Ligandi ya N-benzyl-isatin-thiosemicarbazone (L) ni ligandi hai ya kukelati ambayo katika utafiti huu huunda kompleksi ya uratibu na ioni za Pb(II), hivyo kuwezesha kubainisha risasi kwa kutumia spektrofotometria ya UV-vis. Watafiti walitengeneza ligandi iliyoelezwa kama 1-(1-benzyl-2-oxoindolin-3-ylidene)thiosemicarbazide, wakaitambulisha kompleksi yake na Pb(II) kwa FTIR, NMR, UV-vis, SEM na uchanganuzi wa joto, na wakatumia mbinu ya spektrofotometria iliyotengenezwa kupima Pb(II) katika miyeyusho ya usagaji wa asidi ya sampuli mbili za rangi ya midomo.

Kwa kompleksi ya Pb(II)-ligandi, mazingira bora ya majaribio yaliamuliwa kuwa pH 12 na 0,2 M NaOH; kiwango cha juu cha ufyonzaji wa UV-vis cha kompleksi kilionekana katika 253 nm. Kwa konsentrasheni ya Pb(II), masafa ya kazi ya mstari yaliyoripotiwa na utafiti yalikuwa 9,7 × 10⁻⁶–1,9 × 10⁻⁴ M, ufyonzaji molari 1,9 × 10³ L mol⁻¹ cm⁻¹ na mgawo wa uhusiano R²=0,9902.

Katika muhtasari, Jedwali 1 na sehemu ya matokeo, kikomo cha ugunduzi wa mbinu (LOD) kimetolewa kwa ulinganifu kama 0,73 µg mL⁻¹ (3,5 µM) na kikomo cha utambuzi wa kiasi (LOQ) kama 2,28 µg mL⁻¹ (11 µM). Hata hivyo, katika sentensi moja ya matokeo, namba za LOD na LOQ zimeandikwa kwa mpangilio uliogeuzwa, na katika Jedwali 2 la kulinganisha vitengo vya LOD/LOQ vya mbinu ya sasa vimeonyeshwa kama µg L⁻¹. Tofauti hizi za ndani ya chanzo hazijasahihishwa kimya kimya.

Mbinu ya uwiano wa moli ilionyesha stokiometria ya kompleksi ya Pb(II):L kuwa 1:1, na konstanti ya uthabiti wa kompleksi iliripotiwa katika chanzo kuwa 2,90 × 10¹ L mol⁻¹. Mavuno ya usanisi wa ligandi yalikuwa %94, huku mavuno ya kompleksi ya Pb(II) iliyotengwa yakiwa %45.

Katika majaribio ya spike-recovery kwa sampuli mbili za rangi ya midomo, urejeshaji ulikuwa kati ya %88,1 ± 1,9 na %117,3 ± 1,1. Utafiti unatafsiri matokeo haya kama ushahidi unaounga mkono uwezo wa mbinu kupima Pb(II) katika sampuli za vipodozi. Hata hivyo, jaribio la spike-recovery kwa sampuli mbili tu za rangi ya midomo halionyeshi kwamba mbinu imethibitishwa katika matriksi zote za vipodozi au kwamba bidhaa fulani inakidhi kanuni au ni salama kiafya.

Maelezo ya Kina

Ligandi ya Indole-2-one Iliyounganishwa na Thiosemicarbazone Hufanyaje Pb(II) Iweze Kupimwa?

Ligandi katika utafiti huunda uratibu na Pb(II) kupitia vikundi vya wafadhili vyenye nitrojeni na sulfuri, na hivyo kutengeneza kompleksi ya Pb–L yenye sifa za kielektroni na kispektroskopi tofauti na ligandi huru; watafiti walitumia ufyonzaji wa kompleksi hii katika 253 nm kama kiashiria cha spektrofotometria cha konsentrasheni ya Pb(II).

Pb(II) maana yake nini?

Pb(II) humaanisha ioni ya elementi risasi katika hali ya uoksidishaji +2. Namba ya Kirumi “II” inaonyesha hali ya valensi +2 ya ioni. Lengo la uchanganuzi katika utafiti ni ioni ya Pb(II) iliyo katika myeyusho.

Kukelati na uratibu maana yake nini?

Katika kompleksi ya uratibu, ioni ya metali huingiliana na atomi wafadhili kwenye ligandi ambazo zinaweza kutoa jozi za elektroni. Katika miundo ya thiosemicarbazone, atomi za nitrojeni na sulfuri zinaweza kuwa vituo vinavyoshiriki katika kufungamana na metali.

Katika utafiti huu, watafiti walitumia mabadiliko ya FTIR na NMR kuunga mkono hitimisho kwamba Pb(II) huratibiwa na eneo lenye nitrojeni na sulfuri linalohusiana na C=N katika ligandi.

Ligandi L ilisanisishwa vipi?

Katika usanisi wa ligandi, kiasi sawa kwa moli cha N-benzyl isatin na thiosemicarbazide kilitumika. 5 mmol ya kila dutu ya kuanzia ilichukuliwa na kutibiwa kwa microwave katika mazingira yenye 20 mL ya ethanoli safi na 0,5 mL HCl.

Bidhaa ilipatikana kama N-benzyl-isatin-thiosemicarbazone (L) ya njano. Kiwango cha kuyeyuka kiliripotiwa kuwa 148–150 °C.

Fomula ya molekuli ya ligandi imetolewa katika chanzo kama C₁₆H₁₄N₄OS na uzito wa molekuli 310,37 g mol⁻¹.

