Determinarea urmelor de Pb din probe lichide metode de stripare electrochimică cuprins 1. Introducere 2. Scopul analizei 3. Metode alternative de analiză 4. Prezentarea metodei alese 5. Tipuri de electrozi 6. Concluzii 7. Bibliografie Introducere Această prezentare cuprinde o serie de metode electrochimice de analiză instrumentală și se bazează pe proprietatea electrică a unui sistem care se află încorporat într-o celulă electrochimică. Cationii (Pb2+) aflați solubilizați în soluții se deplasează spre catod, unde se reduc. Astfel, prin măsurarea unor parametrii: potențialul electric aplicat celulei (E), intensitatea curentului ce străbate celula (i) și cantitatea de electricitate care trece prin celulă în unitatea de timp (Q) se determină concentrația plumbului în urme. scopul analizei - Există o concentrație maximă de Pb care poate fi descărcată în apele uzate, conform legislației; [1] - Plumbul poate afecta sistemul nervos central, rinichii și plămânii chiar și în concentrații mici;[2] - Cloramidele folosite ca dezinfectanți în apa potabilă orășenească corodează țevile cu plumb;[4] - Deși există o limită superioară în care plumbul se poate regăsi în ape, nu există o limită la care plumbul să nu afecteze deloc organismele vii;[5] [https://en.wikipedia.org/wiki/Lead_poisoning#/media/Fil e:Symptoms_of_lead_poisoning_(raster).png] metode alternative de analiză Câteva dintre metodele alternative de separare/ preconcentrare sunt: ◦ Extracția lichid – lichid cu un lichid nemiscibil cu matricea lichidă și un component care permite chelatizarea plumbului; ◦ Extracția prin schimb ionic cu ajutorul rășinilor schimbătoare de cationi; ◦ Separarea prin precipitarea plumbului (coprecipitare) împreună cu un colector. În ceea ce privește metodele de analiză pentru determinarea calitativă și cantitativă a plumbului, referința bibliogafică [1] sugerează standardul SR – ISO8288 care propune ca metodă de analiză spectrometria prin absorbție atomică. [https://chem.libretexts.org/Courses/Northeastern_University/0 7%3A_Collecting_and_Preparing_Samples/7.7%3A_Liquid%E2%8 0%93Liquid_Extractions] Principiul metodei de [6] analiză Analiza prin stripare electrochimică: - cuprinde o serie de metode de analize chimice care se bazează pe voltametrie sau potențiometrie; - se folosește pentru analize cantitative și calitative a ionilor din soluție; - presupune preconcentrarea fazei metalice pe o suprafață electrodică solidă la potențiale negative și reducerea selectivă a fiecărei componente metalice printr-o analiză a potențialului anodic. Avantaje: - metodă sensibilă și reproductibilă (RSD < 5%); - limitele de detecție sunt între valori mici ale domeniului ppb / mari ppt, valori mai favorabile decât în cazul FAAS / ICP; - aparatura este ieftină. Tipuri de electrozi [2] utilizați Cea mai eficientă variantă a electrodului este electrodul din mercur, Care a fost însă interzis datorită toxicității acestuia. Variante alternative sunt: - Electrozi de bismut; - Electrozi de stibiu; - Electrozi de staniu; - Electrozi de nanometeriale nemetalice; - Electrozi din lichid ionic. - Electrozi modificați cu film de Cu. Electrodul de Bismut și Electrodul de Stibiu[2] Electrodul de Bismut: Electrodul de Stibiu - oferă o performanță de stripare atractivă similară performanței electrozilor de mercur; - lucrează la intervale largi de potențial; - nu este toxic; - au un interval de lucru catodic larg, peak-uri de stripare bine definite și capacitatea de a funcționa în soluții puternic bazice, insensiblitate parțială la oxigenul dizolvat; - nanoparticulele de bismut pot fi atașate unui suport poros de pastă de carbon; - determină plumbul și în matrici complexe la limite de detecție mici. - are performanță mare în medii acide, cu mult mai bună în aceste medii decât electrodul de Bismut; - mai toxic decât bismutul și mai costisitor. Electrozii din film de staniu - variantă de electrod ecologică; - are un cost redus; - prezintă performanță electroanalitică excelentă pentru cunstrucția de senzori pentru determinarea urmelor; - este mai potrivit detectării cadmiului; - poate fi distribuit pe diferite substraturi, inclusiv substraturi pe bază de hârtie. Ilustrarea schematică a unui microsenzor cu Bismut[2] Electrozii din film de aur și nanoparticule de aur - aurul este potrivit pentru analiza metalelor în urme datorită efectului puternic al acestuia la efectul de depunere subpotențial datorită interacțiunii analiților metalici cu suprafața electrodică de aur; - metoda are sensibilitate mare și pot fi efectuate experimente in-situ; - Performează eficient și în medii aproape neutre; Electrozi modificați cu film de [3] Cupru - electrodul din film de cupru a fost preparat in-situ, într-o oluție cu acid clorhidric, clorură de sodiu și ioni de cupru(II); - depunerea s-a realizat de 5 potențiale diferite sub agitare continuă în 60 de secunde; - limita de detecție a metodei este foarte mică; bibliografie [1]: HG 352/2005 – aprobarea normelor privind condițiile de descărcare în mediul acvatic a apelor uzate. [2] Anaclet N., Shimless A. K., Tadesse H. F., Recent developments in stripping analysis of trace metals, Current Opinion in Electrochemistry, China, 2019. [3] Matjaz F., Klodian X., Barbara P., Copper-film electrodes dor Pb(II) trace analysis and a detailed electrochemical impedance spectroscopy study. [4][https://web.archive.org/web/20060912005549/http://www.journalism.umd.edu/newrel/05newrel/sco hen05.html] [5] Enrico R., Low Level Environmental Lead Exposure – A Continuing Challenge, Clin Biochem Rev., 2008. [6] Francis G. T., Gunter H., Introduction to Voltametric Analysis: Theory and Practice, Csiro Publishing, 2001.