Anionok (HSO 4 - /SO 4 2- és Cl - ) kompetitív és megnövelt adszorpciója polikristályos aranyelektródon Marczona Réka és Varga Kálmán Veszprémi Egyetem,

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
A legelső oldalon a főlap látható, a mérés időpontjával, a három fő értékkel. A „Zustand „ mutatja meg a szív EKG tevékenységének értékét nullától ötös.
Advertisements

E. Szilágyi1, E. Kótai1, D. Rata2, G. Vankó1
47. kísérlet A reakciósebesség vizsgálata
Radó Krisztián1, Varga Kálmán1, Schunk János2
TÁMOP /1-2F Analitika gyakorlat 12. évfolyam Vegyipari termékek hatóanyag- tartalmának meghatározása Fogarasi József 2009.
Inhibitorok Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György
Halmazállapotok Részecskék közti kölcsönhatások
AEROSZOL RÉSZECSKÉKHEZ KÖTÖTT RADON LEÁNYELEM AKTIVITÁSOK NUKLID-SPECIFIKUS MEGHATÁROZÁSA Katona Tünde, Kanyár Béla, Kávási Norbert, Jobbágy Viktor, Somlai.
KOMPLEX CUKORRENDSZEREK
Modern Orvostudományi Technológiák a Semmelweis Egyetemen Technológiai modul Nanokémia kutatócsoport Laborvezető: Prof. Zrínyi Miklós Dr. Hajdú Angéla.
SZTOECHIOMETRIAI SZÁMÍTÁSOK A REAKCIÓEGYENLET ALAPJÁN
HIDROGÉN-KLORID.
Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György
Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György
A membrántranszport molekuláris mechanizmusai
Redoxi-reakciók, elektrokémia Vizes elektrolitok
Sav-bázis egyensúlyok
SÓOLDATOK KÉMHATÁSA PUFFEROLDATOK
ANYAGÁTBOCSÁTÁSI MŰVELETEK (Bevezető)
Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei
Levegőtisztaság-védelem 3. előadás Természetes és antropogén eredetű légszennyezők. Pont-,vonal-, diffúz források.
Levegőtisztaság-védelem 3. előadás Természetes és antropogén eredetű légszennyezők. Pont-,vonal-, diffúz források.
Heterogén kémiai egyensúly
Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban
Izotóp Kft. K+F Fórum, Bp Javaslat új ki-be kapcsolható 241 AmBe neutronforrásra Veres Árpád.
GTPáz aktivitás mérése gyakorlat Lévay Magdolna
A KÉMIAI EGYENSÚLY A REAKCIÓK MEGFORDÍTHATÓK. Tehát nem játszódnak le végig, egyensúly alakul ki a REAKTÁNSOK és a TERMÉKEK között. Egyensúlyban a termékekhez.
ELEKTROKÉMIAI ALAPFOGALMAK
Optikai szenzorok hatóanyagai
(Mikrokalorimetria) q: immerziós hő
A többlet lehet pozitív és negatív is!!!
Cellulóz-acetát lágyítása ε-kaprolaktonnal Katalizátortartalom hatása a lágyításra Készítette: Kiss Elek Zoltán Témavezető: Dr. Pukánszky Béla Konzulens:
Reakciók vizes közegben, vizes oldatokban
A moláris kémiai koncentráció
Az angolperje cink- és kadmiumfelvételének vizsgálata kistenyészedényes kísérletben Szabó Szilárd – Hangyel László – Ágoston Csaba Debreceni Egyetem Tájvédelmi.
Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály ICP-SFMS alkalmazása radionuklidok meghatározására környezeti.
Anionadszorpció vizsgálata poli- és egykristály platinán kombinált elektrokémiai és radioizotópos nyomjelzéses módszerrel Előadó: Buják Renáta Témavezető:
Az elúciós hozam stabilizálása a kromatográfiás elválasztási hatásfok növelésével 99 Mo/ 99m Tc izotópgenerátoroknál Baranyai Lajos 1, M. Nagy Noémi 2,
Andráskó Melinda, Huszár László, Korpás Gábor, Környei József
STRONCIUM-ION MEGKÖTŐDÉSÉNEK KINETIKÁJA TERMÉSZETES AGYAGMINTÁKON
Őszi Radiokémiai Napok, október Eger1 A 2003 áprilisi üzemzavar utáni átrakó medence ( ATM ) dekontaminálás tapasztalatai Baradlai Pál, Doma.
GŐZFEJLESZTŐ HŐÁTADÓ CSÖVEK KORRÓZIÓS ÁLLAPOTÁNAK TEMATIKUS VIZSGÁLATA
Gyors mikrobiológiai módszerek
A víz.
ADSZORPCIÓ.
TPH (Összes ásványi szénhidrogén) Fogalmak Vizsgálati lehetőségek
ADSZORPCIÓ.
Reakciótípusok.
35. Sósav és NaOH-oldat azonosítása pH-jának becslése alapján
Szükséges Eszközök: gázfejlesztő főzőpoharak fecskendők Anyagok:
TALAJ KÉMIAI TULAJDONSÁGAI
OECD GUIDELINE FOR THE TESTING OF CHEMICALS Soil Microorganisms: Carbon Transformation Test OECD ÚTMUTATÓ VEGYI ANYAGOK TESZTELÉSÉRE Talaj Mikroorganizmusok:
Elemi idegi jelenségek
Lokális deformációs folyamatok PA6/rétegszilikát nanokompozitokban Móczó János BME FKAT Műanyag- és Gumiipari Laboratórium december 13.
A projekt K+F tevékenységének szakmai háttere a hétköznapok tükrében Dr. Márkus Róbert - egyetemi adjunktus Ferenczi Tibor - mérnöktanár Tisza Kálmán-
Üledékes sorozatok tagolás - agyagindikátorok
DIURON ÉS MONURON VIZES OLDATAINAK ULTRAIBOLYA FOTOLÍZISE, ÓZONOS, VALAMINT KOMBINÁLT KEZELÉSE KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A kutatás a TÁMOP A/2-11/
SAV-BÁZIS HÁZTARTÁS pH = - log [H + ] pH = pK + log([HCO 3 - ]/[CO 2 ])
8. Csapadékos titrálások
A vállalatok piacorientációjának hatása a külső és belső környezet, valamint az eredményesség szubjektív megítélésére Készítette: Bareith Tibor III. évfolyam,
Kémiai reakciók Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:
ADSZORPCIÓ.
Spektroszkópia Analitikai kémiai vizsgálatok célja: a vizsgálati
Elektrokémiai fogalmak
Oldat = oldószer + oldott anyag (pl.: víz + só, vagy benzin + olaj )
Potenciometria Elektroanalitika fogalma, Potenciometria fogalma, mérőcella felépítése, mérő- és összehasonlító elektródok, Közvetlen és közvetett potenciometria.
Próbaüzem tapasztalatai, gazdasági megfontolások
Méréstechnika 15. ML osztály részére 2017.
Fizikai kémia I. a 13. VL osztály részére 2013/2014
Méréstechnika 1/15. ML osztály részére 2017.
Előadás másolata:

