Abstrakt
Silikagel, postupně modifikovány s polyhexamethylene guanidine a pyrocatechin-3,5-disulfonová kyselina (Tiron), bylo navrženo pro sorpční separace a stanovení Fe(III) a Fe(II). Bylo zjištěno, že kvantitativní extrakce Fe(III) a její oddělení od Fe(II) byly dosaženy při pH 2,5–4,0, zatímco kvantitativní extrakce Fe (II) byla pozorována při pH 6,0–7,5., Intenzivní signál, který je charakteristický pro Fe (III), se objevil v EPR spektrech sorbentů po sorpci Fe(II) a Fe(III). Během interakce mezi Fe(II) a Tironem, upevněným na povrchu sorbentu, došlo k jeho oxidaci až do Fe(III). Červeno-lilac komplexy kompozice FeL3 byly vytvořeny na povrchu sorbentu během sorpce bez ohledu na počáteční oxidační hladinu železa. Spektrum difúzní odrazivosti povrchových komplexů vykazovalo široké pásmo s mírně vyjádřenou maximou při 480 a 510 nm., Byly vyvinuty postupy pro separaci a fotometrické stanovení Fe(III) a FE(II) při společné přítomnosti a stanovení celkového obsahu Fe jako Fe (II) v odpadních a přírodních vodách. Mez detekce železa byla 0,05 µg na 0,100 g sorbentu. Kalibrační Graf byl lineární až do 20,0 µg Fe na 0,100 g sorbentu. RSD při stanovení více než 0,2 µg Fe bylo méně než 0,06.
1., Úvod
speciace prvků, včetně stanovení různých oxidačních stavů prvků, v environmentálních objektech je důležitou výzvou analytické chemie. Železo se týká bioaktivních kovů a hraje důležitou biologickou roli v rostlinách, zvířatech a lidských bytostech. Přírodní vody obsahují železo v oxidačních stavech + 2 a +3 a obsah Fe (III) je mnohem vyšší než obsah Fe(II).
Fotometrické metody analýzy jsou nejrozšířenější metody pro stanovení železa v různých oxidačních stavech ; jsou vysoce citlivé a selektivní., Organická činidla používaná ve fotometrických metodách tvoří komplexní sloučeniny buď s Fe(III) nebo Fe (II). Nejznámějšími organickými činidly pro fotometrické stanovení Fe (II) jsou n-heterocyklické báze: 1,10-fenantrolin a 2,2′-dipyridyl . Kyselina sulfosalicylová a Tiron jsou nejpoužívanějšími fotometrickými činidly pro stanovení Fe (III).
Některé reagencie-deriváty di-2-pyridyl keton hydrazone: di-2-pyridyl keton benzoylhydrazone a di-2-pyridyl keton salicyloylhydrazone je známo, že tvoří komplexní sloučeniny s oběma Fe(II) a Fe(III)., Detekce Fe(II) se provádí při jedné vlnové délce, a pak druhá vlnová délka používá pro stanovení celkového obsahu železa; Fe(III) obsah se vypočte jako rozdíl mezi celkovým železa a Fe(II) obsahu.
následující přístupy se používají pro fotometrické stanovení Fe (II) a Fe(III) V jednom vzorku.
první je založen na aplikaci činidel, které tvoří komplexní sloučeniny s Fe (II) nebo Fe(III)., V tomto případě, je-li činidlo, které tvoří komplexy s Fe(II) je použita koncentrace Fe(III) se vypočítá jako rozdíl mezi celkovými železo (po redukci Fe(III) na Fe(II) pomocí kyseliny askorbové, hydroxylamin, nebo reductor minicolumn) a Fe(II) obsahu. Pokud činidla tvořící komplexy s Fe(III), je aplikován, koncentrace Fe(II), se vypočte jako rozdíl mezi celkovým železem (po oxidaci Fe(II) na Fe(III) pomocí peroxidu vodíku) a Fe(III) obsahu .,
druhý přístup je založen na použití dvou chelatační činidla, z nichž jeden je selektivní pro Fe(II) a druhý je selektivní pro Fe(III). Například, spektrofotometrické sekvenční vstřikovací systém byl navržen pro současné stanovení Fe(II) a Fe(III) na základě zavedení činidla (1,10-fenantrolin a sulfosalicylovou) do proudu vzorky. Následné zavedení EDTA do proudu za následek rozklad Fe(III) sloučeniny s sulfosalicylovou a vstřebávání Fe(II) sloučeniny s 1,10-fenantrolin byla měřena ., Fe (III) a FE (II) byly odděleny iontovou chromatografií oxidu křemičitého a stanoveny komplexací s kyselinou salicylovou a 1,10-fenanthrolinem . Kapilární zóny elektroforéza byla použita pro simultánní stanovení železa(II) a železo(III) selektivně v komplexu s 1,10-fenantrolin a trans-cyklohexan-1,2-diaminetetraacetic kyseliny .
