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.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования науки, тема: 1.75.2012
СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЛАВОНОИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ
Фалькова М.Т.
Санкт-Петербургский государственный университет,
Санкт-Петербург, Россия.
Аспирант 1г.
albina_my_mail@mail.ru
Научный руководитель: Булатов А.В.
Флавоноиды являются биологически активными веществами, которые способны повышать прочность стенок капилляров (Р-витаминная активность) за счет антиоксидантного действия, что важно при лечении хронической венозной недостаточности, гипертонии и других сердечно-сосудистых заболеваниях, связанных с увеличением проницаемости кровеносных капилляров. Они входят в состав многих препаратов растительного происхождения, называемых фитопрепаратами, к которым в настоящее время проявляется пристальное внимание, как к наиболее безопасным лекарственным средствам. В связи с этим определение флавоноидов в растениях является актуальной задачей аналитической химии.
Известные фотометрические методики определения содержания флавоноидов, основанные на реакциях образования окрашенных комплексов с ионами алюминия или железа (III), ограничены кинетически. Соответственно, известные методики ограниченно пригодны при выполнении анализа в условиях массового производства препаратов, содержащих флавоноиды.
Цель работы – исследование возможности ускорения фотометрической реакции образования комплексов флавоноидов с ионами алюминия в мицеллярных средах ПАВ для экспрессного определения флавоноидов в лекарственном сырье.
Разработана методика спектрофотометрического определения флавоноидов в лекарственном растительном сырье, включающая стадию экстракционного выделения флавоноидов, с последующим детектированием по реакции образования окрашенных комплексов с ионами алюминия в мицеллярных средах КПАВ. Изучено влияние катионных, анионактивных и неионогенных ПАВ на скорость образования аналитической формы и установлено, что КПАВ ускоряют реакцию в 8 раз. Достигнут предел обнаружения 0,2 % в пересчете на рутин при массе пробы 0,1 г, время анализа 35 минут.
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ В АЭРОЗОЛЯХ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Фрезе Е.А.,1 Фульмес К.С.2
1Санкт-Петербургский государственный университет,
Санкт-Петербург, Россия.
Студент III курса.
elena-freze@rambler.ru
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия. Аспирант 2г.
Научный руководитель: Булатов А.В.
Одной из важных задач контроля качества воздуха рабочей зоны химических производств, является определение содержания меди в аэрозолях воздуха.
Разработанные фотометрические методики определения меди в аэрозолях воздуха требуют больших трудозатрат и ограничены при выполнении массовых анализов. Для устранения вышеуказанных недостатков исследовалась возможность автоматизации известной методики определении меди с 4-(2-пиридилазо)-резорцином (ПАР) на принципах предложенного и развиваемого на кафедре аналитической химии СПбГУ циклического инжекционного анализа (ЦИА) [1].
Разработана автоматизированная методика определения меди в аэрозолях воздуха рабочей зоны, предполагающая адгезионное выделение меди на колонке со стекловолокном в режиме on-situ, с последующим фотометрическим определением аналита в условиях циклического инжекционного анализа по реакции с 4-(2-пиридилазо)-резорцином. Достигнут предел обнаружения 0,25 мг/м3, время анализа составляет 20 мин.
Разработанная методика была проверена на реальных пробах воздуха рабочей зоны в гальваническом цеху. Правильность предложенной методики проводили сравнением с методом ААС.
Литература:
[1] Bulatov A.V., Moskvin A.L., Moskvin L.N., Mozhuhin A.V. Flow Injection Anal. 27, 13 (2010)
СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ВАЛИДАЦИИ PLS МОДЕЛЕЙ ПРИ АНАЛИЗЕ СЛОЖНЫХ СМЕСЕЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЙ МУЛЬТИСЕНСОРНОЙ СИСТЕМЫ
Хайдукова М.М.
Санкт-Петербургский государственный университет,
Санкт-Петербург, Россия.
