WWW.KN.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные ресурсы
 


«Одесса, Люстдорфская дорога, 86, 65080, Украина, email: antonovichvp Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины ул. Академика Заболотного, 154, 03680, ...»

Вісник ОНУ Том 17, випуск 4(44) 2012. Хімія

УДК 543.7: 543.422: 546.655

А. О. Стоянов1, В. П. Антонович1, А. Б. Щербаков2, И. В. Стоянова1,

Н. А. Чивирева1

Физико-химический институт им. А.В. Богатского НАН Украины,

Одесса, Люстдорфская дорога, 86, 65080, Украина, email: antonovichvp@ukr.net

Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины

ул. Академика Заболотного, 154, 03680, Киев, Украина

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗНОВАЛЕНТНЫХ ФОРМ ЦЕРИЯ

В ЗОЛЯХ НАНОКРИСТИЛЛИЧЕСКОГО ДИОКСИДА ЦЕРИЯ

Разработаны методики прямого и косвенного спектрофотометрического определения разновалентных форм церия в образцах нанокристаллического диоксида церия (НДЦ). Установлено практически полное доминирование Ce(IV) во всех образцах НДЦ.

Ключевые слова: спектрофотометрическое определение церия (III, IV), диоксид церия.

Нанокристаллический диоксид церия (НДЦ) обладает уникальным комплексом физико-химических свойств, благодаря которым этот материал проявляет высокую биологическую активность.

Перспективы использования НДЦ для воздействия на биологические системы определяются двумя основными факторами: присущей данному материалу высокой кислородной нестехиометрией и его низкой токсичностью. Известно также, что с уменьшением размера частиц НДЦ возрастает его способность участвовать в окислительно-восстановительных реакциях.

В последние годы было установлено, что эффективную защиту живых организмов от свободных радикалов способны обеспечивать золи нанокристаллического диоксида церия, биологическая активность и токсичность которых зависит от соотношения валентных форм церия [1, 2].

Цель данной работы – определение соотношения валентных форм церия в золях НДЦ, полученных с использованием различных стабилизаторов.

Общий подход к спектрофотометрическому определению Ce(IV) и Се(III) осноIV) IV) ) II) I) ван на их окислительно-восстановительных свойствах [3].

Экспериментальная часть Квалификация препаратов, использованных в работе, была не ниже ч.д.а. Применяли Н3РО4 (ос.ч. 12-3) с нормированной долей веществ, восстанавливающих KMnO4 (ТУ 2612-014-00203677-97). Раствор KMnO4 с эквивалентной молярной концентрацией 0.1 М (фактор эквивалентности 1/5) готовили и стандартизовали по известной методике [4].

Исходные растворы фосфатов церия (III) и церия (IV) готовили растворением навесок Ce2(SO4)3 и Ce(SO4)2 в концентрированном растворе Н3РО4 при нагревании с последующим разбавлением 3М Н3РО4. Содержание церия в соответствующих сульфатах устанавливали титриметрически [4].

© А. О. Стоянов

–  –  –

Раствор 2.10-4 моль/л метанилового желтого (М) готовили растворением соответствующей навески продажного препарата в воде.

Запись спектров поглощения и их первых производных производили на регистрирующем спектрофотометре Lambda-9 (Perkin-Elmer). Скорость сканирования

-15 нм/мин, = 1 нм. При построении градуировочных графиков и количественном определении церия использовали среднее арифметическое из трех измерений величины первой производной (D1).

Результаты и их обсуждение Исследовали образцы золей НДЦ, отличающихся по размерам частиц СеО2, концентрации церия, полученных как без использования стабилизаторов, так и стабилизированных полиакриловой и лимонной кислотами.

Золи, стабилизируемые лимонной и полиакриловой кислотами, были получены и очищены по методике [5]. Согласно схеме синтеза используемые стабилизаторы, специфически адсорбируясь на поверхности наночастиц СеО2, препятствуют агрегации и коагуляции золя. Размеры частиц НДЦ (от 2 до 20 нм) устанавливали методами лазерного светорассеяния.





В работе изучены четыре образца НДЦ:

№1 ~0,05 М СеО2, HNO3, pH = 1,5 20 нм №2 ~5 мг/мл СеО2, полиакриловая кислота, рН = 8,3 10 нм №3 ~0,1 М СеО2, цитрат, pH = 9 (SO4 ) 5 нм 2– №4 ~0,1 М СеО2, цитрат, pH = 8 (Cl–) 5 нм Для определения разновалентных форм церия использовали подходы, разработанные ранее для анализа труднорастворимых неорганичеcких соединений, в частности, фторидов редкоземельных элементов [3].

Нами показана перспективность применения спектрофотометрии для определения Се(IV) в присутствии Се(III) в неорганических церийсодержащих материалах при использовании в качестве их растворителя фосфорной кислоты, которая при разложении образцов позволяет сохранить исходные степени окисления церия.

