RU2374637C1 - Method of detecting copper (i) - Google Patents
Method of detecting copper (i) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374637C1 RU2374637C1 RU2008140258/04A RU2008140258A RU2374637C1 RU 2374637 C1 RU2374637 C1 RU 2374637C1 RU 2008140258/04 A RU2008140258/04 A RU 2008140258/04A RU 2008140258 A RU2008140258 A RU 2008140258A RU 2374637 C1 RU2374637 C1 RU 2374637C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- sorbent
- solution
- diphenyl
- dimethyl
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методам определения меди, и может быть использовано при ее определении в технологических растворах, природных и техногенных водах.The invention relates to the field of analytical chemistry of elements, namely to methods for the determination of copper, and can be used in its determination in technological solutions, natural and industrial waters.
Для определения меди в объектах различного вещественного состава широко используется сорбционно-фотометрический метод, характеризующийся более низкими пределами обнаружения и высокой селективностью определения элементов за счет сочетания предварительного сорбционного концентрирования и последующего фотометрического определения элементов непосредственно в фазе сорбента. Для реализации сорбционно-фотометрического определения меди необходимо образование окрашенного соединения меди с функциональными группами сорбента и наличие зависимости интенсивности окраски сорбента от концентрации меди на ее поверхности.To determine copper in objects of various material composition, the sorption-photometric method is widely used, which is characterized by lower detection limits and high selectivity for the determination of elements due to a combination of preliminary sorption concentration and subsequent photometric determination of elements directly in the sorbent phase. To implement the sorption-photometric determination of copper, the formation of a colored copper compound with functional groups of the sorbent and the presence of a dependence of the color intensity of the sorbent on the concentration of copper on its surface are necessary.
Известен способ фотометрического определения меди (Л.Е.Зельцер, А.В.Быченко. Иммобилизованный алюминон как чувствительный слой оптического сенсора на медь // Журнал аналитической химии. 1993. Т.48. №10. С.1659-1663]. Способ включает в себя выполнение следующих операций:A known method for the photometric determination of copper (L.E. Zeltser, A.V. Bychenko. Immobilized aluminone as a sensitive layer of an optical sensor on copper // Journal of Analytical Chemistry. 1993. V.48. No. 10. P.1659-1663]. Method includes the following operations:
- приготовление раствора меди;- preparation of a solution of copper;
- иммобилизацию алюминона при рН 7 на силосорб-300;- immobilization of aluminin at pH 7 on silosorb-300;
- сорбцию меди в динамическом режиме при скорости 10 мл/мин;- sorption of copper in dynamic mode at a speed of 10 ml / min;
- регистрацию спектров диффузного отражения.- registration of diffuse reflection spectra.
При использовании 0,1 г сорбента и пропускания раствора со скоростью 10 мл/мин в течение 1 мин минимально достигаемый предел обнаружения составляет 0,015 мкг.When using 0.1 g of sorbent and passing the solution at a rate of 10 ml / min for 1 min, the minimum achievable detection limit is 0.015 μg.
Известен способ определения меди, основанный на образовании окрашенного комплексного соединения меди с диэтилдитиокарбоминатом на полиакрилнитрильном волокне, наполненным сильнокислым катионитом [О.П.Швоева, Л.М.Трутнева, С.Б.Савин. Проточные сенсорные системы на железо, никель и медь// Журнал аналитической химии. 1994. Т.49. №6. С.574-578].A known method for the determination of copper, based on the formation of a colored complex compound of copper with diethyldithiocarbinate on a polyacrylonitrile fiber filled with strongly acid cation exchange resin [O. P. Shvoeva, L. M. Trutneva, S. B. Savin. Flow sensor systems for iron, nickel and copper // Journal of analytical chemistry. 1994.V. 49. No. 6. S.574-578].
