DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.26201

Solid-phase spectrophotometric determination of Нg (II) using xylenol orange

Єлизавета Євгеніївна Костенко, Олена Миколаївна Бутенко

Abstract


The following optimal interaction conditions of mercury with xylenol orange in the phase of the polymeric anion exchanger АВ-178-С1 were determined: maximum extraction (87%) of Hg (II) is achieved at pH 5-7 for 20 minutes of phase contact from the volume of 50 cm3. Quantitative sorption is also possible from 500 cm3 of the solution. Herewith, the concentration coefficient is 1667 cm3/g. The detection limit is 0.2 mcg/cm3. Mercury is not virtually adsorbed by the basis (AB-178). The Baer's law is fulfilled in the mercury concentration range (0,1 – 8,0) 105 М (V = 50сm3). opt = 640 nm.

Complexing of Hg (II) with SP XO is affected by: 1:1- Cu (ІІ), Zn (ІІ), Cd (ІІ), Zr (ІV), Fe (ІІІ); 1:50 - Pb (ІІ), Sn (ІV); 1:100 - Co (ІІ), a.e.m., Br, SO42, F, Al (ІІІ); 1:1000 - NO3.

Chemistry of complexing in the studied system was considered. Ratio of components in the complex - Hg : CO-A = 1 : 1 was determined. Conditional stability constant of the complex lg1 = 16,9 0,5 was calculated.

The data obtained were used to develop a new technique for the SPS determination of mercury (II) in chemicals, which is highly competitive with the best standard techniques by sensitivity, selectivity and promptness, and superior to them by the simplicity of the experiment.

The technique was tested on a model mixture. Data validation was carried out using the "made-found" method. Convergence of results, obtained using the new technique and standard (AAS method), verifies them

Keywords


spectrophotometry; analysis; mercury; concentration; sorption; dyes; immobilization; anion exchanger

References


Zajcev, V. N. (1997). Kompleksoobrazujushhie kremnezemy: sintez, stroenie privitogo sloja i himija poverhnosti. Harkiv: Folio, 240.

Gladyshev, V. P., Levickaja, S. A., Filippova, L. M. (1974). Analiticheskaja himija rtuti. Moscow: Nauka, 224.

Alekseev, V. G. (2010). Ionnye ravnovesija v rastvorah penicillinov, cefalosporinov i ih metallokompleksov. Tverskoj gos. un-t. Tver, 48.

Vladimirova, E. V. (2011). Primenenie vol'tamperometrii na granice razdela dvuh nesmeshivajushhihsja rastvorov jelektrolitov dlja opredelenija antibiotikov makrolidnogo i aminoglikozidnogo rjadov. Moscow university, 28.

Gusev, S. N., Gusev, R. S., Gramma, A. I.; zajaviteli i patentoobladateli Gusev, S. N., Gusev, R. S., Gramma, A. I. (2012). Helatnye kompleksy rtuti s cisteinom i metioninom, sposob ihpoluchenija i lekarstvennyj preparat «Merkurid» - moduljator apoptoza, obladajushhij protivoopuholevym, protivovirusnym, protivoparazitarnym i immunomodulirujushhim dejstviem. Patent 2456001 Russia: MPK Ros. Federacija:A61K 33/28, A61K 31/198, C01G 13/00, A61P 35/00, A61P 31/12, A61P 37/02, A61P 33/00 (2006.01). № 2010107176/15; zajavl. 26.02.10; opubl. 20.07.12, Bjul. № 25, 3.

Mondal, B. C., K. Das, A. (2003). Determination of mercury species with a resin functionalized with a 1,2-bis(o-aminophenylthio)ethane moiety. Analytica Chimica Acta, 477 (1), 73–80. doi:10.1016/s0003-2670(02)01372-7

Dedkova, V. P., Shvoeva, O. P., Savvin, S. B. (2004). Test-metod opredelenija rtuti (ІІ) ditizonom na tverdoj faze voloknistogo anionoobmennika. Zhurn. analit. himii, 59 (4), 429–433.

Kołodyńska, D. (2009). Polyacrylate anion exchangers in sorption of heavy metal ions with the biodegradable complexing agent. Chemical Engineering Journal, 150 (2-3), 280–288. doi:10.1016/j.cej.2008.12.027

Kostenko, E. E., Shtokalo, M. J. (2006). Doslіdzhennja vzaєmodії Cu(II), Pb(II), Zn(II), Hg(II), Cd(II) z tverdofaznim erіohromom chornim T. Eastern-Europen Journal of Enterprise Techologies, 6 (24), 45–48.

