Способ определения кобальта (ii) c использованием полиметакрилатной матрицы


 


Владельцы патента RU 2428686:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет" (ТГУ) (RU)

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к методам определения кобальта (II), и может быть использовано при его определении в природных и питьевых водах, в технологических растворах, а также в фармацевтических препаратах. Способ включает приготовление раствора кобальта (II), извлечение кобальта (II) мембраной с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, последующее ее отделение от раствора, измерение аналитического сигнала и оценку содержания кобальта (II), в качестве мембраны применяют полиметакрилатную матрицу с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, в качестве аналитического сигнала используют светопоглощение при 620 нм или визуальную оценку интенсивности окраски оптической мембраны, оценку содержания кобальта проводят по градуировочному графику или визуально-тестовым методом. Достигается повышение чувствительности и информативности анализа. 3 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к методам определения кобальта (II), и может быть использовано при его определении в природных и питьевых водах, в технологических растворах, а также в фармацевтических препаратах.

Известен способ определения кобальта (II) на твердой фазе методом диффузной отражательной спектроскопии (пат. 2374638, Россия, МПК G01N 31/22. Способ определения кобальта (II) / Лосев В.Н., Мазняк Н.В., Дидух С.Л., Трофимчук А.К., - №2008140259/04; заявл. 2008.10.09; опубл. 2009.11.27). Способ основан на количественном извлечении кобальта (II) из раствора с рН 5-9 кремнеземом последовательно модифицированном полигексаметиленгуанидином и нитрозо-Р-солью. В результате комплексообразования кобальта (II) с нитрозо-Р-солью на поверхности сорбента образуется окрашенный в красно-коричневый цвет комплекс. Для оценки содержания кобальта (II) по градуировочному графику проводят измерение коэффициента диффузного отражения сорбента с полученным комплексным соединением кобальта (II) при 510 нм.

К недостаткам предложенного способа определения можно отнести сложность применяемого в способе оборудования для измерения коэффициента диффузного отражения сорбента, т.к. наиболее часто используемым методом в аналитических лабораториях является метод молекулярной спектроскопии, основанный на измерении поглощения света из-за его высокой способности к адаптации широкому кругу аналитических проблем. При разработке методов определения с использованием твердой фазы, основанных на измерении светопоглощения, в качестве носителей для иммобилизации реагентов используют различные прозрачные материалы.

Известен способ определения кобальта в фармацевтических препаратах на твердой фазе методом твердофазной спектрофотометрии (L.S.G.Teixeira, A.C.S.Costa, J.С.R.Assis, S.L.C.Ferreira and M.Korn/ Solid phase specrophotometry for the determination of cobalt in pharmaceutical preparation // microchimica Acta. 2001. V.137, N, P.29-33). Способ основан на выделении кобальта (II) из растворов с рН 7 кремнеземом С-18 с иммобилизованным 1-(2-тиазолилазо)-2-нафтолом, последующим отделением сорбента от раствора и его фотометрирование при λ=572 нм.

К недостаткам предложенного способа определения кобальта можно отнести трудоемкость измерения светопоглощения кремнезема, что ведет к необходимости использования метода «двух длин волн» для учета влияния собственного поглощения сорбента на величину аналитического сигнала.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ определения кобальта методом спектрофотометрии с использованием триацетилцелюлозной мембраны (S. Rastegarzadeh and Z. Moradpour. Construction of an optical sensor for cobalt determination based on methyltrioctylammonium chloride immobilized on a polymer membrane // Instrumentation Science and Technology. 2007. N.35, P.637-647). Способ основан на сорбционном выделении кобальта (II) из растворов с рН 5 прозрачной триацетилцеллюлозной мембраной с иммобилизованным метилтриоктиламмония хлоридом, образовании окрашенного комплекса кобальта с реагентом в твердой фазе и измерении поглощения при длине волны 627 нм.

К недостаткам данного способа можно отнести использование в процессе подготовки мембраны для иммобилизации реагента вредного для здоровья людей вещества - этилендиамина, неудобный способ хранения готовой мембраны, невысокая чувствительность метода и высокий предел обнаружения.

