Search the digital library catalog

Abstract: Magistrsko delo prikazuje študijo delne validacije, določanje vpliva spremenljivk in optimizacijo analizne metode za elektrokemijsko določitev Zn(II), Cd(II) in Pb(II) v sledovih s tehniko ang. square wave anodne striping voltametrije. Vpliv spremenljivk smo določili v skladu z zasnovanim delnim dvonivojskim petfaktorskim eksperimentalnim načrtom. Optimizacijo smo izvedli z algoritmom Simpleks, pri čemer smo spreminjali čas in potencial elektrodepozicije ter masne koncentracije Bi(III), Sn(II) in Sb(III) ionov, ki so se uporabili za zasnovo modificirane in situ elektrode iz steklastega ogljika. V uporabljenem optimizacijskem kriteriju so bili združeni parametri, s katerimi se oceni analitska učinkovitost metode (širina linearnega koncentracijskega območja, LOQ, občutljivost, točnost in natančnost metode). Slednje je prav tako služilo kot odziv v eksperimentalnem načrtu. Z eksperimentalnim načrtom smo določili vpliv spremenljivk na preiskovan eksperimentalni sistem in zagotovili zadostno število eksperimentov za pričetek optimizacije sistema. Na podlagi optimizacijskega kriterija smo pri optimizaciji Simpleks določili optimalno elektrodo pri potencialu elektrodepozicije –1,380 V vs Ag/AgCl in času elektrodepozicije 100 s ter masnih koncentracijah Bi(III) 1,00 mg/L, Sn(II) 0,60 mg/L in Sb(III) 0,34 mg/L. Pri enakih pogojih smo primerjali analitsko učinkovitost optimalne in situ elektrode s tremi elektrodami, pri katerih smo za zasnovo in situ elektrode uporabili le eno vrsto ionov kovine. Ugotovili smo, da je izmed teh elektrod optimalna in situ elektroda najbolj primerna za simultano določitev Zn(II), Cd(II) in Pb(II), zato smo jo uporabili za določitev Zn(II), Cd(II) in Pb(II) v realnem vzorcu pitne vode. Določili smo tudi vpliv različnih interferentov, ki so lahko prisotni v vzorcu pitne vode, pri čemer sta na določitev analitov najbolj vplivala Cu(II) in Fe(II).
Keywords: square wave anodna striping voltametrija, elektroanaliza težkih kovin, delna validacija analizne metode, eksperimentalni načrt, optimizacija Simpleks
Published in DKUM: 09.07.2021; Views: 997; Downloads: 164
Full text (6,21 MB)

