PL236952B1 - Sposób określania stężenia chitozanu w roztworach wodnych - Google Patents

Sposób określania stężenia chitozanu w roztworach wodnych Download PDF

Info

Publication number
PL236952B1
PL236952B1 PL426293A PL42629318A PL236952B1 PL 236952 B1 PL236952 B1 PL 236952B1 PL 426293 A PL426293 A PL 426293A PL 42629318 A PL42629318 A PL 42629318A PL 236952 B1 PL236952 B1 PL 236952B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
chitosan
dye
solution
concentration
supernatant
Prior art date
Application number
PL426293A
Other languages
English (en)
Other versions
PL426293A1 (pl
Inventor
Dorota Ziółkowska
Szymon Jenczewski
Oleksandr Shyichuk
Original Assignee
Univ Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich W Bydgoszczy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich W Bydgoszczy filed Critical Univ Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich W Bydgoszczy
Priority to PL426293A priority Critical patent/PL236952B1/pl
Publication of PL426293A1 publication Critical patent/PL426293A1/pl
Publication of PL236952B1 publication Critical patent/PL236952B1/pl

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób oznaczania stężeń chitozanu (CTN) w roztworach wodnych za pomocą testu probówkowego, z zastosowaniem barwnika Czerń eriochromowa T (CET) o wzorze sumarycznym C20H12N3O7SNa i masie molowej 461,38 g/mol. Podstawę oznaczenia stanowi zjawisko tworzenia trudnorozpuszczalnego asocjatu polimer-barwnik, który przy stosunku molowym składników zbliżonym do 1 wytrąca się z roztworu, powodując niemal całkowite odbarwienie supernatanta w mieszaninie chitozan-Czerń eriochromowa T. Prosty test probówkowy, który pozwala na oznaczenie stężenia chitozanu w roztworze wodnym. Podstawę oznaczenia stanowi zjawisko tworzenia trudno rozpuszczalnego asocjatu chitozanu z barwnikiem Czerń eriochromowa T. Przy stosunku molowym składników zbliżonym do 1 asocjat w pełni wytrąca się z roztworu, powodując niemal całkowite odbarwienie supernatanta, co stanowi sygnał analityczny.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób określania stężenia chitozanu w roztworach wodnych za pomocą testu probówkowego.
Chitozan jest biopolimerem pozyskiwanym przez częściową N-deacetylację chityny [1]. Dzięki specyficznym właściwościom, takim jak duża gęstość ładunku dodatniego, reaktywność, zdolność do wiązania wody i tworzenia żeli, właściwości sorpcyjne i chelatujące w stosunku do jonów metali, działanie bakteriobójcze, grzybobójcze i przeciwzapalne, biokompatybilność, nietoksyczność oraz biodegradowalność, chitozan znajduje szerokie praktyczne zastosowanie, szczególnie w medycynie [1-5]. Jest stosowany do konstrukcji implantów, do produkcji nowoczesnych opatrunków medycznych, sztucznej skóry, soczewek kontaktowych i szwów chirurgicznych. Chitozan wykorzystuje się też do oczyszczania wód ściekowych, w tym do usuwania jonów metali, pestycydów, fenoli, flokulantów i koagulantów oraz filtrowania wody, jak również do produkcji papieru, kosmetyków oraz dodatków do żywności i pasz, w biotechnologii i rolnictwie. [4,6,7].
Chitozan w roztworach wodnych może być ilościowo oznaczany typowymi metodami s tosowanymi dla polimerów wodorozpuszczalnych, tj. metodą pomiaru zawartości ogólnego węgla organicznego oraz przez potencjometryczne oznaczanie anionu chlorkowego [8], metodą koloidalnego miareczkowania [9], turbidymetryczną [10], poprzez miareczkowanie potencjometryczne z elektrodą jonoselektywną [11], czy też spektrofotometrycznie, z wykorzystaniem barwników trifenylometanowych [12].
Procedury analityczne wykorzystujące fakt tworzenia trudnorozpuszczalnych asocjatów polimer kationowy - barwnik anionowy wymagają wyznaczenia krzywej kalibracyjnej lub zmiareczkowania próbki badanego roztworu.
P r z y k ł a d 1 [13]
Próbkę analitu umieszcza się w zakręcanej probówce wraz z określoną ilością wodnego roztworu barwnika Czerń Amidowa 10B, odstawia na 24 h i mierzy absorbancję mieszaniny przy długości fali 620 nm. Wartość pH próbki analitu powinna mieścić się w zakresie 5-8, a siła jonowa nie może przekraczać 1 M NaCI. Wynik odczytuje się z krzywej kalibracyjnej. Zakres oznaczenia wynosi 20-200 μmoli meru/dm3. W oznaczeniu przeszkadzają sole metali jedno- i wielowartościowych, a także surfaktanty niejonowe, kationowe i anionowe.
P r z y k ł a d 2 [14]
Próbkę analitu miareczkuje się spektrofotometrycznie wodnym roztworem barwnika Czerń Amidowa 10B przy długości fali z zakresu 600-650 nm. Barwnik dozuje się z częstotliwością 1/min., porcjami o objętości 100 mL. Miareczkowanie prowadzi się do momentu wystąpienia skokowej zmiany absorbancji, a wynik oblicza się na podstawie odpowiedniego równania. Zakres oznaczenia wynosi 10-80 μmoli meru/dm3. Błąd oznaczenia sięga -16%.
W niniejszym rozwiązaniu proponuje się zastosowanie nieskomplikowanej metody oznaczania stężania chitozanu w roztworach wodnych, pozwalającej na wykonanie analizy bez użycia specjalistycznej aparatury pomiarowej.
[1 ] Gorczyca G., Tylingo R.: Biopolimery w konstrukcji nowoczesnych materiałów medycznych o aktywności antydrobnoustrojowej. Polimery 2011,56, 791-800.
[2] Khor E., Lim L. Y.: Biomaterials 2003, 24, 2339.
[3] Gierszewska-Drużyńska M., Ostrowska-Czubenko J.: Synteza i właściwości membran hydrożelowych na podstawie chitozanu oraz alginianu sodu. Polimery 2007, 52, 517-523.
