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Heft 15 Kurze Originalmitteilungen 347 ~962 (Jg. 49) TabIe. Values o! maximum suppression point (MSP), polarographic micelle concentration ( P M P ) and speci/ie suppression coefficient "SSC) DPBx ~0 aM I D E H × 10 alV[ Ion or complex IVJ[SP]P3{P SSC MGPI PMP SSC I I Pb ++ in KNO a ...... Ni ++ in KC1 ........ Co ++ in KCI ....... Co++-Ni++-mixture in KCL pyridine ....... Cd4odide complex in KI . . Cu-biuret complex at p~, 12. Cu-glycine complex in KNOa 5"75 3-16 6.I6 [ 3.80 23.77/,04 4.78 1.95 14.45[ 4.78 4.89 3'02 6-~6 4.67 3"7I 4"89 -- 5"75 1.90 6.16 l "25 -- I "54 8-31 2'5~ 34"67 3'02 6"9~ 2"45 2"5~ 3'46 3"46 7'24 5"0~ 1 '49 o.ql '99 3q6 used were either A.R. or purified samples. Polarographic measurements were carried as described earlier~). A known volume of the metal salt solution was taken in the cell, the supporting electrolyte was added and the poIarogram was taken. The procedure was repeated in the presence of varying amount of soap unless the maximum was completely eliminated. T-,pica1 curve is given in Fig. 1. The values of /50 "~ /2o 2 3 ~ lOO &do ~ee 8,0 2a Xioffled po/en/ATI (7ol0 Fig. 1. Polarogram of 0"005 M Cd I~ in ~.0 l~I KI iu presence of different concentrations of IDEH UO-~M); ~: none, 2: 1.246, 3: 2.487, 4: 3'720, 5: 4"950, 6: 7'380, 7: 8'599. Each curve starts at --0-4 volt. ~ div = 0.2 volt maximum suppression pointS), poiarographic micelle concen- tration s) and specific suppression coefficient ~) are given in the Table. The results indicate that these soaps can be empIoyed as maximum suppressors and have got the special advantage of suppressing m.aximum appearing on both the sides of electro- capillary zero. The details will be published elsewhere. Thanks are due to Prof. A. R. KIDWM for providing facilities and to Dr. N. A. ABRAtlAM and Mr. R. H. RlzvI for their help in preparing DPB and IDEH. One of us (R.H.) is thankful to University Grants Commission India for the award of a fellowship. Department of Chemistry, Aligarh Muslim University, .4ligarh (India) ~VVAHID U. MALIK and RlZW~UL HAQUE Eingegangen am 2. April ~962 ~) ME~TS, L. : Polarographic Techniques. NewYork: Interseienee Pub]. ~955. -- ~) KOLTHOFF, I.~I., and Y. OKINAKA: Anal. chim. Acta is, 295 (1958).- a) Zu-~A~, P.: Chem. Listy 48, 1020 (~954).- 4) MALIK,W.U., and R. HAQU~: a) Anal. Chem. 32, 1328 (~960); -- b) Z. analyt. Chem. 180, 425 (1961). -- ~)TAMAMUSHI,R., and T. YAS~ANa~A: Bull. Chem. Soc. Japan 28, 673 (1955). - - ") A ~ s , D.E., and R.E. BowmAn: J. Chem. Soc. [London] 1952, 1057. -- ~) Bx~nm~i_% F.J., and J.V. Tvsc~uo~z: J. Amer. Chem. Soc. 74, 4271 (I952).- s) ComcH~*ax, E.L.: J. Amer. Chem. Soc. 72, 4036 (1950). - - ~) SE~ERANO, G.: Arch. Sei. biol. [Italy] 20, 329 (1934). Das Spurenelement Kobalt als bevorzugter Aktivator yon Hemmungsk~rpern in Redox-Systemen Das Spurenelement I(obalt, dessen biokatalytische Be- deutnng im Vordergrund steht, nimmt such ill anorganisehen Trgger/Ionen-I~2atalysatoren eine bevorzugte Stellung tin. Unter diesen befinden sich anorganische Superfermente, deren Wirkung bzw. die des tr/~gerst~ndigen Co++-Ions gegebenen- falls bis zu t0 -1~ g Co ++ herab in trillionenfacher Verdfinnung noch zu erkennen isle). Die hervorragenden aktivierenden Fghigkeiten des Kobalts fanden neuerdings bei der Entwick- lung der katalytisehen Eigenschaften des Trinkwassers ihre Bestgtigung, das bei einem Gehalt yon t g Co ++ anf ~ 00 000 Liter bleibende katalatische und peroxydatische Eigenschaften er- wirbt ~). Sehr eindrueksvoll ist ferner die aktivierende Wirkung der Co++-Ionen, die ~iir sich sis Co-SalzlSsung praktisch indifferent sind gegentiber gewissen Hemmungsk6rpern, welche daraufhin nicht nur ihr inhibitorisches Verhalten aufgeben, sondern sogar in regelrecht reaktionsf6rdernde Redox-Kata- iysatoren iibergehen k6nnen. Damit er6ffllet sich tibrigens tin Wet ftir die Materialpriifung und Identifizierung yon Fest- kOrpern auf katalytischer Grundlage. Wit batten vier typische Hemmungskbrper znr Verfiigung, in deren Gegenwart die peroxydatische Indigocarminentf/irbung stark verzSgert wird : Berylliulnhydroxyd, Aluminiumoxydhydrat, Thallium(HI)- oxyd und Cer(IV)-oxyd. Das Be(OH)2 war ein luftgetrocknetes Pr~parat mit 48,7 % Gesamtwassergehalt und 1,7 % COs, das dnrch Zusammenbringen yon Be(NOs) 2- und NaOH-Lbsungen im Mol.