Prezentare HCHO Licenta 2012 Luminita Moraru

Metodă spectrofotometrică de

determinare a formaldehidei

Student

Luminiţa Moraru

Coordonator ştiinţific

Conf. Dr. Zenovia Moldovan

Sesiunea: iunie 2012

Lucrare de licenţă

max = 437,5 nm

380 400 420 440 460 480

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Ab

s.

Lungime de unda, nm

1

4

Fig. 1. Spectrul de absorbţie moleculară al reactivului Fluoresceină (I), în soluţii cu acidităţi diferite. Conc. FL = 5x10-5 mol/L; conc. H2SO4, mol/L: (1) 0,45; (2) 0,6; (3) 0,75; (4) 0,9.

max = 437,5 nm

COO-

Na+

Na+O-

OO

(I)

400 425 450 4750.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

Ab

s.

, nm

1

7

437,5

Fig. 2. Spectre suprapuse ale unui amestec FL+ H2SO4+Bromat+FM, înregistrate la intervale de 30 sec.

Ordinea de înregistrare a spectrelor: de la 1 la 7.[FL] = 6,2510-5 mol/L; [H2SO4] = 0,9 mol/L; [bromat]

= 2510-3 mol/L; [FM] = 5 g/mL.

0 25 50 75 100 125 150

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

A,

=4

37

,5 n

m

Timp, sec

FL+H2SO

4

FL+H2SO

4+KBrO

3

FL+H2SO

4+KBrO

3+FM

Fig. 3. Variaţia absorbanţei fluoresceinei în timp, în prezenţa şi în absenţa formaldehidei.

[FL] = 6,2510-5 mol/L; [H2SO4] = 0,9 mol/L; [bromat] = 2510-3 mol/L; [FM] = 5 g/mL.

Etape:1. Stabilirea parametrilor optimi de lucru

Aciditatea Concentraţia de agent oxidant - bromat de

potasiu Concentraţia de reactiv de culoare - Fluoresceina Tăria ionică

2. Stabilirea parametrilor de performanţă ai metodei Liniaritatea Limita de detectie Limita de cuantificare Sensibilitatea Precizia Exactitatea

3. Aplicarea metodei pe o probă de apă de ploaie

A = (A1 - A2)

unde: A1 = absorbanţa la 50 sec; A2 = absorbanţa la 150 sec

Acorectat = Aprobă - Amartor

unde : Acorectat = (A1 - A2)probă - (A1 - A2)martor

0.00 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.05 1.200.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40A

, =

43

7,5

nm

Conc. H2SO

4, mol L-1

Fig. 4. Influenţa aciditaţii asupra ox. Fluoresceinei.[FM] = 5 g/mL; [FL] = 5x10-5 mol/L; [bromat] = 12,5x10-3 mol/L

1. Stabilirea parametrilor optimi de lucrua) aciditatea

6.25 12.50 18.75 25.00 31.25 37.50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

A, =

437,

5 nm

Conc. KBrO3, mmol L-1

Fig. 5. Influenta concentratiei de bromat asupra oxidării Fluoresceinei.

[FM] = 5 g/mL; [FL] = 5x10-5 mol/L; [H2SO4] = 0,9 mol/L

0 25 50 75 100 125 150 1750.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

A,

=43

7,5

nm

Timp, sec

1

6

Fig. 6. Variaţia absorbanţei în timp în funcţie de concentraţia de bromat.

[FM] = 5 g/mL; [FL] = 5x10-5 mol/L; [H2SO4] = 0,9 mol/L;

[bromat], mmoli/L: (1) 6,25; (2) 12,5; (3) 18,75; (4) 25; (5) 31,25; (6) 37,5.

b) Concentratia de bromat

3.75 5.00 6.25 7.500.4

0.5

0.6

0.7

Conc. FL, x10-5 mol L-1

A,

=43

7,5

nm

Fig. 7. Variaţia absorbanţei în timp în funcţie de concentraţia de FL.

[FM] = 5 g/mL;[bromat] = 1,2510-3 mol/L; [H2SO4] = 0,9 mol/L;

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

A,

=43

7.5

nmTaria ionica

Fig. 8. Variaţia absorbanţei în timp în funcţie de tăria ionică.