třetí přístup je založen na odlišné optické vlastnosti nebo různé sazby pro tvorbu barevných komplexů Fe(II) a Fe(III) s některé organické činidla, například, kyselina gallová nebo Tiron .,
Organická činidla se používají v kombinaci různých metod separace a stanovení Fe(II) a Fe(III). Pro samostatné stanovení Fe (II) a FE (III) byl použit dvouřádkový vstřikovací systém s optrochemickou detekcí. Fe(III) byla stanovena pomocí fotometrické metody jako komplexní sloučeniny s sulfosalicylovou, a Fe(II) byla stanovena pomocí elektrochemické metody. Byla navržena metoda samostatného stanovení Fe(II) a Fe(III) pomocí atomové absorpční spektroskopie., Metoda je založena na sorpční separace Fe(II) jako jeho komplex s ferrozine na C18-modifikovaný křemen sloupec a přímé atomové absorpce stanovení Fe(III) v roztoku prošel přes sloupce, a pak, Fe(II) byl stanoven v eluátu po desorpce železa(II)-ferrozine komplexu pomocí atomové absorpční spektroskopie .
fotometrická metoda se používá ve spojení s sorpční prekoncentrací, aby se zlepšila její citlivost a selektivita. Železo může být určeno přímo v sorbentní fázi nebo v roztoku po desorpci ., Jsou navrženy sorbenty na bázi iontoměničových pryskyřic , polymethakrylátových matric , oxidu křemičitého , celulózy a naftalenu.
pro sorpční fotometrické stanovení Fe(III) a Fe(II) se upřednostňují bezbarvé sorbenty. Z tohoto hlediska jsou sorbenty na bázi oxidu křemičitého modifikované bezbarvými organickými činidly, které mohou vytvářet barevné komplexy s ionty železa, velmi slibné. Příklady takových činidel zahrnují Tiron (4,5-dihydroxybenzen-1,3-disulfonová kyselina), který tvoří barevné komplexní sloučeniny s Fe(III).,
byla studována sorpce Fe(III) komplexů s Tironem z vodných roztoků za použití iontoměničové pryskyřice AV-17 . Fe(III) tvoří komplex s Tiron v roztoku při pH 3,5–9,0 a Fe(II) – na pH 6.0–9.0; tento jev byl použit pro sorpce-fotometrické stanovení Fe(III) při pH 3,5 a celkový obsah Fe(II) a Fe(III) byla určena na pH 6-9.
V současné práci silikagel postupně modifikovány s polyhexamethylene guanidine a Tiron bylo navrženo pro sorpční separace a sorpce-fotometrické stanovení Fe(III) a Fe(II)., Postupy pro jednotlivé sorpce-fotometrické stanovení Fe(III) a Fe(II) z jednoho vzorku vody a sorpce-fotometrické a zkušební metoda pro stanovení celkového obsahu železa jako Fe(II) v přírodních vodách byly vyvinuty.
2. Experimentální
2.1. Činidla a chemikálie
všechna činidla byla analytického stupně. Pro přípravu roztoků byla použita deionizovaná voda.
standardní roztoky Fe(III) a Fe(II) (100 mg L−1) byly připraveny rozpuštěním FeSO4 a Fe2(SO4)3 v 0,1 M H2SO4., Pracovní roztoky s nižšími koncentracemi byly připraveny ředěním zásobního roztoku deionizovanou vodou bezprostředně před použitím.
Silikagel Silokhrom S-120 (frakce 0,1–0,2 mm, specifický povrch ~120 m2 g−1, průměr pórů průměr ~45 nm) byl použit jako matrice pro sorbent syntézy.
