Tests showed high selectivity of the fluorimetric method for determining the concentration of copper using β-AAPK. Fluorimetric determination of copper concentration is not impeded by N-fold molar excesses of the following ions:

Определение с реагентом I:Definition with reagent I:

N-2000-К+, Na+, Са2+, Mg2+, SO42-, Zn2+;N-2000-K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , SO 4 2- , Zn 2+ ;

N=1000-NH4+, Cl-, СН3СОО-, F-,N = 1000-NH 4 + , Cl - , CH 3 COO - , F - ,

N=500-Mn2+, Ba2+; N=300-PO43-;N = 500-Mn 2+ , Ba 2+ ; N = 300-PO 4 3- ;

N=100-Ni2+, Co2+;N = 100-Ni 2+ , Co 2+ ;

N=10-HCO3-, Al3+, Cr3+;N = 10-HCO 3 - , Al 3+ , Cr 3+ ;

N=1-Fe2+;N = 1-Fe 2+ ;

N=0.5-NO3-, Fe3+;N = 0.5-NO 3 - , Fe 3+ ;

Определение с реагентом II:Definition with reagent II:

N=1000-К+, Na+, NH4+, SO42-, Cl-, СН3СОО-, BO43-, F-, Zn2+;N = 1000-K + , Na + , NH 4 + , SO 4 2- , Cl - , СН 3 СОО - , BO 4 3- , F - , Zn 2+ ;

N=200-Ва2+;N = 200-Ba 2+ ;

N=100-Са2+, Mg2+;N = 100-Ca 2+ , Mg 2+ ;

N=50-Fe2+, Mn2+, F-,N = 50-Fe 2+ , Mn 2+ , F - ,

N=10-HCO3-, Cd2+;N = 10-HCO 3 - , Cd 2+ ;

N=3-Co2+;N = 3-Co 2+ ;

N=2-Al3+, NO2-;N = 2-Al 3+ , NO 2 - ;

N=0.5-Cr3+, S2-.N = 0.5-Cr 3+ , S 2- .

Отсутствие мешающего влияния ряда ионов металлов и неметаллов в условиях люминесцентного определения меди позволяет проводить анализ различных экологических объектов, таких как поверхностные воды суши, сточные воды, питьевая вода, а также технологических растворов.The absence of the interfering effect of a number of metal and non-metal ions under the conditions of luminescent determination of copper allows the analysis of various environmental objects, such as surface water of land, sewage, drinking water, as well as technological solutions.

Пример 2. Флуориметрический метод определения меди с использованием реагентов I и IIExample 2. Fluorometric method for the determination of copper using reagents I and II

Метод позволяет определять медь в воде поверхностных водах, а также питьевой, сточной воде и технологических растворах с рН не более 3.0 в диапазоне концентраций меди от 0,005 до 5,0 мг/дм3 без разбавления пробы. Допускается разбавление проб при концентрации меди 5,0-50,0 мг/дм3.The method allows to determine copper in surface water, as well as drinking, waste water and technological solutions with a pH of not more than 3.0 in the range of copper concentrations from 0.005 to 5.0 mg / dm 3 without diluting the sample. Sample dilution at a copper concentration of 5.0-50.0 mg / dm 3 is allowed.

Приготовление 0,2 М ацетатно-аммиачного буферного раствора с рН 6.Preparation of 0.2 M acetate-ammonia buffer solution with a pH of 6.

К 52 мл концентрированной уксусной кислоты с концентрацией 2 моль/дм3 добавляют 50 см3 аммиака водного такой же концентрации и разбавляют бидистиллированной водой до метки в колбе вместимостью 1000 см3, контролируя значение рН с помощью иономера.To 52 ml of concentrated acetic acid with a concentration of 2 mol / dm 3 add 50 cm 3 of aqueous ammonia of the same concentration and dilute with bidistilled water to the mark in a flask with a capacity of 1000 cm 3 , controlling the pH value using an ionomer.

