2. Экспериментальная часть
2.1. Постановка задачи
В рамках выполнения учебной практики были поставлены следующие задачи:
- освоить методику модификации печатного электрода полифенотиазином;
- изучить влияние рН среды на модифицированный электрод;
- получить с помощью модифицированного электрода вольтамперометрические зависимости в растворе гексацианоферратов.
2.2. Материалы и реагенты
В работе использовали азотную кислоту (ООО НПО «ТатХимПродукт», г. Казань), универсальный буфер, желтую и красную кровяные соли, в качестве ионофора был использован полифенотиазин (ПФТА), синтезированный и любезно предоставленный В.В. Горбачуком (кафедра органической химии Химического института им. А.М.Бутлерова КФУ).
Буферные растворы готовили из точных навесок компонентов в дистиллированной воде с последующей корректировкой рН с помощью концентрированного раствора NaOH.
Структурная формула полифенотиазина, использованного в работе, и схема его получения представлены на рисунке 5.
Рисунок 5.Схема получения полифенотиазина,n=1-5.
Окисление фенотиазина проводилось в присутствии двойного избытка п-толуолсульфоновой кислоты избытком персульфата аммония в двухфазной системе хлороформ-вода. Реакционную смесь промывали водой и аммиаком (3 раза, порции по 100 мл) с последующим отделением фазы хлороформа, затем продукт окислительной полимеризации выделили осаждением петролейным эфиром, отфильтровали на воронке Шотта. Продукт сушили в эксикаторе над оксидом фосфора при комнатной температуре. В соответствии с данными масс-спектрометрии МАЛДИ, продукт окислительной полимеризации имеет структуру, представленную на рис. 5.
2.3. Приборы и методы
В качестве рабочих использовали печатные графитовые электроды, электродом сравнения служил хлоридсеребряный электрод. Измерения проводили в двухэлектродной ячейке.
Контроль величины pH и потенциометрические измерения проводили с помощью pH-метра-иономера "Эксперт – 001" (электрод ЭВЛ-1М3.1) производства НПП "Эконикс-Эксперт", г.Москва.
Для получения вольтамперометрических зависимостей использовали AutoLab.
Дозирование реагентов при приготовлении растворов и проведении измерений производили с помощью микродозаторов «Ленпипет», Unipipette 2010 и Vari (“Plastomed”, Польша).
Перемешивание раствора в ячейке осуществляли с помощью магнитной мешалки.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета прикладных программ Microcal Origin 8.1.
Изготовление модифицированного электрода.
Модификацию печатного электрода проводили путем капельного нанесения раствора полифенотиазина в хлороформе Концентрация раствора?. Наносили 2 мкл раствора с последующим высушиванием при комнатной температуре.
Методика измерений
Для измерения сигнала полученный сенсор погружали в ячейку с универсальным буфером и при непрерывном перемешивании измеряли потенциал электрода.
Для измерения вольтамперометрических характеристик разработанный сенсор и электрод сравнения погружали в ячейку с 10 мл 0.1 М раствора КNO3и снимали циклическую вольтамперограмму. Измерения проводили в режиме многократного циклирования потенциала в диапазоне -0.4 – +0.8 в при различной концентрации K3Fe(CN)6в ячейке (1.0×10-6– 1.0×10-3М).
Приготовление рабочих растворов. Для приготовления раствора красной кровяной соли (K3[Fe(CN)6]) взвесили 0.329 г сухогоK3[Fe(CN)6] и растворили его в 10 мл дистиллированной воды для получения 0.1 М раствора. Для приготовления 0.1 М растворажелтой кровяной соли K4[Fe(CN)6] взяли навеску 0.4220 г сухогоK4[Fe(CN)6] и растворили в 10 мл дистиллированной воды. Для получения 0.5 М растворажелтой кровяной соли взвесили 2.11 г сухогоK4[Fe(CN)6] и растворили его в 10 мл дистиллированной воды.