UNIVERZITET U NIŠU · reakcijama anhidrida ftalne kiseline i odgovarajućeg alkohola. Ime „ftalat“ potiče od ftalne kiseline, koja i sama potiče od reči „naftalin“. Ftalati

UNIVERZITET U NIŠU

PRIRODNO-MATEMATIČKI

FAKULTET

ISPITIVANJE EFIKASNOSTI EKSTRAKCIJE

FTALATA IZ ALKOHOLNIH RASTVORA

-master rad-

Mentor: Student:

dr Tatjana Anđelković Jasna Turk

Niš, 2016.

ПРИРОДНO - MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА

Редни број, РБР:

Идентификациони број, ИБР:

Тип документације, ТД: монографска

Тип записа, ТЗ: текстуални / графички

Врста рада, ВР: Мастер рад

Аутор, АУ: ЈаснаТурк

Ментор, МН: Татјана Анђелковић

Наслов рада, НР: Испитивање ефикасности екстракције фталата из алкохолних раствора

Језик публикације, ЈП: српски

Језик извода, ЈИ: српски

Земља публиковања, ЗП: Р. Србија

Уже географско подручје, УГП: Р. Србија

Година, ГО: 2016

Издавач, ИЗ: Ауторски репринт

Место и адреса, МА: Ниш, Вишеградска 33.

Физички описрада, ФО: (поглавља/страна/ цитата/табела/слика/графика/прилога)

41 страна; 6 поглавља; 11 табела; 13 слика

Научна област, НО: Хемија

Научна дисциплина, НД: Хемија животне средине

Предметна одредница/Кључне речи, ПО: Фталати, алкохол, гасна хроматографија са масеном

спектрометријом

УДК 66.061.35 : (547.26 + 661.8 ’ 078.4)

Чува се, ЧУ: библиотека

Важна напомена, ВН: Извод, ИЗ: Предмет овог мастер рада је испитивање ефикасности екстракције фталата

из алкохолних раствора. Испитивање је вршено екстракцијом фталата из

раствора метанола и етанола различите запреминске концентрације помоћу

хексана, и детектовањем фталата гасном хроматографијом са масеном

спектрометријом. Резултати су показали да се проценат екстракције

смањује са повећањем запреминског удела алкохола у раствору. Проценат

екстракције у свим испитиваним растворима метанола и етанола показује

исти тренд: ДМФ < ДБФ < ББФ < ДЕХФ.

Датум прихватања теме, ДП:

Датум одбране, ДО:

Члановикомисије, КО: Председник:

Члан: Члан, Ментор:

ПРИРОДНО - МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

KEY WORDS DOCUMENTATION

Accession number, ANO: Identification number, INO:

Document type, DT: monograph

Type of record, TR: textual / graphic

Contents code, CC: Master work

Author, AU: Jasna Turk

Mentor, MN: Tatjana Anđelković

Title, TI: Investigation of phthalate extraction efficiency from alcoholic solutions

Language oftext, LT: Serbian

Language of abstract, LA: English; Serbian

Country of publication, CP: Republic of Serbia

Locality of publication, LP: Serbia

Publication year, PY: 2015

Publisher, PB: author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33.

Physical description, PD: (chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/appendixes)

41 pages; 6 chapters; 11 tables; 13 figures

Scientific field, SF: chemistry

Scientific discipline, SD: Environmental chemistry

Subject/Keywords, S/KW: Phthalates, alcohol, gas chromatography-mass spectrometry

UC 66.061.35 : (547.26 + 661.8 ’ 078.4)

Holding data, HD: library

Note, N: Abstract, AB: The subject of this work is investigation of phthalate extraction efficiency from

alcoholic solutions. Investigation was carried out by extraction of phthalates with

hexane from spiked alcoholic solutions, and detection of phthalates by using gas

chromatography-mass spectrometry. Obtained results showed that the

percentage of the extraction decreases with increasing volume fraction of alcohol

in the investigated solutions. The percentage of extraction in all the investigated

solutions of methanol and ethanol shows the same trend: DMP < DBP < BBP <

DEHP.

AcceptedbytheScientificBoard on, ASB:

Defended on, DE:

DefendedBoard,

DB:

President:

Member: Member,

Mentor:

Eksperimentalni deo ovog master rada urađen je u istraživačkoj laboratoriji Katedre

za primenjenu i industrijsku hemiju Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu, i u laboratoriji

za masenu spektrometriju Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu.

Ovom prilikom bih iskazala naročitu zahvalnost svom mentoru, prof. dr Tatjani

Anđelković, na nesebičnoj stručnoj pomoći koju mi je pružila oko izbora teme, definisanju

njenih okvira i na savetima tokom izrade eksperimentalnog dela rada. Veliko hvala i dr Ivani

Kostić, naučnom saradniku, na strpljenju i razumevanju. Zahvaljujem se i dr Darku

Anđelkoviću, naučnom saradniku, na korisnim savetima tokom izrade eksperimentalnog dela

master rada.

Na kraju, neizmernu zahvalnost dugujem svojoj porodici, majci Svetlani, ocu Marjanu

i sestri Bojani, kao i prijateljima na pruženoj ljubavi, podršci i motivaciji tokom studiranja.

Sadržaj

1. UVOD ..................................................................................................................................... 7

2. TEORIJSKI DEO.................................................................................................................... 8

2.1. Ftalati ................................................................................................................................. 10

2.1.1. Svojstva ftalata ............................................................................................................ 10

2.1.2. Upotreba ftalata ........................................................................................................... 11

2.1.3. Uticaj ftalata na zdravlje ljudi ..................................................................................... 11

2.1.4. DMF (dimetil ftalat) .................................................................................................... 12

2.1.5. DBF (dibutil ftalat) ..................................................................................................... 13

2.1.6. BBF (benzil butil ftalat) .............................................................................................. 13

2.1.7. DEHF (dietilheksil ftalat) ........................................................................................... 14

2.2. Ekstrakcija tečno-tečno ...................................................................................................... 15

2.2.1. Podeoni koeficijent ..................................................................................................... 16

2.3. Ekstrakcija na čvrstoj fazi (Solid phase extraction – SPE) ................................................ 17

2.4. Hromatografija ................................................................................................................... 19

2.4.1. Gasna hromatografija .................................................................................................. 19

2.4.2. GC-MS (Gasna hromatografija sa masenom spektrometrijom) ................................. 20

3. EKSPERIMENTALNI DEO ................................................................................................ 22

3.1. Program i metodika eksperimenta ..................................................................................... 23

3.2. Eksprimentalni postupak .................................................................................................... 24

3.2.1. Pribor i hemikalije....................................................................................................... 24

3.2.2. Ispitivanje mešljivosti rastvarača ................................................................................ 24

3.2.3. Priprema rastvora ftalata ............................................................................................. 25

3.2.4. Priprema standardne serije ftalata ............................................................................... 25

3.2.5. Spajkovanje rastvora alkohola .................................................................................... 25

3.2.6. Instrumentacija GC-MS .............................................................................................. 26

4. REZULTATI I DISKUSIJA ................................................................................................. 27

4.1. Prikaz rezultata................................................................................................................... 28

4.1.1. Standardne krive ispitivanih ftalata ............................................................................ 28

4.1.2. Određivanje zapremine sloja heksana ......................................................................... 29

4.1.3. Određivanje stepena ekstrakcije DMF heksanom iz rastvora metanola i etanola

različite zapreminske koncentracije ...................................................................................... 30

