1 / 27

Case studies of Stripping Voltammetry

Case studies of Stripping Voltammetry. 203435 2/54. สรุปเรื่อง.

haig
Download Presentation

Case studies of Stripping Voltammetry

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Case studies of Stripping Voltammetry 203435 2/54

  2. สรุปเรื่อง • ในงานวิจัยนี้ได้ทำการวิเคราะห์หาปริมาณโลหะนิกเกิล (Ni)และโคบอลต์ (Co) ในตัวอย่าง refined beet sugar โดยใช้เทคนิค adsorptive cathodic stripping voltammetry แบบ diferential-pulse cathodic stripping voltammetry (DPCSV) ซึ่งไม่ต้องทำการ treated ตัวอย่าง เปรียบเทียบกับเทคนิค electrothermal atomic absorption spectrometry (ETAAS) ซึ่งต้องทำการ treated ตัวอย่างโดยการย่อยตัวอย่างด้วย microwave oven เทคนิค DPCSV ที่ใช้ในการวิเคราะห์หาปริมาณโลหะนิกเกิลและโคบอลต์ในตัวอย่าง refined beet sugar มีการใช้ hanging mercury drop electrode (HMDE) เป็นขั้วไฟฟ้าทำงาน (working electrode) และมี dimethylglyoxime (DMG) เป็น complexing agent, ใช้ platinum เป็นขั้วไฟฟ้าช่วย (auxiliary electrode) และใช้ Ag/AgCl,KClsat เป็นขั้วไฟฟ้าอ้างอิง (reference electrode)

  3. หลักการทางเคมีที่เกี่ยวข้องหลักการทางเคมีที่เกี่ยวข้อง • การใช้เทคนิค diferential-pulse cathodic stripping voltammetry (DPCSV) ในการวิเคราะห์หาปริมาณโลหะนิกเกิลและโคบอลต์ในตัวอย่าง refined beet sugar มีปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องคือ • ซึ่งเทคนิคนี้มีข้อดีคือ สามารถวิเคราะห์หาปริมาณโลหะทั้งสอง คือ โลหะนิกเกิลและโคบอลต์ในตัวอย่างได้ในเวลาเดียวกัน โดยไม่ต้องทำการ treated ตัวอย่าง ซึ่งจะช่วยลดเวลาและขั้นตอนในการวิเคราะห์ นอกจากนี้ยังช่วยลดการปนเปื้อนของตัวอย่างจาก interference ต่างๆ และช่วยลดการสูญหายของ analyte บางส่วนที่ต้องการวิเคราะห์ในขั้นตอนของการเตรียมตัวอย่างอีกด้วย

  4. ผลของความเข้มข้นของ saccharose • จากรูป 1 แสดงผลของความเข้มข้นของ saccharose ที่มีผลต่อ DPCSV peaks ของนิกเกิลและโคบอลต์ที่ความเข้มข้น 36 µg l-1 จาการศึกษาพบว่า Peak currents ของนิกเกิลและโคบอลต์จะมีค่าลดลงเมื่อความเข้มข้นของ saccharose เพิ่มขึ้นและจะ completely suppressed เมื่อความเข้มข้นของ saccharose มีค่าสูงกว่า 600 gl-1 ซึ่งเมื่อความเข้มข้นของ saccharose มีค่าเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้สารละลายตัวอย่างมี viscosity เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งจะเป็นผลทำให้การ diffusion ของโลหะไปยังพื้นผิว electrode ทำได้ยาก ดังนั้นจึงทำให้ Peak currents ของนิกเกิลและโคบอลต์มีค่าลดลง

  5. จากตาราง 1 แสดงการหาปริมาณของนิกเกิลและโคบอลต์จาก standard solutions ของ extra-pure saccharose ที่ความเข้มข้น 80 g l-1โดยใช้เทคนิค ETAAS (digested samples) และ DPCSV (non-digested samples)

