Секция 1 Аналитическая химия
| Вид материала | Доклад |
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «Линейная алгебра и аналитическая геометрия», 275.82kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Спектральные методы анализа» для специальности 020101, 175.88kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «математический анализ», 424.74kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «Уравнения математической физики», 266.58kb.
- Рабочая программа дисциплины аналитическая химия Направление подготовки, 1181.86kb.
- Неорганическая и аналитическая химия, 221.14kb.
- Программа «аналитическая химия» по направлению подготовки 020100 «Химия», 31.74kb.
- Рабочей программы учебной дисциплины аналитическая химия уровень основной образовательной, 52.53kb.
- Примерная программа наименование дисциплины «Неорганическая и аналитическая химия», 341.23kb.
- Конспект лекций по курсу «Неорганическая и аналитическая химия», 18.21kb.
Литература:
[1] Яшкин С.Н., Соловова Н.В., Журн. физ. химии. Т.78. №2, С.344-347. (2004)
[2] Киселев А.В., Яшин Я.И. Адсорбционная газовая и жидкостная хроматография - М.: Химия, 288 с. (1996)
КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ СЕНСОР НА ОСНОВЕ ПОЛИАНИЛИНА
Васильева Д.В.,1 Конькова А.С.2
1Тверской государственный университет,
Тверь, Россия.
Студент V курса.
d1990q@mail.ru
2Тверской государсвенный университет, Тверь, Россия. Студент V курса.
Научный руководитель: Рясенский С.С.
Известно, что под воздействием окислителей и восстановителей может изменяться степень окисленности полианилина (ПАНИ), что в свою очередь способствует изменению спектральных характеристик в видимой и УФ областях. Можно предположить, что под действием электрического тока как в катодной, так и в анодной областях будут происходить указанные изменения спектральных характеристик. Поэтому целью настоящей работы явилось изучение процессов окисления и восстановления пленки ПАНИ под действием электрического тока.
Для проведения экспериментов мы осадили пленку ПАНИ на прозрачный электропроводный слой SnO2, нанесенный на стекло. Для этого стеклянную пластинку со слоем SnO2 погружали в реакционную массу, где происходила химическая поликонденсация ПАНИ. Катодную и анодную поляризацию, изготовленного таким образом электрода осуществляли в среде 0,05 М HCl с использованием потенциостата Р-8 по трехэлектродной схеме. Окисление и восстановление производилось при плотности тока около 10 мА/см2.
Прохождение анодного тока способствовало увеличению степени окисленности ПАНИ, что связано с возрастанием доли иминохиноидных групп в молекуле ПАНИ. В случае катодного тока происходило увеличение содержания фенилендиаминовых групп. Изменение содержания иминохиноидных и фенилендиаминовых групп, отражающееся на спектральных характеристиках мы использовали для создания кулонометрического сенсора с оптическим считыванием информации. Таким образом, регистрируя изменение оптической плотности, например, при длине волны 650 нм, можно определить количество электричества, прошедшего через данный сенсор. Нами была опробована экспериментальная установка по определению количества электричества с помощью изготовленного сенсора. Зависимость оптической плотности от количества электричества имеет линейный вид, что согласуется с законом Фарадея. Диапазон линейности отклика сенсора на изменение количества электричества составил 0-4 мКл. Для этого сенсора характерен «эффект памяти», заключающийся в сохранении своих значений после прохождения тока.
Этот же сенсор мы использовали в режиме потенциометрического считывания данных. Для этого после пропускания электрического тока он был помещен в раствор 0,05 М HCl. В качестве аналитического сигнала мы использовали измеренный потенциал относительно хлорсеребряного электрода. Диапазон линейности отклика потенциала составил 0-7 мКл. В данном случае также характерен «эффект памяти».
В целях микроминиатюризации для изготовления кулонометрического сенсора с потенциометрическим считыванием информации мы осадили полианилиновую пленку на металлическую подложку. В качестве металлической подложки мы использовали титан и платину. Осаждение ПАНИ проводили химическим путем аналогично осаждению на электропроводный слой SnO2 и электрохимически с использованием циклической вольтамперометрии. При этом диапазон сканирования потенциала составлял от -0,2 В до 0,9 В при скорости сканирования 50 мВ/с. В процессе сканирования наблюдали постепенный рост катодных и анодных пиков. Визуально наблюдали появление на металлической подложке темной пленки ПАНИ. Изготовленные кулонометрические сенсоры с пленкой ПАНИ, нанесенной химическим и электрохимическим способом, имели примерно одинаковые характеристики. Диапазон линейности отклика составил 0-8 мКл. Для этих сенсоров также характерен «эффект памяти».
