Теория действия иммобилизованных органических реагентов и их аналитические возможности при определении тяжелых токсичных металлов

1

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ВАЗИРЛАР МАҲКАМАСИ ҲУЗУРИДАГИ

ОЛИЙ АТТЕСТАЦИЯ КОМИССИЯСИ

ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРИШ БЎЙИЧА

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ

ҲУЗУРИДАГИ 16. 07. 2013. К. 01. 02 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ

ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

МИРЗО УЛУГБЕК номидаги

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ

СМАНОВА ЗУЛАЙХО АСАНАЛИЕВНА

ИММОБИЛЛАНГАН ОРГАНИК РЕАГЕНТЛАРНИНГ ТАЪСИР НАЗАРИЯСИ ВА

УЛАРНИ ОҒИР ЗАҲАРЛИ МЕТАЛЛАРНИ АНИҚЛАШДАГИ АНАЛИТИК

ИМКОНИЯТЛАРИ

02.00.02 – Аналитик кимё

(кимё фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2014

2

УДК:

543.420.62: 543.422: 543.062.

Докторлик диссертациясиавтореферати мундарижаси

Оглавление автореферата докторской диссертации

Content of the abstract of doctoral dissertation

Сманова Зулайхо Асаналиевна
Иммобилланган органик реагентларнинг таъсир назарияси ва
уларнинг оғир заҳарли металларни аниқлашдаги аналитик
имкониятлари

3

Сманова Зулайхо Асаналиевна
Теория действия иммобилизованных органических реагентов
и их аналитические возможности при определении тяжелых
токсичных металлов

29

Smanova Zulaykho Asanalievna
Theory of action of immobilized organic reagents and their
analytical possibilities at determination of heavy toxical metals

57

Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ
List of published works

81

3

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ВАЗИРЛАР МАҲКАМАСИ ҲУЗУРИДАГИ

ОЛИЙ АТТЕСТАЦИЯ КОМИССИЯСИ

ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРИШ БЎЙИЧА

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ

ҲУЗУРИДАГИ 16. 07. 2013. К. 01. 02 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ

ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

МИРЗО УЛУГБЕК номидаги

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ

СМАНОВА ЗУЛАЙХО АСАНАЛИЕВНА

ИММОБИЛЛАНГАН ОРГАНИК РЕАГЕНТЛАРНИНГ ТАЪСИР

НАЗАРИЯСИ ВА УЛАРНИ ОҒИР ЗАҲАРЛИ МЕТАЛЛАРНИ

АНИҚЛАШДАГИ АНАЛИТИК ИМКОНИЯТЛАРИ

02.00.02 – Аналитик кимё

(кимё фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2014

4

Докторлик диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси

ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида -------- рақам билан рўйхатга олинган.

Докторлик диссертацияси Ўзбекистон Миллий университети кимё факултети умумий,

ноорганик ва аналитик кимё кафедрасида бажарилган.

Докторлик диссертациясининг тўлиқ матни Ўзбекистон Миллий университети ҳузуридаги

Фан доктори илмий даражасини берувчи 16.07.2013.К.01.02 рақамли Илмий кенгаш веб-
саҳифасида www.nuuz.uz манзилига жойлаштирилган.

Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз) веб-саҳифага www.nuuz.uz

манзилига

ҳамда

ZIYONET

ахборот-таълим

порталида

www.ziyonet.uz

манзилига

жойлаштирилган.

Расмий

оппонентлар:

Абдурахманов Эргашбой

кимё фанлари доктори, профессор

Шабилалов Азаджон Ахматович

кимё фанлари доктори, профессор

Бабаев Бахром Нуриллаевич

кимё фанлари доктори, профессор

Етакчи

ташкилот:

Тошкент фармацевтика институти

Диссертация ҳимояси Ўзбекистон Миллий университети ҳузуридаги 16.07.2013.К.01. 02

рақамли Илмий кенгашнинг «___»_______________2014йил соат____ даги мажлисида бўлиб
ўтади (Манзил: 100174,

Тошкент, Талабалар шахарчаси, 78. Тел.: (99871) 246-64-43).

факс: (99871) 238-65-52; e-mail:polyphenol-10@yandex.ru

).

Докторлик диссертацияси билан Ўзбекистон Миллий университетининг Ахборот-ресурс марказида

танишиш мумкин (01 рақами билан рўйхатга олинган. Манзил:100174, Тошкент,Талабалар шахарчаси, 78.
Тел.: (99871) 246-64-43).

Диссертация автореферати 2014 йил «__» ________ тарқатилди.

(2014 йил «___»______________даги __ рақамли реестр баённомаси).

Х.И.Акбаров

Фан докторлик илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш раиси к.ф.д., профессор

А.Х.Хаитбаев

Фан докторлик илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш илмий котиби к.ф.н., доцент

А.М.Геворгян

Фан докторлик илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш ҳузуридаги илмий семинар раиси к.ф.д.,

профессор

5

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯCИ АННОТАЦИЯСИ

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурияти.

Халқ хўжалигининг

барча соҳаларини жадаллашуви ва илм-фанни ривожланиши, ишлаб чиқаришда
янги техноген жараёнларни амалиётга тадбиқ этилиши атроф-мухитга антропоген
таъсир кўрсатмоқда.

Европа Иттифоқининг баъзи давлатларида барқарор заҳарли моддаларни

баҳолаш бўйича ўтказилган текширувлар натижасида атроф-мухитда қўрғошин,
кадмий ва симобни юқори концентрациялари Украинада кузатилган (Pb-3102, Cd-
54, Hg-36 тонна/йил). Россия учун оғир металларни атроф-муҳитга тарқалиши: Pb-
80 фоиз, Cd-66 фоиз, Hg-37 фоиз, бошқа давлатлар бўйича Pb-10 фоиз, Cd-21 фоиз,
Hg-58 фоизни ташкил этган. Шу учта металлар билан боғлиқ бўлган вазиятни
кисқача тахлили, оғир металларни антропоген таъсири канчалик катта эканлигини
кўрсатди. Оғир ва заҳарли металлар (ОЗМ) атмосферага чиқиндилар билан, сўнгра
худуднинг сув ва тупроғи орқали қўшни давлатларга ҳам тарқалиши кузатилган.

Бугунги кунда Ўзбекистон Республикасида ишлаб чиқариш даражасининг

кескин ортиб бориши ОЗМ концентрациясини ошишига сабаб бўлмоқда. Аҳоли
саломатлиги учун эссенциал бўлмаган элементлар (Hg, Cd, Pb, As) катта хавф
туғдиради, уларнинг антропоген манбалари кун сайин ошиб бормоқда.

Диссертацияни бажарилишига бўлган зарурият шунинг билан ифодаланадики

атроф-мухит объектларини ифлосланиш даражасини ошиши, айниқса ОЗМ
мониторингини олиб боришга жиддий эътибор қаратишни талаб этмоқда.
Канцероген, токсик ва мутаген моддаларнинг микромиқдорларини сифат ва
миқдорий аниқланиш борасида аналитиклар ва экологлар олдига экспресс, сезгир ва
селектив усуллар ишлаб чиқиш масалаларини ечишда мухим ва зарур талаблар
қўйилмоқда.

Атроф-муҳит

объектларини

мухофаза

қилишда,

ОЗМни

аниқ

концентрацияларини аниқлашда турли хил физик, кимёвий ва физик-кимёвий
усуллардан фойдаланиш долзарб ва мухим бўлиб қолмоқда. Амалиётда қўллаш учун
экотоксикантларни, айниқса ОЗМ миқдорини мониторинг қилиш усулларини
ривожлантириш ва янги замонавий усулларни ишлаб чиқиш зарур.

Назарий асосларни амалиётга тадбиқ этиш мақсадида, юқори эксплуатацион

ва метрологик тавсифларига эга бўлган, турли хил полимер ташувчилар ёрдамида
комплекс

ҳосил

қилувчи

органик

реагентларни

иммобилаш

орқали

экотоксикантларни аниқлашнинг гибрид усулларини ишлаб чиқиш лозим.

Мавжуд бўлган долзарб муаммоларни ечиш мақсадида ОЗМни аниқлаш

усулларида янги специфик органик реагентларни (ОР) фойдаланишни
аналитиканинг амалиётига киритиш лозим. Уни ҳал этишнинг энг истиқболли йўли
- берилган аналитик тавсифларига эга бўлган органик реагентларни мақсадли синтез
қилиш ва иммобиллашдан иборат. Тахлилнинг сорбцион-спектроскопик усулларини
ривожлантириш реагентларнинг хусусиятларини олдиндан аниқлай олиш имконини
яратади. Аналитик кимёнинг назарий ва амалий соҳаларида маҳаллий ва хорижий
олимларнинг тадқиқотлари билан боғлиқ аҳамиятли ютуқлар мавжуд. Бироқ бу

6

соҳада бир қанча мураккаб муаммоли саволлар чуқур изланишларни ва янги
ечимларни талаб этмоқда.

Маълумки, ОР таъсир этиши назариясига “аналитик реакцияни бориши учун

оптимал табиатга эга бўлган реагент ва мухит танлаш, ҳамда аналитик системани
ишлаб чиқиш учун имкон берадиган ғоялар системаси” сифатида тавсифланади.

ОР таъсир этиши назариясини ривожлантириш қуйидаги босқичлардан

иборат: “кузатилаётган жараёнларни ва ходисаларни тушунтириш, олдиндан айтиш
ва ўзига хос хусусиятли реагентлар синтезини бажаришга йўналтирилган ишлар
олиб бориш”. Юқорида айтиб ўтилганлардан хулоса қилиш мумкинки, аналитик
кимё ва экологияда қўллаш мақсадида ишлаб чиқилган методология

ва

иммобилланган ОР хоссаларини олдиндан айтиб беришни иммобилланган ОР
таъсир этиш назариясини ривожланитиришга қўшилган илмий ҳисса каби
ҳисобланади.

Тадқиқотнинг Ўзбекистон Республикаси фан ва технологияларни

ривожлантиришнинг устувор йўналишларига мослиги.

Диссертация фан ва

технологиялар ривожланишининг устувор йўналишига мос равишда бажарил-ган:
ИДТ-12-“Органик, ноорганик, полимер ва бошқа табиий материалларни олишни
янги технологиялари”; Ф-7-“Кимё, кимёвий технологияларининг назарий асослари,
нанотехнологиялар”.

Диссертация мавзуси бўйича халқаро илмий тадқиқотлар шарҳи.

Иммобилланган органик реагенттлар ёрдамида сорбцион-спектроскопик

усулларни ишлаб чиқиш тадқиқотлари бўйича ишлар Россия, Украина, АҚШ,
Германия, Канада, Ҳиндистон, Хитой ва бошқа мамлакатлар олимлари томонидан
олиб борилиб, маълум даражадаги натижаларга эришилмоқда.

Гранула ва гелсимон ташувчилар билан сорбцион – спектроскопик усуллар

ишлаб чиқиш халқаро нашриётларда олимлар томонидан ёритилган. Ундан ташқари
турли хил селектив органик реагентлар билан модификацияланган электродлар
ёрдамида электрокимёвий аниқлаш усуллари ишлаб чиқилган. Толали ташувчилар
ёрдамида сорбцион-спектроскопик аниқлаш усуллари кам келтирилган.

Илмий-техник адабиётларни таҳлилий ўрганиш шуни кўрсатадики, полимер

толали материаллар билан оғир ва заҳарли металларни сорбцион-спектроскопик
аниқлаш юқори сорбцион сиғимга ва солиштирма сиртга, ишлатишнинг
қулайлигига ва юқори танлаб таьсир этувчанликка эгалиги томонидан афзалдир.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси

. Ҳозирги кунда ОЗМни аниқлашда

оптик, физик ва бошқа усуллар ишлаб чиқилган, лекин иммобилланган ОРдан
фойдаланадиган қаттиқ фазали-спектроскопик усуллар кейинги йиллирида тез
ривожлана бошлади.

Аналитик кимёнинг тез ривожланаётган замонавий йўналишларидан бири бу

иммобилланган ОР ва кимёвий сенсорларни сезгир қатламини олиш ҳисобланади.
Жуда кўп олимлар турли хил сенсорлар ёрдамида элементларни аниқлаш,
наноматериалларни олиш ва нанотехнологияларни қўллаш, биосенсорларни ишлаб
чиқиш, электрокимё соҳасида, оптик кимёвий сенсорлар ишлаб чиқиш муаммоси
устида ишлар олиб бормоқда. Тахлил натижалари шуни кўрсатдики, кўп ишлар
электро-, термокимё соҳасига ва флуоресцент усулларни ишлаб чиқишга

7

бағишланган, ОРни турли толаларга иммобиллаб, ОЗМ аниқлашнинг оптик
усуллари кам ўрганилган.

Бугунги кунда метрологик ва аналитик тавсифларга қўйиладиган талаблар

ошиб бормоқда ва иммобилланган ОР ёрдамида ОЗМни аниқлашнинг янги
усулларини ишлаб чиқиш муаммолари долзарблигича қолмоқда.

Кимёгар-аналитик ва экологларнинг ОЗМни аниқлашнинг замонавий ва

янгиланган усулларини ишлаб чиқиш, мавжуд аналитик операцияларни
такомиллаштириш, ҳозирги замон талабларига жавоб берадиган усулларни яратиш
каби олдига қўйилган вазифалар долзарб ва муҳимдир.

Диссертация тадқиқотининг илмий-тадқиқот ишлари режалари билан

боғлиқлиги қуйидаги лойиҳаларда ўз аксини топган:

ЎзР Вазирлар Маҳкамаси қошидаги фан ва технологияларни ривожланишини

координатлаш Қўмитасининг Ф 22-7 «Региоселектив органик реагентларни синтези»
фундаментал грантида.

Тадқиқотнинг мақсади.

Иммобилланган органик реагентлар ёрдамида оғир

ва заҳарли металларни аниқлашда экспресс, юқори танлаб таъсир этувчан, сезгир
усуллар ва тест-системалар ишлаб чиқиш.

Назарий таҳлиллар асосида ўзига хос хусусиятли органик реагентларни турли

ташувчиларга иммобиллаш, аналитик гуруҳларни специфик тузилиши ва
хоссаларини таҳлил қилиш асосида органик реагентларнинг аналитик гуруҳларини
хоссалари ва тузилишини олдиндан айтиб беришнинг умумий йўлларини топиш ва
уларни турли хил аналитик ва экологик лабораториялар амалиётига тадбиқ этиш.

Тадқиқот ишининг вазифалари

:

-аналитик

хусусиятлари

сақланган

ҳолда

органик

реагентларни

иммобилланишини оптимал шароитини танлаш;

-ОЗМ билан иммобилланган ОРни рангли комплекс ҳосил қилиш химизмини

аниқлаш;

- ОР тузилиши билан аналитик тавсифларини бир-бирига боғлиқлигини

аниқлаш, нитрозонафтоллар ва пиридинли реагентлар асосида янги реагентлар
синтезини бажариш ва уларни модификация қилишнинг истиқболли йўлларини
олдиндан айтиб бериш;

-иммобилланган органик реагентларни (ИМОР) аналитик шаклларининг

тузилиши ва структурасини исботлаш;

-(6-метил-(пиридил-2-азо-м-аминофенол,

1-(5-метил-2-пиридилазо)-5-

диэтиламино-фенол,

1-(4-антипиридилазо)-2-нафтол

сульфокислота,

1-(2-

пиридилазо)-2-оксинафталин-6-сульфо натрий, 3-гидрокси-4-нитрозо-2- нафтой
кислота, 2-гидрокси-3-нитрозо нафтальдегид ва бошқа ўзига хос функционал фаол
гуруҳларга (ФФГ) эга бўлган янги ОРларни толали ташувчиларга иммобиллашнинг
оптимал шароитларини ва толали сорбентларни физик-кимёвий тавсифларини
аниқлаш;

-аналитик сигналга турли параметрлар таъсирини кўрсатиш;
-саноат материаллари, биологик объектлар, табиий ва чиқинди сувларни

стандарт намуналари, мураккаб аралашмалар, бинар, учламчи аралашмалар
таркибидан ОЗМ аниқлаш усулларини ишлаб чиқиш;

8

-янги ишлаб чиқилган усуллар ёрдамида ОЗМни аниқлаш бўйича олинган

натижаларни маълум бўлган усуллар билан солиштириш.

Тадқиқот объекти

сифатида атроф-муҳит объектлари, биологик ва саноатда

ишлаб чиқиш материаллари, табиий ва чиқинди сувларни стандарт намуналари,
бронзалар, қотишмалар ва ҳ.к. олинган.

Тадқиқот предмети

– турли а

троф-муҳит объектларини ифлослантирувчи

экотоксикант

ҳисобланган

оғир ва заҳарли металлар ва уларнинг бирикмалари.

Тадқиқот усуллари.

Оптик (сорбцион-спектроскопик, нур қайтариш

спектроскопия усули (НҚСУ), атом-абсорбцион); электрокимёвий ва статистик
хисоблаш усуллари. Элемент анализ, ИҚ-, ПМР-спектроскопик ва квант-кимёвий
хисоблашлар.

Диссертация тадқиқотининг илмий янгилиги

қуйидагилардан иборат:

oрганик бирикмаларининг берилган аналитик хоссага эга бўлган оптимал

тузилишини олдиндан айтиб бериш учун табиати жиҳатидан фарқ қиладиган
реагентларни иммобиллаш усуллари назарий жиҳатдан асослаб берилган ва
амалиётга тадбиқ қилинган, функционал ва аналитик-фаол гуруҳларнинг
тузилишига боғлиқ бўлган ҳолда аналитик характеристикаларнинг ўзгаришларини
кванткимёвий ўрганишга асосланган;

aрзон, маҳалий хомашё асосида ишлаб чиқилган полиакрилонитрил ва

полипропиленга иммобилланган ОРнинг кимёвий аналитик хусусиятлари
аниқланган;

ПАН ва ПП матрица асосида ишлаб чиқилган турли хилдаги оптик кимёвий

сенсорларнинг ва синтез қилинган реагентларнинг тузилишини янги кимёвий,
физик-кимёвий, квант-механик усуллар ёрдамида олдиндан айтиб бериш имконияти
яратилган;

аналитик реакцияларнинг химизми аниқланган ва ОЗМ ионлари билан

реакцияга киришадиган ФФГ топилган, уларнинг тузилишини ва ўриндошлар
табиатини аналитик реагентларнинг, ҳамда уларнинг металл ионлари билан ҳосил
қилган комплексларининг аналитик хоссаларига таъсири кўрсатилган;

метрологик, аналитик ва эксплуатацион тавсифларини яхшилаш мақсадида

ИМОР ёрдамида ОЗМни аниқлашга асосланган экспресс, селектив ва сезгир
сорбцион-cпектроскопик усуллар ишлаб чиқилган.

Тадқиқотнинг амалий натижалари

қуйидагилардан иборат:

атроф-муҳит объектларида темир, мис, қўрғошин, симоб, кобальт, алюминий

ва бошқа металларни аниқлашнинг сорбцион

-спектроскопик усуллари ишлаб

чиқилган, метрологик ва аналитик тавсифлари баҳоланган; турли

атроф-муҳит

объектлари (табиий, оқава, ичимлик сувлар, тупроқ, ҳаво, биомаҳсулотлар)
анализига қўлланилган;

ОЗМларни оптик тавсифларни юқори аниқлик билан сорбцион-спектроскопик

ва визуал-тест усуллари ёрдамида аниқлаш учун ПАН- и ПП-толалар асосида
сенсорлар яратилган.

Олинган натижаларнинг ишончлилиги

умумқабул қилинган мезонлар

асосида ўтказилган қиёсий таҳлил билан асосланган ва қўшимчалар қўшиш,
“киритилди-топилди” усуллари, хамда стандарт табиий сув ва бронзалар

9

намуналари билан таққосланган. Олинган натижалар математик статистика
усуллари билан қайта ишлаб чиқилган.