4.1.4. Određivanje stepena ekstrakcije DnBF heksanom iz rastvora metanola i etanola


4.1.5. Određivanje stepena ekstrakcije BBF heksanom iz rastvora metanola i etanola


4.1.6. Određivanje stepena ekstrakcije DEHF heksanom iz rastvora metanola i etanola


4.2. Diskusija rezultata .............................................................................................................. 37

5. ZAKLJUČAK ....................................................................................................................... 38

6. LITERATURA ..................................................................................................................... 40

1. UVOD

8

Uvod

Ftalati su estri ftalne kiseline. Koriste se kao plastifikatori i dodaju se kako bi poboljšali

mehanička svojstva plastičnih materijala, povećali mekoću i fleksibilnost. S obzirom da

ftalati nisu hemijski vezani za polimer, mogu se izlužiti u medijum koji ih okružuje. Nalaze

se u mnogim proizvodima kao što su četkice za zube, igračke, alat, ambalaže za pakovanje

hrane. Takođe, medicinska oprema koja se koristi u procesima peritonealne dijalize i

transfuzije izrađuje se od polivinilhlorida (PVC) koji sadrži veliki procenat ftalata u odnosu

na masu uzorka. Najčešće korišćeniftalati su dimetilftalat (DMF), dibutilftalat (DBF),

benzilbutilftalat (BBF) i dietilheksilftalat (DEHF). Istraživanja su pokazala da ftalati mogu

uzrokovati smetnje u radu endokrinog sistema, pa su stoga okarakterisani kao potencijalni

endokrini disruptori.

U ovom radu ispitivana je efikasnost ekstrakcije ftalata od zapreminskog udela alkohola u

rastvoru. Ekstrakcija je vršena pomoću n-heksana. Zavisnost procenta ekstrakcije od

zapreminskog udela alkohola u rastvoru praćena je pomoću model sistema koji su spajkovani

poznatim koncentracijama rastvora četri ispitivana ftalata (DMF, DBF, BBF, DEHF). Analiza

uzoraka je izvršena pomoću GC-MS tehnike.

Abastract

Phthalates are phthalic acid esters. They are used as plasticizers and they are added to plastic

polymer in order to increase flexibility and softness. Phthalates are not chemically bonded to

plastic polymer and they can be leached into surrounding media. Phthalates can be found in

many consumer products as tooth brush, toys, tools and packaging material. Also, many

medical devices, such as peritoneal dialysis set or transfusion set, are made of polyvinyl

chloride (PVC) that contains high percent of phthalates by weight. The mostly used

phthalates are dimethylphthalate (DMP), dibuthylphthalate (DBP), benzylbuthylphthalate

(BBP) and diethylhexylphthalate (DEHP). Many investigations showed that phthalates can

cause problems in functioning of endocrine system, and because of that phthalates are named

as endocrine disruptors.

In this paper, phthalate extract efficiency from alcoholic solutions was investigated.

Extraction was performed by n-hexane. Determination was performed using model systems

that were spiked by known amount of four investigated phthalates (DMP, DBP, BBP,

DEHP). Determination of phthalates is performed by GC-MS.

2. TEORIJSKI DEO

Master rad Teorijski deo

10

2.1. Ftalati

Ftalati su dialkilestri ftalne kiseline (1,2-benzendikarboksilna kiselina). Dobijaju se u

reakcijama anhidrida ftalne kiseline i odgovarajućeg alkohola. Ime „ftalat“ potiče od ftalne

kiseline, koja i sama potiče od reči „naftalin“. Ftalati su plastifikatori koji se koriste za

poboljšanje fizičkih i mehaničkih osobina plastičnih polimera. Primarno su korišćeni za

omekšavanje polivinil hlorid (PVC) plastike, međutim danas se dodaju i drugim vrstama

plastičnih polimera. Ftalati se mogu naći u širokom spektru proizvoda. Nisu hemijski vezani,

već su inkorporirani u strukturu polimera. Mogu se ukloniti dejstvom toplote ili organskim

rastvaračima. Ljudski organizam može biti izložen ftalatima direktno, upotrebom proizvoda

koji sadrže ftalate, ili indirektno, recimo konzumiranjem hrane u koju su ftalati dospeli putem

izluživanja. Ispitivanja su pokazala da su najveće koncentracije ftalata nađene u masnoj hrani

(mleku, mesu, puteru itd.), što potvrđuje pretpostavku na osnovu strukture, jer su ftalati

liposolubilni (rastvorljivi u mastima i uljima).

Slika 1. Opšta formula ftalata

Ftalati su, kao plastifikatori, počeli da se koriste 20-tih godina prošlog veka. Zamenili su

kamfore u tom pogledu. Godine 1931. sa razvojem PVC plastike nastao je pravi bum u

upotrebi DEHF, najkorišćenijeg ftalata u proizvodnji plastike. Zbog toga se danas mogu naći

u proizvodima široke upotrebe, od građevinskog materijala do ambalaže za hranu. Mogu se

podeliti u dve grupe u zavisnosti od broja ugljenikovih atoma u alkoholnom lancu jer

pokazuju različita svojstva. Ftalati sa manjom molekulskom masom (3-6 C atoma u

alkoholnom lancu) zamenjuju se poslednjih godina u proizvodima ftalatima veće molekulske

mase (> 6 C atoma u alkoholnom lancu) zbog zdravstvenih problema koje uzrokuju.

2.1.1. Svojstva ftalata

Ftalati su bezbojne sirupaste tečnosti bez mirisa, slabo rastvorne u vodi, visoko rastvorljive u

uljima. Polarna karboksilna grupa malo doprinosi fizičkim osobinama ftalata osim kada su R

ostaci veoma mali (metil ili etil grupe).

Mehanizam po kome ftalati utiču na osobine polarnih polimera predmet je proučavanja još od

60-tih godina prošlog veka. Mehanizam se sastoji u interakciji polarnog dela ftalata (C=O

veze) i pozitivno naelektrisanog dela vinilnog lanca. Da bi se ovo postiglo polimer se mora

grejati u prisustvu plastifikatora do tačke topljenja. Ovakav postupak omogućava mešanje

polimera i ftalata i stvaranje veza. Kada se smeša ohladi ove veze ostaju i lanac se ne može

reformisati.


11

2.1.2. Upotreba ftalata

Ftalati se koriste u velikom broju proizvoda, u omotačima pilula, stabilizatorima, sredstvima

za dispergovanje, lubrikanatima, vezivima, emulgatorima. Takođe se koriste i prilikom izrade

poljoprivrednog i građevinskog materijala, kao dodaci plastičnim materijalima za izradu

pakovanja hrane, igračakama, prilikom modeliranja gline, u bojama, voskovima, lepkovima,

premazima, tekstilu. Ftalati se često koriste u mekim plastikama za tuš zavese, podne

poločice, u sredstvima za čišćenje. Mogu se naći u kozmetičkim i medicinskim preparatima,

proizvodima lične higijene: tečni sapunima, lakovima za nokte, senkama za oči, kremama,

itd. Ftalati, koji u strukturi sadrže R grupe sa malim brojem C atoma, koriste se kao rastvarači

pesticida i parfema. Oko 7 miliona tona plastifikatora godišnje se potroši u svetu, a od te

količine samo oko milion tona u Evropi.

2.1.3. Uticaj ftalata na zdravlje ljudi

Izlaganje ftalatima

Ftalati se relativno lako izlužuju u okolinu. Čovek može biti izložen ftalatima kroz direktnu

upotrebu proizvoda koji sadrže ftalate, ili indirektnim putem, kroz opštu kontaminaciju

životne sredine. Lako se razlažu fotodegradacijom i anaerobnom degradacijom. Veće

koncentracije ftalata se nalaze u urbanim sredinama, dok ih u seoskim ima u znato manjoj

koncentraciji. Ftalati manje molekulske mase kao što je DMF su isparljiviji pa se češće

detektuju u vazduhu, dok su oni sa većom molekulskom masom kao što je DEHF stabilniji.