Исходя из указанного выше, можно считать перспективным использование кулонометрического сенсора на основе ПАНИ.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРАВИЛЬНОСТЬ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОПРИМЕСЕЙ ЭФИРОВ ФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ
Волкова В.В.
Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского,
Нижний Новгород, Россия.
Студент V курса.
ragy100@yandex.ru
Научный руководитель: Крылов В.А.
Эфиры фталевой кислоты негативно влияют на здоровье людей. ПДК алкилфталатов составляют 3,0 – 0,008 мг/л для питьевой воды и 3,0 – 0,007 мг/м3 для воздуха, поэтому эти соединения необходимо контролировать высокочувствительными методами. Эфиры фталевой кислоты распространены в окружающей среде и входят в состав материалов лабораторной аппаратуры, так как являются основными пластификаторами полимеров. В связи с этим при анализе воды, воздуха и растворителей велика вероятность возникновения систематических погрешностей определения фталатов.
В настоящем исследовании установлены источники, формирующие систематические погрешности при газохроматографическом определении эфиров фталевой кислоты. По нашим данным основной источник погрешностей связан с поступлением акилфталатов в газ-носитель из септы испарителя. Нами показано, что значения скорости поступления дибутилфталата, при контакте септ с жидким четыреххлористым углеродом, из септ Thermo Finnigan (31303211 и 313G3211-1), SGE AUTO-SEP Pkt.25 BATCH CO5-01, Agilent 5080-8894 и септ отечественного производства составляют 3·10-7 – 2·10-3 мг·см-2·мин-1, а бис-(2-этилгексил)фталата – 5·10-7 – 3·10-3 мг·см-2·мин-1. Это приводит к поступлению дибутилфталата в растворитель через час контакта до уровня 0,5 – 9·10-5 мг, а бис-(2-этилгексил)фталата – 0,5 – 2·10-4 мг. Наименьшим содержанием фталатов характеризуются септы Agilent 5183-4759 и 5183-4758. Кроме того, поступление фталатов в анализируемые образцы возможно из уплотнений для крышек емкостей для хранения образцов и виал. Коммерчески доступные вспомогательные вещества, применяемые в газохроматографическом анализе также могут содержать акилфталаты. Наиболее часто присутствующие фталаты – дибутилфталат и бис-(2-этилгексил)фталат. Их концентрация в промышленных растворителях находится обычно в интервале 10-5 – 10-6 % масс. Еще один важный источник формирования систематической погрешности связан с нестабильностью образцов сравнения и анализируемых водных растворов. При нахождении эфиров фталевой кислоты в водной среде происходит их гидролиз, что ведет к заниженным результатам анализа. На уровне концентраций алкилфталатов 10-5 % масс. это заметно уже через несколько суток.
В настоящем исследовании приводятся данные, показывающие, что использование септы Agilent 5183-4758 и специальной насадки для испарителя фирмы Merlin позволяет практически полностью устранить поступление алкилфталатов в газ-носитель. Доочистка растворителей релеевской дистилляцией со скоростью испарения n·10-4 г·см-2·сек-1 дает возможность снижать содержание фталатов до приемлемого уровня. Для подготовки образцов и растворителей использовалась цельнопаянная стеклянная аппаратура и стеклянные емкости с притертыми пробками.
Достигнутые пределы прямого газохроматографического обнаружения диметилфталата, диэтилфталата, дибутилфталата, бис-(2-этилгексил)фталата и динонилфталата составляют 10-3 - 10-4 мг/л, а с микроэкстракционным концентрированием – 10-5 - 10-6 мг/л.
ОКСИТЕРМОГРАФИЯ-ИННОВАЦИОННАЯ СТУПЕНЬ В ИССЛЕДОВАНИИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Воробьёва М.Ю.
