Анотація до роботи:

Тимошук О.С. Вольтамперометрія сполук Рутенію в присутності металів платинової групи.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.02.– аналітична хімія.– Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2003.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню вольтамперометричних властивостей Ru(IV) у присутності інших іонів платинових металів з наступним аналітичним використанням одержаних результатів. Знайдено можливість підвищення чутливості полярографічного визначення Рутенію при наявності у розчині деяких органічних реагентів, зокрема пірокатехіну, барвників трифенілметанового ряду (пірокатехінового фіолетового, еріохромціаніну R, хромазуролу S, ксиленолового оранжевого), карбонових кислот за рахунок їх каталітичної дії на процес відновлення. Встановлено, що полярографування розчинів Ru(IV), Ir(IV), Rh(III) та Pt(IV) призводить до появи каталітичних струмів виділення водню. Запропоновано ймовірний механізм виникнення каталітичних струмів виділення водню у розчинах іонів платинових металів за наявності органічних адендів. Розроблено методику визначення Рутенію у складних об’єктах із С_н ~ 1-2Ч10^-7 моль/л у присутності платиноїдів за наявності барвників трифенілметанового ряду. Досліджено вплив 22 сторонніх іонів та 5 іонів платинових металів. Проведено визначення Рутенію у напівпровідникових пастах, сажах, сплавах та органокомплексі [NH₃(CH₂)₈NH₃]₃{H[Ru(CN)₆]}₂2H₂O.

1. З огляду літератури випливає, що актуальною залишається розробка нових, високочутливих, селективних, точних методик визначення Рутенію, які забезпечували б високу відтворюваність результатів. Використання полярографічних каталітичних ефектів за участю органічних речовин у багатьох випадках дозволяє забезпечити ці вимоги. Сполуки Рутенію із органічними речовинами класу трифенілметанових маловивчені і є перспективним об’єктом дослідження з метою наступного застосування в аналізі.

2. Методом осциловольтамперометрії з лінійною розгорткою потенціалу на РКЕ досліджено полярографічні каталітичні струми виділення водню у водних розчинах платинових металів. Встановлено, що КСВ властиві водним розчинам Ru(IV), Rh(III), Ir(IV) та Pt(IV) у кислому середовищі. Каталітичний пік виділення водню на РКЕ існує для: 1,0 Ч 10^-5 ... 1,0 Ч 10^-7 моль/л розчинів рутенію(IV) до рН 4,4; 1,0 Ч 10^-5 ... 2,0 Ч 10^-8 моль/л розчинів родію(ІІІ) до рН 4,5; 5,0 Ч 10^-4 ... 5,0 Ч 10^-6 моль/л розчинів іридію(IV) до рН 2,3; 2,0 Ч 10^-3 ... 5,0 Ч 10^-7 моль/л розчинів платини(IV) до рН 3,5. У водних розчинах Os(IV) та Pd(II) концентрації 5,0 Ч 10^-4 ... 1,0 Ч 10^-7 моль/л не спостерігається поява струмів виділення водню в межах рН 0,7 .. 5,0.

3. Встановлені оптимальні умови для аналітичних вольтамперометричних досліджень розчинів Ru(IV), Ir(IV), Rh(III), Pt(IV): С(фону) = 0,16 – 0,20 моль/л; швидкість подачі напруги поляризації V = 0,5-1,0 В/с; величина аналітичного сигналу не залежить від висоти стовпа ртуті та наявності у розчині окисників різної природи; початковий потенціал полярографування розчинів (при заданих вище умовах) E_поч = -0,7 В (Pt(IV), Ir(IV) Rh(III)) E_поч = -0,5 В (Ru(IV)).

4. Досліджено вольтамперометричну поведінку барвників трифенілметанового ряду (ПКФ, ER, Xs, КО) у водних розчинах. Встановлено, що барвники трифенілметанового ряду відновлюються необоротно, а процесу відновлення передує хімічна реакція за участю гідроген-іонів. Зі зменшенням кислотності середовища природа струму відновлення змінюється від близької до дифузійної на кінетичну. Вигляд електрокапілярних кривих вказує на відсутність адсорбції барвника на РКЕ. На основі квантово-механічних обрахунків показано, що у утворенні координаційних зв’язків можуть брати участь атоми оксигену гідроксо- та карбоксигруп, а у випадку ксиленолового оранжевого, не виключене додаткове координування і по атому нітрогену.

5. Вивчено ефект екзальтації каталітичного струму виділення водню у розчинах платинових металів за наявності деяких органічних реагентів, а саме: барвників трифенілметанового ряду, пірокатехіну, оксикислот. Катодний струм досягає максимуму при концентраційному співвідношенні [метал]:[органічний аденд] 1:2. Вивчено природу струму та характер процесу відновлення іонів платинових металів у присутності згаданих органічних речовин. Запропоновано ймовірний механізм виникнення каталітичних струмів виділення водню у водних розчинах платинових металів за наявності органічних адендів.

