Твердофазная экстракция
Твердофазная экстракция (ТФЭ)-современный метод концентрирования следовых количеств элементов и органических веществ.
В работах, проводимых в лаборатории концентрирования, в качестве сорбентов используются коммерчески доступные алкилированные силикагели ( С16, С18). Распределение между водной фазой аналита и поверхностной фазой сорбента в первом приближении подчиняется тем же закономерностям, что и распределение соединений в жидкостной экстракции. Исследования показали возможность применения различных типов гетерофазных реакций для извлечения ионов металлов методом ТФЭ: хелатов, ионных ассоциатов, координоционно сольватированных соединений. Именно это и привело к тому, что ТФЭ – на сегодня часто применяемый метод концентрирования следовых количеств элементов.
В лаборатории разработаны методы концентрирования группы тяжелых металлов, Cu, Zn, Cd, Co(II), Ni, Pb, в виде диэтилдитиокарбаматов и диалкилдитиофосфатов из различных вод с последующим определением электротермической атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой, а также Pd, Pt; Ir, Au в виде ионного ассоциата с тетрабутиламонием и в виде хелата с диалкилдитиофосфатом; методика избирательного концентрирования Sb(III) и As(III) в виде дипропилдитиофосфатов в природных водах, растениях и поваренной соли с последующим определением электротермической атомно-абсорбционной спектрометрией. Предложен метод концентрирования радионуклидов 90Sr в виде ионного ассоциата с дициклогексил-18-краун-6 и додецилсульфонатом натрия с последующим радиометрическим определением при анализе почв, вод, растительных материалов, продуктов питания, комбикормов; метод выделения Eu(III) в виде комплекса с диоксидом тетрафенилметилендифосфина при анализе перегнойно-торфянисто-подзолистой почвы.
Опыт лаборатории по выделению обычных металлов с помощью комплексообразующих реагентов и алкилированных силикагелей, как сорбентов, был перенесен на трансурановые элементы, мониторинг распространения которых жизненно необходим. Разработан метод извлечения нептуния(V), плутония(IV) америция (III) с использованием N-бензоилфенилгидроксиламина (БФГА) в качестве экстрагента. Метод апробирован при анализе синтетических грунтовых вод и на стадии элюирования позволяет эффективно отделять Np(V) от Pu(IV) и Am(III).
С целью повышения селективности выделения металлов, основываясь на литературных данных по дизайну органических реагентов, было высказано предположение, что изменяя электроотрицательность донорных атомов функциональной группы БФГА и гидрофобность вновь синтезированного реагента, удастся получить реагент с желаемыми свойствами. Были синтезированы производные БФГА, содержащие в p-положении фенильного цикла электроноактивные и одновременно различающие по гидрофобности заместители: CH3-, Ph-, F-, Cl-, NO2-. Максимальное различие значений коэффициентов распределения плутония и америция наблюдается для фторидного и фенильного производных БФГА. Наблюдается существенная зависимость извлечения элементов от природы растворителя. Связано это. по-видимому, с тем, что в формировании плоской сорбционной фазы нанометровой толщины, образующейся с участием поверхностных алкильных групп и обладающей селективностью, принимает участие органический растворитель, увеличивая или уменьшая ее гидрофобность. Пока трудно сказать играет ли основную роль в изменении коэффициентов распределения гидрофобность или электронная активность заместителей.
Поиск более эффективных систем будет продолжен с учетом большего числа переменных.
Основные публикации.
1. Спиваков Б.Я., Петрухин О.М., Малофеева Г.И. Данилова Т.В. Использование различных типов гетерофазных реакций в твердофазной экстракции. // Журн. аналит. химии. 1992. Т. 47. С.1601.
2. Малофеева Г.И., Петрухин О.М., Рожкова Л.С., Спиваков Б.Я., Генкина Г.К., Мастрюкова Т.А. Твердофазная экстракция диалкилдитиофосфатов металлов // Журн. аналит. химии. 1996. Т. 51. С. 179, 1038.
3. Малофеева Г.И., Петрухин О.М., Рожкова Л.С., Спиваков Б.Я., Генкина Г.К., МастрюковаТ.А. Применение метода твердофазной экстракции для концентрирования палладия, платины, иридия и золота. // Журн. аналит. химии. 1996. Т. 51.С. 1038
4. Малофеева Г.И., Седых Э.М., Рожкова Л.С., Банных Л.Н. Электротермическое атомно- абсорбционное определение сурьмы и мышьяка после их концентрирования методом твердофазной экстракции. // Журн. аналит. химии. 1999. Т. 54. С. 162.
5. Малофеева Г.И., Данилова Т.В., Петрухин О.М., Спиваков Б.Я. Концентрирование радионуклидов стронция методом твердофазной экстракции и их радиометрическое определение в природных объектахю // Журн. аналит. химии. 1994. Т.49.С.635.
6. Малофеева Г.И., Чмутова М.К., Рожкова Л.С., Петрухин О.М., Спиваков Б.Я., Мясоедов Б.Ф. Извлечение европия(III) и америция(III) методом твердофазной экстракции с использованием дифенил[диалкилкарбамоилметил]фосфиноксидов. // Радиохимия. 1998. Т. 40. С. 235.
7. Малофеева Г.И., Чмутова М.К., Рожкова Л.С., Петрухин О.М., Спиваков Б.Я., Мясоедов Б.Ф. Извлечение Eu(III) и Am(III) методом твердофазной экстракции с использованием диоксида тетрафенилметилендифосфина. // Радиохимия. Т. 42. С. 74.
8. Малофеева Г.И., Петрухин О.М., Спиваков Б.Я., Потешкина Е.В. Механизмы выделения хелатов металлов методами жидкостной и твердофазной экстракции. // Журн. аналит. химии. 2003. Т. 58. С. 244.
9. Петрухин О.М., Малофеева Г.И., Спиваков Б.Я., Потешкина Е.В. Химизм твердофазной экстракции комплексов металлов. Комплексы бария с краун –эфирами. // Журн.аналит. химии. 2005. Т. 60. С. 909
10. Кузовкина Е.В., Малофеева Г.И., Петрухин О.М., Новиков А.П., Спиваков Б.Я. Извлечение Np(V), Pu(IV) и Am(III) методом твердофазной экстракции с использованием N-бензоилфенилгидроксиламина. // Радиохимия. 2009. Т. 51. С. 24
11. Boris Ya. Spivakov, Galina I. Malofeeva, and Oleg M. Petrukhin. Solid-Phase Extraction on Alkyl-bonded Silica Gels in Inorganic Analysis. // Anal. Sci. 2006, Vol. 22. P. 503.
