Дипломная работа: Разработка методики определения ультрамикрограммовых количеств тяжелых металлов методом инверсионной вольтамперометрии
В работе [24]
исследована возможность инверсионно-вольтамперомет-рического определения ртути
в воздухе. Предложен состав раствора, экспериментальная установка, позволяющие
проводить экстракцию ртути из воздуха и ее последующее
инверсионно-вольтамперометрическое определение в растворе того же состава.
Исследования проводились на золотом электроде. Найдено, что оптимальным
составом раствора, позволяющим полностью улавливать ртуть из воздуха в
диапазоне концентраций 0-100 мкг/м3 является: 1М HClO4 + 0,1M HCl + 10-6M I2.
Установлена линейная зависимость аналитического сигнала от времени продувки и
скорости паров ртути через электрохимическую ячейку, получена зависимость
содержания ртути в ячейке от температуры прокачиваемого воздуха. На примере
диметилртути показана принципиальная возможность определения органических
соединений ртути в растворе того же состава. Предложен способ градуировки
измерительной установки с использованием паров диметилртути.
Поскольку
водные растворы йода неустойчивы на воздухе, то йод предложено вводить в
раствор двумя способами. Первый способ - в виде спиртового раствора
непосредственно перед измерениями, второй - электрохимическим генерированием
йода из раствора калий йода. [24]
Томские
ученые в тезисах [25] отмечают, что для определение ртути в последние годы
широко применяется метод инверсионной вольтамперометрии (ИВА), отличающийся
низкими пределами обнаружения и простотой применяемой аппаратуры. В работе
оптимизированы условия получения сигнала ртути (0,0002-0,05 мг/л) методом ИВА в
присутствии мешающих компонентов, таких как медь и железо, на тонкопленочном
золотом электроде (in situ): фон – 0,1 М HNO3 c добавкой 4×10-6 M ионов Au (3+) и
0,005 М Cl-, Еэ = 0,2 В. Предложена пробоподготовка пищевых продуктов,
сочетающая химическое окисление матрицы смесью концентрированных HNO3 и H2O2 с
последующей обработкой раствора УФ-светом. Условия выбраны методом дробного
факторного планирования эксперимента. Показано, что наиболее значимыми являются
объем перекиси водорода и время химической минерализации. Для ряда матриц
(молочные продукты, овощи) достаточна одна химическая стадия, при условии, что
остаточная концентрация перекиси водорода в пробе менее 0,06%. Показано, что
применение персульфата калия вместо перекиси водорода не эффективно в условиях
пробоподготовки (удлиняется время и полнота фотоокисления). Для разложения проб
зерновых и бобовых культур предложено вместо азотной кислоты использовать
разбавленную 1:1 серную, иначе происходят большие потери ртути на стадии
химической минерализации.
Показано [25],
что эксимерная XeBr-лампа является альтернативой ртутным кварцевым лампам для
разрушения органических веществ в процессе пробоподготовки различных образцов.
Разработана методика определения ртути в пищевых продуктах (напитки, овощи,
фрукты, молоко, творог, фасоль и др.) отличающаяся упрощенной пробоподготовкой.
Она требует минимума операций, материалов, реактивов и посуды, что приводит к
уменьшению величины холостого опыта.
Авторами [26]
определение марганца в белых и красных винах проводили методом инверсионной
вольтамперометрии с помощью вольтамперометрического анализатора “ИВА-5” (НПВП
“ИВА”, г. Екатеринбург). Использовали трехэлектродную ячейку. В качестве
рабочего электрода применяли толстопленочный графитсодержащий электрод (НПВП
“ИВА”, г. Екатеринбург). Вспомогательным электродом служил стеклоуглеродный
стержень; электродом сравнения – хлоридсеребряный электрод. Фоновым раствором
служил аммиачно-хлоридный буферный раствор (рН 9,2 ± 0,2). рН раствора
контролировали с помощью рН-метра-милливольтметра типа рН-150. Подготовку проб
вина осуществляли на установке Digesdahl Digestion Apparatus Model 23130-20,21
(Hach Company, USA) путем мокрого его озоления с помощью концентрированной
серной кислоты и пероксида водорода.
В работе
выбраны оптимальные условия определения марганца в винах. Установлено, что
сухие белые вина можно анализировать без предварительного разложения, а для
красных вин необходима пробоподготовка. В результате анализа вин установлено,
что содержание марганца в сухих винах составляет 0,5 – 1,9 мг/л, причем в
красных винах содержание марганца меньше, чем в белых. Правильность полученных
результатов проверялась методом «введено-найдено».
Современные
пути развития метода инверсионной вольтамперометрии направлены на автоматизацию
процесса анализа, решение проблемы пробоподготовки и создание экологически
безопасных индикаторных электродов (сенсоров), позволяющих заменить
классический ртутный или ртутно-пленочный сенсор, не ограничивая возможности
метода. Новые типы электрохимических сенсоров (толстопленочных электродов)
изготовлены на основе углеродных композиционных материалов по screen-printed –
технологии в двух вариантах: в виде отдельных стрип-электродов и долгоживущих
гибких электродов с заменяемой поверхностью. Электрохимическая регенерация их
поверхности осуществляется в процессе измерений в автоматическом режиме. [27]
Толстопленочные
углеродсодержащие электроды, химически модифицированные различными соединениями
предварительно и in situ используются для определения Cd, Pb, Cu, Zn, Sn, Hg,
As, Ni, Co, Cr, Fe, Se, Mn, Mo методом инверсионной вольтамперометрии.