Для фотометрического определения Се (III) использовано его окисление перманганат-ионом в фосфорнокислой среде. Содержание Ce (III) устанавлиIII) ) вали по ослаблению окраски KMnO4. Присутствие Ce (IV) не мешает определению Ce (III). Зависимость уменьшения оптической плотности раствора перманганата калия А от содержания церия (III) описывается уравнением прямой А = 4,0312С – 0,0047 (R2 = 0,9988), где С – концентрация церия (III), мг/мл.

Для определения Се (IV) использовали реакцию окисления метанилового желтого этим ионом в 3-6 М Н3РО4 среде. Содержание Ce (IV) устанавливали по уменьшению оптической плотности раствора М. Зависимость уменьшения оптической плотности раствора метанилового желтого от содержания церия (IV) описывается уравнением прямой (А = 0,1752С -0,0335, (R2=0,9986), где С – содержание церия (IV), мкг/мл). Интервал линейности градуировочного графика 0,3-5,0 мкг/мл Ce (IV).

Изучено влияние лимонной кислоты на протекание реакции Се (IV) с М. ИзIV) ) вестно, что в кислых средах Се (IV) окисляет лимонную кислоту, восстанавлиIV)) ваясь до Се(III) [6]. Нами установлено, что в среде 3 М Н3РО4 определению Се (IV) не мешают 1000-кратные избытки лимонной кислоты, что, вероятно, связано Определение разновалентных форм церия

–  –  –

завершения реакции необходимо 2-2,5 часа. Содержание Се (III) рассчитывали по градуировочному графику.

При определении Се (IV) с М к аликвотной части раствора в мерной колбе вместимостью 25 мл добавляли 3 М Н3РО4, 210-4 М М и разбавляли 3 М Н3РО4.

Содержание Се (IV) рассчитывали по градуировочному графику.

–  –  –

Установлено, что для завершения реакции с М при анализе образцов №1 и № 2 необходимо 3,5 часа, в то время как при анализе образца №3 постоянство окраски наблюдается через 5 часов. Увеличение кислотности среды до 6 М Н3РО4 не ускоряет реакцию. Нагревание анализируемых фосфорнокислых растворов, содержащих наночастицы СеО2 (раствор №1) и М, приводит к появлению в растворе окрашенных взвешенных частиц, что препятствует использованию спектрофотометрического метода анализа.

Для определения общего содержания церия использовали комплексонометрическое титрование. К аликвотным частям исходного золя добавляли 5 мл 6 М H2SO4 и 1,0 мл Н2О2 (конц) для восстановления церия. Упаривали до влажных солей, растворяли в Н2О, добавляли 10 мл 20% раствора уротропина и титровали 0,025 М раствором трилона Б с арсеназо III в качестве индикатора. Результаты определения Се(III), Се(IV) и общего содержания церия представлены в таблице.

Для анализа золя НДЦ, полученного по той же методике [5], но с использованием в качестве исходного вещества СeCl3·nH2O, использовали метод первой производной спектров поглощения. С использованием описанной выше схемы количественного определения находили содержание форм церия. Обнаружено, что с течением времени происходит увеличение содержания в растворе как Се(III), так и Се(IV), т.е. процесс разрушения коллоидных частиц достаточно длительный.

Определение разновалентных форм церия

–  –  –

№1 0,86±0,04 5,59±0,45 6,69±0,16 №2 3,52±0,10 3,57±0,13 №3 11,76±0,11 12,21±0,10 №4 2,63±0,09 12,71±0,11 15,20±0,10 Из полученных данных следует, что во всех изученных золях наночастиц СеО2, независимо от размеров частиц, наблюдается доминирование Се (IV).

Литература

1. Иванов В.К., Щербаков А.Б., Усатенко А.В. Структурно-чувствительные свойства и биомедицинские применения нанодисперсного диоксида церия // Успехи химии. – 2009. – Т. 78, №9. – С.924-941.

2. Щербаков А.Б., Иванов В.К., Жолобак Н.М., Иванова О.С., Крысанов Е.Ю., Баранчиков А.Е., Спивак Н.Я., Третьяков Ю.Д. Нанокристаллический диоксид церия – перспективный материал для биомедицинского применения // Биофизика. – 2011. – Т56, №6. – С.995-1015.

3. Стоянова И.В., Чивирева Н.А., Стоянов А.О., Зинченко В.Ф., Тимухин Е.В., Антонович В.П. Некоторые возможности вещественного анализа функциональных материалов на основе фторидов редкоземельных элементов // Методы и объекты хим. анализа. – 2011. – Т.6, №3. – С.149-158.

Сусленникова В.М., Киселева Е.К. Руководство по приготовлению титрованных растворов. – Л.: Химия, 4.

1968. – 144 с.

5. Иванов В.К., Полежаева О.С., Шапорев А.С., Баранчиков А.Е., Щербаков А.Б., Усатенко А.В. Синтез и исследование термической устойчивости золей нанокристаллического диоксида церия, стабилизированных лимонной и полиакриловой кислотами // урн. неорган. химии. –2010. –Т.55, №3. –С.368-373

6. Кольтгоф И. М., Белчер Р., Стенгер В. А., Матсуяма Дж. Обьемный анализ. Т.3. – М.: Госхимиздат, 1967. – 840 с.

