Redoxní a povrchové vlastnosti polychlorovaných bifenylů - Delor 106

Bc. Andrea Marcinková

Master's thesis

Redox and surface properties of polychlorinated biphenyls - Delor 106

Abstract:

Předkládaná práce se soustřeďuje na shromáždění informací o elektrochemickém chování technické směsi Delor 106 (Chemko Strážské, Slovensko), která je obdobou Arocloru 1260 (Monsanto, USA), v podobě přímé elektrochemické redukce v prostředí N,Ndimethylformamidu. Kromě plynové chromatografie byla použita metoda standardní cyklické voltametrie (CV) jak na visící rtuťové elektrodě (HMDE) tak i na stříbrné pevné amalgámové elektrodě (AgSAE), a to i v kombinaci s metodou eliminační voltametrie s lineární polarizací (EVLS). Také byla provedena série přímých redukcí pomocí chronoamperometrické metody za přítomnosti ultrazvukové lázně (Sonovoltametrie). Nakonec byly použity kongenery PCB pro specifikaci „proudové obálky“, která vzniká při katodické redukci jednotlivých substituentů technické směsi Deloru 106. Vyhodnocením výsledků plynové chromatografie je zřejmé, že se jedná o technickou směs polychlorovaných bifenylů, obsahující v různých poměrech především tri-, tetra-, penta- a hexachlorbifenyly, a v menší míře i di- a heptachlorbifenyly. Na obou typech pracovních elektrod byly naměřené složité katodické CV křivky, jako proudové obálky redoxně charakterizující postupnou elektrochemickou redukci směsi přítomných kongenerů. Naměřené a vyhodnocené cyklické křivky jednotlivých standardů PCB byly použity k identifikaci a rozlišení proudonapěťové křivky Deloru 106 v oblasti potenciálů -1,5 V až -2,3 V. Stříbrné pevné amalgámové elektrody byly shledány vhodnou alternativou za “toxickou“ rtuťovou elektrodu.

Abstract:

The diploma theses deals of gaining new informations about the electrochemical properties of the commercially produced mixture Delor 106 (Chemko Strážské, Slovensko), which is an analog of PCBs produced under the trade name Aroclor 1260 (Monsanto, USA). We present results for the detection of Delor 106 in 0,05 M solution of tetrabutylammonium perchlorate in nonaqueous solvent N,N-dimethylformamide. At first, we applied GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrometry) to specify composition of the mixture Delor 106 containing multiple isomers at different degrees of chlorination. High resolution gas chromatographic analysis of Delor 106 revealed the presence of several peaks representing mainly tri-, tetra-, penta-, hexachlorobipfenyls and the minor amounts of di- and heptachlorobiphenyls congeners. Electrochemical behavior of Delor 106 was studied by cyclic voltametry (CV) on the hanging mercury drop electrode (HMDE) and on the Silver solid amalgams electrode (p-, m-AgSAE) and with elimination voltammetry with linear scan (EVLS) as well. On the cyclic voltamograms we observed the set of peaks (in potential range from -1,5 V to -2,3 V vs. Pt pseudo-referent electrode) which related to the reduction of carbon–chlorine bonds of presents congeners. The destruction of Delor 106 was realized by means chronoamperometric method in the present of ultrasound. The extent of the changing composition and character of decomposition has been monitored by means of GC-MS, cyclic voltammetry and the elimination voltammetry with the linear scan (EVLS). At the end, we also used (GC-MS, CV) standards of PCB to identify the composition and electrochemical behavior of Delor 106.

Keywords

PCB, Delor 106, N, N-dimethylformamid, cyclic voltammetry (CV), gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), silver solid amalgams electrodes (AgSAE), Sonovoltammetry, elimination voltammetry with linear scan (EVLS)

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 4. 2007

Thesis defence

• Date of defence: 16. 5. 2007
• Supervisor: doc. RNDr. Pavel Janderka, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Physical Chemistry