Дисертації ФХФ

Постійне посилання зібрання

https://dspace.onu.edu.ua/handle/123456789/23459

Переглянути

Перегляд Дисертації ФХФ за Автор "Zhukovetska, Olena M."

Зараз показуємо 1 - 1 з 1
  • Ескіз
    Документ
    Хімічно-ініційована міцелярна екстракція та її застосування для концентрування і визначення Германію(IV) спектроскопічними методами
    (Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, 2024) Жуковецька, Олена Михайлівна; Zhukovetska, Olena M.
    Жуковецька О. М. Хімічно-ініційована міцелярна екстракція та її застосування для концентрування і визначення Германію(IV) спектроскопічними методами. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії у галузі 10 – Природничі науки за спеціальністю 102 «Хімія». Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, МОН України, Одеса, 2024. Дисертацію присвячено вивченню особливостей утворення хімічно-індукованих міцелярних фаз нейоногенних поверхнево-активних речовин (ПАР), встановленню їх екстракційної здатності щодо комплексів Ge(IV) з 2,4-заміщеними похідними 6,7-дигідроксибензопірилію та розробці відповідних комбінованих спектроскопічних методик його визначення. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання дослідження, зазначено наукову новизну і практичну значимість отриманих результатів. У першому розділі представлено огляд літератури, систематизовані дані літературних джерел щодо сучасного стану та перспектив розвитку методів рідинної екстракції. Особливу увагу зосереджено на міцелярно-екстракційному концентруванні та відповідних сучасних модифікаціях. У другому розділі наведено опис використаних реактивів, характеристики устаткування та обладнання, які застосовували у роботі. Представлені методики синтезу та ідентифікації похідних 6,7-дигідроксибензопірилію, які використовувались в даній роботі. Наведено методики, умови й основні етапи експериментальних досліджень. Третій розділ присвячено вивченню сольватохромних властивостей ряду похідних перхлорату 6,7-дигідроксибензопірилію: 6,7-дигідрокси-2,4-диметилбензопірилію, 6,7-дигідрокси-2-феніл-4-метилбензопірилію та 6,7- дигідрокси-2,4-дифенілбензопірилію. Вплив природи органічних розчинників досліджено на прикладі метанолу, етанолу, н-пропанолу, ізо-пропанолу, н-бутанолу, ізо-бутанолу, н-пентанолу, ізо-пентанолу, н-гексанолу, н-гептанолу, н-нонанолу, деканолу, диметилформаміду, диметилсульфоксиду, тетрагідрофурану, ацетонітрилу, бутилацетату, толуену та хлороформу. Показано, що при заміні полярного розчинника менш полярним спостерігається батохромний зсув максимуму смуги поглинання похідних 6,7-дигідроксибензопірилію, що відповідає n→π* електронному переходу. Відзначено, що спостерігається задовільна кореляція (R = 0,795-0,993) між положенням максимуму поглинання барвника і величинами параметру Хансена, Камлета-Тафта, донорним та акцепторним числом за Гутманом. Четвертий розділ присвячено дослідженню комплексоутворення Германію(ІV) з низкою алкіл- та феніл- похідних 6,7-дигідроксибензопірилію. Склад комплексів Ge(IV):R = 1:2 встановлено класичними спектрофотометричними методами. На підставі сукупності даних запропоновано хімізм комплексоутворення. Показано, що комплексоутворювачем є катіон Ge(OH)22+ , а ліганд взаємодіє у формі ангідрооснови. Визначені хіміко-аналітичні характеристики комплексів та зазначено, що найбільш інтенсивно забарвленими та стійкими є комплекси Ge(IV) з солями 6,7-дигідрокси-2,4-дифенілбензопірилію та 6,7-дигідрокси-4-метил-2-фенілбензопірилію. Показано, що введення фенільних замісників у положення 2 і 4 бензопірілієвого фрагмента призводить до зміщення комплексоутворення в більш кислу область, підвищення стійкості продуктів взаємодії та збільшення їх молярних коефіцієнтів світлопоглинання. Із використанням солей 6,7-дигідрокси-2,4-диметилбензопірилію розроблено методику визначення Германію(ІV) після його екстракційного відділення у вигляді тетрахлориду. Окрему увагу приділено дослідженню будови найбільш ефективної аналітичної форми на основі продукту взаємодії Германію(ІV) з катіоном 6,7- дигідрокси-2,4-дифенілбензопірилію. Із залученням квантово-хімічних розрахунків в рамках теорії функціоналу густини