7. Стоянов А.О. Производная спектрофотометрия для обнаружения и определения церия (III) в присутIII) ) ствии церия (IV) // Тез. док. ХIV конф. молодых ученых и студентов-химиков южного региона Украины с междунар. участием.– Одесса, 2012. – С. 65.

–  –  –

О. О Стоянов1, В. П. Антонович1, О. Б. Щербаков2, І. В. Стоянова1, Н. О. Чивірева1 Фізико-хімічний інститут ім. О.В.Богатського НАН України, Одеса, вул. Люстдорфська дорога, 86, 65080, Україна.

Інститут мікробіології та вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України вул. Академіка Заболотного, 154, 03680, Київ, Україна

ВИЗНАЧЕННЯ РІЗНОВАЛЕНТНИХ ФОРМ ЦЕРІЮ У ЗОЛЯХ

НАНОКРИСТАЛИЧНОГО ДІОКСИДУ ЦЕРІЮ

Резюме Розроблено методики прямого і непрямого спектрофотометричного визначення різновалентних форм церію у зразках нанокристалічного діоксиду церію (НДЦ).

Встановлено практично повне домінування Ce (IV) у всіх зразках НДЦ.

Ключові слова: спектрофотометричне визначення церію (III, IV), діоксид церію.

A. O. Stoyanov1, V. P. Antonovich1, A. B. Shcherbakov2, I. V. Stoyanova1, N. A. Chivireva1 A. V. Bogatsky Physico-Chemical Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, Lustdorfskaya doroga, 86, Odessa, 65080, Ukraine Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of the National Academy of Sciences of Ukraine, 154 Acad. Zabolotny str., 03680, Kyiv, Ukraine

DETERMINATION OF THE AVIOVALENT FORMS

OF THE CERIUM IN NANOCRYSTALLINE CERIA

Summary The techniques of direct and indirect spectrophotometric determination of aviovalent forms of cerium in the samples of nanocrystalline ceria (NDC) are developed. Almost complete dominance Ce (IV) in all samples NDC was determined.

Key words: spectrophotometric determination of cerium (III, IV), ceria






Похожие работы:

«Лизунов Антон Юрьевич УЧЕТ ВНУТРИЛИГАНДНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ПРИ ДОКИНГЕ С ОЦЕНОЧНОЙ ФУНКЦИЕЙ НА ОСНОВЕ УСРЕДНЕННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ МЕЖАТОМНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Специальность 03.01.02 — "Биофизика" Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Долгопрудный — 2017 Работа выполнена в федеральном государст...»

«Всероссийская научно-практическая конференция "Экология и безопасность в техносфере: современные проблемы и пути решения" ванные системы по управлению пожарно-спасательными формированиями, прогн...»

«Зоологический институт РАН Лаборатория териологии Саблин Михаил Валерьевич Общее число публикаций: 124 Основные публикации: Саблин М.В. Остатки хищных и копытных из нижнеапшеронских отложений Азербайджана. Труды Зоологического ин-та АН СССР 213: 138-142. 1990. Хозацкий Л.И., Саблин М.В. Череп ореодонта из миоцен...»

«2015 Географический вестник 2(33) Экология и природопользование ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ УДК 004.6:581.55 П.Н. Бахарев, В.В. Семенов, Д.Н. Андреев27 ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ТЕРРИТОРИИ ЗАПОВЕДНИКА "ВИ...»

«АЛЯБЬЕВА НАТАЛЬЯ МИХАЙЛОВНА Серотипы и устойчивость к антибиотикам штаммов Streptococcus pneumoniae, выделенных у детей при респираторных инфекциях 03.02.03.микробиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: доктор медицинских наук, Маянский Николай Андреевич Москва 2014 ОГЛАВЛЕ...»

«For Official Use ENV/EPOC/EAP/MIN(2004)2 Organisation de Coopration et de Dveloppement Economiques Organisation for Economic Co-operation and Development _ _ Russian Or. English ENVIRONMENT DIRECTORATE ENVIRONMENT POLICY COMMITTEE For Official Use ENV/EPOC/EAP/MIN(2004)2 TASK FORCE FOR THE IMPLEMENTATION...»

«Проект Программа работы Фестиваля технологий, экопродукции и услуг для гармоничной жизни "ЭкоСезон-2017" 18 – 20 августа 2017 года с 10-00 до 20-00 г. Омск, выставочный парк на Королева, 20 18 августа 2017 года (пятница) Работа молодежного экологического форума "Экофест "Пикник" 10.00-20.00 Организатор – Министерство по делам молодеж...»

«1.2016 СОДЕРЖАНИЕ CONTENTS АГРОЭКОЛОГИЯ AGROECOLOGY Санжарова Н. И., Молин А. А., Козьмин Г. В., Ко Sanzharova N. I., Moline A. A., Koz’min G. V., Ko бялко В. О. Радиационные агробиотехнологии: byalko V. O. Radiation agricultural biotechnologies: приоритетные направления развития...»








 
2017 www.kn.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.