zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2021-87-5-20-26zldm-1414Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISАнионообменная экстракция комплексных солей таллия (III) и ртути (II) и ее применение для экстракционно-фотометрического определения микроколичеств ртути (II)Anion exchange extraction of tallium (III) and mercury (II) complex salts and application of the procedure to extraction-photometric determination of the microquantities of mercury (II)МатвейчукЮ. В.MatveichukYu. V.

Юлия Владимировна Матвейчук

220125, г. Минск, ул. Уручская, д. 23А/309

Yulia V. Matveichuk

23A/309 Uruchskaya ul., Minsk, 220125

Yu_Matveychuk@mail.ruООО «НОРДХИМ»БеларусьLLC «NORDCHIM»Belarus2021230520218752026Copyright © Матвейчук Ю.В., 20212021Матвейчук Ю.В.Matveichuk Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1414

Изучена анионообменная экстракция комплексных галогенидов таллия (III) и ртути (II) (хлоридов, бромидов, йодидов) с применением метода конкурирующего промежуточного иона, в качестве которого использовали анионы различных красителей — метилового оранжевого, пикрата натрия, 2,4-динитрофенола, метилового красного. Ацидокомплексы Tl (III) и Hg (II) экстрагировали из водных растворов раствором соединения аниона красителя с катионом четвертичного аммония (тринонилоктадециламмония, ТНОДА) в толуоле. Из полученных данных рассчитывали значения условных констант обмена анионов ацидокомплексов ртути и таллия на галогенид-ион: наблюдается линейная корреляция значений констант и масс комплексных анионов металлов. На основании полученных результатов разработана методика экстракционно-фотометрического определения 2 – 8 · 10–8 моль/л ртути (II) с точностью ±2 %, которая применена для определения ртути в гранозане (этилмеркурхлориде) — запрещенном для использования инсектофунгициде I класса опасности, нелегальное применение и хранение которого могли послужить источником загрязнения ртутью подземных вод в ряде районов Республики Беларусь.

The goal is to study the anion-exchange extraction of complex thallium (III) and mercury (II) halides (chlorides, bromides, iodides) by a method of a competing intermediate ion using the anions of various dyes — methyl orange, sodium picrate, 2,4-dinitrophenol, methyl red. Mercury (II) and thallium (III) are poisons of high toxicity. The developed method was used to study the anion-exchange extraction of acidocomplexes A solution of methyl orange trinonyloctadecylammonium (TNODA) in toluene was used as an extractant. The method provides determination of mercury (II) with an accuracy of ±2% when the concentration in the initial solution ranges within 2 – 8 × 10–8 mol/liter. It is shown that the values of the exchange constants for the same metal are larger for iodide complexes than for bromide and chloride ones. The extractability of metal halide complexes is mainly determined by their mass. Anions with a large mass have a large surface area, a low charge density, and are weakly hydrated, and thus are better extracted. The results of anion-exchange extraction were used to develop a procedure for the extraction-photometric determination of mercury (II) in granosan (ethylmercury chloride a prohibited insectofungicide of the 1st hazard class) the illegal use and storage of which could be a source of mercury pollution of groundwater in a number of regions of the Republic of Belarus. The relative error of determination does not exceed ±2%.

