Анотація до роботи:

Старова Т.В. Спектрофотометричне та сорбційно-спектроскопічне визначення Арсену(V) та Фосфору(V) з використанням гетерополіаніонів.– Рукопис.

Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.02 – аналітична хімія. ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет», Дніпропетровськ, 2008.

Дисертаційна робота присвячена вивченню сорбції іонних асоціатів, утворених гетерополіаніонами і барвниками, на твердих сорбентах і розробці високочутливих методик спектрофотометричного визначення Арсену, сорбційно-спектроскопічного та візуально-тестового визначення Арсену та Фосфору з використанням їх відновлених металозаміщених гетерополікомплексів.

Вивчені умови кількісного утворення 10-молібдо-2-вольфрамоарсенату (МВА), вплив водно-міцелярного середовища НПАР на вихід комплексу, умови його відновлення аскорбіновою кислотою. Побудована діаграма утворення та відновлення МВА та оптимізовані умови утворення його асоціатів з барвниками (астразоновий рожевий, кристалічний фіолетовий). Вперше запропоновано використовувати їх для сорбції на твердих сорбентах з метою концентрування гетероатомів. Розроблені спектрофотометричні (С_Н(As) = 110^-7 моль/л (7,5 мкг/л)), сорбційно-фотометричні (С_Н(As) = 0,410^-7 моль/л (3,0 мкг/л), С_Н(P) = 410^-8 моль/л (1,24 мкг/л)) і візуально-тестові (С_Н(Р) = 110^-8 моль/л (0,31 мкг/л)) методики застосовані для визначення вмісту арсенат-іонів в тальку, морській капусті, питних і природних водах і для визначення фосфат-іонів в питних, очищених та артезіанських водах.

1. Встановлені закономірності реакцій утворення потрійних ГПА у водно-міцелярних середовищах і сорбції ІА, утворених відновленими потрійними ГПА з барвниками є теоретичною основою для розробки і прогнозування метрологічних параметрів методик кількісного та візуально-тестового визначення мікрокількостей гетероатомів ГПА на рівні ГДК і нижче у різних об’єктах.

2. На підставі детального вивчення утворення та відновлення 10-молібдо-2-вольфрамоарсенату (МВА) побудовані діаграми залежності кількісного утворення МВА від рН і концентрації молібдат-, вольфрамат-іонів, які дозволяють легко підбирати умови максимального виходу цільових продуктів.

3. Підтверджено, що введення організованих середовищ НПАР у розчин МВА приводить до підвищення гідролітичної та термодинамічної стійкості ГПА та дає можливість солюбілізації ІА з іонами КФ. Для останнього процесу є характерною конкуренція між катіоном КФ та Meⁿ⁺НПАР з утворенням ІА, що значно впливає на чутливість визначення Арсену.

4. Виявлені кінетичні закономірності сорбції ІА синтезованих PW₁₂O₄₀^3- та PV₂Mo₁₀O₄₀^5- з КФ на ППУ, одержана ізотерма сорбції, розрахована ємність сорбенту, константа сорбційної рівноваги, ступінь вилучення та коефіцієнт розподілу (lgD = 3,5). Показані переваги сорбції асоціатів ГПА-ОБ в порівнянні з ГПА і можливість застосування для аналітичних цілей.

5. Вперше використана сорбція ІА ГПА-ОБ на ППУ та папері в аналітичних умовах для розробки методик візуально-тестового визначення Арсену в інтервалі концентрацій (0,410^-7 – 10^-6) моль/л та Фосфору (10^-8 – 10^-5) моль/л. З використанням спектрів відбиття зі зразків ППУ з сорбованим ІА розраховані координати основних кольорів, одержані метрологічні залежності R-координати (червоний колір) від lg C(P), які дозволили обґрунтувати концентраційний крок на тест-шкалах та С_Н. Одержані скановані на офісному сканері (Mustek 1200 UB Plus з дозволом сканування 1200600 dpi) тест-шкали для визначення As(V), P(V).

6. Одержані забарвлення шкал сорбатів ІА на ППУ та папері розкладено на кольорові координати за розробленою програмою. Залежності R-функції від С(РО₄^3-) та lgС(РО₄^3-) аналогічні одержаним зі спектрів дифузного відбиття, що підтверджує правомірність роботи зі сканованими шкалами, які зберігаються у часі довше. Показана можливість закінчення визначення різними методами: спектрофотометрія, дифузне відбиття та кольорометрія – після концентрування.

7. Розроблено комплекс високочутливих методик кількісного та візуально-тестового визначення As(V), Р(V), As(V) + Р(V) в різних об’єктах: мінеральних, водопровідній і природних водах, тальку, морській капусті – з хорошими метрологічними характеристиками, які перевищують існуючі за чутливістю, експресністю. Візуально-тестове визначення As(V) можливе в інтервалі концентрацій 3,0 – 75 мкг/л, а Р(V) – 0,3 – 124 мкг/л, що значно нижче, ніж у відомих методиках

Основний зміст дисертації викладений у роботах:

1. Симаненко Т.В. Определение фосфора(V) и мышьяка(V) в виде ионных ассоциатов восстановленных P(As)Mo₁₀W₂O₄₀^5- с кристаллическим фиолетовым в мицеллярной среде / Т.В. Симаненко, Л.П. Цыганок // Вісник Дніпроп. ун-ту.– 2005.– №7.– С. 13-18.

Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експерименту щодо вивчення умов утворення ІА відновленим МВА та КФ у присутності фосфат-іонів, у розробці методики визначення Арсену і Фосфору при їх сумісній присутності та її апробації на модельних розчинах і водопровідній і мінеральній водах.

