Запорожець Ольга Антонівна. Адсорбовані на кремнеземах органічні реагенти у комбінованих спектроскопічних і тест-методах аналізу: дисертація д-ра хім. наук: 02.00.02 / Київський національний ун-т ім. Тараса Шевченка. - К., 2003.
Анотація до роботи:
Запорожець О.А. Адсорбовані на кремнеземах органічні реагенти у комбінованих спектроскопічних і тест-методах аналізу. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора хімічних наук за спеціальністю 02.00.02 - аналітична хімія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2003.
Дисертація присвячена розробці теоретичних підходів та практичних рекомендацій щодо гетерогенізації органічних аналітичних реагентів шляхом їх нековалентної іммобілізації на поверхні нефункціоналізованих КЗ з метою створення сорбційно-спектроскопічних і ВТ-методик аналізу, придатних для застосування не лише в умовах стаціонарної лабораторії, а й на місці відбору проби. На основі систематичного дослідження іммобілізації на КЗ матрицях близько 40 органічних реагентів, їх комплексних сполук та ІА виявлені основні чинники, що впливають на хіміко-аналітичні властивості ТР такого типу. Розроблено нові аналітичні форми комплексоутворюючих, аніонообмінних та ХЛ реагентів. Методом молекулярного збирання ліганду на поверхні КЗ отримано ТР, які утворюють з іонами металів комплекси із співвідношенням M:R=1:2. На основі кількісної оцінки комплексоутворюючої здатності адсорбованих реагентів обґрунтовано причини зростання їхньої вибірковості порівняно з аналогами у розчині. Отриманo кореляційні рівняння, які дозволяють не лише прогнозувати, а й скеровувати хіміко-аналітичні властивості ТР. Розроблено низку сорбційно-спектроскопічних і ВТ методик, які за основними метрологічними характеристиками вигідно відрізняються від кращих аналогів з літератури. Сформульовані найбільш перспективні області застосування розроблених ТР та окреслені напрямки подальших досліджень .
На основі результатів систематичного дослідження нековалентної іммобілізації на поверхні КЗ понад 40 органічних аналітичних реагентів, а також їх комплексів та ІА з’ясовано основні чинники, що впливають на властивості отриманих у такий спосіб ТР, визначені переваги, обмеження, критерії доцільності та найбільш перспективні напрямки їх застосування в аналізі. Показано, що хіміко-аналітичні характеристики іммобілізованих реагентів обумовлені не лише властивостями поверхні і модифікатора, а й природою взаємодії на межі розділу фаз “розчин реагенту – поверхня сорбенту”.
Методами адсорбції та УФ/Вид-, ІЧ- та ПМР спектроскопії, зокрема заморожених водних суспензій сорбентів, доведена суттєва роль водневого зв’язку у закріпленні органічних реагентів на КЗ, а у випадку довголанцюгових аліфатичних ЧАС та їхніх іонних асоціатів - ще й міжмолекулярної дисперсійної взаємодії. Показано, що висока полярність поверхні КЗ матриці, з одного боку, та жорстка і планарна структура молекулимодифікатора, з іншого, сприяють міцному закріпленню реагенту.
При одержанні комплексоутворюючих ТР, на відміну від твердофазних ХЛ реагентів та іонообмінників, міцність закріплення модифікатора не є достатньою умовою отримання задовільних хіміко-аналітичних характеристик. Негативним наслідком сильної поляризації молекул модифікатора у моношарі КЗ та участі його ФАУ у закріпленні є погіршення контрастності і, відповідно, чутливості гетерофазної реакції. Кращі властивості мають реагенти, іммобілізовані у формі полімолекулярних часток, або такі, комплексоутворюючі групи яких після іммобілізації залишаються доступними для іонів металів. Цьому, зокрема, сприяють нежорстка структура молекул модифікатора та наявність зв’язаного внутрішнім водневим зв’язком ФАУ.
Встановлено, що вплив поверхні на протолітичні властивості модифікатора аналогічний дії замісника акцепторного типу у його молекулі. Адсорбційне закріплення реагенту на поверхні КЗ призводить до підвищення кислотності його ОН-груп, що є позитивним фактором з огляду на суттєвіший вплив гідролізу елементів на їх комплексоутворення за умов гетерофазних реакцій.