Приготовление стандартных растворов ионов медиPreparation of standard solutions of copper ions

Раствор ионов меди (II) с концентрацией 500 мг/дм3 (раствор А) готовят растворением навески 0,1964 г меди сернокислой пятиводной CuSO4·5Н2О в 100 см3 бидистиллированной воде. Раствор ионов меди (II) с концентрацией 50 мг/дм3 (раствор Б) и 5 мг/дм (раствор В) готовят последовательным разбавлением 10 см3 раствора А (или соответственно Б) в мерной колбе вместимостью 100 см3 до метки бидистиллированной водой. Растворы А и Б годны в течение 2 недель, раствор В готовят в день употребления.A solution of copper (II) ions with a concentration of 500 mg / dm 3 (solution A) is prepared by dissolving a weighed portion of 0.1964 g of copper sulfate pentahydrate CuSO 4 · 5H 2 O in 100 cm 3 bidistilled water. A solution of copper (II) ions with a concentration of 50 mg / dm 3 (solution B) and 5 mg / dm (solution C) is prepared by successive dilution of 10 cm 3 of solution A (or B respectively) in a volumetric flask with a capacity of 100 cm 3 to the mark with double-distilled water . Solutions A and B are suitable for 2 weeks, solution B is prepared on the day of use.

Приготовление растворов реагента I с концентрацией 6 ммоль/дм3, 0,6 ммоль/дм3 и 0,06 ммоль/дм3.Preparation of solutions of reagent I with a concentration of 6 mmol / dm 3 , 0.6 mmol / dm 3 and 0.06 mmol / dm 3 .

Навеску 0,3180 г реагента I растворяют в бидистиллированной воде при нагревании на водяной бане и доводят объем до 200 см3 в мерной колбе. Раствор хранится в темном прохладном месте в течение 3 недель. Растворы с концентрацией 0,6 и 0,06 ммоль/дм3 готовят разбавлением 5 см3 растворов 6 ммоль/дм3 и 0,6 ммоль/дм3 соответственно в мерной колбе вместимостью 50 см3. Растворы готовят перед употреблением.A portion of 0.3180 g of reagent I is dissolved in bidistilled water when heated in a water bath and the volume is adjusted to 200 cm 3 in a volumetric flask. The solution is stored in a cool dark place for 3 weeks. Solutions with a concentration of 0.6 and 0.06 mmol / dm 3 are prepared by diluting 5 cm 3 of solutions of 6 mmol / dm 3 and 0.6 mmol / dm 3, respectively, in a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3 . Solutions are prepared before use.

Градуировка спектрофлюориметраSpectrofluorimeter graduation

При содержании меди в исследуемых пробах свыше 0,5 мг/дм3 в ряде мерных колб вместимостью 50 см3 готовят растворы, содержащие 0, 0,5, 1, 2, 3 см3 раствора меди Б, 5 см3 раствора реагента I с концентрацией 0,6 ммоль/дм3, 5 см3 буферного раствора с рН=6 и бидистиллированную воду до метки.When the copper content in the test samples exceeds 0.5 mg / dm 3 in a number of volumetric flasks with a capacity of 50 cm 3 , solutions are prepared containing 0, 0.5, 1, 2, 3 cm 3 of a copper solution B, 5 cm 3 of a reagent solution I s a concentration of 0.6 mmol / dm 3 , 5 cm 3 of a buffer solution with pH = 6 and bidistilled water to the mark.

При содержании меди в исследуемых пробах от 0,05 до 0,5 мг/дм3 растворы для градуировки готовят аналогично, но с использованием стандартного раствора меди В и раствора реагента I с концентрацией 0,06 ммоль/дм3.When the copper content in the studied samples is from 0.05 to 0.5 mg / dm 3, calibration solutions are prepared similarly, but using a standard solution of copper B and a solution of reagent I with a concentration of 0.06 mmol / dm 3 .

Измеряют интенсивность флуоресценции градуировочных растворов на спектрофлюориметре "Флюорат-02-Панорама" при максимальной чувствительности ФЭУ, длине волны возбуждения флуоресценции 215 нм и регистрации флуоресценции 360 нм (усреднение сигнала производят по 250 измерениям). Измерения для каждого из раствора повторяют 3 раза, вычисляя среднее арифметическое, и строят график в координатах Iфлуоресценции=f(Cмеди).The fluorescence intensity of calibration solutions is measured on a Fluorat-02-Panorama spectrofluorimeter with a maximum PMT sensitivity, a fluorescence excitation wavelength of 215 nm and a fluorescence detection of 360 nm (the signal is averaged over 250 measurements). Measurements for each of the solutions are repeated 3 times, calculating the arithmetic mean, and build a graph in the coordinates of I fluorescence = f (C copper ).

