Ртутная пленка на стеклоуглероде как альтернатива амальгамной на серебряной подложке при вольтампе-рометрическом определении тяжелых металлов

Тезисы VII конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004" »
Стендовые доклады » Стендовая секция III. Электрохимические методы » ...

Ртутная пленка на стеклоуглероде как альтернатива амальгамной на серебряной подложке при вольтампе-рометрическом определении тяжелых металлов

Иванов Ю.И.

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Кемерово-60, Бульвар Строителей, 47. Тел/факс (384-2)74-10-55. E-mail: gc-sensoryandex.ru.

При одновременном определении цинка, кадмия, свинца и меди в различных объектах широкое распространение получили амальгамные пленочные электроды (АПЭ) на серебряной подложке. Они имеют хорошую чувствительность, но недостаточно долговечны в силу растворения материала подложки в ртути.

Изучалась возможность применения ртутной пленки, нанесенной на стеклоуглеродную подложку, в качестве рабочего электрода (РСЭ) при одновременном определении вышеперечисленных металлов из одной вольтамперограммы. При измерениях в постоянно-токовом режиме РСЭ уступают АПЭ. Конкурентноспособ-ными РСЭ оказались в дифференциально-импульсном, трехэлектродном режиме, когда влияние материала подложки на остаточный ток сводится к минимуму.

Известно, что при прямом электрохимическом восстановлении ртути на стеклоуглероде последняя осыпается, поскольку вес образовавшихся ртутных шариков, как правило, больше сил сцепления ртути со стеклоуглеродной поверхностью. Когда на поверхности стеклоуглерода имеется большое число пор, трещин малых размеров сцепление со ртутью увеличивается и становится возможным использовать такой электрод в качестве рабочего при одновременном определении меди, свинца, кадмия и цинка..

Если перед электролизом в раствор азотнокислой двухвалентной ртути внести небольшое количество, например, хлористого калия или желатины, или ванилина то в процессе восстановления ртуть равномерно распределяется по поверхности любой стеклоуглеродной подложки. Полученные таким образом пленки устойчивы к вибрации и воздействию ультрафиолетового излучения, что позволяет использовать их в качестве рабочих электродов на анализаторах типа ТА.

Осажденные на подложку пленки оценивались по следующим параметрам:

времени приведения РСЭ в рабочее состояние после осаждения пленки на подложку;

числу проб воды, проанализированных на одной пленке.

Быстрее всех (15ч20 мин) приводятся в рабочее состояние ртутные пленки, осажденные в присутствии хлор-иона. Пленки, осажденные в присутствии ванилина приводятся в рабочее состояние примерно за 40 минут, а полученные в присутствии желатины - в течение часа. На всех пленках наблюдается подавление пика цинка в присутствии меди, при этом чувствительность по меди в три-четыре раза выше по сравнению с АПЭ на серебряной подложке.

Всего было проанализировано 190 проб воды на содержание ТМ с использованием 36-ти стеклоуглеродных подложек площадью 40 мм² каждая и разной пористостью. По остаточному току все они были пригодны для применения в качестве рабочих электродов, но на одних можно было проанализировать 5 проб без обновления ртутной пленки, а на других все двадцать. Вероятно, время жизни ртутной пленки зависит от двух факторов – механизма прикрепления ртути к стеклоуглеродной подложке и количества поверхностных пор на ней.

РСЭ по сравнению с АПЭ имеет следующие преимущества:

1) большой срок службы подложки (сопоставим со сроком службы анализатора);

2) отсутствие подтекания ртути под материал корпуса;

3) быстрое приведение (15-20 минут) электрода в рабочее состояние после электрохимического восстановления пленки ртути на подложке.

РСЭ работают только с методом стандартных добавок. Применение градуировочных графиков невозможно, поскольку с анализом каждой пробы часть ртутной пленки теряется. На практике это означает, что в процессе работы чувствительность РСЭ постепенно уменьшается. Если сравнивать пики 1-й и 15-й параллельных проб последние пики становятся меньше первых в среднем в 2ч3 раза. При этом пропорционально уменьшается и высота пиков от добавки.

С точки зрения техники безопасности расходуемая в процессе анализа часть ртутной пленки (<0,001мг) вместе с отработанной пробой (10мл) сливается в канализацию и разбавляется стоками многократно, что позволяет персоналу избежать контакта с парами ртути и препятствует загрязнению производственных помещений.