Экстракционно-фотометрическое определение меди с ализариновым желтым Р и триизобутилфосфатом в пищевых продуктах | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Рустамов Н. Х., Рустамова У. Н. Экстракционно-фотометрическое определение меди с ализариновым желтым Р и триизобутилфосфатом в пищевых продуктах // Молодой ученый. — 2012. — №8. — С. 47-50. — URL https://moluch.ru/archive/43/5068/ (дата обращения: 19.07.2018).

Антропогенное воздействие на окружающую среду приводит к постоянному накапливанию микроэлементов в органах и тканях животных, растений, и, как следствие, к загрязнению продуктов питания. Например, медь, хотя и является необходимым элементом для живых организмов, при повышенном содержании обладает токсичностью. Токсичность меди проявляется при ее потреблении 125-200 мг в день [1].

Арбитражный метод определения меди в пищевых продуктах – атомно-абсорбционный. Для продуктов, богатых медью, определение можно проводить без предварительного концентрирования. Для текущих исследований – фотометрический с диэтилдитиокарбаматом натрия, с диэтилдитиокарбаматом свинца или дибензилдитиокарбаматом цинка [1].

Для фотометрического определения меди предложено большое число хелатообразующих реагентов разных классов. Медь проявляет сильное сродство к обычным донорным атомам – О, N, S. Кроме аминов, фенольных или спиртовых оксисоединений применяются меркаптаны, тиокислоты и другие соединения.

S – аналоги кислородсодержащих соединений наиболее реакционноспособны по отношению к меди [2]. Для фотометрического определения меди применяются также ее разнолигандные комплексы с хромогенными органическими реагентами и фосфорсодержащими лигандами [3, 4].

Нами исследован разнолигандный комплекс (РЛК) меди с хромогенным органическим реагентом – 4-нитробензол-1-азо-1'-(3'-карбокси-4-гидроксибензолом) ализариновым желтым Р (АлР) и фосфорсодержащим лигандом – триизобутилфосфатом (ТИБФ) и разработана методика ее экстракционно-фотометрического определения.

Растворы и реагенты. Стандартный 1,6 10-3 М раствор ионов меди(II) готовили из свежеперекристаллизованной соли CuSO45H2O. Раствор ионов меди(II) стандартизировали йодометрически. Рабочий раствор, содержащий 10 мкг/мл ионов меди(II), готовили разбавлением исходного.

Триизобутилфосфат очищен промыванием раствором соды, водой с последующим высушиванием и перегонкой при пониженном давлении. ТИБФ использован в виде 2М раствора в гексане или циклогексане. АлР использован в виде 510-3 М раствора в воде, рН которого предварительно доведен до 10.

Все остальные применяемые реагенты и растворители имели квалификацию «хч» или «осч» и использовались без дополнительной очистки.

Необходимые условия создавали 0,1 М H2SO4 или NaOH, необходимые значения рН – универсальным или боратным буферными растворами.

Аппаратура. Значение рН растворов контролировали при помощи универсального иономера ЭВ-74. Спектрофотометрические исследования окрашенных экстрактов проводили на спектрофотометре СФ-46. При разработке аналитических прописей оптическую плотность экстрактов измеряли на фотоколориметре КФК-2.

Методика эксперимента. В делительные воронки или пробирки с притертыми пробками вводили определенные объемы рабочего раствора ионов меди, 0,2 мл 510-3М раствора АлР и 2 мл боратного буферного раствора с рН 10. Объем водной фазы доводили до 10 мл (возможно и до 30 мл) дистиллированной водой. К смеси прибавляли 5 мл смеси (7:3) циклогексана с ТИБФ и взбалтывали в течение минуты. По расслоении органическую фазу отделяли от водной и оптическую плотность измеряли при l=0,5 см, =490 нм относительно экстракта реагента.

Экспериментальная часть

Условия образования и экстракции комплекса. Электронные спектры поглощения циклогексан-триизобутилфосфатного экстракта (7:3) показывают, что Cu(II) с АлР и ТИБФ в интервале рН 6,0-13 образует комплекс одного состава. Оптимальным условием образования и экстракции комплекса является рН 10.

Оптимальное отношение объемов водной и органической фаз для экстракции комплекса Vв:Vо= 30:5. Комплекс меди (II) с АлР и ТИБФ образуется сразу после смешения компонентов, равновесие достигается за 30 сек встряхивания. В органической фазе комплекс устойчив в течение изученных одних суток. Экстракция комплекса убывает в ряду органических растворителей: циклогексан = гексан > толуол > С6Н6 > CCl4. Максимальное извлечение меди (II) в виде РЛК наблюдается при 310-4 М концентрации АлР и 2М – ТИБФ. Комплекс Cu(II) с АлР и ТИБФ в гексановом экстракте не имеет определенного максимума, наибольшая разница оптических плотностей относительно экстракта АлР наблюдается при 480 нм. Комплексообразование сопровождается большим гиперхромным сдвигом, так как в условиях образования комплекса извлечение реагента незначительно.

