DETERMINAZIONE DEL PIOMBO E DEL CADMIO IN SOLUZIONE

Il Piombo è un metallo noto dall'antichità ed è relativamente abbondante sulla crosta terrestre (13gr/ton, al 36° posto). Il piombo ha molteplici utilizzi, recentemente si cerca di limitare il suo utilizzo a causa della consapevolezza della sua tossicità e del danno indotto dalla sua dispersione non controllata nell'ambiente. È presente nel suolo, acqua, aria ed in alcuni alimenti. Circa tre quarti della quantità di cadmio prodotta vengono usati nelle pile al nichel-cadmio, mentre il quarto rimanente è principalmente usato per produrre pigmenti, rivestimenti e stabilizzanti per materie plastiche. L'assorbimento del cadmio e dei suoi composti può avvenire sia per inalazione, sia per ingestione; è limitato invece per contatto cutaneo. Dal 10 al 40% della quantità inalata viene assorbita dal polmone; a seconda dello stato fisico, della forma chimica e della specie animale. L'intestino assorbe dallo 0.5% ad un massimo del 12% della quantità ingerita. Il cadmio assorbito si distribuisce in tutto l'organismo con forte tendenza all'accumulo preferenziale nel fegato e nel rene, che possono così contenere fino al 50% del carico tossico totale..

PRINCIPI Il piombo e il cadmio vengono determinati mediante la voltammetria di stripping ad onda quadrata (SWASV). La tecnica prevede due fasi successive:- la pre-concentrazione del Pb2+ e del Cd2+sull’elettrodo formando una lega con il bismuto - la successiva ridissoluzione (stripping) della specie accumulata sull’elettrodo.La ridissoluzione avviene mediante una scansione di potenziale durante la quale vengono registrati dei picchi. L’altezza dei picchi è proporzionale alla concentrazione di Pb2+ e di Cd2+ presenti in soluzione.

APPARECCHIATURA

Potenziostato portatile (Palm Sens) provvisto di agitatore, switch box e cavo di collegamento per il sensore

PC con software "PS Trace" per la gestione del potenziostato e per l'acquisizione del segnale;

Micropipett P 20 e P 200 a volume variabile 2-3 elettrodi stampati

REAGENTI e vetreria

Soluzione di Pb2+ (10 mg/L); Soluzione di Cd2+ (10 mg/L); Soluzione standard di Bi3+ (100 mg/L); Soluzione di tampone acetato 50 mM + NaCl 50 mM, pH=4.6; Acido nitrico 1 % (v/v). 2 beckers da 10 ml 2 ancorette piccole Puntali per P200

PROCEDIMENTO

I FASE - Determinazione dei potenziali di picco di Pb e Cd Prelevare 10 mL della soluzione di tampone acetato; Aggiungere Bi3+ alla soluzione (concentrazione finale nel becker 0.25 mg/L); Collegare il sensore al potenziostato facendo attenzione a non toccare la superficie

dell'elettrodo di lavoro; Registrare il voltammogramma relativo al bianco; Effettuare una aggiunta (concentrazione finale nel becker 10 g/L) di soluzione standard di

Pb2+ allo stesso becker e registrare il voltammogramma. Determinare il potenziale di picco del Piombo;

Effettuare una aggiunta (concentrazione finale nel becker 10 g/L) di soluzione standard di Cd2+ allo stesso becker e registrare il voltammogramma. Determinare il potenziale di picco del Cadmio.

II FASE - Determinazione del/i metallo/i incognito/i e della sua/loro concentrazione tramite il metodo delle aggiunte

Lavare accuratamente il becker e sciacquarlo con acido nitrico

Usare un nuovo sensore.

Prelevare 10 mL della soluzione tampone; Collegare il sensore al potenziostato facendo attenzione a non toccare la superficie

dell'elettrodo di lavoro; Aggiungere Bi3+ alla soluzione (concentrazione finale nel becker 0.25 mg/l) e registrare il

voltammogramma relativo al bianco; Aggiungere 10 microlitri della soluzione incognita; Registrare il voltammogramma e poi effettuare 3 aggiunte successive (in modo da

realizzare 10 µg/L nel becker per ciascuna aggiunta) di soluzione/i standard del metallo/i individuato/i, registrando i relativi voltammogrammi;

Calcolare la concentrazione del metallo/i incognito/i nel campione di partenza.

Condizione operative per la scansione Edep: -1 V Tdep: 300 s Teq: 20s Ebegin: -1 V Eend: -0.4 V Eampl: 0.02 V Estep: 0.01 V Freq: 100Hz Econd: -0.4 V Tcond: 30s

ELABORAZIONE DI DATI

Metodo delle aggiunte

1) Si diagrammano i valori della corrente di picco in funzione della concentrazione di Piombo o di Cadmio; 2) Si traccia la retta che meglio approssima l'andamento dei punti sperimentali;

3) Si estrapola a zero la retta, ovvero si determina il valore dell'intercetta con l'asse delle ascisse: tale valore, cambiato di segno, corrisponde alla concentrazione incognita di Pb2+ o Cd2+ presenti nel campione (tenere in considerazione le diluizioni effettuate).