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения меди по реакции замещения свинца в диэтилдитиокарбаминате свинца на медь на поверхности сорбента Силохром С-80 (В.М.Иванов, Г.А.Кочелаева. Сорбционно-цветометрическое и тест-определение меди в водах // Вестник московского университета. Сер.2. Химия. 2001. Т.42. №12. С.103-105, (прототип)), предусматривающий проведение следующих операций:Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved results is a method for determining copper by the substitution reaction of lead in lead diethyl dithiocarbaminate for copper on the surface of the sorbent Silochrome S-80 (V.M. Ivanov, G.A. Kochelaeva. Sorption-colorimetric and test determination of copper in waters // Moscow University Herald. Ser.2. Chemistry. 2001. T.42. No. 12. S.103-105, (prototype)), which provides for the following operations:
- в делительную воронку вносят 1%-ный раствор диэтилдитиокарбамината натрия, раствор Рb(NО3)2, 50 мл хлороформа, встряхивают в течение 5 мин;- a 1% solution of sodium diethyldithiocarbaminate, a solution of Pb (NO 3 ) 2 , 50 ml of chloroform are added to the separatory funnel, shaken for 5 minutes;
- органический слой отделяют и переносят на сорбент - кремнезем Силохром С-80 и тщательно перемешивают, операцию повторяют дважды;- the organic layer is separated and transferred to a sorbent - silica Silochrome S-80 and mix thoroughly, the operation is repeated twice;
- сорбент отделяют от органического слоя и оставляют под тягой на 1-2 суток, перемешивая время от времени;- the sorbent is separated from the organic layer and left under draft for 1-2 days, mixing from time to time;
- в анализируемый раствор, содержащий медь, с рН 2-2,5 вносят 0,3 г сорбента и перемешивают в течение 10 мин;- 0.3 g of sorbent is added to the analyzed solution containing copper with a pH of 2-2.5 and mixed for 10 minutes;
- отделяют сорбент от раствора фильтрованием через стеклянный фильтр и сушат на воздухе;- the sorbent is separated from the solution by filtration through a glass filter and dried in air;
- измеряют коэффициент диффузного отражения при 440 нм или цветометрические характеристики.- measure the coefficient of diffuse reflection at 440 nm or colorimetric characteristics.
Минимально достигаемый предел обнаружения при использовании 0,3 г сорбента составляет 0,1 мкг. Линейность градуировочного графика сохраняется до 50 мкг меди на 0,3 г сорбента.The minimum detection limit when using 0.3 g of sorbent is 0.1 μg. The linearity of the calibration graph is maintained up to 50 μg of copper per 0.3 g of sorbent.
К недостаткам способа можно отнести высокий предел обнаружения меди, длительность и многостадийность методики определения, использование вредного химического вещества - хлороформа.The disadvantages of the method include the high detection limit of copper, the duration and multi-stage determination method, the use of a harmful chemical substance - chloroform.
Техническим результатом является снижение предела обнаружения, сокращение времени проведения определения.The technical result is to reduce the detection limit, reducing the time of determination.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения меди(I), включающем приготовление сорбента, раствора меди(I), извлечение меди(I) из раствора сорбентом и переведение ее в комплексное соединение на поверхности сорбента, измерение интенсивности окраски поверхностного комплекса меди(I) и определение содержания меди(I), новым является то, что в качестве сорбента используют кремнезем, последовательно модифицированный полигексаметиленгуанидином и 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислотой, а интенсивность окраски оценивают по величине коэффициента диффузного отражения при 480 нм.The specified technical result is achieved in that in the method for determining copper (I), which includes preparing a sorbent, a solution of copper (I), extracting copper (I) from a solution by a sorbent and converting it into a complex compound on the surface of the sorbent, measuring the color intensity of the surface complex of copper ( I) and determination of copper (I) content, it is new that silica sequentially modified with polyhexamethylene guanidine and 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid is used as the sorbent, and the intensity is approx races are evaluated by the diffuse reflection coefficient at 480 nm.
Сущность способа заключается в том, что находящаяся в растворе в диапазоне рН 5-8 медь(I) количественно (степень извлечения составляет более 99%) извлекается сорбентом - кремнеземом, последовательно модифицированным полигексаметиленгуанидином и 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислотой.The essence of the method lies in the fact that the copper (I) that is in solution in the pH range of 5-8 is quantitatively (the degree of extraction is more than 99%) is extracted with sorbent - silica, sequentially modified with polyhexamethylene guanidine and 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl- 1,10-phenanthroline disulfonic acid.