Состав комплекса. Медь (II) с dsp2 гибридными орбиталями образует плоские квадратные комплексы. Однако, плоские квадратные комплексы Cu(II) с одним неспаренным электроном способны присоединить дополнительные лиганды, образуя октаэдрические комплексы [2].

В составе РЛК молярное соотношение Cu:АлР:ТИБФ, установленное методами прямой линии, сдвига равновесия, ограниченно-логарифмическим [5], оказалось равным 1:1:2. Графическим методом установлено, что при образовании РЛК из каждой молекулы АлР вытесняется два протона [6]. Определением степени полимеризации установлена мономерность РЛК в органической фазе [7].

Установлено, что Cu(II) с АлР и ТИБФ образует смешеннолигандный РЛК в составе {CuАлР [О=Р(ОС4Н9)3 ] 2}.

Определены истинные значения молярного коэффициента поглощения (k= 1,34105) [8], двухфазные константы устойчивости (lgk=19,771) [5] комплекса, коэффициент распределения (D=13,3) и степень извлечения (Е=95%) меди [9].

Экстракционно-фотометрическое определение меди с АлР и ТИБФ в пищевых продуктах. Разработана методика экстракционно-фотометрического определения меди (II) с АлР и ТИБФ, позволяющая определить 0,2-10 мкг меди в объеме водной фазы до 30 мл с достаточной точностью.

Определению меди с АлР и ТИБФ не мешают: щелочные, щелочноземельные и редкоземельные элементы при соотношении ион:Cu= 1000-10000, а также H2PO4- и HPO42-(15000), VIV и тиокарбамид (1000), CrVI(600), GeIV и цитрат-ион (500), ZrIV(375), ZnII и HgII(300), BiIII, AlIII (250), MoVII (125), CrIII, ThIV и ЭДТА (100), AgI (200), TiIV (25), GaIII, FeIII, PdII (5). Мешают: Mn(II), Ni(II), Co(II). В присутствии NaH2PO4 не мешают: MnII (150), CoII (60), NiII(3).

Методика экстракционно-фотометрического определения меди(II) с АлР и ТИБФ высокочувствительна (k= 1,34105), селективна и позволяет прямое определение ее в сложных природных и промышленных материалах, а также в объектах окружающей среды и пищевых продуктах. Методика апробирована при анализе пищевых продуктов: фасоли, желатина, бараньих почек и пшеничных отрубей.

Методика экстракционно-фотометрического определения меди (II) с АлР и ТИБФ сопоставлена с наиболее известной методикой экстракционно-фотометрического определения ее с диэтилдитиокарбаминатом свинца (Pb-ДЭДК), которая широко применяется при определении меди в природных и промышленных материалах, в том числе и в пищевых продуктах [2, с.235]. Установлено, что методика экстракционно-фотометрического определения меди с АлР и ТИБФ по чувствительности и избирательности превосходит все известные фотометрические методики ее определения, и в том числе методику экстракционно-фотометрического определения ее с Pb-ДЭДК. Молярный коэффициент поглощения разнолигандного комплекса Cu(II) с АлР и ТИБФ (εк=1,34∙105) более чем в 10 раз превосходит коэффициент поглощения ее комплекса с ДЭДК (εк=1.3∙104). Кроме того, экстракционно-фотометрическому определению меди с Pb-ДЭДК мешают: Ag, Tl(III), Bi(III), Hg(II) и в определенных условиях Рb. Мешающее влияние ионов Ag(I) устраняется осаждением его в виде AgCl; Tl(III) – восстановлением его до Tl(I); Bi(III) удаляют из органической фазы встряхиванием с 5 N HCl. В присутствии иона Pb для полного образования и экстракции хелата меди экстракцию необходимо проводить по крайней мере в течение 15 минут. Мешающее влияние ртути не удается устранить, так как хелат ртути (II) с ДЭДК хотя и бесцветный, но более устойчивый, чем хелат Cu(II) с ДЭДК и ионы ртути легко замещают ионы Cu(II). Определению Cu(II) с АлР и ТИБФ мешают лишь ионы Mn(II), Ni(II), Co(II), которые маскируются с помощью NaH2PO4. Следует отметить также сложность и длительность приготовления раствора Pb-ДЭДК.

