ІНДОПОЛІКАРБОЦІАНІНОВІ БАРВНИКИ ЯК АНАЛІТИЧНІ РЕАГЕНТИ ДЛЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ БРОМАТ- ІОНІВ
DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2209.2025.1(60).9
Ключові слова:
спектрофотометрія; індополікарбоціанінові барвники, бромат-іонАнотація
Вступ. Індополікарбоціанінові барвники - перспективні аналітичні реагенти, що мають широке використання в методах молекулярної спектроскопії. Вони характеризуються високим молярним коефіцієнтом екстинції, що збільшується із подовженням поліметинового ланцюга, та високими квантовими виходами. Велику увагу привертають окисно-відновні властивості таких барвників. При взаємодії з окисниками суттєво змінюються їх спектрофотометричні і люмінесцентні властивості, що сприяє додатковим можливостям детектування ряду аналітів із зазначеними барвниками з використанням окисно-відновних реакцій. Серед окисників, вміст яких вимагає суворого контролю на рівні мікрокількостей, слід відзначити бромат-іон. Метою даної роботи була розробка чутливої спектрофотометричної методики визначення бромату у воді із використанням, в якості аналітичного реагенту, індополікарбоціанінових барвників.
Методи. В роботі використано методи спектрофотометрії та потенціометрії.
Результати. Досліджено спектрофотометричні характеристики ряду індополікарбоціанінових барвників, що відрізняються довжиною метинового ланцюга, у присутності бромату натрію. Встановлено зменшення оптичної густини розчинів досліджених барвників після контакту з броматом натрію. Найпомітніша зміна оптичної густини спостерігається для індодикарбоціанінового гомологу (Су2). Оптимальне рН взаємодії дорівнює 1,5-2,0. Швидкість та інтенсивність знебарвлення Су2 броматом натрію суттєво покращується у присутності кореагенту калій броміду. Оптимальний час проходження реакції становить 20 хв. Нагрівання розчину до 70oC протягом 20 хв сприяє покращенню відтворюваності результатів. Розроблена методика кількісного спектрофотометричного визначення броматів з використанням індодикарбоціанінового барвника, що характеризується межею виявлення та межею кількісного визначення: 0,01 та 0,038 мМ бромат-іону відповідно.
Висновки. Індополікарбоціанінові барвники - перспективні аналітичні регенти для спектрофотометричного визначення бромату. У присутності бромату оптична густина розчину індополікарбоціанінових барвників зменшується, що було використано як аналітичний сигнал для визначення бромату. Найінтенсивніше окиснення барвника броматом відбувається у присутності KBr (оптимальне молярне співвідношення бромат : бромід не нижче за 1:50) у діапазоні рН =1,5-2,0 при нагріванні реакційної суміші до 700С протягом 20 хв. Зменшенні оптичної густини розчину барвника у присутності суміші бромату і броміду відбувається найбільш інтенсивно для індодикарбоціанінового барвника (Су2). Розроблена методика спектрофотометричного визначення бромату з барвником Су2 в присутності броміду. Лінійність градуювального графіка спостерігається в межах концентрацій бромат-йону 0,02-1,0 мМ, межа виявлення (МВ) та межі кількісного визначення (МКВ) дорівнюють 0,01 та 0,038 мМ (1,3 та 5,0 мг/л) відповідно.
Посилання
Gopika, G. S., Prasad, P. M. H., Lekshmi, A. G., Lekshmypriya, S., Sreesaila, S., Arunima, C.,Pillai, Z. S. Chemistry of cyanine dyes-A review. Materials Today: Proceedings, 46, 3102–3108. 2021. doi:https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.622
El harti J., Rahali Y., Benmoussa A., Ansar M., Benziane H., Lamsaouri J., Idrissi M. O.B., Draoui M., Zahidi A., Taoufik J. A simple and rapid method for spectrophotometric determination of bromate in bread. J. Mater. Environ. Sci. 2 (1) 71-76, 2011. https://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol2/9-JMES-54-2010-harti.pdf.