  6. Precision ของ DPCSV ในการหาปริมาณของโลหะนิกเกิลและโคบอลต์ในตัวอย่าง refined beet sugar(n=5)

  7. สรุปเรื่อง • ในการวิจัยนี้ได้นำเทคนิค Adsorptive stripping voltammetric (AdSV) มาประยุกต์ใช้หาปริมาณของ zopiclone (ZP) ในน้ำปัสสาวะคน และในยาเม็ด ขั้วไฟฟ้าทำงานที่ใช้ใน voltammetriccell คือ glassy carbon electrode (CGE) โดยแบบของการให้ศักย์ไฟฟ้าที่ให้ผลการวิเคราะห์ดีที่สุดคือ differential pulse adsorptive stripping (DPAdSV) และ osteryoung square wave voltammetric (OSWAdSV), บัฟเฟอร์ที่ใช้เคือ Britton–Robinson buffer ที่ pH 7.08 ในขั้นตอนการทำ deposition หรือ preconcentration จะมีการให้ศักย์ไฟฟ้าคงที่ที่ 0.60 V เป็นเวลา 120 วินาที ช่วงความเป็นเส้นตรงอยู่ความเข้มข้นระหว่าง 6×10-7ถึง 2×10-5 mol L-1ZP และมี limits of detection สำหรับ DPAdSV และ OSWAdSV คือ 2.78×10-7และ1.70×10-7 ตามลำดับ

  8. หลักการทางเคมีที่เกี่ยวข้องหลักการทางเคมีที่เกี่ยวข้อง • ใช้หลักการให้ศักย์ไฟฟ้าคงที่ที่ 0.6 V แล้วทำให้ ZP ไปเกิดปฏิกิริยาแล้วเคลือบติดอยู่บน glassy carbon electrode (deposition)ปริมาณสารที่เกิดปฏิกิริยาก็จะแปรผันตามความเข้มข้นของสาร ในระหว่างการวัดจะมีการ flow แก๊สอาร์กอนเพื่อป้องกันออกซิเจนไปเกิดปฏิกิริยาที่ขั้วไฟฟ้าหลังจากนั้นก็จะเป็นขั้นตอนการทำ stripping คือการ scan ศักย์ไปในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อให้สารเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ แล้ววัดกระแส ข้อดีคือ ลดระยะเวลาและขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างที่ยุ่งยาก มีความจำเพาะสูงเพราะให้ศักย์ไฟฟ้าที่จำเพาะต่อสารสามารถเกิดปฏิกิริยา มีความไว ผู้ใช้เครื่องมือก็ไม่จำเป็นต้องมีประสบการณ์สูงเหมือนเทคนิคอื่น ๆ

  9. การหาศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมการหาศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสม • ในการศึกษาหาศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมต่อการเกิดปฏิกิริยา oxidation ของ ZP จะศึกษาจากการทำ Cyclic voltammogram ของสารละลาย ZP ที่ความเข้มข้น 1×10-4 mol L-1 โดยจะ vary ค่า scan rate ที่ 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 750 และ1000 mVs-1 Voltammogram ที่ได้แสดงดังรูปที่ 1

  10. ผลของ pH ของบัฟเฟอร์ จากรูป 2a แสดงผลของค่าการตอบสนอง กับ ค่า pH ของ Britton–Robinson buffer พบว่า ค่า peak potential จะ shift ไปทางค่าลบมากขึ้น เมื่อค่า pH ของบัฟเฟอร์สูงขึ้น และจากรูป 2b แสดงผลของค่า peak current กับ pH ของBR buffer พบว่าเมื่อใช้ buffer ที่ pH 7.08 จะให้ค่า peak current สูงที่สุด ดังนั้นในการทำ DPAdSV จะเลือกใช้ buffer ที่ pH 7.08 ซึ่งแม้ว่าพีคที่ได้จะไม่ให้ค่า Peak current สูงที่สุด แต่จะทำให้พีคที่ได้มีความสมมาตรมากที่สุด

  11. ผลของศักย์ต่อการเกิด deposition จากรูปที่ 3a ได้มีการศึกษาใช้ศักย์ไฟฟ้าในช่วง 0.30–0.70Vเพื่อทำให้เกิดกระบวนกานdeposition แล้วทำให้สารถูกดูดซับไว้บนขั้วไฟฟ้าทำงาน พบว่า ค่าศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมที่ให้ค่าการตอบสนอง peak current สูงที่สุด คือที่ 0.60V และ รูป 3a แสดงถึง ค่า peak current จะมีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อเพิ่มเวลาในการทำ depositionแต่เมื่อเวลาเพิ่มขึ้นถึง 120 วินาที ค่าที่ได้จะเริ่มคงที่ ดังนั้นจึงเลือก ศักย์ไฟฟ้าที่ 0.60 V และ ระยะเวลาในการ deposition ที่ 120 วินาที เนื่องจากให้ค่า sensitivity ที่ดีและใช้เวลาในการวิเคราะห์น้อย