Zásobního roztoku polyhexamethylene guanidine hydrochloride (PHMG) (7.5% w/w roztoku) byl připraven rozpuštěním vážený část BIOPAG-D činidla (Ústav Ecotechnological problémy, Moskva, ruská Federace) v deionizované vodě.
a 0.,016 m Tiron zásobní roztok byl připraven rozpuštěním přesně vážené části činidla v deionizované vodě. Roztoky s nižšími koncentracemi byly připraveny zředěním počátečního roztoku deionizovanou vodou.
2.2. Přístroje
Difúzní reflektanční spektroskopie (DRS) v rozmezí 380-720 nm byly registrovány pomocí Pulsar Spectrophotocolorimeter (Himavtomatika, Rusko). Spektra byla vykreslena proti souřadnicím vypočteným pomocí funkce Kubelka-Munk; to znamená, že je vlnová délka (nm), kde je koeficient difúzní odrazivosti.,
spektra UV-VIS a absorbance byly registrovány pomocí spektrofotometru Cary 100 (Varian, Austrálie). Pro stanovení koncentrace kovových iontů v roztocích byl použit indukčně vázaný plazmový optický emisní spektrometr Optima 5300dv (Perkin-Elmer, USA). EPR spectra byla zaznamenána pomocí nástroje Elexsys E-580 (Bruker, Německo). Měření pH bylo provedeno pomocí sedmimetru pH S20 (Mettler-Toledo, Švýcarsko).
peristaltické čerpadlo Masterflex L / S (Thermo Fisher Scientific, USA) bylo použito pro čerpání roztoků přes minikolumn se sorbentem.
2.3., Syntéza sorbentu SiO2-PHMG-Tiron
sorbentu SiO2-PHMG byla syntetizována podle postupu popsaného v článku . Vážený části SiO2-PHMG (0.100 g) byly umístěny do zkumavek s pozemní zátkou, 10 mL Tiron roztoku o vhodné koncentraci byl přidán, a trubka byla míchána po dobu 5 min. Výsledný sorbent SiO2-PHMG-Tiron byl oddělen od roztoku dekantací a dvakrát promyt deionizovanou vodou., Tiron extrakce byla stanovena pomocí fotometrické analýzy vody fáze na pásmo absorpce činidla nm (рН 1-7) a nm (рН > 8).
2.4. Prekoncentrace Fe(II) a Fe(III) SiO2-PHMG-Tiron
V dávce experiment Fe(II) nebo Fe(III) roztok byl umístěn do odměrné zkumavky se zabroušenou zátkou; 1.0 mL 0.,1 M roztok byl přidán hydroxylamin (v Fe(II) sorpční experiment); NaOH, kyselina octová (pH 4-6), nebo chlorid amonný (pH > 7) tlumivý roztok byl přidán k nastavení požadované pH, a byla přidána voda do celkového objemu 10,0 mL. Byla přidána sorbentová hmota SiO2-PHMG-Tiron o hmotnosti 0,100 g; trubice byla zastavena a míchána po dobu 1-30 minut. Roztok byl dekantován, sorbent se přesunul do fluoroplastické buňky a změřil se koeficient difúzní odrazivosti., Distribuce železa byla řízena analýzou vodní fáze pomocí indukčně vázané plazmatické optické emisní spektroskopie (ICP-OES).
schéma systému analýzy průtoku je znázorněno na obrázku 1. Dva minicolumns (vnitřní průměr 3 mm, výška 50 mm) (1, 2) každý naplněný s 0.100 g SiO2-PHMG-Tiron sorbentu byly připojeny postupně jeden po druhém pomocí tee-kloub (3). Roztok (20 mL) při pH 3 obsahujícím 1,0–5,0 µg Fe(II) a 1,0–5,0 µg Fe(III) v různých poměrech byl čerpán přes první minikolumn (1) při průtoku 0,5 mL min−1 pomocí peristaltické pumpy (4)., Roztok acetického pufru s pH 6.2 byl zaveden kontinuálně přes tee-kloub (3). Výsledný roztok byl čerpán druhou minicolumn (2). Fe (III) byl sorbován v prvním minikolumnu při pH 3.0, zatímco Fe(II) prošel prvním minikolumnem (1) a kvantitativně extrahován ve druhém (2) při pH 6.2.
