Зайцев в. Н. Комплексообразующие кремнеземы

4.3 Термогравиметрия 
Простейший метод определения концентрации закрепленных групп 
— анализ их термограмм. При термическом разрушении ХМК десорбция 
воды наблюдается при более низких температурах, чем деструкция при-
витых органических молекул [11–13]. Это позволяет находить потерю 
массы, обусловленную разрушением привитого слоя, и на основании этих 
результатов рассчитывать концентрацию привитых групп с ошибкой, не 
превышающей 5––10% [12]. В отличие от рН-потенциометрии и кондук-
тометрии термогравиметрический метод не селективен. В этом его пре-
имущество и недостаток. Недостаток состоит в том, что, определив поте-
рю массы КХМК при его термообработке, нельзя утверждать, что вся она 
обусловлена термодеструкцией привитых функциональных групп. Его 
преимущество –– в универсальности: применение не ограничивается ана-
лизом КХМК с привитыми лигандами кислотного или основного типа.
0.0
2.0
4.0
0
0.1
0.2
HCl, ммоль
(1/R) 1000
Аэросил
АП-А
En-A

---

149 
Метод термогравиметрии целесообразно сочетать с другими селек-
тивными методами анализа. Это позволит определить как общее содержа-
ние органического вещества на поверхности кремнезема, так и ту его 
часть, которая приходится на функциональные группы. Недавно обнару-
женный эффект ступенчатого термолиза привитых групп [12] открывает 
перспективы более широкого распространения термического анализа для 
определения концентрации привитых групп на КХМК, полученных мето-
дом поверхностной сборки.
1
4.4 Элементный анализ 
Основным методом количественной оценки содержания комплексо-
образущих групп, закрепленных на поверхности кремнезема является 
элементный анализ. Его применение универсально, однако отличается
своими особенностями для моно– и полифункциональных КХМК. 
4.4.1 Расчет концентрации привитых групп для монофункционального 
КХМК 
Концентрацию групп на КХМК, получаемых одностадийным сила-
низированием поверхности, можно определять из данных элементного 
анализа по формуле (4.3) или (4.4) [14]: 
С
L
(ммоль/г)= 
10


Рэ
Ar nэ
(4.3) 
C
L
(

моль/м
2
)= 
10
10
6
2





P
A
n
P M
э
r
э
э
r
(4.4) 
где n
э
- количество атомов определяемого элемента в привитой молекуле, 
Р
э
- процентное содержание элемента, A
r
- атомная масса элемента, M
r
- 
молекулярная масса привитого фрагмента. Однако даже в этом простей-
шем случае, необходимо учитывать факторы, влияющие на точность 
определения. Прежде всего, термически обработанные немодифициро-
ванные кремнеземы могут содержать до трех атомных процентов углеро-
1
подробно особенности применеия метода термогравиметрии описаны в разделе 
2.14.3 

---

150 
да, а в отсутствие такой обработки –– и до 12% [15]
1
. Это снижает досто-
верность результатов определения концентрации закрепленных групп, 
исходя из данных анализа на углерод. Расчет концентрации привитых 
групп осложняется также многовариантностью стехиометрии реакции си-
ланизирования (см. Главу 2). Поэтому целесообразно сопоставлять ре-
зультаты анализа по нескольким элементам. Данные анализа на водород 
носят, как правило, вспомогательный характер из-за переменного содер-
жания адсорбированной на кремнеземе воды. Наиболее корректные ре-
зультаты получают, обычно, из данных анализа на азот [10].