Тадқиқот натижаларининг назарий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқотда олинган натижаларнинг назарий аҳамияти шундан иборатки,

толали материалларга органик реагентларни иммобиллашнинг илмий асослари
ишлаб чиқилди ва уларни ОЗМларга танлаб таъсир этувчанлигини ошириш
имкониятини яратилди, хусусан темир (II, III), кобальт, симобни. Электроманфий ва
электродонор ўриндошларга эга бўлган реагентларни фенол ядросига киритишни
амалга оширилди ва илмий асослаб берилди, бу тахлил натижаларига ташқи
омиллар таъсирини камайтирди ва танлаб таъсир этувчанлигини оширди.

Ишнинг амалий аҳамияти шундан иборатки, атроф-муҳит объектларда заҳарли

ва оғир металларни микромиқдорларини аниқлашнинг метрологик ва аналитик
тавсифлари яхшиланган усуллари ишлаб чиқилди; иммобилланган органик
реагентларини турли атроф-муҳит объектлари (табиий, оқава, ичимлик сувлар,
тупроқ, ҳаво, биомахсулотлар ва бошқа) анализига қўлланилди.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.

Атроф-муҳит объектларида

ОЗМларни сорбцион-спектрофотометрик усулда аниқлаш асосида диссертация
ишининг натижалари интеллектуал мулк объекти сифатида ЎзР патетини олиш
билан жорий этилган.

Аниқланган назарий ва амалий натижалар таркиби бўйича мураккаб бўлган

саноат материалларини ва табиат объектларини ўрганишда тадбиқ қилинган.
Якунловчи босқичда ОЗМларни аниқлаш усулларини Тошкент шаҳри ва Ўзбекистон
Республикасининг бошқа худудларидаги атроф-муҳит объектларини тахлил
қилишда қўлланган. Ишлаб чиқилган сорбцион-спектрофотометрик усуллар
ГМИТИ,

ОКМК

марказлаштирилган

аналитик

ва

янги

технологиялар

лабораторияларида, ЎзР Минерал ресурслар ва геология Давлат Қўмитаси МАЛ,
Самарқанд вилояти табиатни муҳофаза қилиш қўмитаси, Тошкент вилояти ва
Бекобод шаҳри СЭС, ЯФИ радиопрепаратлари бўлими ва бошқаларда жорий
этилган.

Ишнинг апробацияси.

Ишнинг натижалари аналитик кимё бўйича ўтказилган

турли халқаро конференцияларда: International Ecological Cogress. Russia (1995 й.);
Экологик конгресс (Воронеж, 1995 й.); Чугаевконференцияси (Украина, 2005 й.);
«Аналитика России» (Воронеж, 2009 й.),



Аналитик кимёнинг долзарб муоммалари



(Термиз, 2002 ва 2005 йй.); «Конференция по молекулярной спектроскопии»
(Самарканд, 2006 й.), «Интеграция образования науки и производства в фармации»
(Ташкент, 2007 й.), TWAS Regional Conference of Young Scientists on the topic
“Recent Trends in Physical



Biological Sciences”, (Bangalore, India) ва кўпчилик

республика миқёсидаги ўтказилган конференцияларда (2000-2013 йй.) муҳокама
қилинган.

Натижаларнинг эълон қилинганлиги.

Диссертация мавзуси бўйича 52 та

илмий иш, жумладан, 9 та илмий мақола халқаро журналларда чоп этилган.

Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.

Диссертация кириш, бешта боб,

хулоса, фойдаланилган адабиётлар рўйҳати, илова ва 210 саҳифа матн, 87 та расм ва
89 та жадваллардан иборат.

10

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурияти

асосланган, тадқиқот мақсади ва вазифалари ҳамда объект ва предметлари
тавсифланган, Ўзбекистон Республикаси фан ва технологияси тараққиётининг
устувор йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва
амалий натижалари баён қилинган, олинган натижаларнинг назарий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини жорий қилиш рўйхати, нашр
этилган ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар келтирилган.

Диссертациянинг

биринчи бобида

мавжуд маълумотлар оғир заҳарли

металларни фотометрик ва спектрофотометрик усуллар бўйича аниқлаш ҳақидаги
нашр қилинган ишлар таҳлили амалга оширилган, ҳамда реагентларни иммобиллаш
усуллари, уларни сорбцион-спектроскопик ва визуал-тест усулларда, оптик кимёвий
сенсорларда қўлланилиши келтирилган. Оғир заҳарли металларни турли
объектларда иммобилланган реагентлар ёрдамида аниқлаш натижалари
системалаштирилган.

Органик реагентларни толали сорбентларда оғир заҳарли металларни аниқлаш

учун иммобиллаш етарлича ўрганилмаганлиги таъкидланган. Бу эса тадқиқот
объектини белгилайди.

Қаттиқ жисмлардан нур қайтарилиш спектрини олиш, нур қайтарилиш

коэффициентини (R), унинг функциясини f(R) турли омилларга боғлиқлигини
ўрганиш учун автоматик тарзда қайд этувчи спектрофотокалориметр “Пульсар” ва
иккинурли

регистрловчи

спектрофотометр

UV-ViS

SPECORD

M-40дан

фойдаланилди. Биринчи асбобнинг ишлаш принципи қайтарилиш коэффициентини
24 та белгиланган тўлқин узунликларида (380-720нм) ўлчанди. Олинган натижалар
математик ҳисоблар билан аниқланди. Спектрларнинг нурланиш манбаи сифатида
МФК-150 ва ИСК-25 импульс лампалардан фойдаланилди. UV-ViS SPECORD M-40
асбобни техник қисмлари. Оптик система: УФ соҳадаги с дифракцион панжарали
иккитали монохроматор, 1302 штр/ммга тенг; фильтрлар 31000-25000 см

-1

, рангли

шишалар WК 36 25000-195000 см

-1

, GA 48 195000-14000 см

-1

ва RA67 14000-11000

см

-1

. Нур манбаи сифатида дейтерийли лампа Δ

2

Е, спектрни УФ-соҳаси учун

галогенли лампа кучланиши 6 В ва қувати 20 ВТ спектри кўринувчан соҳаси учун.

Қўлланиладиган қурилма ва материаллар тўғрисидаги маълумотлар

келтирилган, иммобилланган реагентларни олиш шароити ёритилган ҳамда тажриба
усуллари

иккинчи бобда

келтирилган.

ИМОРлар олишда турли синфларга мансуб, таркибида ФФГ тутган органик

бирикмалардан, ҳамда ЎзМУ органик, умумий, ноорганик, аналитик кимё
кафедраларида синтез қилинган бирикмалардан фойдаланилди (1 жадвал).
Маълумки, таркибида электронодонор ўриндошлар тутган азобўёқларнинг
сезгирлиги юқори. Улардан фарқ қилиб, электроноакцептор ўриндошлар тутган
бирикмалар танлаб таъсир этувчанлиги юқори бўлган аналитик реагентлардир. ЭД
ва ЭА ўриндошларни бир вақтда бўёвчи моддалар молекулаларига киритилиши
реагентлар рангига ва улар ҳосил қилган комплексларга катта таъсир кўрсатади,

11

шунинг учун улар сезгирлиги ва танлаб таъсир этувчанлиги бўйича истиқболга
эгадир.

Жадвал 1

Иммобилланиш учун қўлланилган асосий органик реагентлар

№
№
п/п

Реагентнинг номи

Техник номи

(қисқартирилган)

Брутто формула

Структурали формула

1.

Натриевая соль
2-(1,8-диокси-3,6-
дисульфо-2-нафтилазо)
бензоларсеновой
кислоты

Арсеназо

I

(уранон,

торон,

Арс I)
С

16

Н

11

О

11

N

2

S

2

As

Na

N N

OH

HO

3

S

OH

SO

3

H

H

2

O

3

As

2.

3,6-бис-[(o-
арсенофенил)азо]-4,4-
ди- оксинафталин-2,7-
дисульфокислота

Арсеназо III
(Арс III)
С

22

Н

18

О

14

N

4

S

2

As

2

N N

OH

HO

3

S

OH

SO

3

H

N N

H

2

O

3

As

AsO

3

H

2

3.

3,3-бис-N,N-
ди(карбоксиметил)-
аминометил-о-крезол
сульфокислота

Ксиленол сариғи
(КС)
С

31

Н

32

О

13

N

2

S

CH

2

N

HOOCH

2

C

HOOCH

2

C

C

SO

3

H

H

2

C N

CH

2

COOH

CH

2

COOH

O

4.

5-(3,3

,

-дикарбокси-4,4

,

-

диокси
бензогидрилиден)-2-
оксо-1,3-
циклогексадиен-1-
карбоновая

кислота,

триаммониевая соль

Хромазурол
Альберон
C

23

H

16

O

9

N

42

S

2

OH

C

H

4

NOOC

OH

COONH

4

COONH

4

O

5.

5-(α-(3-карбокси-5-
метил-4-оксоцик-
логексадиен-2,5-илиден-
1)-2,6-дихлор-3-
сульфобензил/-3-
метилсалицил кислота,
три- натрийли тузи

Алюминон
C

22

H

23

O

9

N

3

CH

3

C

HO

HOOC

CI

CI

SO

3

H

H

3

C

O

COOH

6

2-нитрозо-5-метокси

фенол (R

1

)

С

7

Н

7

NО

3

OH

OCH

3

N

O

7.

Метилтимол кўк

Метилтимол кўк
(МТК)
C

37

H

43

O

13

Na

2

S

SO

3

H

O

CH

2

NH

CH

2

COONa

CH

2

COOH

CH

3

CH

C

HO

H

2

C

CH

3

CH

3

NH

NaOOCH

2

C

HOOCH

2

C

H

3

C

CH

CH

3

CH

3

12

8.

N-метиланабазин-α-азо-
1,8-аминонафтол-4,8-
дисульфокислота

MAK
C

21

H

22

O

7

S

2

N

4

9.

6-метил-(пиридил-2-азо-
м-аминофенол

ПААФ
C

13

H

13

ON

3

H

3

C

N N

O

H

2

N

H

10. 1-(5-метил-2-

пиридилазо)-5-
диэтиламинофенол

ПАДЭАФ
C

17

H

21

ON

3

H

3

C

N N

N

HO

C

2

H

5

C

2

H

5

11. 1-(4-антипиридилазо)-2-

нафтол сульфокислота

ААН-S
C

23

H

17

O

5

N

4

Na

N

N

H

3

C

N

N

О

H

3

C

SO

3

Na

HO

12. 1-(2-пиридилазо)-2-

оксинафталин-6-сульфо
натрий

ПАР-тузи
C

15

H

9

O

7

N

3

Na

2

N

N N

SO

3

Na

SO

3

Na

OH

13. 3-гидрокси 4-нитрозо-2

-нафтой кислота (R

2

)

C

11

H

7

NO

4

14. 2-идрокси-3-нитрозо

нафтальдегид (R

3

)

C

11

H

7

NO

3

Учинчи бобда

эса Арсеназо гуруҳли трифенилметан қатори, органик

реагентларни, ҳамда кафедрада синтез қилинган, ПАН- ва ПП-ташувчиларга
иммобиланган реагентларни аналитик хоссаларини, уларни иммобиллашни муқобил
шароитини танлаш тадқиқот натижалари келтирилган ва таҳлил қилинган.

Органик реагентларга нисбатан “иммобилизация” тушунчаси остида

бирикмаларнинг полимер материаллари функционал гуруҳлари билан реакциялари
ҳисобига бирикмалар молекулаларини хакарактчанлигини камайиши тушунилади,
тор маънода эса – уларни кимёвий боғланиши усулларидир.

Арзон ва махалий ҳомашёдан тайёрланган ПАН ва ПП асосидаги

ташувчиларга иммобилизация қилинган ОРларни кимёвий аналитик хусусиятлари
ўрганилди. ПАН-ва ПП-толаларга иммобилланган ОР, ўзини аналитик
хусусиятларини сақлаб қолиши аниқланди. Металлар комплексларини толали
сорбентда ҳосил бўлиш шароити, эритмадаги комплексни хусусиятларига ўхшаш,
шунинг учун эритмадаги реакцияларни ва унда ишлатиладиган аналитик

C

OH

N

O

O H

O

C

OH

N

O

H

O

13

реагентларни ПАН ташувчи асосида янги оптик сенсорларни яратиш учун ишлатиш
мумкин. Баъзи полимерли ташувчиларни тавсифлари 2-жадвалда келтирилган.

Қаттиқ ташувчи сифатида саноатда чиқариладиган (ВИОН-АН, ВИОН-КН) ва

полимерлар кафедрасида синтез қилингантолалардан (СМА-1, СМА-2, СМА-3, МХ-
1, ПП-АН-ГМДА ва бошқалар) фойдаланилди.

гуруҳлар билан модификация қилинган толали сорбентлар яхши

ионалмашиниш ва кинетик хусусиятларига эга юпқа материаллар бўлиб, агрессив
мухитлар, механик таъсирларга чидамлилиги ва бўкиш даражаси юқори. Улар
компонентларни инструментал усуллар ёрдамида ёки халақит берадиган катионлар
ва анионлардан ажратиб олиш учун концентрлашда ишлатилади.

Жадвал2

Полимерли ташувчиларни баъзи хусусиятлари

Толани
номи

Иммобиллаш учун

ишлатилган -

реагент

Толани

модификациялан-

ган гурухлари

Толани

ранги

Иммобилизациядан кейин
толани ранги

СМА 1

АрсеназоI (Арс I)
Арсеназо III
(Арс III)
Алюминон
Метилтимолкўки

Гексаметилен-
диамин (ГМДА)

Сариқ

Пушти

Оч сиёхранг
Пушти
Оч сиёхранг

СМА 2

Метилтимол

кўки

(МТС)
Хромазурол (Хз)

Гидроксиламин
сернокислый (ГА)

Сариқ

Оч сиёхранг

Пушти

ВИОН-АН-
1

Арс I
Арс III

Амино-ва

амидин

гурухлар

Сариқ

Пушти
Оч сиёхранг

МХ-1

Арс III

Бирламчи ва учламчи
NH

2

-

гурухлар,амидин-
ва

карбоксил

гурухлар

Оч-сариқ

Пушти

СМА-3

КО

Этилендиамин

Сариқ

Оч жигар ранг

Синтез қилинган толасимон материалларнинг асосий афзалликлари –

солиштирма сирт юзаси юқори, у гранулаланган сорбентларникига нисбатан 2
тартибга юқори, аморф структурали полимерларга нисбатан 5-6 марта каттадир.
Толали сорбент заррачаларининг диаметри гранулаланган сорбентларнинг
диаметридан 1-2 тартиб паст.

Иммобиллашнинг оптимал шароитларини аниқлаш мақсадида ҳар бир

“ОР-ташувчи” системада (30 та система) иммобиллаш шароитини нур қайтариш
коэффициенти интенсивлигини таъсир этиш вақтига, температурага, мухитга,
реагент концентрациясига ва бошқа омилларга боғлиқлиги ўрганилди.

14

0,4

0,3

0,2



, нм.

R

0,1

650

550

450

0,5

1

2

3

4

0.1

0.2

0.3

0.4

R

460

540

620

700



, нм

0.5

1

2

3

R

420

500

580

660



, нм

0.1

0.2

0.3

1

6

2

3

4

5

Расм.

1.

КОиммобиллашдан

олдинги (1) ва кейинги (2)нур
қайтариш спектри (3), (4) –
ИМКО Cu ва Pb билан нур
қайтариш спектрлари.

Расм. 2. МХ-1-ГМДА 1 толани
Арс IIIбилан иммобиллашни
олдинги (1) ва кейинги (2)нур
қайтариш спектри 3- Fe(II)
рН=2,5нур қайтариш спектри
(С Fe = 1,0·10

-4

).

Расм. 3. ВИОН-АН-1 толани Арс
III

билан

иммобиллашни

олдинги (1) ва кейинги (2)нур
қайтариш спектри, 3, 4, 5, 6-
Cu, Ni, Co, Fe комплексларини
нур қайтариш спектрлари.

3-Жадвалда турли ташувчиларга органик реагентларни иммобилланишнинг

оптимал шароитлари келтириган.

Жадвал 3

Турли ташувчиларга органик реагентларни иммобилланишнинг оптимал

шароитлари

Система

реагент-ташувчи

Эритмада

реагентни

концентрацияси,

М

Иммобиллаш

вақти,

мин.

рН

Иммобиллан-

ган реагент

концентрацияси,

М

АрсI-МХ-1

1,0∙10

-4

6

5-6

4,0∙10

-5

ApcIII-МХ-1

1,0∙10

-4

6

5-6

4,2∙10

-5

ApcIII-ВИОН-АН1

1,0∙10

-4

6

5-6

4,5∙10

-5

КО-ВИОН-АН1

1,5∙10

-4

7

4-6

1,0∙10

-4

КО-СМА-1

1,0∙10

-4

7

5-7

8,0∙10

-5

Алм-ППАК-ГМДА

9,0∙10

-4

7

5-7

1,0∙10

-4

Алм-СМА 1

1,0∙10

-4

8

6-7

5,8∙10

-5

ХЗ- ППАК-ГМДА

1,0∙10

-5

7

5-6

1,0∙10

-4

ХЗ-СМА 2

1,0∙10

-4

8

6-7

7,9∙10

-5

МТС-СМА-1

1,0∙10

-3

5

5-7

1,0∙10

-4

ССК-ВИОН-АН1

1,0∙10

-3

9

5-6

1,0∙10

-4

МАК-СМА-1

1,0∙10

-4

5

5-6

1,0∙10

-4

ПААФ-СМА-2

1,0∙10

-4

5

5-6

1,0∙10

-4

ППАК-ГМДА

1,0∙10

-4

6

5-6

1,0∙10

-4

ППАК-ГМДА

1,0∙10

-4

6

5-6

1,0∙10

-4

ААНS- ВИОН-АН1

5,0∙10

-4

6

6-7

8,2∙10

-4

ААНS-2,6- СМА-1

5,0∙10

-4

5

5-6

5,0∙10

-4

КК -ВИОН-АН-1

1,0∙10

-4

5

5-6

8,6∙10

-5

БФС- СМА 2

1,0∙10

-5

6

5-6

0,6∙10

-5

ПАДЭАФ- МХ-1

1,0∙10

-4

6

6-7

8,0∙10

-5

ПААФ-МХ-1

5,0∙10

-4

5

6-7

9,4∙10

-5

СМА-1 – ПАР-соль

1,0∙10

-4

6

6-7

1,0∙10

-4

15

3 жадвалдан кўриниб турибдики, арсеназо ва трифенилметан қатори

реагентлари, хамда кафедрада синтез қилинган реагентлар ташувчига 5-10 минутда
иммобилланади, сорбентга шимилган реагентнинг максимал концентрацияси1,0∙10

-5

дан 1,0∙10

-3

молгача, бу уларнинг САС ва ДАСга тўғри келади.

Иммобилланган органик реагентларнинг таъсир этиш назарияси. Толали

ташувчининг юзасида аналитик сигнални ўлчаш усулини танлашда, ОРни
олдиндан концентрлаш ва кейин аниқланаётган металл билан комплекс ҳосил
қилишига асосланган усул қўлланилди.

mR-Cl+L

m-

=R

m

L

+

mCl

-

иR

m

L+Me=R

m

MeL.

Қаттиқ ташувчиларда органик реагентларни иммобилланиши функционал

гуруҳлар ва полимерларнинг кимёвий таъсирлашуви ҳисобига содир бўлади.

Ишлатилаётган

компонентларнинг

табиатига

қараб

иммобилланган

реагентнинг синтезида индивидуал ёндашув бўлиши шарт, шунинг учун уларнинг
ҳосил бўлиш табиати ва характери бир-биридан фарқ қилади.