3. Výsledky a diskuse
3.1 . Tiron Fixace na SiO2-PHMG Povrch
Maximální využití (≥98%) Tiron z řešení 0,16 mM L−1 SiO2-PHMG sorbentu bylo dosaženo při pH 3.0–7.5 (Obrázek 2, křivky (1))., Doba dosažení sorpční rovnováhy byla kratší než 5 min. Tiron fixace na povrchu SiO2-PHMG dochází v důsledku interakce mezi deprotonated sulfonové skupiny činidla a kladně nabitými aminovými skupinami PHMG. Tento předpoklad byl potvrzen porovnáním oživení křivky Tiron a jeho nesulfonované analog—katechol versus pH. V kontrastu k Tiron, katechol oživení prostřednictvím SiO2-PHMG sorbent (Obrázek 2, křivky (2)) v rozmezí pH 2-7 neměla přesáhnout 1-3%.
maximální sorpční kapacita SiO2-PHMG pro Tiron byla 69 µmol g−1 při pH 3,0 a 33 µmol g-1 při pH 6.,0 (obrázek 3, křivky (1), (2)). Rozdíl v sorpční kapacity souvisí s tím, že při pH 3 Tiron sorpční výnosů v důsledku elektrostatické interakce mezi sulfonové skupiny činidla a aminové skupiny PHMG stanovena na oxid křemičitý povrch, v tomto případě Tiron molekuly jsou uspořádány kolmo k povrchu sorbentu (Schéma 1(a)). Při pH 6.,0 Tiron fixaci dochází v důsledku elektrostatické interakce sulfonové skupiny činidla s aminovými skupinami PHMG a interakce deprotonated hydroxylových skupin činidla (р = 7,7) s aminovými skupinami PHMG, což vede k paralelnímu uspořádání Tiron molekuly k povrchu sorbentu (Schéma 1(b)).
Tento předpoklad je potvrzen skutečností, že při sekvenčním zpracování SiO2-PHMG s Tiron řešení nejprve na pH 6.0 a potom při pH 3.0 dodatečná adsorpce došlo, a celkové sorpční kapacity pro Tiron bylo 69 µM g−1 (viz Obrázek 3, křivka (3)). Tato hodnota se shoduje s sorpční kapacitou sorbentu získaného při pH 3.0. Při přechodu z pH 6,0 na pH 3.,0 změny v Tiron uspořádání vycházet z rovnoběžně kolmo proti sorbent povrchu; tento proces vede k uvolnění místa (aminové skupiny PHMG) pro další fixaci Tiron molekuly.
léčba sorbentu SiO2-PHMG-Tiron získaného při pH 3.0 roztoky při pH 6.0 nevedla k desorpci činidla. To bylo potvrzeno nepřítomností charakteristických pro absorpční pásma Tironu v roztoku.
pro sorbent s maximální koncentrací povrchu Tironu by tedy měl být syntetizován při pH 3.0.
fixace Tironu na povrchu SiO2-PHMG je dostatečně silná., Kvantitativní desorpci Tiron je dosaženo v 2 M HCl nebo ve vysoce solných roztoků (≥50 g L−1 NaCl); to nepřímo potvrzuje elektrostatického mechanismu fixace.
3.2. Fe(III) nebo Fe(II) Sorpce SiO2-PHMG-Tiron v Dávkovém Režimu
Sorpční kapacita pro Fe(III) určí z vodorovné části sorpční izotermy SiO2-PHMG-Tiron sorbent s povrchem koncentrace Tiron 33 µmol. g−1 a 9,2 µmol. g−1 byl 12 µmol. g−1 a 3,6 µmol. g−1, respektive (Obrázek 5, křivky (1), (2))., Podobné hodnoty sorpční kapacity sorbentu SiO2-PHMG-Tiron byly získány pro Fe (II) (obrázek 5, křivky (3), (4)). Data ukazují, že v průběhu Fe(III) a Fe(II) sorpční komplexy s poměrem Fe : Tiron ~ 1 : 3 jsou tvořeny převážně na povrchu sorbentů s různou povrchovou koncentraci Tiron.