Kostenko, E. E., Butenko, O. M. (2014). Tverdofazne spektrofotometrichne viznachennja Hg (II) za dopomogoju hromazurola S. Eastern-Europen Journal of Enterprise Techologies, 3/5 (69), 20–24.

Vengris, T., Binkien, R., Sveikauskait, A. (2001). Nickel, copper and zinc removal from waste water by a modified clay sorbent. Applied Clay Science, 18 (3-4), 183–190. doi:10.1016/s0169-1317(00)00036-3

Pradas, E. G., Sánchez, M. V., Cruz, F. C., Viciana, M. S., Pérez, M. F. (1994). Adsorption of cadmium and zinc from aqueous solution on natural and activated bentonite. J. Chem. Technol. Biotechnol., 59 (3), 289–295. doi:10.1002/jctb.280590312

Viraraghavan, T., Kapoor, A. (1994). Adsorption of mercury from wastewater by bentonite. Applied Clay Science, 9(1), 31–49. doi:10.1016/0169-1317(94)90013-2

Tonle, I. K., Ngameni, E., Walcarius, A. (2005). Preconcentration and voltammetric analysis of mercury(II) at a carbon paste electrode modified with natural smectite-type clays grafted with organic chelating groups. Sensors and Actuators B: Chemical, 110 (2), 195–203. doi:10.1016/j.snb.2005.01.027

Goswami, A., Singh, A. K. (2002). Silica gel functionalized with resacetophenone: synthesis of a new chelating matrix and its application as metal ion collector for their flame atomic absorption spectrometric determination. Analytica Chimica Acta, 454 (2), 229–240. doi:10.1016/s0003-2670(01)01552-5

Etienne, M. (2003). Analytical investigation of the chemical reactivity and stability of aminopropyl-grafted silica in aqueous medium. Talanta, 59 (6), 1173–1188. doi:10.1016/s0039-9140(03)00024-9

Pérez-Quintanilla, D., del Hierro, I., Fajardo, M., Sierra, I. (2006). Preparation of 2-mercaptobenzothiazole-derivatized mesoporous silica and removal of Hg(ii) from aqueous solution. Journal of Environmental Monitoring, 8 (1), 214. doi:10.1039/b507983g

Arendarjuk, E. N., Trofimchuk, A. K., Janovskaja, Je. S., Batkovskaja, L. A. (2001). Sorbcionno-spektroskopicheskoe opredelenie rtuti na γ-aminopropilsilikagele. Ukr. him. zhurn, 67 (9), 33–36.

Simonova, L. N., Bruskina I. M., Trofimchuk A. K., Trjashin, A. S. (1989). Sorbcionno-fotometricheskoe opredelenie razlichnyh form rtuti s pomoshh'ju silikagelja s privitoj N-benzoil-N'-propiltiomochevinoj. Zhurn. analit. himii., 44, 661–665.

Ajvazov, B. V. (1968). Prakticheskoe rukovodstvo po hromatografi. Moscow: Vyssh. shk., 81–88.

Kostenko, E. E., Shtokalo, M. I. (2004). Tverdofaznaja spektrofotometrija – jeffektivnyj metod opredelenija tjazhelyh metallov v pishhevyh ob’ektah. Zhurn. analit. himii, 59 (12), 1276–1282.

Kostenko, E. E. (2011). Hіmіko-analіtichnі vlastivostі sul'foftaleїnovih barvnikіv, іmmobіlіzovanih na anіonіtі AV-17–8 ta їh vikoristannja v analіzі harchovih ob'єktіv. Metodi ta ob‘ekti hіm. analіzu, 6 (1-2), 56–70.

Kostenko, E. E. (2002). Patent № 49538 A. Ukraїna. MPK 7 S01G13/00. Sposіb viznachennja mіkrokіl'kostej merkurіju (ІІ). Zajavnik і vlasnik patentu Nacіonal'nij unіversitet harchovih tehnologіj. № 2001128967; zajavleno 25.12.01; Nadruk. 16.09.2002, Bjul. № 9, 4.

Nikolaeva, T. M., Lazarev, A. I. (1992). Opredelenie zheleza metodom tverdofaznoj spektrofotometrii. Zavodskaja laboratorija, 58 (10), 10–13.

Brykina, G. D., Marchenko, D. Ju., Shpigun, O. A. (1995). Tverdofaznaja spektrofotometrija. Zhurn. analit. himii, 50 (5), 484–491.