Имобиллаш механизмини ўрганиш вақтида реагентларни ташувчиларга

боғланиши ОР ва сорбентнинг функционал гуруҳлари ўртасидаги таъсир ҳисобига
рўй беради. Арсеназо, КО, ХЗ, МТС, ССК молекулаларида сульфогуруҳларнинг
бўлиши бу реагентларни ташувчиларга ион алмашиниш ҳисобига иммобилланиш
имконини беради. Алюминоннинг бирикиши сорбентнинг хлор-шакли билан
регаентнинг бензол халқаларидан бирининг тузҳосил қилувчи гуруҳининг
таъсирлашуви ҳисобига амалга ошиши мумкин.

ОРни таклиф қилинаётган схема бўйича иммобилланишини ИК-

спектроскопиянинг натижаларидан ҳам билса бўлади.

МХ-1 ва СМА-1 га МАК, ПАР- тузларни, Арс. Iва Арс. III, хромазурол ва

ПП-АК-ГМДАга иммобилланиши вақтида реагентларнинг сульфогуруҳлари
сорбентларнинг ионланган аминогуруҳлари билан қуйидаги схема бўйича
реакцияга киришади:

~Р-NН

3

+

Сl

-

+НО

3

S-R → ~Р-NН

3

+ -

О

3

S-R + НСl

Арс. I ва Арс. III, КО ва ССКларни ВИОН-АН- толага иммобиллашиш

вақтида асосан ўрганилаётган реагентларнинг сульфогуруҳини ионланган
пиридинли сорбент фрагменти ўртасида таъсирлашув содир бўлади:

~Р-С

6

Н

5

N

+

Сl

-

+НО

3

S-R → ~Р- С

6

Н

5

N

+ -

О

3

S-R + НСl.

АЛМ ни ПП-АК-ГМДАги иммобиллашуви реагентларнинг -СООNН

4

гуруҳи орқали содир бўлади:

~Р-NН

3

+

Сl

-

+ Н

4

NООС-R → ~Р-NН

3

+ -

ООС-R + NН

4

Сl.

Реакцияни тахмин қилинаётган схема бўйича, реакцияда иштирок этаётган

реагент ва сорбентларнинг юқорида айтиб ўтилган ФФГлар орқали боришини
иммобилашган

системаларни

ИК-спектрларидаги

ютилиш

чизиқларини

силжишидан, ёки хлорид-ионларини меркуриметрик титрлаш натижаларидан кўрса
бўлади.

Бошланғич ва иммобиллашган реагентларнинг спектрларини солиштириш

натижасида иммобилланган ва натив реагентлардаги комплекс ҳосил бўлишига
жавоб берадиган функционал-аналитик гуруҳлар бир-бирига ўхшаш эканлиги
аниқланди.

16

Гидроко-, аино-, амидин гуруҳлар учун характерли бўлган спектр ютилиш

чизиқларини силжишидан (Δν≈ 60-200см

-1

), ион боғдан ташқари, реагент ва

ташувчи ўртасида кучли молекулалараро водород боғлар ҳам пайдо бўлади, деган
хулоса қилиш мумкин.

MNDО, АМ1 ва РМ3 квант-кимёвий ҳисоблаш усуллари ёрдамида металл

ионларини иммобилланган органик реагентлар билан комплекс ҳосил бўлишини
тахминий координациясини топиш имкониятлари ўрганилди. Бунда ИК-
спектроскопик ва кимёвий тадқиқот натижалари ва ҳисоблаб топилган натижалар
бир хил эканлиги аниқланди.

Баъзи комплекслар ва органик реагентларнинг ИК-спектрларини солиштириш

шуни кўрсатдики, комплекслар спектрларида –О-Ме га тегишли бўлган 650-480 см

-1

диапазонда чизиқлар пайдо бўлганини кўриш мумкин, бу чизиқлар реагентларнинг
спектрларида намоён бўлмайди.

Тўртинчи бобда

оғир заҳарли металл ионларини ИМОР билан қаттиқ фазада

комплекс ҳосил қилиш натижалари келтирилган, уларни оптимал шароити топилган,
танланган ИМОР нинг эритмада ва иммобилланган ҳолатдаги хоссалари
таққосланган.

Жадвал 4

Комплекс ҳосил бўлишни оптимал pH

Комплексни табиати

λ

max

MeR, нм

λ

max

HR, нм

Δλ

ОптималpH

Pb-ИМ-АрсIII

660

580

80

3,0-4,0

Al-ИМ-хромазурол

570

520

50

4,0-5,5

Al-ИМ-алюминон

530

470

40

2,8-4,5

Fe-ИМ-S-Sal

520

-

2,0-4,0

Cu-ИМ-Арс.III

660

580

80

2,0-3,5

Fe-ИМ-Арс.III

660

580

80

2,5-3,5

Cr-ИМ-Арс.III

665

580

80

2,5-4,0

Ni-ИМ-Арс.III

665

580

85

2,5-4,0

Cu-ИМ-Арс.I

580

520

60

2,0-3,5

Fe-ИМ-Арс.I

590

525

65

2,0-3,5

Co-ИМ-Арс.I

580

520

60

2,6-4,2

Ni-ИМ-Арс.I

580

535

65

2,8-4,5

Комплекс ҳосил бўлиш шароитларини оптималлаш. ИМОРни ОЗМ ионлари

билан комплекс ҳосил бўлиш оптимал шароитлари топилди. Арсеназо гуруҳи ва
трифенилметан қатори регантлари, ҳамда каефдрада синтез қилинган реагентлар
билан металл: темир, қўрғошин, мис, алюминий, симоб, кадмий, хром (III), кобальт,
никель ионларини комплексини ҳосил бўлишга таъсир этувчи омиллар ўрганилди
(4 жадвал).

4-5 Расмда металл ионларини ИМОРлар билан комплексларини нур

қайтариш спектрининг аналитик сигнали катталигини ўрганилаётган эритманинг
кислоталилигига боғлиқлиги кўрсатилган. Эритмада ва қаттиқ ташувчиларда
комплекс ҳосил бўлишнинг аналитик ва метрологик тавсифлари солиштирилди. (5-6
жадвал)

17

Олинган тажриба натижаларига кўра, комплекс ҳосил бўлиш реакциялари

етарлича контрастликка (Δλ) эга. ИМОР иштирокида борган усулларнинг
метрологик параметрлари ва аналитик характеристикалари, оддий фотометрик
вариантда борадиган усулларга қараганда яхши эканлиги аниқланди.

5-6 жадваллардан кўриниб турибдики, мухитнинг оптимал рНи кислоталик

томонга 1-3 бирликка силжиган, бу металларни аниқлашда танлаб таъсир
этувчанликни ортишига олиб келади.

Иммобилланган органик реагентларнинг танлаб таъсир этувчанлигини ортиши,

қаттиқ фазада комплекс ҳосил бўлган вақтда, конфигурация ва турли ионлар билан
ҳосил бўлган комплексларнинг барқарорлигига қўйиладиган талаб юқорилиги
билан тушунтирилади.

0,4

500

580

660

A



0,1

0,2

0,3

1

2

а

0,4

500

580

660

A



0,2

0,6

1

2

б

Расм. 4. арсеназо I (а) и арсеназо III (б) иммобиллашдан олдин(1) ва кейинги(2) нур

ютилиш спектрлари (Среагент=1,0·10

-4

М, t=10мин., рН=3,5-4,0).

0,4

450

500

550

A



0,1

0,2

0,3

1

2

600

650

3

4

Расм. 5. Хромазурол – S

иммобиллашдан

олдин(1) ва кейинги(2) нур ютилиш
спектрлари,

алюминий билан комплекси

(3) – рН=5,8; (4)- рН=2,8.

Динамик шароитларда ион металларни турли ҳажм ва табиатли эритмалардан

аниқлаш мумкинлиги тажриба орқали топилди (жадв. 7-8).
Жадвладан кўриниб турибдики, металл ионларини турли ҳажмлардан аниқлаганда
олинган аналитик сигналлар етарли даражада ишончли ва аниқ. Олинган натижалар
асосида хулоса қилиш мумкинки, металлари турли ҳажмлардан концентрлаш
мумкин ва унинг концентрлаш коэффициенти 90%дан катта бўлади.

18

Жадвал 7

Иммобилланган органик реагентлар билан металларни турли хажмлардан аниқлаш

(С

Ме

=10,0 мкг)

V

1,

см

3

ИМХЗ - Fe

ИМКО- Hg

F(∆R)

Топилган,
мкг

Концен.

коэф.

F(∆R)

Топилган,
мкг

Концен.

коэф.

25

5,704

10,05

100,5

15,120

9,98

99,8

50

5,700

10,25

102,5

15,125

9,95

99,5

100

5,794

10,02

100,2

15,405

9,97

99,7

200

5,794

10,22

102,2

15,405

9,97

99,7

250

5,886

9,95

99,5

15,681

9,75

97,5

500

6,187

9,55

95,5

18,321

9,25

92,5

Жадвал 8

ИМ-Арс.III ёрдамида металларни хар хил хажмдан аниқлаш (С

Ме

=3,0 мкг)

V

1,

см

3

Темирни

Кобальт

Никел

F(∆R)

Найде-
но,
мкг

Коэф.

концен

F(∆R)

Най-
дено,
мкг

Коэф.

концен

F(∆R)

Най-
дено,
мкг

Коэф.

концен

50

1,078

3,02

100,6

3,44

3,01

100,3

3,52

2,99

99,67

100

1,032

2,94

98,67

3,52

2,99

99,67

3,95

2,98

99,33

200

1,054

2,96

98,8

3,40

3,00

100,0

4,05

2,96

98,67

250

1,078

2,98

99,33

3,40

3,00

100,0

4,05

2,94

98,00

500

1,040

2,96

98,8

3,50

2,99

99,67

4,05

2,94

98,00

1000

1,055

2,90

96,6

3,60

2,96

98,67

3,69

2,90

96,67

ОЗМларни ИМОР билан аниқлашда оддий фотометрик усулга қараганда

ҳосил бўлаётган комплексларнинг барқарорлиги ошгани кузатилди, аниқланаётган
концентрацияларнинг қийматларининг интервали бир тартибга камайганлиги
кузатилди (9 жадв).

Олинган натижалар асосида ОЗМларни статик ва динамик шароитларда

миқдорини аниқлаш усуллари ишлаб чиқилди.
Гуревич-Кубелка-Мунк функцияси F(R)ва металл концентрациялари орасидаги
пропорционал боғлиқлик интерваллари аниқланди. Бунда Гуревич-Кубелка-Мунк
функцияси F(R)=(1-R)

2

/2R тенглама ёрдамида ҳисоблаб топилди.

Металларни миқдорий аниқлаш бўйича олинган натижаларни қайта ишлаш

шуни кўрсатдики, олиб борилган ўлчашлар ва таклиф қилинган усуллар, статик
шароитда олинган натижаларга қараганда динамик шароитларда олинганлари катта
сезгирликка ва қайта такрорланувчанликка эга.

19

Жадвал5

Эритмада ва ташувчида мис ва темирни аналитик тавсифларини солиштирма хоссалари

Реагент

Ме

Ме:реагент

λ

мах

,

нм

Ε

рН

мах

эритма

ташувчи

реагент

комплекс

эритма

ташувчи

эритма

ташувчи

эритма

ташувчи

эритма

ташувчи

Алюминон

Сu

1:1

1:1

430

430

535

535

12400

12400

3,8

3,8

Хромазурол

Fe

1:2

1:1

430

430

545

545

59300

59300

5,8

5,8

Ксиленол оранж Fe

1:1

(рН<3)

1:2

(рН>4,5)

435

435

555

580-

555

580-

21100

21100

3,3-3,5

3,3-3,5

Метилтимол

кўки

Cu

1:1

1:1

435

435

590

590

19000

19000

3,5

3,5

Жадвал6

Эритмада ва ташувчида симоб, қурғошин ва хромни аналитик тавсифларини солиштирма хоссалари

Реагент

Ме:реагент

λ

мах

,

нм

Ε

рН

мах

Эритма

ташувчи

реагент

комплекс

эритма

ташувчи

эритма

ташувчи

эритма

ташувчи

эритма

ташувчи

Pb-ИМАрс.III

1:1

1:1

430

430

535

535

12400

12400

4-5

3-5

Pb- ИМКО-
-ВИОН-АН-1

1:2

1:1

430

430

540-580

580

59300

59300

4,5-5,5

4-5

Pb- ИМКО-СМА1 1:1

1:1

430

440

540-580

590

54300

54200

4-5

3-5

Hg-ИМААН-S
-CMA-1

1:2

1:2

460

460

620

650-680

49100

51100

3,3-3,5

3,3-3,5

Hg-ПАДЭАФ
CMA-1

1:1

1:1

520

520

640

630

19000

19000

4-5

3-4

Hg-ИМПААФ-
-CMA-1

1:1

1:1

540

540

620

620

6800

6890

3-4

3-4

Cr- ИМ-Арс.III

1:1

1:1

540

540

640

650

64000

62000

4-6

3-6

Cr-ИММТС

1:1

1:1

540

590

660

670

43820

40000

3-5

3-4

20

Жадвал 9

Ишлаб чиқилган усулёрдамида ИМОР билан баъзи металларни метрологик

тавсифлари

Реагент

Металл

Металл концентрациясини

аниқлаш интервали, мкг/мл

Концентрлаш

коэффициенти

Концентрацияни

аниқлашни қуйи

чегараси, мкг/мл

Статика 10

2

Динамика 10

2

ИМ-Арс.I

Cu

3,18-59,05

1,91-59,80

100

0,016

Fe

2,24-44,80

1,12-84,00

100

0,080

ИМ-Арс.III

Fe

2,24-8,40

1,40-84,00

100

0,014

Pb

8,24-41,40

4,14-41,40

100

0,013

Co

5,06-88,40

1,18-100,13

100

0,010

Ni

9,40-88,10

1,17-99,00

100

0,011

Cu

3,18-53,30

1,64-95,25

100

0,016

Сr

3,18-59,05

1,91-59,80

100

0,018

ИМ-КО

Pb

6,21-62,10

3,11-99,36

80

0,033

Ni

3,18-59,05

1,91-59,80

100

0,026

Cu

5,04-39,69

5,04-39,69

85

0,023

Жадвал 10

Мураккаб модел аралашма таркибидан мисни ИМКО билан сорбцион-

фотометрик аниқлаш (Р=0,95; n=5)

Аралашмани таркиби, мкг

Топилган Cu,

мкг

(



x



)

S

S

r

Cu(10,0)+ Cо(10,0);

10,01±0,35

0,01

0,03

Cu(1,0)+Pb(2,0)+Zn(15,0);

0,94±0,09

0,08

0,08

Cu(2,0)+Pb(1,0)+ Fe(4,0);

1,96±0,18

0,16

0,08

Cu(2,0)+Pb(1,0)+Cr(1,0);

2,04±0,21

0,19

0,10

Cu(1,0)+Pb(1,0)+ Fe(13,0)+Cr(10,0);

1,04±0,12

0,11

0,11

Cu(5,0)+Pb(3,0)+Fe(15,0)+Mn(10,0);

4,88±0,68

0,59

0,12

Cu(3,0)+Pb(0,5)+Cd(2)+Cr(10)+Fe(30);

3,12±0,63

0,55

0,17

Cu(10,0)+Fe(5,0)+Zn(15,0)+Cо(2,0)+
+Al (10,0)+ Ni (10,0).

9,82±0,13

0,25

0,14

Реал объектларда: сув, тупроқ, озиқ-овқат махсулотларида, қотишмаларда,

ишлаб чиқариш саноати материалларида ОЗМ миқдорий аниқлаш учун қайси
бегона ионлар АСга ва металларни аниқлашга халақит беришини билиш зарур.

Бунинг учун ОЗМ билан ҳалақит қилувчи бегона ионларнинг бинар, учламчи

ва кўпкомпонентли мураккаб модел аралашмалари тайёрланди, уларнинг жоиз
концентрациялари аниқланаётган металларга халақит бермайди. (жадв.10-11),

ОЗМ экотоксикантлар ичида энг хавфлиси ҳисобланиб, юқори

персистентлиги билан ажралиб туради, хамда тупроқ ва ўсимликларда тўпланиб
туриш хусусиятига эга.

21

Жадвал 11

Мураккаб аралашмалар таркибидан металларни сорбцион-фотометрик аниқлаш

(Р=0,95, п=5)

Металл
табиати

Иммобил-

ланган

реагент

Аралашма
номери

Киритилди,
мкг

Топилди,
Мкг

S

Sr

Al

ИМ ХЗ

1

10,0

9,81±0,56

0,23

0,023

2

10,0

10,06±0,53

0,21

0,021

Al

ИМ АЛМ

1

10,0

9,82±0,40

0,24

0,025

2

10,0

10,2±0,45

0,28

0,028

Pb

ИМКО

1

4,0

3,96± 0,22

0,19

0,050

2

4,0

4,08 ±0,12

0,12

0,030

Cu

ИМКО

1

4,0

4,06± 0,17

0,29

0,073

2

4,0

4,10 ±012

0,12

0,029

Fe

ИмАрсIII

1

4,0

4,18 ±0,20

0,16

0,040

2

4,0

4,18±0,20

0,21

0,050

Мис, алюминий, қўрғошин, темир ва бошқа ионларни индивидуал

эритмаларда сорбцион-спектроскопикусул билан ўрганиш натижалари, ҳамда
бегона халақит бераётган катионларнинг таъсирини ўрганиш натижалари асосида
хулоса қилиш мумкинки, модел аралашмаларда ўрганилаётган металларни аниқлаш
мумкин ва уларни келгусида реал табиий объектларни тахлил қилишда қўллаш
мумкин.

Ишлаб чиқилган сорбцион-спектроскопик усулларни турли атроф-муҳит

объектларида оғир заҳарли металларни иммобилланган органик реагентлар
ёрдамида аниқлашнинг аналитик қўлланилиши диссертациянинг

бешинчи бобида

келтирилган.

Ичимлик сув ва сув таъминоти манбалари, рудалар ва минераллар турли

таркибга эга бўлгани, элементларнинг концентрация диапазони сув намуналарида
турлича бўлгани, n



10

-2

мг/дм

3

(Сa

2+

, Na

+

) n



10

-4

мг/дм

3

(Ag

+

, Tl

+

, Be

2+

, Hg

2+

, Cr

6+

,

Pb

2+

ва бошқалар) ёки ундан паст;турли шаклларда бўлиши, таркиби ўзгарувчан

бўлганлиги сабабли, реал объектларда ОЗМ аниқлаш учун бегона ионларнинг
миқдорий нисбатларини ўзаро таъсирини билиш зарур. Бу омилларга ишлаб
чиқилган усулларнинг ишончлилиги, аниқлиги ва қайта такрорланучанлиги боғлиқ.
Сувларнинг сифат ва миқдорий храктеристикалари ичимлик сувлари ва сув
манбаларининг ГОСТ маълумотлари ёрдамида аниқланди.

Ичимлик суви таркибидан баъзи металларни аниқлаш натижалари 12-16

жадваллардакелтирилган.

22

Жадвал12

Сув намуналарида темирни сорбцион-фотометрик аниқлаш

(V=100 см

3

; Р=0,95; n=5)

Сув

намунасини

номери

Иммобил-

ланган

реагент

Киритилди,мкг Топилди,мкг

Sr·10

2

Контрол

усул билан

топилди, мкг

Водопро-

вод1

ИМАрс.I

-

3,00

1,65±0,05
4,72±0,24

1,0
1,3

1,68

2.

ИМАрс.III

-

2,76±0,39

3,0

2,40

3.

ИМАрс.III

-

2,19±0,14

2,6

2,20

3,00

5,06±0,35

2,8

4.

ИМССК

-

2,70±0,39

1,0

2,68

3,00

4,72±0,24

1,3

Чиқинди 1.

ИМАрс.I

-

2,90±0,40

2,8

2,87

2.