Kratkoročna izloženost ftalatima može prouzrokovati alergije i astmu dok dugoročna može

čak dovesti i do poremećaja u funkcionisanju nervnog sistema.

Ftalati koji se ingestijom unose u organizam najčešće tamo dospevaju putem hrane, (na

primer, zagrevanjem plastične ambalaže hrane u mikrotalasnoj pećnici), vode za piće, sokova

ili mleka, lekova i suplemenata koji su pakovani u plastične ambalaže.

Jedan od čestih načina dospevanja ftalata u ljudski organizam jeste i njihova apsorpcija preko

kože. Jedan od izvora jeste nepromočiva odeća (kabanice), zaštitne plastine rukavice i sl.

Ipak, najčešći način dermalnog unosa je preko kozmetičkih preparata i preparata za ličnu

higijenu, koji se čuvaju u plastičnoj ambalaži.

U parfemima, ftalati stabilizuju miris, a u lakovima za nokte imaju ulogu da spreče njihovo

pucanje nakon nanošenja. Najčešće se u kozmetičkim proizvodima nalazi DBF.

Plastične igračke, koje su omekšane uz pomoć ftalata, mogu biti potencijalan izvor

izloženosti dece ftalatima. Najčešće korišćeni ftalat u igračkama je di-izodecilftalat (DiDF).

Poseban problem su mekane plastične igračke za malu decu, koje ona stalno žvaću i grickaju.

Takođe, ftalati se mogu naći i u kozmetičkim proizvodima za decu i bebe.

PVC stolarija uglavnom sadrži DEHP, pa su neka istraživanja pokazala da je kod dece u

predškolskim ustanovama gde je korišćen laminat kao pod (koji sadrži DEHF) veći unos

ftalata i udisanjem i preko kože, što povećava rizik od raznih oboljenja kao što su astma i

alergije.

Ftalati se najčešće nalaze u plastikama sa oznakom 1 (PET) i oznakom 3 (PVC). Međutim,

pravno gledano, ne postoje specifični zahtevi za obeležavanjem ftalata u plastičnim

materijalima, što predstavlja veliki problem jer se oni često mogu naći u vodi za piće, hrani i

generalno u životnoj sredini, baš izluživanjem iz pakovanja.


12

Postoje mnoge biološke alternative na tržištu, ali one nisu isplative i toliko kompatibilne kao

ftalati. Međutim, u procesu je razvoj zamene na bazi biljnih ulja.

EU je definisala tačna ograničenja za upotrebu ftalata niskih molekulskih masa, pogotovo u

igračkama za decu. Neki su čak i u potpunosti zabranjeni. Sjedinjene Američke Države

(SAD) su uvele mere ograničenja sadržaja ftalata niskih molekulskih masa na 0.1%.

Faktor rizika za dobijanje raka dojke kod žena povećava se upotrebom kozmetičkih preparata

koji sadrže dietilftalat i dibutilftalat. Postoje mnoge studije koje potvrđuju da ftalati u

kozmetičkim preparatima uzrokuju rak dojke. Neke studije u kojima su korišćeni glodari kao

ispitanici pokazale su da ako se ubrizgavaju velike količine ftalata dolazi do hormonskog

poremećaja i do pojava urođenih mana kod potomaka. Ispitivanja koja su vršena kod

novorođenčadi i adolescenata pokazala su da dolazi do poremećaja razvoja, rasta, mentalne

zrelosti.

Slika 2. Oznake vrsta plastične ambalaže

2.1.4. DMF (dimetilftalat)

Dimetilftalat, (CH3O2)2C6H4, je metil estar ftalne kiseline. To je bezbojna tečnost koja se

rastvara u organskim rastvaračima. Slabo je rastvorljiv u vodi, Kow 1.56. Koristi se u

preparatima za odbijanje insekata, komaraca i muva. Takođe, koristi se i u čvrstim raketnim

gorivima i plastici. Izloženost izaziva iritaciju očiju, nosa i grla. Nema dostupnih informacija

o efektima hrnoničnog izlaganja. EnvironmentalProtectionAgency (EPA) je klasifikovala

DMF kao nekancerogen za ljude.

Slika 3. Formula DMF


13

2.1.5. DBF (dibutilftalat)

Dibutilftalat, C16H22O4, je žuta uljasta tečnost.Particioni koeficijent, Kow, iznosi 5.60. Dobija

se u reakciji n-butanola i ftalne kiseline. Može se detektovati u vodi, vazduhu i hrani. Koristi

se kao plastifikator, dodatak lepilima i štamparskim bojama, za izradu odeće specijalne

namene, kozmetičkim preparatima. Od strane EPA klasifikovan je kao nekancerogen za

ljude, međutim u zemljama Evropske Unije je od 1999. godine zabranjena njegova upotreba

u lakovima za nokte i ograničena upotreba u mekim igračkama za decu. U SAD, DBF je

označen kao endokrini disruptor i zabranjena je njegova upotreba u koncentracijama većim

od 1000 ppm u igračkama za decu.

Slika 4. Formula DBP-a

2.1.6. BBF (benzilbutilftalat)

Benzilbutilftalat (ili butilbenzilftalat), C19H20O4, je estar ftalne kiseline, benzil alkohola i n-

butanola. To je uljasta bezbojna tečnost, rastvorljiva u uljima, sa Kow 4.77. Koristi se za

izradu podova, obradu veštačke kože. Klasifikovan je kao toksičan za ljude i LD50 se kreće

od 2 do 20 g/kg telesne mase.

Istraživanja u SAD su pokazala da deca imaju i do 52% veće šanse da dobiju ekcem ukoliko

su majke bile izložene većim koncentracijama BBF u poređenju sa majkama koje su bile

izložene manjim koncentracijama. Izlaganje je mereno kroz testiranje urina tokom trećeg

tromesečja trudnoće. Kod svih osim jedne žene rezultati su pokazivali određen nivo BBF u

urinu.

Slika 5. Formula BBP-a


14

2.1.7. DEHF (dietilheksilftalat)

Bis(2-etilheksil) ftalat, C24H38O4, je najkorišćeniji predstavnik ove grupe. Spada u

diestreftalne kiseline. Ova viskozna, uljasta, bezbojna tečnost se rastvara u uljima, ali se slabo

rastvara u vodi. Meša se sa uljima, i heksanom, a Kow iznosi 7.60. Zbog svoje niske cene

široko je rasprostranjen i može se naći u količini i do 40% od težine plastične mase. Dobija se

sledećom reakcijom:

C6H4(CO)2O + 2 C8H17OH → C6H4(CO2 C8H17)2 + H2O

Može se apsorbovati iz vode i hrane. Iz plastike se može„izvući“nepolarnim rastvaračima.

EPA je postavila granicu za DEHP od 6ppb, mada je u mnogim uzorcima ona veća i do 200

puta. Pošto se DEHFmože u velikoj količini naći u proizvodima koji su deo medicinske

opreme (kese za dijalizu, infuzioneboce, kateteri itd.), pacijenti koji su podvrgnuti

medicinskim tretmanima, prilikom kojih se koristi ova oprema, mogu biti izloženi povećanoj

količini DEHF. DEHFu ljudskom organizmu hidrolizuje dajući MEHP (mono-

etilheksilftalat), oslobađajući tom prilikom alkohol koji podleže oksidaciji do aldehida i

karbokslinih kiselina. Utiče na razvoj novorođene muške dece, gojaznost, kardiovaskularne

probleme. Zbog svoje lipofilne prirode ima tendenciju nakupljanja u masnom tkivu.

