Voltamperometria

1. DETERMINACIÓN DE ZINC, CADMIO, PLOMO Y COBRE EN
MUESTRAS DE AGUA DE ACUERDO CON DIN 38406 PARTE 16
RESUMEN
La preparación del método estándar en DIN 38406 Parte 16, describe la determinación
de zinc, cadmio, plomo y cobre en potable, suelo, superficie y precipitación (por ejemplo
lluvia) de aguas. Porque la presencia de sustancias orgánicas en las muestras de agua
puede fuertemente interferir con la determinación voltamperométrica, un pre-tratamiento
con digestión UV utilizando peróxido de hidrogeno (H2O2, comúnmente llamado agua
oxigenada), es necesario. La digestión asegura la eliminación de todas las sustancias
orgánicas sin presentación de valores blancos.
Estos métodos pueden, por supuesto, también aplicarse para rastrear el análisis de otros
materiales, por ejemplo; rastrear el análisis en la producción de un chip semiconductor
con un silicio base.
Zinc, cadmio, plomo y cobre se determina en HMDE por medio de un barrido anódico
voltamperométrico (ASV), Níquel y Cobalto por medio de un barrido adsorbente
voltamperométrico (AdSV).
EQUIPO Y ACCESORIOS
o Analizador de trazas 746 VA con 747 VA Stand o
o 757 VA Computrace
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
o Inmediatamente después de tomar la muestra de agua, filtrar a través de un
microfiltro (0,45 μm). Los filtrados y filtros con residuos se tratan por separado.
Acidifica los filtrados, por litro, con 1 ml de concentrado HNO3 o HCI. El valor de

2. pH de los filtrados acidificados debe estar entre 1.7 y 2.0. Si este no es el caso,
debe haber más ácido adicional.
La materia orgánica a menudo interfiere con las determinaciones
voltamperométricas y, por lo tanto, las soluciones de muestra generalmente tienen
que ser digeridas.
o El agua del grifo, las aguas superficiales, las aguas minerales y las aguas potables
generalmente pueden ser analizadas sin pretratamiento.
o Las aguas residuales poco contaminadas se pueden digerir con el 705 UV
Digester. Añadir 50 - 100 μL de peróxido de hidrógeno w (H2O2) = 30% a 10 mL
de muestras acidificadas (pH = 2). Los tubos de cuarzo se irradian durante 1 hora
a 90 ° C. Después de enfriar a la habitación temperatura, las muestras digeridas
se pueden transferir directamente al recipiente polarográfico.
El valor en blanco de esta digestión es relativamente pequeño.
o Filtros, residuos de filtros y muestras con materia orgánica (alimentos, productos
farmacéuticos, etc.) debe ser digerido.
 Asher de alta presión
 La digestión de microondas
Ambas técnicas oxidan las muestras en un recipiente de digestión cerrado por
medio de una mezcla de ácidos minerales concentrados.
 De acuerdo con Boletín de Aplicación 113, abrir la digestión húmeda con
H2SO4 y H2O2
o Preparación de muestra para el análisis de chips semiconductores:
Coloque una gota de ácido fluorhídrico w (HF) = 40% en el chip y elimine el humo por
calentamiento. Se forma un residuo blanco y polvoriento. Disuelva esto con una gota de
ácido nítrico w(HNO3) = 65% y enjuague en un recipiente polarográfico. Prepare un valor
en blanco con los mismos reactivos

3. OBSERVACIONES
o Estos metales se pueden determinar en los siguientes rangos:
Elemento Límites de determinación Concentración Máxima
Zinc (Zn) 1.0 µg/L 50 mg/L
Cadmio (Cd) 0.1 µg/L 50 mg/L
Plomo 0.1 µg/L 50 mg/L
Cobre 1.0 µg/L 50 mg/L
Talio 0.1 µg/L 50 mg/L
Miquel 0.1 µg/L 10 µg/L
Cobalto 0.1µg/L 10 µg/L
o Las muestras con concentraciones más altas deben diluirse.
o Los metales con altas concentraciones (> 50 mg / L) también se pueden
determinar en DME o SMDE sin enriquecimiento. Para los métodos 1 y 2, el
barrido debe ser revertido de potenciales positivos a negativos.
o El análisis de los filtros digeridos y el de los filtrados es idéntico.
o Los valores en blanco de las digestiones y los productos químicos deben tomarse
en consideración.
o Si las muestras contienen mayores contenidos de ácidos húmicos, estos deben
ser digeridos inmediatamente para evitar la formación de precipitación.
o Si Fe también debe determinarse, p. para el análisis de trazas para la producción
de chips semiconductores, consulte el Boletín de aplicaciones 074.
MÉTODO 1
DETERMINACIÓN DE ZINC, CADMIO, PLOMO Y COBRE

