zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2025-91-3-11-15zldm-2421Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISИндикатор на текстильной основе для кислотно-основного титрованияTextile-based indicator for acid-base titrationЕфановС. А.EfanovS. A.

Сергей Анатольевич Ефанов

305000, Курск, ул. Радищева, д. 33

Sergey A. Efanov

33, ul. Radishcheva, Kursk, 305000; 1, Malaya Kaluzhskaya ul., Moscow, 119071

efanoff.sergey2016@yandex.ruКудрявцеваТ. Н.KudryavtsevaT. N.

Татьяна Николаевна Кудрявцева

305000, Курск, ул. Радищева, д. 33

Tatiana N. Kudryavtseva

33, ul. Radishcheva, Kursk, 305000

ГрехневаЕ. В.GrekhnevaE. V.

Елена Владимировна Грехнева

305000, Курск, ул. Радищева, д. 33

Elena V. Grekhneva

33, ul. Radishcheva, Kursk, 305000

ДорофееваЕ. А.DorofeevaE. A.

Елена Анатольевна Дорофеева

305000, Курск, ул. Радищева, д. 33

Elena A. Dorofeeva

33, ul. Radishcheva, Kursk, 305000

Курский государственный университетРоссияKursk State University; A.N. Kosygin Russian State University (Technology. Design. Art)Russian FederationКурский государственный университетРоссияKursk State UniversityRussian Federation2025200320259131115Copyright © Ефанов С.А., Кудрявцева Т.Н., Грехнева Е.В., Дорофеева Е.А., 20252025Ефанов С.А., Кудрявцева Т.Н., Грехнева Е.В., Дорофеева Е.А.Efanov S.A., Kudryavtseva T.N., Grekhneva E.V., Dorofeeva E.A.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/2421

Путем функционализации хлопчатобумажной ткани галохромными дисазопроизводными 4,4’-диаминостильбен-2,2’-дисульфокислоты по технологии прямого крашения получены текстильные галохромные материалы, которые использовали в качестве индикаторов для кислотно-основного титрования. Прямоугольные фрагменты полученного материала размером 20 на 20 мм помещали непосредственно в титруемый раствор. Галохромный краситель локализован в пределах фрагмента ткани, что значительно облегчает визуальную индикацию конечной точки титрования. Интервал изменения окраски и скорость ее изменения изучены в процессе потенциометрического титрования гидроксида натрия, гидрокарбоната натрия и водопроводной воды. Апробация галохромного текстильного материала в качестве индикатора для кислотно-основного титрования была проведена на примере определения щелочности воды. Правильность результатов подтверждена методом «введено – найдено». Галохромный сенсорный материал характеризуется высокой скоростью изменения окраски. Изменение цвета материала во всех случаях визуально наблюдается в пределах скачка на кривой титрования. Данные, полученные при определении щелочности воды с различными индикаторами, хорошо согласуются между собой. Разработанный материал можно использовать в системах бесконтактного контроля кислотности среды через прозрачную стенку в качестве альтернативы флуоресцентным сенсорам.

In the present work, textile halochromic materials were obtained, which were tested as indicators of acid-base titration. Textile materials were obtained by functionalization of cotton fabric with halochromic disazo derivatives of 4,4’-diaminostilbene-2,2’-disulfonic acid using direct dyeing technology. Rectangular fragments of halochromic textile material, 20 by 20 mm in size, were placed directly into the titrated solution. The range of color change and the rate of its change were studied in the process of potentiometric titration of sodium hydroxide, sodium bicarbonate and tap water. Testing of halochromic textile material as an indicator of acid-base titration was carried out using the example of determining the acidity of water. The correctness of the results was determined using the added-found method. The halochromic sensor material is characterized by a high rate of color change. The color change of the material is visually observed in all cases within the jump on the titration curve. The data obtained when determining the alkalinity of water with various indicators are in good agreement with each other. When assessing the correctness of the results using the recovery test, the degree of discovery close to 100 % was obtained. When using such an indicator, the halochromic dye is localized within the tissue fragment, which significantly facilitates the fixation of the end point of titration. The use of the developed material can be relevant in contactless control systems for the acidity of the medium through a transparent wall as an alternative to fluorescent sensors.