-Verhgltnis t :2 bei 18 ° gefXllt, w~hrend Al-oxydhydrat aus AI~(SO~)a-L6sung durch Fgllung mit fiberschtissigem Ammoniak gewonnen wurde. Das sorgf~ltig ausgewasehene und luftgetrocknete Pr~iparat enthielt 37,5 % H~O mit weniger als 0,2% SOa-Beimengungen. Das ebenfalls auf nassem ~¥ege hergestelite TleO a halle einen HzO- Gehalt yon t, 5 % a), wogegen CeO2 ein wasserfreies Oxyd war. Die genannten Hydroxyde und Oxyde, die nach r6ntgenographischem und spektral- analytischem Befund einen hohen Reinheitsgrad hatten, wur- den nach dem Zerpulvern durch Nylongaze (Porendurchmesser 0,t2 mm) gesiebt und in diesem Zustand f/it die nachfolgenden Tabelle. Peroxydatische Indigocarminent/drbung bei a7° in Gegenwart yon Hemmungsk6rpern + 1 ~ng Co ++ Entf/irbungszeit (rain) 3 mg Be(OH).a ....... 70 mg AI(OH)8 ....... '1,5 mg T120 a ........ I mg CeO2 ......... Co++ allein ......... Blindprobe ......... ohne Co++ + Co++ 840 t26 ~000 t8 1320 420 680 490 540 56O Versuche verwendet. Diese sind so anzusetzen, dab man eine bestimmte Menge des betreffenden Hemmungskgrpers (Trgger) zungchst mit 1 cm 3 CoCI2- oder CoSO4-L6sung (= 1 mg Co ~) befeuchtet und nach Ablauf yon t5 min mit 50 cm 3 HiO 2- LOsung (0,6%) und welter mit 10cm a Indigocarminlbsung (= 3,3 mg Farbstoff) bei 37 ° versetzt. Das einmal grtindlich umgeschwenkte Reaktionsgemisch ist im Wasserthermostaten (37 °) bis zur Entfgrbung ohne Konvektion ruhig stehenzu- lassen. Die Ergebnisse, die dutch Ermittlung der Extinktions- werte spektrophotometrisch best~ttigt wurden (Spektrophoto- meter Coleman j un., ,~ = 610 m,a), Hind in der Tabelle zusammen- gestellt. Die hemmende \Virkung der einzelnen Triter h~ingt, wie am AI(OH)a gezeigt werden konnte, mit der Blockierung seiner aktiven Zentren durch den zn 66 % sorbierten Farbstoff zusammen, der in diesem Zustand bedeutelld schwieriger oxy- dierbar ist als das in der LSsung noch vorhandene Indigo- carmin. Nach Auftragen des Co++-Ions geht auf Nosten.des letzteren die Sorption des Farbstoffes am AI(OH)a zurtick und betr~gt nach spektrophotometrischen Messungen ftir die in der Tabelle angegebenen Konzentrationsverh/~ltnisse nach A blauf yon 60 rain nut noch 56%. -- Das am Trgger sorbierte Co~ ~ ver~ndert offenbar dessen Fehlordnungszustand unter Bilduug einer Oberfl~chen-Komplexverbindung. Da Kobalt in der RegeI die Ligandenzahl 6 beansprucht, diese abet meist nicht vorfindet, so ist die betreffende Komplexverbindung ,,un- fertig" (ungesXttigt) und mit Donatorradikalen nnd quasi- freien Elektronen behaftet4), an denen der katalytische Vor- gang als Reaktionskette ausgelSst wird. Als Beispiel sei das dutch Co ++ aktivierte Be(OH)e angeftihrt (K= Komplex): Be(OH)2+ CoC12 ~-BoI(OH)2...~o...CI~I ; A K-- Co- + H202-+K-- Co-- OH + HO; / / HO + H202-~H20 + HO 2 ; /* / HO~+Indigocarmirt ~- Isatinsulfonsgure +HO usw. [nslitut [¢ir anorganis~he Chemie der UniversitaL Pozna~ (Polen) ALFOI,,'S IiRAUSE, M. B~LAWACKA, J. ORLIKO\VSKA, J. S~,WEt~ und S. ZIELII~St~I Eingegangen am 27. April 1982 ~) Vgl. KRAUSE,A.: Acres II-igme Congr. interuat. Catalyse, Paris 1960.- 2)KRAusP.,A.: Fundamenta baln.-bioclimat. (im Druck). -- a} KRAUSE, A., u. l~I. BLAWACKA: Naturwissenschaften 49, 104 ( t 9 6 2 ) . - ~)Vgl. KRAUSE, A.: Z. snort, allg. Chem. 305, 138 U 960).