Приготовление анализируемых растворовPreparation of assay solutions

В колбу вместимостью 50 см3 вносят 25 см3 предварительно отфильтрованной анализируемой пробы, содержащей медь, 5 см3 раствора реагента I, 5 см3 буферного раствора с рН 6, и бидистиллированную воду до метки. Концентрацию раствора реагента (0,6 ммоль/дм3 либо 0,06 ммоль/дм3) выбирают, исходя из ожидаемого значения концентрации меди в анализируемой пробе. Проводят измерения в тех же условиях, что и для градуировочных растворов. Измерения повторяют 3 раза, вычисляют среднее арифметическое. Концентрацию меди в растворе для измерения Сх определяют по градуировочному графику. Для определения концентрации меди в анализируемой пробе полученное значение удваивают: Спр=2·Сх. Определение концентрации меди в анализируемом растворе повторяют дважды, за результат анализа принимают среднее арифметическое.Into a flask with a capacity of 50 cm 3, 25 cm 3 of a pre-filtered assay sample containing copper, 5 cm 3 of reagent I solution, 5 cm 3 of a buffer solution with pH 6, and bidistilled water are added to the mark. The concentration of the reagent solution (0.6 mmol / dm 3 or 0.06 mmol / dm 3 ) is selected based on the expected value of the concentration of copper in the analyzed sample. Measurements are carried out under the same conditions as for calibration solutions. Measurements are repeated 3 times, the arithmetic mean is calculated. The concentration of copper in the solution for measuring C x is determined by the calibration curve. To determine the concentration of copper in the analyzed sample, the obtained value is doubled: C pr = 2 · C x . The determination of the concentration of copper in the analyzed solution is repeated twice, the arithmetic mean is taken as the result of the analysis.

При содержании меди в исследуемой пробе в интервале 0,005-0,5 мг/дм3 проводится анализ по аналогичной процедуре, но с использованием раствора реагента II с концентрацией 6·10-6 моль/дм3, стандартного раствора меди с концентрацией 0,5 мг/дм3 и соответствующих условий определения (см. таблицу 2 для реагента II). Раствор 0,6 ммоль/дм3 реагента II в этом случае готовят, растворяя при нагревании на водяной бане его навеску массой 0,0125 г в 100 см3 бидистиллированной воды. Его аликвоту 5 см3 разбавляют до метки бидистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 500 см3, получая раствор реагента II с концентрацией 6·10-6 моль/дм3.When the copper content in the test sample in the range of 0.005-0.5 mg / dm 3 , an analysis is carried out according to a similar procedure, but using a reagent II solution with a concentration of 6 · 10 -6 mol / dm 3 , a standard copper solution with a concentration of 0.5 mg / dm 3 and the corresponding determination conditions (see table 2 for reagent II). In this case, a solution of 0.6 mmol / dm 3 of reagent II is prepared by dissolving, while heating in a water bath, a sample of 0.0125 g in 100 cm 3 of bidistilled water. An aliquot of 5 cm 3 is diluted to the mark with double-distilled water in a volumetric flask with a capacity of 500 cm 3 , obtaining a solution of reagent II with a concentration of 6 · 10 -6 mol / dm 3 .

При установленном содержании в анализируемой пробе флуоресцирующих органических примесей и ионов в количествах, превышающих концентрации, в которых они не оказывают мешающего влияния на определение меди (см. выше), возможно применение варианта метода добавок (Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа. - 5-е изд., - Л.: Химия, 1986. - 432 с.), в котором в качестве аналитического сигнала рассматривается разница интенсивности флуоресценции ΔI=Iреагента-Iпробы и исследуется ее зависимость от концентрации добавки стандартного раствора меди.When the content of fluorescent organic impurities and ions in the analyzed sample is established in amounts exceeding the concentrations in which they do not interfere with the determination of copper (see above), it is possible to use a variant of the additive method (Bulatov M.I., Kalinkin I.P. Practical Guide to Photometric Methods of Analysis - 5th ed., - L .: Chemistry, 1986. - 432 pp.), In which the difference in fluorescence intensity ΔI = I of reagent -I of the sample is examined and its dependence on concentration obavki standard copper solution.