44’-диаминостильбен-22’-дисульфокислотасенсорный материалкислотно-основное титрование44’-diaminostilbene-22’-disulfonic acidsensory materialacid-base titrationReferencesLianyun L., Huijuan Y., Huaqin Y., Feng G. Influence of the Concentration of Indicator on acid-base titration / Univ. Chem. 2015. Vol. 30. No. 6. P. 79 – 82. DOI: 10.3866/pku.dxhx20150679Lianyun L., Huijuan Y., Huaqin Y., Feng G. Influence of the Concentration of Indicator on acid-base titration / Univ. Chem. 2015. Vol. 30. No. 6. P. 79 – 82. DOI: 10.3866/pku.dxhx20150679Elsherif M., Alam F., Salih A., et al. Fiber-optic probes for real-time pH monitoring / Sens. Diagn. 2024. Vol. 3. P. 827 – 838. DOI: 10.1039/d4sd00012aElsherif M., Alam F., Salih A., et al. Fiber-optic probes for real-time pH monitoring / Sens. Diagn. 2024. Vol. 3. P. 827 – 838. DOI: 10.1039/d4sd00012aNazaruddin N., Afifah N., Bahi M., et al. A simple optical pH sensor based on pectin and Ruellia tuberosa L-derived anthocyanin for fish freshness monitoring / F1000Research. 2021. Vol. 10. P. 422. DOI: 10.12688/f1000research.52836.2Nazaruddin N., Afifah N., Bahi M., et al. A simple optical pH sensor based on pectin and Ruellia tuberosa L-derived anthocyanin for fish freshness monitoring / F1000Research. 2021. Vol. 10. P. 422. DOI: 10.12688/f1000research.52836.2Safitri E., Humaira H., Murniana M., et al. Optical pH Sensor Based on immobilization anthocyanin from Dioscorea alata L. onto polyelectrolyte complex pectin – chitosan membrane for a determination method of salivary pH / Polymers (Basel, Switz.) 2021 Vol. 13. No. 8. 1276. DOI: 10.3390/polym13081276Safitri E., Humaira H., Murniana M., et al. Optical pH Sensor Based on immobilization anthocyanin from Dioscorea alata L. onto polyelectrolyte complex pectin – chitosan membrane for a determination method of salivary pH / Polymers (Basel, Switz.) 2021 Vol. 13. No. 8. 1276. DOI: 10.3390/polym13081276Leite L., Pais V., Silva C., et al. Halochromic textiles for real-time sensing of hazardous chemicals and personal protection / Materials. 2023. Vol. 16. 2938. DOI: 10.3390/ma16082938Leite L., Pais V., Silva C., et al. Halochromic textiles for real-time sensing of hazardous chemicals and personal protection / Materials. 2023. Vol. 16. 2938. DOI: 10.3390/ma16082938Kert M., Skoko J. Formation of pH-responsive cotton by the adsorption of methyl orange dye / Polymers (Basel, Switz.). 2023. Vol. 15. 1783. DOI: 10.3390/polym15071783Kert M., Skoko J. Formation of pH-responsive cotton by the adsorption of methyl orange dye / Polymers (Basel, Switz.). 2023. Vol. 15. 1783. DOI: 10.3390/polym15071783Luz R., Richard D., Ferreira R., et al. Development of a halochromic, antimicrobial, and antioxidant starch-based film containing phenolic extract from Jaboticaba peel / Foods. 2023. Vol. 12. 653. DOI: 10.3390/foods12030653Luz R., Richard D., Ferreira R., et al. Development of a halochromic, antimicrobial, and antioxidant starch-based film containing phenolic extract from Jaboticaba peel / Foods. 2023. Vol. 12. 653. DOI: 10.3390/foods12030653Ribeiro A., Vieira B., Alves C., et al. Halochromic silk fabric as a reversible pH-Sensor based on a novel 2-aminoimidazole azo dye / Polymers (Basel, Switz.). 2023. Vol. 15. No. 7. 1730. DOI: 10.3390/polym15071730Ribeiro A., Vieira B., Alves C., et al. Halochromic silk fabric as a reversible pH-Sensor based on a novel 2-aminoimidazole azo dye / Polymers (Basel, Switz.). 