Запропоновано підходи до дослідження реакцій комплексоутворення за участю нековалентно іммобілізованих на КЗ лігандів та використано їх для обґрунтування умов підвищення вибірковості ТР порівняно з аналогами у розчині. Встановлено, що особливості реакцій комплексоутворення на поверхні нековалентно модифікованих КЗ зумовлені не лише зміною властивостей реагенту при його іммобілізації, а й зростанням ролі гідролізу і кінетичної дискримінації за умов гетерогенної реакції. У ряді випадків суттєвим чинником також є наявність поверхні розділу “адсорбований аналіт – повітря”. Отримано кореляційні рівняння, що дозволяють прогнозувати сорбційні властивості ТР на підставі даних літератури щодо комплексоутворення у розчині.
Вперше адсорбцією аналітичних реагентів у формі їх внутрішньокомплексних сполук здійснено молекулярне збирання лігандів на поверхні КЗ, при якому реалізуються оптимальні для утворення комплексів складу МR2 розташування молекул реагенту та орієнтація його комплексоутворюючих груп. Запропоновано науковий підхід до створення аніонітів та комплексоутворюючих твердофазних реагентів нового типу на основі іммобілізованих ІА ЧАС з аніонними кислотно-основними, люмінесцентними та хелатоутворюючими реагентами. Розроблено методологію створення твердофазних ХЛ реагентів і застосування їх для визначення іонів металів, розчиненого у воді кисню та органічних відновників у режимах проточно-інжекційного та безперервного проточного аналізу.
Розроблені твердофазні аналітичні реагенти на основі адсорбційно закріплених на КЗ N-, O-, N,O-, N,N-, N,S-вмісних реагентів, хелатоутворюючих сульфореагентів і барвників (трифенілметанових, ксантенових та сульфофталеїнового ряду) та доведена доцільність використання їх для вилучення і комбінованого спектроскопічного (ТФС, СДВ, ААС, Лм та ХЛ) і тест (ВТ і КМ ) визначення Ag(I), Al(III), Au(III), Bi(III), Hg(II), Cd(II), Co(II), Cu(II), Fe(II), Fe(III), Ni(ІІ), Pb(II), Pt(IV), Sn(IV), Th(IV), Tl(III), V(IV), U(VI), Zn(II), Zr(IV), флуориду, розчиненого у воді кисню, а також АПАР та деяких органічних відновників у водах різних категорій, біологічних рідинах, продуктах харчування, технологічних об’єктах тощо. Розроблені гібридні та ВТ-методики вигідно відрізняються від кращих аналогів з літератури за чутливістю та (або) вибірковістю, експресністю, екологічною безпечністю, економічністю, доступністю матриці і модифікаторів, простотою процедури аналізу, можливістю його проведення на місці відбору проби та отримання концентрату у формі, зручній для транспортування та контрольного аналізу в умовах стаціонарної лабораторії. Встановлено критерії вибору гетерогенних індикаторних реакцій та розроблені умови ефективного їх застосування для концентрування та визначення іонів металів за статичних та динамічних умов.
Публікації автора:
Вода. Индикаторные системы / В.М. Островская, О.А.Запорожец, Г.К. Будников, Н.М. Чернавская / Под ред. Ю.М. Арского. - М.: ВИНИТИ РАН, ЭКОНИКС, 2002. - 256 с.
Запорожець О.А. Принципи застосування в аналізі нековалентно іммобілізованих на кремнеземах органічних реагентів // Тез. наук. доп. Сесії наукової ради з проблем аналітичної хімії. - Харків. - 2002.- С. 16-17.
Запорожец О.А. Индикаторные реакции на поверхности нековалентно модифицированных высокодисперсных кремнеземов: принципы применения в анализе // Proc. International Conf. ”Functionalized materials: synthesis, properties and application”. - Kyiv (Ukraine). - 2002.- Р. 268-269.
Запорожец О.А., Смык Н.И., Нужная О.И. Модифицирование поверхности высоко-дисперсного кремнезема 1-(2-тиазолил)-2-нафтолом // Proc. Intern. Conf. ”Functionalized materials: synthesis, properties and application”. - Kyiv (Ukraine). - 2002.- P. 80-81.
Запорожец О.А., Смык Н.И. Улучшение метрологических характеристик иммобилизованных хелатообразующих реагентов путем закрепления их в виде комплексных соединений // Тез. докл. Всерос. конф. «Актуальные проблемы аналитической химии”. Т.1. – Москва (Россия). - 2002.- С.15-16.