2. Циганок Л.П. Використання пінополіуретану для концентрування та тест-визначення фосфат-іонів / Л.П. Циганок, Т.О. Бубель, Т.В. Сіманєнко, С.А. Чичкан // Вопросы химии и хим. технологии.– 2005.– №6.– С 24-27.

Особистий внесок здобувача: дослідження сорбції на пінополіуретані ІА, утвореного 12-молібдофосфатом і малахітовим зеленим.

3. Симаненко Т.В. Определение мышьяка(V) в виде ионного ассоциата 10-молибдо-2-вольфрамоарсената с кристаллическим фиолетовым в мицеллярной среде / Т.В. Симаненко, А.Б. Вишникин, Л.П. Цыганок // Укр. хим. журн.– 2006.– Т. 72, №10.– С. 113-117.

Особистий внесок здобувача: виконання експерименту щодо виявлення умов утворення ІА, розробка методики спектрофотометричного визначення Арсену(V) та її апробація на реальних об’єктах.

4. Старова Т.В. Сорбційно-фотометричне визначення AsО₄^3- у харчових продуктах у вигляді іонного асоціату його ГПК з кристалічним фіолетовим / Т.В. Старова, Г.О. Петрушина, Т.М. Деркач, А.Б. Вишнікін, Л.П. Циганок // Вісник Дніпроп. ун-ту.– 2006.– №8.– С. 13-18.

Особистий внесок здобувача: постановка завдань експериментів щодо виявлення кінетичних умов сорбції ІА на ППУ в аналітичних умовах з метою концентрування арсенат-іонів, розробка методики визначення AsО₄^3-.

5. Старова Т.В. Сорбция ионных ассоциатов кристаллического фиолетового с гетерополикомплексами структуры Кеггина на пенополиуретане / Т.В. Старова, А.Б. Вишникин, Л.П. Цыганок // Вопросы химии и хим. технологии.– 2006.– №6.– С 17-21.

Особистий внесок здобувача: здійснення експериментальних досліджень щодо встановлення кінетичних умов сорбції та десорбції ІА синтезованих гетерополікислот на ППУ, обґрунтування вибору органічного барвника для утворення ІА, органічного розчинника для елюювання сорбатів з метою спектрофотометричного вивчення сорбційних характеристик ППУ.

6. Старова Т.В. Сорбционно-спектрофотометрическое и визуально-тестовое определение фосфатов в виде ионного ассоциата 11-молибдовисмутфосфата с кристаллическим фиолетовым / Т.В. Старова, А.Б. Вишникин, Л.П. Цыганок // Методы и объекты хим. анализа. – 2007. – Т.2, № 2. – С. 162-168.

Особистий внесок здобувача: дослідження кінетичних закономірностей сорбції ІА в аналітичних умовах з метою концентрування потрійного відновленого ГПА P(V), розробка сорбційно-спектрофотометричних і візуально-тестових методик визначення малих вмістів фосфатів та їх апробація на різних типах вод.

7. Сіманєнко Т.В. Дослідження та використання в аналізі асоціату молібдовольфрамоарсенату з кристалічним фіолетовим в міцелярних середовищах / Т.В. Сіманєнко // ІІ Всеукр. конфер. молодих вчених з акт. пит. Хімії: тези доп.. – Дн-ськ, 2004. – С. 93.

8. Симаненко Т.В. Влияние неионных ПАВ и других факторов на устойчивость 12-гетерополианионов в реакциях с органическими красителями / Т.В. Симаненко, Л.П. Цыганок, А.Б. Вишникин // Аналитика России 2004: Всеросс. конфер. по аналит. химии: тезисы докл.– Москва, 2004.– С. 365.

9. Сіманєнко Т.В. Визначення РО₄^3- та AsО₄^3- у суміші за реакцією утворення іонного асоціата молібдовольфрамових ГПК з кристалічним фіолетовим / Т.В. Сіманєнко, Л.П. Циганок // Львівські хімічні читання – 2005: Х наук. конфер.: зб. наук. праць.– Львів, 2005.– С. А14.

10. Симаненко Т.В. Изучение и использование в анализе реакций восстановления молибдовольфраматов и образования их ассоциатов с кристаллическим фиолетовым / Т.В. Симаненко, Н.И. Масляная // VІ регіон. конфер. молодих вчених та студентів з акт. пит. хімії: тези доп..– Дн-ськ, 2005. – С. 88.

11. Simanenko T.V. Using of the micellar medium, basic dues and preconcentration on the polyurethane foams for the determination of phosphorus and arsenic / T.V. Simanenko, L.P. Tciganok, A.B. Vishnikin, L.V. Karmazina // Analytical chemistry and chemical analysis: International Conference: аbstracts.– Kiev, Ukraine, 2005.– P. 285.

12. Старова Т.В. Сорбційно-фотометричне визначення As(V) у вигляді іонного асоціату 10-молібдо-2-вольфрамоарсената з кристалічним фіолетовим / Т.В. Старова, Г.О. Петрушина // ІV Всеукр. конфер. молодих вчених та студ. з акт. питань хімії: тези доп.. – Дн-ськ, 2006.– С. 81.

13. Старова Т.В. Концентрування та визначення малих вмістів Арсену(V) та Фосфору(V) з використанням їх гетерополікомплексів / Т.В. Старова, Л.П. Циганок // Сесії Наукової ради НАН України з пробл. «Аналітична хімія»: тези доп. – Харків, 2007.– С. 33.

14. Старова Т.В. Роль мицеллярных сред НПАВ в стабилизации гетерополианионов Р(V), As(V) / Т.В. Старова, А.Н. Вакулич, Л.П. Цыганок, А.Б. Вишникин // Междунар. Чугаевская конфер. по координац. Химии: тезисы докл.. – Одесса, 2007. – С. 669.