ИМАрс.III

-

2,87±0,35

2,8

2,90

3,00

5,24±0,17

3,2

3.

ИМССК

-

2,33±0,20

2,5

2,20

4,00

6,40±0,42

2,3

Сувни сифат ва миқдорий тавсифларини ГОСТланган ичимлик суви ва сув
манбалари натижаларидан олинди.

Жадвал 13

Темирни ИМПАР ваИМXЗсув намуналарида текшириш (n=5, P=0,95)

ИМОР

Сув

намуналари

Киритилди,

мг/л

Топилди,

мг/л

Sr

Топилди,

мг/л *

ИМПАР

Оқава

10,0

9,82

0,025

9,92

ИМПАР

Чиқинди

10,0

10,01

0,028

9,89

ИМПАР Водопроводли

10,0

10,40

0,036

10,10

ИМXЗ

Ахангаран Д.

1,00

1,02

0,08

1,1

ИМXЗ

Чирчик д.

3,20

3,27

0,15

3,25

ИМXЗ

Bодопровод

2,52

2,56

0,06

2,60

ИМXЗ

Қора-қамиш

кан.

2,00

1,9

0,18

2,12

*контрол усул -атом-абсорбцион

23

Жадвал 14

Алюминийни ИМОР билан аниқлашда ишлаб чиқилган усулни бошқа усуллар

билан таққослаш

Намуна

Номи

Топилди алюминий, мкг/л

S

r

Ишлаб чиқилган усул

билан

Атом-абсорбцион

усул билан

Чиқинди сувлар

Чирчик

1,11



0,12

1,16

0,01

Олмалиқ

2,35



0,10

2,50

0,04

Зарафшон

2,66



0,17

2,30

0,06

Озиқ-овқат махсулотлари

Сут

10,24



0,12

10,2

0,10

Картошка

10,1



0,16

9,9

0,09

Жадвал 15

Иммобилланган реагентлар ёрдамида сув намуналаридан мис ионларини

аниқлаш (100 см

3

; Р=0,95; n=5)

Сув

намунасини

номери

Реагент

Киритилди,

мкг

Топилди,

мкг

Sr

Контрол усул

билан

топилди, мкг

1

2

3

4

5

6

Ичимлик 1

ИМАрс.III

-

0,95±0,01

0,090

1,00

2,00

3,12±0,21

0,14

2

ИМАрс.III

-

1,64±0,12

0,13

1,68

4,00

5,71±0,20

0,11

3

ИМКО

-

2,78±0,04

0,01

2,82

4

ИМКО

-

0,148±0,08

0,9

0,15

Чиқинди 1

ИМАрс.I

-

2,71



0,01

0,07

2,6

2

ИМАрс.III

2,00

4,84



0,16

0,11

3

ИМАрс.III

-

2,90



0,09

0,06

2,9

3,00

5,90



0,06

0,04

4

ИММТС

-

2,74



0,02

0,08

2, 70

2,00

4,84



0,16

0,11

3,00

5,92



0,07

0,05

4,00

6,90



0,09

0,06

5

ИМКО

-

3,97



0,07

0,05

3,9

Оқава 1

ИМАрс.1

-

1,11



0,12

0,01

1,16

2

ИМКО

-

2,35



0,10

0,04

2,50

3

ИМАрс.III

-

2,66



0,17

0,06

2,30

24

Жадвал16

ИммобилланганAAHS-2,6 ва ПАДЭАФ билан симоб(II)ни чиқинди сув

таркибидан аниқлаш

Объект

Топилди симоб, мкг/л

n

S

Sr

Ишлаб чиқилган
усул билан

Контрол

усул*

Салар

5,71±0,03

5,5

5

0,03

0,005

Анхор

10,84±0,03

10,8

4

0,02

0,002

Чирчик

5,92±0,09

6,0

4

0,06

0,010

Чиқинди сув

21,0±0,04

22,2

5

0,04

0,011

*-атом-абсорбцион усул.

Жадваллардан кўриниб турибди, фотометрик усулда олинган натижалар,

ИМОР иштирокида нур қайтирш спектроскопия усулида топилган натижаларга
қараганда аниқлиги паст.

Жадвал 17

Ишлаб чиқилган усул билан металларни сув намуналаридан аниқлаш ва стандарт

паспортли натижалар билан солиштириш

Сув намунаси

Метал

иони

Реагент

Топилди,

мг/дм

3

(х+∆х)

Sr

Паспорти бўйича

металлни

миқдори, мг/дм

3

ОСО 178-89

Cu

ИМАрс.I 0,196±0,01

0,012

0,20

СО-19

Cu

ИМАрс.III

0,105±0,01

0,027

0,11

СО-19

Pb

ИМАрс.III

0,080±0,01

0,064

0,09

СО-19

Cu

ИМАрс.III

1,190±0,02

0,014

1,22

СО-19

Pb

ИМКО

0,288±0,02

0,023

0,30

ГСО 6514-92

Fe

ИМАрс.III

0,285±0,02

0,009

0,29

ГСО 6517-92

Cu

ИМКО

0,098±0,02

0,066

0,11

ГСО 6517-92

Pb

ИМАрс.III

0,075±0,02

0,068

0,08

ГСО 6518-92

Co

ИМАрс.III

0,11±0,01

0,010

0,13

ГСО 6518-92

Ni

ИМАрс.III

0,100±0,01

0,027

0,11

ГСО 6519-92

Cu

ИМКО

1,206±0,03

0,011

1,23

ГСО 6519-92

Pb

ИМАрс.III

0,282±0,02

0,035

0,30

ГСО 7200-92

Cu

ИМАрс.III

0,168±0,04

0,067

0,19

ГСО 7148-95

Fe

ИМАрс.III

0,97±0,01

0,006

0,98

ГСО 7148-95

Al

ИММТС

0,48±0,02

0,023

0,50

Ишлаб чиқилган усул ёрдамида олинган натижаларни аниқлиги ва қайта
такрорланувчанлиги, табиий сувлар намуналарида қўшимчалар қўшиш усули
билан, хамда ГОСТланган стандарт сувларни ва бронзаларни намуналарини
ўрганиб тасдиқланди. Олинган натижалар 17 ва 18 жадвалларда келтирилган.
Табиий

сувларнинг

стандарт

намуналари

(“қуруқ

сув”)Козоғистон

республикасининг

геология

ва

атрофни

муҳофаза

қилиш

қўмитаси

25

«Экогидрохимгео» марказий лабораториясида ишлаб чиқилган ва улар ишлаб
чиқилган усулларга қўлланилди. Бу – табиий, ичимлик ва минерал сувларнинг
асосий типларини ион таркибини моделлаштирувчи оригинал қуруқ намуналарини
етказиб

берадиган

ягона

таъминотчидир.

Қуруқ

намуналар

таркибида

макромиқдорда: натрий, калий, кальцийва магний, гидрокарбонатлар, хлоридлар,
сульфатлар, нитратлар, хамда микромиқдорда: Cu, Mo, Re, U, Pb, Mn, Se, Zn, Co, Cr,
Ni, Cd, Fe ва Al бор.

Олинган натижалардан кўриниб турибдики, тахлил қилинаётган

намуналарнинг натижалари ўрганилган сувлар намуналарининг паспорт
натижалари билан бир хил.

ОЗМ ИМОР ёрдамида аниқлашнинг ишлаб чиқилган усуллари юқори танлаб

таъсир этувчанлиги ва қайта такрорланувчанлиги билан ажралиб туради, сув ва
саноат материалларини тахлил қилиш учун таклиф қилинаётган усулларни
метрологик асосланганлигидан далолат беради.

Жадвал18

Бронзаларни стандарт намуналари таркибидан темир ва қўрғошинни аниқлаш

(Р=0,95)

Стандарт
намуна

Аниқланаётган
металл иони

Топилди
Ме, %

n

Sr

Контрол
усулда
топилган, %

А 371-2

Fe

0,400

5

0,031

0,390

0,392

5

0,030

0,420

0,395

5

0,032

0,400

М 116-5

Pb

0,0170

8

0,023

0,0180

0,018

8

0,021

0,0178

0,018

8

0,023

0,0182

М 88-1

Pb

0,0138

8

0,022

0,0140

0,0139

8

0,020

0,0165

0,0140

8

0,021

0.0142

М169-1

Fe

0,0128

6

0,058

0,0130

0,0132

6

0,050

0,0120

№197-1

Fe

0,0118

6

0,039

0,0120

№ 149

Zn

4,41

3

0,048

4,46

ЛС-95

Zn

38,52

3

0,012

38,50

ОЗМ аниқлашнинг ишлаб чиқилган сорбцион-спектроскопик усулларини

рақобатбардошлигини аниқлаш учун баъзи бир метрологик тавсифлари ва аналитик
параметрлари, шу кунгача қўлланиладиган аналитик усуллар ёрдамида топилган
натижалар билан солиштирилди. Ишлаб чиқилган сорбцион-спектроскопик
усуллар

кўпгина

эксплуатацион,

аналитик

параметрларга

ва

бошқа

характеристикаларга кўра бир қатор афзалликларга эга эканлиги аниқланди.

26

ХУЛОСА

1.

Атроф-муҳит объектларида оғир заҳарли металл ионларини аниқлашда
қўлланилган толали сорбентнинг гранула ва кукун холатдагига нисбатан
афзаллиги кўрсатилган.

2.

Метрологик параметрларни, қўллланилиш ва аналитик кўрсаткичларни яхшилаш
мақсадида толали материалларга иммобилланрган турли хил табиатли органик
реагентларни қўллаш орқали атроф-муҳит объектларида оғир заҳарли
металларни сорбцион-спектроскопик аниқлашга асосланган аналитик кимёда
янги йўналиш ривожлантирилган.

3.

Арсеназо гуруҳли ва трифенилметанли иммобилланган ҳамда ЎзМУ органик
кимё кафедрасида синтез қилинган, “Нитрон” толасига сорбцияланган
реагентларнинг физик-кимёвий ва аналитик хоссалари системали ўрганилган.
Янги реагетларни хусусий аналитик хоссаларини сақлаган холда полимер
ташувчиларга иммобиллашнинг муқобил шароити топилган.

4. Иммобилланган реагентлар ўрганилган гуруҳли толали сорбентлар ва уларнинг

оғир заҳарли металл ионлари билан комплекслари ИҚ-спектроскопия усулида
ўрганилган. Оғир заҳарли металл ионлари билан иммобилланган реагентлар
комплекс ҳосил қилишида ҳам эритма ҳолатдаги функционал аналитик груҳлар
иштирок этиши исботланган.

5. Арсеназо гуруҳли ва трифенилметан қатори реагентлари, ҳамда кафедрада синтез

қилинган, полиакрилонитрил ва полипропилен матрицали толаларнинг оғир,
заҳарли металл ионлари билан таъсирлашувини ўрганиш натижалари асосида
реагентларнинг иммобилланиши ион алмашиниш ҳисобига ҳамда ташувчи ва
реагент орасида молекулалар аро кучли водород боғи ҳисобига ҳосил бўлиши
кўрсатилган.

6. МNDО, РМЗ ва АМ1 квант-кимёвий ҳисоблаш усуларини қўллаш орқали айрим

керакли аналитик катталикларга (сезгирлик, танлаб таъсир этиш, реакция
контрастлиги ва ўтказиш шароити) эга турли реагентлар тузилишини олдиндан
айтиш имконияти кўрсатилган. Комплексларнинг спектрал хоссаларини металл
атомининг реагент функционал гуруҳи билан координация ҳосил қилиш усулига
боғлиқлиги, реагентларни модификациялаш йўлларини аниқлаш, аналитик фаол
гуруҳларни ўзгартириш орқали спектрларнинг ўзгариш ҳолати квант-кимёвий
баҳоланган. Танлаб таъсир этиши ёки реакция контрастлиги жиҳатдан янги
гуруҳли нитрозонафтол ҳосилаларининг аналитик-органик реагент сифатида
аналогларига нисбатан афзаллиги ва нисбатан қулайлиги кўрсатилган.
Ўтказилган тадқиқот натижаларига асосланиб нитрозонафтол асосидаги янги
органик реагентларнинг мақсадли йўналтирилган синтези амалга оширилган.
Рангли реакцияларнинг юқори контрастлик ва танлаб таъсир этиш жиҳатдан
фарқ қилиши, ҳосил бўлган комплекс бирикмалар хоссаларининг жараённи олиб
бориш шароитига кам боғлиқлиги ҳамда юқори қайтарувчанликка эгалиги
олинган реагентларни полиакрилонитрил турдаги, турли анион алмашгич
гуруҳлар билан модификациялланган толали сорбентларга иммобиллаш
имконини бериши аниқланган.

27

7. Иммобиллашни муқобил шароитини, сорбцияни, металл ионларини боғлаб олиш

даражаси, тақсимланиш коэффициенти, толали сорбентларнинг сорбциялаш
ҳажми, кадмий симоб, мис ва темир ионларига нисбатан йўлдош элементлар
иштирокида аналитик жиҳатдан танлаб таъсир этиш натижаларини солиштириш
асосида кам ҳажмдаги минерал кислоталарни миқдорий десорбциялаш
имконияти ва синтез учун бошланғич моддаларнинг топилиши осонлиги синтез
қилинган рагентлар ва толали сорбентларнинг келгусида амалий қўлланилиши
кўрсатилган. Иммобилланган реагентлар металл ионларини 20-30 минут
давомида 20-25

0

С ва рН нинг 3-7 (R= 90-99 %) диапозонида миқдорий боғлаб

олади. Аналитик реакцияларнинг химизмини ўрганиш ва оғир, заҳарли металл
ионлари билан таъсирлашувчи функционал – аналитик гуруҳларни аниқлаш,
уларнинг тузилиши ва ўринбосар табиатини реагентларни ва уларнинг
комплексларини аналитик хоссасига таъсирини ўрганиш ташувчи сиртида ва
эритмада бир хил функционал – аналитик гуруҳлар ҳисобига боради.
Келтирилган фикрлар ИҚ-спектроскопия натижаларига мос келади

8. Назарий тадқиқотлар натижасида янги органик реагентлар: 6-метил-(пиридил-2-

азо-м-аминофенол),

1-(5-метил-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенол,

1-(4-

антипиридилазо)-2-нафтол сульфокислота, 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин-6-
сульфит натрий, 3-гидрокси-4-нитрозо-2-нафтой кислота, 2-гидрокси-4-нитрозо
нафтальдегид асосида оғир заҳарли металларни юқори танлаб таъсир этувчан
сорбцион-фотометрик усули яратилди ва амалиётга киритилиш имконияти
кўрсатилди. 6-метил-(пиридил-2-азо-м-аминофенол

ёрдамида

темир

ва

кобальтни, 1-(5-метил-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенолда алюминий ва
симобни,

1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин-6-сульфит

натрийда

симоб,

қўрғошин ва темирни, 3-гидрокси-4-нитрозо-2-нафтой кислота ва 2-гидрокси-3-
нитрозо нафтальдегид ёрдамида эса темир, кобальт ва мисни сорбцион-
фотометрик аниқлаш усули ишлаб чиқилди.

9. Табиий объектлар ва оқава сув намуналарида оғир заҳарли металларни қаттиқ

фазали – спектроскопик аниқлашнинг комплекс усули, ҳамда микромиқдордаги
кобальт, мис, никел, темир ва симобни ичимлик ва табиий сувларда
иммобилланган органик реагентлар ёрдамида аниқлашнинг янги эффектив
сорбцион-спектроскопик усули ишлаб чиқилди. Ушбу усул келтирилган
элементларни ичимлик ва табиий сувларда n



10

-6

–n



10

-3

% миқдоргача аниқлаш

имконини беради, аниқлашнинг қуйи чегарасини камайтиради ҳамда йўлдош
компонентлар таъсирини йўқотади. Усулнинг тўғрилиги ва реал объектларда
“киритилди -топилди” услуби ёрдамида, ГОСТ стандарт намуналари
натижаларини ва атом-абсорбцион усул натижаларини солиштиришг асосида
тасдиқланди.

10. Тавсия этилган усул реал объектларда синаб кўрилди ва НИГМИ, Марказий

аналитик лаборатория, OTМК янги технология лабораториясида, ЎзР геология ва
минерал ресурслар Давлат Қумитаси марказий аналитик лабораториясида,
самарқанд вилояти табиатни мухофаза қилиш қумитаси, Тошкент вилояти ва
Бекобод шаҳри СЭСларида, Ядро физикаси институти радиопрепарат бўлимида
ва бошқаларда амалиётга тадбиқ этилди.

28

ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ

ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

НАУЧНЫЙ СОВЕТ 16.07.2013.К.01.02

при НАЦИОНАЛЬНОМ

УНИВЕРСИТЕТЕ УЗБЕКИСТАНА ИМ. МИРЗО УЛУГБЕКА

ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА НАУК

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЗБЕКИСТАНА

ИМЕНИ МИРЗО УЛУГБЕКА

СМАНОВА ЗУЛАЙХО АСАНАЛИЕВНА

ТЕОРИЯ ДЕЙСТВИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ

РЕАГЕНТОВ И ИХ АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИ

ОПРЕДЕЛЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ ТОКСИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

02.00.02 - Аналитическая химия

(химические науки)

АВТОРЕФЕРАТ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

Ташкент – 2014

29

Тема докторской диссертации зарегистрирована в Высшей аттестационной комиссии

при Кабинете Министров Республики Узбекистан за номером

Докторская диссертация выполнена на кафедре общей, неорганической и аналитической

химии химического факультета Национального университета Узбекистана им.Мирзо Улугбека.

Полный текст докторской диссертации размещен на веб-странице Научного совета по

присуждению учёной степени доктора наук 16.07.2013.К.01.02

при Национальном университете

Узбекистана по адресу:www.nuuz.uz.

Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский) размещен на веб-

странице по адресу www.nuuz.uz и информационно-образовательном портале «ZIYONET» по
адресу www.ziyonet.uz

Официальные

Абдурахманов Эргашбой

оппоненты:

доктор химических наук, профессор

Шабилалов Азатжон Ахматович

доктор химических наук, профессор

Бабаев Бахром Нуруллаевич

доктор химических наук, профессор

Ведущая

организация:

Институт общей и неорганической химии
АН РУз

Защита диссертации состоится "

2

"

2014 г. в

14

00

часов

на

заседании

Ученого совета 16.07.2013.К.01.02 при Национальном университете Узбекистана им. Мирзо
Улугбека. (Адрес: 100174, Ташкент, ВУЗгородок, НУУз, химический факультет. Тел.: (99871) 246-
02-24; факс: (99871) 246-53-21; e-mail:

polyphenol-10@yandex.ru

)

Докторская

диссертация

зарегистирована

в

Информационно-ресурсном

центре

Национального университета Узбекистана за номером №02, с которой можно ознакомиться в
ИРЦ. (100174, Ташкент, ВУЗгородок, Фундаментальная библиотека НУУз. Тел.:(99871) 246-02-24)

Автореферат диссертации разослан «___» ________ 2014 года.

(протокол рассылки №_______от _________2014 года).

Х.И.Акбаров

Председатель научного совета по присуждению учёной

степени доктора наук д.х.н., профессор

А.Х.Хаитбаев

Ученый секретарь научного совета по присуждению учёной

степени доктора наук к.х.н., доцент

А.М.Геворгян

Председатель научного семинара при Научном совете по

присуждению учёной степени доктора наук

д.х.н., профессор

30

АННОТАЦИЯ

ДОКТОРСКОЙ

ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность и востребованность темы диссертации.