Обработка кремнезема водным раствором полигексаметиленгуанидина позволяет прочно закрепить его на поверхности кремнезема за счет образования водородных связей между аминогруппами полигексаметиленгуанидина и поверхностными гидроксильными группами. Последующая обработка водным раствором 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислоты позволяет прочно закрепить ее на поверхности модифицированного полигексаметиленгуанидином кремнезема за счет электростатического взаимодействия сульфогрупп реагента с протонированными аминогруппами полигексаметиленгуанидина, не участвующими в образовании водородных связей с поверхностными силанольными группами кремнезема.Processing silica with an aqueous solution of polyhexamethylene guanidine allows it to be firmly fixed on the surface of the silica due to the formation of hydrogen bonds between the amino groups of polyhexamethylene guanidine and surface hydroxyl groups. Subsequent treatment with an aqueous solution of 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid allows it to be firmly fixed on the surface of silica-modified polyhexamethylene guanidine due to the electrostatic interaction of the reagent sulfo groups with protonated amino groups of polyhexamethylene guanidine, which are not involved in the formation of hydrogen bonds with surface silanes silica groups.
В процессе сорбции на поверхности сорбента образуется окрашенный в оранжевый цвет комплекс меди(I) с 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислотой, имеющий максимум в спектре диффузного отражения, расположенный при 480 нм. Сорбция в статическом режиме протекает быстро - время установления сорбционного равновесия не превышает 5 мин.During sorption, an orange-colored complex of copper (I) with 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid is formed on the surface of the sorbent, having a maximum in the diffuse reflection spectrum located at 480 nm. Sorption in the static mode proceeds quickly - the time for establishing sorption equilibrium does not exceed 5 minutes.
К 10 г кремнезема добавляют 100 мл 1%-ного раствора полигексаметиленгуанидина, перемешивают в течение 5 мин, силикагель отделяют от раствора декантацией и промывают дистиллированной водой. Затем обработанный полигексаметиленгуанидином кремнезем обрабатывают 0,1%-ным водным раствором 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислоты, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, промывают дистиллированной водой, сушат на воздухе.To 10 g of silica was added 100 ml of a 1% solution of polyhexamethylene guanidine, stirred for 5 minutes, the silica gel was separated from the solution by decantation and washed with distilled water. Then, the silica treated with polyhexamethylene guanidine is treated with a 0.1% aqueous solution of 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid, stirred vigorously for 5 minutes, the sorbent is separated from the solution by decantation, washed with distilled water, dried on in the air.
В исследуемый раствор, содержащий медь(II) с рН 5-8, добавляют 0,01 М раствора гидроксиламина для восстановления меди(II) до меди(I), вносят сорбент - кремнезем, последовательно модифицированный полигексаметиленгуанидином и 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислотой, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 480 нм. Содержание меди находят по градуировочному графику, построенному в условиях определения. Линейность градуировочного графика сохраняется до 14 мкг на 0,1 г сорбента. Предел обнаружения равен 0,003 мкг меди на 0,1 г сорбента. Данное количество меди является той минимальной концентрацией, которую возможно зарегистрировать на данной навеске сорбента на существующих приборах относительно сигнала фона независимо от способа концентрирования меди (статический или динамический режим). Применение динамического режима сорбции позволяет сконцентрировать медь на используемой массе сорбента из больших объемов растворов. Так, при сорбции меди из 10 мл раствора относительный предел обнаружения меди составляет 3·10-4 мкг/мл, а при сорбции из 1 л раствора - 3·10-6 мкг/мл (3·10-6 мг/л). Таким образом, абсолютное содержание меди, определяемой по предлагаемой методике, в произвольном объеме раствора должно быть не менее 0,003 мкг.In the test solution containing copper (II) with a pH of 5-8, add a 0.01 M hydroxylamine solution to restore copper (II) to copper (I), add a sorbent - silica, sequentially modified with polyhexamethylene guanidine and 2,9-dimethyl-4 , 7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid, intensively stirred for 5 min, the sorbent is separated from the solution by decantation, placed in a fluoroplastic cuvette and the diffuse reflection coefficient is measured at 480 nm. The copper content is found according to the calibration graph built in the conditions of determination. The linearity of the calibration graph is maintained up to 14 μg per 0.1 g of sorbent. The detection limit is 0.003 μg of copper per 0.1 g of sorbent. This amount of copper is the minimum concentration that can be recorded on this sample of sorbent on existing devices relative to the background signal, regardless of the method of concentration of copper (static or dynamic mode). The use of a dynamic sorption regime allows copper to be concentrated on the used sorbent mass from large volumes of solutions. So, when sorption of copper from 10 ml of a solution, the relative detection limit of copper is 3 · 10 -4 μg / ml, and when sorption from 1 liter of solution is 3 · 10 -6 μg / ml (3 · 10 -6 mg / l). Thus, the absolute copper content, determined by the proposed method, in an arbitrary volume of the solution should be at least 0.003 μg.
