DETERMINAREA PLUMBULUI(II) DIN AER

Introducere

Plumbul este un agent poluant atmosferic important. Principala sursa antropogena de poluare cu Pb a fost, pâna în anul 2001, emisia gazelor de la benzina întrebuintata de motoarele masinilor care folosesc tetraetil plumb ca aditiv de anti-detonare. În pl 515g64f us, este necesar sa se considere foarte importante sursele de poluare cu plumb si din unele locuri, ca de exemplu: fabricarea bateriilor, vopselurilor, insecticidelor, topirea si recuperarea metalelor. Plumbul atmosferic se depune pe suprafata frunzelor plantelor sau pe particulele de praf de pe marginea soselelor sau din apropierea acestora. Persistenta sa pe particule de praf poate fi de câtiva ani.

Concentratiile plumbului atmosferic sunt mici, în mod normal asociate cu particulele, ceea ce înseamna ca daca se trece printr-un filtru un volum mare de aer, particulele depuse contin suficient plumb pentru a fi detectat. În aceste conditii procedeul de extractie lichid-lichid este potrivit pentru a izola si concentra analitul recuperat.

O aplicatie empirica a acestei procedeu, este dizolvarea în acid azotic a plumbului depus pe frunzele plantelor sau ale copacilor sau pe hârtia filtrului. Pentru a elimina o serie de interferente datorate altor metale, se adauga ioni cianura drept agent de complexare.

Ditizona (sau difeniltiocarbazona) reactioneaza cu multi ioni metalici si formeaza chelati cu o coloratie intensa, care pot fi extrasi în solventi organici. Când o solutie a ditizonei în diclormetan este pusa în contact cu o solutie apoasa a unui metal la un pH adecvat, se formeaza complexul metal-ditizona care se extrage apoi în stratul organic. Excesul de reactiv (ditizona) este trecut în faza apoasa prin alcalinizare.

Maximul de absorbtie al complexului metal-ditizona în faza organica este la 520 nm.

Scopul lucrarii

Determinarea concentratia plumbului depus pe particule.

Descrierea poluarii cu plumb asupra vegetatiei datorita benzinei folosita la motoarele masinilor.

Folosirea unei metodologii usor disponibile bazata pe extractia lichid-lichid combinata cu fotometria în vizibil.

Partea experimentala

Sticlaria de laborator trebuie spalata mai întâi cu acid azotic 0,01 mol L^-1 pentru a elimina orice reziduu posibil de plumb.

Modul de preparare a solutiilor

Solutie standard de concentratie 5 mg L^-1 Pb(II). Solutia standard se prepara prin adaugarea a 2,5 mL din solutia stoc de 1000 mg L^-1 si apoi se completeaza pâna la 1 L cu 0,1 mol L^-1 HNO₃.

Solutie stoc de concentratie 1000 mg L^-1 Pb(II), se prepara prin dizolvarea a 1,5980 g Pb(NO₃)₂ în HNO₃ 0,1 mol L^-1 si apoi se completeaza pâna la 1 L cu acelasi solvent.

Solutia alcalina de complexare. Pentru prepararea acesteia se amesteca 750 mL de NH₃ (aq) 25 % cu 1,0 g KCN si 1,5 g Na₂SO₃ si se completeaza pâna la 1 L cu apa pura.

Solutia de ditizona (difeniltiocarbazona) de concentratie 25 mg/L. Se dizolva 0,025 g ditizona în 1 L de diclorometan.

Mod de lucru

a) Prelevarea si pre-tratamentul probelor de plumb de pe frunzele plantelor (proba A). Se aleg cu atentie 8 frunze medii de lânga marginea soselei sau dintr-o zona cu trafic intens, care nu prezinta particule de pamânt vizibile sau alti agenti poluatori vizibili. Se pun frunzele într-o sticla de polietilena spalata mai întâi cu acid azotic (a nu se spala sau a nu se sterge frunzele) si se conserva într-un loc uscat pâna la momentul analizei. Se adauga în recipientul de proba 20 mL de HNO₃ 0,1 mol L^-1 si se agita puternic timp de doua minute. Se transfera apoi continutul într-un pahar Berzelius de sticla de 100 mL si se spala sticla pentru proba (de trei ori) cu 4 mL de HNO₃ 0,1 mol L^-1, adaugând de fiecare data acidul azotic de spalare în paharul gradat ce contine plumbul dizolvat.

Nota: nu se aruca frunzele.

b) Prelevarea si tratamentul probelor pentru analiza plumbului atmosferic prins pe suprafata unui filtru de particule (proba B). Cu ajutorul dispozitivului de prelevare a probelor, un volum suficient de aer se trece prin filtru pentru a obtine pe filtru o cantitate de plumb care sa se înscrie în domeniul de calibrare. O data terminata colectarea probelor, filtrul este asezat usor pe o placa Petri (cu ajutorul a doua cleme). Apoi, placa este adusa în laborator iar filtrul este introdus într-o sticla în care se adauga si 20 mL de HNO₃ 0,1 mol L^-1. Se procedeaza la fel ca în sectiunea anterioara.

Masurarea suprafetei frunzelor. Pentru a determina suprafata totala a frunzelor pe care este depus plumbul, se spala frunzele cu apa distilata si se usuca prin presare între hârtii de filtru. Se deseneaza conturul pe o hârtie de masurare, se taie hârtia si se cântareste. O bucata patrata de hârtie, de 10 cm, este de asemenea cântarita pentru a calcula aria în cm² a suprafetei totale a probelor de frunze.

Extractia si determinarea plumbului. Fiecare solutie de proba A si B se trateaza dupa cum urmeaza: se amesteca într-o pâlnie de extractie continutul paharului gradat, 5 mL solutie alcalina de complexare si 5 mL solutie de ditizona. Amestecul se agita puternic timp de 5 minute. Se opreste agitarea 5 minute pentru a permite separarea fazelor (apoasa si organica). Se deschide pâlnia si faza organica se trece într-o eprubeta. Se adauga un vârf de spatula de Na₂SO₄ anhidru în eprubeta, se agita si apoi faza organica se filtreaza pe o hartie de filtru, recoltându-se filtratul într-o alta eprubeta uscata care este imediat închisa pentru a evita evaporarea solventului.

Precautii: tuburile de testare si celula fotometrica trebuie uscate complet: se poate folosi un curent de aer fierbinte. Se ajusteaza lungimea de unda la 520 nm si se face absorbanta zero cu diclormetan.

Graficul de calibrare. În urmatorul tabel sunt trecuti reactivii (în ordinea adaugarii lor) ce urmeaza a fi amestecati pentru prepararea setului de solutii standard. Precautii: A se evita în orice moment contactul cu solutia de cianura si solutiile acide; formarea acidului cinahidric este extrem de periculoasa. A nu se arunca solutiile reziduale la canal; acestea trebuie depozitate în recipienti corespunzatori.

Întrebari

Propuneti alte tehnici de analiza pentru determinarea plumbului din atmosfera. Indicati avantajele si dezavantajele acesteia.

Dati exemple de alte metale grele care pot fi determinate prin tehnicile propuse.

Listati datele experimentale ale metodei de analiza, indicând posibile surse de erori.