Международный университет общества, природы и человека "Дубна",
Дубна, Россия.
Студент IV курса.
vmu.chemist@mail.ru
Научный руководитель: Зуев Б.К.
Сорбенты находят широкое применение и используются во многих сферах человеческой деятельности в качестве адсорбентов, поскольку способны избирательно поглощать из окружающей среды газы, пары и растворённые вещества. В связи с этим, при исследовании и изучении различных характеристик пористых материалов (насыпная плотность, размер гранул, удельная поверхность, массовая доля водостойкости) наиболее важным является определение их сорбционной емкости (количество вещества, которое способен поглотить сорбент на единицу своей массы). Как правило, большинство способов в химии, например, метод БЭТ (Браунауэера, Эмметта и Теллера) [1], основаны на теории полимолекулярной (многослойной) адсорбции и требуют значительных расчётов и временных затрат.
Метод окситермографии является принципиально новым подходом в решении данной задачи[2]. Предлагаемый метод основан на предварительном насыщении кислородом гранулы сорбента в контролируемой газовой среде и определении количества кислорода, выделяющегося при десорбции из гранулы сорбента в результате температурного нагрева в потоке чистого инертного газа (аргона) при быстром введении образца в заданную температурную зону. Очистка аргона от остаточного содержания кислорода и регистрация десорбированного кислорода осуществляется кислородпроводящими высокотемпературными твердоэлектролитными ячейками (ТЭЯ), встроенными в прибор: очищающей и регистрирующей. Аналитическим сигналом служит зависимость ионного тока регистрирующей ТЭЯ от времени, эта зависимость снимается непосредственно компьютером посредством АЦП (аналогово-цифрового преобразователя). Чувствительность данного метода при работе ТЭЯ в кулонометрическом режиме составляет 0.1-0.5 мкгО2/сек. Созданная установка, помимо определения общей сорбционной ёмкости сорбентов, позволяет снимать кинетику десорбции кислорода.
Для реализации эксперимента в качестве исследования пористых материалов были взяты сорбенты (цеолиты). Это гидратированные алюмосиликаты щелочных металлов. Они обладают открытой каркасно-полостной структурой типа [(Si, Al)O4], которая имеет отрицательный заряд, компенсирующийся нейтрализующими положительно заряженными катионами (Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Са). В эксперименте осуществлялось обдувание гранул сорбента атмосферным воздухом, а десорбция проходила в потоке инертного газа при температуре 530
.В результате исследования была изучена кинетика десорбции кислорода с поверхности цеолитов. Также установка позволяет определять сорбционную ёмкость и изучать десорбцию органических соединений с поверхности сорбентов. Таким образом, данный подход в анализе вещества является совершенно новой ступенью в исследовании и изучении пористых материалов.
Литература
[1] Герг С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. – М.: Мир, 1984, 306 с.
[2] Зуев Б.К., Моржухина С.В. Вестник МГОУ. Серия «Естественные науки» 4, 47-52 (2009)
СОРБЦИОННО-СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАДМИЯ СОРБЕНТАМИ С АМИНО-АЗО-ГИДРОКСИ-ФАГ
Гаврин С.А.,1 Басаргин Н.Н.2,Оскотская Э.Р.3
1Орловский государственный университет,
Орел, Россия.
Молодой учёный.
gavrin@orel.ru
2Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, Россия. Молодой учёный.
3Орловский государственный университет, Орел, Россия. Молодой учёный.
Научный руководитель: Оскотская Э.Р.
Сочетание сорбционного концентрирования элементов с простыми и доступными способами их определения обеспечивает успешное решение сложных аналитических задач. Концентрирование микроэлементов с помощью полимерных сорбентов позволяет снизить пределы обнаружения ионов, устранить влияние матричной основы объекта, улучшить метрологические характеристики сорбционно-спектрофотометрических методов определения.