Как указывают
авторы [27], новые сенсоры экологически безопасны, высокочувствительны,
селективны, обеспечивают высокие метрологические характеристики результатов
анализа и могут использоваться с лабораторными анализаторами (ИВА-5) или
проточными автоматизированными системами (ИВА-7). Программное обеспечение
вольтамперометрических ПК-совместимых анализаторов ИВА-5 и ИВА-7 управляет
автоматически работой всех подсистем (измерениями, электрохимической
пробоподготовкой; контрольно-исполнительными устройствами), обрабатывает
результаты измерений, накапливает и сохраняет результаты измерений. Предложенный
комплексный подход к созданию вольтамперометрических приборов, программ,
сенсоров для решения проблем вольтамперометрического мониторинга окружающей
среды позволяет обеспечить экспрессный аналитический контроль содержания
токсичных элементов как в стационарных и передвижных лабораториях, так и в
автоматических проточных системах.
В связи с
очень высокой токсичностью соединений мышьяка, его содержание в объектах
окружающей среды подлежит обязательному контролю. ПДК мышьяка в воде и напитках
находится в пределах от 0,05 до 0,2 мг/кг, что требует применения достаточно
чувствительных методов определения. Распространенной является методика
фотометрического определения мышьяка в воде, основным недостатком которой
является сложная предварительная подготовка пробы к анализу. При определении
As(3+) в водах и биологических объектах успешно применяются полярографические
методы. Для определения мышьяка предлагается как анодная, так и катодная
вольтамперометрия с использованием различных электродов (ртутно-пленочных,
графитовых и стеклоуглеродных), различных фоновых электролитов и вторых
элементов. Для повышения чувствительности определения мышьяка методом
инверсионной вольамперометрии его обычно концентрируют на золотых и
золото-графитовых электродах [28]. Работа посвящена разработке методики анализа
воды на содержание мышьяка методом инверсионной вольтамперометрии с
использованием золото-стеклоуглеродного электрода(ЗСУЭ), полученного методом
«in situ»,что удешевляет анализ. Определены условия инверсионно-вольтамперометрического
анализа мышьяка с использованием ЗСУЭ: фоновый электролит - Трилон Б (0,02
моль/дм3), время электролиза 120 сек, потенциал электролиза = -1,0 В. Диапазон
определяемых концентраций 0,006-0,05 мг/дм3.Методом «введено – найдено» оценены
возможности предлагаемой методики. Отклонение от истинного, оцененного по
t-критерию, не значимо. Воспроизводимость результатов в изучаемой области
концентраций не ниже 90%. Рассчитан предел обнаружения 0,006 мг/дм3.
Авторами [28]
проведен анализ проб речной воды на содержание мышьяка методом инверсионной
вольтамперометрии с использование ЗСУЭ. Сравнение полученных результатов с
данными фотометрического анализа по t-критерию свидетельствует о хорошем
совпадении результатов. Разработанная методика экспресснее фотометрической,
т.к. не требует предварительного концентрирования, и превосходит ее по
чувствительности.
Анализ
нефтепродуктов на содержание меди, свинца, висмута на уровне 10-8 – 10-7%,
проводили в условиях эффекта амальгамы аммония (ЭАА) при повышенной температуре.
Сущность ЭАА заключается в следующем. В процессе электролиза раствора соли
аммония (при определенных условиях) ионы аммония восстанавливаются на ртутном
капельном электроде, и продукт реакции, аммиак, диффундирует в объем электрода.
По мере его накопления в электроде объем последнего значительно увеличивается,
возрастает при прочих равных условиях и ток электролиза. ИВА-определение
проводили в 0,5 М растворе NH4Cl (индифферентный электролит) при температуре
50оС. Предварительное озоление пробы нефтепродукта массой 1-2 г проводили в
калориметрической бомбе в атмосфере кислорода. [29]
Безусловно,
большой интерес представляет способ количественного определения микроэлементов
в нефтях без озоления пробы. Исключение этой стадии позволяет сократить общую
продолжительность анализа и улучшить воспроизводимость его результатов. При
этом навеску пробы массой 1,5-2 г предварительно обрабатывали при энергичном
перемешивании 10 мл смеси конц. серной кислоты (r =1,84 г/см3) и пероксида
водорода в соотношении 1:1 при температуре 60оС.
Изучены
условия использования комплексов кадмия с ЭДТА и НТА для косвенного
инверсионно-вольтамперометрического определения кобальта и никеля в нефтях и
нефтепродуктах. Косвенно определяемый элемент М1 (Со, Ni) вытесняет из
внутрикомплексного соединения элемент М2 (Сd), сравнительно легко определяемый
методом ИВА. Поскольку раздельное определение никеля и кобальта при соизмеримых
концентрациях в растворе затруднено, предложены условия предварительного ионообменного
разделения этих элементов на сильноосновном анионите из растворов
хлороводородной кислоты. [29]
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 |