Способ определения перекисных соединений

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Р1 1 0 "4 (я)э G 01 N 21/76

ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I 1 A .y< <>>. Л ... у-.i,»к.r

Ю?" Ф Ю ?/Я

К АВТОРСКОМУ <.,ВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4906344/25 ! (22) 19.10,90 (46) 23.07,92. Бюл, К 27 (72) В.А, Ишутин и Г,С. Карзэнов (56) Дж, Ханна, Количественный органический анализ по функциональным группам, M.: Химия, 1983, 255.

Бабко А.К. и др. Хемилюминесцентный анализ. Киев; Техника, 1966, с, 52-54.

Изобретение относится к аналитиче ской химии и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой и фармацевтической промышленностях, медицине и других отраслях народного хозяйства при определении наличия перекисных соединений в различных субстратах.

Известны способы обнаружения. перекисных соединений в различных субстратах с помощью соединений йода, железа, хрома, серебра, ванадия, свинца и др, Известен колориметрический способ обнаружения органических пероксидов, в котором используется состав, содержащий

10%»íûé водный раствр люминала и йод. 8 этом составе люминол играет роль восстановительного агента, а йод используется в качестве красителя, по изменению окраски которого Ро времени судят о наличии в анализируемой пробе пероксидов. а по интенсивности ее оценивают их концентрацию.

Недостатком данного способа обнаружения является отсутствие у него универсальности, так как с помощью него провэдят определение только пероксидов. Кроме того, реакции мешают такие ионы, как хром, титан, никель, свинец, медь, марганец и железо, Точность определения низка из-эа не Ы,, 1749795 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕКИСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в химической, пищевой и микробиологической промышленности. Для определения перекисных соединений используют раствор люминола, в котором растворена навеска гемина. б ил. достаточной специфичности и чувствительности состава.

Цель изобретения — повышение универ- Я сальности, исключение влияния ионов металлов на реакцию, точности определения Щ пероксидов.

Поставленная цель достигается тем, что для определения перекисньтх соединений в Я различных субстратах используют состав, представляющий собой 0,1...0,8%-ный рас- . твор люминола в щелочи (рН = 10-13.8), в, одном литре которого растворена навеска 4 гемина массой 0,4...10 мг. Непосредствен- .фЭь ное определение перекисных соединений 0 проводят с помощью счетчиков фотонов.

В предлагаемом составе по сравне- ©. нию с известным использован не водный, (Л а щелочной раствор люминала. Этим пол-, ностью исключено отрицательное влияние, ионов хрома, титана, никеля, свинца, меди,3 марганца и железа на реакцию поскольку в в щелочной среде они находятся в гидратированном состоянии.

При этом гечин используется не в качестве красителя, а в качестве катализатора распада перекисных соединений по свободно радикальному механизму по следующей схеме ракции переноса электрона (гомолиэ) гемового железа

1749795 и последующим реакциям рекомбинаций 5

Ф

НО+ I20z НгО+ НО

HOz+ Н02- Н202+ О .

8 процессе последних реакций рекомбинаций свободных радикалов, приводящих в конечном итоге к образованию кислорода и воды, образуются возбужденные короткоживущие соединения типа ас- 15 социированного и неассоциированного

Вае-дер-Ваальсовского комплекса кислорода, обладающие высокой избыточной энергией, достаточной для трансформации ее молекулами люминола в световую по реак- 20 ции

ИН

ОН

rg :Ф

С

1 ного стакана 20 снимают дозатор 12 и-извле30 кают из него пробирку 19, Наливают в нее

0,5 мл люминолгеминового состава и помещают ее снова в подвижный стакан 20. На стакан устанавливают дозатор 12 и в eto полость 23 наливают 0,1 мл пробы анализи35 руемых разведений перекиси водорода. Дозатор 12 закрывают крышкой 11 и нажимают на нее рукой, При этом стакан 20 перемещается до упора вниз и фокусируется там рычагом 18, Этот рычаг замыкает