6. Встановлено можливість одночасного визначення іонів платинових металів (рутенію(IV), родію(III), іридію(IV), платини(IV)) у сумісній присутності. Розроблено методику визначення Рутенію у складних об’єктах із С_н ~ 1-2Ч10^-7 моль/л у присутності платиноїдів за наявності барвників трифенілметанового ряду. Досліджено вплив 22 сторонніх іонів та 5 іонів платинових металів.

7. Проведено визначення Рутенію у напівпровідникових пастах, сажах, сплавах та органокомплексі [NH₃(CH₂)₈NH₃]₃{H[Ru(CN)₆]}₂2H₂O. При визначенні 0,3 ... 1,3 мг Рутенію у напівпровідникових пастах у присутності співмірних кількостей Родію; 5-ти кратного надлишку Іридію; 3-кратного надлишку платини; 20-ти кратного надлишку Паладію S_r знаходилось у межах 0,04 –0,07.

Основний зміст дисертації викладено у роботах:

1. Вронська Л. В., Врублевська Т. Я., Соловей О. І., Тимошук О. С. Осцилополярографічне дослідження відновлення комплексних сполук рутенію(IV) в перхлоратних розчинах // Вісн. Львів. ун-ту., Сер. хім.– 1999.– Вип.38.– С.79-82.

2. Врублевська Т., Вронська Л., Тимошук О. Вольтамперометричне визначення рутенію(IV) в присутності окисників // Вісн. Львів. ун-ту., Сер. хім.– 2000.– Вип.39.– С.213-217.

3. Tymoshuk. O., Vrublevska T., Vronska L. Investigation of same complexes of Ruthenium (IV) perchlorate with citric, tartaric and oxalic acids // Вісн. Львів. ун-ту., Сер. хім.– 2001.– Вип.40.– С.124-129.

4. Врублевська Т., Тимошук О. Дослідження вольтамперометричної поведінки іонів Ru(IV) в присутності пірокатехіну та пірокатехінового фіолетового // Вопросы химии и химической технологии // 2001.– №2.– С.9-11.

5. Тимошук О., Врублевська Т. Вольтамперометрія пірокатехінового фіолетового в водних розчинах // Вісн. Ужгород. ун-ту., Сер.хім.– 2001.– Вип.6.– С.77-80.

6. Врублевська Т.Я., Тимошук О.С. Про механізм виникнення полярографічних каталітичних струмів водню у розчинах рутенію(IV) // Фізико-хімічна механіка матеріалів.– 2002.– №3.– С.73-78.

7. Врублевська Т., Тимошук О., Нагорний В. Вольтамперометричне дослідження хлоридних розчинів родію(III) // Вісн. Львів. ун-ту., Сер. хім.– 2001.– Вип.42., Ч.1.– С.78-81.

8. Вронська Л.В., Врублевська Т.Я., Соловей О.І., Тимошук О.С. Комплексоутворення рутенію в розчинах оксикислот // Тези доповідей Всеукраїнської конференції з аналітичної хімії присвяченої 90-річчю від дня народження члена-кореспондента НАН України В.А.Назаренка, (Ужгород, 15-17 вересня 1998 року).– Ужгород, 1998.– С.34.

9. Вронська Л.В., Врублевська Т.Я., Тимошук О.С. Вивчення відновлення іонів Ru(IV) в некомплексуючих середовищах // Зб. наук. праць: Сьома наук. конф. “Львівські хімічні читання – 1999” (Львів, 27-28 травня 1999).– Львів., 2001.– С.73.

10. Врублевская Т.Я., Вронская Л.В., Тимошук А.С. Применение пирокатехинового фиолетового для осцилополярографического определения рутения (IV) // Тезисы докладов VII Всероссийской конференция “Органические реагенты в аналитической химии” (Саратов, 20-25 сентября 1999).– Саратов, 1999.– С.217.

11. Тимошук О.С., Новик І.В., Мелешко О.М., Дацишин Л.Г. Нова методика для вольтамперометричного визначення малих кількостей Ru(IV) // Тези доповідей Першої Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії” присвяченої 140-річчю з дня народження С.М.Реформатського (Київ, травень 2000р.).– Київ, 2000.– С.15.

12. Тимошук О.С., Врублевська Т.Я. Вольтамперометричне визначення малих кількостей Ru в присутності Pt і Pd // Тези доп. Всеукраїнської (з міжнародною участю) конф. з аналітичної хімії, присвяченої 100-річчю від дня народження проф.М.П.Комаря (Харків, 15-19 травня 2000р.).– Харків, 2000.– С.192.

13. Тимошук О., Врублевська Т. Вольтамперометрія Ru(IV) в присутності Ir(IV) та Rh(III) // Зб. наук. праць: Восьма наук. конф. “Львівські хімічні читання – 2001” (Львів, 24-25 травня 2001).– Львів., 2001.– С.У13.