Das Spurenelement Kobalt als bevorzugter Aktivator von Hemmungskörpern in Redox-Systemen

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Page 1: Das Spurenelement Kobalt als bevorzugter Aktivator von Hemmungskörpern in Redox-Systemen

Heft 15 Kurze Originalmittei lungen 347 ~962 (Jg. 49)

TabIe. Values o! maximum suppression point (MSP), polarographic micelle concentration (PMP) and speci/ie suppression coefficient

"SSC)

DPBx ~0 aM I D E H × 10 alV[ Ion o r complex

IVJ[SP] P3{P SSC MGPI PMP SSC I I

Pb ++ in KNO a . . . . . . Ni ++ in KC1 . . . . . . . . Co ++ in KCI . . . . . . . Co++-Ni++-mixture in KCL

pyridine . . . . . . . Cd4odide complex in KI . . Cu-biuret complex at p~, 12. Cu-glycine complex in KNOa

5"75 3-16 6.I6 [ 3.80

23.77/,04

4.78 1.95 14.45[ 4.78 4.89 3'02 6-~6 4.67

3"7I 4"89 - - 5"75

1.90 6.16

l "25 - - I "54 8-31 2'5~ 34"67 3'02 6"9~

2"45 2"5~ 3'46

3"46 7'24 5"0~

1 '49

o.ql '99

3q6

used were ei ther A . R . or purified samples. Polarographic measurements were carried as described earlier~).

A known volume of the metal salt solution was taken in the cell, the suppor t ing electrolyte was added and the poIarogram was taken. The procedure was repeated in the presence of vary ing a m o u n t of soap unless the m a x i m u m was completely eliminated. T-,pica1 curve is given in Fig. 1. The values of

/50

"~ /2o 2 3 ~ lOO &do ~ee

8,0 2a

Xioffled po/en/ATI (7ol0 Fig. 1. Polarogram of 0"005 M Cd I~ in ~.0 l~I KI iu presence of different concentrations of IDEH UO-~M); ~: none, 2: 1.246, 3: 2.487, 4: 3'720, 5: 4"950, 6: 7'380, 7: 8'599. Each curve starts

at --0-4 volt. ~ div = 0.2 volt

m a x i m u m suppress ion pointS), poiarographic micelle concen- t ra t ion s) and specific suppress ion coefficient ~) are given in the Table.

The results indicate t h a t these soaps can be empIoyed as m a x i m u m suppressors and have got the special advantage of suppress ing m.aximum appear ing on both the sides of electro- capillary zero.