Развитие науки и

интенсификация всех отраслей народного хозяйства, а также внедрение новых
техногенных процессов производства приводит к антропогенному воздействию
производственной деятельности человека на окружающую среду и экологическое
равновесие. По данным региональной оценки Европейского Союза, самые высокие
концентрации стойких токсичных веществ: свинца, кадмия и ртути в окружающей
среде наблюдались на Украине (Pb-3102, Cd-54, Hg-36 тонн/год). Выпадения
тяжелых металлов, выброшенных в окружающую среду для России составил Pb-
80%, Cd-66%, Hg-37%, по другим странам Pb-10%, Cd-21%, Hg-58%. Краткий
анализ ситуации с этими тремя важными металлами показывает насколько велики
антропогенные выбросы тяжёлых металлов. Больше всего тяжёлых токсичных
металлов (ТТМ), попавших с выбросами в атмосферу, выпадает на почву и в воды
страны-источника выбросов, а дальше уже эти приоритетные тяжёлые металлы
оседают в соседних странах.

Сегодня в Республике Узбекистан уровень производства cтремительно растет,

что вызывает увеличение концентрации тяжелых токсичных металлов. Особую
опасность для здоровья населения представляют неэссенциальные элементы (Hg,
Cd, Pb, As), антропогенные источники которых довольно быстро увеличиваются.

Востребованность выполнения диссертации характеризуется тем, что

повышение загрязнений объектов окружающей среды, особенно ТТМ, выдвигают
перед аналитиками и экологами задачу разработки экспрессных, чувствительных и
селективных

методик

установления

микроколичеств

этих

канцерогенов,

токсикантов и др. мутагенов.

В этом плане в охране объектов окружающей среды немаловажно определение

точных концентраций ТТМ различными физическими, химическими и физико-
химическими методами, которое принимает особую актуальность и необходимость.
Для практической реализации таких задач при химическом анализе необходимо
совершенствование существующих и разработка новых современных методов
мониторинга экотоксикантов, в особенности ТТМ. В аспекте реализации
теоретических предпосылок и практического подтверждения аналитических
определений содержания экотоксикантов также необходимо разработать гибридные
методы с иммобилизацией различных комплексообразующих реагентов на
полимерных основах и матрицах, отличающиеся высокими метрологическими
характеристиками и эксплуатационными параметрами.

Существующие актуальные проблемы могут быть решены введением в

аналитическую практику методик определения ТТМ новых специфичных
органических реагентов. Наиболее перспективный путь её решения -
целенаправленный синтез и иммобилизация органических реагентов с заданными
аналитическими характеристиками с последующим прогнозированием их свойств с
целью оптимального решения поставленных задач. Актуальным является и
разработка приёмов и подходов прогнозирования, как способа дальнейшего

31

развития сорбционно-спектроскопических методов анализа. В этой области
теоретической и прикладной аналитической химии имеются значительные
достижения, связанные с исследованиями отечественных и зарубежных
исследователей. Однако ряд вопросов проблематичного характера всё же требует
глубокого изучения и знания новых подходов и путей решения.

Известно, что теорию действия органических реагентов характеризуют как

«систему идей, позволяющую построить аналитическую систему, отыскать
оптимальный по природе реагент и среду, в которой будет протекать аналитическая
реакция». В решение задач развития теории действия органических реагентов
входят следующие этапы: «объяснение наблюдаемых процессов и явлений,
предсказание и направление работ по синтезу реагентов с заданными свойствами».
В контексте всего приведенного, разработанную методологию и предсказание
свойств иммобилизованных аналитических реагентов можно рассматривать как
определенный научный вклад в развитие теории действия иммобилизованных
органических реагентов, для их использования в аналитической химии и экологии.

Соответствие исследования приоритетным направлениям развития

науки и технологийРеспублики Узбекистан.

Диссертация выполнена в

соответствии с приоритетными направлениями развития науки и технологии: ГНТП-
12 - Новые технологии получения органических, неорганических, полимерных и
других естественных материалов»; Ф-7- «Химия, теоретические основы химической
технологии, нанотехнологии».

Международный обзор научных исследований по теме диссертации.

Исследования по разработке сорбционно-спектроскопических методов анализа

с использованием иммобилизованных органических реагентов на различных по
природе матрицах интенсивно ведутся и достигнуты определенные успехи учеными
стран России, Украины, США, Германии, Канады, Индии, Китая и др.

В международных публикациях ученых отмечается, что основное направление

развития сорбционной спектроскопии происходит в области получения
электрохимических, био-, оптических, флуоресцентных сенсоров для определения
веществ, использования грануло- и гелеобразных носителей. Кроме этого
развиваются работы по электрохимическим методам, использующих в качестве
носителей

электроды,

модифицированные

различными

селективными

органическими реагентами.

Вместе с тем, исследования, посвященные разработке новых сорбционно-

спектроскопических методов, основанных на использовании волокнистых
носителей мало. Аналитическое изучение научно-технической литературы
показало, что несомненным достоинством полимерных волокнистых материалов
является их высокая сорбционная ёмкость и удельная поверхность, удобство в
работе, большая избирательность при определении металлов.

Степень

изученности

проблемы

.

В

настоящее

время

наиболее

разработанными являются оптические, физические и др. методики определения
ТТМ,

но

твердофазно-спектроскопические

методы

с

использованием

иммобилизованных органических реагентов (ИМОР) стали бурно развиваться
сравнительно недавно.

32

Анализ данных показал, что многие работы относятся к области электро-

термохимии и флуоресцентных методов, оптическим методам определения ТТМ с
использованием иммобилизованных на волокнистых материалах органических
реагентов уделено недостаточно внимания. На сегодняшний день требования,
предъявляемые

к

метрологическим

и

аналитическим

характеристикам

разрабатываемых методов все возрастает, что делает актуальным рассматриваемую
проблему разработки новых методик определения тяжёлых и токсичных металлов с
использованием иммобилизованных органических реагентов.

Поэтому необходимость в разработке новых, более совершенных и

современных методов определения ТТМ, усовершенствования существующих
аналитических приемов и процедур, отвечающих современным требованиям,
предъявляемым химикам-аналитикам и экологам весьма актуальна и важна.

Связь диссертационного исследования с тематическим планом научно-

исследовательских работ отражена в следующих проектах:

Фундаментальный грант Комитета по координации развития науки и

технологий при КАБМИН РУз: Ф 22-7. «Синтез региоселективных органических
реагентов».

Целью

исследования

является

разработка

экспрессных,

высокоизбирательных и высокочувствительных сорбционно-cпектроскопических
методик и тест–систем для определения ТТМ с использованием ИМОР. Создание
на основе этих методов общего подхода к прогнозированию свойств и строений
специфичных аналитических групп органических реагентов, иммобилизованных на
различных типах носителей, синтез новых органических реагентов с заданными
свойствами на основе наших теоретических прогнозов и внедрение их в практику
анализа различных аналитических и экологических лабораторий.

Для достижения цели сформулированы следующие

задачи исследования

:

оптимизация условий иммобилизации органических реагентов с сохранением

их аналитическихсвойств;

установление

химизма

цветных

реакций

комплексообразования

иммобилизованных реагентов с ионами ТТМ;

выявление связи между строением органических реагентов (ОР) с

аналитическими характеристиками, прогнозирование перспективных путей их
модификации и направленный синтез новых специфичных реагентов на основе
нитрозонафтолов;

установление строения и структуры аналитических форм иммобилизованных

органических реагентов (ИМОР);

физико-химические характеристики волокнистых сорбентов и оптимизация

условий их взаимодействия с новыми ОР, обладающих специфичными
функционально-аналитическими группами (ФАГ): (6-метил-(пиридил-2-азо-м-
аминофенол,

1-(5-метил-2-пиридилазо)-5-диэтиламино-фенол,

1-(4-

антипиридилазо)-2-нафтол сульфокислота, 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин-6-
сульфокислый натрий, 3-гидрокси-4-нитрозо-2-нафтойная кислота, 2-гидрокси-3-
нитрозо нафтальдегид и др.);

33

установление влияния различных факторов и параметров на величину

аналитического сигнала;

применение разработанных методик в анализе различных по природе

модельных бинарных, тройных и более сложных смесей, стандартных образцов
природных и сточных вод, биологических объектов, промышленных материалов и
др.;

сопоставление полученных результатов с таковыми, установленными

существующими методиками определения исследованных металлов в растворах.

Объектом исследования

являются различные объекты окружающей среды,

биологические и промышленные материалы, а также стандартные образцы
природных вод, бронз, сталей и др.

Предмет исследований

– тяжелые токсичные металлы и их соединения,

являющиеся экотоксикантами и загрязнителями окружающей среды.

Методы исследований.

В качестве методов исследования были выбраны:

оптические (сорбционно-спектроскопические, метод отражательной спектроскопии
(МОС), атомно-абсорбционный); электрохимические и статистические методы
вычисления полученных данных. Использованы также элементный анализ, ИК-,
ПМР- спектроскопия и квантово-химические расчеты.

Научная новизна

диссертационного исследования заключается в следующем:

теоретически обоснована и практически реализована иммобилизация

различных по природе реагентов для прогнозирования и предсказания оптимального
строения органических соединений, основанные на квантовохимической оценке
изменения

аналитических

характеристик

в

зависимости

от

строения

функциональной и аналитико-активной групп;

исследованы химико-аналитические свойства ОР, иммобилизованных на

носителях на основе полиакрилонитрила (ПАН) и полипропилена (ПП), для
априорного предсказания структуры различных реагентов и на их основе
оптических химических сенсоров на основе ПАН- и ПП-матриц; обладающих
необходимыми аналитическими параметрами;

выявлен химизм аналитических реакций и установлены функционально-

аналитические группы (ФАГ), реагирующие с ионами ТТМ, найдено влияние их
строения и природы заместителей на аналитические свойства реагентов и их
комплексов с ионами исследованных металлов;

разработаны новые методы анализа, основанные на сорбционно-

спектроскопическом определении ТТМ с использованием иммобилизованных на
волокнистых материалах органических реагентов, с целью улучшения
метрологических параметров, эксплуатационных и аналитических характеристик.

Практические результаты

исследования заключаются в следующем:

разработаны методики твердофазно-спектрофотометрического определения

железа, меди, свинца, ртути, кобальта, алюминия и др. металлов в объектах
окружающей среды и оценены их метрологические и аналитические
характеристики. Проведена их апробация и испытание при анализе различных
объектов окружающей среды (природные, сточные и питьевые воды, почвы,
биопродукты, воздух и др.);

34

создан комплекс методик твердофазно-спектроскопического и визуально-

тестового определения ТТМ;

изготовлены чувствительные слои сенсорных датчиков на ионы ТТМ на

основе ПАН- и ПП-матриц, используемые в качестве аналитической формы для
твердофазно-спектрофотометрического

и

визуально-тестового

определения

исследованных металлов, позволяющие с высокой точностью установить их
оптические характеристики.

Достоверность полученных результатов

обосновывается тем, что проведено

математическое исследование полученных результатов на основе общепринятых
критериев, подтвержденные методами добавок, “введено-найдено” и др. на
реальных образцах объектов окружающей среды и сравнением с ГОСТированными
стандартными образцами природных вод и бронз

.

Обработка полученных

результатов проведена с использованием методов математической статистики.

Теоретическая и практическая значимость результатов исследования.

Теоретическая значимость полученных результатов исследования заключается в
том, что созданы научные основы иммобилизации органических реагентов на
волокнистых материалах и показана перспективность применения органических
реагентов с новыми ФАГ для иммобилизации, позволившей существенно повысить
избирательность определения ТТМ, в частности железа (II, III), кобальта, ртути;
научном обосновании и практической реализации введения в фенольное ядро
реагентов с электроотрицательными и электродонорными заместителями, что
позволило снизить влияние внешних факторов на результаты анализа и повысить
избирательность определения.

Практическая ценность работы заключается в разработке методик

определения различных микроколичеств ТТМ в объектах окружающей среды с
улучшенными метрологическими и аналитическими характеристиками и
применении новых органических иммобилизованных реагентов к анализу
различных объектов окружающей среды (природные, сточные и питьевые воды,
почвы, биопродукты, воздух и др.).

Внедрение результатов исследования.

На основе разработанных методик

твердофазно-спектрофотометрического определения ТТМ в объектах окружающей
среды проведено внедрение результатов диссертационного исследования в качестве
объекта интеллектуального имущества получением патента РУз.

Завершающим этапом стало последующее использование разработанных

методик определения ТТМ в анализе объектов окружающей среды г. Ташкента и др.
городов

Республики

Узбекистан.

Разработанные

сорбционно-

спектрофотометрические методики испытаны и рекомендованы к внедрению в
практику анализа лабораторий исследования поверхностных вод НИГМИ,
Центральной аналитической лаборатории и лаборатории новых технологий АГМК,
ЦАЛ Государственного комитета по геологии и минеральным ресурсам РУз,
комитета по охране природы Самаркандской области, СЭС Ташкентской области и
г. Бекабада, отдела радиопрепаратов ИЯФ и др.

Апробация работы.

Результаты проведенных исследований обсуждались на

различных Международных конференциях по аналитической химии: International

35

Ecological Cogress. Russia (1995г.);экологическом конгрессе (Воронеж, 1995г.);
Чугаевской

конференции

(Украина,

2005г.);

«Аналитика

России»

(Воронеж,2009г.),



Аналитик кимёнинг долзарб муоммалари



(Термиз, 2002

и2005гг.); «Конференция по молекулярной спектроскопии» (Самарканд, 2006г.),
«Интеграция образования науки и производства в фармации» (Ташкент, 2007г.),
TWASRegional Conference of Young Scientists on the topic “Recent Trendsin Physical



Biological Sciences”, (Bangalore, India), а также на многочисленных республиканских
конференциях (2000-2013 гг.).

Опубликованность результатов.

По теме диссертации опубликовано 50

научных трудов, в том числе 8 в международных журналах.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти

глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 210
страницах компьютерного текста, включая 89 таблиц и 87 рисунков.

36

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

обоснована актуальность и востребованность темы диссертации,

сформулированы цель и задачи, выявлены объект и предмет исследования,
определено соответствие исследования приоритетным направлениям развития науки
и технологий Республики Узбекистан, изложены научная новизна и практические
результаты исследования, обоснована достоверность полученных результатов,
раскрыты теоретическая и практическая значимость полученных результатов,
приведен список внедрений в практику результатов исследования, сведения по
опубликованным работам и структуре диссертации.

В

первой главе

диссертации приведен литературный обзор по анализу работ,

опубликованных по фотометрическим и спектрофотометрическим методам
определения тяжелых токсичных металлов, а также методики и способы
иммобилизации реагентов, их применение в сорбционно-спектроскопических и
визуально-тестовых методах, оптических химических сенсорах. Систематизированы
данные об определении ТТМ в различных объектах с использованием
иммобилизованных реагентов.

Проведенный

системный

анализ

методов

определения

веществ

иследованными органическими реагентами показывает, что большинство работ
относятся к области флуоресцентных и электрохимических методов, что обусловило
проведение исследований по сорбционно-спектроскопическому определению,
направленных на расширение возможностей иммобилизации волокнистых
полимерных материалов.

Отмечено, что работы по иммобилизации органических реагентов на

волокнистых сорбентах отражательной спектроскопией для определения ТТМ
изучены неполно, что и предопределило выбор объектов исследования.

Для снятия спектров отражения с твердой поверхности и изучения

зависимости коэффициента отражения (R), функции коэффициента отражения F(R)
от

различных

факторов

использовали

автоматический

регистрирующий

спектрофотоколориметр

“Пульсар”

и

двухлучевой

регистрирующий

спектрофотометр UV-ViS SPECORD M-40. Принцип действия первого прибора
основан на одновременном измерении коэффициента отражения или пропускания
на 24 фиксированных длинах волн в видимой области спектра (380-720 нм) за одну
вспышку импульсной лампы с последующей математической обработкой
результатов измерений с помощью встроенной микро-ЭВМ. В качестве источника
излучения спектров использовали импульсные лампы МФК-150 и ИСК-25.
Технические данные прибора UV–ViS SPECORD M-40. Оптическая система:
двойной монохроматор в УФ области с дифракционной решеткой, равной 1302
штр/мм; фильтры 31000-25000 см

-1

, цветное стекло WК 36 25000-195000см

-1

,

цветное стекло GA 48 195000-14000 см

-1

иRA67 14000-11000 см

-1

. Источником

излучения служила дейтериевая лампа Δ

2

Е, а для УФ-области спектра галогенная

лампа с напряжением 6 В и мощностью 20ВТ для видимой области спектра.

37

Сведения об используемом оборудовании и материалах, описание условий

получения иммобилизованных реагентов, представленные методики эксперимента
рассматриваются во

второй главе

.

При получении ИМОР использовали органические соединения различных

классов, а также синтезированных на кафедрах органической, общей,
неорганической и аналитической химии НУУз, содержащие различные ФАГ
(табл.1). Известно, что азокрасители, содержащие в своих молекулах
электронодонорные (ЭД) заместители, являются наиболее чувствительными. В
отличие от них азокрасители с электроноакцепторными (ЭА) заместителями
являются более избирательными аналитическими реагентами. Одновременное
введение ЭД и ЭА заместителей в молекулы красителей оказывает наибольшее
воздействие на цвет реагентов и образуемых ими комплексов и поэтому они
перспективны по чувствительности и избирательности.

В третьей главе

приведены и обсуждаются основные результаты

исследования аналитических свойств ОР группы Арсеназо, трифенилметанового
ряда, а также реагентов, синтезированных на кафедре, иммобилизованных на ПАН-
и ПП- матрицы; результаты экспериментальных исследований по выбору
оптимальных условий их иммобилизации.

Понятие “иммобилизация” при применении к органическим реагентам в

широком плане включает ограничение подвижности молекул соединений за счет их
реакций с функциональными группами полимерных материалов, а в узком смысле –
химические методы их закрепления.

Исследованы химико-аналитические свойства ОР, иммобилизованных на

носителях на основе полиакрилонитрила и полипропилена, изготовленного из
местного, доступного и дешевого сырья. Установлено, что ОР после иммобилизации
на ПАН-и ПП-волокнах, сохраняют свои химико-аналитические свойства. Условия
образования комплексов металлов на матрице адекватны образованию комплексов,
полученных в растворе, позволяющих использовать существующие аналитические
реагенты и закономерности реакций, протекающих в растворе для создания новых
оптических химических сенсоров на основе ПАН-матрицы. Некоторые
характеристики полимерных носителей приведены в таблице 2

.

В качестве твердого носителя использовали полимерные сорбенты,

выпускаемые в промышленности (ВИОН-АН, ВИОН-КН) и синтезированные на
кафедре химии полимеров химического факультета НУУз (СМА-1, СМА-2, СМА-3,
МХ-1, ПП-АН-ГМДА и др.).

38

Таблица 1

Органические реагенты, применяемые для иммобилизации

№
№
п/п

Наименование реагента

Техническое

(сокращенное)

название

Брутто формула

Структурная формула

1.

Натриевая соль
2-(1,8-диокси-3,6-
дисульфо-2-нафтилазо)
бензоларсеновой
кислоты

Арсеназо

I

(уранон,

торон,

Арс I)
С

16

Н

11

О

11

N

2

S

2

As

Na

N N

OH

HO

3

S

OH

SO

3

H

H

2

O

3

As

2.

3,6-бис-[(o-
арсенофенил)азо]-4,4-
ди- оксинафталин-2,7-
дисульфокислота

Арсеназо III(Арс
III)
С

22

Н

18

О

14

N

4

S

2

As

2

N N

OH

HO

3

S

OH

SO

3

H

N N

H

2

O

3

As

AsO

3

H

2

3.

3,3-бис-N,N-
ди(карбоксиметил)-
аминометил-о-крезол
сульфокислота

Ксиленоловый
оранжевый
(КО)С

31

Н

32

О

13

N

2

S

CH

2

N

HOOCH

2

C

HOOCH

2

C

C

SO

3

H

H

2

C N

CH

2

COOH

CH

2

COOH

O

4.

