Определение концентрации аминогрупп на поверхности

[maks]

Собственно есть аминогруппы на поверхности SiO2 and Fe3O4
кто работал с такой задачей как определить концентрацию. В первом случае может титрация кислотой , есть ли другие методы ?
хотелось бы узнать есть ли какой то универсальный метод, ибо вторую поверхность кислота будет разрушать, а хотелось бы в идеале обе концентрации проверять в одних условиях
Спасибо !

[Phobos]

А какое соотношение амин-железо, хоты бы одного порядка? Можно ли растворить в кислоте все и отдельно определить железо, отдельно амин?

[kika]

Или аминогруппы в растворитель, промыв SiO2 and Fe3O4,
а потом их в этом растворителе определить титрацией.

[Phobos]

Я так понимаю, они прочно сидят на поверхности, может даже ковалентной связью.

[kika]

Ага! Спасибо!
А если взять, к примеру, 10 % ную уксусную, может, холодную, и промыть образцы. Может, не пойдет "глубинная" реакция? Тогда по убытку кислоты в исходном растворе и после промывки можно рассчитать амины.

[maks]

Да, связаны ковалентно, через линкер

[maks]

Может какая цветная реакция типа с нингидрином ? Или амин делает нечто , что меняет волну поглощения какого то реагента и чем больше аминов тем интенсивность новой волны больше

[ChemNavigator]

А что, если это первичный амин типа APTES, то нингидрин должен подойти.

[maks]

А что, если это первичный амин типа APTES, то нингидрин должен подойти.

да , это и есть APTES, но вот не могу сообразить амины с поверхности реагируют с нингидрином, аддукт окрашивается в синий цвет ок,
но on Fe3O4 аддукт в спектрофотометр не засунешь, что делать ?

[maks]

или брать избыток нингидрина и после реакции отмыть всю остаточную синь (неясно как и чем) и оставшийся избыток спектрофотометрически оттитрвать р-ром аммиака ?

[Semenych]

Есть несколько методов.
Можно элементным анализом, например так делают у силикатов типа МСМ-41 и SBA-15.
При этом будет получена цифра максимального количества амино групп, но не факт что все из них доступны для других реагентов.
Можно по сорбции пикриновой кислоты. Сначала сорбируем пикринку из водного или органического раствора,
далее отмываем её избыток(в сокслете, или циклы промывка-центрифугирование), далее десорбция триэтиламином
и спектрофотометрическое определение пикринки в растворе.
Ещё можно с диметокситритилхлоридом как в олинонуклеотидном синтезе делают, почти как с пикринкой.
Метдики могу вечером глянуть.

[Nickolas]

да , это и есть APTES, но вот не могу сообразить амины с поверхности реагируют с нингидрином, аддукт окрашивается в синий цвет ок,
но on Fe3O4 аддукт в спектрофотометр не засунешь, что делать ?

На методе с нингидрином основаны качественный и ИМХО количественный методы определения аминогрупп в пептидной химии. Насчет количественного надо погуглить, а вот качественный очень простой: там смешиваются три спиртовых раствора, включая раствор нингидрина, каталитическое количество цианида и пиридина и все это греется со смолой несколько минут. Сперва окрашивается полимер, а спустя какое-то время окраска переходит в раствор. При положительном тесте развивается темно-голубой цвет. ЕМНИП, при количественном определении раствор спектрофотометрируют и высчитывают концентрацию по формуле.

[ChemNavigator]

При реакции нингидрина с перв. аминами они превращаются в альдегиды (R-CH2NH2 => R-CH=O), т.е. связь C-N рвётся, и атом азота входит в состав образующегося красителя. Т.е. синий краситель уже не будет ковалентно связан с подложкой, и по идее его можно экстрагировать если найти подходящий растворитель.

[maks]

Спасибо большое, коллеги

[Nickolas]

или брать избыток нингидрина и после реакции отмыть всю остаточную синь (неясно как и чем) и оставшийся избыток спектрофотометрически оттитрвать р-ром аммиака ?

Кстати, если будете искать, то этот тест с нингидрином называется "kaiser test".

[Volkvit]

Титровать такие вещи можно. При этом оксид Fe не начнет взаимодействовать с кислотой до тех пор, пока не закончится амин, так как (утрированно) амин гораздо более сильное основание, нежели оксид, особенно железа (рН окончания выпадения Fe(OH)3 около 3.5). Кислоту для титрования лучше брать сильную - более выражен переход рН. Для определения точки эквивалентности лучше построить кривую титрования (нужен потенциометр), так как амин может взаимодействовать не с 1 протоном и на кривой это будет видно, также по ней можно подобрать индикатор с оптимальным интервалом перехода окраски (и далее пользоваться им).
З.ы. также можно оттитроваться в неводных средах - исключить даже гипотетическую возможность взаимодействия кислоты с оксидом из-за отсутствия диссоциации. Здесь логичней использовать метод обратного титрования и определять избыток, титруя раствор кислоты в органике водной щёлочью со стандартным фенолфталеином. Но здесь геморрой готовить раствор кислоты с точной концентрацией...

[Phobos]

Еще раз - почему не растворить всю навеску, железо в серной, кремний в HF, a потом определить азот по total Kjeldahl nitrogen (TKN)?

[maks]

еще раз спасибо, склоняюсь к нингидрину , но все опции

to Semenich если можно методики по пикриновой и ДМТ
to Nicholas - спасибо, точно !
to- Volvkit , если что кислоту 0.1N HCl заказчик купит

to Phobos определить железо это некая проблема ,ICP ? вот это дороговато тем более , что предпологается делать несколько раз или имеется ввиду титрование с EDTA ?, там как бы при разложении кислотой сульфаты двух железяк ,или это неважно, плохо помню теорию этого дела

а что такое
азот по total Kjeldahl nitrogen (TKN) ?

[Phobos]

а что такое азот по total Kjeldahl nitrogen (TKN)

Код: Выделить всё

en.wikipedia.org/wiki/Kjeldahl_method

[Volkvit]

Еще раз - почему не растворить всю навеску, железо в серной, кремний в HF, a потом определить азот по total Kjeldahl nitrogen (TKN)?

Можно попробовать и без растворения: просто сунуть в элементник...

to- Volvkit , если что кислоту 0.1N HCl заказчик купит

Советские фиксаналы, коих еще у всех предостаточно (наверное), еще вполне годные.

to Phobos определить железо это некая проблема ,ICP ?

Железо из раствора проще всего определять гравиметрически в виде гидроксидов.

P.S. Гравиметрия и титрование являются наиболее точными методами количественного анализа.