Студент VI курса.
lmspb@yandex.ru
Научный руководитель: Кирсанов Д.О.
Потенциометрические мультисенсорные системы (также известные как «электронный язык») хорошо зарекомендовали себя при исследовании многокомпонентных смесей веществ со схожими свойствами, таких как редкоземельных элементов (РЗЭ) [1]. Разработка методов анализа сложных смесей РЗЭ является важной аналитической задачей, поскольку такие методы необходимы при мониторинге состава растворов цикла переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Одним из важных аспектов применения мультисенсорных систем является многомерная обработка данных, при этом особое внимание должно уделяться методам проверки (валидации) хемометрических моделей.
В настоящей работе использовали массив из 27 потенциометрических сенсоров, каждый из которых не имеет выраженной селективности к конкретным металлам в смеси, но обладает перекрестной чувствительностью ко всем лантанидам. В качестве ионофоров для мембран использовали 14 различных органических лиганда, которые хорошо зарекомендовали себе в жидкостной экстракции актинидов и лантанидов. Анализировали 39 смешанных растворов, содержащих различные количества лантана, иттрия и гадолиния в азотной кислоте при рН=2. Диапазон изменения концентрации каждого из РЗЭ составлял 10-5 – 10-3 моль/л. Для исследования возможности определения РЗЭ в присутствии актиноидов произвели измерения потенциалов в смешанных растворах того же состава, но в присутствие уранил ионов, с постоянной концентрацией 10-4 моль/л. Измерения в растворах каждого состава проводили по 2 раза, для подтверждения воспроизводимости.
Обработка полученных многомерных данных проводилась методом PLS-регрессии с помощью программы The Unscrambler 9.7 (CAMO, Norway).
Важной характеристикой PLS модели является стандартная ошибка предсказания (RMSEP). Для оценки этого показателя используют различные методы проверки.
В данной работе сравниваются значения RMSEP для моделей, построенных на основании массива данных полученных от мультисенсорной системы, при проведении: 1) полной перекрестной проверки (FCV), 2) проверки модели с помощью полностью независимого тестового набора образцов (TS), 3) поочередного полного исключения каждого из образцов (LOCO).
Литература:
[1] Kirsanov D., Khaydukova M., Tkachenko L., Legin A., Babain V. Electroanalysis 24, 121-130 (2012)
МЕТОД ГЛАВНЫХ КОМПОНЕНТ В ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ КЛЕЙКИХ ЛЕНТ
Цикин А.М.,1 Монахова Ю.Б.2
1Национальный исследовательский Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского,
Саратов, Россия.
Аспирант 1г.
tsikinalexey@mail.ru
2Национальный исследовательский Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия. Молодой учёный.
Научный руководитель: Муштакова С.П., Курчаткин С.П.
В экспертно-криминалистической практике весьма распространены сравнительные исследования химического состава нескольких образцов однотипных материалов (веществ) для решения идентификационных задач – установления т.н. общего источника происхождения образцов (изготовления на одном оборудовании, в одном технологическом цикле, из одного и того же сырья и т.д.).
Примером таких образцов и таких материалов являются фрагменты липких лент (скотча), выполненных на основе пленок двухосно-ориентированного полипропилена. Все полипропиленовые пленки для такого рода изделий поступают в Россию по импорту, и информация о составе сырья и об особенностях технологии формирования пленок у экспертов отсутствует. Вариации химического состава изотактического полипропилена в образцах пленок зависят, по сути, только от технологических добавок (свето- и термостабилизаторов), вводимых в полимер в малых количествах. Определение этих добавок стандартными методами не всегда возможно из-за ограниченного количества материала в объектах, поступающих на экспертизу.
Для идентификации разновидностей полипропилена – основы липких лент – использован метод ИК-спектроскопии (диапазон 4000-500 см-1) в сочетании с хемометрическим методом главных компонент (МГК). Спектры всех исследуемых образцов имели несущественные различия (на рисунке 1 в качестве примера приведен спектр липкой ленты торговой марки Aviora).