5-(3,3

,

-дикарбокси-4,4

,

-

диокси
бензогидрилиден)-2-
оксо-1,3-
циклогексадиен-1-
карбоновая

кислота,

триаммониевая соль

Хромазурол
Альберон
C

23

H

16

O

9

N

42

S

2

OH

C

H

4

NOOC

OH

COONH

4

COONH

4

O

5.

5-(α-(3-карбокси-5-
метил-4-
оксоциклогексадиен-
2,5-илиден-1)-2,6-
дихлор-3-
сульфобензил/-3-
метилсалициловая
кислота, три- натриевая
соль.

Алюминон
C

22

H

23

O

9

N

3

CH

3

C

HO

HOOC

CI

CI

SO

3

H

H

3

C

O

COOH

6

2-нитрозо-5-метокси

фенол (

R

1

)

С

7

Н

7

NО

3

OH

OCH

3

N

O

39

7.

Метилтимоловый синий Метилтимоловый

синий (МТС)
C

37

H

43

O

13

Na

2

S

SO

3

H

O

CH

2

NH

CH

2

COONa

CH

2

COOH

CH

3

CH

C

HO

H

2

C

CH

3

CH

3

NH

NaOOCH

2

C

HOOCH

2

C

H

3

C

CH

CH

3

CH

3

8.

N-метиланабазин-α-азо-
1,8-аминонафтол-4,8-
дисульфокислота

MAK
C

21

H

22

O

7

S

2

N

4

9.

6-метил-(пиридил-2-азо-
м-аминофенол

ПААФ
C

13

H

13

ON

3

H

3

C

N N

O

H

2

N

H

10. 1-(5-метил-2-

пиридилазо)-5-
диэтиламинофенол

ПАДЭАФ
C

17

H

21

ON

3

H

3

C

N N

N

HO

C

2

H

5

C

2

H

5

11. 1-(4-антипиридилазо)-2-

нафтол сульфокислота

ААН-S

C

23

H

17

O

5

N

4

Na

N

N

H

3

C

N N

О

H

3

C

SO

3

Na

HO

12. 1-(2-пиридилазо)-2-

оксинафталин-6-
сульфокислый натрий

ПАР-соль

C

15

H

9

O

7

N

3

Na

2

N

N

N

SO

3

Na

SO

3

Na

OH

13. 3 – гидрокси – 4 -

нитрозо– 2 – нафтой
кислота (

R

2

)

C

11

H

7

NO

4

14. 2 – гидрокси – 3 –

нитрозо нафтальдегид

C

11

H

7

NO

3

Волокнистые сорбенты, обладающие хорошими кинетическими и

ионообменными характеристиками, представляющие собой тонкие материалы,
устойчивые к агрессивным средам и механическим воздействиям, проявляют
лучшую способность к набуханию. Они также используются при
концентрировании компонентов с целью последующего их определения
инструментальными методами или отделения мешающих катионов и анионов.

C

OH

N

O

O H

O

C

OH

N

O

H

O

40

Таблица 2

Некоторые характеристические данные полимерных носителей

Название
волокна

Иммобилизо-

ванный реагент

Модифицирован-

ные группы

Цвет волокна Цвет волокна после

иммобилизации

СМА 1

АрсеназоI (Арс I)
Арсеназо III
(Арс III)
Алюминон
Метилтимоловый
синий

Гексаметилен-
диамин (ГМДА)

Бежевый

Розовый

Светло-фиолетовый
Розовый
Светло-фиолетовый

СМА 2

Метилтимоловый
синий (МТС)
Хромазурол (Хз)

Гидроксиламин
сернокислый (ГА)

Бежевый

Светло-фиолетовый

Розовый

ВИОН-
АН-1

Арс I
Арс III

Аминогруппы

и

амидиновые группы

Бежевый

Розовый
Светло-фиолетовый

МХ-1

Арс III

Первичная

и

третичная

NH

2

-

группы,амидино-вая
и

карбок-сильная

группы

Светло-
желтый

Розовый

СМА-3

КО

Этилендиамин

Оранжевый

Светло-коричневый

Основные преимущества синтезированных волокнистых материалов- их

высокая удельная поверхность, которая примерно

на 2 порядка выше, чем у

гранульных сорбентов и 5-6 раз, чем у полимеров пористой структуры.
Диаметр частиц сорбентов на 1-2 порядка меньше среднего размера частиц
гранульных сорбентов.

Оптимизация условий иммобилизации ОР

.

С целью установления

оптимальных условий иммобилизации в каждой системе (более 30 систем)
«ОР-носитель» иммобилизацию изучали методом построения кривых
зависимости интенсивности коэффициента отражения от времени контакта,
температуры, кислотности среды, концентрации реагента и др. факторов.

0,4

0,3

0,2



, нм.

R

0,1

650

550

450

0,5

1

2

3

4

0.1

0.2

0.3

0.4

R

460

540

620

700



, нм

0.5

1

2

3

R

420

500

580

660



, нм

0.1

0.2

0.3

1

6

2

3

4

5

Рис. 1. Спектры отражения диска
сорбента до (1) и после (2)
выдерживания в растворе КО,
(3), (4) – спектры отражения
диска ИМКО с Cu и Pb.

Рис. 2. Спектры отражения
диска волокна МХ-1-ГМДА
до

(1),

после

(2)

иммобилизации Арс III 3-
спектры отражения комплекса
с Fe(II) при рН=2,5.(С Fe =
1,0·10

-4

)

Рис. 3. Спектры отражения
диска сорбента ВИОН-АН-1 до
(1) и после (2) выдерживания в
растворе Арс III, 3, 4, 5, 6-
спектры отражения комплексов
с Cu, Ni, Co, Fe соответственно

Обобщенные данные по оптимизации условий иммобилизации приведены в
табл.3.

41

Таблица 3

Результаты оптимизации условий иммобилизации органических реагентов на

различных по природе носителях

Система

реагент-носитель

Концентрация

реагента в

растворе, М

Время

иммоби-
лизации,

мин.

рН

среды

Содержание

иммобилизо-

ванного

реагента, М

АрсI-МХ-1

1,0∙10

-4

6

5-6

4,0∙10

-5

ApcIII-МХ-1

1,0∙10

-4

6

5-6

4,2∙10

-5

ApcIII-ВИОН-АН1

1,0∙10

-4

6

5-6

4,5∙10

-5

КО-ВИОН-АН1

1,5∙10

-4

7

4-6

1,0∙10

-4

КО-СМА-1

1,0∙10

-4

7

5-7

8,0∙10

-5

Алм-ППАК-ГМДА

9,0∙10

-4

7

5-7

1,0∙10

-4

Алм-СМА 1

1,0∙10

-4

8

6-7

5,8∙10

-5

ХЗ- ППАК-ГМДА

1,0∙10

-5

7

5-6

1,0∙10

-4

ХЗ-СМА 2

1,0∙10

-4

8

6-7

7,9∙10

-5

МТС-СМА-1

1,0∙10

-3

5

5-7

1,0∙10

-4

ССК-ВИОН-АН1

1,0∙10

-3

9

5-6

1,0∙10

-4

МАК-СМА-1

1,0∙10

-4

5

5-6

1,0∙10

-4

ПААФ-СМА-2

1,0∙10

-4

5

5-6

1,0∙10

-4

ППАК-ГМДА

1,0∙10

-4

6

5-6

1,0∙10

-4

ППАК-ГМДА

1,0∙10

-4

6

5-6

1,0∙10

-4

ААНS- ВИОН-АН1

5,0∙10

-4

6

6-7

8,2∙10

-4

ААНS-2,6- СМА-1

5,0∙10

-4

5

5-6

5,0∙10

-4

КК -ВИОН-АН-1

1,0∙10

-4

5

5-6

8,6∙10

-5

БФС- СМА 2

1,0∙10

-5

6

5-6

0,6∙10

-5

ПАДЭАФ- МХ-1

1,0∙10

-4

6

6-7

8,0∙10

-5

ПААФ-МХ-1

5,0∙10

-4

5

6-7

9,4∙10

-5

СМА-1 – ПАР-соль

1,0∙10

-4

6

6-7

1,0∙10

-4

Из табл. 3 видно, что реагенты группы Арсеназо и трифенилметанового

ряда, а также реагенты синтезированные на кафедре иммобилизуются на
носитель в течение от 5 до 10 минут, максимальная концентрация реагентов на
сорбенте составляет от 1,0∙10

-5

до 1,0∙10

-3

моль, что соответствует их СОЕ и

ДОЕ.

Теория действия иммобилизованных органических реагентов. При

выборе способа получения аналитического сигнала на поверхности носителя
пользовались способом, предполагающим предварительное концентрирование
органического реагента и последующего комплексообразующего его
взаимодействия с ионами определяемого металла.

mR-Cl+L

m-

=R

m

L

+

mCl

-

иR

m

L+Me=R

m

MeL.

Иммобилизация органических реагентов на твердых носителях

происходит за счет химического взаимодействия функциональных групп

42

органических реагентов и полимеров. Причем, в зависимости от природы
используемых компонентов в синтезе иммобилизованного реагента необходим
и важен сугубо индивидуальный подход и поэтому природа и характер их
образования значительно отличаются друг от друга.

При изучении механизма иммобилизации исходили из предположения,

что закрепление реагентов на носителях происходит за счет взаимодействия
между функциональными группами ОР и сорбента. Так вероятно наличие в
молекулах Арсеназо, КО, ХЗ, МТС, ССК сульфогрупп обуславливает
возможность иммобилизации данных реагентов на носителе за счет ионного
обмена. Закрепление же алюминона может происходить за счет взаимодействия
хлор-формы сорбента и солеобразующей группы одного из бензольных колец
реагента. На иммобилизацию ОР по предполагаемой схеме указывают и данные
ИК-спектроскопии.

При иммобилизации Арс. I и Арс. III на МХ-1 и СМА-1, МАК и ПАР-

соли, а также хромазурола на ПП-АК-ГМДА очевидно, что сульфогруппы
изученных реагентов вступают в реакцию с ионизированной аминогруппой
сорбентов по схеме:

~Р-NН

3

+

Сl

-

+НО

3

S-R → ~Р-NН

3

+ -

О

3

S-R + НСl.

В случае же иммобилизацииАрс. I и Арс. III, КО и ССК на волокно

ВИОН-АН-1, в основном взаимодействует ионизированный пиридиновый
фрагмент сорбента с сульфогруппой изученных реагентов:

~Р-С

6

Н

5

N

+

Сl

-

+НО

3

S-R → ~Р-С

6

Н

5

N

+ -

О

3

S-R + НСl.

При иммобилизации АЛМ на ПП-АК-ГМДА процесс осуществляется за

счет одной из -СООNН

4

групп реагента:

~Р-NН

3

+

Сl

-

+Н

4

NООС-R → ~Р-NН

3

+ -

ООС-R + NН

4

Сl.

На протекание реакции по предполагаемым схемам указывают

обнаруженные значения смещения полос поглощений в ИК-спектрах
иммобилизованных систем, соответствующих ФАГ сорбентов и нанесенных
реагентов,

участвующих

в

этих

реакциях,

а

также

результаты

меркуриметрического титрования хлорид-ионов.

Сравнение спектров исходных и иммобилизованных реагентов показало,

что

функционально-аналитические

группы,

ответственные

за

комлексообразование в иммобилизованных и нативных реагентах аналогичны,
указывающие на сохранность их структуры также и в иммобилизованном
состоянии.

Смещение полос на сорбентах характерных для гидроксо-, амино- и

амидиновых групп (Δν колеблется от 60-200 см

-1

) позволяет сделать вывод, что

происходит cмешанный тип взаимодействия, кроме ионной связи, также
происходит образование сильных межмолекулярных водородных связей между
реагентом и носителем.

Квантово-химическими методами MNDО, АМ1 и РМ3 исследована

возможность предсказания предпочтительной координации комплексо-
образования ионов металлов с иммобилизованными органическими реагентами.

43

При этом расчетные данные адекватны результатам химического и ИК-
спектроскопического исследований.

Сопоставление ИК-спектров некоторых комплексов и органических

реагентов показало, что в спектре комплексов появляются полосы в диапазоне
650-480 см

-1

, отсутствующие в ИК-спектрах реагентов, отнесённые к

колебаниям, ответственным за валентные связи -О-Ме.

В четвертой главе

приводится результаты комплексообразования

ионов ТТМ с ИМОР в твердой фазе, найдены их оптимальные условия,
сравнены свойства выбранных ИМОР в растворе и в иммобилизованном
состоянии.

Найдены оптимальные условия комплексообразования ИМОР с ионами

ТТМ. Изучено влияние кислотности, температуры, и др. факторов на
комплексообразование

органических

реагентов

группы

Арсеназо

и

трифенилметанового ряда, а также реагентов, синтезированных на кафедре с
ионами металлов: железа, свинца, меди, алюминия, ртути, кадмия, хрома(III),
кобальта и никеля (табл.4).

Таблица 4

Оптимальные значения pH комплексообразования

Природа комплекса

λ

max

MeR, нм

λ

max

HR, нм

Δλ

Оптимальное

значениеpH среды

Pb-ИМ-АрсIII

660

580

80

3,0-4,0

Al-ИМ-хромазурол

570

520

50

4,0-5,5

Al-ИМ-алюминон

530

470

40

2,8-4,5

Fe-ИМ-S-Sal

520

-

2,0-4,0

Cu-ИМ-Арс.III

660

580

80

2,0-3,5

Fe-ИМ-Арс.III

660

580

80

2,5-3,5

Cr-ИМ-Арс.III

665

580

80

2,5-4,0

Ni-ИМ-Арс.III

665

580

85

2,5-4,0

Cu-ИМ-Арс.I

580

520

60

2,0-3,5

Fe-ИМ-Арс.I

590

525

65

2,0-3,5

Co-ИМ-Арс.I

580

520

60

2,6-4,2

Ni-ИМ-Арс.I

580

535

65

2,8-4,5

На рис.4-5показана зависимость величины аналитического сигнала

спектров отражения от кислотности анализируемого раствора для ионов
металлов с ИМОР. Сравнены аналитические и метрологические параметры
комплексообразования в растворе и на твердых носителях (табл.5-
6).Полученные

экспериментальные данные показывают, что реакции

комплексообразования отличаются достаточной контрастностью (Δλ).
Отмечено улучшение метрологических параметров и аналитических
характеристик методик с использованием ИМОР по сравнению с аналогичными
реакциями, проводимыми в обычном фотометрическом варианте. Из табл.5-6
видно, что происходит смещение оптимального рН среды на 1-3 единицы в
кислую область, что способствует увеличению избирательности определения
металлов.

44

Увеличение избирательности при использовании иммобилизованных

органических реагентов объясняется тем, что при комплексообразовании на
твердой фазе более высоки требования к конфигурации и устойчивости
полученных комплексов, образуемых различными ионами.

0,4

500

580

660

A



0,1

0,2

0,3

1

2

а

0,4

500

580

660

A



0,2

0,6

1

2

б

Рис. 4. Спектры поглощения арсеназо I (а) и арсеназо III (б) до(1) и после (2)

иммобилизации (Среагента=1,0·10

-4

М, t=10мин., рН=3,5-4,0).

0,4

450

500

550

A



0,1

0,2

0,3

1

2

600

650

3

4

Рис.

5.

Спектры

поглощения

хромазурола – S до (1) и после (2)
иммобилизации

комплексы

хромазурола – с алюминием (3) – при
рН=5,8; (4)- при рН=2,8.

Были

проведены

эксперименты

по

установлению

возможности

определения ионов металлов из различных объемов и природы растворов в
динамических условиях (табл.7-8)

Из данных табл. 7-8 видно, что при определении ионов металлов из

различных объемов полученные аналитические сигналы достаточно приемлемы
и надёжны. На основе полученных результатов, можно сделать вывод, что
возможно концентрирование и при этом его коэффициент концентрирования
составляет более 90 %.

45

Таблица 5

Сравнительная характеристика некоторых аналитических параметров комплексов железа и меди с некоторыми органическими реагентами в

растворе и на носителе

Реагент

Ме

Ме:реагент

λ

мах

,

нм

Ε

рН

мах

Раст-вор Носи-тель

реагента

комплекса

В

растворе

Носитель

раствор

носитель

раствор

носитель

раствор

носитель

Алюминон

Сu

1:1

1:1

430

430

535

535

12400

12400

3,8

3,8

Хромазурол

Fe

1:2

1:1

430

430

545

545

59300

59300

5,8

5,8

Ксиленоловый

оранжевый

Fe

1:1

(рН<3)

1:2

(рН>4,5)

435

435

555

580-

555

580-

21100

21100

3,3-3,5

3,3-3,5

МТС

Cu

1:1

1:1

435

435

590

590

19000

19000

3,5

3,5

Таблица 6

Свойства комплексов свинца, ртути и хрома с некоторыми реагентами в растворе и на носителе

Реагент

Ме:реагент

λ

мах

,

нм

ε

рН

мах

раствор

носитель

реагента

комплекса

В

растворе

носитель

раствор

носитель

раствор

носитель

раствор

носитель

Pb-ИМАрс.III

1:1

1:1

430

430

535

535

12400

12400

4-5

3-5

Pb- ИМКО-
-ВИОН-АН-1

1:2

1:1

430

430

540-580

580

59300

59300

4,5-5,5

4-5

Pb- ИМКО-СМА1

1:1

1:1

430

440

540-580

590

54300

54200

4-5

3-5

Hg-ИМААН-S
-CMA-1

1:2

1:2

460

460

620

650-680

49100

51100

3,3-3,5

3,3-3,5

Hg-ПАДЭАФ
CMA-1

1:1

1:1

520

520

640

630

19000

19000

4-5

3-4

Hg-ИМПААФ-
-CMA-1

1:1

1:1

540

540

620

620

6800

6890

3-4

3-4

Cr- ИМ-Арс.III

1:1

1:1

540

540

640

650

64000

62000

4-6

3-6

Cr-ИММТС

1:1

1:1

540

590

660

670

43820

40000

3-5

3-4

46

Таблица 7

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных

органических реагентов из различных объемов (С

Ме

=10,0 мкг)

V

1,

см

3

ИМХЗ - Fe

ИМКО- Hg

F(∆R)

Найдено,
мкг

Коэф.

концен

F(∆R)

Найдено,
мкг

Коэф.

концен

25

5,704

10,05

100,5

15,120

9,98

99,8

50

5,700

10,25

102,5

15,125

9,95

99,5

100

5,794

10,02

100,2

15,405

9,97

99,7

200

5,794

10,22

102,2

15,405

9,97

99,7

250

5,886

9,95

99,5

15,681

9,75

97,5

500

6,187

9,55

95,5

18,321

9,25

92,5

Таблице 8

Результаты определения некоторых металлов

с ИМ-Арс.III из различных объемов (С

Ме

=3,0 мкг)

V

1,

см

3

Железа

Кобальта

Никеля

F(∆R)

Найде-
но,
мкг

Коэф.

концен

F(∆R)

Най-
дено,
мкг

Коэф.

концен

F(∆R)

Най-
дено,
мкг

Коэф.

концен

50

1,078

3,02

100,6

3,44

3,01

100,3

3,52

2,99

99,67

100

1,032

2,94

98,67

3,52

2,99

99,67

3,95

2,98

99,33

200

1,054

2,96

98,8

3,40

3,00

100,0

4,05

2,96

98,67

250

1,078

2,98

99,33

3,40

3,00

100,0

4,05

2,94

98,00

500

1,040

2,96

98,8

3,50

2,99

99,67

4,05

2,94

98,00

1000

1,055

2,90

96,6

3,60

2,96

98,67

3,69

2,90

96,67

При использовании ИМОР по сравнению с обычным фотометрическим
вариантом при определении ТТМ наблюдается увеличение прочности
образуемых комплексов (сдвиг рН в более кислую область), смещение
интервала определяемых концентраций на порядок для большинства из
исследованных ИМОР (табл.9).
На

основе

полученных

результатов

предложены

методы

количественного определения ТТМ в статических и динамических условиях.
Найдены интервалы пропорциональной зависимости между значением
функции F(R) Гуревича-Кубелки-Мунка и концентрацией металлов. При
этом функцию Гуревича-Кубелки-Мунка рассчитывали по уравнению:
F(R)=(1-R)

2

/2R.