анионообменная экстракцияэкстракционно-фотометрическое определениертуть (II)таллий (III)этилмеркурхлоридгранозанanion exchange extractionextraction-photometric determinationmercury (II)thallium (III)ethylmercury chloridegranosanReferencesКоролева М. В., Калугин А. А., Туманов А. А., Зорин А. Д. Определение ртути (II) биологическим и фотометрическим методами / Аналитика и контроль. 2003. Т. 7. № 3. С. 262 – 266.Koroleva M. V., Kalugin A. A., Tumanov A. A., Zorin A. D. Determination of mercury (II) by biological and photometric methods / Analit. Kontrol’. 2003. Vol. 7. N 3. P. 262 – 266 [in Russian].Ким Н. О., Ивановская Е. А. Определение микропримесей ртути в лекарственном средстве протамина сульфат методом инверсионной вольтамперометрии / Разработка и регистрация лекарственных средств. 2019. Т. 8. № 2. С. 103 – 107.Kim N. O., Ivanovskaya E. A. Determination of microimpurities of mercury in the drug protamine sulfate by stripping voltammetry / Razrab. Reg. Lekarstv. Sredstv. 2019. Vol. 8. N 2. P. 103 – 107 [in Russian].Матвейко Н. П., Протасов С. К., Садовский В. В. Определение тяжелых металлов в волосах человека / Вест. Витебского гос. техн. ун-та. 2013. № 25. С. 95 – 98.Matveyko N. P., Protasov S. K., Sadovsky V. V. Determination of heavy metals in human hair / Vestn. Vitebsk. Univ. 2013. N 25. P. 95 – 98 [in Russian].Осколок К. В., Моногарова О. В., Девяткина Е. Д. Прямое рентгенофлуоресцентное определение ртути на пенополиуретановом сорбенте / Вест. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2012. Т. 53. № 2. С. 115 – 118.Oskolok K. V., Monogarova O. V., Devyatkina E. D. Direct X-ray fluorescence determination of mercury on polyurethane foam sorbent / Vestn. Mosk. Univ. Ser. 2. Khimiya. 2012. Vol. 53. N 2. P. 115 – 118 [in Russian].Ульянова Т. С., Стенно Е. В., Вейхман Г. А., Недошитова А. В. Методические и практические аспекты определения общей ртути в образцах цельной крови, мочи и волос методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой / Анализ риска здоровью. 2018. № 2. С. 119 – 128. DOI: 10.21668/health.risk/2018.2.14Ulyanova T. S., Stenno E. V., Veikhman G. A., Nedoshitova A. V. Methodological and practical aspects of determining total mercury in whole blood, urine and hair samples by inductively coupled plasma mass spectrometry / Analiz Riska Zdor. 2018. N 2. P. 119 – 128 [in Russian]. DOI: 10.21668/health.risk/2018.2.14Моисеева Е. В., Потапова И. А. Атомно-абсорбционное определение ртути в моче методом холодного пара с использованием ртутно-гидридной приставки / Медицина труда и промышленная экология. 2019. Т. 1. № 10. С. 887 – 891. DOI: 10.31089/1026-9428-2019-59-10-887-891Moiseeva E. V., Potapova I. A. Atomic absorption determination of mercury in urine by the cold vapor method using a mercury-hydride attachment / Med. Truda Promyshl. Ékol. 2019. Vol. 1. N 10. P. 887 – 891 [in Russian]. DOI: 10.31089/1026-9428-2019-59-10-887-891Ghorbani-Kalhor E., Hosseinzadeh-Khanmiri R., Abolhasani J., et al. Determination of mercury (II) ions in seafood samples after extraction and preconcentration by a novel functionalized magnetic metal-organic framework nanocomposite / J. Sep. Sci. 2015. Vol. 38. N 7. P. 1179 – 1186. DOI: 10.1002/jssc.201401320Ghorbani-Kalhor E., Hosseinzadeh-Khanmiri R., Abolhasani J., et al. Determination of mercury (II) ions in seafood samples after extraction and preconcentration by a novel functionalized magnetic metal-organic framework nanocomposite / J. Sep. Sci. 2015. Vol. 38. N 7. P. 1179 – 1186. DOI: 10.1002/jssc.201401320Мухамадиярова Р. В., Смирнова А. С. Определение ртути в природных твердых пробах / Вест. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2014. Т. 69. № 1. С. 43 – 47.Mukhamadiyarova R. V., Smirnova A. S. Study of the mercury content solid in natural samples / Vestn. Mosk. Univ. Ser. 4. Geol. 2014. N 1. P. 36 – 40 [in Russian].Татаева С. Дж., Рамазанов А. Ш., Магомедов К. Э., Зейналов Р. З. Потенциометрическое проточно-инжекционное определение ионов ртути с помощью электрода на основе диантипирилпропилметана / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 9. С. 28 – 33. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-9-28-33Tataeva S. Dzh., Ramazanov A. Sh., Magomedov K. E., Zeynalov R. Z. Potentiometric flow-injection determination of mercury ions using an electrode based on diantipyrylpropylmethane / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2018. Vol. 84. N 9. P. 28 – 33 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-9-28-33Yun Hui, Yujia Liu, Tang W. C., et al. Determination of mercury (II) on a centrifugal microfluidic device using ionic liquid dispersive liquid-liquid microextraction / Micromachines. 2019. Vol. 10. N 8. P. 523 – 527. DOI: 10.3390/mi10080523Yun Hui, Yujia Liu, Tang W. C., et al. Determination of mercury (II) on a centrifugal microfluidic device using ionic liquid dispersive liquid-liquid microextraction / Micromachines. 2019. Vol. 10. N 8. P. 523 – 527. DOI: 10.3390/mi10080523Dongtao Lu, Zhen Chen, Ying Li, et al. Determination of mercury (II) by fluorescence using deoxyribonucleic acid stabilized silver nanoclusters / J. Anal. Lett. 2015. Vol. 48. N 2. P. 281 – 290. DOI: 10.1080/00032719.2014.940527Dongtao Lu, Zhen Chen, Ying Li, et al. Determination of mercury (II) by fluorescence using deoxyribonucleic acid stabilized silver nanoclusters / J. Anal. Lett. 2015. Vol. 48. N 2. P. 281 – 290. DOI: 10.1080/00032719.2014.940527Nedosekin D. A., Saranchina N. V., Mokhova O. V., et al. Sensitive solid-state optical sensible materials for photothermal determination of trace metals / Eur. J. Phys. 2007. Vol. 151. N 1. P. 71 – 73. DOI: 10.1140/epjst/e2008-00385-8Nedosekin D. A., Saranchina N. V., Mokhova O. V., et al. Sensitive solid-state optical sensible materials for photothermal determination of trace metals / Eur. J. Phys. 2007. Vol. 151. N 1. P. 71 – 73. DOI: 10.1140/epjst/e2008-00385-8Турабов Н. Т., Тоджиев Ж. Н. Спектрофотометрическое определение ионов ртути (II) / Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2019. Т. 65. N 11. http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8124 (дата обращения 10.10. 2020).Turabov N. T., Todzhiev Zh. N. Spectrophotometric determination of mercury (II) ions / Universum Khimiya Biol. (élektr. nauch. zh.) 2019. Vol. 65. N 11. http://7universum.com/ru/nature/archive/item/8124 [in Russian].Pradeep Raju B., Devanna N., Pradeep Raju B. Direct and derivative spectrophotometric determination of mercury (II) using alpha amyl cinnamaldehyde isonicotinoyl hydrazone (ACINH) / Int. J. Res. Pharm. Sci. 2016. Vol. 7. N 1. P. 82 – 86.Pradeep Raju B., Devanna N., Pradeep Raju B. Direct and derivative spectrophotometric determination of mercury (II) using alpha amyl cinnamaldehyde isonicotinoyl hydrazone (ACINH) / Int. J. Res. Pharm. Sci. 2016. Vol. 7. N 1. P. 82 – 86.Nityananda Kumar Reddy P., Trivikram Reddy G., Kumar Ms. Sangita, et al. Spectrophotometric determination of mercury (II) in environmental samples and synthetic mixtures using N’-(1-(pyridin-2-yl)ethylidene) isonicotinohydrazide as sensitive analytical reagent / Der Pharmacia Lettre. 