Экспериментально определены оптимальные условия сорбции ионов Cd2+ полистирольными матрицами с амино-азо-гидрокси-функционально-аналитической группой и заместителями (-H, -NO2, -SO3H, -Cl), находящимися в орто- и пара-положении фенольного кольца. Установлено, что количественная сорбция наблюдается при постоянном перемешивании в интервале рН 5,5 – 9,5, оптимальное время сорбции составляет 20 – 50 мин. при комнатной температуре (20±2 °С). Сорбционная емкость сорбентов (СЕС) по извлекаемому металлу составляет 8 – 12 мг Cd /г сорбента. Возможна десорбция элемента после концентрирования. Промывка концентрата на фильтре 2М азотной кислотой позволяет количественно десорбировать кадмий.
Разработаны новые комбинированные высокоэффективные и экспрессные методики индивидуального концентрирования ионов кадмия (II) сорбентами, производными полистирол-2-амино-азо-2'-гидроксибензол, и спектрофотометрического определения в анализе промышленных сточных вод, растительного сырья и почв. Методики не требуют длительной пробоподготовки и сложного приборного оформления. Предварительное концентрирование с применением полимерных сорбентов обеспечивает извлечение ионов кадмия (II) на 95–100% из растворов сложного состава на уровне массовых концентраций n·10-4 – n·10-7 %. Это позволяет проводить последующее спектрофотометрическое определение с высокой точностью (sr = 0,03 – 0,05). Оценку избирательности действия выбранных сорбентов проводили по экспериментальным данным о допустимом массовом избытке сопутствующих элементов и маскирующих веществ в анализируемом растворе в условиях оптимального индивидуального концентрирования кадмия. Методики апробированы на конкретных объектах. Правильность полученных результатов проверена методом «введено-найдено».
Предлагаемые методики сорбционно-спектрофотометрического определения Cd2+ характеризуются высокой чувствительностью, селективностью, экспрессностью и могут широко использоваться в анализе технических и природных объектов.
АНАЛИЗ ЧИСТОТЫ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ ЛИШАЙНИКОВ
Гатиятова Г.Ф.
Бирская государственная социально-педагогическая академия,
Бирск, Россия.
Студент III курса.
gulnaz.gatyatova@yandex.ru
Научный руководитель: Лыгин С.А.
Для оценки качества приземного воздуха используется как химический, так и биологический контроль, под которым понимается применение растений с развитой поверхностью, способных сорбировать на ней частицы пыли и аккумулировать в листовых пластинах загрязняющие вещества.
Для оценки чистоты приземного воздуха был использован метод лихеноиндикации - один из специфических методов мониторинга загрязнения окружающей среды - биоиндикация, определение степени загрязнения геофизических сред с помощью живых организмов, биоиндикаторов. В качестве живых индикаторов использовались лишайники [1, 2].
Лишайники по-разному реагируют на загрязненность воздуха: некоторые из них не выносят даже малейшего загрязнения и погибают, другие, наоборот, чаще живут в городах и прочих населенных пунктах, хорошо приспособившись к соответствующим антропогенным условиям. Изучив свойства лишайников, можно использовать их для общей оценки степени загрязненности окружающей среды, особенно атмосферного воздуха [3].
В лесу можно заметить лишайники, растущие на стволах деревьев, — большие светло-серые пятна пармелий и гипогимний, свисающие с веток «бороды» уснеи, бриории и др. Они нередко покрывают более половины поверхности ствола и ветвей. Если же пройти через городской парк, то можно обнаружить лишь маленькие фрагменты слоевищ в трещинах коры.
Видовой состав лишайников в разных частях города (в центре, в индустриальных районах, в парках, на окраинах) настолько различный, что ученые выделяют в пределах городов так называемые «лишайниковые зоны»:
- лишайниковую «пустыню» (центр города с сильно загрязненным воздухом и фабричные районы): лишайники почти совсем отсутствуют;
- зону «соревнования» (части города со средней загрязненностью воздуха): видов лишайников мало, они отличаются пониженной жизнеспособностью;
- «нормальную» зону (периферийные районы города): встречаются многие виды лишайников [4].
Цель работы: определить виды лишайников на исследуемой территории, измерить площади проективных покрытий лишайников, рассчитать индекс полеотолерантности и оценить степень загрязенности атмосферного воздуха.
Оборудование: Картон, ножницы, линейка, определитель лишайника.
Ход работы: вырезать из бумаги квадратную раму со стороной 20 см. Разместить раму на стволе дерева на высоте одного метра и посмотреть, какую часть ствола в раме покрывают лишайник.