  12. Pharmaceutical applications

  13. ได้มีการนำทั้ง 2 เทคนิควิเคราะห์ทางไฟฟ้า คือ DPAdSV และ OSWAdSV มาประยุกต์ใช้หาปริมาณ ZP ในน้ำปัสสาวะของคน

  14. สรุปเรื่อง • งานวิจัยนี้เป็นการวิเคราะห์หาปริมาณ Pb(II), Cd(II) และ Zn(II) ในระดับ ppb พร้อมกันด้วยเทคนิคsequential injection analysis-anodic stripping voltammetry ซึ่งจะใช้ขั้วไฟฟ้า screen-printed carbon nanotube ที่มีการเพลตบิสมัทแบบ in situ บนขั้วไฟฟ้า ซึ่งช่วงความเป็นเส้นตรงของ Pb(II) เท่ากับ 2-100 µg/L, Cd(II) เท่ากับ 2-100 µg/L และ Zn(II) เท่ากับ 12-100 µg/L ขีดต่ำสุดของการตรวจวัดของ Pb(II) เท่ากับ 0.2 µg/L, Cd(II) เท่ากับ 0.8 µg/L และ Zn(II) เท่ากับ 11 µg/L ความถี่ในการตรวจวัด 10-15 stripping cycle/h งานวิจัยนี้เป็นระบบออนไลน์ที่วิเคราะห์หาไอออนของโลหะหนักที่มีความไวในการวิเคราะห์สูง และ throughput สูง ซึ่งจะนำการวิเคราะห์นี้ไปประยุกต์ใช้กับตัวอย่างสมุนไพร เปรียบเทียบผลที่ได้กับวิธี ICP-AES จะให้ผลที่สอดคล้องกัน

  15. สภาวะที่เหมาะของระบบโฟลอินเจคชันอะนาไลซิสสภาวะที่เหมาะของระบบโฟลอินเจคชันอะนาไลซิส

  16. ความเข้มข้นของบิสมัท • ในการศึกษาความเข้มข้นของบิสมัทที่ใช้เป็นสารละลายในการเพลทบนขั้วไฟฟ้า จะทำการศึกษาในช่วงความเข้มข้นของบิสมัทเท่ากับ 10-300 µg/L แสดงดังรูป 3 พบว่า พีคกระแสของ Pb(II) กับ Cd(II) ที่ความเข้มข้นของบิสมัส 100 µg/L และพีคกระแสของ Zn(II) ที่ความเข้มข้นของบิสมัส 200 µg/L จะมีค่าพีคกระแสที่เพิ่มขึ้น แต่ถ้าความเข้มข้นของบิสมัสมากกว่า 150 µg/L จะทำให้กระแสพีคของ Pb(II) กับ Cd(II) ค่อนข้างคงที่ และกระแสพีคของ Zn(II) จะลดลง ดังนั้นจึงเลือกความเข้มข้นของบิสมัสที่ 150 µg/L

  17. deposition time ในการศึกษา deposition time จะทำการศึกษาในช่วง 60-300 วินาที แสดงดังรูป 4 พบว่า เมื่อเพิ่ม deposition time จะทำให้ได้พีคกระแสของไอออนโลหะทั้งสามเพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่สำหรับ Zn(II) พีคกระแสจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยหลังจาก 180 วินาที ฉะนั้นจึงเลือก deposition time ที่ 180 วินาที เมื่อพิจารณาจากความไวและเวลาในการวิเคราะห์

  18. ในการประยุกต์ใช้วิธีที่พัฒนาขึ้นเพื่อวิเคราะห์หาปริมาณโลหะหนักในตัวอย่างสมุนไพรฟ้าทะลายโจรทั้งแบบใบและแบบแคปซูลด้วยการใช้วิธี standard addition แสดงผลดังตาราง

