РОЗДІЛ 2
ВИХІДНІ РЕЧОВИНИ, ПРИЛАДИ І ТЕХНІКА ЕКСПЕРИМЕНТУ
2.1. Об’єкти дослідження. Матриці для іммобілізації
високомолекулярних ЧАС
Вибір об’єктів дослідження в дисертаційній роботі обумовлений тим, що АПАР є
головною складовою миючих засобів, які широко використовуються в побуті, а
також у промисловості як флотоагенти, стабілізатори емульсій, екстрагенти та
інше. Великий об’єм виробництва і споживання АПАР призводить до їх потрапляння
в стічні та природні води і, як наслідок, забруднення світового океану, що має
негативний вплив на біосферу в глобальних масштабах. Існує багато методик
визначення АПАР [132, 133], однак високі вимоги санітарно-екологічного контролю
потребують створення нових високочутливих, експресних та зручних методик,
придатних для аналізу природних та стічних вод на рівні ГДК [134] (табл. 2.1).
Вміст іонів Бісмуту, Moлібдену, Феруму, Хрому, Мангану, Урану та Йоду в
об’єктах довкілля, зокрема у водах різних категорій регламентується
відповідними нормативними документами і стандартами [117, 135, 136] (ГДК
елементів наведено в табл. 2.1). Бісмут широко застосовується у промисловості
як складова багатьох сплавів, а його сполуки як антацидні препарати – у
медицині. Основними джерелами забруднення довкілля Бісмутом є стічні води
металургійного, хімічно-фармацевтичного, косметичного та гальванічного
виробництв. Привернення особливої уваги до Урану пов’язане з новими аспектами
його використання в ядерних реакторах як джерела енергії. Це стосується пошуку
нових джерел сировини, технології переробки, утилізації відходів, моніторингу
навколишнього середовища та контролю за вмістом його сполук у водах
техногенного походження. Молібден, Ферум, Манган, Йод – є біогенними елементами
[137–142]. Молібден важливий мікроелемент, малі кількості якого каталізують
біологічні процеси, а при високих концентраціях накопичуються в організмі в
людини. Манган і Ферум відіграють роль у кровотворенні людини. Проте великі
дози Мангану є сильною отрутою, що викликає анемію, розлад нервової системи, і
можуть навіть призвести до смерті людини. Ферум менш токсичний, але при
перевищенні ГДК негативно впливає на організм людини. Всі сполуки хрому(VI) є
токсичними, навіть їх мікрокількості викликають подразнення шкіри та слизових
оболонок, негативно впливають на нирки. За несприятливих екологічних умов,
викликаних Чорнобильською аварією та дефіцитом Йоду в більшості областей
України, спостерігається підвищення ступеня захворюваності населення на
ендемічний зоб. У зв’язку з цим було прийнято державну програму йодування
продуктів харчування. Все це вимагає розробки простих, надійних та достатньо
чутливих аналітичних методик визначення вказаних елементів і сполук.
Таблиця 2.1
Регламентований вміст елементів та сполук у водах, що є
об’єктами дослідження [117, 135, 136]
Елемент,сполука
ГДК, мг/л
Ві
0,10
Сr(VI)
0,05
Fe
0,30
Mn
0,10
Mo
0,07
1,00*
0,05
АПАР
0,50
*– оскільки для сполук Йоду величини ГДК у воді не регламентовано, то в таблиці
наведено санітарну норму – ГДК робочої зони (мг/м3).
В окремих галузях науки, техніки і технології з’явились роботи, що стосуються
створення нових матеріалів на основі модифікованих кремнеземів [143, 144], і
вивчення відповідно хімічної індивідуальністі модифікаторів та кремнеземів, як
твердої матриці. З аналітичної точки зору закріплення органічних реагентів на
поверхні широкопористих кремнеземів є новим і перспективним науковим напрямком,
що дозволяє отримати сорбенти для селективного вилучення і концентрування іонів
металів, аніонів та інших компонентів. Сорбція на кремнеземних мінеральних
матрицях забарвлених сполук є основою для створення СС та ВТ методик аналізу.
Іоніти [145–149], в яких як носій для закріплення реагентів-модифікаторів
застосовують мінеральні матриці, мають переваги порівняно з органічними
полімерними іонітами, а саме: хімічну і механічну міцність, відсутність
набухання в різних розчинниках, високу швидкість масообміну. Не менш важливим в
аналітичній практиці є і те, що мінеральні носії мають жорсткий каркас, добре
розвинену поверхню, термічну і гідролітичну стійкість. Широкий вибір
кремнеземних матриць з питомою поверхнею від одиниць до сотень квадратних
метрів на грам дозволяє підібрати такий матеріал, який забезпечує оптимальну
площу контакту кремнезему з сорбатом-модифікатором. Застосовуючи
одноріднопористі кремнеземи, можна досягти приблизно однакового ступеня
взаємодії молекул сорбату з усією поверхнею сорбенту. Але гідролітична
стабільність аморфних кремнеземів є обмеженою, вони нестійкі в сильно кислому і
лужному середовищах, проте в межах pH 2–8 розчинність їх є мінімальною і
постійною. Особливою перевагою кремнезему є також його незначна власна
каталітична активність, що різко знижує вірогідність перебігу небажаних
побічних процесів. Найбільш важливим різновидом аморфного кремнезему є СГ –
сухі гелі полікремнієвої кислоти.
Інтерес до СГ, як матриці для модифікування аналітичними реагентами, пов’язаний
із сполученням в ньому низки цінних властивостей: високої адсорбційної
спроможності, здатності до багаторазової регенерації твердої матриці без втрати
адсорбційної активності, можливості отримання його в гранульованому і
порошкуватому станах, а також відсутності власного світлопоглинання в оптичній
ділянці спектра та ін.
Одним з перспективних способів одержання твердофазних матеріалів-сорбентів
нового покоління є закріплення різноманітних речовин на поверхні мінеральної
матриці. У цьому разі визначальну хіміко-аналітичну роль в системі “речовина на
носії” відіграє модифікатор. Закріплення
- Київ+380960830922