Запорожець О.А. Взаємодія барвників аніонної природи з іммобілізованою четвертин-ною аміноамонієвою сіллю // Вісн. Київ.ун-ту. Сер. Хімія. – 2002. - Вип.38. - С.33 - 36.
Запорожець О.А., Іванько Л.С., Капітан О.О. Визначення флуориду у питній воді іммобілізованим алізарином // Наукові записки Києво-Могилянської академії. Спецвипуск у двох частинах. Ч.2. - 2002. - Т.20. - С. 493-496.
Zaporozhets O.A., Smyk N.I., SukhanV.V. // The complexing properties of 1-(2-thiazolylazo)-2-naphtol and 1,5-diphenylthiocarbazone adsorbed on silica surface // Functional Materials. - 2001. -Vol. 8., № 3. - P.566-569.
Zaporozhets O.A, Ivanko L.S, Marchenko I.V., Orlichenko E.V., Sukhan V.V. Quercetin immobilized on silica gel as a solid phase reagent for tin (IV) determination by using the sorption-spectroscopic method // Talanta. - 2001.-Vol. 55. - Р.313-319.
Запорожец О.А. Тест-методы на основе аналитических реагентов и их комплексных соединений, адсорбционно закрепленных на поверхности кремнеземов // Тез. докл. Всерос. симп. «Тест-методы химического анализа». - Москва (Россия). - 2001. - C. Л.2.
Запорожець О.А., Зінченко Н.М., Іщенко В.Б., Сухан В.В. Взаємодія аргентуму (І) з адсорбованим на силікагелі тіокетоном Міхлера // Вісн. Kиївськ. ун.-ту. Сер. Хімія. - 2001.- Вип.37.- С.33 – 37.
Zaporozhets O.A., Tsyukalo L.Ye., Yevreyenko L.V. Simple and fast modification of silica surface with xylenol orange and eriochromcyanine R // Proc. Second International Conf. on Silica Science and Technology. Silica 2001. - Mulhouse (France). - 2001. - P.243.
Запорожець О.А., Іванько Л.С., Левченко Т.І., Сухан В.В. Вплив властивостей матриці на хіміко-аналітичні характеристики твердофазного аналітичного реагенту // Вісн. Kиївськ. ун.-ту. Сер. Хімія. - 2001. - Вип.37. - С.30-33.
Zaporozhets O.A. Sensitive solid-phase reagents for rapid determination of super toxicants in sea water // Proc.1-st Black sea basin conferents on analytical chemistry. – Odessa (Ukraine).- 2001. – C. 51-52.
Zaporozhets O.A., Shulga O.V., Nadzhafova O.Yu., Turov V.V., Sukhan V.V. The nature of the binding of high-molecular weight aminoammonium and quaternary ammonium salts with the amorphous silica surface //Colloids and Surfaces. – 2000. – Vol. 168. - P.103-108.
Nadzhafova O.Yu., Zaporozhets O.A., Petruniock N.I., Ivanko L.S., Keda T.Ye., Sukhan V.V. Modified silicas as sensitive optical sensor systems for determination of heavy metal labile species in natural water // Proc. Pittsburg Conf. on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy. Pittcon 2000.- New Orleans, L.A. (USA). – 2000. - 1640P.
Табенська Т.В., Запорожець О.А., Боряк А.К., Возненко І.В., Жукова К.М. Сорбція кобальту (ІІІ) силікагелем, модифікованим 1-нітрозо-2-нафтолом, та її аналітичне застосування // Укр. хим. журн. - 2000. - Т.66, № 1. - С.41-44.
Запорожець О.А. Твердофазні реагенти для екоаналітичного моніторингу на основі адсорбційно-закріплених на поверхні високодисперсних кремнеземів хромофорних та люмінесцентних реагентів // Тези доп. Всеукр. (з міжнародною участю) конф. з аналіт. хімії, присвяченої 100-річчю від дня народження проф. М.П.Комаря. KUAC 2000. – Харків. – 2000. - С. 280.
ZaporozhetsO., Petruniock N., Bessarabova O., Sukhan V. Determination of Cu(II) and Zn(II) using silica gel loaded with 1-(2-thiasolylazo)-2-naphtol // Talanta. -1999. - Vol.49. - P. 899-906 .
