Сорбционно-атомно-абсорбционное определение железа в водах

Синтезированы сорбенты ППА-1 и ППФ-1 на основе волокон полиакрилонитрила (ПАН), модифицированных полиэтиленполиамином (ПЭПА), с добавлением формальдегида и фосфористой кислоты в случае ППФ-1. Эти сорбенты с иммобилизованной на их поверхности сульфосалициловой кислотой (ССК) использовали для сорбционного концентрирования ионов Fe (III) из образцов водопроводной и сточной вод. Методами ИК-спектроскопии и спектроскопии диффузного отражения подтверждено образование комплекса ионов железа с иммобилизованной на поверхности ППА-1 и ППФ-1 ССК. Исследована сорбция ионов Fe (III) на данных сорбентах: выбраны значения pH раствора, массы сорбента, времени контакта фаз, а также объем и концентрация десорбирующего агента (HNO₃), обеспечивающие максимальную степень извлечения железа. Значения обменной емкости ППА-1 и ППФ-1 составили 8 и 15 мг-экв/г соответственно. В выбранных условиях (pH = 2 – 2,5, t = 25 °C, m(сорбента) = 200 мг, V(0,5 М HNO₃) = 15 мл) изучено влияние мешающих ионов на извлечение железа. По многим параметрам ППФ-1 оказался более перспективным сорбентом для извлечения ионов Fe (III). Выбраны условия последующего определения железа методом атомно-абсорбционной спектрометрии с атомизацией в пламени (ПААС): пламя ацетилен – воздух; аналитическая линия Fe 243,8 нм; ширина щели монохроматора — 0,2 нм; ток лампы с полым катодом — 12 мА. Разработана методика сорбционно-атомно-абсорбционного определения железа в образцах вод различного происхождения в диапазоне концентраций 0,005 – 4 мк/мл с пределом обнаружения 0,01 мкг/л (S_r = 0,033).

1. Campos R. C., Santos H. R., Grinberg P. Determination of copper, iron, lead and nickel in gasoline by electrothermal atomic absorption spectrometry using threecomponent solutions / Spectrochim. Acta. Part B. 2002. Vol. 57. N 1. P. 15 – 28. DOI: 10.1016/S0584-8547(01)00362-7

2. Pourreza N., Zavvar Mousavi H. Solid phase preconcentration of iron as methylthymol blue complex on naphthalene-tetraoctylammonium bromide adsorbent with subsequent flame atomic absorption determination / Talanta. 2004. Vol. 64. N 1. P. 264 – 267. DOI: 10.1016/j.talanta.2004.02.006

3. Pourjavid M. R., Arabieh M., Yousefi S. R., Sehat A. A. Interference free and fast determination of manganese (II), iron (III) and copper (II) ions in different real samples by flame atomic absorption spectroscopy after column graphene oxide-based solid phase extraction / Microchem. J. 2016. Vol. 129. P. 259 – 267. DOI: 10.1016/j.microc.2016.07.008

4. Zolotov Yu. A., Tsizin G. I., Dmitrienko S. G., Morosanova E. I. Sorption preconcentration of microcomponents for the chemical analysis / Rus. Chem. Rev. 2005. Vol. 74. N 1. P. 37 – 60. DOI: 10.1070/RC2005v074n01ABEH000845

5. Liu Y., Liang P., Guo L. Nanometer titanium dioxide immobilized on silica gel as sorbent for preconcentration of metal ions prior to their determination by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry / Talanta. 2005. Vol. 68. N 1. P. 25 – 30. DOI: 10.1016/j.talanta.2005.04.035

6. Roldan P. S., Alcântara I. L., Padilha C. C. F., Padilha P. M. Determination of copper, iron, nickel and zinc in gasoline by FAAS after sorption and preconcentration on silica modified with 2-aminotiazole groups / Fuel. 2005. Vol. 84. N 2 – 3. P. 305 – 309. DOI: 10.1016/j.fuel.2004.08.001

7. Çekiç S. D., Filik H., Apak R. Use of an o-aminobenzoic acid-functionalized XAD-4 copolymer resin for the separation and preconcentration of heavy metal(II) ions / Anal. Chim. Acta. 2004. Vol. 505. N 3. P. 15 – 24. DOI: 10.1016/S0003-2670(03)00211-3