Определение меди в фасоли [10]. Навеску фасоли (10 г) измельчали и высушивали в фарфоровой чашке сначала при 60-70С, далее при температуре 105С. Сухой остаток озоляли в муфельной печи при 500С. Золу растворяли в разбавленной (1:1) HNO3 и выпаривали до влажных солей, которые далее растворяли в воде, отфильтровывали в мерную колбу на 100 мл. Содержание меди определяли с АлР и ТИБФ, а также с диэтилдитиокарбаматом свинца [1]. Результаты представлены в таблице.

Определение меди в желатине [11]. 5 г желатина в фарфоровой чашке размокали 50 мл дистиллированной воды в течение 2-3 часов. К набухшему желатину добавляли 25 мл (1:1) HNO3 и нагревали на кипящей водяной бане в течение 2-х часов. Раствор отфильтровали и нейтрализовали NH4OH (1:1), переносили в мерную колбу на 50 мл. В растворе содержание меди определяли с АлР и ТИБФ, а также с диэтилдитиокарбаматом свинца. Результаты представлены в таблице.

Определение меди в пшеничных отрубях [1]. 5 г навески пшеничных отрубей высушивали в сушильном шкафу в фарфоровых чашках при температуре 105С до воздушно-сухого состояния. Затем чашку устанавливали на асбестовой пластинке, содержимое сжигали на открытом огне. Обугленный остаток вместе с чашкой переносили в муфельную печь и прокаливали при температуре 800С. Минерализованный остаток растворяли в 0,1 N HNO3 и фильтровали через фильтр средней плотности в колбу на 100 мл. Содержание меди определяли с АлР и ТИБФ, а также с диэтилдитиокарбаматом свинца. Результаты представлены в таблице.

Определение меди в бараньих почках. Навеску (3 г) почек высушивали в фарфоровом тигле в сушильном шкафу до удаления влаги и озоляли сначала при низкой температуре, затем нагревание усиливали. После прекращения выделения паров и газов обеспечивали лучший приток воздуха к озоляемому веществу. Одновременно усиливали нагревание до очистки стенок тигля и крышки от налета летучих продуктов горения. Крышку снимали и озоление продолжали в муфельной печи, доведенной до темно-красного каления, что соответствует 500С. Для ускорения озоления вынимали тигель из муфельной печи, охлаждали, содержимое тигля смачивали 3%-ным раствором Н2О2, подсушивали на водяной бане и в сушильном шкафу, и вновь прокаливали до получения однородной массы бурого цвета, которую растворяли в горячей воде, подкисленной 2 N НСl. Фильтровали в мерную колбу на 100 мл и содержание меди определяли с АлР и ТИБФ, а также диэтилдитиокарбаматом свинца. Результаты представлены в таблице.

Таблица

Результаты определения меди в пищевых продуктах (), мг/кг

(n=5, Р=0,95)

Анализирумый материал

Медь определена с

АлР + ТИБФ

Диэтилдитиокарбаматом свинца

Фасоль

5,70,06

6,20,13

Желатин

12,10,1

11,80,3

Отруби пшеничные

5,20,1

5,70,2

Почки

13,20,12

15.20,2


Таким образом, разработана высокоизбирательная и чувствительная методика экстракционно-фотометрического определения меди(II) с АлР и ТИБФ в пищевых продуктах.

Выводы

1. Спектрофотометрическим методом исследован разнолигандный комплекс меди (II) с хромогенным органическим реагентом – ализариновым желтым Р и триизобутилфосфатом. Установлены условия образования и экстракции, состав, физико-химические и аналитические свойства комплекса.

  1. Разработана высокочувствительная, избирательная методика экстракционно-фотометрического определения меди. Методика апробирована при анализе пищевых продуктов: фасоли, пшеничных отрубей, желатина и бараньих почек


Литература:

  1. Скурихин И.М.-В. Проблемы аналитической химии. Том VIII. Методы анализа пищевых продуктов. – М.: Наука, 1988. с.132.

  2. Умланд Ф., Янсен А., Тиринг Д., Вюнш Г. – В кн.: Комплексные соединения в аналитической химии. – М.: Мир, 1975, с.60.

  3. Рустамов Н.Х., Рустамова У.Н., Вердизаде Н.А. Завод.лабор. Диагн.матер. 1999, №4, с.3.

  4. Рустамов Н.Х., Рустамова У.Н. Изв. ВУЗов. «Хим и хим.технол». 1995, – 38, №3, с.40.

  5. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа. -М.: Химия, 1976, – 386 с.

  6. Конькова О.В. / ЖАХ, 1964. Т.19, №1. с.73.