The details will be published elsewhere. Thanks are due to Prof. A. R. KIDWM for providing

facilities and to Dr. N. A. ABRAtlAM and Mr. R. H. RlzvI for their help in prepar ing DPB and I D E H . One of us (R.H.) is thankful to Univers i ty Grants Commission Ind ia for the award of a fellowship.

Department of Chemistry, Aligarh Muslim University, .4ligarh (India)

~VVAHID U. MALIK and RlZW~UL HAQUE

Eingegangen am 2. April ~962

~) ME~TS, L. : Polarographic Techniques. NewYork: Interseienee Pub]. ~955. - - ~) KOLTHOFF, I.~I., and Y. OKINAKA: Anal. chim. Acta is, 295 (1958) . - a) Zu-~A~, P.: Chem. Listy 48, 1020 (~954) . - 4) MALIK, W.U., and R. HAQU~: a) Anal. Chem. 32, 1328 (~960); - - b) Z. analyt. Chem. 180, 425 (1961). - - ~)TAMAMUSHI, R., and T. YAS~ANa~A: Bull. Chem. Soc. Japan 28, 673 (1955). - - ") A ~ s , D.E., and R.E. BowmAn: J. Chem. Soc. [London] 1952, 1057. - - ~) Bx~nm~i_% F.J. , and J.V. Tvsc~uo~z: J. Amer. Chem. Soc. 74, 4271 ( I 9 5 2 ) . - s) ComcH~*ax, E.L.: J. Amer. Chem. Soc. 72, 4036 (1950). - - ~) SE~ERANO, G.: Arch. Sei. biol. [Italy] 20, 329 (1934).

Das Spurenelement Kobalt als bevorzugter Aktivator yon Hemmungsk~rpern in Redox-Systemen

Das Spurene lement I(obal t , dessen biokatalyt ische Be- deu tnng im Vordergrund steht , n i m m t such ill anorganisehen Trgger/Ionen-I~2atalysatoren eine bevorzugte Stellung tin. Unte r diesen befinden sich anorganische Superfermente, deren Wirkung bzw. die des tr/~gerst~ndigen Co++-Ions gegebenen- falls bis zu t0 -1~ g Co ++ herab in tri l l ionenfacher Verdf innung noch zu erkennen isle). Die he rvor ragenden akt ivierenden Fghigkeiten des Kobal ts fanden neuerdings bei der Entwick- lung der ka ta ly t i sehen Eigenschaf ten des Tr inkwassers ihre Bestgtigung, das bei einem Gehalt yon t g Co ++ anf ~ 00 000 Liter bleibende katalat ische und peroxydat ische Eigenschaften er- wirb t ~). Sehr eindrueksvoll ist ferner die aktivierende Wirkung der Co++-Ionen, die ~iir sich sis Co-SalzlSsung prakt i sch

indifferent sind gegentiber gewissen Hemmungsk6rpe rn , welche daraufhin nicht nu r ihr inhibitorisches Verhal ten aufgeben, sondern sogar in regelrecht reakt ionsf6rdernde Redox-Kata - iysatoren iibergehen k6nnen. Dami t er6ffllet sich tibrigens t in W e t ftir die Materialpri ifung und Identif izierung yon Fest- kOrpern auf kata lyt ischer Grundlage. Wi t ba t t en vier typische H e m m u n g s k b r p e r znr Verfiigung, in deren Gegenwar t die peroxydat i sche Indigocarminent f / i rbung s tark verzSgert wird : Beryl l iulnhydroxyd, Alumin iumoxydhydra t , Tha l l ium(HI) - oxyd und Cer(IV)-oxyd. Das Be(OH)2 war ein luf tgetrocknetes Pr~para t mi t 48,7 % Gesamtwassergehal t und 1,7 % COs, das dnrch Zusammenbr ingen yon Be(NOs) 2- und NaOH-Lbsungen im Mol.-Verhgltnis t :2 bei 18 ° gefXllt, w~hrend Al -oxydhydra t aus AI~(SO~)a-L6sung durch Fgllung mit fiberschtissigem Ammoniak gewonnen wurde. Das sorgf~ltig ausgewasehene und luf tgetrocknete Pr~iparat enthiel t 37,5 % H~O mit weniger als 0,2% SOa-Beimengungen. Das ebenfalls auf nassem ~¥ege hergestelite TleO a ha l l e einen HzO- Gehalt yon t, 5 % a), wogegen CeO2 ein wasserfreies Oxyd war. Die genannten Hydroxyde und Oxyde, die nach r6n tgenographischem und spektral- analy t i schem Befund einen hohen Reinhei tsgrad hat ten , wur- den nach dem Zerpulvern durch Nylongaze (Porendurchmesser 0,t2 mm) gesiebt und in diesem Zustand f/it die nachfolgenden

