Получение модифицированных 2,6-дихлорфенолиндофенолом и метиленовым синим сорбентов на основе пенополиуретана

Preparation of modified 2,6-dichlorphenolindophenol and methylene blue of sorbents based on polyurethane foam

Mirzaeva Khamisat Akhmedovna

Candidate of Science, Associate professor, Dagestan State University, Russia, Makhachkala

Akhmedova Rukiyat Ibragimovna

Undergraduate, Dagestan State University, Russia, Makhachkala

Аннотация. Выявлены условия получения модифицированных сорбентов на основе пенополиуретана 2,6-дихлорфенолиндофенолом и метиленовым синим для разработки тест-методов и методик твердофазной спектрофотометрии.

Abstract. Identified conditions for obtaining modified sorbents based on polyurethane 2,6-dichlorphenolindophenol and methylene blue to develop test methods and techniques of solid-phase spectrophotometry.

Ключевые слова: 2,6-дихлорфенолиндофенол; метиленовый синий; пенополиуретан; тест-методы; аскорбиновая кислота.

Keywords: 2,6-dichlorphenolindophenol; methylene blue; polyurethane; test methods; ascorbic acid.

В последнее время значительное внимание уделяют развитию тест-методов – экспрессных и простых приемов обнаружения веществ. Весьма удобны тест-средства, основанные на использовании иммобилизованных аналитических реагентов. Успех разработки тест-средств в значительной степени зависит от выбора аналитического реагента и способа его иммобилизации. Аналитический реагент должен быстро реагировать с определяемым веществом, обеспечивать легко наблюдаемый эффект, например, контрастное изменение окраски [3]. Метиленовый синий (МС) и 2,6-дихлорфенолиндофенол (ДХФИФ) – удобные и хорошо изученные аналитические реагенты для титриметрического и спектрофотометрического определения восста­новителей, в том числе, аскорбиновой кислоты. Перспектив­ность использования МС и ДХФИФ для разработки тест-методов опреде­ления аскорбиновой кислоты основана на высокой контрастности изменения окраски при их восстановлении. Цель данной работы – получение модифицированных 2,6-дихлорфенолиндофенолом и метиленовым синим сорбентов на основе пенополиуретана и оценка возможности их аналитического применения для определения аскорбиновой кислоты (Аск).

В качестве твердого носителя был использован пенополиуретан (ППУ), который вследствие своей химической и механической прочности, отсутствием собственной окраски, доступности и деше­визны хорошо зарекомендовал себя для твердофазно-спектро­фотометрических определений. [2]

Для сравнительной оценки оптических свойств МС (рис. 1) и ДХФИФ (рис. 2) в растворе и в фазе сорбента были сняты спектры поглощения в кислой, нейтральной и щелочной средах.

Рисунок 1. Спектры поглощения метиленового синего в растворе (1) и в фазе сорбента пенополиуретана (2) в кислой (1а, 2а), нейтральной (1б, 2б) и щелочной (1в, 2в) средах

Метиленовый синий – тиазиновый краситель, металлохромный и окислительно-восстановительный индикатор [4]. Его восстановленная форма бесцветная, а окисленная имеет синюю окраску. Водные растворы метиленового синего независимо от рН среды имеют максимумы светопоглощения при 660 нм. На твердой фазе же в спектре поглощения происходит батохромное смещение максимума светопоглощения на 10 нм (рис. 1).

Рисунок 2. Спектры поглощения 2,6-дихлорфенолиндофенола в растворе (1) и в фазе сорбента пенополиуретана (2) в кислой (1а, 2а), нейтральной (1б, 2б) и щелочной (1в, 2в) средах

ДХФИФ – окислительно-восстановительный индикатор. Восста­нов­ленная форма бесцветна, а окисленная форма действует как кислотно-основной индикатор, окрашенный в красно-розовый цвет в кислом растворе и в синий – в нейтральном и щелочном растворах. [1]

Как следует из рис. 2 максимумы поглощения ДХФИФ, иммоби­лизованного в ППУ, смещаются в длинноволновую область по сравнению с водными растворами от 40 в кислой до 60 нм в щелочной среде.

Для разработки тест-методов и методик твердофазной спектрофотометрии на первом этапе выявлены условия получения модифицированных сорбентов: влияние рН и времени контакта фаз на извлечение МС и ДХФИФ пенополиуретаном. Температура практи­чески не влияет на сорбцию метиленового синего и 2,6-дихлор­фенолиндофенола в ППУ.

Степень извлечения ДХФИФ с увеличением значения рН (рис. 3, кривая 1) уменьшается и практически не наблюдается в щелочной среде (рН>10). Максимальная степень извлечения (R = 100 %) наблю­дается в кислой среде при рН 2 – 3. Метиленовый синий же имеет максимальную степень сорбции (R = 71 %) в щелочной среде в области рН 8 – 10, и практически не извлекается пенополиуретаном в кислой среде (рис. 3, кривая 2).

Рисунок 3. Зависимость степеней сорбции ДХФИФ (1) и МС (2) пенополиуретаном от рН раствора

Сорбция 2,6-дихлорфенолиндофенола и метиленового синего на ППУ возрастает по мере увеличения времени контакта фаз (табл. 1).

При увеличении времени контакта ППУ и МС происходит плавное усиление сине-голубой окраски. Равновесие достигается при 25 минутном перемешивании. А при перемешивании ППУ в растворе ДХФИФ таблетки пенополиуретана окрашиваются в розовый и фиолетовый цвет при 15 минутном времени контакта фаз.

Таблица 1.

Влияние времени встряхивания на сорбцию ДХФИФ и МС

После контакта с раствором аскорбиновой кислоты в зависи­мости от ее концентрации интенсивность окраски модифицированных сорбентов ППУ-ДХФИФ и ППУ-МС уменьшаются до обесцвечивания (рис. 4). Независимо от концентрации аскорбиновой кислоты максимум светопоглощения во всех спектрах остается постоянным и наблюдается при 580 и 670 нм для ППУ-ДХФИФ и ППУ-МС соответственно.

Рисунок 4. Спектры поглощения иммобилизованных ДХФИФ (1) и МС (2) в ППУ после контакта с раствором аскорбиновой кислоты, САск: а) 0 мг/л; б) 30 мг/л; в) 60 мг/л

Установлены области концентраций аскорбиновой кислоты, в пределах которых наблюдаются закономерные ослабления интенсивностей окрасок таблеток модифицированных сорбентов ППУ-ДХФИФ и ППУ-МС, которые могут служить основами для разработки визуальных тест-методов определения аскорбиновой кислоты. Изменение оптических плотностей при λ_max сорбентов ППУ-ДХФИФ и ППУ-МС с изменением концентрации аскорбиновой кислоты выбрано в качестве аналитических сигналов и положено в основу метода твердофазной спектрофотометрии.