Ishchenko A. A., Syniugina A. T. Structure and photosensitizer ability of polymethine dyes in photodynamic therapy: A Review. Theoretical and Experimental Chemistry. 58: 6, 373- 401, 2023. http://doi.org/10.1007/s11237-023-09754-9.
Ishchenko A. A.Physicochemical aspects of the creation of modern light-sensitive materials based on polymethine dyes (reviews). - Theoretical and Experimental Chemistry. 34: 4. 191-210, 1998. https://doi.org/10.1007/BF02523249.
Marcelo G. A., Galhano J., Oliveira, E. Applications of cyanine-nanoparticle systems in science: Health and environmental perspectives. Dyes and Pigments, 208, 110756, 2023. doi.org/10.1016/j.dyepig.2022.110756.
Mustroph H. Polymethine dyes. Physical Sciences Reviews 5:3, 2019. doi:10.1515/psr-2019-0084.
Michalski R., Łyko A. Bromate Determination: State of the Art, Critical Reviews in Analytical Chemistry, 43:2, 100-122. 2013. doi: http://dx.doi.org/10.1080/10408347.2012.747792
Tyutyulkov N, Fabian J, Mehlhorn A, Dietz F, Tadjer A. Polymethine dyes – structure and properties. Sofia: St Kliment Ohridski University Press, 1991. doi:10.1016/1010-6030(93)90013-B
Shabelko, A. R., Derevyanko, N. A., Ishchenko, A. A., Tananaiko, O. Y. Indopolycarbocyanine dyes as perspective analytical reagents for spectrophotometric determination of nitrite by radical nitration. Spectrochimica Acta A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 321, 124728, 2024. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.124728.
Shanmugavel V., Santhi K. K., Kurup A. H., Kalakandan S., Anandharaj A., Rawson A. Potassium bromate: effects on bread components, health, environment and method of analysis: a review, Food Chemistry, 311. 2020. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125964
Skoog D., West D. Holler, F., Crouch S. Fundamentals of Analytical chemistry, 9th ed, Mary Finch, 2013,1088.
Soham M., Togati N., Upendra S., Debabrata M. Stereoselective Nitration of Olefins with tBuONO and TEMPO: Direct Access to Nitroolefins under Metal-free Conditions. Organic Letters, 15:13, 3384–3387, 2013. doi: 10.1021/ol401426p.
Williams W. J., Handbook of Anion Determination, 1st Ed., Elsevier Ltd., Butterworth-Heinemann, 1979, 670. https://doi.org/10.1016/C2013-0-06303-7
World Health Organization (WHO). Guidelines for Drinking-Water Quality: Health Criteria & Other Supporting Information. World Health Organization, 2, 3. 1996.
Babko A.K., Pyatnitsky I.V. Quantitative analysis. Kyiv, Vishcha school, 1974, 352.
Ishchenko O.O. Structure and spectral-luminescent properties of polymethine dyes, Kyiv, Naukova Dumka, 1991, 232. [in Ukrainian]
Zaporozhets O. A., Pogrebnyak O. S., Vizir M. M. Spectrophotometric determination of bromates(V) with N,N-diethylaniline. Methods and objects of chemical analysis. 4:1, 48-55, 2009.http://moca.net.ua/09/pdf/04012009-048.pdf [in Ukrainian]
Mazna Y.I., Zuy O.V., Vasylchuk T.A., Goncharuk V.V. Determination of bromate ions in water by diffuse reflectance spectroscopy. Chemistry and Technology of Water, 36: 4. 322-332, 2014. http://nbuv.gov.ua/UJRN/KhTV_2014_36_4_5 [in Ukrainian]
Pogrebnyak O.S., Minaev B.P., Shevchenko O.P., Lut O.A.. Spectrophotometric determination of bromates with 2-bromo-N,N-dimethylaniline. Issues of Chemistry and Chemical Technology. 2 , 104-109, 2021.http://dx.doi.org/10.32434/0321-4095-2021-135-2-104-109 [in Ukrainian]
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Андрій ШАБЕЛЬКО, Катерина ТОКАРЕВА, Оксана ТАНАНАЙКО
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