Zaporozhets O.A., Petruniock N.I., Sukhan V.V. Determination of Ag(I), Hg(II) and Pb(II) by using silica gel loaded with dithizone and zinc dithizonate //Talanta.–1999.–Vol.50.–P.865-873.
Zaporozhets O., Gawer О., Sukhan V.The interaction of Fe(II), Cu(II) and Ag(I) ions and their complexes with 1,10-phenanthroline adsorbed on silica gel // Colloids and Surfaces. –1999. - Vol.147. - P. 273-281.
Запорожец О.А., Петрунек Н.И., Калиниченко Е.В., Сухан В.В. Визуальный тест-метод для определения Ni(II) на основе иммобилизованного на кремнеземе 4-(2-пиридилазо)-2-нафтолата цинка // Химия и технология воды. – 1999. - Т.21, №3. – C. 281-286.
Zaporozhets O.A., Nadzhafova O.Yu., Verba V.V., Zinchenko N.M., Sukhan V.V. Silica gel and cellulose loaded with bis-quaternary ammonium salts as sensitive reagents for iron, bismuth and anionic surfactants determination in water // Intern. J. Environ. Anal. Chem. – 1999. - Vol. 74, № 1-4. – С. 243-254.
Табенська Т.В., Запорожець О.А., Боряк А.К., Новожицька С.П., Іщенко В.Б. Сорбція золота (ІІІ) і паладію (ІІ) на модифікованому п-диметиламінобензиліденроданіном силікагелі // Укр. хим. журн. - 1999. - Т.65, № 7. - С.46-50
Zaporozhets O.A., Petruniok N.I., Kalinichenko O.V., Sukhan V.V. New visual test methods for Hg(II), Pb(II), Cu(II), Zn(II), Co(II), Ni(II) and Ag(I) determination in natural water // Proc. 9Th Annual Meeting of SETAC-Europe. - Leipzig (Germany) – 1999. - Р.108.
Запорожець О.А., Жукова К.М., Боряк А.К., Табенська Т.В., Іщенко В.Б., Сухан В.В.Сорбція кадмію (ІІ) та цинку (ІІ) з галогенідних та тіоціанатних розчинів на силікагелі, немодифікованих та модифікованих основними барвниками // Укр. хим. журн. – 1998. – Т.64, №10. – С. 114 - 118.
Запорожец О.А., Иванько Л.С., Сухан В.В. Экстракция тетрабромида Tl(III) дициклогексил-18-краун-6 //Химия и технология воды. - 1998. - Т.20, №6. - С. 598-603.
Запорожець О.А., Петруньок Н.І., Сухан В.В., Тилтін А.К. Сорбційно-спектрофотометричне визначення кобальту (ІІ) та цинку (II) 1-(2-тіазолілазо)-2-нафтолом, імобілізованим на силікагелі // Укр. хим. журн..- 1998. - Т.64, № 9. - С. 50-55.
Запорожец О.А., Долгонос Г.А., Сухан В.В. Экстракционно-атомно-абсорбционное определение свинца(ІІ) в природных водах // Химия и технология воды. - 1998. - Т.20, №3. - С.285-288.
Zaporozhets O.A., Gaver L.M., Petrun’ok N.I. and Sukhan V.V. Visual test and optyical water quality control using new solid phase reagents // Proc. 28Th Annual International Symp. on Environ.Anal.Chem. ISEAC 28. - Geneva (Switzerland). - 1998. - P. PA 35.
Zaporozhets O., Gawer О., Sukhan V. Determination of Fe (II), Cu (II) and Ag (I) by using silica gel loaded with 1,10-phenanthroline // Talanta. –1998. - Vol.46. - P. 1387-1394.
Zaporozhets O.A., Nadzhafova O.Yu., Verba V.V., Dolenko S.A., Keda T.Ye., Sukhan V.V. Solid phase reagents for the determination of anionic surfactants in water //Analyst. - 1998. -Vol.123. - P.1583-1586.
Запорожець О.А., Петруньок Н.І., Сухан В.В. Гібридні методи визначення ртуті (ІІ) у природних та стічних водах // Вісн. Київськ. ун-ту. Сер. Хімія. – 1997. - Вип.34. - С.3-9.
Запорожець О.А., Петруньок Н.І., Гавер О.М., Сухан В.В. Іммобілізовані аналітичні реагенти // Праці І західноукр.симпозіуму з адсорбції та хроматографії (м.Львів, 12-15 травня 1997 року). - Львів: НВФ "Українські технології", 1997. - С. 61-63.