запропоновано найбільш ймовірну структуру комплексу, а із залученням індексів молекулярної полярності обґрунтовано високу екстракційну спорідненість запропонованої аналітичної форми. П’ятий розділ присвячено дослідженню ініціаторів низькотемпературної міцелярної екстракції. В даному розділі наведено результати визначення констант іонізації (рKа) бензойної, 4-хлорбензойної, о-нітробензойної, 2,4-дигідроксибензойної, о-, м-, п-толуїлових та саліцилової кислот у водних розчинах та організованих середовищах на основі нейоногенної поверхнево-активної речовини Тритону Х-100 при різних концентраціях останнього в системі методом потенціометричного титрування. Показано, що на характер та ступінь зміни кислотно-основних властивостей досліджуваних сполук впливають їх природа і фізико-хімічні властивості середовища. Запропоновано критерії вибору ініціаторів міцелярної екстракції, які дозволяють проводити аналітичне концентрування за кімнатної температури. У шостому розділі висвітлено нові комбіновані спектрофотометричні (атомно-абсорбційні) методики визначення слідових кількостей Германію(IV) після його низькотемпературного міцелярно-екстракційного концентрування у вигляді комплексів з похідними 6,7-дигідроксибензопірилію. Запропоновано спектрофотометричну методику визначення Германію(IV) з 6,7-дигідрокси-2,4-дифенілбензопірилієм після його міцелярної екстракції. За оптимальних умов визначення: pH 1, вміст 6,7-дигідрокси-2,4-дифенілбензопірилію 1,8–2∙10 -5 моль/л, вміст ініціатору міцелярної екстракції (бензоату амонію) 0,12 моль/л, концентрація Тритону Х-100 1 об.% градуювальний графік лінійний в інтервалі концентрацій Германію(IV) 4–490 мкг/л, а межа виявлення становить 1,2 мкг/л. Запропоновано спектрофотометричну методику визначення Германію(IV) з 6,7-дигідрокси-2-феніл-4-метилбензопірилієм після його міцелярної екстракції. Встановлено оптимальні умови визначення: pH 1,5, вміст 6,7-дигідрокси-2,4-дифенілбензопірилію 1,8–2∙10 -5 моль/л, вміст ініціатору міцелярної екстракції (бензоату амонію) 0,12 моль/л, концентрація Тритону Х-100 1 об.%. За вказаних умов градуювальний графік лінійний в інтервалі концентрацій Германію(IV) 4,36–472 мкг/л, а межа виявлення становить 1,31 мкг/л. Зазначено, що комплекс Германію(IV) з 6,7-дигідрокси-2,4-диметилбензопірилієм придатний до розробки відповідної комбінованої методики, проте за своїми аналітичними характеристиками поступається розглянутим. Вивчено та оптимізовано умови міцелярно-екстракційного концентрування Ge(IV) у вигляді комплексу з 6,7-дигідрокси-2,4-дифенілбензопірилієм у міцелярну фазу неіоногенної поверхнево-активної речовини Тритону Х-100. Показано, що введення в систему бензоату амонію при рН 1 та концентрації тритону Х-100 0,5 об.% призводить до ініціювання утворення міцелярної фази за кімнатної температури. Розроблено методику електротермічного атомно-абсорбційного визначення Ge(IV) після його міцелярно-екстракційного концентрування. Градуювальний графік лінійний в інтервалі концентрацій 0,05-5,5 мг/л, а межі виявлення та визначення відповідно дорівнюють 0,015 та 0,5 мг/л. Запропонована методика апробована при аналізі стандартних зразків геологічних матеріалів, а відносне стандартне відхилення не перевищує 4,9%. Запропоновані методики характеризуються низкою переваг, а саме застосування невеликої кількості реагентів, зокрема органічних розчинників, що суттєво зменшує забруднення навколишнього середовища, а проведення запропонованого варіанту низькотемпературного міцелярно-екстракційного концентрування не потребує спеціального устаткування й додаткових етапів ініціювання утворення міцелярної фази (тривалого нагрівання, опромінення ультразвуком тощо). В цілому, розроблені комбіновані методики спектрофотометричного (атомно-абсорбційного) визначення Ge(IV) з його попереднім низькотемпературним міцелярно-екстракційним концентруванням є швидкими, чутливими й відповідають принципам «зеленої хімії», а також придатні для визначення слідових кількостей Ge(IV). Окремі матеріали дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес кафедри аналітичної та токсикологічної хімії факультету хімії та фармації ОНУ імені І.І. Мечникова.