Po srovnání maxima v DRS Fe(III) povrchové komplexy s maxima jejich absorpční spektra ve vodných roztocích, mohlo by se předpokládat, že komplexy Fe(III) s Tiron se složením FeL3 jsou tvořeny převážně na povrchu SiO2-PHMG-Tiron sorbentu. FeL3 komplex je tvořen na hodnoty pH, které jsou charakteristické pro FeL a FeL2 tvorbě komplexů v roztocích, protože SiO2-PHMG povrch podporuje další koordinace FeL a FeL2 povrchové komplexy s Tiron molekuly.,
Podobný posun FeL3 komplexní tvorbu v kyselé oblasti s vynaložené pH rozsah jejího vzniku až do 4-8 byla pozorována během interakce Fe(III) s Tiron na povrchu anion-výměnné pryskyřice Amberlyst-27 .
v Průběhu Fe(II) sorpce v rozmezí pH 6.0–7.5 v obou přítomnosti a nepřítomnosti 0.001–0.1 М hydroxylamin řešení povrchu SiO2-PHMG-Tiron sorbent získal červeno-fialová barva. DRS sorbentu po Fe(II) sorpci z roztoků s pH 6,0–7,5 byla shodná s DRS sorbentu po Fe (III) sorpci při pH 2,5–4.,0 a mírně vyjádřila maxima při 480 a 510 nm (obrázek 6, spektrum (2)).
intenzity pásů v DRS sorbentů po sorpci Fe (III) a FE(II) byly stejné, což je důkazem identity složení povrchových komplexů.
Maximální intenzita sorbent barva byla pozorována v rozmezí pH, který se shoduje s rozsahy pH pro kvantitativní extrakci Fe(III) a Fe(II) (Obrázek 4, křivky (3), (4)).
3.3., Studie Fe(III) Komplexy s Tiron na Povrchu SiO2-PHNG-Tiron Sorbentu a ve Vodných Roztocích Pomocí EPR
aby bylo možné určit oxidační stav železa v jeho komplexy s Tiron pomocí EPR metoda při 77 K. tyto objekty byly studovány:(i)SiO2-PHMG-Tiron sorbentů po Fe(III) a Fe(II) sorpce při různých hodnotách pH;(ii)řešení po smíchání Fe(III) a Fe(II) řešení s Tiron při různých hodnotách pH.,
V dolní oblasti EPR spektra SiO2-PHMG-Tiron sorbentu po Fe(III) a Fe(II) sorpční intenzivní signál s byla pozorována (Obrázek 7, křivky (1), (2)). Podobný signál EPR byl pozorován u Fe (III) komplexů s desferrioxaminem . EPR spektra SiO2-PHMG-Tiron po Fe(III) a Fe(II) sorpce v optimální podmínky byly shodné, což je důkaz o oxidačním stavu železa v povrchových komplex +3. Na základě údajů EPR lze dospět k závěru, že během interakce Fe (II) s Tironem při pH 6,0–7.,5 na povrchu SiO2-PHMG-Tironu se oxiduje až na Fe (III).
I když Fe(III) komplexy s Tiron různého složení (Fe : Tiron = 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3) jsou tvořeny v roztoku při různých hodnotách pH, EPR spektra roztoků po smíchání Fe(III) a Tiron řešení (Obrázek 7, křivka (3)) hodnotu pH v rozmezí 3.0–9.0 jsou navzájem identické a EPR spekter Fe(III) komplexů, které jsou tvořeny na povrchu SiO2-PHMG-Tiron sorbentu a vyznačuje intenzivní EPR signál s . EPR spektra roztoků po smíchání roztoků Fe (II) a Tiron při pH 6,0–9.,0 jsou také charakterizovány intenzivním signálem s (Obrázek 7, křivka (4)). Tvar intenzity signálů spektra a EPR je shodný pro roztoky získané smícháním stejných koncentrací Fe(III) nebo Fe (II) s Tironem. Dokonce i v přítomnosti 0,001–0,1 m hydroxylaminu v roztoku Fe (II) tvořil komplex s Tironem při pH 6,0–7,5 s intenzivním signálem s EPR spektrem. Identita ESR spectra v tomto případě naznačuje, že hydroxylamin nebrání oxidaci železa (II) během komplexace s Tironem při pH 6,0–7,5.,
Z údajů EPR lze tedy vyvodit závěr, že během interakce Fe(II) s Tironem jak v roztoku, tak na povrchu sorbentu je oxidován na Fe(III). Jak rozpuštěný ve vodním kyslíku, tak samotné činidlo může být oxidačním činidlem Fe(II) . Rychlost Fe(II) oxidace se zvyšuje s rostoucí stupeň nasycení roztoku kyslíkem při pH > 5 v přítomnosti octanu ionty; to se shoduje s oblastí jeho kvantitativní extrakce pomocí SiO2-PHMG-Tiron.,
totožnost EPR spektra SiO2-PHMG-Tiron sorbentu po Fe(III) a Fe(II) sorpce je důkazem oxidace úroveň železa v povrchových komplex +3; a identitu barvu a DRS Fe(III) komplexů na povrchu SiO2-PHMG-Tiron sorbent je důkaz totožný složení povrchu komplexy.