Slika 6. Formula DEHP-a

Slika 7. Proizvodi iz svakodneven upotrebe koji mogu sadržati ftalate


15

2.2. Ekstrakcija tečno-tečno

Ekstrakcija je difuziona operacija u kojoj se iz određene čvrste materije ili tečnosti vrši

izvlačenje određene komponente pomoću pogodnog rastvarača.Generalno jedna od faza je

voda, a druga organska faza, međutim postoje i drugi sistemi sa obema organskim fazama.

Zbog mogućih velikih kapaciteta našla je široku primenu u industriji. Koristi se za preradu

ruda, proizvodnju organskih jedinjenja, parfema, biljnih ulja, biodizela, u farmaceutskoj

industriji, industriji hrane i dr.

Koristi se za:

razdvajanje komponenata različitih tačaka ključanja

razdvajanje komponenata malih koncentracija

za razdvajanje azeotropnih smeša

za razdvajanje temolabilnih komponenata

za razdvajanje jedne komponente iz smeše

za izdvajanje komponenata iz elektrolitičkih rastvora

Prednosti ove metode su:

veliki kapacitet

rad sa termolabilnim komponentama

selektivnost

rad sa malim koncentracijama (ppb)

fleksibilnost parametara

Rastvarač kojim se vrši ekstrakcija mora da ima odgovarajuće osobine:

selektivnost

distribucioni keficijent

sposobnost regeneracije rastvorene supstance iz rastvarača

razlika gustine među tečnim fazama

površinski napon

hemijska reaktivnost

cena

viskozitet i napon pare

Slika 8. Ekstrakcija tečno-tečno


16

2.2.1. Podeoni koeficijent

Kvantitativna mera koja opisuje kako će se komponenta raspodeliti u organskoj i vodenoj fazi

naziva se koeficijent distribucije (podeoni koeficijent). Ovaj koeficijent predstavlja odnos

rastvorljivosti komponente u organskoj i vodenoj fazi.

K= Co/Cw

Co – ravnotežna koncentracija supstance u organskoj fazi

Cw – ravnotežna koncentracija supstance u vodenoj fazi


17

2.3. Ekstrakcija na čvrstoj fazi (Solidphaseextraction – SPE)

Ekstrakcija na čvrstoj fazi je metoda odvajanja koja dovodi u kontakt gasnu ili tečnu fazu sa

čvrstom pri čemu se analit (analizirana komponenta) selektivno adsorbuje na čvrstoj fazi.

Eluirajući rastvarač se dodaje kako bi se analit selektivno desorbovao.

Princip ove vrste ekstrakcije se zasniva na:

komponenta mora da ima veći afinitet prema čvrstoj fazi nego prema matriksu

komponente zadržane na čvrstoj fazi mogu se desorbovatieluirajućim

rastvaračem

pH promene mogu biti korisne

komponenta se raspodeljuje između dve faze (tečne i čvrste)

Slika 9. Postupak ekstrakcije na čvrstoj fazi

Kao čvrsta faza koriste se: aluminijum oksid, silika gel, magnezijum silikat, polimeri. U

zavisnosti od funkcionalnih grupa adsorbenta oni se mogu klasifikovati kao polarni, nepolarni

i jonoizmenjivački. Kolone su izrađene od polipropilena, polietilena, i pune se obično

adsorbentomsa veličinom čestica od 40 μm. Količina tečnog matriksa varira od 1 mL do 11

mL.

Postupak se sastoji iz nekoliko koraka: 1.Aktivacijasorbenta upotrebom odgovarajućeg

rastvarača (najčešće se koristi metanol praćen vodom ili vodenim puferom), ne sme se

dozvoliti da sorbent ostane suv inače se ne može postići željeno razdvajanje. 2. Nanošenje

uzorka jednostavnom gravitacijom, vakum pumpom ili nekim drugim sistemom, u zavisnosti

od afiniteta komponenata prema stacionarnoj fazi one se različito zadržavaju. 3. Uklanjanje

interferenci koje su unete sa uzorkom (ispiranje), u zavisnosti od matriksa koristi se ili vodeni

pufer ili organski rastvarač koji se koristio kao matriks. 4.Eluiranje (koristi se specifični

rastvarač koji će reagovati samo sa analiziranom komponentom), hvatanje uzorka.


18

Postoji tri tipa ekstrakcije na čvrstoj fazi:

1. ekstrakcija na normalnim fazama: stacionarna faza je polarnija od rastvarača ili matriksa sa

uzorkom, to znači da voda nije rastvarač u ovom slučaju jer je veoma polarna. Zato se ovaj

metod koristi za uzorke rastvorene u organskim rastvaračima. Retencija se bazira na

vodoničnim vezama i dipol-dipol interakcijama.

2.ekstrakcija na obrnutim fazama: sorbent je hidrofobniji od uzorka. Koristi se za vodene

uzorke. Mehanizam se bazira pre svega na Van derValsovim vezama, a zatim na vodoničnim.

3.jonoizmenjivačka ekstrakcija: bazira se na jonskom stanju molekula (katjon ili najon).

Prednosti ekstrakcije na čvrstoj fazi u odnosu na tečno-tečno ekstarkciju su:

veća selektivnst

čistiji ekstrakt

produktivnost

sprečavanje stvaranja emulzija

Ekstrakcija na čvrstoj fazi se koristi u farmaceutskoj industriji, zaštiti životne sredine, hemiji

hrane, analizi vina i drugih alkoholnih pića, u forenzici.


19

2.4. Hromatografija

Hromatografija je fizičko-hemijska metoda koje se bavi razdvajanjem, izolovanjem,

identifikacijom i određivanjem komponenti smeša. Razdvajanje se vrši na osnovu njihove

raspodele između dve faze, mobilne i stacionarne.

Mobilna faza može biti gas ili tečnost, a stacionarna čvrsto telo (porozno ili granulisano), sloj

tečnosti adsorbovan na čvrstom telu ili jonoizmenjivač.

Klasifikacija hromatografskih metoda može se izvršiti na osnovu mehanizma razdvajanja, pa

tako imamo adsorpcionuhromatografiju, particionuhromatografiju i

jonoizmenjivačkuhromatografiju.

Analitičke metode hromatografije su:

Gasna hromatografija (GC),

Tečna hromatografija (LC).

Hromatografija na papiru (PC),

Hromatografija na koloni (CC)

Tankoslojnahromatografija (TLC)

Hromatografija pod visokim pritiskom (HPLC)

2.4.1. Gasna hromatografija

Gasna hromatografija predstavlja hromatografsku metodu kod koje je mobilna faza u

gasovitom agregatnom stanju, a stacionarna u tečnom ili čvrstom. Ovo znači da se uzorak pre

uvođenja u kolonu mora prevesti u gasovito agregatno stanje. Noseći gas je obično neki

inertni gas, helijum, vodonik ili azot.Raspodela komponenata uzorka vrši se kao posledica

adsorpcije ili raspodele izmedju faza.

Uzorak se ubacuje u zagrejani injektor, zatim prolazi kroz kolonu sa stacionarnom fazom

nošen pomoću inertnog gasa i na kraju se detektuje kao serija signala na pisaču prilikom

izlaska komponenti iz kolone.

Komponente gasnog hromatografa su:

Rezervoar sa gasom – nosačem,

Regulator pritiska i protoka,

Injektor,

Kolona,

Detektor.