2015. Vol. 7. N 1. P. 292 – 302.Nityananda Kumar Reddy P., Trivikram Reddy G., Kumar Ms. Sangita, et al. Spectrophotometric determination of mercury (II) in environmental samples and synthetic mixtures using N’-(1-(pyridin-2-yl)ethylidene) isonicotinohydrazide as sensitive analytical reagent / Der Pharmacia Lettre. 2015. Vol. 7. N 1. P. 292 – 302.Parawee R., Kanyarak P., Saisunee L. Development of sequential injection spectrophotometric method for determination of mercury (II) using pyrogallol red / Int. J. Environ. Anal. Chem. 2016. Vol. 96. N 15. P. 1415 – 1429. DOI: 10.1080/03067319.2016.1265955Parawee R., Kanyarak P., Saisunee L. Development of sequential injection spectrophotometric method for determination of mercury (II) using pyrogallol red / Int. J. Environ. Anal. Chem. 2016. Vol. 96. N 15. P. 1415 – 1429. DOI: 10.1080/03067319.2016.1265955Волгина Т. Н., Новиков В. Т., Курченко П. В. Исследование нового метода окислительного обезвреживания пестицида гранозан / Ползуновский вестник. 2009. № 3. С. 168 – 171.Volgina T. N., Novikov V. T., Kurchenko P. V. Investigation of a new method of oxidative detoxification of the pesticide granosan / Polzunov. Vestn. 2009. N 3. P. 168 – 171 [in Russian].Литвишко В. С. Разработка рецептур микрокапсул гранозана / Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 1-2. С. 63 – 65.Litvishko V. S. Development of formulations of granosan microcapsules / Akt. Probl. Gum. Estestv. Nauk. 2016. N 1-2. P. 63 – 65 [in Russian].Пат. РБ 18315 C1. Жидкая композиция для получения огнезащитного покрытия. Копытков В. В. Заявл. 31.01.2012; опубл. 30.06.2014.Pat. BY 18315 C1. Kopytkov V. V. Liquid composition for obtaining a fire retardant coating; Gomel Engineering Institute. Publ. June 30, 2014 [in Russian].Федорова О. Ю. Обезвреживание некондиционных ядохимикатов в мягких условиях / Труды XIX Международного симпозиума им. академика М. А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр». Т. 1. — Томск, 2015. С. 656 – 658.Fedorova O. Yu. Neutralization of substandard pesticides in mild conditions / Proc. of the Academician M. A. Usov XIX Int. Symp. of students and young scientists «Problems of Geology and Development of Subsoil». Vol. I. — Tomsk, 2015. P. 656 – 658 [in Russian].Арцруни В. Ж., Тараян В. М. Экстракционно-фотометрическое определение микрограммовых количеств таллия акридиновым желтым / Армянский хим. журн. 1974. Т. 27. № 2. С. 106 – 110.Artsruni V. Zh., Tarayan V. M. Extraction-photometric determination of microgram amounts of thallium with acridine yellow / Armyan. Khim. Zh. 1974. Vol. 27. N 2. P. 106 – 110 [in Russian].Иваненко А. А., Рутковский Г. В., Александрова М. Л. и др. Прямое определение фоновых и токсических содержаний таллия в крови человека методом ААС с ЭТА / Микроэлементы в медицине. 2008. Т. 9. № 1-2. С. 35 – 38.Ivanenko A. A., Rutkovskiy G. V., Aleksandrova M. L., et al. Direct determination of background and toxic contents of thallium in human blood by the AAS method with ETA / Mikroélem. Med. 2008. Vol. 9. N 1 – 2. P. 35 – 38 [in Russian].Molavi N., Ghaderi A., Banafshe H. R. Determination of thallium in urine, blood, and hair in illicit opioid users in Iran / Hum. Exp. Toxicol. 2020. Vol. 39. N 6. P. 808 – 815. DOI: 10.1177/0960327120903487Molavi N., Ghaderi A., Banafshe H. R. Determination of thallium in urine, blood, and hair in illicit opioid users in Iran / Hum. Exp. Toxicol. 