4. REACTIVOS
Todos los reactivos usados deben ser de la más pura calidad posible (grado analítico o
suprapuros). Solo se debe usar agua ultrapura.
o Solución de hidróxido de sodio, suprapuro, w (NaOH) = 30%
o Ácido acético, suprapuro, w (CH3COOH) = 100%
o KCl, suprapuro
o Solución madre de Zn, β (Zn2 +) = 1 g / l (disponible comercialmente)
o Solución madre de Cd, β (Cd2 +) = 1 g / l (disponible comercialmente)
o Solución madre de Pb, β (Pb2 +) = 1 g / l (disponible comercialmente)
o Solución madre de Cu, β (Cu2 +) = 1 g / L (disponible comercialmente)
Soluciones listas para usar:
o Solución de KCl y acetato de sodio: c (KCl) = 1.5 mol / L, c (CH3COONa) = 0.5
mol/L 55,9 g de KCl + 25 ml de NaOH + 14,2 ml de CH3COOH llenos hasta 500
ml con alto agua de pureza.
o Soluciones estándar:
 β (Zn2 +) = 10 mg/L
 β (Cd2 +) = 0.1 mg/L
 β (Pb2 +) = 0.5 mg/L
 β (Cu2 +) = 2.5 mg/L
Las soluciones diluidas se preparan usando c(HNO3) = 0.014 mol/L. (2 gotas/100
mL)

5. ANÁLISIS
Solución de medición:
10 mL (diluido) de muestra + 1 mL de solución KCl-Acetato de Sodio.
Si es necesario, ajustar el pH de la solución a 4.6 ± 0.2
El Voltamograma registra los siguientes parámetros:
Electrodo de Trabajo HMDE
Tamaño de gota 4
Agitador/RDE 2000 rpm
Modo de medición DP
Tiempo de purga 300 segundos
Amplitud de pulso 0.05 V
Potencial de deposición -1.15 V
Tiempo de deposición 90 segundos
Tiempo de equilibrio 10 segundos
Potencial de inicio -1.15 V
Potencial final 0.05 V
Paso de voltaje 0.006 V/s
Tiempo de paso de voltaje 0.1 segundo
Tasa de barrido 0.006 V
Potencial máximo (Zn) -0.98 V
Potencial máximo (Cd) -0.56 V
Potencial máximo (Pb) -0.38 V
Potencial máximo (Cu) -0.10 V
La concentración se determina por la adición del estándar

6. OBSERVACIONES
o Se puede usar una solución tampón (buffer) de acetato de amonio pH 4.6 en lugar
de KCl-acetato de sodio solución. Si la muestra no contiene cloruro, es preferible
utilizar este tampón en su lugar de la solución de KCI/acetato de sodio. Cu alcanza
picos con más potencial positivo (Potencial máximo Cu: +0.05 V), que son más
fáciles de evaluar.
o Tampón acetato de NH4 a pH 4.6: c(CH3COOH)= 2 mol/L, c(NH3)= 1 mol/L 55.5
mL w (CH3COOH) = 100% + 37 mL w(NH3)= 25% llenado hasta 500 mL.
o Zn a menudo está presente en el agua del grifo en concentraciones más altas que
los otros metales. En este caso, Zn debe determinarse por separado con un
tiempo de enriquecimiento más corto o después de ser diluido en mayor medida.
o Al ver que la diferencia de los potenciales de media onda de TI y Pb es solo aprox.
50 mV, TI y Pb se determinan juntos en soluciones de acetato. Por lo tanto, luego
del análisis de Zn, Cd, Pb y Cu, se determina el contenido de TI de acuerdo con
el método 2. Si la concentración de T1 es inferior al 50% de la concentración de
Pb el error para la determinación de Pb es menor que 10%.
o Si la concentración de Tl es más del 50% de la concentración de Pb, no se
recomienda usar el método 1 para la determinación de Pb. Una alternativa es una
post-electrólisis donde una gran cantidad de Tl depositada en el electrodo se
elimina antes de la determinación de Pb.
o Otra posibilidad es la determinación de Pb y Tl a un pH mayor a 12 (Solución
buffer de NH3Cl acorde a método 3 + NaOH). Es posible que el electrolito separe
los picos de Pb y Tl. Pero in el caso de Cd interfiere en la determinación de Pb.
 Potencial máximo Tl -0.43 V
 Potencial máximo Pb -0.61 V
 Potencial máximo Cd -0.68 V