Uchanganuzi wa elementi wa ligandi

Bendi za FTIR za ligandi

Matokeo ya ¹H-NMR ya ligandi

Katika chanzo, ishara ya singleti katika 4,98 ppm iliripotiwa kwa protoni za CH₂ katika kundi la N-benzyl. Protoni tatu za NH zinazohusishwa na vikundi vya NH₂ na NH zilionyesha ishara za singleti katika 8,76, 9,10 na 12,42 ppm. Ishara za jumla ya protoni tisa katika pete mbili za aromatiki zilitolewa katika masafa ya 7,03–7,73 ppm.

Kompleksi ya Pb(II) ilisanisishwa vipi?

Ili kuandaa umbo gumu la kompleksi ya Pb(II), 2 mmol ya ligandi L ilichanganywa katika 20 mL ya dioksani inayochemka. 2 mmol ya Pb(NO₃)₂ iliyoyeyushwa katika maji yaliyodistiliwa iliongezwa tone kwa tone kwenye myeyusho na mfumo ukachemshwa kwa 2 saa chini ya kondensa ya reflux.

Kisha 2 mL ya triethylamine (Et₃N) iliongezwa na mchanganyiko ukaendelea katika reflux kwa 1 saa zaidi. Kigumu cha rangi ya chungwa kilichoundwa kilichujwa, kikaoshwa mara tatu kwa etha na kukausha chini ya utupu kwa kutumia CaCl₂ isiyo na maji.

Chanzo hutambulisha kompleksi gumu kama [L-Pb(NO₃)] na hutoa mavuno ya usanisi kuwa %45.

Uchanganuzi wa elementi wa kompleksi ya Pb(II)

FTIR iliungaje mkono kufungamana kwa metali?

Katika ligandi huru, katika eneo la NH/NH₂, bendi ya 3451 cm⁻¹ ilihama hadi 3494 cm⁻¹ ndani ya kompleksi. Bendi ya C=N ilihama kutoka 1590 cm⁻¹ hadi 1580 cm⁻¹, na chanzo kilitafsiri mabadiliko haya kama moja ya ushahidi wa uratibu wa Pb(II) na nitrojeni katika kundi la C=N.

Kutoweka kwa bendi ya C=S iliyokuwa katika 1270 cm⁻¹ kwenye ligandi huru katika spektra ya kompleksi kulihusishwa na chanzo na kubadilika hadi umbo la thiol na kushiriki kwa sulfuri katika kufungamana kwa Pb(II). Katika spektra ya kompleksi, bendi za M–S katika 812 cm⁻¹ na M–N katika 682 cm⁻¹ ziliripotiwa.

Katika eneo la 1450–1350 cm⁻¹, bendi pana ya NO₃ pia ilihusishwa na nitrati katika muundo wa kompleksi.

NMR ilionyesha nini kuhusu kuundwa kwa kompleksi?

Katika kompleksi, ishara ya singleti katika 10,15 ppm iliripotiwa kwa NH₂. Ishara ya N-benzyl CH₂ ilihama kutoka 4,98 ppm katika ligandi huru hadi 5,19 ppm katika kompleksi. Chanzo hutafsiri mhamo huu wa downfield kama ushahidi wa ziada wa kispektroskopi unaounga mkono kuundwa kwa kompleksi.

Protoni za aromatiki za kompleksi ziliripotiwa katika masafa ya 6,79–7,37 ppm.

Picha za SEM zilionyesha nini?

Katika picha za SEM za ligandi huru, mikusanyiko inayofanana na sindano ilionekana. Chanzo mahali pamoja kinataja mikusanyiko ya sindano ya takriban 50 µm na baadaye miundo minene inayofanana na sindano ya takriban 100 µm kwenye uso.

Katika kompleksi ya Pb(II), mofolojia ya uso ilielezwa kama mikusanyiko ya tabaka inayofanana na ua. Waandishi wanasema mabadiliko haya ya mofolojia yanaweza kuongeza eneo la uso.

Kikomo cha tafsiri: Kwa kuwa utafiti haukuripoti BET au kipimo kingine cha kiasi cha eneo maalum la uso, haiwezi kusemwa kwamba “ongezeko la eneo la uso wa kompleksi lilithibitishwa kwa kupimwa”. SEM hutoa uchunguzi wa mofolojia pekee.

Uchanganuzi wa joto ulionyesha nini?

Chanzo hutafsiri mtengano wa joto wa kompleksi ya Pb(II) katika hatua tatu.

Maelezo ya kikomo cha joto cha chanzo: Katika sehemu ya kifaa/mbinu imeandikwa kuwa jaribio la TGA lilifanywa kutoka joto la kawaida hadi 800 °C, ilhali sehemu ya matokeo inaeleza uchanganuzi kama 20–900 °C na kutoa hatua ya mwisho hadi 901,72 °C. Verianla haijapunguza tofauti hii kuwa joto moja.

Nini kilibadilika katika spektra ya UV-vis?

Katika spektra ya kielektroni ya ligandi huru, kilele dhahiri katika 403 nm na kipengele kisicho dhahiri zaidi cha umbo la bega karibu 265 nm viliripotiwa. Chanzo kinahusisha bendi hizi na mpito wa π→π*.

Baada ya kuunda kompleksi na Pb(II), myeyusho ulionyesha mabadiliko ya rangi kutoka nyeupe kuelekea njano hafifu, na kilele kikuu cha analitiki cha ufyonzaji wa kompleksi kilionekana katika 253 nm. Chanzo kilitafsiri bendi ya 253 nm kama uhamisho wa chaji kutoka ligandi hadi metali (ligand-to-metal charge transfer, LMCT).