Zaporozhets O., Dolgonos G., Sukhan V. Extraction and sorption lead (II) preconcentration with dicyclohexano-18-crown-6 // Interernational Congress on Anal. Chem. Vol.1. - Moscow (Russia). - 1997. - Р. С-41.
Табенська Т., Сухан В., Боряк А., Запорожець О., Возненко І. Візуально-тестовий метод визначення кобальту (ІІ) в природних водах. // Наука і освіта: Зб. наук. пр. Книга ІІ. - К. :Хрещатик, 1997. – С. 159-160.
Zaporozhets O. Visual test and flow injection water quality control using new solid phase reagents // International Congress on Anal. Chem. Vol.1 - Mosсow (Russia). - 1997. - Р. F-10.
Запорожець О.А., Петруньок Н.І., Сухан В.В. Хемілюминесценція 4-диетиламіно-фталгідразиду в присутності ртуті (ІІ) //Вісн. Київськ. ун-ту. Сер. Хімія. – 1996. - Вип.33. - С.105-109.
Туpов В.В., Запорожец О.А., Нaджaфовa О.Ю., Сухaн В.В. Взaимодействие неpaствоpимых в воде солей четвеpтичных aммониевых основaний с повеpхностью гидpaтиpовaнного кpемнеземa // Теорет. и эксперим. химия.-1996.- Т.32, №6. - С.376-379.
Zaporozhets O.A., Sukhan V.V. and Lipkovska N.A. Lucigenin immobilized on silicon oxides as a solid-phase chemiluminescent reagent // Analyst. - 1996. - Vol.121. - P.501-503.
В.В. Зaстосувaння високомолекуляpної четвеpтинної aмонійної солі для концентpувaння
вaжких метaлів у вигляді aцидокомплексів // Укp. хим. жуpн. - 995. - Т.61, №9. - С.64-69.
Запорожец О.А., Зинченко Н.М., Наджафова О.Ю., Сухан В.В. Твердофазный реагент для определения микроколичеств висмута (Ш) в воде // Химия и технология воды. - 1995. - Т.17, №6. - С.588-592.
Zaporozhets O.A., Nadzhafova O.Yu., Zubenko A.I., Sukhan V.V. Analytical application of silica gel modified with didecylaminoethyl-b-tridecylammonium iodide // Talanta. - 1994. -Vol.41, № 12. - Р.2067-2071.
Сухaн В.В., Нaджaфовa О.Ю., Запорожец О.А., Савранский Л.И. Новая тест-система для опpеделения кобaльтa в воде на уровне ПДК // Химия и технология воды. - 1994. - Т.16, №2. - С.139-142.
Пилипенко A.Т., Запорожец О.А. Хемилюминесцентные методы определения компонентов в водах (Обзор) // Химия и технология воды. -1989. - Т.11, №4. - С.321-329.
Спосіб сорбційно-спектрофотометричного визначення заліза (Ш) у воді: Пат. № 39785. Україна. МПК 6 G01N30/48/ О.А.Запорожець, О.Ю. Наджафова, Г.С. Величко, В.В. Сухан. - № 98031392; заявлено 19.03.1998; Надрук. 15.06.2001, Бюл. № 5. – 5 с.
Спосіб тестового визначення заліза (Ш) у воді: Пат.№ 35725. Україна. МПК 6 G01N30/48/ О.А. Запорожець, О.Ю.Наджафова, В.В. Сухан. - № 98031393; заявлено 19.03.1998; Опубл. 16.04.2001., Бюл. № 3.- 6 с.
Спосіб тестового визначення кобaльту в воді: Пат. № 27835. Україна. МПК С 01 N 33/52, 5/04/ В.В.Сухaн В.В., О.А.Запорожець, О.Ю.Нaджaфовa. - №94012869; заявлено 21.01.94; Надрук. 16.10.2000., Бюл.№ 5.- 4 с.
Спосіб визначення алкілсульфатів та алкілсульфонатів: Пат. № 28610. Україна. МПК 5 G01N33/52, 5/04/ О.А.Запорожець, В.В.Верба, О.Ю.Нaджaфовa, В.В.Сухaн. - №97073799; заявлено 16.07.97; Надр.16.10.2000; Бюл.№5. - 5 с.