8. Dogan C. E., Akcin G. Sorption and Desorption of Lead on 5-Amino-1,3,4-Thiadiazole-2-Thiol Immobilized Silica Gel by Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) / Instrum. Sci. Technol. 2008. Vol. 36. P. 476 – 492. DOI: 10.1080/10739140802234907

9. Madusmanova N. K., Khalilova L. M., Zhumaeva E. Sh., et al. Nitrosonaphthol derivatives as analytical reagents for cobalt ions / J. Anal. Chem. 2022. Vol. 77. N 1. P. 26 – 34. DOI: 10.1134/S1061934822010099

10. Tewari P. K., Singh A. K. Synthesis, characterization and applications of pyrocatechol modified amberlite XAD-2 resin for preconcentration and determination of metal ions in water samples by flame atomic absorption spectrometry (FAAS) / Talanta. 2001. Vol. 53. N 4. P. 823 – 833. DOI: 10.1016/S0039-9140(00)00572-5

11. Pourreza N., Hoveizavi R. Simultaneous preconcentration of Cu, Fe and Pb as methylthymol blue complexes on naphthalene adsorbent and flame atomic absorption determination / Anal. Chim. Acta. 2005. Vol. 549. N 1 – 2. P. 124 – 128. DOI: 10.1016/j.aca.2005.06.037

12. Akl M. A. A., Kenawy I. M. M., Lasheen R. R. Organically modified silica gel and flame atomic absorption spectrometry: employment for separation and preconcentration of nine trace heavy metals for their determination in natural aqueous systems / Microchem. J. 2004. Vol. 78. N 2. P. 143 – 156. DOI: 10.1016/j.microc.2004.03.019

13. Yebra-Biurrun M. C., Bermejo-Barrera A., Bermejo-Barrera M. P., Barciela-Alonso M. C. Determination of trace metals in natural waters by flame atomic absorption spectrometry following on-line ion-exchange preconcentration / Anal. Chim. Acta. 1995. Vol. 303. N 2 – 3. P. 341 – 345. DOI: 10.1016/0003-2670(94)00509-K

14. Gurnani V., Singh A. K., Venkataramani B. Cellulose functionalized with 8-hydroxyquinoline: new method of synthesis and applications as a solid phase extractant in the determination of metal ions by flame atomic absorption spectrometry / Anal. Chim. Acta. 2003. V. 485. N 2. P. 221 – 232. DOI: 10.1016/S0003-2670(03)00416-1

15. Narin I., Soylak M., Elçi L., Doğan M. Determination of trace metal ions by AAS in natural water samples after preconcentration of pyrocatechol violet complexes on an activated carbon column / Talanta. 2000. Vol. 52. N 6. P. 1041 – 1046. DOI: 10.1016/S0039-9140(00)00468-9

16. Ashirov M. A., Yusupova M. R., Akhmadjanov U. G., et al. Sulfarsazen-immobilized PPA Matrix as a new efficient analytical reagent for Hg(II) determination / Anal. Bioanal. Chem. Res. 2023. Vol. 10. N 2. P. 135 – 148. DOI: 10.22036/ABCR.2022.357823.1817

17. Bekchanov D., Kawakita H., Mukhamediev M., et al. Sorption of cobalt (II) and chromium (III) ions to nitrogen- and sulfur-containing polyampholyte on the basis of polyvinylchloride. / Polym. Adv. Technol. 2021. Vol. 32. N 7. P. 2700 – 2709. DOI: 10.1002/pat.5209

18. Bekchanov D., Mukhamediev M., Lieberzeit P., et al. Polyvinylchloride-based anion exchanger for efficient removal of chromium (VI) from aqueous solutions / Polym. Adv. Technol. 2021. Vol. 32. N 10. P. 3995 – 4004. DOI: 10.1002/pat.5403

19. Madatov U., Rakhimov S., Shahidova D., et al. A new, green, highly effective procedure for manganese determination using alizarin-3-methylamino-N, N-diacetic acid immobilised on a polymer matrix / Int. J. Environ. Anal. Chem. 2022. Vol. 102. DOI: 10.1080/03067319.2022.2154665

20. Madusmanova N. K., Smanova Z. A., Zhuraev I. I. Properties of the new analytical reagent 2-hydroxy-3-nitrosonaphthaldehyde / J. Anal. Chem. 2020. Vol. 75. N 1. P. 135 – 139. DOI: 10.1134/S1061934820010104