253 nm iko katika eneo la urujuanimno la spektra ya sumakuumeme. Ingawa utafiti unaiita mbinu “colorimetric” na unaeleza mabadiliko ya rangi yanayoonekana kwa macho, kipimo cha kiasi kinategemea ufyonzaji wa 253 nm katika spektrofotometra ya UV-vis.

Lebo ya mhimili katika Kielelezo 6 cha chanzo

Katika mhimili wa mlalo wa Kielelezo 6 cha chanzo kuna thamani karibu 230–300 na ingawa kitengo ni nm, mhimili umeandikwa “Wavenumber (nm)”. nm ni kitengo cha urefu; Verianla haitengenezi upya lebo hii kana kwamba ni taarifa ya chanzo iliyorekebishwa na inawasilisha kilele cha analitiki kwa thamani ya 253 nm iliyotolewa katika chanzo.

Kwa nini pH 12 ilichaguliwa kama bora?

Katika utafiti, athari ya pH ilichunguzwa kwa bafa ya Britton-Robinson na iliripotiwa kwamba ufyonzaji wa juu/ulio thabiti zaidi ulipatikana katika pH 12. Waandishi wanaeleza hili kwa deprotonation kubwa zaidi ya vikundi wafadhili katika pH ya juu na upatikanaji wa vituo vya wafadhili vya anioni vinavyofaa kwa uratibu wa Pb(II).

Tofauti ya usemi wa chanzo: Muhtasari unaita hali ya pH 12 “slightly acidic”, yaani yenye asidi kidogo. Hata hivyo, pH 12 ni hali ya kibasiki na katika mbinu ya utafiti 0,2 M NaOH imetumika. Kwa hiyo katika maelezo ya kisayansi ya Kiswahili pH 12 imeelezwa kama “hali ya kibasiki”.

Bafa ya Britton-Robinson ni nini?

Utafiti ulitumia mfumo wa bafa wa 0,12 M Britton-Robinson wenye CH₃COOH, H₃PO₄ na H₃BO₃. Katika sehemu ya vifaa, imeelezwa kuwa bafa iliandaliwa kwa masafa ya pH 3–12, ilhali katika sehemu ya uboreshaji imeandikwa kuwa masafa ya pH 2,0–12,0 yalichunguzwa. Chanzo hakielezi tofauti hii ndogo ya kimetodolojia.

Konsentrasheni ya NaOH iliboreshwaje?

Konsentrasheni ya hidroksidi ilichunguzwa katika masafa ya 0,1–1,0 M na ufyonzaji wa juu zaidi ulionekana katika 0,2 M NaOH. Kwa hiyo 0,2 M NaOH ilitumika katika vipimo vya baadaye vya analitiki.

Muda wa kuendelea kwa kompleksi

Ufyonzaji wa kompleksi ulifuatiliwa kati ya 5–60 dakika na kulingana na Kielelezo 5 cha chanzo, ufyonzaji ulifikia kiwango cha juu katika dakika 15. Katika muda mrefu zaidi, ufyonzaji ulipungua hatua kwa hatua.

Tofauti ya muda wa chanzo: Utaratibu wa matumizi ya kalibresheni unasema ufyonzaji ulipimwa baada ya miyeyusho kuachwa katika joto la kawaida kwa dakika 5. Matokeo ya uboreshaji yanaonyesha kiwango cha juu cha ufyonzaji katika dakika 15. Chanzo hakisawazishi kauli hizi mbili tofauti kuhusu muda wa mwisho wa usomaji wa analitiki.

Konsentrasheni ya ligandi ilichaguliwaje?

Masafa ya konsentrasheni ya ligandi 6,4 × 10⁻⁶–9,6 × 10⁻⁵ M yalichunguzwa. Chanzo kinasema ufyonzaji wa juu zaidi ulionekana katika 6,4 × 10⁻⁶ M, lakini kilele kilikuwa kipana.

Kwa upande mwingine, kwa kuzingatia ukali na uwazi wa kilele cha analitiki, konsentrasheni ya mwisho ya ligandi iliyochaguliwa kuwa bora ilikuwa 6,4 × 10⁻⁵ M. Tofauti hii ni muhimu: “konsentrasheni inayotoa ufyonzaji wa juu zaidi” si sawa na “konsentrasheni bora iliyochaguliwa na watafiti kwa kipimo cha analitiki”.

Athari ya joto

Uundaji wa kompleksi ulichunguzwa katika masafa ya joto 20–50 °C. Iliripotiwa kuwa uthabiti wa kompleksi ulipungua kadiri joto lilivyoongezeka na joto bora likaamuliwa kuwa 20 °C.

LOD na LOQ Zinamaanisha Nini Katika Mbinu Hii?

LOD ni kikomo cha chini cha konsentrasheni ambacho mbinu inaweza kugundua kwa kutegemewa uwepo wa Pb(II), huku LOQ ikiwa kikomo cha juu zaidi cha konsentrasheni kinachohitajika ili Pb(II) ibainishwe kama matokeo ya kiasi; katika utafiti huu, kwa mujibu wa muhtasari na Jedwali 1, LOD ni 0,73 µg mL⁻¹ na LOQ ni 2,28 µg mL⁻¹.

Mstari wa kalibresheni

Mlinganyo 1 katika maandishi ya makala umetolewa kama:

\[ A=0.0094C+0.0037 \qquad (R^2=0.9902) \]

Hapa \(A\) inatumika kuwakilisha ufyonzaji uliopimwa na \(C\) kuwakilisha konsentrasheni ya Pb(II).