Рис. 1. ИК-спектр образца клейкой ленты торговой марки Aviora.
Рис. 2. График счетов в МГК-модели.
Были проанализированы ИК-спектры 24 образцов клейких лент различных торговых марок: Klebebänder (3 шт.), Proff (2), Erich Krause (2), Tape Centrum (2), Noki (1), Airotape (3), Aviora (4), Nova Roll (1), Scotch Teryer (3), Crystal Tape (3). На графике счетов (рисунок 2) в координатах ГК1-ГК2 (эти главные компоненты определяют 73% спектроскопических данных) были получены кластеры, принадлежащие клейким лентам определенных производителей. По графику нагрузок были вычислены характеристические значения волновых чисел для каждой из марок клейких лент. Они составили для марки Aviora – 536÷548 см-1, Tape Centrum – 999÷1011 см-1, Erich Krause – 698÷730 см-1, Crystal Tape – 1686÷1652 см-1, Nova Roll 2925 см-1, Klebebänder 528÷530 см-1, Noki 1590 см-1, Scotch Teryer 2349÷2362 см-1, Proff – 2326÷2331 см-1, Airotape – 3171÷3188 см-1.
Полученные результаты позволяют проводить идентификацию образцов липких лент неизвестных производителей. Это актуально в криминалистической экспертизе, например, для сопоставления образцов изъятых на месте происшествия и образцов, изъятых у подозреваемых. Следует отметить, подобная возможность появляется благодаря применению хемометрических методов обработки данных, так как прямое сравнение ИК-спектров образцов клейких лент различных производителей не позволяет выполнить сравнительный анализ.
ПРИМЕНЕНИЕ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ СИСТЕМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ АДСОРБЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ
Чежина О.М.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики,
Санкт-Петербург, Россия.
Студент VI курса.
NIIL.FASO@gmail.com
Научный руководитель: Эль-Салим С.З.
Обнаружение примесей паров и газов в воздухе, проводимое с применением полупроводниковых адсорбционных датчиков резистивного типа, основано на измерении падения напряжения на газочувствительном элементе при его нагреве до температуры, определяемой подводимой к нагревательному элементу мощностью, регулируемой в диапазоне от 50 до 2000 мВт. Изменение падения напряжения зависит от изменения сопротивления газочувствительного слоя в результате адсорбции молекул примеси исследуемого вещества при прокачке через объем камеры реакций потока воздуха с регулируемым расходом в диапазоне от 0,7 до 2 л/мин. Объем газовой камеры фиксирован и составляет 30 мл, что позволяет проводить обнаружение примесей паров и газов в воздухе в режиме полного перемешивания.
Применение вейвлет-преобразования обусловлено частотно-временной локализацией как аналогового, так и цифрового массива полученной при измерении информации. Разложение спектра по базису вейвлет-образующих функций позволяет раскрыть тонкую структуру спектра в реальном масштабе времени и устранить неопределенность, характерную для Фурье-преобразования. Неопределенность Фурье образа обусловлена принципом Гейзенберга, который не позволяет локализовать высокочастотные составляющие спектра.
В случае измерения напряжения с квантом времени Δt, вейвлет-образ U(t) имеет вид:
(1)Коэффициенты a и b определяют масштабирование по времени и деформацию вейвлет-производящей функции ψ. В этом случае вейвлет-образ примет вид:
(2)При этом a изменяется от 1 до N, b - от 0 до N-1. Таким образом, сигналу Ui с количеством отсчетов, равных N ставится в соответствие матрица размерностью NxN.