Задачей настоящего изобретения является разработка чувствительного, экологически безопасного способа определения кобальта с низким пределом обнаружения и различными вариантами детектирования аналитического сигнала и оценки содержания кобальта.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе определения кобальта, включающем приготовление раствора кобальта (II), извлечение кобальта (II) мембраной с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, последующее ее отделение от раствора, измерение аналитического сигнала и оценку содержания кобальта (II), отличающийся тем, что в качестве мембраны применяют полиметакрилатную матрицу с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, в качестве аналитического сигнала используют светопоглощение при 620 нм или визуальную оценку интенсивности окраски оптической мембраны, оценку содержания кобальта проводят по градуировочному графику или визуально-тестовым методом.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что находящийся в растворе с рН 4-11 кобальт (II) извлекается полиметакрилатной матрицей с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом с образованием комплекса, окрашенного в зеленый цвет, имеющего в спектре поглощения максимум при длине волны 620 нм.

Иммобилизацию 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола в полиметакрилатную матрицу проводили его сорбцией из водно-этанольного раствора в статическом режиме. Для этого полиметакрилатную матрицу перемешивали в 2,5×10-4 М растворе реагента в течение 3 мин, при этом матрица окрашивалась в оранжевый цвет. Иммобилизованный реагент имеет максимум поглощения при 470 нм. В исследуемый раствор с рН 4-11, содержащий кобальт (II), вносили полиметакрилатную матрицу с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, тщательно перемешивали в течение 5 мин, вынимали, подсушивали фильтровальной бумагой, измеряли аналитический сигнал с последующим установлением зависимости величины аналитического сигнала от содержания кобальта (II) и его оценкой. Аналитические характеристики в сравнении с прототипом представлены в таблице 1.

Пример 1. Измерение поглощения полиметакрилатной матрицы и определение содержания кобальта по градуировочному графику.

В 50 мл анализируемого раствора с содержанием кобальта 0,0025-0,025 мг с рН 4-11 (NaOH, контроль рН-метром) помещали пластинку полиметакрилатной матрицы с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и перемешивали в течение 5 мин, затем вынимали, подсушивали фильтровальной бумагой и измеряли поглощение при 620 нм. Содержание кобальта находили по градуировочной зависимости, построенной в аналогичных условиях. Уравнение градуировочной зависимости имеет вид: А620=0,03+0,40·сСо (r=0,9988), где сСо - концентрация кобальта (II), мг/л. Диапазон линейности градуировочной зависимости составляет 0,05-0,5 мг/л. Предел обнаружения, рассчитанный по 3s-критерию, равен 0,03 мг/л.

Пример 2. Визуально-тестовое определение содержания кобальта. Для визуально-тестового определения кобальта получены цветовые шкалы путем сканирования образцов, полученных при построении градуировочной зависимости. Визуальное тест-определение выполняли аналогично методике, описанной в примере 1, с тем отличием, что после контакта с растворами кобальта (II) поглощение полиметакрилатных матриц не измеряли, а проводили сравнение их окраски с цветовой шкалой (см. чертеж) и полуколичественно определяли концентрацию элемента.

Пример 3. Определение содержание кобальта в стандартном образце и питьевой воде.

Подготовка питьевой воды к анализу. Отбор проб питьевой воды проводили в соответствии с ГОСТ Р 51593-2000. Для анализа отбирали аликвотную часть в мерную колбу на 50 мл и поступали, как указано в примере 1.

Оценку метрологических характеристик проводили по результатам определения кобальта в стандартном образце и добавок кобальта в пробе питьевой воды в соответствии с рекомендациями по метрологии РМГ 61. Результаты приведены в таблице 2. Среднее квадратическое отклонение результатов анализа, полученных в условиях повторяемости, и неисключенной систематической погрешности в относительных единицах составило не более 7,8% и 4,8% соответственно. Из представленных результатов видно, что система характеризуется хорошей точностью и прецизионностью в условиях повторяемости.

Пример 4. Определение кобальта (II) в медицинском препарате «Цианокобаламин».

Подготовка препарата «Цианокобаламин» к анализу. 12 мл 0,5 мг/мл раствора препарата «Цианокобаламин» помещали в фарфоровую чашку, приливали 2 мл концентрированной H2SO4 и нагревали до сухого остатка, затем чашку охлаждали, полученный раствор переносили в мерную колбу на 50 мл и разбавляли дистиллированной водой до метки. Из полученного раствора отбирали аликвотную часть 10 мл и поступали, как указано в примере 1.

Результаты определения кобальта (II) заявляемым способом представлены в табл.3. Правильность контролировали сравнением результатов определения кобальта в медицинском препарате «Цианокобаламин» предложенным методом и фотометрическим методом определения кобальта (II) в растворе с использованием реагента нитрозо-R-соль [Фотометрическое определение элементов / Марченко З. 1971, с.571]. Полученные результаты свидетельствуют о правильности и повторяемости предлагаемой методики определения кобальта (II).

