Твердофазный реагент на основе силикагеля диасорб-250-амин

Колташева А.В.

Уральский государственный лесотехнический университет,

Екатеринбург, Россия.

Аспирант 1г.

Научный руководитель: Маслакова Т.И.

В настоящее время для разработки экспресс-систем для определения токсикантов одним из перспективных направлений является использование органоминеральных адсорбентов, которые обладают достаточной емкостью, хорошими физико-механическими характеристиками и высокими кинетическими параметрами сорбции. Отсутствие собственного поглощения в видимой области спектра и возможность прививки к поверхности кремнеземов функциональных групп, образующих при взаимодействии с ионами металлов окрашенные соединения, позволяет разрабатывать сорбционно-фотометрические и визуальные методики определения элемента непосредственно в фазе сорбента.

Ранее [1] была выявлена возможность извлечения ионов тяжелых металлов с использованием комплексообразующих сорбентов, полученных модификацией аминосодержащего анионита АН-20 сульфосодержащими бензазолилформазанами. В продолжение работы по созданию новых аналитических сорбентов в качестве твердофазного носителя был использован силикагель ДИАСОРБ-250-Амин с ковалентно закрепленными аминогруппами (0.4 ммоль/г).

Наличие в силикагеле аминных группировок, а в формазане сульфогрупп позволит закрепить новые функциональные группировки на поверхности твердофазной матрицы по механизму ионного обмена за счет электростатических взаимодействий между положительно заряженной аминогруппой силикагеля и диссоциированной сульфогруппой формазана, приводя к окрашиванию носителя. Иммобилизация 1-(4-сульфофенил)-3-метил-5-(бензтиазол-2-ил)формазана на ДИАСОРБ-250-Амин сопровождается хромогенной реакцией. Установлено, что при модификации минеральной матрицы формазан «закрепляется» в частично ионизированном виде (Δλ=35 нм). Очевидно, сказывается влияние водородных связей функциональных групп подложки. Степень извлечения формазана из водно-этанольного раствора достигает 99 % при рН 5.5±0.3. Новый твердофазный реагент светоустойчив, десорбция закрепленных группировок в воде не происходит в температурном диапазоне 20-100°С. Для сравнения при модифицировании поверхности силикагеля бензазолил- и дифенилпиримидинилформазанами, не содержащими сульфогруппу в фенильном фрагменте формазановой цепи, не наблюдается окрашивания поверхности носителя.

При контакте с модифицированным силикагелем растворов солей Hg(II), Cu(II), Ni(II) наблюдается изменение его окраски, что свидетельствует об образовании внутрикомплексных соединений на поверхности сорбента. Следует отметить, что цветовые переходы, контрастность которых составляет 90-140 нм и зависит от природы иона-комплексообразователя, наблюдается уже при начальной концентрации металлов 0,08 мкг/мл. Показана принципиальная возможность использования нового сорбента, модифицированного 1-(4-сульфофенил)-3-метил-5-(бензтиазол-2-ил)формазаном, для экспресс-обнаружения и определения токсичных металлов в водных средах.

Состав комплексных соединений на минеральной подложке характеризуется преимущественно соотношением МL₂, что согласуется с данными, полученными при спектрофотометрическом титровании формазанов растворами солей исследуемых металлов. Максимум поглощения комплексных соединений на твердой фазе соответствует полосам поглощения соответствующих формазанатов в растворе.

Высокая контрастность цветовой реакции дает возможность использования цифровой цветометрии, что позволяет автоматизировать и компьютеризировать определение содержаний ионов металлов, устраняя субъективность оценки, повышая точность и экспрессность измерений.

Литература:

[1] Липунова Г.Н., Первова И.Г., Липунов И.Н. Высокомол. Соед. 9, 1523-1526 (1997)