2020. Vol. 39. N 6. P. 808 – 815. DOI: 10.1177/0960327120903487Arı B., Bakırdere S., Ataman O. Y. Development of sensitive analytical methods for the determination of thallium at trace levels by slotted quartz tube flame atomic absorption spectrometry / Spectrochim. Acta, Part B. 2020. Vol. 171. N 6. DOI: 10.1016/j.sab.2020.105937Arı B., Bakırdere S., Ataman O. Y. Development of sensitive analytical methods for the determination of thallium at trace levels by slotted quartz tube flame atomic absorption spectrometry / Spectrochim. Acta, Part B. 2020. Vol. 171. N 6. DOI: 10.1016/j.sab.2020.105937Кисель Е. П., Филиппович Л. И., Варченко В. В., Беликов К. Н. Вольтамперометрическое определение таллия в монокристаллах NaI:Tl, CsI:Tl с повышенным содержанием допанта / Методы и объекты химического анализа. 2014. Т. 9. № 3. С. 125 – 129.Kisel E. P., Filippovich L. I., Varchenko V. V., Belikov K. N. Voltammetric determination of thallium in NaI:Tl, CsI:Tl single crystals with an increased dopant content / Metod. Ob’ekt. Khim. Anal. 2014. Vol. 9. N 3. P. 125 – 129 [in Russian].Amin A. S., El-Sharjawy Abdel-Azeem M., Kassem M. A. Determination of thallium at ultra-trace levels in water and biological samples using solid phase spectrophotometry / Spectrochim. Acta. Part A. 2013. Vol. 110. P. 262 – 268. DOI: 10.1016/j.saa.2013.01.096Amin A. S., El-Sharjawy Abdel-Azeem M., Kassem M. A. Determination of thallium at ultra-trace levels in water and biological samples using solid phase spectrophotometry / Spectrochim. Acta. Part A. 2013. Vol. 110. P. 262 – 268. DOI: 10.1016/j.saa.2013.01.096Sailaja B. B. V., Tesfahun K., Prasada Rao M. S. Complexometric determination of indium (III) and thallium (III) individually and in mixtures using methylene blue as ion-pair indicator / The IUP Journal of Chemistry. 2012. Vol. 5. N 1. P. 54 – 62.Sailaja B. B. V., Tesfahun K., Prasada Rao M. S. Complexometric determination of indium (III) and thallium (III) individually and in mixtures using methylene blue as ion-pair indicator / The IUP Journal of Chemistry. 2012. Vol. 5. N 1. P. 54 – 62.Матвейчук Ю. В., Рахманко Е. М., Окаев Е. Б. Ионоселективные электроды на основе высших четвертичных аммониевых солей, обратимых к двухзарядным неорганическим анионам. — Минск: БГУ, 2018. — 239 с.Matveichuk Yu. V., Rakhmanko E. M., Okaev E. B. Ion-selective electrodes based on higher quaternary ammonium salts, reversible to doubly charged inorganic anions. — Minsk: BSU, 2018. — 239 p. [in Russian].Матвейчук Ю. В., Рахманько Е. М. Высшие четвертичные аммониевые соли со стерически затрудненным обменным центром: применение в разработке ионоселективных электродов, обратимых к тиоцианатным комплексам металлов / Журн. аналит. химии. 2018. Т. 73. № 12. С. 922 – 933.Matveichuk Yu. V., Rakhman’ko E. M. Higher quaternary ammonium salts with a sterically hindered exchange center: application to the development of ion selective electrodes reversible to metal thiocyanate complexes / J. Anal. Chem. 2018. Vol. 73. N 12. P. 1154 – 1164. DOI: 10.1134/S1061934818100052Иванов В. М., Цепков М. Г., Фигуровская В. Н. Оптические, цветометрические и кислотно-основные характеристики метилового оранжевого / Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2010. Т. 51. № 6. С. 445 – 449.Ivanov V. M., Tsepkov M. G., Figurovskaya V. N. Optical, colorimetric and acid-base characteristics of methyl orange / Vestn. Mosk. Univ. Ser. 2. Khimiya. 2010. Vol. 51. N 6. P. 445 – 449 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.