3.4., Sorpce-Fotometrické Stanovení Fe(III) a Fe(II) Pomocí SiO2-PHMG-Tiron
Jako obsah železa na povrchu sorbentu zvýšila, intenzita sorbent barva proporcionálně zvýšena; a tvar DRS a poloha jeho maxima nezávisí na koncentraci železa. Tvorba intenzivně barevné komplexy na SiO2-PHMG-Tiron povrchu byl použit pro vývoj následujících postupů:(i)Sorpce-fotometrické stanovení Fe(III) a Fe(II)(ii)Sorpce-fotometrické stanovení celkového železa v přírodních vodách.,
analytické charakteristiky vyvinuté metody, jako je mez detekce, lineární rozsah a korelační koeficient, byly získány zpracováním standardních roztoků za optimálních podmínek. Pro stanovení železa (II) za navržených experimentálních podmínek byl získán lineární kalibrační graf. Kalibrační rovnice v souřadnicích, kde je obsah železa(µg na 0,100 g sorbentu), byly následující: (i) () pro Fe (II) sorpce.ii) () pro sorpci Fe(III).
detekční limit pro stanovení železa vypočítaný pomocí 3S kritéria byl 0, 05 µg na 0.,100 g sorbentu. Kalibrační grafy byly lineární až do 20,0 µg Fe na 0,100 g sorbentu. Relativní směrodatná odchylka (RSD = () × 100%) při stanovení více než 0,2 µg Fe na 0,100 g sorbentu byla menší než 6,2% (Tabulka 1). Detekční limity, rozsah linearity kalibračních grafů a RSD jsou nezávislé na počáteční oxidační úrovni železa.
sorbent SiO2-PHMG-Tiron se vyznačuje dobrou kinetikou., Jako poměr objemu roztoku na hmotnost sorbentu ( : ) stoupá od 102 do 103 a čas dosažení sorpční rovnováhy neměla překročit 10 min. Zvýšení objemu roztoku z 10 na 100 mL (za použití 0,100 g sorbentu) vede ke snížení relativního detekčního limitu z 5 ng mL−1 na 0,5 ng mL−1.
3.5. Účinek potenciálně interferujících iontů
roztoky obsahující Fe(II) nebo Fe(III) (0, 1 µg mL−1) a jiné ionty byly připraveny a byl použit vyvinutý postup pro stanovení selektivity sorbentu.,
Selektivity pro Fe(III) stanovení je vyšší ve srovnání s Fe(II) určení, protože Fe(III) komplexů s Tiron se vyskytuje ve více kyselé oblasti, kde se žádné interakce s dalšími ionty kovů (tváření komplexy při pH > 4) s Tiron se odehrává .
3.6., Sorpční Separace a Stanovení Fe(III) a Fe(II)
Závislost Fe(II) a Fe(III) kvantitativní extrakce pomocí SiO2-PHMG-Tiron sorbent versus pH a tvorbu intenzivně barevné Fe(III) povrch komplexů byl použit pro sekvenční sorpční izolace a samostatné stanovení Fe(III) a Fe(II) z jednoho vzorku roztoku.
během sorpce v dávkovém režimu obsah Fe(III) byl nalezen téměř 1,5 krát vyšší než byl přidán a obsah Fe(II) 1,5 krát nižší, než byl přidán. Celkový obsah Fe(III) a Fe (II) se však rovnal, když byly přidány., Přeceňovat výsledky Fe(III) stanovení a podcenil výsledky Fe(II) stanovení jsou vysvětleny nasycení roztoku pomocí atmosférického kyslíku během intenzivního míchání při pH 3, optimální podmínky pro Fe(III) extrakcí, a Fe(II) se oxiduje až na Fe(III).