[FL] = 510-5 mol/L; [H2SO4] = 0,9 mol/L;

[FM] = 5 g/mL; [bromat]: 2510-3 mol/L.

c) Concentratia de fluoresceina d) Taria ionica

2. Stabilirea parametrilor de performanţă ai metodei

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

A,

=43

7,5

nm

Conc. FM, g mL-1

Y=0.1407-0,0508

R2=0,9996

b) Sensibilitatea = 0.0508

a) Liniaritatea: 0,5-7 μg/mL FM

c) Limita de detectie: LOD = (3,3 s)/mLOD = (3,3 0,007)/0,1407 = 0,16 μg/mL FM

d) Limita de cuantificare: LOQ = (10 s)/mLOQ = (10 0,007)/0,1407 = 0,5 μg/mL FM

Fig. 10. Reprezentarea grafică a funcţiei A = f([FM])

Intervalul de încredere al mediei n/tsX ±

98,82,30,114,9± 0,14,95

4,95,14,8

5

GăsitLuat în

lucru

E, %

RSD, %

S, μg mL-1

Conc FM, μg mL-1

= valoarea medie; n = nr. de determinări; t = coeficient t Student = 2,77 (pentru n = 5 si P = 95%); S = abaterea standard.

X

Tabelul 1. Rezultatele privind exactitatea şi precizia metodei spectrometrice de determinare a FM.

e) Exactitatea si Precizia

Tabelul 2. Determinarea conţinutului de formaldehidă

adaugată la o proba de apă de ploaie

Notă: %R = %FM regăsit.

Conc. FM, μg/mL

R, %Adăugat Găsit

1 0,98 98

2 1,85 92,5

A= 0.1[FM] + 0.0051

R2 = 0.9987

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

-0.05 0.95 1.95 2.95

Conc. FM, ppm

A, =

437,

5 m

[FM] = A/0,1

[FM] din apa de ploaie = 100 g/L

3. Aplicarea metodei pe o probă de apă de ploaie

Fig. 11. Reprezentarea grafică a funcţiei A = f([FM]),

pentru aplicarea metodei adaosurilor, de determinare a FM

din apă de ploaie.

Concluzii:

Metoda spectrofotometrică de determinare a formaldehidei prezintă urmatoarele caracteristici:

Precizie (abaterea relativă standard, RSD% = 2,3)

Exactitate (E% = 98,8)

Rapiditate (150 de secunde/proba)

Domeniul de liniaritate = 0,5-7 μg/mL

Limita de detecţie = 0,16 μg/mL

Poate fi utilizată pentru determinarea formaldehidei din probe de ape, prin aplicarea metodei adaosurilor standard.

Date de literatura

Reactivul Structura

ε(L/molcm) la

25o C

ε(L/molcm) la

60° Cλmax (nm)

acetoacetat de metil 5000 7800 372

acetoacetat de etil 3000 5500 376

n-propil acetoacetat 600 1800 354

n-amil acetoacetat 400 1000 355

acid malonic – –

dimetil malonat 250 800 280

Metode spectrofotometrice

Reacţia Hantzsch (Condiţii de reacţie: 40oC, 30 min)

Reactiv Metoda analitică Domeniul liniar (µg/mL)

Limita de detectie (µg/L)

Rodamina B Cinetic- flourometrică

0,02-0,34 5,73

Janus Green Cinetic-spectrofotometrică

0,003-2,5 1,5

Safranina idem 0,02-1,5 9,5

Rodamina 6G Cinetic flourimetrică 0,02-0,16 5,8

Verde de Etil Cinetic-spectrofotometrică combinata cu FIA

1,0-20 20

Roşu de pirogalol idem 0,47-40 4

Reacţia dintre Reactiv organic (R) şi bromatul de potasiu are loc conform ecuaţiilor:

BrO3− +H+ +HCHO → Br− +CO2 +H2O (1)

BrO3− +Br− +H+→ Br2 +H2O (2)

Br2 +Rred (colorat) → Rox (incolor) + Br− (3)

Metode cinetic spectrofotometrice

Metode cromatografice

-H2O

a) HPLC cu prederivatizare

2,4-dinitrofenilhidrazina

b) GC-MS cu prederivatizare

Pentafluorofenilhidrazina Pentafluorofenilhidrazon-formaldehida

Reacţia Hantzsch (Condiţii de reacţie: 40oC, 30 min)