Хемилюминесцентный метод определения несимметричного диметилгидразина в водных объектах

В. В.  Усин; В. А. Пашинин; Н. Ю. Ковалева; Е. Г. Раевская; А. В.  Рощин

doi:10.25514/CHS.2019.2.16017

В. В. Усин Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия
В. А. Пашинин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта», Москва, Россия
Н. Ю. Ковалева Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-2664-9815
Е. Г. Раевская Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-3567-0509
А. В. Рощин Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-5963-0846

DOI: https://doi.org/10.25514/CHS.2019.2.16017

Ключевые слова: несимметричный диметилгидразин, хемилюминесценция, люминол, перманганат калия, экспресс-анализ

Аннотация

Для оперативного контроля качества водных сред предложен хемилюминесцентный метод количественного определения несимметричного диметилгидразина (НДМГ) в водных объектах. В основе метода анализа НДМГ лежит определение расхода окислителя на нейтрализацию исследуемого вещества. В качестве окислителя использован перманганат калия, подкисленный концентрированной серной кислотой до рН = 1–2. На первом этапе перманганат калия реагирует с НДМГ, далее количество непрореагировавшего окислителя измеряется в ходе его реакции с люминолом методом хемилюминесценции. По результатам изменения интенсивности излучения света в реакции хемилюминесценции определяется концентрация окислителя в реакционной смеси, что позволяет количественно определить содержание НДМГ в пробе. Концентрацию НДМГ определяют по максимальной интенсивности свечения в системе люминол – подкисленный перманганат калия. Показано, что предлагаемый метод превосходит по точности измерений традиционный фотоколориметрический метод определения НДМГ. При этом хемилюминесцентная реакция позволяет значительно сократить продолжительность снятия показаний и ускорить обработку данных (продолжительность измерений не превышает 2,5 мин), т.е. обеспечить экспресс-анализ НДМГ в растворах в полевых условиях и в мобильных лабораториях.

Литература

Passport of National Project “Ecology” [in Russian]. http://www.mnr.gov.ru/activity/directions/natsionalnyy_proekt_ekologiya/ (accessed: 11.12.2019).

GOST [State Standard]. Water Quality. Terms and Definitions. М: IPK Izd. standartov, 2003 (Revised edition) [in Russian].

Methods and means of ensuring chemical safety. Ed. By A.V. Roshchin. M.: Buki Vedi, 2016. 356 p. [in Russian].

Malysheva A.G., Sotnikov E.E., Moskovkin A.S. // Gigiena i sanitariya [Hygiene and sanitation]. 2003. No. 5. P. 74 [in Russian].

Messineva E.M., Fetisov A.G., Manuilova N.B. // Ekologiya i promyshlennost’ Rossii [Ecology and Industry of Russia]. 2018. V. 22. No. 8. P. 55 [in Russian]. DOI: https://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-8-55-59.

Hazardous chemicals. Nitrogen-containing organic compounds. Handbook. Ed. by V.A. Filov and B.A. Kurlyandskiy. L.: Khimiya, 1992. P. 245 [in Russian].

Ivanova L.A. // Rossiya molodaya: peredovyie tekhnologii – v promeshlennost’ [Young Russia: advanced technologies into industry]. 2015. No. 3. P. 153 [in Russian].

Bugaev P.A., Antushevich A.E., Reinyuk V.L. et al. // Sovremennye problem nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education]. 2017. No. 4. P. 31 [in Russian].

Sanitary Regulations and Norms 1.2.2353-08. Carcinogenic factors and basic requirements for prevention of carcinogenic hazards. М.: Fed. tsentr gig. epidem. Rospotrebnadzora, 2011 (amended in 2015) [in Russian].

Tulupov P.E. et al. Chemical transformations of dimethylhydrazine in air and identification of the products. In: Air and soil pollution. М.: Gidrometeoizdat, 1991. P. 87 [in Russian].