[4] Kułak Z., Niekraszewicz A., Struszczyk H.: Wykorzystanie chitozanu do sorpcji jonów metali ciężkich. Polimery 2001,46, 48-52.
[5] Hehn Z., Gawdzik A., Sajewicz J.: Wpływ kwasu butanotetrakarboksylowego i chitozanu na właściwości bezformaldehydowej apretury tkanin bawełnianych. Polimery 2005, 50, 463-467.
[6] Ciechańska D., Wietecha J., Kucharska M., Wrześniewska-Tosik K., Kopania E.: Biomasa jako źródło funkcjonalnych materiałów polimerowych. Polimery 2014, 59, 383-392.
[7] Struszczyk M. H.: Chitin and Chitosan. Polimery 2002, 47, 316-325.
[8] Yu-Jen Shin, Chia-Chi Su, Yun-Hwei Shen,: Dispersion of aqueous nano-sized alumina suspensions using cationic polyelectrolyte. Materials Research Bulletin 2006, 41, 1964-1971.
PL 236 952 Β1
[9] Sang-Kyu Kam, Gregory J.: The Interaction Of Humic Substances with Cationic Polyelectrolytes. Wat. Res. 2001,35, 15, 3557-3566.
[10] Kotz J., Bogen I., Heinze Th., Heinze U., Kulicke W.-M., Lange S.: Peculiarities in the physico-chemical behaviour of non-statistically substituted carboxymethylcelluloses, Colloids and Surfaces, A: Physicochemical and Engineering Aspects 2001, 183-185, 621-633.
[11] Radian A., Yael G. Mishael: Characterizing and Designing Polycation-Clay Nanocomposites As a Basis forlmazapyr Controlled Release Formulations, Environ. Sci. Technol. 2008, 42,1511-1516.
[12] T. V. Antonova, V. I. Vershinin, Yu. M. Dedkov: Use of Triphenylmethane Dyes for the Spectrophotomethc, Determination of Polymer Flocculants in Aqueous Solutions, Journal of Analytical Chemistry 2005, 60(3), 247-251.
[13] Ziółkowska D., Shyichuk A., Sajna M.: Sposób oznaczania stężenia polichlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.400877, pat. 220219.
[14] Ziółkowska D., Shyichuk A.: Sposób oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.406649, pat. 223704.
Istotą rozwiązania według wynalazku jest sposób oznaczania stężeń chitozanu (CTN) w roztworach wodnych za pomocą testu probówkowego, z zastosowaniem barwnika Czerń eriochromowa T (CET) o wzorze sumarycznym C2oHi2N3G7SNa i masie molowej 461,38 g/mol. Podstawę oznaczenia stanowi zjawisko tworzenia trudnorozpuszczalnego asocjatu polimer-barwnik, który przy stosunku molowym składników zbliżonym do 1 wytrąca się z roztworu, powodując niemal całkowite odbarwienie supernatanta w mieszaninie chitozan-Czerń eriochromowa T.
Sposób obejmuje następujące kroki: przygotowanie serii probówek zawierających jednakowe objętości badanego roztworu CTN, wprowadzenie do probówek różnych dawek roztworu CET o neutralnym pH, sedymentacja osadu, wytypowanie próbki o największym stopniu odbarwienia supernatanta, obliczenie stężenia CTN wg wzorów:
CcTN[mmol/l] = CcET[mmol/L] · VcET[mL] / VcTN[mL] (1) albo
CcTN[mg/L] = CcET[mmol/L] · VcET[mL] · McTN[g/mol] / VcTN[mL] (2) gdzie:
Cctn i Ccet- stężenia badanego roztworu chitozanu oraz roztworu Czerni eriochromowej T wprowadzonego do probówek
Vctn i Vcet — objętości roztworów chitozanu oraz Czerni eriochromowej T w mieszaninie o największym stopniu odbarwienia supernatanta
Mctn - masa cząsteczkowa chitozanu
Roztwór podstawowy chitozanu (M=142 g/mol, Aldrich) o stężeniu 200 mg/L, otrzymano przez rozpuszczenie odpowiedniej naważki w 2% kwasie octowym. Z roztworu podstawowego chitozanu sporządzono roztwory robocze (badane) o wybranych stężeniach, poprzez odpowiednie rozcieńczenie wodą destylowaną.
Roztwór Czerni eriochromowej T (ROCH) o stężeniu 0,5 m mol/L otrzymano przez rozpuszczenie odpowiedniej naważki barwnika w wodzie destylowanej.
Oznaczenia wykonano w następujący sposób: do zakręcanych probówek pomiarowych o pojemności 10 cm3 odmierzano po 4 cm3 badanego roztworu chitozanu. Następnie do kolejnych próbek wprowadzano rosnąco dawki roztworu barwnika, po czym próbki mieszano i pozostawiono w statywie na 1 dobę. Wygląd próbek po sedymentacji zilustrowano fotografiami. Dla potwierdzenia różnic natężania barwy po sedymentacji wykonano pomiar absorbancji roztworów przy długości fali 535 nm. Dla próbki o najmniejszym natężeniu barwy roztworu wykonywano obliczenie stężenia chitozanu w analizowanym roztworze, korzystając z równania (2).
Przykład 1: Oznaczenie w roztworze chitozanu o stężeniu 18 mg/L
nr pjfókj 1 2 3 4 5 6 7 3 9 0 10
Vcei, cm’ 0.2 O.3 0.4 0,5 0.6 0.7 0.Θ 0.9 1 1.1
Abs 0.47 0.51 0 54 0.56 0 60 C.62 0.52 0 54 0,19 0 65
Obliczenie dla próbki nr 9: Cctn = 0,5 · 1/4 · 142 = 17,75 mg/L
PL 236 952 Β1
Przykład 2: Oznaczenie w roztworze chitozanu o stężeniu 18 mg/L
nr próbki Vcet. cm* Ans 1 0,1 0,44 2 0.2 0,57 3 4 5 0.3 0,4 0.5 0,62 0,63 0.8D 6 0.6 0.82 7 0,7 O.BS a 0.8 0,88 9(Ί 0.9 0,29 10 1 1.08
Obliczenie dla próbki nr 9: Cctn = 0,5 · 0,9/4 · 142 = 15,98 mg/L Przykład 3: Oznaczenie w roztworze chitozanu o stężeniu 10 1 2 3 4 5 6 próbki mg/L 7 en 90 10
VcET, Cm1 0.2 0,25 0,3 0,35 04 0,45 0.5 0.55 0.6 0.65
Abs 0.44 0,46 0.52 0,49 0.52 0.58 0.60 0,31 0.2Θ 0.62
Obliczenie dla próbki nr 8 i 9, tj. o zbliżonych stopniu odbarwienia:
Cctn = 0,5 · 0,6/4 · 142 = 10,65 mg/L
Cctn = 0,5 · 0,55/4 · 142 = 9,76 mg/L
Schemat układy pomiarowego. Strzałka pozioma pokazuje kierunek wzrostu zawartości barwnika. Strzałka pionowa wskazuje próbkę, w której stosunek molowy CET:CTN jest zbliżony do 1.
PL 236 952 Β1
Przykład zastosowania 1
Przykład zastosowania 2
Przykład zastosowania 3