Tabelle. Peroxydatische Indigocarminent/drbung bei a7 ° in Gegenwart yon Hemmungsk6rpern + 1 ~ng Co ++

Entf/irbungszeit (rain)

3 mg Be(OH).a . . . . . . . 70 mg AI(OH)8 . . . . . . . '1,5 mg T120 a . . . . . . . . I mg CeO2 . . . . . . . . . Co ++ allein . . . . . . . . . Blindprobe . . . . . . . . .

ohne Co ++ + Co ++

840 t26 ~000 t8 1320 420 680 490

540 56O

Versuche verwendet . Diese sind so anzusetzen, dab man eine bes t immte Menge des betreffenden Hemmungskg r pe r s (Trgger) zungchs t mi t 1 cm 3 CoCI 2- oder CoSO4-L6sung ( = 1 mg Co ~) befeuchtet und nach Ablauf yon t5 min mi t 50 cm 3 HiO 2- LOsung (0,6%) und welter mit 10cm a Indigocarminlbsung ( = 3,3 mg Farbstoff) bei 37 ° versetzt . Das einmal grtindlich umgeschwenkte Reakt ionsgemisch ist im Wasse r the rmos ta ten (37 °) bis zur E n t f g r b u n g ohne Konvekt ion ruhig s tehenzu- lassen. Die Ergebnisse, die dutch E rmi t t l ung der Ext inkt ions- werte spek t rophotomet r i sch best~ttigt wurden (Spektrophoto- meter Coleman j un., ,~ = 610 m,a), Hind in der Tabelle zusammen- gestellt. Die hemmende \Virkung der einzelnen T r i t e r h~ingt, wie am AI(OH)a gezeigt werden konnte, mi t der Blockierung seiner akt iven Zentren durch den zn 66 % sorbier ten Farbs tof f zusammen, der in diesem Zustand bedeutelld schwieriger oxy- dierbar ist als das in der LSsung noch vorhandene Indigo- carmin. Nach Auf t ragen des Co++-Ions geht auf Nos ten .des letzteren die Sorpt ion des Farbstoffes am AI(OH)a zurtick und betr~gt nach spek t rophotomet r i schen Messungen ftir die in der Tabelle angegebenen Konzentrat ionsverh/~ltnisse nach A blauf yon 60 rain n u t noch 56%. -- Das am Trgger sorbierte Co~ ~ ver~nder t offenbar dessen Feh lordnungszus tand un te r Bilduug einer Oberf l~chen-Komplexverbindung. Da Koba l t in der RegeI die Ligandenzahl 6 beansprucht , diese abet meist nicht vorfindet, so ist die betreffende Komplexve rb indung ,,un- fert ig" (ungesXttigt) und mit Donatorradika len nnd quasi- freien Elekt ronen behaftet4), an denen der katalyt ische Vor- gang als Reakt ionsket te ausgelSst wird. Als Beispiel sei das dutch Co ++ aktivierte Be(OH)e angeftihrt ( K = Komplex) :

Be(OH)2+ CoC12 ~-BoI(OH)2...~o...CI~I ;

A K - - Co- + H202-+K-- Co-- OH + HO; / /

HO + H 2 0 2 - ~ H 2 0 + H O 2 ; /* /

HO~+Ind igocarmi r t ~- Isa t insulfonsgure + H O usw.

[nslitut [¢ir anorganis~he Chemie der UniversitaL Pozna~

(Polen) ALFOI,,'S IiRAUSE, M. B~LAWACKA, J. ORLIKO\VSKA, J. S~,WEt~ und S. ZIELII~St~I

Eingegangen am 27. April 1982

~) Vgl. KRAUSE, A.: Acres II-igme Congr. interuat. Catalyse, Paris 1 9 6 0 . - 2)KRAusP.,A.: Fundamenta baln.-bioclimat. (im Druck). - - a} KRAUSE, A., u. l~I. BLAWACKA: Naturwissenschaften 49, 104 ( t 9 6 2 ) . - ~)Vgl. KRAUSE, A.: Z. snort, allg. Chem. 305, 138 U 960).