20

Slika 10. Šema gasnog hromatografa

Injektorski sistem služi za unošenje uzorka u kolonu gde se vrši razdvajanje komponenata

smeše.Detektor je uređaj koji detektuje komponente onim redosledom kojim one napuštaju

kolonu.Temperatura u koloni mora biti viša od sobne, a niža od 400°C. Kolona može biti

pakovana ili kapilarna.

Postoji više vrsta detektora, neki su univerzalni, a neki osetljivi samo na pojedine

komponente:

TCD – detektor termalne provodljivosti,

FID – plamen jonizacioni detektor,

ECD – detektor zarobljavanje elektrona,

NPD – azot-fosfatni detektor, i

PID – foto-jonizacioni detektor.

2.4.2. GC-MS (Gasnahromatografija sa masenomspektrometrijom)

Gasna hromatografija (GC) se jako često koristi u kombinaciji sa masenomsprektrometrijom.

Gasna hromatografijase koristi za razdvajanje smeša na pojedinačne komponente

korišćenjem temperaturno-kontrolisanog režima. Molekuli sa manjom tačkom ključanja

putuju kroz kolonu brže od onih većih sa većom tačkom ključanja.

Masenaspektrometrija (MS) se koristi za identifikaciju različitih komponenata pomoću

njihovih masenih spektara. Svako jedinjenje ima jedinstveni maseni spektar koji se može

uporediti sa masenimspektrom u bazi podataka i na taj način identifikovati.

GC-MS analiza može se primenjivati na tečnostima, gasovima i čvrstim uzorcima. Gasovi i

tečnosti se direktno ubacuju u aparat injektorom, dok je čvrst uzorak potrebno ekstrahovati ili

rastvoriti.

Metodom GC-MS se mogu analizirati samo komponente čiji je napon pare veći od 10-10

mbar. Ukoliko su razdvojene komponente izomeri, maseni spektar neće moći da ih razlikuje.

Ipak, ovo se može prevazići hromatografskim razdvajanjem izomernih komponenti. Često se


21

koristi za identifikaciju nekih lekova, uzoraka iz životne sredine, kao i nepoznatih uzoraka.

Na aerodromima se koristi kao bezbedonosna mera za identifikaciju uzoraka iz prtljaga i na

ljudskom telu. Takođe, izuzetno je značajna primena u kriminalistici za identifikaciju kokaina

i drugih nedozvoljenih supstanci.

Slika 11. Gasni hromatograf sa masenimspektrometrom

3. EKSPERIMENTALNI

DEO

Master rad Eksperimentalni deo

23

3.1. Program i metodika eksperimenta

Predmet ovog master rada je određivanje zavisnosti procenta ekstrakcije ftalata heksanom od

zapreminskog udela alkohola u rastvoru koji sadrži ftalate. Sadržaj ftalata u korišćenim

rastvaračima određen je ekstrakcijom pomoću n-heksana, nakon čega je izvršena detekcija

GC-MS metodom. Ispitana je zavisnost stepena ekstrakcije četri najkorišćenija ftalata i to:

dimetilftalata – DMF (dimethylphthalate – DMP), dibutilftalata– DBF (dibuthylphthalate –

DBP), benzilbutilftalata– BBF (benzylbuthylphthalata – BzBP) i dietilheksilftalata– DEHF

(di-(ethylhexyl) phthalata – DEHP) od različitog zapreminskog udela alkohola u rastvoru.

Najpre je utvrđena mešljivost korišćenih rastvarača (EtOH, MeOH, H2O, n-heksan). Nakon

toga izvršeno je spajkovanje rastvora alkohola različite zapreminske koncentracije, izvršena

ekstrakcija heksanom i određen procenat ekstrakcije ftalata.

Program eksperimentalnog rada se sastojao iz sledećih faza:

1.Priprema rastvora

utvrđivanje mešljivosti korišćenih rastvarača (EtOH, MeOH, H2O, n-heksan).

priprema rastvora alkohola različite zapreminske koncentracije (10, 30, 50, 70, 75, 80,

85 i 90 %)

priprema standardnih rastvora ftalata

priprema rastvora internog standarda

2. Spajkovanje ispitivanih rastvora različite zapreminske koncentracije smešom ftalata

3. Ekstrakcija ftalata pomoću heksana

4. Određivanje ftalata GC-MS tehnikom

5. Obrada dobijenih rezultata


24

3.2. Eksprimentalni postupak

3.2.1. Pribor i hemikalije

U toku eksperimentalnog postupka korišćen je sledeći pribor:

viale od 40 mL; 8 mL; 2 mL

čaše od 100 mL

normalni sudovi od 25 mL

menzura od 50 mL

automatske pipete (Brandt) opsega 1–5 mL; 100–1000 μL; 10–100 μL

analitička vaga (Kern)

ultrazvučna kada

Hemikalije koje su korišćene u toku eksperimentalnog rada su:

kao interni standard korišćen je dubutiladipat (DBA), proizvođača Sigma Aldrich

n-heksan (HPLC grade,Fisher)

etanol 96% (HPLC grade,Fisher)

metanol (HPLC grade,Fisher)

DMP (Sigma Aldrich)

DBP (Sigma Aldrich)

BBP (Sigma Aldrich)

DEHP (Sigma Aldrich)

3.2.2. Ispitivanje mešljivosti rastvarača

U vialama od 40 mL pripremljeni su rastvori etanola i metanola zapreminske koncentracije

10%, 30%, 50%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% (Tabela 1.)

Tabela 1. Priprema rastvora etanola i metanola različite zapreminske koncentracije

Zapreminska

koncentracija

alkohola (%)

Valkohola(mL) Vvode (mL)

10 1,50 13,50

30 4,50 10,50

50 7,50 7,50

70 10,50 4,50

75 11,25 3,75

80 12,00 3,00

85 12,75 2,25

90 13,50 1,50

Ukupna zapremina rastvora iznosila je 15 mL. Pripremljenim rastvorima dodato je 5 mL n-

heksana, a zatim su rastvori tretirani ultrazvukom pomoću ultrazvučne kade u toku 30 min.


25

Nakon tretmana ultrazvukom, rastvori su ostavljeni 24 h u cilju što boljeg odvajanja slojeva

rastvarača. Nakon 24h izmerena je zapremina sloja heksana.

3.2.3. Priprema rastvora ftalata

Odmeravanjem tačne mase ftalata na analitičkoj vagi sa preciznošću ±0,00001 (Kern,

Nemačka) u vialama od 8 mL i rastvaranjem pomoću heksana napravljeni su osnovni rastvori

sva četri ftalata i dibutiladipata. Dobijene koncentracije ftalaza bile su: DMP 4,562 mg/mL;

DBP 4,424 mg/mL; BBP 3.542 mg/mL; DEHP 2.284 mg/mL.

Odmeravanjem tačnih zapremina osnovnih rastvora napravljen je radni rastvor ftalata tako da

je koncentracija svakog ftalata u rastvoru iznosila 100 µg/mL. Pomoću dobijenog radnog

rastvora vršeno je spajkovanje ispitivanih rastvora alkohola.

3.2.4. Priprema standardne serije ftalata

U cilju kvantifikacije ftalata u sloju heksana kojim je izvršena ekstrakcija ftalata, najpre je

napravljena serija standardnih rastvora ftalata koncentracija 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0;10,0; 25,0;

50,0 µg/mL. Razblaživanjem radnog rastvora koncentracije 100 µg/mL napravljen je drugi

radni rastvor koncentracije 10 µg/mL. Pomoću mikropipeta odmerene su tačne zapremine

radnih rastvora, a zatim je svakom rastvoru dodata određena količina dibutiladipata, tako da

je koncentracija internog standarda u svakom rastvoru iznosila 1 µg/mL (Tabela 2.)

