zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-10-5-12zldm-1767Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISОпределение суммы однотипных веществ с помощью интегральных показателей или многомерных градуировок при высокой внутригрупповой селективности сигналовDetermination of the total content of similar substances using integrated indices or multivariate calibrations at a high intragroup selectivity of signalsВершининВ. И.VershininV. I.

Вячеслав Исаакович Вершинин

644077

пр. Мира, д. 55а

Омск

Viacheslav I. Vershinin

644077

55a, Mira prosp.

Omsk

vyvershinin@yandex.ruАбрамоваА. Е.AbramovaA. E.

Анастасия Евгеньевна Абрамова

644077

пр. Мира, д. 55а

Омск

Anastasija E. Abramova

644077

55a, Mira prosp.

Omsk

Омский государственный университет им. Ф. М. ДостоевскогоРоссияF. M. Dostoevsky Omsk State UniversityRussian Federation2022241020228810512Copyright © Вершинин В.И., Абрамова А.Е., 20222022Вершинин В.И., Абрамова А.Е.Vershinin V.I., Abramova A.E.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/1767

   Суммарное содержание (cs ) однотипных органических соединений обычно определяют, не разделяя эти соединения, а измеряя их обобщенные спектральные сигналы при одной или нескольких аналитических длинах волн. Возможность правильной оценки cs при сильно выраженной внутригрупповой селективности сигналов ранее не проверялась. Для проверки анализировали модельные гексановые растворы, одновременно содержащие моно-, би- и трициклические арены при cs порядка 1СН моль/дм3. При фиксированной длине волны молярные коэффициенты поглощения аренов с разным числом колец различаются на 2 - 3 порядка величины. Сопоставляли два варианта группового анализа: 1) измерение обоб­щенного сигнала аренов при 260 нм с последующим вычислением результата анализа по одномерной градуировке в пересчете на нафталин или антрацен; 2) измерение обобщен­ных сигналов при т длинах волн в области 250 - 290 нм с последующим расчетом резуль­тата по обращенной многомерной градуировке. Первый способ (расчет интегрального по­казателя) давал большие (по модулю) систематические погрешности, иногда превышающие 100 % отн. и не снижающиеся при варьировании длины волны и природы стандартного вещества. Второй способ дает более правильные результаты, и уже при т = 11 по­грешности группового анализа не превышали 10 %. Таким образом, при сильно выраженной внутригрупповой селективности сигналов групповой анализ можно и нужно проводить, используя обращенные многомерные градуировки. Установлено, что погрешности оценки cs резко возрастают, если в пробе есть компоненты искомой группы, не учтенные при построении обращенной градуировки.

   The total content (cs ) of similar organic compounds is usually determined without their separation by measuring their generalized spectral signals at one or more analytical wavelengths (AW). The resulted es­ timates of cs are approximately adequate if all the sensitivity coefficients of the substances (components of the desired group) are the values of the same order of magnitude. The possibility of a correct assessment of cs with a strongly pronounced intragroup selectivity of signals has not been previously tested. Model hexane solutions of the known composition simultaneously containing mono-, bi-, and tricyclic arenes at сs value about 10-4 mol/dm3 were analyzed to verify this variant of the group analysis. At a fixed wavelength, the values of molar absorptivity of arenes with different numbers of rings differ by 2 - 3 orders of magni­tude. Two variants of group analysis were compared: 1) measurement of the generalized signal of arenes at 260 nm with subsequent calculation of the result using univariate calibration in terms of naphthalene or anthracene; 2) measurement of generalized signals for several m wavelengths in the spectral region of 250 - 290 nm with subsequent calculation of the result using the inverted multivariate calibration. The first method (calculation of the integrated index) led to large systematic errors, sometimes exceeding 100 % rel. (in modulus) which appeared insensitive both to the wavelength and to the nature of the stan­dard substance. The second method provided more correct results and even at m = 11 the errors of group analysis did not exceed 10 %. Nevertheless, the errors in the estimation of cs dramatically increased if the sample contains components (arenes) of the desired group that were not taken into account when con­structing the inverted calibration. It is shown that with a strongly pronounced intragroup selectivity of signals, group analysis can and should be carried out using inverted multivariate calibrations.