Sorpce v analýze toku pomocí minicolumn umožňuje odstranění nasycení roztoku pomocí atmosférického kyslíku a plnění obou separaci a stanovení Fe(II) a Fe(III) z jednoho vzorku roztoku podle délky barevné zóny sorbentu pomocí systému zastoupeny na Obrázku 1., Sorbent v minicolumns se stal červenofialovou barvou.
délky barevné zóny sorbentů po absolvování Fe(III) a Fe(II) roztoky stejné koncentrace byla stejná, a to zvýší úměrně k jejich obsahu do roztoku. Kalibrační funkce pro stanovení Fe(II) a FE (III) podle délky barevné zóny () byla následující: , kde je obsah železa v minicolumnu, µg. Obsah železa určený délkou barevné zóny v modelovém roztoku je uveden v tabulce 2. Zvýšení průtoku roztoku z 0,5 na 3.,0 mL min-1 vedlo k erozi barevné zóny.
Postup pro samostatné stanovení Fe(III) a Fe(II) podle délky barevné zóny v minicolumn byl použit pro analýzu vody během skladování: v 30 min, 6 h a 24 h po odběru. Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.
no vodách, které jsou s vysokým obsahem železa (>2 mg. L−1) a bez organické sloučeniny (huminové a fulvokyseliny) ve styku se vzduchem oxidaci Fe(II) na Fe(III) probíhá následné srážení lehce rozpustného železa (III) hydroxid., Obsah Fe (II) byl stanoven ve studních vodách s vysokým obsahem železa po oddělení sedimentu hydroxidu železa (III) pomocí membránového filtru.
údaje uvedeny v Tabulce 3 ukazuje, že v případech nízkého obsahu železa v přírodních vodách výsledků sorpce-fotometrické stanovení celkového obsahu Fe(III) a Fe(II) jsou v souladu s výsledky celkového železa stanovení pomocí ICP-OES.
3.7. Stanovení celkového železa v přírodních vodách
za účelem rozkladu kovových komplexů organickými sloučeninami přírodní vody byly vařeny kyselinou dusičnou., Organické komplexy železa byly zničeny, a železo oxiduje až na Fe(III) jako výsledek, který byl hydrolyzován tvoří málo rozpustné sloučeniny. I přes vyšší selektivity sorpce-fotometrické stanovení Fe(III) při pH 3.0, aby bylo možné určit celkový obsah železa je rozumné redukovat Fe(III) na Fe(II), protože to je méně hydrolyzují ve vodných roztocích a netvoří špatně rozpustné sloučeniny. Hydroxylamin se dává přednost použití jako redukční činidlo, protože jeho přítomnost neovlivňuje tvorbu povrchového komplexu Fe (III) s Tironem.,
vypracován postup byl použit pro stanovení celkového železa v odpadních vodách (vzorky číslo 1 a číslo 2), přijatá v různých čtvrtích města Krasnojarsk; říční vody; pít vody: nízká mineralizovaná voda, „Uchumskaya“ a vysoce mineralizované vody „Zagorie“ vyrobeno v Krasnoyarsk Krai. Přesnost postupu byla potvrzena metodou ICP-OES. Výsledky stanovení železa jsou uvedeny v tabulce 4.,
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| volume: 5 mL. volume: 1 mL. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
An intensely colored zone appeared when a sample was passed through a minicolumn filled with a sorbent., Závislost délky barevné zóny sorbentu na obsahu železa byla použita pro celkové stanovení železa v přírodních vodách (Tabulka 4).
4. Závěr
SiO2-PHMG-Tiron sorbent navržené pro prekoncentrace, separace a stanovení Fe(II) a Fe(III) se vyznačuje tím, jednoduchost syntézy z rozšířených a dostupných činidel a nevyžaduje složité a drahé zařízení. Sorbent umožňuje kvantitativní sekvenční izolaci a stanovení Fe (II) a Fe(III) z jednoho vzorku vody., Vyvinuté postupy jsou srovnatelné s FAAS a ICP-OES, pokud jde o detekční limity. Aplikace minicolumnu naplněného sorbentem SiO2-PHMG-Tiron umožňuje rychlý a přesný vizuální odhad obsahu Fe (II) a FE (III) v přírodních vodách. Postup stanovení železa podle délky barevné zóny v minicolumn nevyžaduje vybavení a může být použit pro stanovení železa v přírodních vodách v terénu.
střety zájmů
autoři prohlašují, že nemají žádný střet zájmů.,
Poděkování
Tato studie byla podpořena Ministerstvem Školství a Vědy ruské Federace (Projekt č. 4.6343.2017 pro Sibiřský Federální Univerzita).
Leave a Reply