Anionok (HSO 4 - /SO 4 2- és Cl - ) kompetitív és megnövelt adszorpciója polikristályos aranyelektródon Marczona Réka és Varga Kálmán Veszprémi Egyetem, Radiokémia Tanszék, 8201 Veszprém Pf.:158

Bevezetés  Polikristályos aranyelektródon az anionok (HSO 4 - /SO 4 2-, Cl - ) kompetitív adszorpciója játszódik le, amely alapvetően függ a rendszer tisztaságától és a felület állapotától.  A Zn 2+ -ionok előleválása (underpotential deposition), valamint a Zn- adatomok által módosított polikristályos aranyelektródon megnövelt anionadszorpció (pl. HSO 4 - /SO , Cl - -adszorpció) tapasztalható magasabb pH-értékeken (pH  4,5) [1,2]. A felületmódosítás jelentősége :  Elektrokatalízis (kedvezőbb nemesfém katalizátorok kiválasztása).  Atomerőművi kontamináció - dekontamináció ( 60 Co-kontamináció mértékének visszaszorítása ausztenites acél felületén). Irodalmi hivatkozások: [1] G. Horányi, A. Aramata: J. Electoanal. Chem., 434, (1997) [2] K. Varga, I. Szalóki, A. Somogyi, P. Baradlai, A. Aramata, T. Ohnishi, Y. Noya: J. Electoanal. Chem: 485 (2000)

