Хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози
The properties of heteropoly acids and of their complexes with cationic surfactants at the trace level have been studied by ESR spectroscopy, UV-VIS spectrophotometry, NMR and FTIR spectroscopy, by the method of chemiluminescence analysis applied in aqueous solutions and on the cellulose surface. Fo...
Saved in:
| Date: | 2022 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/609 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543932867936256 |
|---|---|
| author | Maznaya, Yu. I. Zuy, O. V. |
| author_facet | Maznaya, Yu. I. Zuy, O. V. |
| author_sort | Maznaya, Yu. I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T08:47:30Z |
| description | The properties of heteropoly acids and of their complexes with cationic surfactants at the trace level have been studied by ESR spectroscopy, UV-VIS spectrophotometry, NMR and FTIR spectroscopy, by the method of chemiluminescence analysis applied in aqueous solutions and on the cellulose surface. For elucidation of the mechanism of chemiluminescence reactions of heteropoly acids with luminol kinetic methods, diffuse reflectance spectroscopy and liquid chromatography have been applied. For the first time one-electron reduction of heteropoly acids by luminol was confirmed by registration of diffuse reflectance spectra of reduced heteropoly acids on cellulose surface. It has been suggested that the mechanism of heteropoly acids immobilization on cellulose includes combination of Coulomb and hydrophobic interactions. A scheme of heteropoly acids immobilization on the surface was proposed based on ion exchange processes on cellulose or diethylaminoethyl cellulose surface. It has been shown that ionic associates heteropoly acid – cationic surfactant react with an alkaline solution of luminol with light emission similarly to heteropoly acids themselves. For the first time, heterogeneous chemiluminescence, namely, the chemiluminescence of heteropoly acids immobilized on cellulose, with luminol, has been used for examining the composition of ionic associates heteropoly acid - cationic surfactant. By using Bjerrum’s method it has been found that in strongly acidic media (at pH 1.0) vanadomolybdophosphoric acid forms with cationic surfactant, namely, with dodecylpyridinium bromide, not tetra-substituted but triply substituted ionic associate. This result can be explained by the fact that the fourth proton in H4PVMo11O40 is weakly dissociated; it is more strongly bound to heteropoly anion and is localized on the oxygen atom of the Mo–O–Mo angular bond. Ionic associates of heteropoly acids were used as analytical forms for highly sensitive chemiluminescence determination of P, As, Si, Ge in waters of different types. Detection limits for P, As, Si, Ge are 0.02–0.07 µg/L. Due to the high sensitivity of the method, phosphorus was successfully determined in surface water and ultrapure water, arsenic – in river and mineral water, silicon – in ultrapure water and vapor condensate of electric power stations, germanium – in water of electronic industry. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:30Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-609 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:22Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6092022-06-29T08:47:30Z Chemiluminescent reactions of heteropoly acids and their complexes with cationic surfactants in aqueous solutions and on the cellulose surface Хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози Maznaya, Yu. I. Zuy, O. V. heteropoly acids heterogeneous reactions ionic associates chemiluminescence analysis at the surface гетерополікислоти гетерогенні реакції іонні асоціати хемілюмінесцентний аналіз на поверхні The properties of heteropoly acids and of their complexes with cationic surfactants at the trace level have been studied by ESR spectroscopy, UV-VIS spectrophotometry, NMR and FTIR spectroscopy, by the method of chemiluminescence analysis applied in aqueous solutions and on the cellulose surface. For elucidation of the mechanism of chemiluminescence reactions of heteropoly acids with luminol kinetic methods, diffuse reflectance spectroscopy and liquid chromatography have been applied. For the first time one-electron reduction of heteropoly acids by luminol was confirmed by registration of diffuse reflectance spectra of reduced heteropoly acids on cellulose surface. It has been suggested that the mechanism of heteropoly acids immobilization on cellulose includes combination of Coulomb and hydrophobic interactions. A scheme of heteropoly acids immobilization on the surface was proposed based on ion exchange processes on cellulose or diethylaminoethyl cellulose surface. It has been shown that ionic associates heteropoly acid – cationic surfactant react with an alkaline solution of luminol with light emission similarly to heteropoly acids themselves. For the first time, heterogeneous chemiluminescence, namely, the chemiluminescence of heteropoly acids immobilized on cellulose, with luminol, has been used for examining the composition of ionic associates heteropoly acid - cationic surfactant. By using Bjerrum’s method it has been found that in strongly acidic media (at pH 1.0) vanadomolybdophosphoric acid forms with cationic surfactant, namely, with dodecylpyridinium bromide, not tetra-substituted but triply substituted ionic associate. This result can be explained by the fact that the