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób oznaczania stężenia chitozanu w roztworach wodnych, znamienny tym, że do probówek zawierających określoną objętość badanego roztworu chitozanu wprowadza się rosnąco dawki barwnika Czerń eriochromowa T i po zakończeniu sedymentacji - grawitacyjnie w ciągu 24 godzin, obserwuje stopień odbarwienia supernatanta.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sedymentacje przyspiesza się poprzez wirowanie próbek.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na podstawie ilości barwnika w próbce o największym stopniu odbarwienia supernatanta wylicza się stężenie chitozanu w badanym roztworze, korzystając ze wzorów:
    CcTN[mmol/l] = CcET[mmol/L] · VcET[mL] / VcTN[mL] albo
    CCTN[mg/L] = CcET[mmol/L] · VcET[mL] · MCTN[g/mol] / VcTN[mL] gdzie:
    Cctn i Ccet - stężenia badanego roztworu chitozanu oraz roztworu Czerni eriochromowej T wprowadzonego do probówek
    Vctn i Vcet - objętości roztworów chitozanu oraz Czerni eriochromowej T w mieszaninie o największym stopniu odbarwienia supernatanta
    Mctn - masa cząsteczkowa chitozanu.
  4. 4. Sposób wg zastrz. 1 znamienny tym, że zakres oraz dokładność oznaczenia reguluje się poprzez dobór stężenia barwnika oraz dawki barwnika i analitu.
PL426293A 2018-07-10 2018-07-10 Sposób określania stężenia chitozanu w roztworach wodnych PL236952B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL426293A PL236952B1 (pl) 2018-07-10 2018-07-10 Sposób określania stężenia chitozanu w roztworach wodnych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL426293A PL236952B1 (pl) 2018-07-10 2018-07-10 Sposób określania stężenia chitozanu w roztworach wodnych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL426293A1 PL426293A1 (pl) 2020-01-13
PL236952B1 true PL236952B1 (pl) 2021-03-08

