Разработка амперометрических методов определения некоторых благородных металлов в объектах окружающей среды

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день в мире стремительное развитие химической промышленности приводит к экологическим проблемам, для решения которых требуется применение селективных и чувствительных методов анализа. В химической промышленности в качестве катализаторов, в автомобилестроении, электротехнике, стоматологии, производстве ювелирных изделий, стекольной промышленности и производстве важных для техники и народного хозяйства микроприборов используют ртуть, серебро и палладий. В процессе производства наблюдается загрязнение этими металлами и повышение предельно допустимых концентраций их в объектах окружающей среды. Поэтому контроль и определение содержания ионов этих металлов является актуальной и важной проблемой во всем мире. В последнее время, с точки зрения аналитиков, широко применяются для анализа благородных металлов в промышленных объектах органические реагенты, содержащие тионовые (=C=S) и тиоловые (=C-SH) группы. Использование новых органических соединений, содержащих в своем составе серу- и другие функционально-аналитические группы для определения благородных металлов электрохимическими методами были и остаются одной из наиболее востребованных задач современной аналитической науки, медицины, промышленности, экологии, техники и народного хозяйства. Электрохимические методы являются чувствительными и их основное преимущество простота в эксплуатации, большой ресурс работы, высокая точность и быстрота. Поэтому разработка новых экспрессных электрохимических методов определения ртути, серебра и палладия является значимым. В нашей Республике за годы независимости в химической промышленности были достигнуты определенные результаты, в частности, проведены широкомасштабные практические мероприятия по обеспечению местного рынка импорт замещаемыми химическими реагентами. Следует отметить, что в Республике уделяется большое внимание мероприятиям по системе научно обоснованного ведения промышленных объектов и охраны окружающей среды через внедрение инновационных технологий. Исходя из направления Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан, определены важнейшие задачи, направленные на «совершенствование промышленности на качественно новый уровень, дальнейшую интенсификацию производства готовой продукции на базе глубокой переработки местных сырьевых ресурсов, освоение выпуска принципиально новых видов продукции и технологий». В этом аспекте, развитие ведущих отраслей национальной экономики, в том числе широко применяемых в химической, авиационной, атомной и медицинской промышленностях, имеет особое значение разработка экспрессных методов амперомерометрического титрования ртути, серебра и палладия. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, утвержденных постановлением Президента Республики Узбекистан ПП-916 от 15 июля 2008 года «О дополнительных мерах по стимулированию внедрения инновационных проектов и технологий в производство», ПП-1071 от 11 марта 2009 года «О программе мер по ускорению строительства и освоению производства новых видов химической продукции», ПП-1442 от 15 декабря 2010 года «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах, УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», постановления №273 Кабинета Министров от 23 августа 2016 года «Об утверждении Программы мониторинга окружающей природной среды в Республике Узбекистан на 2016-2020 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является разработка методик амперометрического титрования ртути, серебра и палладия растворами тионалида и тиомочевины в водных средах с улучшенными метрологическими параметрами и аналитическими характеристиками. Научная новизна исследования заключается в следующем: впервые амперометрически установлена зависимость аналитического сигнала (АС) тионалида и тиомочевины от природы, концентрации посторонних мешающих катионов и анионов, pH среды, фоновых электролитов и буферных смесей, влияние напряжения, подаваемого на индикаторные электроды; подобраны специфические реагенты при определении ионов Hg(II), Ag(I) и Pd(II) и изучено электрохимическое поведение выбранных реагентов, комплексующих соединений; установлено, что амперометрическое титрование ионов Hg(II), Ag(I) и Pd(II) в значительной степени способствует упрощению и ускорению анализа; впервые разработана методика амперометрического титрования ионов Hg(II), Ag(I) и Pd(II) с помощью тионалида и тиомочевины для ряда реальных природных объектов и промышленных материалов. Выводы 1. Показана возможность электролиза и оптимизированы условия определения ионов Hg(II), Ag(I) и Pd(II) серосодержащими соединениями тионалида и тиомочевины. 2. Установлено, что при оптимизированных условиях кривые окисления выбранных реагентов тионалида и тиомочевины подтвердили пригодность в качестве аналитических титрантов, а методом логарифмического анализа выявлен необратимый характер предельного анодного тока. 3. Показана диффузионная природа электродных процессов и выявлен механизм их действия для разработки амперометрических методик определения ионов Hg(II), Ag(I) и Pd(II). 4. Разработаны амперометрические методики определения ионов Hg(II), Ag(I) и Pd(II) стандартными растворами ТИЛ и ТМЧ на различных по кислотно-основным свойствам средах. 5. Разработанная методика определения Hg(II), Ag(I) и Pd(II) растворами ТНЛ и ТМЧ применена к их индивидуальным растворам, бинарных, тройным и более сложным модельным смесям (Pd(II)-l,0 ppm, Ag(I)-0,4 ppm ва Hg(II)-3,2 ppm), реальным природным объектам и промышленным материалам. 6. Показана конкурентоспособность разработанных амперометрических методик определения ионов Hg(II), Ag(I) и Pd(II) растворами ТНЛ и ТМЧ с последующим установлением степени и коэффициента корреляции, сравнением полученных экспериментальных данных с таковыми, выявленными другими независимыми и широко применяемыми методами.