Результаты сравнительного определения содержания меди в образце сточной воды металлургического предприятия, содержащем ионы никеля, флуориметрическим методом с использованием раствора реагента II и атомно-абсорбционным методом приведены в таблице 3.The results of the comparative determination of the copper content in the wastewater sample of a metallurgical plant containing nickel ions by the fluorimetric method using a reagent solution II and the atomic absorption method are shown in table 3.

Результаты определения ионов меди(II) в искусственной смеси, приготовленной на основе природной питьевой воды, содержащей ионы Са2+ (30-100 мг/дм3), Mg2+ (<50 мг/дм3), НСО3- (150-300 мг/дм3) и другие компоненты (общая минерализация 300-600 мг/дм3), в которую был добавлен стандартный раствор ионов меди(II) таким образом, чтобы содержание меди составило 1,27 мг/см3, приведены в таблице 4.The results of determination of copper (II) ions in an artificial mixture prepared on the basis of natural drinking water containing Ca 2+ ions (30-100 mg / dm 3 ), Mg 2+ (<50 mg / dm 3 ), HCO 3 - (150 -300 mg / dm 3 ) and other components (total mineralization 300-600 mg / dm 3 ), to which a standard solution of copper (II) ions was added so that the copper content is 1.27 mg / cm 3 , are given in table 4.

Таким образом, как видно из таблиц 3 и 4, предлагаемый флуориметрический способ позволяет с удовлетворительной точностью определять медь в сложных растворах без использования токсичных органических растворителей.Thus, as can be seen from tables 3 and 4, the proposed fluorimetric method allows satisfactory accuracy to determine copper in complex solutions without the use of toxic organic solvents.

Эффект, получаемый от использования изобретения, заключается в возможности определять концентрацию ионов меди (II) в присутствии высоких концентраций других ионов, в том числе ионов переходных металлов, а также в возможности определять концентрацию ионов меди (II) без разбавления в широком диапазоне. По сравнению со спектрофотометрической методикой определения концентрации ионов меди (II) в растворах с использованием этих же реагентов (Неудачина Л.К., Осинцева Е.В., Скорик Ю.А., Вшивков А.А. N-арил-3-аминопропионовые кислоты - селективные реагенты для определения меди в продуктах металлургического производства // Журн. аналит. химии. 2005, Т.60, №3. С.271-277) описанный способ позволяет работать в более низкой области концентраций меди (диапазон линейности градуировочного графика 0,005-5,0 мг/дм3 по сравнению с 3-25 мг/дм3) и обладает большей чувствительностью (коэффициент чувствительности ε равен 2·105-3·107 л/моль·см по сравнению с 1700-3300 л/моль·см), что может быть использовано для целей экологического мониторинга (ПДК меди в питьевой воде и поверхностных водах суши составляет 1 мг/дм).The effect obtained from the use of the invention lies in the ability to determine the concentration of copper (II) ions in the presence of high concentrations of other ions, including transition metal ions, and also in the ability to determine the concentration of copper (II) ions without dilution in a wide range. Compared with the spectrophotometric method for determining the concentration of copper (II) ions in solutions using the same reagents (Neudachina L.K., Osintseva E.V., Skorik Yu.A., Vshivkov A.A. N-aryl-3-aminopropionic acids - selective reagents for determining copper in the products of metallurgical production // Journal of Analytical Chemistry. 2005, T.60, No. 3. P.271-277) the described method allows you to work in a lower range of copper concentrations (linearity range of the calibration graph of 0.005 -5.0 mg / dm 3 compared to 3-25 mg / dm3) and is more sensitive Stew (sensitivity factor ε is equal to 2 × 10 5 -3 10 7 l / mole · cm compared with 1700-3300 liters / mole cm), which can be used for environmental monitoring (MAC copper in drinking water and surface water sushi is 1 mg / dm).