Tabela 2. Priprema standardnih rastvora ftalata (početne koncentracije 10 μg/mL)

Početna

koncentracija

ftalata

(µg/mL)

Ciljna

koncentracija

ftalata

(µg/mL)

Zapremina

početnog

rastvora (µL)

Zapremina

rastvora DBA

koncentracije

10 µg/mL

Zapremina

heksana (µL)

10 0.25 25 100 875

10 0.50 50 100 850

10 1.00 100 100 800

10 2.50 250 100 650

10 5.00 500 100 400

100 10.00 100 100 800

100 25.00 250 100 650

100 50.00 500 100 400

3.2.5. Spajkovanje rastvora alkohola

Napravljene su po tri serije rastvora etanola i metanola različite zapreminske koncentracije, i

zatim je izvršeno spajkovanje ovih rastvora pomoću 0,5 mL rastvora četri ftalata

koncentracije 100 µg/mL. Nakon spajkovanja svakom rastvoru dodato je 5mL n-heksana.

Rastvori su zatim tretirani ultrazvukom u trajanju od 30 minuta. Nakon tretmana


26

ultrazvukom, uzorci su ostavljeni 24 h kako bi se slojevi što bolje odvojili. Nakon 24 h,

uzorkovano je po 0,9 mL heksanskog sloja, koji je zatim analiziran pomoću GC-MS tehnike.

3.2.6. Instrumentacija GC-MS

Odredjivanje ftalata vršeno je na HP 6890 gasnom hromatografu opremljenim Agilent 5973

masenim selektivnim detektorom i DB-5 kapilarnom kolonom (30m x 250mm x 0,25mm) za

hromatografsko odvajanje. Temperaturni program peći je sledeći: početna temperatura je

60ºC (1 min), temperatura peći se diže do 220º brzinom 20º/min, nakon toga se temperatura

diže do 280ºC brzinom 5ºC/min i na toj temperaturi se zadržava 4min. Mod u kome je rađena

analiza je splitless. Energija jonizacije iznosi 70eV. Vršena je SIM analiza (Single Ion

monitoring) i praćeni su joni m/z 149 (DnBP, BzBP, DEHP) i m/z 163 (DMP). Identifikacija

ciljanih jedinjenja je zasnovana na njihovim retencionim vremenima i odzivu. Dwelltime je

100ms. Ftalati su kvantifikovani na osnovu kalibracionih prava sa koeficijentima korelacije

r2> 0,99.,

4. REZULTATI I

DISKUSIJA

Master rad Rezultati i diskusija

28

4.1. Prikaz rezultata

4.1.1. Standardne krive ispitivanih ftalata

Hromatogram standardnog rastvora četiri ispitivana ftalata dobijen gasnom hromatografijom

prikazan je na slici 12.

0 5 10 15 20 25

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

DEHP

DnBF

BBF

DBA

18.293

15.930

11.557

9.940

Rel

ativ

na

zast

up

ljen

ost

(ab

s. u

nit

s x

10

3)

Vreme (min)

7.993DMF

Slika 12. Hromatogram standardnog rastvora ftalata koncentracije 1 µg/mL

Na slici 13 prikazane su standardne krive svih ispitivanih ftalata pomoću kojih je izvršena

kvantifikacija ftalata u uzorcima heksana pomoću koga su ekstrahovani ftalati iz ispitivanih

rastvora.


29

a)

0 2 4 6 8 100

500

1000

1500

2000

2500

3000

Od

no

s p

ov

ršin

e p

ika

(x 1

03

)

Odnos koncentracija DMF i DBA

b)

0 2 4 6 8 100

1000

2000

3000

4000

5000

Od

no

s p

ov

ršin

e p

ika

(x 1

03)

Odnos koncentracija DnBF i DBA

c)

0 2 4 6 8 100

500

1000

1500

2000

Od

no

s p

ov

ršin

e p

ika

(x1

03

)

Odnos koncenracija BBF i DBA

d)

0 2 4 6 8 100

500

1000

1500

2000

2500

3000

Od

no

s p

ov

ršin

e p

ika

(x 1

03)

Odnos koncentracija DEHF i DBA

Slika 13. Standardne krive ispitivanih ftalata u opsegu koncentracija 0,25 – 10 µg/mL, (a)

DMF; (b) DnBF; (c) BBF; (d) DEHF

4.1.2. Određivanje zapremine sloja heksana

U tabeli 3. prikazane su utvrđene zapremine sloja heksana nakon ekstrakcije ftalata iz

rastvora različitih zapreminskih koncentracija metanola i etanola.

Na osnovu prikazanih rezultata može se uočiti da se zapremina sloja heksana u sistemima sa

metanolom značajno ne menja sve do zapreminske koncentracije od 80%, dok u sistemima sa

etanolom zapremina varira u opsegu zapreminskih koncentracija 10-75 %, a zatim sa

povećanjem zapreminske koncentracije do 90 % značajno opada. Dobijeni rezultati su


30

očekivani s obzirom na to da se heksan i etanol potpuno mešaju, bez obzira na razliku u

polarnosti. Sa povećanjem zapremine etanola u odnosu na zapreminu vode, zapremina sloja

heksana se smanjuje usled mešanja sa etanolom. U rastvorima u kojima dominira udeo vode,

zapremina heksana je znatno veća, što je uzrokovano razlikama u polarnosti i nemešljivosti

vode i heksana.

Usled nemešljivosti, odnosno slabe mešljivosti, metanola i heksana i dominantnog udela vode

u rastvorima, zapremina heksanskog sloja je do zapreminske koncentracije metanola 10-75 %

gotovo identična, a zatim se polako smanjuje.

Tabela 3. Utvrđivanje zapremine sloja n-heksana prilikom tečno-tečno ekstrakcije

Zapreminska

koncentracija

alkohola (%)

Zapremina sloja

heksana u sistemima

sa metanolom (mL)

Zapremina sloja

heksana u sistemima

sa etanolom (mL)

10 4,75 4,60

30 5,00 4,90

50 5,00 4,70

70 5,00 4,80

75 4,90 4,55

80 4,65 4,25

85 4,55 3,30

90 4,00 1,60

4.1.3. Određivanje stepena ekstrakcije DMF heksanom iz rastvora metanola i etanola

različite zapreminske koncentracije

U tabeli 4. prikazani su rezultati određivanja stepena ekstrakcije DMF iz uzoraka rastvora

metanola različite zapreminske koncentracije. Iz prikazanih rezultata se može uočiti da

vrednost procenta ekstrakcije opada, iako se zapremina sloja heksana kreće u opsegu od 4 do

5 mL.


31

Tabela 4. Srednja vrednost koncentracije i ukupna masa DMF (µg/mL) u sloju heksana kojim

je izvršena ekstrakcija ftalata iz ispitivanih rastvora metanola, i procenat ekstrakcije izračunat

u odnosu na zapreminu heksana

Zapreminska

koncentracija

rastvora (%)

Srednja

vrednost

koncentracije

DMF u

heksanu

(µg/mL)

Ukupna masa

DMF u

heksanu (µg)

Zapremina

sloja heksana

(mL)

Procenat

ekstrakcije

(%)

10 4,08 19,40 4,75 33,81

30 3,11 15,55 5,00 31,1

50 1,11 5,55 5,00 11,1

70 0,55 2,78 5,00 5,55

75 0,44 2,18 4,90 4,36

80 0,38 1,97 4,65 3,58

85 0,36 1,62 4,50 3,24

90 0,35 1,42 4,00 2,84

U tabeli 5. prikazani su rezultati određivanja stepena ekstrakcije DMF iz uzoraka rastvora

etanola različite zapreminske koncentracije. Iz prikazanih rezultata se može uočiti da

vrednost procenta ekstrakcije opada, kao i vrednost zapremine sloja heksana.