Преимуществом заявленного изобретения является снижение предела обнаружения в 12 раз, увеличение чувствительности определения в 30 раз, различные способы измерения аналитического сигнала полиметакрилатной матрицы и оценки содержания кобальта. Кроме того, заявляемый способ определения кобальта не требует использования токсичных растворителей и других вредных веществ и является безопасным для здоровья людей.

Таблица 1
Аналитические характеристики определения кобальта (II)
Способ Время отклика, мин Уравнение градуировочной зависимости (cCo(II) - содержание кобальта, М) Диапазон определяемых содержаний, М Предел обнаружения, М
Прототип 7 А627=0,0469+798,4·cCo(II) (0,085-1,3)×10-4 5,9×10-6
Заявляемое изобретение 5 А620=0,0304+23447·cCo(II) (0,85-8,5)×10-6 5,1×10-7
Таблица 2
Результаты определения кобальта (II) в стандартном образце и питьевой воде (n=5; Р=0,95)
Объект Концентрация, мг/л Найдено, мг/л σr, % σc, % σ(Δ), %
Стандартный образец 0,1 (0,098±0,013) 4,2 4,8 6,4
0,3 (0,31±0,03) 3,8 3,9 5,5
Питьевая вода (уличное водоразборное устройство) Добавка, мг/л
0 0 - - -
0,1 (0,098±0,016) 7,8 1,9 8,0
0 0 - - -
0,2 (0,19±0,03) 7,6 2,7 8,0
σr,% - среднее квадратическое отклонение результатов анализа, полученных в условиях повторяемости;
σc, % - среднее квадратическое отклонение неисключенной систематической погрешности;
σ(Δ), % - среднее квадратическое отклонение погрешности результатов анализа.
Таблица 3
Определение кобальта (II) в медицинском препарате «Цианокобаламин» (n=5; Р=0,95)
Объект Найдено, мг/л sr,% Найдено, мг/мл (в пересчете на
Цианокобаламин)
sr,%
Медицинский препарат «Цианокобаламин» 21,1±2,3 4,4 0,49±0,05 4,4
(раствор для инъекций 0,5 мг/мл) 20,7±1,5* 2,8 0,48±0,03* 3,0
* - найдено фотометрическим методом с применением нитрозо-R-соли

Способ определения кобальта (II) с использованием полиметакрилатной матрицы, включающий приготовление раствора кобальта (II), извлечение кобальта (II) мембраной с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, последующее ее отделение от раствора, измерение аналитического сигнала и оценку содержания кобальта (II), отличающийся тем, что в качестве мембраны применяют полиметакрилатную матрицу с иммобилизованным 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом, в качестве аналитического сигнала используют светопоглощение при 620 нм или визуальную оценку интенсивности окраски оптической мембраны, оценку содержания кобальта проводят по градуировочному графику или визуально-тестовым методом.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к аналитической химии элементов применительно к анализу геологических и промышленных материалов, а также - технологических растворов и техногенных вод.

Изобретение относится к устройствам для экспресс-анализа веществ с помощью иммобилизованных химических индикаторов на твердофазных носителях и может быть использовано в лабораторной практике и полевых условиях для экспрессного определения неорганических ионов и органических веществ в окружающей среде, технологических объектах, организмах.
Изобретение относится к контролю качества автомобильного бензина. .
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для анализа очищенных сточных вод производства красителей. .

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения малых концентраций железа (III) в растворах чистых солей. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. .

Изобретение относится к способу получения материала на основе продукта окисления целлюлозы. .

Изобретение относится к аналитической химии применительно к определению железа (II) в очень малых концентрациях. .

Изобретение относится к области дезинфекции, в частности для экспресс-обнаружения действующего вещества дезинфектантов на поверхностях объектов

Изобретение относится к аналитической химии платиновых металлов применительно к анализу технологических растворов

Изобретение относится к аналитической химии применительно к определению кислотности сред, в частности, в воздухе рабочей зоны помещений (в том числе промышленных, в присутствии агрессивных сред)

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к средствам анализа небиологических материалов химическими способами, преимущественно с помощью химических индикаторов, и может быть использовано для экспрессного определения цимантрена в бензине, куда его добавляют для повышения октанового числа в качестве антидетонационной присадки
Изобретение относится к области аналитической химии элементов применительно к анализу технологических растворов и техногенных вод
Изобретение относится к аналитической химии элементов, в частности к методам определения кадмия (II), и может быть использовано при его определении в природных и техногенных водах
Изобретение относится к способу определения золота
Наверх