  7. Ахмедли М.К., Калигин А.Е., Иванова Л.И. и др. / ЖНХ. 1974.Т. 19. № 8. с. 2007.

  8. Комарь Н.П. / Уч.запис. Харьков. Ун-та. 1951. №8. с.44.

  9. Козина Г.Б. / Дифенилантипирилметановые красители как реагенты на бор// Автореф.дис.к.х.н. – М.: 1968. 25с.

  10. Рустамов Н.Х., Рустамова У.Н. Тез. докл. научн. конф. посвящ. 100-летию акад. М.Ф. Нагиева. Баку, 2008, с.79.

  11. Рустамов Н.Х., Гаджиева С.Р., Рустамова У.Н. Тез. докл. конф. посвящ. 85-летию Г.А. Алиева. Баку. 2008, с.59.

  12. Бурштейн Л.И. Методы исследования пищевых продуктов. – М.: Госмедиздат, 1991, – 643с.

Основные термины (генерируются автоматически): медь, III, органическая фаза, содержание меди, экстракция комплекса, комплекс, методика, мерная колба, сушильный шкаф, муфельная печь.


Похожие статьи

Исследование комплексообразования мeди...

III, медь, дистиллированная вода, комплекс, оптическая плотность, органическая фаза, фторид натрия, водная фаза, RSD, щавелевая кислота. Ключевые слова. определение, экстракционно-фотометрический метод, 2, медь...

Синтез органических производных меди (II)

Органические производные двухвалентной меди — это, прежде всего, соли карбоновых кислот (карбоксилаты), а также различные комплексы

Для этого навеску соли массой 2,7 г на часовом стекле помещали в сушильный шкаф и выдерживали при температуре 85–90оС до...

Проблемы извлечения компонентов при проведении...

Наличие данных включений и мутности указывают на то, что органоминеральные комплексы растворились не в полном объеме, следовательно, катионы металлов переведены в раствор в

4 мл HNO3 конц., выдержка в муфельной печи 4 часа (наиболее применяемая методика).

Экстракционно-фотометрическое определение меди(II)...

Установлены условия образования и экстракции, состав, физико-химические и аналитические свойства комплексов. Разработаны экстракционно-фотометрические методики определения меди.

Лабораторные исследования процесса обжига медного...

Рис. 2 – Зависимость извлечения меди в раствор из огарка от заданных факторов. Результаты изучения влияния размера гранул на степень перехода серы в газовую фазу дают информацию о

βCu,%– содержание меди в кеке, а – влияние температуры обжига, t,°С

Экспресс-методы определения ионов меди и кадмия...

Длина окрашенной зоны кубиков пропорциональна концентрации меди. Определению мешают серебро, ртуть и йодиды.

В ходе эксперимента определяли содержание подвижных форм меди с помощью экспресс — методов и стандартными методиками (табл. 1). Для проведения...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Исследование комплексообразования мeди...

III, медь, дистиллированная вода, комплекс, оптическая плотность, органическая фаза, фторид натрия, водная фаза, RSD, щавелевая кислота. Ключевые слова. определение, экстракционно-фотометрический метод, 2, медь...

Синтез органических производных меди (II)

Органические производные двухвалентной меди — это, прежде всего, соли карбоновых кислот (карбоксилаты), а также различные комплексы

Для этого навеску соли массой 2,7 г на часовом стекле помещали в сушильный шкаф и выдерживали при температуре 85–90оС до...

Проблемы извлечения компонентов при проведении...

Наличие данных включений и мутности указывают на то, что органоминеральные комплексы растворились не в полном объеме, следовательно, катионы металлов переведены в раствор в

4 мл HNO3 конц., выдержка в муфельной печи 4 часа (наиболее применяемая методика).

Экстракционно-фотометрическое определение меди(II)...

Установлены условия образования и экстракции, состав, физико-химические и аналитические свойства комплексов. Разработаны экстракционно-фотометрические методики определения меди.

Лабораторные исследования процесса обжига медного...

Рис. 2 – Зависимость извлечения меди в раствор из огарка от заданных факторов. Результаты изучения влияния размера гранул на степень перехода серы в газовую фазу дают информацию о

βCu,%– содержание меди в кеке, а – влияние температуры обжига, t,°С

Экспресс-методы определения ионов меди и кадмия...

Длина окрашенной зоны кубиков пропорциональна концентрации меди. Определению мешают серебро, ртуть и йодиды.

В ходе эксперимента определяли содержание подвижных форм меди с помощью экспресс — методов и стандартными методиками (табл. 1). Для проведения...

Задать вопрос