40 контакторы блока 3 отключения напряжения, и оно подается на все блоки анализатора (фиг. 1), В это время центр отверстия 13 подвижного стакана 20 совпадает с центром чувствительного элемента фотоэлектронно45 го умножителя 16, состоящего из корпуса 14 и крышки 17. В момент, когда стакан опуСтился до упора вниз. в крышке 11 из-за нажатия на нее рукой деформируется резиновая прокладка 22, в результате чего ана50 лизируемая проба перекиси водорода в виде капли вводится через отверстие 13 в дозаторе в пробирку 19 с люминолгеминовым составом, Перекись водорода вызывает свечение ламийолгеминового состава, ко55 торое ФЭУ преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 5 (фиг. 1), где он преобразуется в цифровой код и по-, дается на блок 6 индикации измеряемого сигнала и на блок 9 для регистрации с по3

Ге" +НОз Fe" +Н О

3 е - НрОр F8,++ НО-+ HO

1

-В

+02, (02)2

rg

1

0Н он 2

СООО2 О2 2

С00

Таким образом, люминол выступает не в роли йосстановительного агента. а в роли трансформатора избыточной энергйи комплексов кислорода в световую. При этом ки. нетические характеристики процесса светообразования и накопления короткоживущих соединений кислорода очень близки друг к другу, что позволяет определять концентрацию перекисных соединений с высокой точностью.

Причем трансформация избыточной энергии короткоживущих соединений кислорода молекулами люминола в световую позволяет использовать для ее регистрации счетчики фотонов с высокой разрешающей способностью и точностью. . Пример. Проводили обнаружение пероксидов в диэтиловом эфире и оценивали их концентрацию. Для этого сначала определяли нижнюю и верхнюю. границы эффективных концентраций люминола и щелочи и гемина в щелочном растворе люминола при различных рН. Готовили разведения перекиси водорода концентрацией

1...10 нМоль. Готовили по 10 мл люминола в щелочи (КОН) концентрацией 0,05...0,1% и

0,30„.0,85% при pH = 11,5 и в каждом из них растворяли навеску гемина массой 0,01 мг.

Готовили к работе анализатор. На фиг. 1 приведена блок-схема анализатора для осуществления способа; на фиг. 2 —. схема блока преобразования сигнала в электрический; на фиг. 3-5 — графики зависимости измеряемого сигнала от концентрации перекиси водорода; на фиг. 6 — калибровочный график, Способ осуществляется следующим образом, От сети напряжение подается на блок 1 питания (фиг, 1), откуда оно подается на блок 2 преобразования напряжения. С блока 2 преобразованное напряжение подается на блок 3 отключения напряжения. на блок 8 регистрации времени измерения сигнала и блок 7 управления, Блок 4 имеет корпус 15 и отверстие 21.

Открывают крышку 11 блока 4 преобразования светового сигнала в электрический .(фиГ. 2). Поворотом вправо (влево) с подвижтньте пробы одних и тех же пероксидов, то рада. мощью внешних устройство 10, С помощью концентрацию их.в субстратах определяли данного анализатора проводили анализ в эквивалейтах относительно перекиси воразведений перекиси водорода и по дородэ. Для этого готовили растворы переполученным данным строили график в киси водорода концентрацией 1..;10 нМоль координатах:величинаизмеряемогосигна- 5 и анализировали их на анализаторе с по- ла-концентрация перекиси водорода в ана- мощью приготовленного люмйнолгеминолизируемой пробе (фиг.3). Анализ графика вого состава; Ао полученным данным показал, что эффективная концентрация . анализа в координатах . величина измеряелюминола в щелочи лежит в пределах 9,1- мого сигнала — концентрация перекиси во0,8 >. Затем готовили разведения люмино- 10 дорода Строили калибровочный грэфик(фиг, ла в щелочи концентрацией 0,1-0,8 (с рН 6), Этот график в последующем использосреды, изменяющейся в диапазоне от 9,0 до вался для определения пероксидов в анали14,0 с интервалом между соседнимй показа- . зируемых субстратэх. телями рН, равным 0,5. В приготовленных Использование предлаг®емого состава разведениях растворяли навеску гемина 15 и способа определения перекисных соедимэссой 0,01 мг и анализировали с помощью нений в субстратах имеет следующие преэтого состава разведения перекись водоро- имущества: да. По полученным результатам анализа . полностью устранено влияние ионов тя- . строили график в координатах : величина из- желйх металлов йа результаты определения. меряемото сигнала-концентрация перекиси 20 перикисных соединений в субстратах; водорода {фиг. 4}. Анализ графика показал, точность определения перекисных соечто рН среды для разведений леминолэ в . динений в субстратах зависит TohbKo от lloщелочи лежит в диайазоне 10-13;8,. грешности счетчиков фотойов; . ГотОвили по 10 мл разведения люмино- предлагаемый состав и Способ позволялэ в щелочи концентрацией 0;15ь с рН 11,5 25 ют автоматизировать процесс определения и в них растворяли навески гемина массой перекисных соединений, а его внедрение