Массив вейвлет-преобразования WU(a,b) вычисляется при вариации коэффициентов a и b по измеренным значениям U(t) при условии a ≠ 0. Но, учитывая шаг сдвига по времени – 1 с, определенный интерес представляют целочисленные сдвиги b и масштабирующие коэффициенты
. Для сигналов конечной длины выражение (2) представляет собой конечную сумму, которую можно вычислить в масштабе реального времени процесса измерения. Следует отметить, что для конечных сумм и ограничений, обусловленных схемой измерений, вейвлет-преобразование не является обратимым. То есть, по полученным коэффициентам WU(a, b) обратное восстановление сигнала до Ui невозможно. В то же время для задачи обнаружения примесей в воздухе с помощью полупроводниковых адсорбционных датчиков при правильном выборе вейвлет-образующей функции восстановление сигнала не требуется.
Таким образом, выбор образующей функции вейвлет-преобразования, позволяет повысить селективность обнаружения аналитической системой с ограниченными физическими параметрами степенями свободы и вывести алгоритм идентификации обнаруживаемого вещества по параметрам, являющимися фундаментальными, такими как, мощность нагрева, каталитическая примесь и материал основы газочувствительного слоя.
ОЦЕНКА КИНЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНДИКАТОРНОЙ СИСТЕМЫ Fe(III)/Fe(II)-ОРГАНИЧЕСКИЙ РЕАГЕНТ
Чупрынина Д.А.
Кубанский государственный университет,
Краснодар, Россия.
Аспирант 3г.
chuprinina06@mail.ru
Научный руководитель: Цюпко Т.Г.
Для измерения антиоксидантной активности пищевых продуктов используют разные химические и физико-химические методы, чаще всего основанные на прямом или косвенном измерении скорости или полноты реакции. Целью данной работы являлась оценка возможности определения антиоксидантной активности пищевых продуктов с индикаторной системой Fe(III)-1,10-фенантролин/2,2-дипиридил кинетическим методом.
Кинетику окисления антиоксидантов индикаторной системой, содержащей ионы железа (III) в присутствии органического реагента (1,10-фенантролин/2,2-дипиридил), изучали вводя избыток окислителя и контролируя оптическую плотность раствора во времени. Полученные зависимости линейны в широких концентрационных интервалах, а их коэффициенты чувствительности достоверно различаются. Для облегчения сопоставления данных, полученных для разных индикаторных систем, при разном времени экспозиции реакционной смеси нормировали коэффициент чувствительности по веществу-стандарту – аскорбиновой кислоте. Кинетические кривые, полученные для разных антиоксидантов при одинаковой начальной концентрации, и кинетические кривые, полученные для разных концентраций одного и того же антиоксиданта, однотипны.
По своей форме полученные кинетические кривые не соответствуют типичным кинетическим кривым нулевого, первого или второго порядка, что указывает на сложный механизм взаимодействия индивидуальных антиоксидантов с окислителем. По-видимому, процесс включает в себя 3 стадии:
1 Быстрый и постепенно замедляющийся рост оптической плотности. За первые 10 минут процесс проходит на 40-70% в зависимости от природы антиоксиданта и его концентрации. Кинетические кривые приближаются к линейным.
2 Медленный рост оптической плотности в последующие 5 часов. Через 60 минут после смешивания процесс протекает на 70-90% от максимально достигаемого значения. Кинетические кривые спрямляются в билогарифмических координатах и скорость реакции оценивается как угловой коэффициент кинетической кривой в билогарифмических координатах.
3 Приблизительное постоянство оптической плотности в течение последующих 24 часов. К концу третьего этапа для некоторых АО (кверцетин) наблюдается небольшое снижение оптической плотности.
Было установлено влияние ряда факторов на кинетику процесса. Введение посторонних электролитов не оказывает влияния на скорость окисления антиоксидантов. Природа антиоксиданта существенно влияет на скорость их окисления. Оценивая влияние температуры на процесс окисления антиоксидантов, можно проследить закономерное увеличение скорости реакции в 1,5 – 2 раза при увеличении температуры на 100С.
С аналитической точки зрения наибольший интерес представляют первые два этапа. Линейный характер зависимости аналитического сигнала от времени позволил предположить, что начальный участок кривой можно использовать для определения антиоксидантной активности кинетическими методоми.