Обработка данных количественного определения металлов показывает, что
проведенные измерения и предложенные методики в динамических условиях
обладают большей чувствительностью и воспроизводимостью по сравнению
с результатами, полученными в статических условиях.

47

Таблице 9

Метрологические характеристики разработанных методик определения ряда

металлов с помощью ИМОР

Реагент

Металл

Интервал определяемых

концентраций металла,

мкг/мл

Коэффициент

концентри-

рования

Нижний предел

определяемых

концентраций,

мкг/мл

Статика 10

2

Динамика 10

2

ИМ-Арс.I

Cu

3,18-59,05

1,91-59,80

100

0,016

Fe

2,24-44,80

1,12-84,00

100

0,080

ИМ-Арс.III

Fe

2,24-8,40

1,40-84,00

100

0,014

Pb

8,24-41,40

4,14-41,40

100

0,013

Co

5,06-88,40

1,18-100,13

100

0,010

Ni

9,40-88,10

1,17-99,00

100

0,011

Cu

3,18-53,30

1,64-95,25

100

0,016

Сr

3,18-59,05

1,91-59,80

100

0,018

ИМ-КО

Pb

6,21-62,10

3,11-99,36

80

0,033

Ni

3,18-59,05

1,91-59,80

100

0,026

Cu

5,04-39,69

5,04-39,69

85

0,023

При изучении возможности многократного использования носителей

для прогнозирования применимости сорбентов проводили процесс сорбция –
десорбция. Он включал стадии: 1) регенерации; 2) иммобилизации при
оптимальных условиях для каждого реагента; 3) пропускание через ИМОР
раствора исследуемого металла. Полученные значения коэффициентов
отражения и разностей оптических плотностей до и после регенерации с
носителей для различных циклов хорошо воспроизводятся.

Установлено, что диски изготовленные из ИМ-Арс I и ИМ-Арс III

повторно после регенерации можно использовать до 12-15 раз, а ИМ-КО,
ИМ-АЛМ, ИМ-ХЗ И ИМ-ССК-и синтезированных реагентов до 10 раз.

Таблица 10

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди с

ИМКО в сложных модельных смесях (Р=0,95; n=5)

Состав анализируемой смеси,

мкг

Найдено Cu,

мкг

(



x



)

S

S

r

Cu(10,0)+ Cо(10,0);

10,01±0,35

0,01

0,03

Cu(1,0)+Pb(2,0)+Zn(15,0);

0,94±0,09

0,08

0,08

Cu(2,0)+Pb(1,0)+ Fe(4,0);

1,96±0,18

0,16

0,08

Cu(2,0)+Pb(1,0)+Cr(1,0);

2,04±0,21

0,19

0,10

Cu(1,0)+Pb(1,0)+ Fe(13,0)+Cr(10,0);

1,04±0,12

0,11

0,11

Cu(5,0)+Pb(3,0)+Fe(15,0)+Mn(10,0);

4,88±0,68

0,59

0,12

Cu(3,0)+Pb(0,5)+Cd(2,0)+Cr(10,0)+Fe(

30);

3,12±0,63

0,55

0,17

Cu(10,0)+Fe(5,0)+Zn(15,0)+Cо(2,0)+
+Al (10,0)+ Ni (10,0).

9,82±0,13

0,25

0,14

48

Для количественного определения ТТМ в реальных объектах: водах,

почвах, растениях, рудах, пищевых продуктах, промышленных материалах и
природных объектах, прежде всего, необходимо установить какие
посторонние компоненты будут оказывать мешающего влияния наАС
исследованных металлов и соответственно, точность их определения. Для
этого были составлены модельные бинарные, тройные и более сложные
смеси ТТМ с посторонними мешающими металлами (табл.10-11), предельно
допустимые концентрации которых не оказывают существенного
мешающего влияния на определяемые металлы.

Как известно, ТТМ относятся к наиболее опасным представителям

экотоксикантов и характеризуются высокой персистентностью (длительной
сохранностью в неизменном виде) и способностью хорошо накапливаться в
растениях и почве.

Таблица 11

Результаты определения различных металлов в сложных модельных смесях

(Р=0,95, п=5)

Природа
металла

Иммобилизован-

ный реагент

Номер
смеси

Введено
металла,
мкг

Найдено
металла,
мкг

S

Sr

Al

ИМ ХЗ

1

10,0

9,81±0,56

0,23

0,023

2

10,0

10,06±0,53

0,21

0,021

Al

ИМ АЛМ

1

10,0

9,82±0,40

0,24

0,025

2

10,0

10,2±0,45

0,28

0,028

Pb

ИМКО

1

4,0

3,96± 0,22

0,19

0,050

2

4,0

4,08 ±0,12

0,12

0,030

Cu

ИМКО

1

4,0

4,06± 0,17

0,29

0,073

2

4,0

4,10 ±012

0,12

0,029

Fe

ИмАрсIII

1

4,0

4,18 ±0,20

0,16

0,040

2

4,0

4,18±0,20

0,21

0,050

На основании проведённых нами исследований по сорбционно-

спектроскопическому определению меди, алюминия, свинца, железа и др.
металлов в индивидуальных растворах, а также результатов, полученных при
изучении влияния посторонних мешающих катионов, можно заключить, что
определение исследованных металлов в модельных смесях вполне возможно
с целью последующего их применения в анализе реальных природных
объектов и промышленных материалов.

Аналитическому

применению

разработанных

сорбционно-

фотометрических методик в различных природных объектах посвящена

пятая глава.

Поскольку, питьевая вода и источники водоснабжения, а также руды и

минералы характеризуются различными составами, широкими диапазонами
концентраций элементов, находящихся в различных образцах вод, n



10

-2

49

мг/дм

3

(Сa

2+

, Na

+

) n



10

-4

мг/дм

3

(Ag

+

, Tl

+

, Be

2+

, Hg

2+

, Cr

6+

, Pb

2+

и др.) и ниже;

разнообразием форм их нахождения, непостоянством их составов, то для
определения изученных металлов в реальных объектах, прежде всего,
необходимо располагать данными о количественных соотношениях и
взаимовлияниях посторонних мешающих элементов, присутствующих в них,
поскольку от этих факторов во многом зависят, надёжность, правильность и
воспроизводимость разработанных методик и полученных результатов. О
качественной и количественной характеристике вод судили исходя из данных
ГОСТов на питьевую воду и водоисточников. Некоторые результаты о
содержании компонентов в питьевой воде приведены в табл. 12-16.

Таблица12

Результаты определения железа в образцах вод (V=100 см

3

; Р=0,95; n=5)

Номера

образцов

вод

Иммоби-

лизованный

реагент

Введено

железа,мкг

Найдено

железа,мкг

Sr·10

2

Найдено

контрольным

методом, мкг

Водопро-

водная 1

ИМАрс.I

-

3,00

1,65±0,05
4,72±0,24

1,0
1,3

1,68

2.

ИМАрс.III

-

2,76±0,39

3,0

2,40

3.

ИМАрс.III

-

2,19±0,14

2,6

2,20

3,00

5,06±0,35

2,8

4.

ИМССК

-

2,70±0,39

1,0

2,68

3,00

4,72±0,24

1,3

Сточная 1.

ИМАрс.I

-

2,90±0,40

2,8

2,87

2.

ИМАрс.III

-

2,87±0,35

2,8

2,90

3,00

5,24±0,17

3,2

3.

ИМССК

-

2,33±0,20

2,5

2,20

4,00

6,40±0,42

2,3

Таблица 13

Результаты проверки методики определения железа ИМПАР и ИМXЗ на

образцах вод (n=5, P=0,95)

ИМОР

Образцы воды

Введено

железа,

мг/л

Найдено

железа,

мг/л

Sr

Найдено

железа,

мг/л *

ИМПАР

Речная

10,0

9,82

0,025

9,92

ИМПАР

Сточная

10,0

10,01

0,028

9,89

ИМПАР Водопроводная

10,0

10,40

0,036

10,10

ИМXЗ

Р.Ахангаран

1,00

1,02

0,08

1,1

ИМXЗ

Р. Чирчик

3,20

3,27

0,15

3,25

ИМXЗ

Bодопроводная

2,52

2,56

0,06

2,60

ИМXЗ

Р. Кара-камыш

2,00

1,9

0,18

2,12

*-атомно-абсорбционным методом.

50

Таблица 14

Конкурентоспособность разработанной методики определения алюминия

с помощью иммобилизованных реагентов в объектах окружающей среды

Объект

исследования

Найдено алюминия, мкг/л

S

r

Разработанным методом

Атомно-

абсорбционным

методом

Сточные воды

Чирчик

1,11



0,12

1,16

0,01

Алмалык

2,35



0,10

2,50

0,04

Зарафшан

2,66



0,17

2,30

0,06

Продукты питания

Молоко

10,24



0,12

10,2

0,10

Картофель

10,1



0,16

9,9

0,09

Таблица 15

Результаты определения меди в образцах вод (100 см

3

; Р=0,95; n=5)

Номера

образцов

вод

Реагент

Введено

меди,

мкг

Найдено

меди, мкг

Sr

Найдено меди

контрольным
методом, мкг

1

2

3

4

5

6

Водопро-

водная 1

ИМАрс.III

-

0,95±0,01

0,090

1,00

2,00

3,12±0,21

0,14

2

ИМАрс.III

-

1,64±0,12

0,13

1,68

4,00

5,71±0,20

0,11

3

ИМКО

-

2,78±0,04

0,01

2,82

4

ИМКО

-

0,148±0,08

0,9

0,15

Сточная 1

ИМАрс.I

-

2,71



0,01

0,07

2,6

2

ИМАрс.III

2,00

4,84



0,16

0,11

3

ИМАрс.III

-

2,90



0,09

0,06

2,9

3,00

5,90



0,06

0,04

4

ИММТС

-

2,74



0,02

0,08

2, 70

2,00

4,84



0,16

0,11

3,00

5,92



0,07

0,05

4,00

6,90



0,09

0,06

5

ИМКО

-

3,97



0,07

0,05

3,9

Речная 1

ИМАрс.1

-

1,11



0,12

0,01

1,16

2

ИМКО

-

2,35



0,10

0,04

2,50

3

ИМАрс.III

-

2,66



0,17

0,06

2,30

51

Таблица16

Результаты определения ртути(II) в сточных водах с помощью

иммобилизованных AAHS-2,6 и ПАДЭАФ

Объект

анализа

Найдено ртути, мкг/л

n

S

Sr

Разработанным
методом

Контрольным

методом*

Салар

5,71±0,03

5,5

5

0,03

0,005

Анхор

10,84±0,03

10,8

4

0,02

0,002

Чирчик

5,92±0,09

6,0

4

0,06

0,010

Сточные

воды

21,0±0,04

22,2

5

0,04

0,011

*-атомно-абсорбционный метод.
Как видно из таблиц, результаты полученные фотометрическим методом
уступают методу отражательной спектроскопии с использованием ИМОР.

Правильность и воспроизводимость результатов, полученных по

разработанным методикам, подтверждены методом добавок на реальных
образцах природных вод и исследованием ГОСТированных стандартных
образцов природных вод и бронз

.

Результаты определений приведены в

таблицах 17 и 18.

Таблица 17

Результаты определения различных металлов в образцах вод разработанными

методами и сравнением с паспортными данными

Образец воды

Ион

мета-

лла

Реагент

Найдено
металла,

мг/дм

3

(х+∆х)

Sr

Содержание

металла по

паспорту,

мг/дм

3

ОСО 178-89

Cu

ИМАрс.I 0,196±0,01

0,012

0,20

СО-19

Cu

ИМАрс.III

0,105±0,01

0,027

0,11

СО-19

Pb

ИМАрс.III

0,080±0,01

0,064

0,09

СО-19

Cu

ИМАрс.III

1,190±0,02

0,014

1,22

СО-19

Pb

ИМКО

0,288±0,02

0,023

0,30

ГСО 6514-92

Fe

ИМАрс.III

0,285±0,02

0,009

0,29

ГСО 6517-92

Cu

ИМКО

0,098±0,02

0,066

0,11

ГСО 6517-92

Pb

ИМАрс.III

0,075±0,02

0,068

0,08

ГСО 6518-92

Co

ИМАрс.III

0,11±0,01

0,010

0,13

ГСО 6518-92

Ni

ИМАрс.III

0,100±0,01

0,027

0,11

ГСО 6519-92

Cu

ИМКО

1,206±0,03

0,011

1,23

ГСО 6519-92

Pb

ИМАрс.III

0,282±0,02

0,035

0,30

ГСО 7200-92

Cu

ИМАрс.III

0,168±0,04

0,067

0,19

ГСО 7148-95

Fe

ИМАрс.III

0,97±0,01

0,006

0,98

ГСО 7148-95

Al

ИММТС

0,48±0,02

0,023

0,50

52

Разработанные методики определения ТТМ были применены к

анализу стандартных образцов природных вод («сухая вода»), изготовленных
в центральной лаборатории «Экогидрохимгео» комитета по геологии и
охране недр Республики Казахстан – единственного поставщика
оригинальных сухих образцов, моделирующих ионный состав основных
типов природных, питьевых и минеральных вод. Сухие образцы содержат
макроколичества

металлов:

натрия,

калия,

кальция

и

магния,

гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, а также микроколичеств
Cu, Mo, Re, U, Pb, Mn, Se, Zn, Co, Cr, Ni, Cd, Fe и Al.

Таблица 18

Результаты определения железа и свинца в стандартных образцах бронз

(Р=0,95)

Анализируемый
материал

Определяемый
металл

Найдено
Ме, %

n

Sr

Найдено Ме
контрольным
методом, %

А 371-2

Fe

0,400

5

0,031

0,390

0,392

5

0,030

0,420

0,395

5

0,032

0,400

М 116-5

Pb

0,0170

8

0,023

0,0180

0,018

8

0,021

0,0178

0,018

8

0,023

0,0182

М 88-1

Pb

0,0138

8

0,022

0,0140

0,0139

8

0,020

0,0165

0,0140

8

0,021

0.0142

М169-1

Fe

0,0128

6

0,058

0,0130

0,0132

6

0,050

0,0120

№197-1

Fe

0,0118

6

0,039

0,0120

№ 149

Zn

4,41

3

0,048

4,46

ЛС-95

Zn

38,52

3

0,012

38,50

Как видно из приведенных результатов, для всех определяемых

содержаний металлов в анализируемых пробах в достаточной степени
воспроизводятся по сравнению с данными, имеющимися в паспортах
изученных образцов вод.

Из таблицы 17-18 видно, что разработанные методики определения

ТТМ с помощью ИМОР отличаются высокой избирательностью и
воспроизводимостью с Sr не превышающим 0,058, что указывает на
метрологически обоснованную рекомендацию предлагаемых методик для
анализа вод и промышленных материалов.

В заключение для оценки конкурентоспособности разработанных

сорбционно-спектроскопических методик определения ТТМ сравнены
некоторые метрологические характеристики и аналитические параметры
предложенных методик с таковыми, обнаруженными другими независимыми
и широко применяемыми аналитическими методами. Установлено, что

53

разработанные сорбционно-спектроскопические методики по многим
эксплуатационным, аналитическим параметрам и другим характеристикам не
только не уступают известным и широко применяемым методикам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.

Показаны преимущества использования волокнистых сорбентов для
определения ионов ТТМ при анализе объектов окружающей среды по
сравнению с гранулами и порошками. Обоснована необходимость поиска
новых иммобилизованных реагентов для определения металлов из различных
объектов;

2.

Разработаны новыеметоды анализа в аналитической химии, основанные на
сорбционно-спектроскопическом определении ТТМ в различных объектах
окружающей среды с использованием иммобилизованных на волокнистых
материалах органических реагентов различной природы, с целью улучшения
метрологических

параметров,

эксплуатационных

и

аналитических

характеристик;

3.

Систематически исследованы физико-химические и аналитические свойства
иммобилизованных

реагентов

на

основе

реагентов

Арсеназо

и

трифенилметановых, а также реагентов синтезированных на кафедре
органической химии НУУз, сорбированных на волокне «нитрон» и
определены оптимальные условия иммобилизации новых реагентов на
полимерных носителях с сохранением специфичных аналитических свойств
иммобилизованных реагентов;

4.

Получены данные ИК-спектроскопии для изученных иммобилизованных
реагентов, исследуемой группы волокнистых сорбентов и их комплексов с
ионами металлов. Доказано, что в комплексообразовании ионов ТТМ с
иммобилизованными реагентами участвуют те же ФАГ, как и в нативных
растворах;

5.

Результаты исследований взаимодействия реагентов группы Арсеназо и
трифенилметанового ряда, а также реагентов синтезированных на кафедре
неорганической и аналитической химии химфака НУУз, иммобилизованных
в матрицу на основе палиакрилонитрильного (ПАН) и полипропиленового
(ПП) волокон с ионами ТТМ показало, что иммобилизация реагентов
происходит за счет ионного обмена, а также образования сильных
межмолекулярных водородных связей между носителем и реагентом;

6.

–Использование расчетных квантово-химических методов MNDO, PM3 и
AM1дало возможность априорного предсказания структуры различных
реагентов, обладающих некоторыми, необходимыми аналитическими
параметрами (чувствительность, избирательность, контрастность реакции и
условия её проведения). Исследование зависимости спектральных
характеристик

комплексов

от

способа

координирования

металла

функциональной группой реагента, квантовохимическая оценка тенденций
изменения спектров приварьировании аналитико-активных групп с
последующим определением возможных путей модификации реагентов,

54

обеспечивающий наиболее благоприятный с точки зрения избирательности
или контрастности реакций показала перспективность и преимущества новой
группы

аналитических

органических

реагентов

производных

нитрозонафтолов по сравнению с их аналогами на основе нитрозонафтолов.
На основе проведенных исследований осуществлен целенаправленный
синтез новых органических реагентов на основе анабазиновых и
пиридиновых реагентов, а также нитрозонафтолов, цветные реакции которых
отличаются повышенными контрастностью и избирательностью, малой
зависимостью свойств образующихся комплексных соединений от условий
проведения процесса и в связи с этим высокой воспроизводимостью, что
позволило провести иммобилизацию полученных реагентов на волокнистых
сорбентах полиакрилонитрильного типа, модифицированных различными
анионообменными группами.

7.

На основании сопоставления оптимальных условий иммобилизации,
сорбции,

степени

извлечения

ионов

металлов,

коэффициентов

распределения, сорбционной ёмкости волокнистых сорбентов, данных по
избирательности аналитического действия по отношению к ионам кадмия,
ртути, меди и железа, в присутствии сопутствующих элементов,
возможности количественной десорбции малыми объемами минеральных
кислот

и

доступности

исходных

продуктов

синтеза

показана

перспективность практического применения синтезированных реагентов и
волокнистых сорбентов. Иммобилизованные реагенты количественно
извлекают ионы металлов в течение 20-30 мин. при температуре 20-25

⁰

С в

диапазоне рН от 3-7 (R=90-99%);

Исследование химизма аналитических реакций и установление

функционально-аналитических групп (ФАГ), реагирующих с ионами ТТМ,
влияние их строения и природы заместителей на аналитические свойства
реагентов и их комплексов с ионами исследованных металлов показало, что
комплексообразование на носителе и в растворе происходит за счет одних и
тех же функционально-аналитических групп, на что указывают данные ИК-
спектроскопии;

8.

