Použití elektrochemické depozice pro stanovení prvků atomovou absorpční spektrometrií

Mgr. Marie Konečná, Ph.D.

Doctoral thesis

Utilization of electrodeposition for atomic absorption spectrometry determination of elements

Anotácia:

Stanovení prvků v environmentálních a biologických vzorcích metodou atomové absorpční spektrometrie s elektrotermickou atomizací (ET-AAS) je ovlivněno řadou rušivých vlivů způsobených matricí vzorku. K dosažení správných výsledků analýzy je proto často nutné separovat analyt od rušivé matrice. Jednou z možných separačních technik, při které lze za určitých podmínek dosáhnout i zkoncentrování analytu, je elektrodepozice. Elektrodepozici lze provádět ve stacionárním nebo průtokovém uspořádání. Ve stacionárním uspořádání je vhodné použití grafitové sondy jako elektrody v elektrochemickém zařízení. Grafitová sonda také slouží k dosažení izotermických podmínek atomizace. V průtokovém off-line uspořádání je analyt vyloučen na vnitřní stěnu grafitové trubice. Výhodou stacionárního a průtokového uspořádání je zkoncentrování analytu při použití většího objemu vzorku a delší doby elektrolýzy. Proto lze tato uspořádání aplikovat při stanovení méně běžných prvků jako je zlato nebo platina. Hřebenová grafitová sonda byla použita jako elektroda k elektrodepozici a následnému stanovení zlata metodou ET-AAS. Vzhledem k těkavosti zlata byl povrch grafitové sondy modifikován Pd, Re a jejich směsí. Kovy vyloučené elektrochemicky na povrch grafitové sondy prostupují do vnitřních vrstev grafitu a mohou být použity jako trvalé modifikátory. V případě modifikace povrchu sondy směsí Pd+Re byly meze detekce stanovení Au 31 ng.l-1 pro 2 min elektrodepozici, 3,7 ng.l-1 pro 30 min, 1,5 ng.l-1 pro 1 hod a 0,4 ng.l-1 pro 4 hod elektrodepozici. Metoda byla aplikována na stanovení zlata v říční a mořské vodě. Příčně vyhřívaná grafitová trubice byla použita jako elektroda pro elektrodepozici platiny v průtokové cele a jejímu následnému stanovení metodou AAS s kontinuálním zdrojem záření s vysokým rozlišením. Volbou vhodných podmínek elektrolýzy byly meze detekce sníženy v porovnání s přímým dávkováním roztoku Pt do grafitové trubice.

Abstract:

Direct determination of elements by electrothermal atomic absorption spectrometry (ET-AAS) in environmental or biological samples is affected by interferences caused by complex matrix. The separation of analyte is required to obtain the correct results of the analysis. Electrochemical deposition has proved to be an effective separation and by using defined conditions also preconcentration method. Electrodeposition is performed in a stationary or flow-through system. It is advantageous to use the graphite probe as an electrode for the deposition of analyte in the stationary cell. The probe provides the isothermal conditions during atomization. In the flow-through off-line system, analyte is electrodeposited on the inner wall of the graphite tube. It is advantageous to use stationary or flow-through system because the analyte is not only separated but also preconcentrated by application of the long-time electrolyses or large sample volumes. Hence these arrangements can be applied for the determination of uncommon analytes like gold or platinum. Graphite ridge probe as an electrode was used for electrodeposition of gold with subsequent determination by ET-AAS. With regard to volatility of gold the probe surfaces were modified with Pd, Re or with the mixture of both. The metal electrodeposited on the probe surface penetrates into the sub-surface layers and serves as the permanent modifier. By using the probe modified with the mixture of Pd and Re the detection limit of gold determination was 31 ng l-1 for 2 min electrodeposition, 3.7 ng l-1 for 30 min, 1.5 ng l-1 for 1 hour and 0.4 ng l-1 for 4 hour electrodeposition. The developed method was used for the determination of gold in river and sea water samples. Transversaly heated graphite tube served as an electrode in the flow-through system for the electrodeposition of platinum and its subsequent determination by high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry. By using suitable conditions of electrodeposition the detection limits of platinum were decreased in comparison with the direct sampling determination.

Kľúčové slová

atomová absorpční spektrometrie s elektrotermickou atomizací, elektrodepozice, modifikátor, zlato

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 6. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2010
• Vedúci: prof. RNDr. Josef Komárek, DrSc.
• Oponent: prof. RNDr. Vítězslav Otruba, CSc., doc. RNDr. Petr Rychlovský, CSc., Mgr. Tomáš Matoušek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Chemistry (4-years) / Analytical Chemistry