CÉLKITŰZÉSEK, A FELADATOK MEGFOGALMAZÁSA  Igazoljuk, hogy az in-situ radioizotópos nyomjelzéses „fólia”-módszer kombinálva elektrokémiai mérésekkel alkalmas az anionok ( 35 S–tel jelezett HSO 4 - /SO 4 2- és 36 Cl–tal jelezett Cl - ) kompetitív adszorpciójának tanulmányozására polikristályos aranyfelületeken a 0,0 ≤ pH ≤ 4,5 tartományban.  A Zn-adatomokkal módosított polikristályos aranyelektród elektroszorpciós tulajdonságainak megismerése. (A Zn 2+ -ionok előleválásának (UPD) vizsgálata pH ≤ 4,5 tartományban, illetve a Zn- adatomok által megnövelt anion (HSO 4 - /SO , Cl - -ionok) adszorpció tanulmányozása.)

KISÉRLETI MÓDSZEREK ÉS KÖRÜLMÉNYEK  Módszerek: - In-situ radioizotópos nyomjelzéses „fólia” módszer - Voltammetria  Radionuklidok:  Detektálás: - 36 Cl és 35 S által emittált  -sugárzás mérése: Gamma NDI szcintillációs detektor (0,25 mm  -plasztik és 5mm CsI szendvicskristály); - 65 Zn  -, és indukált másodlagos sugárzás Thorn EMI dE/dX (0,1 mm plasztik) detektor  Kísérleti körülmények: - Aranyelektród (99,98 m% tisztaság) - Alapelektrolit (0,1-1 mol dm -3 HClO 4 (pH=0,0; 1,0) (Suprapure Merck), 0,1-1mol dm -3 NaClO 4 (pH=2,0; 4,5)); 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 (Suprapure Merck) Potenciál értékek a referencia hidrogénelektród (RHE) skálán értendők 0,00803 (11,51%) 0,00806 (22,6%) 0,00891 (4,6%) 1,1155 (50,75%) E.X. (98,58%) β + 0,3299 (1,42%) 2,60 x Zn (ZnCl 2 ) —0,714 (100%)2,23 x Cl (HCl) —0,167 (100%)1,94 x S (H 2 SO 4 )  - vagy X-sugárzás /E γ (MeV)  -sugárzás /E β max (MeV) Emittált sugárzás Moláris aktivitás (Bq mol -1 ) Jelzett izotóp /kémmmia i formája

Kísérleti eredmények A HSO 4 - /SO adszorpció potenciálfüggésének pH szerinti változása1 mol dm -3 HClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 H 2 SO 4 (pH=0,0) (1 görbe), 0,1 mol dm -3 HClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 H 2 SO 4 (pH=1,0) (2 görbe), 0,1 mol dm -3 NaClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 H 2 SO 4 (pH=2,0) (3 görbe), 0,1 mol dm -3 NaClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 H 2 SO 4 (pH=4,5) (4. görbe). A Cl - -ionok adszorpció potenciálfüggése polikristályos aranyelektródon: (1 görbe) 1 mol dm -3 HClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 jelzett HCl (pH=0,0), (2 görbe) 0,1 mol dm -3 HClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 jelzett HCl (pH=1,0), (3 görbe) 0,1 mol dm -3 NaClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 jelzett HCl (pH=2,0), (4 görbe) 0,1 mol dm -3 NaClO 4 + 1×10 -4 mol dm- 3 jelzett HCl (pH=4,5).  A pH növelésével (0,0  4,5) szignifikánsan csökken a HSO 4 - /SO ionok adszorpciója polikristályos aranyelektródon.  Kompetitív adszorpció vagy pH- hatása?