Для всех изучаемых индивидуальных АО были получены зависимости АС от времени реакции в диапазоне концентраций от 2 до 20 мкмоль/л. О первом порядке реакции по антиоксидантам свидетельствует примерно равный единице зависимый член в уравнении регрессии для зависимости тангенса наклона кинетической кривой от начальной концентрации в билогарифмических координатах. Расчет концентрации искомого компонента проводили методом фиксированного времени и методом тангенсов. Градуировочный веер, полученный для индивидуальных АО, широк. Учет стехиометрии реакции между индивидуальными АО и окислителем Fe(III) привел к сужению градуировочного веера с 18° до 5°. Таким образом, для повышения точности оценки АОА как методом фиксированного времени, так и методом тангенсов, желательно выражать величину АОА в моль-экв/л.
Оценку АОА реальных объектов проводили на образцах красных сухих вин. По методу tg получали кинетическую кривую, обрабатывали методом МНК и оценивали скорость реакции как tg угла наклона полученной прямой. АОА пробы находили по предварительно построенному градуировочному графику для вещества-стандарта аскорбиновой кислоты в координатах скорость реакции от концентрации. При оценке по методу фиксированного времени анализ проводили при контролируемом времени от начала реакции 240 секунд. Получена удовлетворительная сходимость результатов анализа (70-90%) относительной антиоксидантной активности с результатами определения по известной методике.
СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕРМАНИЯ
Чырагов Ф.М.
Бакинский государственный университет,
Баку, Азербайджан.
Молодой учёный.
tarana_chem@mail.ru
Научный руководитель: Алиева Р.А.
Цель исследования-разработка методики спектрофотометрического определения германия с 2,2’,3,4-тетраокси-3'-сульфо-5'-нитроазобензолом в присутствии и в отсутствие цетилтриметиламмоний бромистого (ЦТМАВr), цетилпиридиний хлористого (ЦПСl) и цетилпиридиний бромистого (ЦПВr).
Изучение зависимости комплексообразования от рН показало, что выход комплекса GeR максимален при рН 4 (λмах=414 нм). При введении поверхностно-активных веществ в систему GeR образуются разнолигандные комплексы, с образованием которых наблюдается батохромный сдвиг по сравнению со спектром бинарного комплекса. В присутствии цетилтриметиламмоний бромистого (ЦТМАВr), цетилпиридиний хлористого (ЦПСl) и цетилпиридиний бромистого (ЦПВr) образуются трехкомпонентные соединения оптимальные при рН1, =478 нм (GeR-ЦТМАВr), =475 нм (GeR-ЦПВr), =473 нм (GeR -ЦПСl). Было изучено влияние рН раствора на оптическую плотность комплексов GeR -ЦПСl, GeR-ЦПВr и ScR-ЦТМАВr. При образовании разнолигандных комплексов рН комплексообразования сдвигается в более кислую среду. В дальнейшем для установления оптимальных условий были изучены влияние концентрации реагирующих веществ, температуры и времени на образование бинарного и разнолигандных комплексов. Основные спектрофотометрические характеристики комплексов германия(IV) приведены в таблице 1.
Таблица 1. Основные фотометрические характеристики реакций германия(IV) с органическими реагентами
| Реагент | Длина волны, λmax, нм | pH среды | Соотношение Sc: R | МКП, max·10-3 | lg β | Интервал подчинения закону Бера, мкг/мл |
| GeR | 414 | 4 | 1:2 | 23,2 | 7,12±0,08 | 0,292-2,92 |
| GeR + ЦПСl | 473 | 1 | 1:2:2 | 29,0 | 10,74±0,12 | 0,292-2,92 |
| GeR +ЦТМАВr | 478 | 1 | 1:2:2 | 34,0 | 10,67±0,08 | 0,144-2,73 |
| GeR-ЦПВr | 475 | 1 | 1:2:2 | 32,0 | 10,98±0,09 | 0,144-2,73 |