Совместное определение ионов тяжелых металлов методом капиллярного зонного электрофореза с использованием комплекс-селектора

Abstract

На основании анализа литературных данных выбрано соединение (диглицилглицин - ГГГ), способное повысить селективность разделения этилендиаминтетраацетатных комплексов ионов тяжелых металлов методом капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ). Показано, что трипептид глицина, взаимодействуя с комплексами Ме-ЭДТА в капилляре, может выступать в роли комплекс-селектора. Влияние ГГГ на электрофоретическое разделение комплексов десяти металлов (Cr(III), Mn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II), Pb(II) и Bi(III)) исследовано в кислой среде, при отрицательной полярности источника напряжения, с использованием трех вариантов осуществления внутрикапиллярного комплексообразования. Добавление реагента в состав фосфатного ведущего электролита приводит к изменению собственных подвижностей комплексов Ме-ЭДТА и позволяет отделить комплексы Cr(III) от Zn(II), а Ni(II) и Co(II) - от Cd(II) и Mn(II). Возможно селективное определение комплексов Fe(III) и Bi(III) в присутствии других переходных металлов. Разделение ионов тяжелых металлов при вводе отдельных зон комплексообразующих реагентов и пробы оказывается недостаточно селективным. При вводе отдельных зон ГГГ и комплексов Ме-ЭДТА достигается разделение комплексов Cu(II) и Pb(II). Таким образом, становится возможным одновременное определение ионов четырех металлов (Cu(II), Pb(II), Fe(III) и Bi(III)) при 260 нм. В оптимальных условиях анализа градуировочные графики линейны в диапазоне 5·10⁻⁶ ÷ 5·10⁻³ моль/дм³, величины пределов обнаружения составляют от 0.05 мг/дм³ для Pb(II) до 0.72 мг/дм³ для Bi(III). Разработанный способ применен для анализа образцов отходов металлургического производства, печного шлака, сложного оксида, а также зеленого чая. Результаты анализа хорошо соотносятся с результатами, полученными методами атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектроскопии.

The usage of diglycylglycine (GGG) was proposed to improve the separation of the complexes of heavy metal ions with EDTA by capillary zone electrophoresis. The tripeptide can interact with the complexes in capillary and thereby acts as a complex selector. The influence of GGG on the electrophoretic behavior of ten metal complexes (Cr(III), Mn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II), Pb(II) and Bi(III)) was studied in an acidic media using a negative polarity voltage supply. Three modes were proposed for the implementation of the in-capillary complexation. An addition of the reagent to the phosphate buffer solution changes the migration order of the complexes thus enabling separation of Cr(III) from Zn(II) and Ni(II) and Co(II) from Cd(II) and Mn(II). It is possible to determine Fe(III) and Bi(III) complexes selectively in presence of the other heavy metal ions. An injection of separate zones of EDTA, metal ions and GGG doesn’t provide good separation. A consecutive injection of Me-EDTA and GGG zones leads to Cu(II) and Pb(II) separation. So, it is possible to determine four metal ions (Cu(II), Pb(II), Fe(III) and Bi(III)) simultaneously at 260 nm. Calibration graphs plotted in optimal conditions show linearity within the concentration range from 5·10⁻⁶ to 5·10⁻³ mol/dm³. Limits of detection were calculated to be from 0.05 mg/dm³ for Pb(II) ions to 0.72 mg/dm³ for Bi(III). The proposed technique was applied for the determination of copper, lead, iron and bismuth in some natural and industrial samples.