Tofauti ya regresha katika chanzo: Mlinganyo wa regresha uliochapishwa kwenye grafu ya Kielelezo 7 ni:

\[ y=0.0094x-0.0037 \]

Kwa upande mwingine, Mlinganyo 1 na Jedwali 1 hutoa neno la kudumu kama +0,0037. Chanzo hakielezi tofauti hii ya alama.

Zaidi ya hayo, mhimili wa x wa Kielelezo 7 unaonyesha konsentrasheni ya Pb(II) katika mg L⁻¹, ilhali katika Mlinganyo 1 wa maandishi “M” imeandikwa kando ya \(C\). Kwa hiyo, kitengo cha mteremko wa regresha hakiwezi kutolewa kwa maana moja ndani ya chanzo.

Masafa ya kazi ya mstari

Masafa ya molari ya konsentrasheni ya Pb(II) yaliyoripotiwa na utafiti ni:

\[ 9.7\times10^{-6}\;M \;\text{ile}\; 1.9\times10^{-4}\;M \]

kati yake.

Katika masafa haya, uhusiano wa mstari wa ufyonzaji-konsentrasheni unaolingana na tabia ya Beer-Lambert uliripotiwa na mgawo wa uhusiano:

\[ R^2=0.9902 \]

ulitolewa.

Ufyonzaji molari

Ufyonzaji molari wa kompleksi katika 253 nm uliripotiwa kuwa:

\[ \varepsilon=1.9\times10^3\;L\,mol^{-1}\,cm^{-1} \]

.

Ufyonzaji molari ni mgawo wa spektrofotometria unaoeleza jinsi spishi fulani ya kemikali inavyofyonza mwanga kwa nguvu katika urefu fulani wa mawimbi. Chanzo hutoa thamani hii kwa kompleksi ya Pb(II)-L.

Mlinganyo wa LOD

Chanzo hutoa Mlinganyo 2 kama:

\[ LOD=\frac{3\sigma}{S} \]

.

Mlinganyo wa LOQ

Chanzo hutoa Mlinganyo 3 kama:

\[ LOQ=\frac{10\sigma}{S} \]

.

Onyo kuhusu ufafanuzi wa alama: Maandishi ya makala yanafafanua \(S\) kama “response's standard deviation”, yaani mkengeuko sanifu wa mwitikio, na \(\sigma\) kama mteremko wa mkunjo wa kalibresheni. Ufafanuzi huu umeandikwa hivyo katika chanzo na Verianla haijabadilisha alama hizo kimya kimya.

Tofauti ya mpangilio wa ndani ya chanzo katika thamani za LOD/LOQ

Muhtasari na Jedwali 1:

• LOD: 0,73 µg mL⁻¹ = 3,5 µM
• LOQ: 2,28 µg mL⁻¹ = 11 µM

zinaendana.

Kwa upande mwingine, sentensi ya chanzo mara tu baada ya Mlinganyo 2–3 huandika thamani za LOD na LOQ kama 2,28 na 0,73 µg mL⁻¹ mtawalia. Sehemu ya matokeo inarudi tena kwenye mpangilio wa LOQ=2,28 na LOD=0,73 µg mL⁻¹.

Kwa hiyo, Verianla hutoa thamani kuu za analitiki kwa mpangilio wa muhtasari + Jedwali 1 + sehemu ya matokeo, ambao ndio wa wengi na unaolingana ndani yake, lakini huweka sentensi inayopingana ikiwa wazi kama kutofautiana kwa ndani ya chanzo.

Tofauti ya kitengo katika Jedwali 2

Chanzo kinatumia µg mL⁻¹ kwa LOD/LOQ katika Jedwali 1 na muhtasari, lakini katika Jedwali 2 linalolinganisha mbinu, LOD ya mbinu ya sasa ya UV-vis imeonyeshwa kama “0,73 µg L⁻¹” na kichwa cha safu ya LOQ kama µg L⁻¹.

µg mL⁻¹ na µg L⁻¹ si kitengo kimoja. Kwa kuwa chanzo hakielezi tofauti hii, Verianla haibadilishi kitengo kwa kukisia.

RSD inaonyesha nini?

Chanzo huripoti thamani ya RSD ya mbinu kuwa %0,23 kwa n=6 na huiita “accuracy” katika maandishi.

RSD, relative standard deviation, ni mkengeuko sanifu wa jamaa na ni kipimo kinachoonyesha mtawanyiko wa vipimo vinavyorudiwa dhidi ya kila kimoja. Kwa hiyo, Verianla hutoa %0,23 kama RSD iliyoripotiwa katika chanzo; haiipanui yenyewe kuwa asilimia inayothibitisha usahihi kamili wa mbinu nzima.

Chanzo kiliilinganisha vipi na mbinu nyingine?

Jedwali hili linajumuisha si tu mbinu tofauti za analitiki bali pia matriksi tofauti za sampuli na vitengo tofauti vya konsentrasheni. Kwa hiyo, kuweka namba kando kwa kando pekee hakumaanishi kwamba utendaji wote wa analitiki wa mbinu umelinganishwa moja kwa moja katika hali sawa.

Stokiometria ya 1:1 Pb:L Iliamuliwaje?

Mbinu ya uwiano wa moli ilitumia nukta ya ulinganifu katika tabia ya ufyonzaji wakati uwiano wa ligandi/metali ulibadilishwa ili kutathmini uwiano wa Pb(II):L wa kompleksi, na katika Kielelezo 8 cha chanzo ulinganifu ulionekana karibu na nukta ya ligandi/metali=1, hivyo kufikia hitimisho la stokiometria ya kompleksi ya 1:1.