Tabela 5. Srednja vrednost koncentracije DMF (µg/mL) i ukupna masa DMF u sloju

heksanakojim je izvršena ekstrakcija ftalata iz ispitivanih rastvora etanola, i procenat

ekstrakcije izračunat u odnosu na zapreminu heksana

Zapreminska

koncentracija

rastvora (%)

Srednja

vrednost

koncentracije

DMF u

heksanu

(µg/mL)

Ukupna masa

DMF u

heksanu (µg)

Zapremina

sloja heksana

(mL)

Procenat

ekstrakcije

(%)

10 4,37 20,13 4,60 40,25

30 2,91 14,26 4,90 28,52

50 0,93 4,37 4,70 8,74

70 0,49 2,35 4,80 4,70

75 0,43 1,98 4,55 3,96

80 0,43 1,83 4,25 3,65

85 0,41 1,37 3,33 2,73

90 0,34 0,55 1,60 1,10


32

Upoređenjem dobijenih rezultata, može se uočiti da se DMF neznatno bolje ekstrahuje iz

rastvora metanola nego iz rastvora etanola, kao i da je ekstrakcija bolja iz rastvora niže

zapreminske koncentracije alkohola.

4.1.4. Određivanje stepena ekstrakcije DnBF heksanom iz rastvora metanola i etanola


U tabeli 6 prikazani su rezultati određivanja stepena ekstrakcije DnBF iz uzoraka rastvora

metanola različite zapreminske koncentracije. Iz prikazanih rezultata se može uočiti da

vrednost procenta ekstrakcije opada, iako se zapremina sloja heksana kreće u opsegu od 4 do

5 mL.

Tabela 6. Srednja vrednost koncentracije DnBF (µg/mL) i ukupna masa DnBFu sloju

heksanakojim je izvršena ekstrakcija ftalata iz ispitivanih rastvora metanola, i procenat


Zapreminska

koncentracija

rastvora (%)

Srednja

vrednost

koncentracije

DnBFu

heksanu

(µg/mL)

Ukupna masa

DnBFu

heksanu (µg)

Zapremina

sloja heksana

(mL)

Procenat

ekstrakcije

(%)

10 6,99 33,20 4,75 66,40

30 6,63 33,18 5,00 66,35

50 5,92 29,63 5,00 59,25

70 5,78 28,93 5,00 57,85

75 4,22 20,68 4,90 41,36

80 3,01 14,00 4,65 27,99

85 2,47 11,14 4,50 22,27

90 1,83 7,32 4,00 14,64

U tabeli 7. prikazani su rezultati određivanja stepena ekstrakcije DnBF iz uzoraka rastvora

etanola različite zapreminske koncentracije. Iz prikazanih rezultata se može uočiti da

vrednost procenta ekstrakcije opada, kao i vrednost zapremine sloja heksana.

Upoređivanjem dobijenih rezultata, može se uočiti da je procenat ekstrakcije DnBF iz

rastvora metanola različite zapreminske koncentracije bolji u odnosu na procenat ekstracije iz

rastvora etanola istih zapreminskih koncentracija. Samo se sa rastvore zapreminske

koncentracije 10 i 30 %, ekstrakcija iz etanolnih rastvora pokazala kao neznatno efikasnija u

odnosu na esktrakciju iz netanolnih rastvora.


33

Tabela 7. Srednja vrednost koncentracije DnBF(µg/mL) i ukupna masa DnBFu sloju



Zapreminska

koncentracija

rastvora (%)

Srednja

vrednost

koncentracije

DnBF u

heksanu

(µg/mL)

Ukupna masa

DnBFu

heksanu (µg)

Zapremina

sloja heksana

(mL)

Procenat

ekstrakcije

(%)

10 7,95 36,57 4,60 73,14

30 6,84 33,52 4,90 67,03

50 6,31 29,68 4,70 59,36

70 4,01 19,27 4,80 38,54

75 2,93 13,35 4,55 26,71

80 2,35 10,01 4,25 20,02

85 1,6 5,33 3,33 10,66

90 0,69 1,10 1,60 2,21

4.1.5. Određivanje stepena ekstrakcije BBF heksanom iz rastvora metanola i etanola


U tabelama 8 i 9 prikazani su rezultati određivanja stepena ekstrakcije BBF iz uzoraka

rastvora metanola i etanola različite zapreminske koncentracije.

Iz prikazanih rezultata se može uočiti da vrednost procenta ekstrakcije opada sa porastom

zapreminskog udela alkohola u rastvoru, kao i u slučaju prethodno prikazanih rezultata

ekstrakcije DMF i DnBF, iako se zapremina sloja heksana kreće u opsegu od 4 do 5 mL

prilikom ekstrakcije iz metanolnih rastvora, dok zapremina sloja heksanaznatano opada sa

povećanjem udela etanola u ispitivanim rastvorima.


34

Tabela 8. Srednja vrednost koncentracije BBF (µg/mL) i ukupna masa BBF u sloju

heksanakojim je izvršena ekstrakcija ftalata iz ispitivanih rastvora metanola, i procenat


Zapreminska

koncentracija

rastvora (%)

Srednja

vrednost

koncentracije

BBF u

heksanu

(µg/mL)

Ukupna masa

BBF u

heksanu (µg)

Zapremina

sloja heksana

(mL)

Procenat

ekstrakcije

(%)

10 7,41 35,22 4,75 70,44

30 6,80 34,00 5,00 68,00

50 6,10 30,53 5,00 61,05

70 5,45 27,25 5,00 54,50

75 3,89 19,09 4,90 38,17

80 2,57 11,95 4,65 23,90

85 1,98 8,93 4,50 17,86

90 1,45 5,80 4,00 11,60

Tabela 9. Srednja vrednost koncentracije BBF (µg/mL) i ukupna masa BBF u sloju



Zapreminska

koncentracija

rastvora (%)

Srednja

vrednost

koncentracije

BBF u

heksanu

(µg/mL)

Ukupna masa

BBF u

heksanu (µg)

Zapremina

sloja heksana

(mL)

Procenat

ekstrakcije

(%)

10 8,54 39,28 4,60 78,57

30 7,36 36,06 4,90 72,13

50 6,35 29,87 4,70 59,74

70 3,64 17,50 4,80 34,99

75 2,64 12,03 4,55 24,07

80 2,05 8,73 4,25 17,47

85 1,43 4,78 3,33 9,56

90 1,12 1,80 1,60 3,60


35

Upoređivanjem dobijenih rezultata, može se uočiti da je procenat ekstrakcije BBF iz rastvora

etanola zapreminske koncentracije 10 i 30 % neznatno efikasnija u odnosu na procenat

ekstrakcije iz rastvora metanola iste zapreminske koncentracije. Takođe, uočava se i znatno

veći pad procenta ekstrakcije sa porastom zapreminskog udela etanola u rastvoru, u

poređenju sa istim zapreminskim udelom metanol u ispitivanim rastvorima.

4.1.6. Određivanje stepena ekstrakcije DEHF heksanom iz rastvora metanola i etanola


U tabelama 10 i 11 prikazani su rezultati određivanja stepena ekstrakcije DEHF iz uzoraka

rastvora metanola i etanola različite zapreminske koncentracije.