Таблица 1
Сравнительная характеристика некоторых флуориметрических способов определения концентрации меди(II)
Table 1
Comparative characteristics of some fluorimetric methods for determining the concentration of copper (II)
РеагентReagent λ, нмλ, nm Диапазон определяемых концентраций, мг/дм3 The range of determined concentrations, mg / DM 3 УсловияConditions Ионы, мешающие определениюIons that interfere with the determination Литер.Liter. БензоинBenzoin 422422 0,002-0,060.002-0.06 С2Н5OHC 2 H 5 OH Ag+, Со2+, Ni2+ Ag + , Co 2+ , Ni 2+ 1,21,2 ЛюминолLuminol 0,02-0,20.02-0.2 Н2O2, рН>6,0H 2 O 2 , pH> 6.0 Fe3+, Co2+, Ni2+, Cr3+, F-, Ag+, Al3+, Mn2+ и др.Fe 3+ , Co 2+ , Ni 2+ , Cr 3+ , F - , Ag + , Al 3+ , Mn 2+ , etc. 1,31.3 ТиаминThiamine 650650 0,1-300.1-30 С2Н5OH, NH2OH, рН 7C 2 H 5 OH, NH 2 OH, pH 7 1one 1,1,3-трициано-2-амино-1-пропен1,1,3-tricyano-2-amino-1-propene 500500 0,015-0,60.015-0.6 Имидазол, рН 7,5-8,9Imidazole pH 7.5-8.9 1one Эозин, 1,10-фенантролинEosin, 1,10-phenanthroline 580580 0,01-0,10.01-0.1 CHCl3, (СН3)2СО до 50%, рН 9CHCl 3 , (CH 3 ) 2 CO up to 50%, pH 9 1one

Figure 00000001
Figure 00000001

Таблица 3
Результаты определения меди(II) в сточной воде, содержащей 20 мг/см3 никеля(II)
Table 3
The results of the determination of copper (II) in wastewater containing 20 mg / cm 3 Nickel (II)
№ п/пNo. p / p Флуориметрический метод с использованием реагента IIReagent II fluorimetric method Атомно-абсорбционный методAtomic absorption method 1one 2,042.04 2,352,35 22 2,362,36 2,302,30 33 2,112.11 2,262.26 4four 2,382,38 2,292.29 55 2,292.29 2,202.20 66 2,212.21 2,252.25 77 2,152.15 2,302,30 Среднее арифметическоеAverage 2,242.24 2,282.28 СКОSKO 0,130.13 0,050.05 Результат анализа, Р=0,95The result of the analysis, P = 0.95 2,24±0,122.24 ± 0.12 2,28±0,052.28 ± 0.05 Таблица 4
Результаты определения меди(II) в питьевой воде
по ТУ 9185-004-41645795-01 (введенная концентрация меди 1,27 мг/дм3)
Table 4
The results of the determination of copper (II) in drinking water
according to TU 9185-004-41645795-01 (introduced copper concentration of 1.27 mg / dm 3 )
№ п/пNo. p / p Концентрация меди найденная, мг/дм3 The concentration of copper found, mg / DM 3 1one 1,251.25 22 1,391.39 33 1,181.18 4four 1,611,61 55 1,291.29 66 1,661.66 77 1,161.16 88 1,341.34 Среднее арифметическоеAverage 1,361.36 СКОSKO 0,190.19 Результат анализа, Р=0,95The result of the analysis, P = 0.95 1,36±0,161.36 ± 0.16

Claims (1)

Способ флуориметрического определения содержания меди (II) в растворах, включающий введение в исследуемый раствор комплексообразующего реагента и регистрацию изменения значения интенсивности флуоресценции, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующего реагента используют водный раствор β-ААПК - N,N-ди(2-карбоксиэтил)-3,4-ксилидина или водный раствор β-ААПК - N-(2-карбоксиэтил)-о-аминобензойной кислоты, который облучают светом с длиной волны 210-220 нм, регистрируют интенсивность возникающей флуоресценции при длине волны 350-370 нм или 400-440 нм соответственно, при этом поддерживают ацетатным буферным раствором рН 6,0.A method for fluorimetric determination of copper (II) content in solutions, comprising introducing a complexing reagent into the test solution and registering a change in the fluorescence intensity value, characterized in that an aqueous solution of β-AAPC - N, N-di (2-carboxyethyl) is used as a complexing reagent -3,4-xylidine or an aqueous solution of β-AAPC - N- (2-carboxyethyl) -o-aminobenzoic acid, which is irradiated with light with a wavelength of 210-220 nm, record the intensity of the resulting fluorescence at a wavelength of 350-370 nm or 400 -440 m, respectively, while maintaining the acetate buffer pH 6.0.
RU2005118907/28A 2005-06-17 2005-06-17 Method for fluorometric determination of copper(ii) in solutions RU2295121C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005118907/28A RU2295121C1 (en) 2005-06-17 2005-06-17 Method for fluorometric determination of copper(ii) in solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005118907/28A RU2295121C1 (en) 2005-06-17 2005-06-17 Method for fluorometric determination of copper(ii) in solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2295121C1 true RU2295121C1 (en) 2007-03-10