fourth proton in H4PVMo11O40 is weakly dissociated; it is more strongly bound to heteropoly anion and is localized on the oxygen atom of the Mo–O–Mo angular bond. Ionic associates of heteropoly acids were used as analytical forms for highly sensitive chemiluminescence determination of P, As, Si, Ge in waters of different types. Detection limits for P, As, Si, Ge are 0.02–0.07 µg/L. Due to the high sensitivity of the method, phosphorus was successfully determined in surface water and ultrapure water, arsenic – in river and mineral water, silicon – in ultrapure water and vapor condensate of electric power stations, germanium – in water of electronic industry. Властивості гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами на рівні мікроконцентрацій вивчені за допомогою спектроскопії ЕПР, UV-VIS спектрофотометрії, спектроскопії ЯМР та ІЧ-спектроскопії з Фур’є-перетворенням, методом хемілюмінесцентного аналізу у водних розчинах та на поверхні целюлози. Для встановлення механізму реакцій хемілюмінесценції гетерополікислот з люмінолом застосовані кінетичні методи, спектроскопія дифузного відбиття та рідинна хроматографія. Вперше одноелектронне відновлення гетерополікислот люмінолом було підтверджено реєстрацією спектрів дифузного відбиття відновлених гетерополікислот на поверхні целюлози. Було висловлено припущення, що механізм іммобілізації гетерополікислот на целюлозі включає поєднання кулонівських та гідрофобних взаємодій. Запропоновано схему іммобілізації гетерополікислот на поверхні, що базується на процесах іонного обміну на поверхні целюлози або діетиламіноетилцелюлози. Показано, що іонні асоціати гетерополікислот з катіонними поверхнево-активними речовинами реагують з лужним розчином люмінолу з випромінюванням світла подібно до самих гетерополікислот. Вперше гетерогенна хемілюмінесценція, а саме хемілюмінесценція гетерополікислот, іммобілізованих на целюлозі, з люмінолом використана для дослідження складу іонних асоціатів гетерополікислота – катіонна поверхнево-активна речовина. Використанням методу Б’єррума встановлено, що у сильнокислих середовищах (рН 1.0) ванадомолібдофосфорна кислота утворює з катіонною поверхнево-активною речовиною, а саме з додецилпіридиній бромідом, не тетразаміщений, а тризаміщений іонний асоціат. Цей результат пояснюється тим, що четвертий протон в H4PVMo11O40 слабко дисоційований; він міцніше зв'язаний з гетерополіаніоном і локалізується на атомі кисню місткового зв’язку Mo–O–Mo. Іонні асоціати гетерополікислот використані як аналітичні форми для високочутливого хемілюмінесцентного визначення фосфору, арсену, силіцію, германію у водах різних типів. Межі виявлення для P, As, Si, Ge становлять 0.02–0.07 мкг/л. Завдяки високій чутливості методу фосфор був успішно визначений у поверхневих водах та воді особливої чистоти, арсен - у річковій та мінеральній воді, силіцій - у воді особливої чистоти та конденсаті пари електростанцій, германій - у воді електронної промисловості. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2022-03-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/609 10.15407/hftp13.01.036 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 13 No. 1 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 36-46 Химия, физика и технология поверхности; Том 13 № 1 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 36-46 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 13 № 1 (2022): Хімія, фізика та технологія поверхні; 36-46 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp13.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/609/618 Copyright (c) 2022 Yu. I. Maznaya, O. V. Zuy |
| spellingShingle | гетерополікислоти гетерогенні реакції іонні асоціати хемілюмінесцентний аналіз на поверхні Maznaya, Yu. I. Zuy, O. V. Хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози |
| title | Хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози |
| title_alt | Chemiluminescent reactions of heteropoly acids and their complexes with cationic surfactants in aqueous solutions and on the cellulose surface |
| title_full | Хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози |
| title_fullStr | Хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози |
| title_full_unstemmed | Хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози |
| title_short | Хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози |
| title_sort | хемілюмінесцентні реакції гетерополікислот та їхніх комплексів з катіонними поверхнево-активними речовинами у водних розчинах та на поверхні целюлози |
| topic | гетерополікислоти гетерогенні реакції іонні асоціати хемілюмінесцентний аналіз на поверхні |
| topic_facet | heteropoly acids heterogeneous reactions ionic associates chemiluminescence analysis at the surface гетерополікислоти гетерогенні реакції іонні асоціати хемілюмінесцентний аналіз на поверхні |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/609 |
| work_keys_str_mv | AT maznayayui chemiluminescentreactionsofheteropolyacidsandtheircomplexeswithcationicsurfactantsinaqueoussolutionsandonthecellulosesurface AT zuyov chemiluminescentreactionsofheteropolyacidsandtheircomplexeswithcationicsurfactantsinaqueoussolutionsandonthecellulosesurface AT maznayayui hemílûmínescentníreakcíígeteropolíkislottaíhníhkompleksívzkatíonnimipoverhnevoaktivnimirečovinamiuvodnihrozčinahtanapoverhnícelûlozi AT zuyov hemílûmínescentníreakcíígeteropolíkislottaíhníhkompleksívzkatíonnimipoverhnevoaktivnimirečovinamiuvodnihrozčinahtanapoverhnícelûlozi |