Abstract: V doktorski disertaciji so predstavljene nove metode za določevanje težkih kovin v sledovih. Kot alternativa živosrebrni elektrodi sta bili v zadnjem desetletju predstavljeni bizmutova in antimonova elektroda, mehanizem delovanja teh elektrod pa do sedaj še ni bil pojasnjen. V doktorskem delu je predstavljena študija delovanja elektrod pri različnih pogojih elektroanalize s tehniko elektrokemijske impedančne spektroskopije (EIS). Uporabili smo nemodificirano elektrodo iz steklastega ogljika (GCE) in modificirano elektrodo z različnimi in situ pripravljenimi prevlekami na njeni površini (prevleka iz bizmuta BiFGCE in prevleka iz antimona SbFGCE) za določanje Zn(II), Cd(II) in Pb(II). Metode smo pred EIS analizo delno validirali (meja zaznavnosti, meja določljivosti, linearnost, občutljivost, točnost, natančnost). Za pripravo BiFGCE smo uporabili dve različni koncentraciji 0,5 mg/L in 1,0 mg/L Bi(III) v elektrolitu 0,1 M acetatnem pufru, za pripravo SbFGCE pa 0,5 mg/L Sb(III) v elektrolitu 0,1 M acetatnem pufru ali 0,01 M HCl. Z EIS-analizami BiFGCE pri različnih potencialih smo ugotovili, da se prevleka, nastala pri določenem potencialu elektronalaganja, enako obnaša v svojem naravnem stanju, zato je primerna za elektroanalizo. Z uporabo modelov ekvivalentnih električnih vezij (EEC) smo pridobili parametre za opis delovanja BiFGCE. Ugotovili smo, da različni dodatki težkih kovin v raztopino z elektrolitom nimajo signifikantnega vpliva na delovanje BiFGCE oziroma na kapacitivnost in polarizacijsko upornost BiFGCE. Za različne sisteme smo uporabili različne EEC in ugotovili, da delovanje BiFGCE pri določanju težkih kovin pri različnih pogojih analize (na primer potencialih elektronalaganja) ni enaki proces. Ugotovili smo, da so sistemi z 1,0 mg/L Bi(III) pri različnih potencialih elektronalaganja kinetično in difuzijsko kontrolirani procesi, sistemi z 0,5 mg/L Bi(III) so kinetično in difuzijsko kontrolirani pri potencialih, bolj negativnih od –0,6 V, pri potencialu elektronalaganja –0,6 V in bolj pozitivnih potencialih pa gre za kinetično kontrolirane procese. S SbFGCE smo v 0,01 M HCl določali Cd(II) in Pb(II), v 0,1 M acetatnem pufru pa zraven le teh še Zn(II). Z metodo EIS smo preučevali delovanje SbFGCE. Ugotovili smo, da na delovanje oziroma polarizacijsko upornost SbFGCE v acetatnem pufru koncentracija dodanih analitov nima signifikantnega vpliva pri vseh različnih potencialih EIS-analize in v HCl pri potencialih EIS-analize enakih potencialom elektronalaganja. Z uporabo EEC modelov smo ugotovili, da so pri najbolj negativnih potencialih elektronalaganja (–1,1 V za SbFGCE v HCl in –1,2 V za SbFGCE v acetatnem pufru) sistemi pod kinetično kontroliranimi procesi ne glede na prisotnost in koncentracijo analitov. Zaradi dobrih analitskih lastnosti BiFGCE in SbFGCE smo razvili nove elektrode z različnimi kombinacijami bizmutove in antimonove prevleke na GCE (BiSbFGCE) ter skupno masno koncentracijo Bi(III) in Sb(III) 0,5 mg/L ali 1,0 mg/L. 22 različnih metod smo delno validirali za določanje Zn(II), Cd(II) in Pb(II) v 0,1 M acetatnem pufru. Ugotovili smo, da imajo določene metode širše linearno območje in boljšo občutljivost za določanje analitov v primerjavi z drugimi kombiniranimi BiSbFGCE ali samo BiFGCE ali SbFGCE. Večina metod je za določanje Cd(II) in Pb(II) v okviru izbranih kriterijev točnosti in natančnosti. Potem smo optimizirali še čas elektronalaganja prevleke na GCE in ponovno delno validirali izbrane metode z optimiziranim časom elektronalaganja. Z optimizacijo smo dosegli nižje meje zaznavnosti in določljivosti ter boljšo občutljivost za določanje analitov. Na GCE smo razvili tudi nov senzor za detekcijo vodikovega peroksida. Gre za nov pristop priprave tovrstnega senzorja. Na GCE smo nanesli nov material iz nanodelcev grafena (GNP) brez uporabe encimov. Z amperometrično analizo pripravljenega senzorja smo potrdili, da je redukcija H2O2 difuzijsko kontroliran proces in da je GNP/GCE selektivna za H2O2.
Keywords: anodna striping voltametrija, elektrokemijska impedančna spektroskopija, BiFGCE, SbFGCE, BiSbFGCE, GNP/GCE, vodikov peroksid, amperometrija
Published in DKUM: 18.10.2019; Views: 2762; Downloads: 358
Full text (3,69 MB)

Abstract: Namen diplomskega dela je bila optimizacija in validacija Cu modificirane elektrode iz steklastega ogljika za analizo Pb(II). Raziskavo smo začeli z določevanjem meje zaznavnosti (LOD) in meje določljivosti (LOQ), nadaljevali smo z določevanjem linearnosti metode in na koncu smo preverili še točnost in natančnost metode. Za analizo Pb(II) smo uporabili square-wave anodno striping voltametrijo (SWASV), za preverjanje ali naša elektroda deluje pravilno pa smo uporabili metodo ciklične voltametrije (CV). Raziskavo smo opravljali pri treh različnih potencialih depozicije in sicer pri 0,6 V, 0,7 V in 0,8 V. LOD metode nismo mogli določiti pri noben potencialu medtem ko smo LOQ določili pri koncentraciji 2 g/L in to pri vseh treh potencialih. Linearen odziv metode pri potencialu 0,6 V je v območju med 1,85 g/L in 40,86 g/L, pri drugih dveh potencialih pa v območju med 1,85 g/L in 58,18 g/L. Ugotovili smo, da je metoda točna in natančna pri potencialu depozicije 0,7 V in 0,8 V.
Keywords: Elektroda iz steklastega ogljika, modificirana Cu-elektroda, analiza težkih kovin, voltametrija, anodna striping voltametrija, svinec
Published in DKUM: 03.08.2018; Views: 1632; Downloads: 231
Full text (2,29 MB)