Инверсионно-вольтамперометричсекое определение тяжелых металлов на модифицированных ртутью углеситалловых электродах

Тезисы VII конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004" »
Устные доклады » Секция 3. Электрохимические методы » ...

Инверсионно-вольтамперометричсекое определение тяжелых металлов
на модифицированных ртутью
углеситалловых электродах

Каменев А.И., Витер И.П., Пущаровский Н.Д., Иванов П.С. Катенаире Р.

119992, ГСП-2, г. Москва, Ленинские горы, д.1, стр3, МГУ им.М.В.Ломоносова, химический факультет. kamenevanalyt.chem.msu.ru

Инверсионная вольтамперометрия (ИВ) находит все большее применение при определении различных тяжелых металлов, являясь альтернативным методом атомно-абсорбционно и ряда других спектроскопических методов. Хотя метод ИВ не является в полном смысле этого слова многоэлементным, тем не менее во многих случаях возможно определение 3-5, а иногда и до 10 компонентов в одной пробе. Как показывают литературные данные, он вполне может конкурировать с вышеуказанными спектральными методами и дополнять их в качестве сопоставительного метода. Однако есть ряд объективных причин, которые существенно затрудняют проведение инверсионного вольтамперометрического анализа. К ним относится: необходимость удаления кислорода из исследуемого раствора и герметичность ячейки, смена фонового электролита и рабочего ртутного капельного электрода, малая скорость развертки напряжения и др. Особую сложность для “многоэлементного” вольтамперометрического анализа представляет регенерация модифицированного ртутью электрода из различных углеродных материалов. Поэтому в литературе, за исключением может быть данных по инверсионно-вольтамперометрическому определению ионов таких компонентов как цинк, кадмий, свинец и медь, такие работы практически отсутствуют. Между тем, применение углеситаллового электрода с микрокапельным ртутным покрытием (варианты так называемых ртутно-графитовых электродов) и использования такого фонового электролита как хлоридно-аммонийные растворы с различным рН (кислые и щелочные среды) позволяют обеспечить успешное инверсионно-вольтамперометрическое определение большего числа компонентов из одной пробы, чем это обычно принято в литературе. Следует отметить и то, что в ИВ в основном используются кислые и нейтральные фоновые электролиты и исследователи обычно избегают работ с щелочными растворами. Нами изучено влияние концентрации ртути (II), потенциалов и времен электролитического концентрирования и регенерации поверхности унифицированного углеситаллового дискового электрода в хлоридно-аммонийных растворах различной концентрации, содержащих микропримеси модельных тяжелых металлов. Исследования проводили на компьютеризованной установке ХАН-2, обеспечивающей реализацию обычного анодного варианта ИВ с линейной разверткой напряжения и дифференциально-импульсного варианта ИВ. Использовали трехэлектродную ячейку, где, кроме вышеуказанного рабочего электрода, в качестве электрода сравнения применяли стандартный х.с.э. (ЭВЛ-1М4) и второй углеситалловый электрод как вспомогательный. Выбраны оптимальные режимы измерения: значения амплитуды прямоугольного напряжения, величины задержки, скорости развертки напряжения, а также соответствующих параметров инверсионно-вольтамперометрического цикла – регенерации, электролитического концентрирования, успокоения и регистрации аналитического сигнала (АС). Установлено, что для получения устойчивых величин АС электрохимическое модифицирование поверхности электрода и формирования микрокапельного ртутного покрытия следует проводить в течении некоторого периода времени, необходимого для стабилизации как условий образования микрокапельного покрытия, так и формирования электрохимических концентратов на поверхности углеситаллового электрода сначала кадмия, свинца, меди, висмута и сурьмы (рН 2-3), а затем после добавления небольшого количества 0.5 М аммиачного буферного раствора до рН 8-9 – марганци и цинка. При этом информацию о процессе модифицирования ртутью поверхности твердого углеситаллового электрода и связанных с ним процессах электроконцентрирования и электрорастворения образующихся концентратов, а также формирования АС металлов получают, проводя соответствующий инверсионно вольтамперометричсекий эксперимент при малых временах электролиза и других стадий инверсионно-вольтамперометрического цикла. Перспективность предложенных подходов подтверждена результатами определения методом ИВ микро примесей ряда тяжелых металлов в реальных объектах – пробах поверхностных и подземных вод до и после предварительной очистки, а также питьевых вод. Содержание указанных микропримесей не превышало величин ПДК, величина относительного стандартного отклонения не превышала 0.15. Полученные данные были использованы для оптимизации технологических процессов очистки вод.