Mlinganyo wa jumla wa uundaji wa kompleksi

Mlinganyo 4 wa chanzo ni:

\[ M^{n+}+X\rightleftharpoons[MX]^{n+} \]

.

Katika chanzo \(X\) inawakilisha ligandi L na \(M^{n+}\) inawakilisha ioni ya Pb(II).

Uhusiano wa chanzo kati ya ufyonzaji na kiasi cha kompleksi

Mlinganyo 5 katika chanzo umetolewa kama:

\[ \frac{A}{A_{\mathrm{extp}}} = \frac{[MX]^{n+}}{C} \]

.

Hapa \(A\) ni ufyonzaji katika nukta fulani ya uwiano wa moli; \(A_{\mathrm{extp}}\) inaelezwa kama ufyonzaji jumla wa kompleksi karibu na nukta ya ulinganifu katika grafu ya uwiano wa moli.

Uandishi wa \(C\), \(C_m\) na \(C_x\) katika chanzo ni mfupi na wakati mwingine haueleweki kikamilifu. Verianla haiongezi ufafanuzi mpya ambao haujatolewa katika chanzo.

Konsentrasheni ya kompleksi

Mlinganyo 6 wa chanzo ni:

\[ [MX]=\frac{A}{A_{\mathrm{extp}}}C \]

.

Konsentrasheni ya metali huru

Mlinganyo 7 wa chanzo umetolewa kama:

\[ [M]^{n+} = C_m-[MX]^{n+} = C_m-\frac{A}{A_{\mathrm{extp}}}C \]

.

Konsentrasheni ya ligandi huru

Mlinganyo 8 wa chanzo katika PDF unaonekana kama:

\[ [X] = C_x-[MX]^{n+} = C_x-\frac{A}{A_{\mathrm{extp}}} \]

.

Maelezo ya Mlinganyo 8: Katika Mlinganyo 6 na 7, neno \(A/A_{\mathrm{extp}}\) linazidishwa kwa \(C\), lakini katika neno la mwisho la Mlinganyo 8, PDF ya chanzo haina kizidishi \(C\). Verianla haijabadilisha mlinganyo kwa kukisia.

Konstanti ya uthabiti

Mlinganyo 9 wa chanzo umetolewa kama:

\[ K= \frac{[MX]}{[M][X]} \]

.

Mlinganyo huu unaunganisha konsentrasheni ya kompleksi iliyoundwa na konsentrasheni za metali huru na ligandi huru kwa kompleksi ya metali-ligandi ya 1:1.

Konstanti ya uthabiti iliyohesabiwa na chanzo iliripotiwa kuwa:

\[ K=2.90\times10^{1}\;L\,mol^{-1} \]

.

Matokeo ya Urejeshaji Katika Sampuli za Rangi ya Midomo Yanapaswa Kutafsiriwaje?

Jaribio la spike-recovery huongeza kiasi kinachojulikana cha Pb(II) kwenye myeyusho wa usagaji wa rangi ya midomo na kutathmini ni kwa kiwango gani mbinu inaweza kupima tena kiasi hicho kilichoongezwa; masafa ya urejeshaji ya %88,1–%117,3 katika utafiti hutoa uthibitisho wa awali wa analitiki wa uwezekano wa kutumia mbinu ndani ya matriksi mbili za rangi ya midomo, lakini si uthibitishaji kamili kwa bidhaa zote za vipodozi wala tathmini ya usalama wa bidhaa.

Sampuli ya rangi ya midomo iliandaliwaje?

0,5 g ya rangi ya midomo ilichukuliwa kutoka kila sampuli. Jumla ya 5 mL ya mchanganyiko wa asidi iliyokolea ilitumiwa kuvunja matriksi ya kikaboni na kuhamisha Pb kwenye myeyusho.

Mchanganyiko wa asidi:

\[ HNO_3:HCl=3:1 \]

ulikuwa katika uwiano huo.

Sampuli zilisagwa kwa asidi kwenye hot plate kwa 2 saa. Kisha myeyusho wa usagaji uliopatikana ulifikishwa hadi 10 mL kwa maji yaliyodistiliwa mara tatu na kuchujwa kupitia karatasi ya kichujio.

Matokeo ya rangi ya midomo

Kulingana na tanbihi ya Jedwali 3, matokeo ya “Pb(II) iliyopatikana” yametolewa kama wastani wa vipimo vitano ± mkengeuko sanifu, na thamani za urejeshaji kama wastani wa urejeshaji wa marudio matano ± mkengeuko sanifu wa jamaa.

Urejeshaji wa %117,3 unamaanisha nini?

Thamani bora ya spike-recovery inamaanisha takriban kiasi chote cha analiti kilichoongezwa kinapimwa tena. Thamani iliyo juu ya %100 inaendana na mkengeuko chanya unaoonyesha kuwa kiasi kilichoongezwa kilirejeshwa na mbinu kwa kiwango cha juu kuliko kilivyo.

Thamani ya juu zaidi katika utafiti ni %117,3 ± 1,1. Chanzo kinatafsiri urejeshaji huu wa juu kama kiashiria cha ufanisi wa mbinu; hata hivyo haikuchunguzwa kando ikiwa mkengeuko unatokana na athari ya matriksi, kalibresheni au sababu nyingine ya analitiki.

Je, 15 na 30 µg/mL ni maudhui halisi ya Pb katika rangi ya midomo?