Оценочная шкала:
- весь квадрат покрыт лишайниками; много различных лишайников: чистый воздух;
- половина квадрата покрыта лишайниками; несколько видов лишайника (2-3): мало загрязнённый воздух;
- единичные глазки лишайника в квадрате; 1 вид лишайника: загрязнённый воздух;
- ни одного вида лишайников в квадрате: очень загрязнённый воздух.
Эксперимент по определению степени загрязнения воздуха проводился на улицах города Бирска Башкортостана.
Результаты исследования
| Зона проведения эксперимента | Вид дерева | Количество лишайников | Виды лишайников | Чистота воздуха |
| Территория акаде-мии, ул.Интернацио-нальная, 10 | тополь | Весь квадрат пок-рыт лишайниками одного вида | Листоватый, зеленый | чистый |
| ул.Мира, 118(придо-рожные деревья,нап-ротив Сберегатель-ного банка РФ) | тополь береза | Половина квадрата покрыта лишайни-ками; несколько ви-дов лишайника (2-3) | Накипной (желтый, серый); Листоватый (зеленый) | мало загряз-нённый |
| Кольцо (зона актив-ного движения тран-спорта) | тополь | Ни одного лишай-ника в квадрате | нет | Очень загряз-ненный |
Проанализировав полученные результаты в ходе эксперимента можно сделать соответствующие выводы:
- наиболее благоприятным районом с чистым воздухом является территория академии, деревья в этой зоне сплошь покрыты листоватым видом лишайника, что напрямую говорит о чистоте воздуха;
- менее благоприятным является воздух на улице Мира, 118. Здесь активное движение транспорта способствует загрязнению воздуха;
- самым неблагоприятным районом является территория Кольца, где движение транспорта наиболее активное, загрязнение наиболее сильное.
Литература
[1] Алексеенко Ю. В., Алексеенко Л.П. Биосфера и жизнедеятельность: Учеб.пособие. - М.: Логос, 2002, 212 с.
[2] Гусакова Н.В. Химия окружающей среды. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2004, 119 с.
[3] Кашапов Р. Ш., Курамшина Н. Г., Коновалов В.Ф. Западный Башкортостан: экология и безопасность жизнедеятельности. - Уфа, 2003, 95 с.
[4] Рябкова К.А. Изучение лишайников.- СПб, 2003, 120 с.
ПОЛУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ И ЭЛЕТРОФОРЕТИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ
Голышев А.А.
Санкт-Петербургский государственный университет,
Санкт-Петербург, Россия.
Студент V курса.
anton_golishev@mail.ru
Научный руководитель: Карцова А.А., Объедкова Е.В.
В последнее время всё более актуальным направлением в медицинской диагностике становится экспресс-определение различных заболеваний на основании характеристических хроматографических (ГХ, ВЭЖХ) и электрофоретических (КЭ, КЭХ) профилей биологически активных соединений (аминокислот, стероидных гормонов, сахаров, белков и т.д.) в биологических жидкостях – сыворотке крови, моче, слюне, спинномозговой жидкости. При этом, до сих пор в литературе отсутствуют работы, в которых в качестве дополнительного диагностического критерия при выявлении различных эндокринных патологий (болезнь и синдром Иценко-Кушинга, первичный гиперальдостеронизм и др.) используются характеристические стероидные профили, полученные методами ОФ ВЭЖХ, ВЭТСХ или КЭ.
В данной работе методами ОФ ВЭЖХ, КЭ и ВЭТСХ получены характеристические стероидные профили образцов сыворотки крови и мочи здоровых пациентов и – с различными эндокринными нарушениями.
Разработана процедура пробоподготовки биологических жидкостей к электрофоретическому и хроматографическому анализу с использованием жидкостной и твердофазной экстракции на сверхсшитом полистироле и сорбенте С18. Определены пределы обнаружения аналитов и оптимизированы условия их разделения.
Методом главных компонент (МГК) проведена хемометрическая обработка полученных данных и выявлены возможности подобного подхода для использования этих результатов в качестве независимого диагностического критерия обсуждаемых заболеваний.
Работа проводилась совместно с лабораторией гормональных исследований СЗГМУ им. И.И. Мечникова.