Brykina, G. D., Krysina, L. S., Ivanov, V. M. (1988). Tverdofaznaja spektrofotometrija. Zhurn. analit. himii., 43 (9), 1547–1560.


GOST Style Citations


1. Зайцев, В. Н. Комплексообразующие кремнеземы: синтез, строение привитого слоя и химия поверхности [Текст] / В. Н. Зайцев. – Харьков: Фолио, 1997. – 240 c.

2. Гладышев, В. П. Аналитическая химия ртути [Текст] / В. П. Гладышев, С. А. Левицкая, Л. М. Филиппова. – М.: Наука, 1974. – 224 с.

3. Алексеев, В. Г. Ионные равновесия в растворах пенициллинов, цефалоспоринов и их металлокомплексов [Текст] : автореф. дис. … д-ра хим. наук: 02.00.04 / В. Г. Алексеев // Тверской гос. ун-т. – Тверь, 2010. – 48 с.

4. Владимирова, Е. В. Применение вольтамперометрии на границе раздела двух несмешивающихся растворов электролитов для определения антибиотиков макролидного и аминогликозидного рядов [Текст] : автореф. дис. … канд. хим. наук: 02.00.02 / Е. В. Владимирова // Моск. гос. ун-т. – М., 2011. – 28 с.

5. Хелатные комплексы ртути с цистеином и метионином, способ ихполучения и лекарственный препарат «Меркурид» - модулятор апоптоза, обладающий противоопухолевым, противовирусным, противопаразитарным и иммуномодулирующим действием. Патент 2456001 Рос. Федерация: МПК Рос. Федерация:A61K 33/28, A61K 31/198, C01G 13/00, A61P 35/00, A61P 31/12, A61P 37/02, A61P 33/00 (2006.01) [Текст] / Гусев, С. Н., Гусев, Р. С., Грамма, А. И.; заявители и патентообладатели Гусев, С. Н., Гусев, Р. С., Грамма, А. И. – № 2010107176/15; заявл. 26.02.10; опубл. 20.07.12, Бюл. № 25. – 3 с.

6. Mondal, B. C. Determination of mercury species with a resin functionalized with a 1,2-bis (o-aminophenylthio)ethane moiety [Text] / B. C. Mondal, A. K. Das // Anal. Chim. Acta. – 2003. – Vol. 477, Issue 1. – P. 73–80. doi:10.1016/s0003-2670(02)01372-7

7. Дедкова, В. П. Тест-метод определения ртути (ІІ) дитизоном на твердой фазе волокнистого анионообменника [Текст] / В. П. Дедкова, О. П. Швоева, С. Б. Саввин // Журн. аналит. химии. – 2004. – Т. 59, № 4. – С. 429–433.

8. Kołodyńska, D. Polyacrylate anion exchangers in sorption of heavy metal ions with the biodegradable complexing agent [Text] / D. Kołodyńska // Chemical Engineering Journal. – 2009. – Vol. 150, Issue 2-3. – P. 280–288. doi:10.1016/j.cej.2008.12.027

9. Костенко, Є. Є. Дослідження взаємодії Cu(II), Pb(II), Zn(II), Hg(II), Cd(II) з
твердофазним еріохромом чорним Т [Текст] / Є. Є. Костенко, М. Й. Штокало // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2006. – Т. 6, № 24. – С. 45–48.

10. Костенко, Є. Є. Твердофазне спектрофотометричне визначення Hg (II) за допомогою хромазурола S [Текст] / Є. Є. Костенко, О. М. Бутенко // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2014. – Т. 3, № 5 (69). – С. 20–24.

11. Vengris, T. Nickel, copper and zinc removal from waste water by a modified sorbent [Text] / T. Vengris, R. Binkiene, A. Sveikauskaite // Appl. Clay Sci. – 2001. – Vol. 18, Issue 3-4. – P. 183–190. doi:10.1016/s0169-1317(00)00036-3

12. Pradas, E. G. Adsorption of cadmium and zinc from aqueous solution on natural and activated bentonite [Text] / E. G. Pradas, M. V. Sanchez, F. C. Cruz, M. S. Viciana, M. F. Perez // J. Chem. Tech. Biotechnol. – 1994. – Vol. 59, Issue 3. – P. 289 – 295. doi:10.1002/jctb.280590312