Thamani hizi ni konsentrasheni za Pb(II) ambazo utafiti uliripoti katika miyeyusho ya uchanganuzi iliyosagwa kwa asidi na kutayarishwa hadi 10 mL. Chanzo hakibadili matokeo haya kuwa konsentrasheni ya mwisho ya bidhaa kama mg/kg kwa kila uzito wa awali wa rangi ya midomo.

Kwa hiyo, thamani za 15 na 30 µg/mL hazipaswi kubadilishwa moja kwa moja kuwa “rangi ya midomo yenyewe ina kiasi hiki cha mg/kg Pb”.

Je, chapa au utambulisho wa bidhaa wa rangi za midomo unajulikana?

Hapana. Katika maandishi makuu, chanzo kinaita sampuli tu “Lipstick 1” na “Lipstick 2”. Chapa, rangi, mtengenezaji, namba ya lote au mahali pa ununuzi havijaripotiwa.

Je, utafiti ulithibitisha uteuzi wa mbinu?

Katika utangulizi, utafiti unatoa hoja kwamba muundo wa ligandi unaweza kupunguza kuingiliwa na ioni za metali kama Fe au Zn ambazo zinaweza kuwa katika vipodozi; hata hivyo, katika sehemu kuu za mbinu na matokeo, mfululizo mpana wa majaribio ya ioni shindani/interference haujaripotiwa. Kwa hiyo, haiwezi kuhitimishwa kwamba uteuzi wa Pb(II) dhidi ya ioni mbalimbali za metali ulithibitishwa kwa kiasi.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Muundo mkuu wa utafiti

Kemikali kuu zilizotumika

• Pb(NO₃)₂ — Sigma-Aldrich.
• N-benzyl isatin.
• Thiosemicarbazide.
• DMSO.
• NaOH.
• CH₃COOH.
• H₃PO₄.
• H₃BO₃.
• HNO₃.
• HCl.
• Ethanoli.
• Dioksani.
• Et₃N.

Myeyusho sanifu wa Pb(II)

Ili kuandaa myeyusho mama wa 4,8 × 10⁻³ M Pb(II), 1,59 ± 0,001 g Pb(NO₃)₂ iliyeyushwa na ujazo kukamilishwa katika chupa ya ujazo wa 1 L kwa maji yaliyodistiliwa yenye usafi wa juu sana.

Kutoka kwenye myeyusho huu mama, miyeyusho ya kazi ya Pb(II) ya 9,7 × 10⁻⁶–1,9 × 10⁻⁴ M iliandaliwa.

Myeyusho mama wa ligandi

Chanzo kinaeleza kwamba 0,1 ± 0,001 g ya ligandi ilichanganywa na 100 mL DMSO. Katika maandalizi ya kalibresheni ya analitiki, kiasi kinachofaa cha myeyusho mama wa ligandi wa 3,2 × 10⁻³ M kilitumika.

Usafishaji wa vyombo vya kioo

Vyombo vya kioo vilioshwa kwa uangalifu kwa myeyusho wa %10 HNO₃ kabla ya matumizi. Katika uchanganuzi wa metali fuatishi, hatua hii ni sehemu ya utaratibu wa majaribio kwa kupunguza hatari ya uchafuzi wa metali unaoweza kutoka kwenye nyuso za kioo.

Vifaa

Maandalizi ya kalibresheni ya analitiki

Katika chupa za ujazo wa 10 mL, kiasi kinachofaa cha myeyusho mama wa ligandi na miyeyusho ya Pb(II) katika masafa ya 9,7 × 10⁻⁶–1,9 × 10⁻⁴ M vilitumika.

2,0 mL ya 0,2 M NaOH iliongezwa kwenye miyeyusho, kisha ujazo ukakamilishwa hadi 10 mL kwa maji yaliyodistiliwa. Ufyonzaji wa kompleksi ya Pb(II)-L ulipimwa katika 253 nm dhidi ya blank ya ligandi.

Utaratibu wa matumizi wa chanzo unasema miyeyusho ilipimwa baada ya kuachwa kwa dakika 5 katika joto la kawaida, ilhali uboreshaji wa muda unaonyesha ufyonzaji wa juu zaidi katika dakika 15.

Matokeo makuu ya namba ya utafiti

Hitimisho zinazoungwa mkono na utafiti

• Ligandi ya N-benzyl-isatin-thiosemicarbazone ilisanisishwa kwa mbinu inayosaidiwa na microwave.
• Ligandi iliunda kompleksi na Pb(II) inayoweza kuchunguzwa katika hali ngumu na katika myeyusho.
• Data za FTIR na NMR zilionyesha mabadiliko ya kispektri kati ya ligandi na kompleksi yanayolingana na uratibu.
• SEM ilionyesha kuwa ligandi na kompleksi ya PbL zina mofolojia tofauti.
• Kompleksi ya Pb(II)-L ilionyesha ufyonzaji wa analitiki katika 253 nm.
• Hali bora zilizochaguliwa na utafiti ni pH 12, 0,2 M NaOH, 6,4 × 10⁻⁵ M ligandi na 20 °C.
• Stokiometria ya Pb(II):L iliripotiwa kuwa 1:1 kwa mbinu ya uwiano wa moli.
• Jaribio la spike-recovery lilifanywa katika sampuli mbili za rangi ya midomo zilizogawanywa.
• Urejeshaji ulitofautiana kati ya %88,1 ± 1,9 na %117,3 ± 1,1.