A HSO 4 - / SO ionok adszorpciójának potenciálfüggése polikristályos aranyelektródon: 1 mol dm -3 HClO 4 (pH=0,0) és 1×10 -4 mol dm -3 H 2 SO 4 oldatban ( 1 görbe folyamatos-, 2 görbe megszakításos polarizáció) eltérő koncentrációjú ZnO adagolását követően ( pH= 0,0) (3 görbe) 5×10 -6 mol dm -3, (4 görbe) 5×10 -4 mol dm -3, (5 görbe) 5×10 -3 mol dm -3 ZnO. A Cl - -ionok adszorpciójának potenciálfüggése polikristályos aranyelektródon: 1 mol dm -3 HClO 4 (pH=0,0) és 1×10 -4 mol dm -3 HCl oldatban ( 1 görbe folyamatos-, 2 görbe megszakításos polarizáció) eltérő koncentrációjú ZnO adagolását követően ( pH= 0,0) (3 görbe) 5×10 -6 mol dm -3, (4 görbe) 5×10 -4 mol dm -3, (5 görbe) 5×10 -3 mol dm -3 ZnO.  Alacsonyabb pH-nál ( 0,0 ≤ pH < 4,5) ClO 4 - alapelektrolitban a Zn 2+ -ionok jelenléte az oldat fázisban nincs hatással a HSO 4 - /SO , és a Cl - - adszorpcióra. 1 mol dm -3 HClO 4 (pH=0,0)

a, Polikristályos aranyelektród ciklikus potenciáleltolásos voltammogramja 0,1 mol dm -3 NaClO 4 + 1×10 -4 mol dm S-el jelzet H 2 SO 4 oldatban (1 görbe); és eltérő koncentrációjú Zn(ClO 4 ) 2 adagolást követően 5×10 -6 mol dm -3 (2 görbe); 5×10 -4 mol dm -3 (3 görbe); 5×10 -3 mol dm -3 (4 görbe). Polarizaciós sebesség: 25 mVs -1. b, HSO 4 - /SO adszorpció potenciálfüggése cink adatomokkal módosított polikristályos aranyelektródon: 0,1 mol dm -3 NaClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 jelzett H 2 SO 4 koncentrációjú (pH=4,5) oldatban (1görbe), (2 görbe) 5×10 -6 mol dm -3, (3 görbe) 5×10 -4 mol dm -3, (4 görbe) 5×10 -3 mol dm -3 Zn(ClO 4 ) 2 adagolása után. A polarizáció irányát a nyíl mutatja.  A Zn-adatom képződéssel összhangban megnövelt HSO 4 - /SO adszorpció tapasztalható NaClO 4 - alapelektrolitban (pH=4,5). 0,1 mol dm -3 NaClO 4 (pH=4,5)

a, Polikristályos aranyelektród ciklikus potenciáleltolásos voltammogramja 0,1 mol dm -3 NaClO 4 + 1×10 -4 mol dm Cl-el jelzett HCl oldatban (1. görbe); és eltérő koncentrációjú Zn(ClO 4 ) 2 adagolást követően 5×10 -6 mol dm -3 (2. görbe); 5×10 -4 mol dm -3 (3. görbe); 5×10 -3 mol dm -3 (4. görbe). Polarizaciós sebesség: 25 mVs -1. b, Cl - -adszorpció potenciálfüggése Zn-adatomokkal módosított polikristályos aranyelektródon: 0,1 mol dm -3 NaClO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 jelzett HCl koncentrációjú (pH=4,5) oldatban (1görbe folyamatos polarizáció), (2 görbe megszakításos polarizáció), (3 görbe) 5×10 -6 mol dm -3, (4 görbe) 5×10 -4 mol dm -3, (5 görbe) 5×10 -3 mol dm -3 Zn(ClO 4 ) 2 adagolása után. A polarizáció irányát a nyíl mutatja.  Zn-adatom képződés ellenére nincs megnövelt Cl - -adszorpció. 0,1 mol dm -3 NaClO 4 (pH=4,5)