0,01...0,04 и 0,1...0,15 мг. С помощью приго- зависит только ог желания закаэчика, по. товленнйх Составов на том же устройстве . скольку аппаратура и реактивы отечественпроводили анализ перекиси водорода и по ного производства . полученным данным строили график в тех 30 состав и способ позволяют определять же координатах (фиг. 5). Анализ полученно- разные перекисные соедййения, а шкала, го графика говорит о том, что эффективная . счетчика фртонов может быть откалибровэконцейтрация гемина в растворе люминола на в единицах их концентрации. ,лежит в пределах 004-10мг, -" Ф о рмул а и зоб рете н и я

На втором этапеопределяли пероксиды 35 Способ определения перекисных соев диэтиловом эфире и оценивали их концен-. динений, включающий взаимодействие анатрэцию. Для этого готовили состав следую- лизируемой пробы с люминолом и щим образом. Брали стеклянную емкость c регистрацию свечения полученного рэство.притертой пробкой обьемом 150 мл, налива- " ра, отличающийся тем, что, с целью . ли в нее ЮОмл 0.15Д-ного раствора люми-; 40 повышенйя универсальноСти и точности за нола в щелочи (рН 12,8) и растворяли в.нем счет исключения влйянйя ионов металлов на навеску геминэ массой 0,04 мг.: .;:. - : - результаты анализа; анализируемую ripo0y

В цилиндр из стекла с притертой проб :: в виде капли вводят в 9;1 — 0,8 -ный раствор койемкостъю25млнэливали15млэфираи . люмйнола в щелОчи с рН 1О-13,8, в литре

4 мл свежеприготовленной охлажденной. 45 которого растворена навеска термина масдистиллированной воды. Цилиндр закрыва- - сой 0,04 — 10 мг, и измеряют ийтенсивность ли пробкой и энергично встряхивали в тече- люминесцейций рэствора, по величине коние- 5 мин, после чего нэ анализаторе торой йроводяг определение Йерекисных определяли в смеси пероксиды. поскольку соединений, оценивая их концентрацию в практически невозможно получить-стандар- 50 эквивалентах огносительно перекиси водо-:

KONl lllO НЩМУВСИ ЬОДОДОДФ» ЖОЛЪ

1,749795

tee м е Фо

В

ЕМ ф

® 6о

4о

90 ЧБ 0,0 IO.S 4,0 (,,0 Ю.W 13,0

Велмчина рН разведения люмяноаа з щелочи

Юиг. 0С 2 3 4 5 б 1

Кок.ентрация перекиси вод"-„о, Моль

Фиг.5 !749795 (Z

Составитель С.Рыжих

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С,Черни

Редактор В./l,ë и ко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 1О1

Заказ 2591 Тираж Подгисное

ВНИИГ!И Государственного комитета по изобретениям и сткрытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5