Family

ID=37992557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005118907/28A RU2295121C1 (en) 2005-06-17 2005-06-17 Method for fluorometric determination of copper(ii) in solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2295121C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101738388B (en) * 2008-10-09 2011-10-26 上海市七宝中学 Hydrophilic fluorescent copper ion probe synthetic method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Методические указания по измерению массовой концентрации меди флуориметрическим методом в пробах питьевой воды и воды поверхностных и подземных источников водопользования. Сборник методических указаний. Измерение массовой концентрации химических веществ люминесцентными методами в объектах окружающей среды. М., Минздрав России, 1997, с.67-76. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101738388B (en) * 2008-10-09 2011-10-26 上海市七宝中学 Hydrophilic fluorescent copper ion probe synthetic method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hao et al. Recyclable lanthanide-functionalized MOF hybrids to determine hippuric acid in urine as a biological index of toluene exposure
Shrivas et al. Colorimetric and smartphone-integrated paper device for on-site determination of arsenic (III) using sucrose modified gold nanoparticles as a nanoprobe
Barghouthi et al. Spectrophotometric determination of fluoride in groundwater using resorcin blue complexes
Elabd et al. Spectroflourimetric assessment of UO22+ by the quenching of the fluorescence intensity of Clopidogrel embedded in PMMA matrix
Wang et al. Label-free detection of sulfide ions based on fluorescence quenching of unmodified core–shell Au@ Ag nanoclusters
CN110229147A (en) A kind of cumarin-benzothiazolyl hydrazone compounds and its preparation method and application
CN106583747A (en) Preparation of protamine gold nanoclusters and application in analogue enzyme color comparison and fluorescence detection
Sun et al. A smartphone-based ratiometric fluorescent device for field analysis of soluble copper in river water using carbon quantum dots as luminophore
Moliner-Martínez et al. Improved detection limit for ammonium/ammonia achieved by Berthelot's reaction by use of solid-phase extraction coupled to diffuse reflectance spectroscopy
Amin et al. Determination of thallium at ultra-trace levels in water and biological samples using solid phase spectrophotometry
Li et al. A self-designed versatile and portable sensing device based on smart phone for colorimetric detection
Kumar et al. Recent advances in on-site monitoring of heavy metal ions in the environment
CN107417681A (en) One kind contains cumarin thiadiazolyl group schiff bases fluorescent probe compounds and its production and use
Guray et al. 2, 2′, 3, 4-Tetrahydroxy-3′-sulpho-5′-nitroazobenzene for spectrophotometric determination of aluminium in pharmaceutical suspensions and granite
CN114213385A (en) Fluorescein type ionic liquid, synthetic method thereof and application thereof in mercury ion or methyl mercury ion detection
Yunus et al. Simultaneous determination of cadmium (II) and zinc (II) by molecular fluorescence spectroscopy and multiple linear regression using an anthrylpentaazamacrocycle chemosensor
CN107192709A (en) A kind of heavy metal nickel ion quick detection test paper and its detection method
Amin Utilization of solid phase spectrophotometry for determination of trace amounts of beryllium in natural water
RU2295121C1 (en) Method for fluorometric determination of copper(ii) in solutions
Jian-feng et al. Ultra-sensitive fluorescence determination of chromium (VI) in aqueous solution based on selectively etching of protein-stabled gold nanoclusters
Charles et al. Determination by fluorescence spectroscopy of cadmium at the subnanomolar level: application to seawater
KR102613289B1 (en) Acetate complex and acetate quantification method
CN116120918A (en) Bimodal nanoprobe for detecting nitrite and preparation method and application thereof
Lei et al. Nano-fluorescent probes based on DNA-templated copper nanoclusters for fast sensing of thiocyanate
Kara et al. The sensitive and selective determination of aluminium by spectrofluorimetric detection after complexation with N-o-vanillidine-2-amino-p-cresol

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100618