  19. สรุปเรื่อง งานวิจัยนี้ ศึกษาการหาปริมาณซีลีเนียม(Se) และตะกั่ว(Pb)ในตัวอย่างนมจากประเทศตุรกี ทำการวิเคราะห์และใช้เทคนิค differential pulse cathodic stripping voltammetry (DPCSV) และเทคนิค differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV) โดยมีขั้วไฟฟ้า Hanging mercury drop eleetrod (HMDE)เป็นขั้วไฟฟ้าทำงาน ขั้วไฟฟ้าอ้างอิงคือ Standard calomel electrode(SCE) และขั้วไฟฟ้าช่วยเป็นลวดแพลตินัม ก่อนทำการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคโวลแทมเมตรีจะเตรียมตัวอย่างโดยการย่อยตัวอย่างนม ด้วยกรดผสมของ HNO3 : HClO4อัตราส่วน (1:1) ด้วยวิธี Wet digestion และใช้เทคนิค DPCSV วิเคราะห์หาซีลีเนียมในตัวอย่างนม ซึ่งใช้เทคนิคดิฟเฟอร์เรนเชียสพัลส์โวลแทมเมทรีโดยการให้สัญญาณกระตุ้นในลักษณะของดิฟเฟอร์เรนเชียสพัลส์ เป็นการเพิ่มศักย์ที่คงที่ในลักษณะของพัลส์ให้กับขั้วไฟฟ้าที่รับศักย์ปกติในรูปลิเนียร์-สแกนในการวิเคราะห์จะให้ศักย์ไฟฟ้าที่ในการเกาะติดซีลีเนียม ที่ -0.2 V หลังจากนั้นทำการสตริปปริงสารด้วยการสแกนศักย์ไฟฟ้าไปทางลบพบว่า ซีลีเนียมจะเกิดปฏิกิริยารีดักชันขึ้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกระแส และแสดงพีกกระแสของSe ที่ศักย์ -0.56 V และเทคนิค DPASV จะใช้ศักย์ไฟฟ้าในการเกาะติด Pb ที่ -0.5 V แล้วทำการสตริปปริงโดยการสแกนศักย์ไฟฟ้าไปทางบวกพบว่า ตะกั่วจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันขึ้นจึงแสดงพีกกระแสที่ -0.35 V จากการวิเคราะห์หาปริมาณซีลีเนียมและตะกั่วในตัวอย่างนมจากประเทศตุรกีพบว่ามีปริมาณซีลีเนียมอยู่ในช่วง21.5 – 69.4µgL-1 และปริมาณของตะกั่วอยู่ในช่วง 22.1 – 59.2 µgL-1 จากการทำซ้ำ 3-4 ครั้ง ซึ่งมี RSD เท่ากับ 10.3 – 10.7 และ 6.8 – 9.9 % ตามลำดับ ซึ่งวิธีนำเสนอนี้ทำได้ง่ายและเป็นวิธีการที่เหมาะสมในการหา ซีลีเนียมและตะกั่วที่มีปริมาณน้อย โดยไม่ต้องใช้ผู้ที่ชำนาญด้านเครื่องมือและไม่ต้องทำกระบวนการแยกหรือเพิ่มความเข้มข้นของไอออนโลหะก่อนนำมาวิเคราะห์

  20. สภาวะที่เหมาะสมในการวิเคราะห์สภาวะที่เหมาะสมในการวิเคราะห์

  21. แสดงผลของเวลาการเกาะติดสารที่เวลาต่างๆ กับพีกของกระแสจากการวิเคราะห์ซีลีเนียมความเข้มข้น0.15µM ในตัวอย่างนม ด้วยเทคนิค DPCSV (a) และ การวิเคราะห์ตะกั่วความเข้มข้น0.25µMในตัวอย่างนม ด้วยเทคนิค DPASV (b) ที่ศักย์ไฟฟ้าการเกาะติดสาร -0.5 V

  22. การหาซีลีเนียมโดยเทคนิค DPCSV ที่ศักย์ไฟฟ้าการเกาะติดสาร -0.2V เวลาการเกาะติดสาร 120 วินาที pulse amplitude เท่ากับ 50 mV และ pulse duration เท่ากับ 50 msเมื่อ (a) 9.0 ml 0.1 M HCl (b) 1 ml milk sample (c) b+100 µl 1x10-5 M SeO32- (d) c+100 µl 1x10-5 M SeO32- (e) d+100 µl 1x10-5 M SeO32-

  23. การหาซีลีเนียมและตะกั่ว ในนมวัว

More Related