2023. Vol. 15. No. 7. 1730. DOI: 10.3390/polym15071730Щемелев И. С., Зиновьев Н. А., Иванов А. В. и др. Сенсорный гранулированный материал на основе импрегнированного композита «сшитый поливиниловый спирт – магнетит» для определения углеводов методом оптической микрометрии / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2024. Т. 90. № 6. С. 5 – 14. DOI: 10.26896/1028-6861-2024-90-6-5-14Shchemelev I. S., Zinov’ev N. A., Ivanov A. V., et al. A sensory granular material based on impregnated composite «cross- linked polyvinyl alcohol – magnetite» for the determination of carbohydrates by optical micrometry / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2024. Vol. 90. N 6. P. 5 – 14 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2024-90-6-5-14Кожинова Е. С., Тумская А. В., Косырева И. В. Применение некоторых ароматических альдегидов для тест-определения цефотаксима / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 90. № 8. С. 5 – 11. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-8-5-11Kozhinova E. S., Tumskaya A. V., Kosyreva I. V. The use of aromatic aldehydes for the test determination of cefotaxime / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2023. Vol. 90. No. 8. P. 5 – 11 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-8-5-11Амелин В. Г., Шаока З. А., Большаков Д. С. и др. Установление порчи морепродуктов методом цифровой цветометрии индикаторных тест-систем / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 9. С. 25 – 33. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-9-25-33Amelin V. G., Shaoka Z. A., Bol’shakov D. S., et al. Detection of seafood spoilage by digital color measurement of indicator test systems / Industr. Lab. Mater. Diagn. Vo. 89. No. 9. P. 25 – 33 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-9-25-33Мелешенкова В. В., Кузнецов Д. Н. Текстильные pH-индуцируемые датчики как индикаторные элементы в средствах индивидуальной защиты человека / Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы (SMARTEX). 2022. № 1. С. 254 – 257. DOI: 10.47367/2413-6514_2022_1_254Meleshenkova V. V., Kuznetsov D. N. Textile pH-inducible sensors as indicator elements in personal protective equipment / Physics of fibrous materials: structure, properties, science-intensive technologies and materials (SMARTEX). 2022. No. 1. P. 254 – 257 [in Russian]. DOI: 10.47367/2413-6514_2022_1_254Park Y., Ryu S., Kim M., et al. Colorimetric cotton sensors fabricated by ultraviolet photografting for acidic gas detection: optimization and characterization / Cellulose. 2024. Vol. 31. P. 3821 – 3842. DOI: 10.1007/s10570-024-05833-9Park Y., Ryu S., Kim M., et al. Colorimetric cotton sensors fabricated by ultraviolet photografting for acidic gas detection: optimization and characterization / Cellulose. 2024. Vol. 31. P. 3821 – 3842. DOI: 10.1007/s10570-024-05833-9Meleshenkova V. V., Tyurin V. S., Zamilatskov I. A., Kuznetsov D. N. Halochromic properties of new nitrophenol-based azochromophores / J. Photochem. Photobiol. A. 2023. Vol. 444. 114924. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2023.114924Meleshenkova V. V., Tyurin V. S., Zamilatskov I. A., Kuznetsov D. N. Halochromic properties of new nitrophenol-based azochromophores / J. Photochem. Photobiol. A. 2023. Vol. 444. 114924. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2023.114924Sun H., Scharff-Poulsen A. M., Gu H., Almdal K. Synthesis and characterization of ratiometric, pH sensing nanoparticles with covalently attached fluorescent dyes / Chem. Mater. 2006. Vol. 18. No. 15. P. 3381 – 3384. DOI: 10.1021/cm052750jSun H., Scharff-Poulsen A. M., Gu H., Almdal K. Synthesis and characterization of ratiometric, pH sensing nanoparticles with covalently attached fluorescent dyes / Chem. Mater. 2006. Vol. 18. No. 15. P. 3381 – 3384. DOI: 10.1021/cm052750jVan der Schueren L., De Clerck K. The use of pH-indicator dyes for pH-sensitive textile materials / Text. Res. J. 2010. Vol. 80. No. 7. P. 590 – 603. DOI: 10.1177/0040517509346443Van der Schueren L., De Clerck K. The use of pH-indicator dyes for pH-sensitive textile materials / Text. Res. J. 2010. Vol. 80. No. 7. P. 590 – 603. DOI: 10.1177/0040517509346443Van der Schueren L., De Clerck K. Halochromic textile materials as innovative pH-sensors / Adv. Sci. Technol. (Durnten-Zurich, Switz.). 2013. Vol. 80. P. 47 – 52. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ast.80.47Van der Schueren L., De Clerck K. Halochromic textile materials as innovative pH-sensors / Adv. Sci. Technol. (Durnten-Zurich, Switz.). 2013. Vol. 80. P. 47 – 52. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ast.80.47Yoon S., Park Y., Koh J., Lee W. Facile physical entrapment of halochromic dye via UV-photografting for the fabrication of colorimetric cotton sensors to detect toxic ammonia gas / Prog. Org. Coat. 2024. Vol. 192. 108450. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2024.108450Yoon S., Park Y., Koh J., Lee W. Facile physical entrapment of halochromic dye via UV-photografting for the fabrication of colorimetric cotton sensors to detect toxic ammonia gas / Prog. Org. Coat. 2024. Vol. 192. 108450. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2024.108450Ильина А. В., Атрепьева Л. В., Ефанов С. А. Исследование свойств стильбенового аналога красителя Конго красного / Auditorium. Электрон. науч. журн. Курского гос. ун-та. 2022. Т. 35. № 3. С. 27 – 29.Ilyina A. V., Atrepieva L. V., Efanov S. A. Study of the properties of a stilbene analogue of Congo red dye / Auditorium. Electronic scientific journal of Kursk State University. 2022. Vol. 35. No. 3. P. 27 – 29 [in Russian].Лозинская Е. Ф., Атрепьева Л. В, Григорьян А. Ю. и др. Определение констант депротонизации бисазокрасителей на основе стильбендисульфокислоты, имеющих в составе структурные фрагменты фенола и резорцина / Auditorium. Электрон. науч. журн. Курского гос. ун-та. 2016. Т. 10. № 2. С. 8 – 14.Lozinskaya E. F., Atrepieva L. V., Grigoryan A. Yu., et al. Determination of deprotonation constants for bisazo dyes based on stilbene disulfonic acid containing structural fragments of phenol and resorcinol / Auditorium. Electronic scientific journal of Kursk State University. 2016. Vol. 10. No. 2. P. 8 – 14 [in Russian].Efanov S. A., Kudryavtseva T. N., Grekhneva E. V., Kuznetsov D. N. Novel halochromic disazo stilbene dye with intramolecular color mixing effect for textile sensor material / Russ. J. Appl. Chem. 2023. Vol. 96. No. 3. P. 275 – 280. DOI: 10.1134/S1070427223030023Efanov S. A., Kudryavtseva T. N., Grekhneva E. V., Kuznetsov D. N. Novel halochromic disazo stilbene dye with intramolecular color mixing effect for textile sensor material / Russ. J. Appl. Chem. 2023. Vol. 96. No. 3. P. 275 – 280. DOI: 10.1134/S1070427223030023

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