a, Polikristályos aranyelektród ciklikus potenciáleltolásos voltammogramja 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 + 1×10 -4 mol dm Cl-el jelzet HCl oldatban (1. görbe); és eltérő koncentrációjú Zn(ClO 4 ) 2 adagolást követően 5×10 -6 mol dm -3 (2. görbe); 5×10 -4 mol dm -3 (3. görbe); 5×10 -3 mol dm - 3 (4. görbe). Polarizaciós sebesség: 25 mVs -1. b, Cl - -adszorpció potenciálfüggése cink adatomokkal módosított polikristályos aranyelektródon: 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 jelzett HCl koncentrációjú (pH=4,5) oldatban (1görbe folyamatos polarizáció), (2 görbe megszakításos polarizáció), (3 görbe) 5×10 -6 mol dm -3, (4 görbe) 5×10 -4 mol dm -3, (5 görbe) 5×10 -3 mol dm -3 Zn(ClO 4 ) 2 adagolása után. A polarizáció irányát a nyíl mutatja  KH 2 PO 4 alapelektrolitban nem befolyásolja a Zn-adatomok képződése a Cl - -adszorpciót. 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 (pH=4,5)

Zn előleválás időfüggése 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 (pH=4,5) + 5×10 -8 mol dm ZnCl 2 oldatban. A potenciálváltoztatás időpontját a nyilak mutatják  Reverzibilis Zn-adatom képződés figyelhető meg KH 2 PO 4 alapelektrolitban (pH=4,5).

Zn előleválás (c Zn =5×10 -8 mol dm -3 ) potenciálfüggése 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 (pH=4,5) alapelektrolitban: A, karakterisztikus röntgensugárzás mérése alapján (Γ a empirikus kalibráció, Γ c számolt ) [2] B, β + -, és indukált másodlagos sugárzás mérése alapján.  65 Zn adszorpciójának sajátosságai meghatározhatók β-sugárzás detektálásával. [2] K. Varga, I. Szalóki, A. Somogyi, P. Baradlai, A. Aramata, T. Ohnishi, Y. Noya: J. Electoanal. Chem: 485 (2000)

a, Polikristályos aranyelektród ciklikus voltammetriás görbéi 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 H 2 SO 4 elektrolitban (1 görbe) és különböző koncentrációjú 5× ×10 -4 mol dm -3 Zn(ClO 4 ) 2 (2-3 görbék) jelenlétében. Polarizációs sebesség: 25 mVs -1. b, HSO 4 - /SO adszorpció potenciálfüggése 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 + 1×10 -4 mol dm -3 H 2 35 SO 4 (pH=4.5) (1 görbe). 65 Zn 2+ -adszorpció potenciálfüggése 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 + 5×10 -6 mol dm -3 jelzett ZnCl 2 (pH=4.5) (2 görbe), és 5×10 -4 mol dm -3 jelzett ZnCl 2 (belső ábra). A polarizáció irányát a nyilak jelzik. 0,1 mol dm -3 KH 2 PO 4 (pH=4,5)  Zn-adatom képződése mellett nincs megnövelt HSO 4 - /SO 4 2- adszorpció KH 2 PO 4 alapelektrolitban (pH=4,5).

KÖVETKEZTETÉSEK A HSO 4 - /SO ionok adszorpciójának mértékét polikristályos aranyelektródon a rendszer tisztasága (az oldatfázisban található szennyezőkomponensek), és a felület állapota alapvetően befolyásolják. Zn-adatomokkal módosított aranyfelületen alacsonyabb pH-értékeknél (0 ≤ pH< 4,5) sem a HSO 4 - /SO ionok, sem a Cl - -ionok megnövelt adszorpciója nem tapasztalható.

Polikristályos aranyelektródon (0,0 ≤ pH < 4,5 tartományban) a vizsgált anionok relatív adszorpciós erősségének sorrendje: Cl - > H 2 PO 4 - > HSO 4 - /SO 4 2- >> ClO 4 - Zn-adatomokkal módosított polikristályos arany felületen pH=4,5-nél a mért anionok relatív adszorpciós erőssége módosul: H 2 PO 4 - > HSO 4 - /SO 4 2- >Cl - >> ClO 4 -

Köszönetnyilvánítás A munka az Országos Tudományos Kutatási Alap (T ) támogatásával készült.

0,1 mol HClO 4 (pH=1,0)0,1 mol NaClO 4 (pH=2,0) 0,1 mol HClO 4 (pH=1,0)0,1 mol NaClO 4 (pH=2,0)