групповой анализоднотипные веществаароматические углеводоро­ды (арены)интегральные показателимногомерные градуировкивнутригрупповая селективностьправильность результатов анализаgroup analysissimilar substancesaromatic hydrocarbons (arenes)total (integrated) indi­ cesmultivariate calibrationsintragroup selectivity of signalstrueness of analysisПредставленные в статье результаты получены при поддержке Омского государственного университета им. Ф. М. Достоевского в рамках проекта «Развитие методов структурно-группо­вого анализа объектов сложного состава без раз­деления их компонентов».The results presented in the article were obtained with the support of the Omsk State University named after F. M. Dostoevsky within the framework of the project "Development of methods of structural and group analysis of objects of complex composition without separation of their components".ReferencesBaena J. R., Valcarcel М. Total indices in analytical sciences / Trends Anal. Chem. 2003. Vol. 22. N 9. E 641 - 646. DOI: 10.1016/S0165-9936(03)01101-4Baena J. В., Valcarcel М. Total indices in analytical sciences / Trends Anal. Chem. 2003. Vol. 22. N 9. E 641 - 646. DOI: 10.1016/S0165-9936(03)01101-4Вершинин В. И. Формирование групп и выбор стандартных веществ при определении суммарных содержаний однотипных соединений в виде интегральных показателей / В. И. Вершинин // Журн. аналит. химии. – 2017. – Т. 72. – № 9. – С. 816 - 826. DOI: 10.7868/S0044450217090031Vershinin V. I. Group formation and choice of standard substances in the determination of total concentrations of similar compounds as total indices / J. Anal. Chem. 2017. Vol. 72. N 9. E 947-956. DOI: 10.1134/S1061934817090131Тропынина Л. В. Достоверность и информативность показателя «фенольный индекс» / Л. В. Тропынина [и др.] // Методы оценки соответствия. – 2012. – № 12. – С. 27 - 30.Tropynina L. V., Kartashova A. V., Zhylina I. V., Romanov P. V. Reliability and informatic content of phenolic index / Met. Otsenki Sootv. 2012. N 12. E 27 - 30 [in Russian].Хатмуллина Р. М. Достоверность оценки загрязненности вод нефтяными углеводородами и фенолами с помощью интегральных показателей / Р. М. Хатмуллина, В. И. Сафарова, В. З. Латыпова // Журн. аналит. химии. – 2018. – Т. 73. – № 7. – С. 545 - 551. DOI 10.7868/S0044450218070095Khatmullina R. M., Safarova V. I., Latypova V. Z. Reliability of the assessment of water pollution by petroleum hydrocar­bons and phenols using some of total indices / J. Anal. Chem. 2018. Vol. 73. N 7. E 728 - 733. DOI: 10.1134/S1061934818070080Клейкий А. А. Неко­торые методические особенности определения уровня нефтяного загрязнения водных экосистем / А. А. Клейкий, Л. Ф. Павленко, З. А. Темердашев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2007. – Т. 73. – № 2. – С. 31 - 35.Klenkin A. A., Pavlenko L. E, Temerdashev Z. A. Some methodic aspects of estimation of oil pollution level for water ecosystems / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2007. Vol. 73. N 2. E 31 - 35 [in Russian].ГОСТ 51797-2001. Вода питьевая. Метод определения содержания нефтепродуктов. — М.: Госиздат Госсии, 2008. – 15 с.RF State Standard GOST 51797-2001. Drinking Water. Method for Determination of Oil Froducts Content. — Moscow: Standartinform, 2010. — 15 p. [in Russian].Vershinin V. I. Total indices as a tool to estimate sum content of similar analytes. Review / Talanta. 2015. Vol. 131. N 1. E 292 - 300. DOI: 10.1016/j.talanta.2014.07.102Vershinin V. I. Total indices as a tool to estimate sum content of similar analytes. Review / Talanta. 