Hitimisho ambazo utafiti hauungi mkono moja kwa moja

• Haijathibitishwa kwamba mbinu itatoa utendaji uleule katika bidhaa zote za vipodozi.
• Uthibitishaji mpana wa uteuzi/interference dhidi ya ioni shindani za metali haujaripotiwa.
• Matokeo ya rangi ya midomo hayakuthibitishwa kwa kulinganisha na mbinu huru ya rejea katika sampuli zilezile.
• Sampuli mbili tu za rangi ya midomo zilitumika; uchunguzi mpana wa soko haukufanywa.
• Chapa, mtengenezaji na taarifa za lote za rangi za midomo hazijaripotiwa.
• Utafiti haukutathmini kama bidhaa zinakidhi kanuni au ni salama kwa mtumiaji.
• Mabadiliko ya mofolojia yaliyoonekana katika SEM si kipimo cha kiasi cha eneo la uso cha BET.
• RSD ya %0,23 peke yake si uthibitisho wa vipengele vyote vya usahihi wa analitiki.
• Urejeshaji wa %117,3 haumaanishi usahihi kamili wa analitiki.
• Hakuna uchanganuzi tofauti wa gharama uliofanywa kwa maelezo ya “rahisi na ya gharama ndogo”.

Utata muhimu wa kimetodolojia ndani ya chanzo

• Muhtasari unaita pH 12 “slightly acidic”; hali ya majaribio ni ya kibasiki.
• Mpangilio wa thamani za LOD/LOQ umegeuzwa katika sentensi moja ya matokeo.
• Maelezo ya alama \(S\) na \(\sigma\) katika fomula za LOD/LOQ yametolewa kwa njia isiyo ya kawaida katika maandishi ya chanzo.
• Kuna tofauti ya kitengo cha konsentrasheni ya LOD/LOQ kati ya Jedwali 1 na Jedwali 2.
• Neno la kudumu la regresha ni +0,0037 katika Mlinganyo 1/Jedwali 1 na −0,0037 katika Kielelezo 7.
• Mhimili wa x wa Kielelezo 7 ni mg L⁻¹, ilhali Mlinganyo 1 unaweka konsentrasheni kama “M”.
• Utaratibu wa kalibresheni unaripoti kusubiri dakika 5, ilhali uboreshaji wa muda unaripoti ufyonzaji wa juu zaidi katika dakika 15.
• Katika sehemu ya kifaa cha TGA kikomo cha juu ni 800 °C, ilhali sehemu ya matokeo ina data inayofikia takriban 900–901,72 °C.
• Katika neno la mwisho la Mlinganyo 8, kizidishi \(C\) kilichopo katika Mlinganyo 6–7 hakionekani.
• Bafa ya Britton-Robinson imeelezwa kama pH 3–12 katika sehemu ya vifaa na pH 2–12 katika sehemu ya uboreshaji.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Utafiti asilia: A Simple and Fast Method for the Determination of Lead(II) Ions in Some Cosmetic Products Through Spectrophotometric Technique by Using Thiosemicarbazone-Linked Substituted Indole-2-one

Waandishi: Sulafa Nassar; Gharam Ibrahim Mohammed; Thoraya Abdelreheem Farghaly.

Mwandishi anayewajibika: Thoraya Abdelreheem Farghaly.

Barua pepe: thoraya-f@cu.edu.eg

Taasisi 1: Department of Chemistry, Faculty of Science, Umm Al-Qura University, Makkah 21955, Saudi Arabia.

Taasisi 2: Department of Chemistry, Faculty of Science, Cairo University, Giza 12613, Egypt.

Jarida: Indonesian Journal of Chemistry.

Juzuu / toleo: 26 / 3.

Kurasa: 872–883.

Mwaka: 2026.

DOI: 10.22146/ijc.111616.

Tarehe ya kupokelewa: 29 Septemba 2025.

Tarehe ya kukubaliwa: 12 Desemba 2025.

Aina ya chanzo: Utafiti wa majaribio wa kemia analitiki; unajumuisha usanisi wa ligandi na kompleksi ya metali, utambulishaji wa kispektroskopi/joto/mofolojia, uboreshaji wa mbinu ya analitiki na matumizi katika matriksi ya rangi ya midomo.

Mapitio ya rika: Indonesian Journal of Chemistry ni jarida linalopitiwa na wataalamu. Sera rasmi hufafanua sehemu ya Articles kuwa peer reviewed na kutaja uteuzi wa angalau wakaguzi wawili.

Mchapishaji / jukwaa: Indonesian Journal of Chemistry, Chemistry Department, Universitas Gadjah Mada, Indonesia.

Leseni: Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International — CC BY-NC-ND 4.0.

Ufadhili: Hakuna sehemu tofauti ya Funding katika PDF kuu iliyochunguzwa.

Upatikanaji wa data: Hakuna sehemu tofauti ya Data Availability katika PDF kuu iliyochunguzwa.

Shukrani: Hakuna sehemu tofauti ya Acknowledgements katika PDF kuu iliyochunguzwa.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wanasema hawana maslahi ya kifedha yanayoshindana au uhusiano wa kibinafsi unaojulikana ambao unaweza kuathiri utafiti.

Michango ya waandishi: Sulafa Nassar — Methodology, Investigation, Formal analysis, Software, Resources, Data curation, Writing – original draft. Gharam Ibrahim Mohammed — Investigation, Formal analysis, Writing – review & editing, Writing – original draft, Software, Resources. Thoraya Abdelreheem Farghaly — Synthesis of the ligand, Writing – original draft, Writing – review & editing. Imeelezwa kwamba waandishi wote walisoma na kuidhinisha toleo la mwisho la makala.