Hygienic Standard 2.1.7.2735-10. Maximum permissible concentration (MPC) of 1,1-dimethylhydrazine (heptyl) in soil. М.: Rospotrebnadzor, 2010 [in Russian].

Hygienic Standard 2.1.5.1315-03. Maximum permissible concentrations (MPCs) of chemicals in water of water bodies for domestic and drinking water and cultural and domestic water use М.: 2003[in Russian].

Mestre Y.F., Zamora L.L., Calatayud J.M. // Luminescence. 2001. V. 16. No. 3. P. 213. DOI: 10.1002/bio.608.

Robards K., Worsfold P.J. // Anal. Chim. Acta. 1992. V. 266. No. 2. P. 147. DOI: https://doi.org/10.1016/0003-2670(92)85040-D.

Dodeigne C., Thunus L., Lejeune R // Talanta. 2000. V. 51. No. 3. P. 415. DOI: https://doi.org/10.1016/S0039-9140(99)00294-5.

Marquette C.A., Blum L.C. // Anal. Bioanal. Chem. 2006. V. 385. P. 546. DOI: https://doi.org/10.1007/s00216-006-0439-9.

Roswell D.F., White E.H. // Methods in Enzymology. 1978. V. 57. P. 409. DOI: https://doi.org/10.1016/0076-6879(78)57038-9.

Golovina A.P., Levshin L.V. Chemical luminescent analysis of inorganic substances. М.: Khimiya, 1978. P. 248 [in Russian].

Albrecht H.O. Ueber die Chemiluminescenz des Aminophthal saure hydrazide // Z. Physik. Chem. 1928. V. 136. P. 321.

Harris L., Parker А.S. // J. Am. Сhem. Soc. 1935. V. 57. No. 10. P. 1939. DOI: https://doi.org/10.1021/ja01313a056.

Zellner C.N., Dougherty G. // J. Am .Сhem. Soc. 1937. V. 59. No. 12. P. 2580. DOI: https://doi.org/10.1021/ja01291a031.

Bernanose A. La chimiluminescence des hydrazides. Mecanisme du phenomene // Вull. Soc. France. 1951. V. 18. P. 329.

Bremer T. Le mechanisme de la chemiluminescence en solution // Bull. Soc. Chim. Belges. 1953. V. 62. P. 569.

Erdey L., Buzas I. // Anal. Chim. Acta. 1960. V. 22. P. 524. DOI: https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)88331-2.

White Е.Н., Bursey М.М. // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86. No. 5. P. 941. DOI: https://doi.org/10.1021/ja01059a051.

White Е., Zafiriou О., Kagi Н. // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86. No. 5. P. 940. DOI: https://doi.org/10.1021/ja01059a050.

Pan J., Huang Y., Shu W., Cao J. // Talanta. 2007. V. 71. No. 5. P. 1861. DOI: https://doi.org/10.1016/j.talanta.2006.08.030.

Pilipenko A.T., Pyatnitskiy I.V. Analytical chemistry. М.: Khimiya. 1990. Part 1. 480 p. [in Russian].

Vinogradov A.P. Modern methods of analysis: Methods for studying chemical composition and structure of substances. In: To the 70th anniversary of acad. A.P. Vinogradov. М.: Nauka, 1965. 335 p. [in Russian].

Patent 2090863С1 Russian Federation, 1997.

Lebedeva M.I. Analytical chemistry and physicochemical methods of analysis. Tambov: Izd. TGTU, 2005. P. 67 [in Russian].

Buryak A.K., Serdyuk T.M., Ul’yanov A.V. // Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2011. V. 45. No. 4. P. 550. DOI: 10.1134/S0040579510051057.

Pestunova O.P., Elizarova G.L., Parmon V.N. // Zhurnal prikladnoi khimii [Journal of Applied Chemistry]. 1999. V. 72. No. 7. P.1147 [in Russian].