Пример 1 (прототип). К 20 мл раствора, содержащего 1,0 мкг меди(II), приливают 0,01 М соляной кислоты, вводят сорбент 0,3 г и перемешивают 10 мин. Отделяют сорбент на воронке со стеклянным фильтром, измеряют рН фильтрата, высушенный сорбент переносят в кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 440 нм. Содержание меди находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 1,05±0,08 мкг.Example 1 (prototype). 0.01 M hydrochloric acid is added to 20 ml of a solution containing 1.0 μg of copper (II), a sorbent of 0.3 g is added and mixed for 10 minutes. The sorbent is separated on a funnel with a glass filter, the pH of the filtrate is measured, the dried sorbent is transferred to a cuvette and the diffuse reflection coefficient is measured at 440 nm. The copper content is found according to the calibration graph built in similar conditions. Found 1.05 ± 0.08 mcg.
Пример 2 (предлагаемый способ). К 10 мл раствора с рН 5-8, содержащего 0,1 мкг меди(II), вводят 1 мл 0,01 М солянокислого гидроксиламина, вносят 0,1 г сорбента - кремнезема, последовательно модифицированного полигексаметиленгуанидином и 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислотой, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 480 нм.Example 2 (the proposed method). To 10 ml of a solution with a pH of 5-8 containing 0.1 μg of copper (II), 1 ml of 0.01 M hydroxylamine hydrochloride is introduced, 0.1 g of sorbent - silica, sequentially modified with polyhexamethylene guanidine and 2,9-dimethyl-4, is introduced , 7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid, intensively stirred for 5 min, the sorbent is separated from the solution by decantation, placed in a fluoroplastic cuvette and the diffuse reflection coefficient is measured at 480 nm.
Количество меди находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 0,097±0,005 мкг.The amount of copper is found according to the calibration graph, built in similar conditions. Found 0.097 ± 0.005 μg.
Пример 3 (предлагаемый способ). К 10 мл раствора с рН 5-8, содержащего 10,0 мкг меди(II), вводят 1 мл 0,01 М солянокислого гидроксиламина, вносят 0,1 г сорбента - кремнезема, последовательно модифицированного полигексаметиленгуанидином и 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислотой, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией, помещают во фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 480 нм.Example 3 (the proposed method). To 10 ml of a solution with a pH of 5-8 containing 10.0 μg of copper (II), 1 ml of 0.01 M hydroxylamine hydrochloride is introduced, 0.1 g of sorbent - silica, sequentially modified with polyhexamethylene guanidine and 2,9-dimethyl-4, is introduced , 7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid, intensively stirred for 5 min, the sorbent is separated from the solution by decantation, placed in a fluoroplastic cuvette and the diffuse reflection coefficient is measured at 480 nm.
Количество меди находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 9,97±0,06 мкг.The amount of copper is found according to the calibration graph, built in similar conditions. Found 9.97 ± 0.06 mcg.
Пример 4 (предлагаемый способ). К 500 мл водного раствора с рН 5-8, содержащего 0,05 мкг меди(II), добавляют 1 мл 0,01 М раствора гидроксиламина и пропускают раствор через хроматографическую колонку, содержащую 0,1 г сорбента, со скоростью 5 мл/мин. Сорбент вынимают, помещают в фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 530 нм.Example 4 (the proposed method). To 500 ml of an aqueous solution with a pH of 5-8 containing 0.05 μg of copper (II), add 1 ml of a 0.01 M hydroxylamine solution and pass the solution through a chromatographic column containing 0.1 g of sorbent at a rate of 5 ml / min . The sorbent is taken out, placed in a fluoroplastic cell and the diffuse reflection coefficient is measured at 530 nm.