2015. Vol. 131. N 1. E 292 - 300. DOI: 10.1016/j.talanta.2014.07.102Антонова Т. В. К вопросу о точности спектрофотометрических оценок суммарного содержания фенолов / Т. В. Антонова [и др.] // Аналитика и контроль. – 2012. – Т. 16. – № 4. – С. 343 - 349.Antonova T. V., Vershinin V. I., Ivanova V. A., Shiligin P. V. To the problem of precision spectrophotometric assessments of the total content of phenols / Analit. KontroT. 2012. Vol. 16. N 4. E 343 - 349 [in Russian].Цюпко Т. Г. Определение суммарного содержания антиоксидантов методом FRAF / Т. Г. Цюпко [и др.] / Аналитика и контроль. – 2011. – Т. 15. – № 3. – С. 287 - 298.Tsyupko T. G., Petrakova I. S., Brilenok N. S. Determina­tion of total content antioxidants by FRAP assay / Analit. Kontrol'. 2011. Vol. 15. N 3. E 287 - 298 [in Russian].Brereton R. G. Introduction to multivariate calibration in analytical chemistry / Analyst. 2000. Vol. 125. N 11. E 2125 - 2154. DOI: 10.1039/b003805iBrereton R. G. Introduction to multivariate calibration in an­ alytical chemistry / Analyst. 2000. Vol.125. N 11. E 2125-2154. DOI: 10.1039/b003805iEsbensen К. H. Multivariate Data Analysis — in practice. An introduction to multivariate data analysis and experimental design. 5th Edition. — Woodbridge, USA: Camo Frocess AS, 2004. — 588 p.Esbensen К. H. Multivariate Data Analysis — in practice. An introduction to multivariate data analysis and experimental design (5th Edition). — Woodbridge, USA: Camo Process AS, 2004. — 588 p.Власова И. В. Спектрометрическое определение суммарного содержания однотипных аналитов с помощью обращенных многомерных градуировок / И. В. Власова, В. И. Вершинин // Журн. аналит. химии. – 2022. – Т. 77. – № 11. – С. 1032 - 1039. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=49420285&ysclid=l9mg0xrafk602727366Vlasova I. V., Vershinin V. I. Spectrometric determination of the total concentration of similar analytes using inverted multivariate calibrations / J. Anal. Chem. 2022. Vol. 77. N 11. E 1419 - 1425. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=49420285&ysclid=l9mg0xrafk602727366Антонова Т. В. Экстракционно-спектрометрическое определение суммарного содержания аренов в сточных водах / Т. В. Антонова, В. И. Вершинин, И. В. Власова //* Журн. аналит. химии. – 2021. – Т. 76. – № 7. – С. 603 - 611. DOI: 10.31857/S0044450221070045Antonova T. V., Vershinin V. I., Vlasova I. V. Extraction-spectrometric determination of total concentration of arenes in wastewater / J. Anal. Chem. 2021. Vol. 76. N 7. E 815 - 823. DOI: 10.1134/S1061934821070042Vershinin V. I., Petrov S. V The estimation of total petroleum hydrocarbons in waste waters by multiwave IR spectrometry with multivariate calibrations / Talanta. 2016. Vol. 148. N 1. E 163 - 169. DOI: 10.1016/j.talanta.2015.10.076Vershinin V. I., Petrov S. V. The estimation of total petroleum hydrocarbons in waste waters by multiwave IR spectrometry with multivariate calibrations / Talanta. 2016. Vol. 148. N 1. E 163 - 169. DOI: 10.1016/j.talanta.2015.10.076Вершинин В. И. Определение суммарных содержаний парафинов, нафтенов и аренов по светопоглощению бензинов в ближней ИК-области / В. И. Вершинин, Е. В. Коптева, В. В. Троицкий // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2005. – Т. 71. – № 11. – С. 10-15.Vershinin V. I., Kopteva E. V, Troitskii V. V. Determination of total contents of paraffins, naphthenes and arenes by gaso­line absorbance measuring in near infra-red region / Zavod. Lab., Diagn. Mater. 2005. Vol. 71. N 11. E 10 - 15 [in Russian].Поконова Ю. В. Нефть и нефтепродукты / Ю. В. Поконова. — СПб.: Мир и семья, 2003. — 904 с.Pokonova Yu. V. Oil and oil products. — St. Petersburg: Mir i sem'ya, 2003. — 904 p. [in Russian].Клар Э. Полициклические углеводороды: в 2 т. Т. 1 / Э. Клар. — М.: Химия, 1971. — 455 с.Clar E. Polycyclic hydrocarbons. — London, New York: Academic Press, 1964. Vol. 1. — 468 p.

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