Розділ 2
Методична частина
2.1. Вихідні речовини та матеріали
2.1.1. Реактиви та розчинники.
В роботі використовувались наступні КПАР: цетилпіридиній бромід
(C16H33NC5H5Br), тетрадецилпіридиній бромід (C14H29NC5H5Br),
пентадецилпіридиній бромід (C15H31NC5H5Br), цетилтриметиламоній бромід
(C16H33N(CH3)3Br), етоній [C10H21COOCH2N+(CH3)2CH2-]2 Ч 2Cl-; АПАР -
додецилсульфат натрію (C12H25OSO3Na), неіоногенна ПАР – синтанол ДС-10 (на
основі первинних жирних спиртів CnH2n+1O(C2H4O)mH, де n=10ё18, m=8ё10). Для
приготування вихідних водних розчинів ПАР з концентрацією 1Ч10-3 моль/дм3
використовувались наважки сухих препаратів, що розчинялись у бідистильованій
воді при кімнатній температурі. Розчини менших концентрацій отримували
розведенням вихідних дистильованою водою (рН 5,8).
Цинкон (2-карбокси-2ў-гідрокси-5ў-сульфоформазилбензол) [98] є практично
нерозчинним у воді через значну гідрофобність його молекул (рис. 2.1), тому
вихідний розчин цинкону з концентрацією 2Ч10-3 моль/дм3 був приготовлений
розчиненням 0,042 г порошку цинкону в 10 см3 0,1 моль/дм3 розчину NaOH і
доведений до об’єму 50 см3 бідистильованою водою. Цей розчин є стійким протягом
5 днів. Робочий розчин цинкону готували для кожної проби окремо, змішуючи 2 см3
вихідного розчину, 13 см3 боратного буферного розчину (рН 9,8) і 10 см3
дистильованої води.
Вихідні розчини тиазинового червоного (ТЧ)
(дегідротіопаратолуїдин-3-сульфокислота-(4-азо-2ў)-1ў-нафтол-4ў-сульфонат
натрію) [8] з концентрацією 1Ч10-3 моль/дм3 готували розчиненням наважок сухої
речовини у бідистильованій воді. Вони є стійкими протягом тривалого часу.
Розчини менших концентрацій отримували розведенням вихідних дистильованою
водою. Схематична будова молекули ТЧ зображена на рис. 2.1.
а) б)
Рис. 2.1. Структурні формули молекул реагентів: а) цинкон; б) ТЧ
Розчини Hg, Zn, Cd і Pb отримували відповідним розведенням стандартних розчинів
бідистильованою водою. Розчин Cu готували розчиненням металічної міді в
концентрованій HNO3, упарюванням до сухого осаду і наступним розчиненням в HNO3
з концентрацією 0,05 моль/дм3. Водні розчини фенолу (C6H5OH) з концентрацією
10-3 моль/дм3 готувались розведенням концентрованої речовини у дистильованій
воді.
Розчини сульфодитизону для фотометричного виначення Hg та
4-(2-піридилазо)-резорцину для фотометричного визначення Cu, Cd і Pb готувались
за методикою [99].
Для приготування боратного буферного розчину з рН 9,8 використовувались
речовини NaOH та Na2B4O7, які розчинялись у дистильованій воді наступним чином:
36,3 см3 розчину NaOH з концентрацією 0,1 моль/дм3 доводилось до об’єму 100 см3
розчином Na2B4O7 з концентрацією 0,05 моль/дм3. Для приготування кислотного
калій-фосфатного буферного розчину з рН 1,68 використовувались стандарт-титри
виробництва Черкаського державного заводу хімреактивів.
2.1.2. Силікагель та сорбенти, синтезовані на його основі.
В якості основного сорбенту в роботі був використаний силікагель виробництва
фірми Merck із розмірами частинок 0,06–0,16 мм, 0,1–0,2 мм , 0,2–0,35 мм
(питома площа поверхні ~380 м2/г) та середнім розміром пор 20 нм. Проводились
дослідження також і з силохромом С-80 з розміром частинок 0,2–0,35 мм та
0,35–0,5 мм (питома площа поверхні ~80 м2/г) та середнім розміром пор 50 нм.
Для отримання алліл-пропілтіосечовинного сорбенту (АПТСС) (рис. 2.2) силохром
С-80 (фракція 0,2–0,35 мм) за відомою методикою [100] був модифікований
молекулами Nў-алліл-N-пропілтіосечовини. За даними гравіметричного аналізу на
сірку [102] концентрація прищепленої сполуки на поверхні АПТСС складала 0,11
ммоль/г.
а) O -C2H5 S
SiO2 -O - Si -CH2 -CH2-NH -C-NH -CH2 -CH =CH2
O -C2H5
б) O -C2H5
SiO2 - O -Si -CH2 -CH2 -CH2 -SH
O-C2H5
в) O -C2H5
SiO2 -O-Si-CH2 -CH2 -CH2
O -C2H5 S
S
O -C2H5
-O-Si-CH2 -CH2 -CH2
O-C2H5
Рис. 2.2. Структурні формули сполук, прищеплених на поверхні силікагелів: а)
АПТСС; б) МПС; в) ДПДС
Метилпропільний сорбент (МПС) (рис. 2.2) був синтезований прищепленням
меркаптогруп –SH на поверхні силікагелю фракції 0,06–0,16 мм. Використовувався
модифікатор виробництва фірми “Merck”, концентрація прищеплених груп
визначалась методом йодометрії [102] і становила 0,7 ммоль/г.
Дипропілдисульфідний силікагель (ДПДС) (рис. 2.2) був синтезований із
меркаптопропільного, в результаті прищеплені сірковмісні групи утворили попарно
з’єднані сульфідні містки, концентрація яких становила 0,35 ммоль/г.
Методики синтезу сорбентів описані в додатку.
2.1.3. Емульсії масло–вода, стабілізовані ПАР.
Емульсії М/В були приготовлені на основі дистильованої води з використанням
мінерального масла (ТУ У 22589938.005-95А, аналог за класом SAE 15W40) та
дезодорованої соняшникової олії в якості дисперсної фази і стабілізовані ДДС.
Емульгування шляхом механічного змішування тривало 10 хв. при Т = 16°С
безпосередньо перед плазмохімічною обробкою. Вказані емульсії є стабільними
протягом декількох діб. Концентрація масла в них складає 4 г/дм3 , а ДДС – 0,02
моль/дм3.
2.2. Прилади та методи досліджень
2.2.1. Спектрофотометрія розчинів і колоїдних систем, вимірювання рівноважних
концентрацій металів.
Вимірювання оптичної густини розчинів проводили на спектрофотометрі СФ-26 з
використанням кювет об’ємом 4 см3 і довжиною оп