Результаты теоретических исследований позволили ввести в аналитическую
практику

новые

органические

реагенты

6-метил-(пиридил-2-азо-м-

аминофенол,

1-(5-метил-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенол,

1-(4-

антипиридилазо)-2-нафтол

сульфокислота,

1-(2-пиридилазо)-2-

оксинафталин-6-сульфокислый натрий, 3- гидрокси-4-нитрозо-2-нафтой
кислота, 2-гидрокси-3-нитрозо нафтальдегид, которые легли в основу
комплекса высокоизбирательный сорбционно-фотометрических методик
определения тяжелых токсичных металлов.

С

помощью

реагентов

6-метил-(пиридил-2-азо-м-аминофенола

разработаны сорбционно-фотометрические методики определения железа и
кобальта, 1-(5-метил-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенола - сорбционно-
фотометрические методики определения алюминия и ртути, 1-(2-
пиридилазо)-2-оксинафталин-6-сульфокислого натрия- методики опреде-

55

ления ртути, свинца, железа, 3–гидрокси–4-нитрозо–2– нафтойной кислоты и
2–гидрокси–3–нитрозо нафтальдегида- железа, кобальта и меди.

9.

Разработан

комплекс

методик

твердофазно-спектроскопического

определения ТТМ в природных объектах и образцах сточных вод, а также
новый эффективный метод сорбционно-спектроскопического определения
микроколичеств кобальта, меди, никеля, железа и ртути в питьевой и
природной водах с использованием иммобилизованных органических
реагентов. Данный метод позволяет определять указанные элементы в
питьевой и природной водах на уровне n∙10

-6

- n∙10

-3

%, снижая предел

обнаружения металлов и устраняя влияние сопутствующих компонентов.
Правильность методик подтверждены методом «введено-найдено» при
анализе

реальных

объектов,

сопоставлением

со

стандартными

ГОСТированными образцами и сравнением с данными, полученными
атомно-абсорбционным методом;

10.

Предлагаемые методики апробированы на реальных объектах и внедрены в
практику лабораторий исследования поверхностных вод НИГМИ,
Центральной аналитической лаборатории и лаборатории новых технологий
АГМК, ЦАЛ Государственного комитета по геологии и минеральным
ресурсам РУз, комитета по охране природы Самаркандской области, СЭС
Ташкентской области и г. Бекабада, отдела радиопрепаратов ИЯФ и др.

56

THE HIGHER ATTESTATION COMMISSION UNDER THE CABINET

OF MINISTERS

OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN

SCIENTIFIC COUNCIL 16.07.2013 . K.01.02.of the NATIONAL UNIVERSITY of

UZBEKISTAN for the AWARD of SCIENTIFIC DEGREE of DOCTOR of SCIENCES

THE HIGHER ATTESTATION COMMISSION AT CABINET OF

MINISTERS OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN

NATIONAL UNIVERSITY OF UZBEKISTAN NAMED AFTER MIRZO

ULUGBEK

SMANOVA ZULAYXO ASANALIEVNA

THEORY OF ACTION OF IMMOBILIZED ORGANICAL REAGENTS AND THEIR

ANALYTICAS POSSIBILITIES AT DETERMINATION OF HEAVY TOXICAL

METALS

02.00.02 – Analytical chemistry

(chemical sciences)

ABSTRACT OF DOCTORAL DISSERTATION

Tashkent -2014

57

The subject of the doctoral dissertation is registered under №

20.02.2014/В2013.1.Т111 at Higher Attestation Commission under the Cabinet of
Ministers of the Republic of Uzbekistan.

Doctoral dissertation is carried out at National university of Uzbekistan.

The full text of the doctoral dissertation is available the on web page of the Research council
on award of scientific degree of doctor of sciences 16.07.2013. K.01.02. of the National
university of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek in address:100174, Tashkent,VUZ-
gorodok,NUUz,chemical faculty.www.nuuz.uz

Abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, English) is available on the web page

www.tuit.uz and on the web page of the information-educational portal ZIYONET to www.ziyonet.uz

Official opponents:

Abdurakhmanov Ergashbay

doctor of chemical sciences, professor

Shabilalov Azadjon Akhmedovich

doctor of chemical sciences, professor

Babaev Bakhrom Nurullayevich

doctor of chemical sciences, professor

Leading organization:

Tashkent Institiety

Defense will take place on «___» _____________2014 at _____ at the meeting of

research council number 16.07.2013. K.01.02.of the National university of Uzbekistan.
(Address: 100172, Tashkent, 108, VUZgorodok str. Ph.: (99871) 238-64-43; fax: (99871) 238-
65-52; e-mail: polyphenol-10@yandex.ru).

Doctoral dissertation can be reviewed at the Information-resource centre of the National

university of Uzbekistan registered as № 01. (Address: 100174,Tashkent,VUZ-gorodok,NUUz).



Abstract of dissertation sent out on «___» ______________ 2014 year
(mailing report № _______on _________ 2014)

Х.I.Akbarov

Chairman of scientific council on award of

scientific degree of doctor of sciences

doctor of chemical sciences, professor

A.Kh. Khaitbaev

Scientific secretary of scientific council on award of

scientific degree of doctor of sciences doctor of

chemical sciences, dosent

A.V.Gevorgyan

Chairman of scientific seminar under scientific

council on award of scientific degree of doctor of

sciences, doctor of chemical sciences, professor

58

SUMMARY OF THE DOCTORAL DISSERTATION

Topicality and demand of the subject of dissertation.

Development of

science and intensification of all branches of national economy and also
introduction of new technogenic processes of production have resulted in
antropogenic influence of industrial activity of man on the environment and
ecological equilibrium According to the data of regional evaluation of stable
toxical compounds in the countries of the European Counsel the highest
concentrations of Pb, Cd and Hg in the environment have been noted in the
Ukraine (Pb-31,02; Cd-54, Hg-36 ton/year).Release of heavy metals to the
environment for Russia equaled Pb-50%; Cd-66%; Hg-37% and in some others
countries: Pb-10%,Cd-21%,Hg-58%,.Short analysis of the situation interms of
these tree toxical metals has shown the level of antropogenic throwings of heavy
toxical metals(HTM).The biggest part of HTM finding with throwings released to
the atmosphere thrown out on soil and in waters of the country being the –surce
the release and then they accumulate in neighbouring countries .

At presente time in the Republic of Uzbekistan the level of manufacture is

rapidly growing and this results in the increase of the concervation of HTM
compared with global scale of some natural processes. The most dangerous for
the health of population are the non-essencial elements (Hg, Cd, Pb, As) . For this
reason the monitoring of pollutions of objects of environment especialy HTM has
acquired special importance and actuality. Qualitative and quantitative
determination of ions of HTM has acquired important and necessary demands and
has pulled out before analysts and ecologists the task of elaboration of express
sensitive and selective methods of determination of microquantities of these
elements which are dangerous toxicants, cancerogens and mutagens.

In this regard in the process protection of objects of the environment it is

important and necessary to determinetion precise concentrations of HTM by
different physical, chemical and physico-chemicals methods. For the practical
realization of this problem at chemical analysis it is necessary to improve
perfection existing methods analysis and elaborationof new modern methods
ecotoxicants monitoring (espessially HTM). In the aspect of realization of
theoretical prerequisites and practical confirmation of analytical determination of
ecotoxicants concentrations it is necessary to elaborate some new hybrid methods
with immobilization of different complexe-forming reagents on polymeric bearers
and matrixes differing by high meteological and operation parameters.

Existing actual problems can be solved by introducing to the analytical

practices of the methods of HTM determination of some new selective and
specific organic reagents.The most perspective way of their solution is the
purposeful synthesis and immobilization of new organic reagents with some
definite analytical characteristics with following forecast of their properties with
the aim of the optimal solving of the given tasks.

59

Elaboration of methods and approaches of prognosis as method of further

development of sorbtion-spectroscopical method of analysis is an actual problem
.In this range of theoretical and applied analytical chemistry there are considerable
achivments bonding with investigations of home and foreing investigators ,but row
of questions of problematical character has demanded of deep investigation and
knowledges of new approaches and methods of their decision.

It is known that theory of action of OR is characterized as “system of ideas”

allowing to construct of some analytical system to find optimal by nature reagent
and medium in which analytical reaction will carried out .In decision of some
taskes of development of theory of OR action the fallowing stages neussarg to take
into acconnt:”esplantion of observe processes and phenoments:prediction and
direction works by synthesis of reagents with given properties .”Thus the
elaborated methodology and predication of properties of immobilized analytical
reagents can be consider as definite seintific contribution in development of theory
of action of IMOR for their using in analytical chemistry and ecology.

Conformity of research to priority directions of development of

science and technologies of the Republic of Uzbekistan.

The investigstion

was carried out with accordance of planes of research works of depatments of
general, inorganicand analytical chemistry of NUUz by theme: ,,Elaboration of
optical and electro-chemical methods of determination and of some heavy and
toxical metals in objects of envinonment, biological and industrial materials and
also in food products “ with registration N 76025022 and on the base of
fundamental grant of Committee by coordination of development of science and
technologies at Cabinet Ministers of RUz :F-22.07 ,,Synthesis of regioselective
organic reagents ’’ and is an result of scientific investigations of author which were
carried out during 1995-2013 years.

International review of scientific researches on the dissertation theme.

Investigations by elobaration of sorbtion-spectroscopical methods of analysis with
using of immobilized organic reagents of different by nature matrixes have been
carried out intensively and definite successes were achived by scientist of Russia,
Ukraine, USA, Germany, China, India and other .
In international publications it is not that the base direction of development of
sorbtion-spectroscopical methods are carried out in direction of using beares as
granulars or gels. Also investigations have been developed in field of electro-
chemical methods using as bearers-electrodes modified by different selective
organic reagents.

However investigations devoted to elaboration of new sorbtion-

spectroscopical methos based on the using fobrons materials in their high sorbtion
capacity and specific surface, comfort in work, high selectivity at determination of
cations of different metals.

Degree of study of problem.

At presence time of optical, physical and some

other methods of HTM determination are the most used and elaborated but solid
phase-spectroscopical methods with using of immobilized organic reagents are
developed comparatively recently.

60

Analysis of data has shown that to many works in ranges electrochemistry and

fluorescence, optical methods of HTM determination with using immobilized on
fibrons materials OR is devoted in sufficient attention. At present time demands to
metrological and analytical characteristics of new elaborated methods are increased
and by this reason elaboration of new methods of HTM determination with using
of JMOR has became very actual problem.

Therefore necessity in elaboration of new more perfect and modern methods

of HTM determination, improvement of existed analytical methods and procedures
corresponding to modern demands prodused to analysts and ecologysts isvery
actual and important.

Connection of dissertational research wi th the thematic plan of

scientific-research works is reflected in following projects:

Fundamental grant of Committee by coordination of science and technologies
development at RUz F-22-7 ,,Synthesis of regioselective organic reagents’’

Purpose of research

is elaboration of express, high-sensitive

sorbtion-spectroscopical methods and test-systems of HTM determination with
using of IMOR. Elaboration on the base of these methods some general approach
to prognosis of properties and construction of specifical analytical grouos in
organic reagents immobilized on different types of bearers;synthesis of new
organic reagents with given up properties on the base of our theretical
prognosisesand introduction of them in practice of analysis of different analytical
and ecological laboratories.

Тo achieve this goal the following tasks of research is solved:

-optimization of immobilization conditions of organic reagents with preservation
of their analytical properties; determination of mechanism of coloured reactious of
complex-formation of immobilized organic reagents with ions of HTM;
-determination of connection between structure of OR and their analytical
characteristics; prognosis of some perspective ways of their modification and
directed synthesis of new specifical reagents on the base of nitronaphtols;
-analytical groups (FAG): (6-methyl-pyridil-2-azo-aminophenol; 1-(5-methyl -2-
pyridilfzo )-5-diethglaminophenol ;1-(4-antipyridilazo) -2-napthol sulphoacid; 1-
(2-pyridilazo)-2-oxynaphtalin-6-sulphoacid

sodlium;

3-hydroxy-4-nitrozo-2-

naphtoic acid;2-hydroxiy -3-nitrozo naphtaldehyde and others);
-determination of influence of different factors and parameters on value of the
analytical signal ;wing of elaborated methods in analysis of different by nature
model binary ,triple and more complex mixtabiological objects ,industrial
materials
-comparison of obtained results with results obtained by existing methods of
determination of the investigated metals in solution.

Object of research

standard samples of natural waters, steels, bronzers.

Subject of research-

heavy toxical metals and their compounds which are

an ekotoxicants and pollution of environments.

Methods

of

research.

Investigations

methods

optical

(sorbtion–

spectroskopical

methods

of

reflection

spectroskopy,

atom-absorbtional,

61

electrochemical and statistical methods of calculation of obtained data were used
as methods of this work. Also element analysis; IR;PMR-spektroskopies and
quanto-chemical calculations have been used.

Scientific novelty of dissertational research consists in the

following:

–Immobilization of different by nature reagents for prognosis and prediction of
optimal construction of some OR based on quantum-chemical value of changing of
analytical characteristics in dependence on structure of the functional and
analytical-active groups has been theoretically based and practically has been
realized;
–Chemico-analytical properties of OR immobilized on bearers on the base of
polyacrylonitrile (PAN) and polypropylene (PP) for apriory prediction of
structure of different OR and elaboration on their base an optical chemical sensors
on the base PAN and PP-matrixes having some necessary analytical parameters;

Practical results

of investigation are in following methods of solidphase-

spectroskopical determination of Fe,Cu,Pb,Hg,Co,Al and some others metals in
objects of environment were elaborated and their metrological and analytical
characteristics were valued. Their approbation and tests at analysis of different
objects (natural water,sewages,soils,bioproducts,air) have been carried out;

Complex of methods of the solidphase-spectroskopical and visually-testing

determination of HTM was elaborated.

Sensible layers of sensors on the ions of HTM on the base PAN and PP

–matrixes were prepared.They have been used as analytical forms for
solidphase-spectrophotometrical and visually-testing determination of
investigated metals allowing to determine with high precisssion their optical
characteristics

Reliability of obtained results

is based mathematical investigation of

obtained results on the base of general criterions confirmed by methods of
additions; ”introduced-determined” on the real objects of invironment and also
by comparison with GOST ing standart samples of narural waters and
bronzes.Treatment of obtained results has been carried out with using of
methods of mathematical statstics.

Theoretical and practical value of results of research

Theoretical importance of the obtained results of this investigation has
concluded in construction of scientific bases of immobilization of OR on
the fibrons materials and exposure of perspectivity of using OR with new
groups for immobilization allowing to increased of selectivity of HTM
determination in particular Fe(II,III),Co (II),Hg(II) scientific basing and
practical realization of introduction in phenolic coil some reagents with
electronegative and electrodonoral substitutors what has allowed to decrease
influence of outer factors on the results of analysis and to increase
selectivity of determinations.

Practical value of this work has concluded in elaboration of methods of

determination of different microquantities of HTM objects of the invironment

62

with improving metrological and analytical characteristics; using of new
IMOR to analysis of different objects of the environment (natural waters,
sewages, soils, bioproducts, air).

Realization of results of research

. On the base of elaborated methods of

solidphase-spectroskopical determination of HTM in objects of the
environment introduction of result of this dissertation as object of intellectual
property (patent of RUz) was carried out.
The final stage was the subsequent using of elaborated methods of HTM
determination in analysis of objects of the environment of Tashkent and some
others towns of RUz. Elaborated sorbtion-spectroskopical methods were tested
and recommended to introduction in practices of analysis of laboratories by
investigation of surface water NIGMI, Central analytical laboratory and
laboratories of new technologies AMMC, CAG of state committee by geology and
mineral resaurus RUz; Committee by protection of nature of Samarkand region;
SES of Tashkent region and c.Bekabad; Department of radiopreparates InYaPh

.

Approbation of work

. The studies discussed at various international

conferences on analytical chemistry: International Ecological Cogress. Russia
(1995); Environmental Congress (Voronezh, 1995); Chugaevskoy Conference
(Ukraine, 2005); "Analysis of Russia" (Voronezh, 2009), ² Analyst kimening
dolzarb muommalari (Termiz, 2002 and 2005.)"The Conference on Molecular
Spectroscopy" (Samarkand, 2006), "Integration of Science Education and
production in Pharmacy" (Tashkent, 2007), TWAS Regional Conference of Young
Scientists on the topic "Recent Trends in Physical

Biological Sciences",

(Bangalore, India), as well as numerous national conferences (2000-2013.).

Publication of results

. It is published 52 proceedings, including 8 scientific

papers in the international journals on a dissertation theme.

Structure and volume of dissertation

. The dissertation consists of

Introduction, six Chapters, Conclusion, References and appendix, contains 210
pages of the text, 87 figures and 89 tables.

MAIN CONTENTS of DISSERTATION

In introduction

the urgency and demand of the theme of dissertation is

proved, the purpose and problems, and also object and an object of research are
formulated, conformity of research to priority directions of development of science
and technologies in the Republic of Uzbekistan is stated, scientific novelty and
practical results of research are stated, reliability of obtained results is proved, the
theoretical and practical importance of obtained results is reveals, the list of
introductions in practice of research results, data on published works and
dissertation structure are given.

In the first chaptera

literature review by analysis of works published by

photometrical and spectrophotometrical determination of HTM; methods and ways
of immobilization of OR, using of IMOR in sorption-spectroskopical and visual-

63

test methods and optical chemical sensors are carried ont data abont determination
of HTM in different objects with using IMOR are systemized.
It is noted that works by immobilization of organic reagents on fiber sorbents
which then are used for HTM determination areinvestigated insufficient by and
by this reason it is predetermined choice of objects of this investigation .

For registering of reflection spectrums from solid surface and investigation

of dependence of the reflection coefficient (R) , the function of the reflection
coefficient

F(R)

from

different

factors

automatical

registering

spectrophotocolorimetr ,,Pulsar’’ and also two-beam registering spectrophotometr
UV-SPECORD M-40. Principle of action of the first device is based on the
simultaneous measurement of the reflection coefficient on 24 fixing length of wave
in visible range of spectrum (380-720 nm) during one flash of impulsing lamp with
following mathematical treatment of measurings results with using micro-EVM.
Impulsing lamps MФК5-150 and UCK-25 were used as source of radiation.
Technical data of device UV-Vis SPECORD M-40: optical system-double
monochromator in UF range with diffraction lattice equaled 1302 shtr/m; filters
31000-25000 sm

-1

; coloured glass WK 3625000-195000 m

-1

; coloured glass GA

48 , 195000-14000 sm

-1

and RA 67 14000-11000 sm

-1

Source of radiation – lamp

∆

2

E and for UF-range of spectrum –halogenic lamp with tension 0,6 V and power

20 V for visible range of spectrum.

In second chapter

data abount using equipment and materials are deseribed

conditions of IMOR obtain are deseribed methods of carring ont experiments are
presented.

At obtain JMOR organic reagents of dferent classes and also compounds

synthesized on departments of organical chemistry ; inorganic and analytical
chemistry of NUUz containing different FAG (table 1) have been used. It is known
that aro-dyes containing in their molecules electron-donor (ED) substituters are the
most sensitive . Aro-dyes with electron-acceptor (EA) substituters are more
election analytical reagents. Simulteneous introduction of ED and EA substituters
in dyes molecules has caused the most influence on colour of reagents and
complexes with they formed and by this reason such reagent are perspective by
such parameters and selectivity and sensibility.

In third chapter

base results of investigation of analytical properties of OR

group Arsenazo, threephenylmethanic row and also reagents sunthesised on the
department of analytical and inorganic chemistry NUUz immobilized on PAN-and
Pp-matrixes$ results of experimental investigations by choice the optimal
conditions of OR immobilization are presented and discussed.
Conception ,,immobilization’’ conformably to OR has included restriction of
mobility of compound molecules owing to their reaction with functional groups.of
polymeric materials then chemical methods of attaching.
Chemico-analytical properties of OR immobilized on bearers on the base PAN and
PP obtained from local, accessible and cheat row-materials .It was determined that
OR after immobilization on fibers have presented their chemico-analytical
properties . Conditions of formation of metals complexes on matrixes are the same