13. Viraraghavan, T. Adsorption of mercury from wastewater by bentonite [Text] / T. Viraraghavan, A. Kapoor // Appl. Clay Sci. – 1994. – Vol. 9, Issue 1. – P. 31–49. doi:10.1016/0169-1317(94)90013-2

14. Tonle, I. K. Preconcentration and voltammetric analysis of mercury (II) at a carbon pasteelectrode modified with natural smectite-type clays grafted with organic chelating groups [Text] / I. K. Tonle, E. Ngameni, A. Walcarius // Sens. Act. В. – 2005. – Vol. 110, Issue 2. – Р. 195–203. doi:10.1016/j.snb.2005.01.027

15. Goswami, A. Silica gel functionalized with resacetophenone: synthesis of a new chelating matrix and its application as metal ion collector for their flame atomic absorption spectrometric determination [Text] / A. Goswami, A.K. Singh // Anal. Chim. Acta. – 2002. – Vol. 454, Issue 2. – P. 229–240. doi:10.1016/s0003-2670(01)01552-5

16. Etienne, M. Analytical investigation of the chemical reactivity and stability of aminopropyl-grafted silica in aqueous medium [Text] / M. Etienne, A. Walcarius // Talanta. – 2003. – Vol. 59, Issue 6. – P. 1173–1188. doi:10.1016/s0039-9140(03)00024-9

17. Perrez-Quintanilla, D. Preparation of 2-mercaptobenzothiazole – derivatized mesoporous silica and removal of Hg (II) from aqueous solution [Text] / D. Perrez-Quintanilla, J. Hierro, M. Fajardo, I. Sierra // J. Environ. Monit. – 2006. – Vol. 8, Issue 1. – P. 214–222. doi:10.1039/b507983g

18. Арендарюк, Е. Н. Сорбционно-спектроскопическое определение ртути на γ-аминопропилсиликагеле [Текст] / Е. Н. Арендарюк, А. К. Трофимчук, Э. С. Яновская, Л. А. Батковская // Укр. хим. журн. – 2001. – Т. 67, № 9. – С. 33–36.

19. Симонова, Л. Н. Сорбционно-фотометрическое определение различных форм ртути с помощью силикагеля с привитой N-бензоил-N'-пропилтиомочевиной [Текст] / Л. Н. Симонова, И. М. Брускина, А. К. Трофимчук, А. С. Тряшин // Журн. аналит. химии. – 1989. – Т. 44. – С. 661–665.

20. Айвазов, Б. В. Практическое руководство по хроматографи [Текст] / Б. В. Айвазов. – М.: Высш. шк., 1968. – С. 81–88.

21. Костенко, Е. Е. Твердофазная спектрофотометрия – эффективный метод определения тяжелых металлов в пищевых объектах [Текст] / Е. Е. Костенко, М. И. Штокало // Журн. аналит. химии. – 2004. – Т. 59, № 12. – С. 1276–1282.

22. Костенко, Є. Є. Хіміко-аналітичні властивості сульфофталеїнових барвників, іммобілізованих на аніоніті АВ-178 та їх використання в аналізі харчових об'єктів [Текст] / Є. Є. Костенко // Методи та об‘єкти хім. аналізу. – 2011. – Т. 6, № 1 – 2. – С. 56 – 70.

23. Пат. № 49538 A. Україна. МПК 7 С01G13/00. Спосіб визначення мікрокількостей меркурію (ІІ) [Текст] / Костенко Є. Є.; заявник і власник патенту Національний університет харчових технологій. – № 2001128967; заявлено 25.12.01; Надрук. 16.09.2002, Бюл. № 9. – 4 с.

24. Николаева, Т. М. Определение железа методом твердофазной спектрофотометрии [Текст] / Т. М. Николаева, А. И. Лазарев // Заводская лаборатория. – 1992. – Т. 58, № 10. – С. 10–13.

25. Брыкина, Г. Д. Твердофазная спектрофотометрия [Текст] / Г. Д. Брыкина, Д. Ю. Марченко, О. А Шпигун // Журн. аналит. химии. – 1995. – Т. 50, № 5. – С. 484–491.

26. Брыкина, Г. Д. Твердофазная спектрофотометрия [Текст] / Г. Д. Брыкина, Л. С. Крысина, В. М. Иванов // Журн. аналит. химии. – 1988. – Т. 43, № 9. – С. 1547–1560.






Copyright (c) 2014 Єлизавета Євгеніївна Костенко, Олена Миколаївна Бутенко

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 1729-3774, ISSN (on-line) 1729-4061