Family

ID=69161628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL426293A PL236952B1 (pl) 2018-07-10 2018-07-10 Sposób określania stężenia chitozanu w roztworach wodnych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL236952B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL426293A1 (pl) 2020-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hujaya et al. Polyion complex hydrogels from chemically modified cellulose nanofibrils: Structure-function relationship and potential for controlled and pH-responsive release of doxorubicin
AU705666B2 (en) Cellulose particles, method for producing them and their use
Juang et al. Ultrafiltration rejection of dissolved ions using various weakly basic water-soluble polymers
Ishiguro et al. Binding of cationic surfactants to humic substances
Insua et al. Polymyxin B containing polyion complex (PIC) nanoparticles: Improving the antimicrobial activity by tailoring the degree of polymerisation of the inert component
Furlani et al. Highly monodisperse colloidal coacervates based on a bioactive lactose-modified chitosan: From synthesis to characterization
Lončarević et al. Copper–zinc/chitosan complex hydrogels: Rheological, degradation and biological properties
Yuan et al. Ionically crosslinked polyelectrolyte nanoparticle formation mechanisms: the significance of mixing
Suchyta et al. Selective monophosphorylation of chitosan via phosphorus oxychloride
Kassymova et al. Preparation and properties of interpolymer complexes capable of soil structuring
Sabadini et al. Gellan gum–O, O′‐bis (2‐aminopropyl)‐polyethylene glycol hydrogel for controlled fertilizer release
Wallace et al. Does it bind? A method to determine the affinity of calcium and magnesium ions for polymers using 1H NMR spectroscopy
US20090149421A1 (en) Gel formation of polyelectrolyte aqueous solutions by thermally induced changes in ionization state
PL236952B1 (pl) Sposób określania stężenia chitozanu w roztworach wodnych
Rodrigues et al. Physicochemical features assessment of acemannan-based ternary blended films for biomedical purposes
KR20010042950A (ko) 제지공장 폐수의 색 제거에 유용한 분산액 폴리머
EP0000714A2 (de) Hilfsmittel zur Verbesserung der Retention, Entwässerung und Aufbereitung, insbesondere bei der Papierherstellung
Sentana et al. Removal of natural organic matter by cationic and anionic polyacrylonitrile membranes. The effect of pressure, ionic strength and pH
KR20140116045A (ko) 카테콜기를 포함하는 유기화합물로 개질된 친수성 고분자를 이용한 칼슘 포스페이트 나노 복합체 및 그 제조방법
Vleugels et al. On the driving forces for complexation of methyl orange with polycations
Mihai et al. New polyelectrolyte complex particles as colloidal dispersions based on weak synthetic and/or natural polyelectrolytes.
Czechowska-Biskup et al. Aqueous solutions of hydrochloric acid as simple solvents of chitosan for viscosity-and light-scattering-based molecular weight determination
KR100368877B1 (ko) 셀룰로오스입자,그것의제조방법및그것의용도
Haftka et al. Colloidal stability of (functionalised) fullerenes in the presence of dissolved organic carbon and electrolytes
Yuan Structural characterization of polymer-based flocculation of humic acid as a tool for optimizing water treatment