Michango sawa: Hakuna tamko la mchango sawa/uwaandishi mwenza wa kwanza katika PDF kuu.

Preprint: Hakuna toleo tofauti la preprint lililotajwa katika PDF iliyochunguzwa na rekodi rasmi ya bibliografia.

Ligandi: 1-(1-benzyl-2-oxoindolin-3-ylidene)thiosemicarbazide; pia inaitwa N-benzyl-isatin-thiosemicarbazone na L ndani ya utafiti.

Usanisi wa ligandi: N-benzyl isatin na thiosemicarbazide, 5 mmol:5 mmol; 20 mL ethanoli; 0,5 mL HCl; 110 °C; 800 W; 30 dakika microwave; mavuno ya bidhaa %94.

Usanisi wa kompleksi gumu: 2 mmol L + 2 mmol Pb(NO₃)₂; 20 mL dioksani inayochemka; 2 saa reflux; kisha 2 mL Et₃N na 1 saa ya ziada ya reflux; mavuno ya kompleksi %45.

UV-vis: Shimadzu UV-1800, 1 cm kyuveti ya quartz.

FTIR: Bruker Tensor 27.

Uchanganuzi wa joto: Shimadzu DTG-60, anga ya N₂, kiwango cha kupasha 10 °C/dk.

Hali bora za analitiki: pH 12; 0,2 M NaOH; L=6,4 × 10⁻⁵ M; 20 °C; λ_max=253 nm.

Masafa ya mstari: Pb(II)=9,7 × 10⁻⁶–1,9 × 10⁻⁴ M.

Utendaji wa analitiki: R²=0,9902; ufyonzaji molari=1,9 × 10³ L mol⁻¹ cm⁻¹; RSD=%0,23.

Thamani kuu ya chanzo ya LOD/LOQ: Kwa mujibu wa muhtasari, Jedwali 1 na sehemu ya matokeo LOD=0,73 µg mL⁻¹; LOQ=2,28 µg mL⁻¹. Mpangilio uliogeuzwa katika makala na tofauti ya kitengo katika Jedwali 2 zimeelezwa kando.

Stokiometria ya kompleksi: Pb:L=1:1.

Konstanti ya uthabiti: 2,90 × 10¹ L mol⁻¹ imeripotiwa katika chanzo.

Matumizi ya rangi ya midomo: Sampuli mbili za rangi ya midomo; 0,5 g sampuli; 5 mL HNO₃:HCl=3:1 iliyokolea; usagaji wa 2 saa kwenye hot plate; kufikisha 10 mL; kuchuja; uchanganuzi wa spike-recovery.

Urejeshaji wa rangi ya midomo: %88,1 ± 1,9–%117,3 ± 1,1; n=5.

Kikomo cha utambulisho wa sampuli: Chanzo kinaita rangi za midomo “Lipstick 1” na “Lipstick 2” pekee; chapa na taarifa za bidhaa hazijatolewa.

Kikomo cha uteuzi: Utafiti hauripoti jaribio la kimfumo la interference/selectivity dhidi ya ioni shindani za metali.

Kikomo cha uthibitishaji: Jaribio la spike-recovery katika rangi mbili za midomo ni matumizi ya matriksi halisi; uthibitishaji wa kulinganisha wa sampuli zilezile kwa mbinu huru ya analitiki ya rejea haujaripotiwa.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 1 — pH: Muhtasari unaita pH 12 “slightly acidic”, ilhali jaribio liko katika hali ya kibasiki yenye 0,2 M NaOH.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 2 — regresha: Katika Mlinganyo 1 na Jedwali 1 neno la kudumu ni +0,0037, katika mlinganyo wa grafu wa Kielelezo 7 ni −0,0037.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 3 — kitengo cha konsentrasheni: Mhimili wa x wa Kielelezo 7 ni mg L⁻¹, katika Mlinganyo 1 konsentrasheni imeandikwa “C (M)”.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 4 — LOD/LOQ: Sentensi moja ya maandishi hutoa namba za LOD na LOQ kwa mpangilio uliogeuzwa; muhtasari, Jedwali 1 na sehemu ya matokeo zinaendana kwa LOD=0,73 na LOQ=2,28 µg mL⁻¹.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 5 — kitengo cha LOD/LOQ: Jedwali 1 linatumia µg mL⁻¹, Jedwali 2 linatumia µg L⁻¹ kwa mbinu ya sasa.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 6 — alama za LOD/LOQ: Chanzo kinafafanua \(S\) kama mkengeuko sanifu wa mwitikio na \(\sigma\) kama mteremko; alama hazijabadilishwa.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 7 — muda: Utaratibu wa matumizi unaripoti usomaji baada ya kusubiri dakika 5, huku uboreshaji ukiripoti ufyonzaji wa juu zaidi katika dakika 15.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 8 — uchanganuzi wa joto: Katika sehemu ya kifaa joto la juu ni 800 °C, katika matokeo kuna data ya mtengano hadi takriban 900–901,72 °C.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 9 — Mlinganyo 8: Katika neno la mwisho la \(A/A_{\mathrm{extp}}\) la Mlinganyo 8, chanzo hakionyeshi kizidishi \(C\) kilichopo katika Mlinganyo 6–7.

Maelezo ya ulinganifu wa ndani ya chanzo 10 — masafa ya bafa: Bafa ya Britton-Robinson imeelezwa kama pH 3–12 katika sehemu ya vifaa na pH 2–12 katika sehemu ya uboreshaji.