Dobijeni rezultati pokazuju da je procenat ekstrakcije DEHF iz rastvora metanola različite

zapreminske koncentracije veći u odnosu na procenat ekstrakcije iz rastvora etanola. Takođe,

iz prikazanih rezultata se može uočiti da vrednost procenta ekstrakcije opada sa porastom

zapreminskog udela alkohola u rastvoru, bez obzira na razlike u zapreminama sloja heksana

kojim je izvršena ekstrakcija.

Odstupanje koje se javlja između rastvora etanola zapreminske koncentracije 10 i 30 %,

posledica je razlike u zapremini sloja heksana u odnosu na koju je izračinata ukupna masa, pa

samim tim i procenat ekstrakcije.

Tabela 10. Srednja vrednost koncentracije DEHF (µg/mL) i ukupna masa DEHF u sloju

heksana kojim je izvršena ekstrakcija ftalata iz ispitivanih rastvora metanola, i procenat


Zapreminska

koncentracija

rastvora (%)

Srednja

vrednost

koncentracije

DEHF u

heksanu

(µg/mL)

Ukupna masa

DEHF u

heksanu (µg)

Zapremina

sloja heksana

(mL)

Procenat

ekstrakcije

(%)

10 9,87 46,88 4,75 93,76

30 8,10 40,50 5,00 81,00

50 7,01 35,05 5,00 70,10

70 6,63 33,15 5,00 66,30

75 6,55 32,10 4,90 64,19

80 5,36 24,92 4,65 49,85

85 4,53 20,39 4,50 40,77

90 3,95 15,80 4,00 31,60


36

Tabela 11. Srednja vrednost koncentracije DEHF (µg/mL) i ukupna masa DEHF u sloju

heksana kojim je izvršena ekstrakcija ftalata iz ispitivanih rastvora etanola, i procenat


Zapreminska

koncentracija

rastvora (%)

Srednja

vrednost

koncentracije

DEHF u

heksanu

(µg/mL)

Ukupna masa

DEHF u

heksanu (µg)

Zapremina

sloja heksana

(mL)

Procenat

ekstrakcije

(%)

10 8,95 41,17 4,60 82,34

30 8,63 42,29 4,90 84,57

50 7,85 36,90 4,70 73,79

70 7,30 35,04 4,80 70,08

75 6,71 30,55 4,55 61,11

80 6,31 26,84 4,25 53,68

85 5,32 17,73 3,33 35,46

90 4,44 7,10 1,60 14,21


37

4.2. Diskusija rezultata

Rezultati određivanja mešljivosti ispitivanih rastvora različite zapreminske koncentracije

etanola i metanola sa heksanom, pokazuju da sa porastom zapreminske koncentracije

metanola u rastvoru, zapremina heksanskog sloja (koja bi u idealnim uslovima iznosila 5 mL)

neznatno opada nakon porasta zapreminske koncentracije od 50 do 90 %. Prilikom

određivanja zapremine sloja heksana, sve izmerene zapremine su bile u opsegu od 4 do 5 mL.

U slučaju ispitivanih rastvora etanola, zapremina sloja heksana značajno opada sa porastom

zapreminskog udela etanola u rastvorima, što se objašnjava činjenicom da se heksan i etanol

potpuno mešaju.

Poređenjem procenta ekstrakcije svih ispitivanih ftalata, uočava se da se dobijena vrednost

smanjuje sa porastom zapreminskog udela alkohola u rastvoru.

Kod svih ispitivanih ftalata, uočava se bolji procenat ekstrakcije iz etanolnih rastvora kod

rapreminskih koncentracija 10 i 30 %, dok se kod ekstrakcije iz rastvora većih zapreminskih

koncentracija, veći stepen ekstrakcije uočava iz metanolnih rastvora.

Upoređujući procenat ekstrakcije svih ispitivanih ftalata, uočava isti trend i prilikom

ekstrakcije iz metanolnih i prilikom ekstrakcije iz etanolnih rastvora, i to: DMF < DnBF <

BBF < DEHF.

5. ZAKLJUČAK

Master rad Zaključak

39

Na osnovu dobijenih rezultata ispitivanja mogu se izvesti sledeći zaključci:

Zapremina sloja heksana nakon ekstrakcije se neznatno menja sa povećanjem

zapreminskog udela metanola u rastvtoru;

Zapremina sloja heksana nakon ekstrakcije se značajno menja sa povećanjem

zapreminskog udela etanola u rastvoru, usled potpune mešljivosti heksana i etanola;

Stepen ekstrakcije ftalata zavisi od zapreminskog udela alkohola u rastvoru;

Sa povećanjem zapreminskog udela alkohola u rastvoru smanjuje se procenat

ekstrakcije ispitivanih ftalata;

Procenat ekstrakcije u svim ispitivanim rastvorima metanola pokazuje isti trend: DMF

< DnBF < BBF < DEHF;

Procenat ekstrakcije u svim ispitivanim rastvorima etanola pokazuje isti trend: DMF <

DnBF < BBF < DEHF.

Procenat ekstrakcije u svim ispitivanim rastvorima i metanola i etanola pokazuje isti

trend: DMF < DnBF < BBF < DEHF.

6. LITERATURA

Master rad Literatura

41

1. Jianguo Liu, Zhangfeng Qin, Jianguo Wang, Sate Key Laboratory of Cool

Conversion, Institute of Cool Chemistry, Chinese Academy of Sciences, P.O. J.

Chem. Eng. Data., 2002, 47(5), pp 1243-1245.

2. IUPAC-NIST Solubility Data series

3. Adam Skrzez, David Shaw, Andrzej Maczynski, Ternary Alcohole – Xydrocarbon -

water systems

4. E.M. Thurman, M.S. Mills, Solid phase Extraction Principles and Practice

5. FDA, Safety Assessmentof Di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP) Released from PVC

Medical Devices, U.S. Foodand Drug Administration. (2001) 10-20.

6. Lopez-Carillo L, Hernandez-Ramirez RU, Calafat AM, Torres-Sanchez L, Galvan-

Portillo M, Needham LL, Ruiz-Ramos R, Cebrian ME. Exposure to phathalates and

breast cancer risk at Northern Mexico. Environ Health Perspect 2010; 114; 539-544.

7. http://www.greenfacts.org/en/index.htm

8. http://www3.epa.gov/

9. http://www.health.gov.au/

10. https://www.khanacademy.org/science/chemistry/nuclear-chemistry

11. Gary W. Vonloon, Stephane J. Duffy, Environmental Chemistry (global perspective),

Oxford

12. "Critical Mass: A History of Mass Spectrometry". Chemical Heritage Foundation.

Retrieved 23 January 2015.

13. Adlard, E. R.; Handley, Alan J. (2001). Gas chromatographic techniques and

applications. London: Sheffield Academic. ISBN 0-8493-0521-7.

http://www.greenfacts.org/en/index.htm

http://www3.epa.gov/

http://www.health.gov.au/

https://www.khanacademy.org/science/chemistry/nuclear-chemistry

http://web.archive.org/web/20120612201324/http:/www.chemheritage.org/research/policy-center/oral-history-program/projects/critical-mass/technology.aspx

https://en.wikipedia.org/wiki/International_Standard_Book_Number

https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/0-8493-0521-7

Documents

UNIVERZITET U NIŠU · reakcijama anhidrida ftalne kiseline i odgovarajućeg alkohola. Ime „ftalat“ potiče od ftalne kiseline, koja i sama potiče od reči „naftalin“. Ftalati