Количество меди находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 0,048±0,003 мкг.The amount of copper is found according to the calibration graph, built in similar conditions. Found 0.048 ± 0.003 μg.
Способ характеризуется высокой чувствительностью, селективностью, простотой выполнения и не требует использования дорогостоящего оборудования и вредных веществ. Использование силикагеля, модифицированного полигексаметиленгуанидином и 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфокислотой, позволяет в несколько раз сократить время синтеза сорбента и выполнения анализа, более чем в 300 раз снизить предел обнаружения меди по сравнению с прототипом.The method is characterized by high sensitivity, selectivity, ease of implementation and does not require the use of expensive equipment and harmful substances. The use of silica gel modified with polyhexamethylene guanidine and 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid allows several times to reduce the synthesis time of the sorbent and analysis, more than 300 times lower the detection limit of copper compared to the prototype.
Зависимость интенсивности окраски сорбента от концентрации меди на его поверхности позволяет использовать данный способ как тест-метод определения меди, в том числе и при использовании его в полевых условиях.The dependence of the color intensity of the sorbent on the concentration of copper on its surface allows you to use this method as a test method for determining copper, including when using it in the field.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140258/04A RU2374637C1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Method of detecting copper (i) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140258/04A RU2374637C1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Method of detecting copper (i) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2374637C1 true RU2374637C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008140258/04A RU2374637C1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Method of detecting copper (i) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2374637C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555483C1 (en) * | 2014-08-22 | 2015-07-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method of detecting iron (ii) |
| RU2768614C1 (en) * | 2021-04-06 | 2022-03-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of determining copper (i) |
-
2008
- 2008-10-09 RU RU2008140258/04A patent/RU2374637C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ИВАНОВ В.М., КОЧЕЛАЕВА Г.А. Вестник московского университета. Сер. 2, Химия, 2001, т.42, №12, с.103-105. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555483C1 (en) * | 2014-08-22 | 2015-07-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method of detecting iron (ii) |
| RU2768614C1 (en) * | 2021-04-06 | 2022-03-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of determining copper (i) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McKelvie et al. | Analytical perspective. Techniques for the quantification and speciation of phosphorus in natural waters | |
| Wallington et al. | Sol-gel entrapped materials for optical sensing of solvents and metal ions | |
| JP4883577B2 (en) | Chemical sensor material | |
| CN112326578B (en) | Method for rapidly detecting histamine in food | |
| Chen et al. | A homogeneous capillary fluorescence imprinted nanozyme intelligent sensing platform for high sensitivity and visual detection of triclocarban | |
| RU2374637C1 (en) | Method of detecting copper (i) | |
| RU2374639C1 (en) | Method of detecting iron (ii) | |
| Liu et al. | Rapid detection of ciprofloxacin in seawater based on CdTe quantum dots coated with molecularly imprinted polymers | |
| RU2374641C1 (en) | Method of detecting aluminium (iii) | |
| RU2768614C1 (en) | Method of determining copper (i) | |
| RU2374640C1 (en) | Method of detecting palladium (ii) | |
| RU2287156C1 (en) | Method for detecting palladium | |
| RU2374638C1 (en) | Method of detecting cobalt (ii) | |
| RU2456592C1 (en) | Method of determining cobalt (ii) | |
| RU2457481C1 (en) | Method of detecting cadmium (ii) | |
| RU2291422C1 (en) | Copper determination method | |
| Fabregat et al. | Influence of polymer composition on the sensitivity towards nitrite and nitric oxide of colorimetric disposable test strips | |
| RU2287157C1 (en) | Method for detecting silver | |
| Amelin et al. | Solid-phase fluorometric determination of Al (III), Be (II), and Ga (III) using dynamic preconcentration on reagent cellulose matrix | |
| RU2779479C1 (en) | Method for luminescent determination of yttrium (iii) | |
| Chen et al. | Carbazole as fluorescence carrier for preparation of doxycycline sensor | |
| RU2599011C1 (en) | Method of determining palladium (ii) | |
| RU2340891C1 (en) | Quantitative analysis of indolyl-3-acetic acid in aqueous solutions | |
| RU2557980C1 (en) | Method of determining iron (ii) | |
| RU2599517C1 (en) | Method of determining copper |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101010 |