velikost textu

Konstrukce miniaturních průtokových cel pro elektrochemické generování těkavých sloučenin

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Konstrukce miniaturních průtokových cel pro elektrochemické generování těkavých sloučenin
Název v angličtině:
Construction of miniature flow-through cells for electrochemical generation of volatile compounds
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Jakub Hraníček, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Petr Rychlovský, CSc.
Oponenti:
Ing. Věra Spěváčková, CSc.
prof. RNDr. Josef Komárek, DrSc.
Id práce:
66152
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
21. 12. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Atomová absorpční spektrometrie, elektrochemické generování, těkavá sloučenina, hydridy, arsen, selen, antimon, účinnost, interference, elektrolytická průtoková cela, přechodné kovy
Klíčová slova v angličtině:
Atomic absorption spectrometry, electrochemical generation, volatile compound, hydrides, arsenic, selenium, antimony, efficiency, interferences, electrolytic flow-through cell, transition metals
Abstrakt:
Abstrakt (CZ) Předkládaná disertační práce přináší nové poznatky z oblasti elektrochemického generování těkavých sloučenin pro potřeby atomových spektrálních metod. Konkrétně je tato práce zaměřena na konstrukci nových typů elektrolytických průtokových cel a jejich testování při elektrochemickém generování těkavých hydridů prvků arsenu, selenu a antimonu ve spojení s atomovou absorpční spektrometrií s křemenným atomizátorem jako detekční technikou. Jednotlivé elektrolytické cely byly navrženy a konstruovány s cílem dosáhnout minimální vnitřní objem katodového prostoru a současně vysokou účinnost převodu analytů na těkavé hydridy. Jednotlivé elektrolytické cely jsou přehledně rozděleny do jednotlivých konstrukčních skupin a detailně popsány v experimentální části práce. Jako testovací modelový analyt byl vybrán selen. Pro každou nově zkonstruovanou elektrolytickou celu byly provedeny optimalizace základních pracovních parametrů (typ, koncentrace a průtoková rychlost elektrolytů, generační proud, průtoková rychlost nosného plynu) a při optimálních experimentálních hodnotách byly zjištěny základní charakteristiky stanovení vybraného hydridotvorného prvku metodou elektrochemického generování. Na základě získaných charakteristik byly jednotlivé elektrolytické cely navzájem porovnány. Společně s již dříve zkonstruovanými celami byla zjišťována účinnost elektrochemického generování porovnáním s chemickým generováním. Skutečná účinnost převodu analytu na těkavý hydrid a prostorové rozložení analytu v elektrolytické cele a pracovní aparatuře bylo studováno pomocí experimentů prováděných s radioaktivním izotopem selenu 75Se. Jako další analyt byl vybrán arsen a u všech elektrolytických cel byly opět provedeny optimalizace podmínek a nalezeny charakteristiky stanovení. Na základě dosažených výsledků při stanovení selenu a arsenu byly vybrány dvě elektrolytické cely vyhovující nejlépe kladeným požadavkům. Tyto dvě cely byly dále použity pro stanovení antimonu. V případě antimonu byla pozornost věnována možnostem zvýšení citlivosti stanovení pomocí přídavků čistého kyslíku do experimentální aparatury. Pro všechny tři analyty byla vypracována interferenční studie popisující vzájemné vlivy hydridotvorných prvků, vliv přechodných kovů a běžných aniontů a kationtů. Poslední část práce je pak zaměřena na v literatuře doposud nepublikované možnosti elektrochemického generování těkavých forem přechodných kovů. Jako analyty byly vybrány zinek, stříbro a zlato. Úspěšně byly provedeny optimalizace pracovních podmínek a získány základní charakteristiky stanovení těchto prvků. Z předběžné studie vyplynulo, že těkavou formu lze ve všech případech, podobně jako při chemickém generování, charakterizovat jako shluk nano částic příslušného kovu.
Abstract v angličtině:
Abstract (EN) The presented dissertation thesis summarizes the new results of electrochemical generation of volatile compounds usable in atomic spectral methods. The main aim of this work is to develop and to characterize new types of electrolytic flow-through cells and to examine their possibilities of determination of arsenic, selenium and antimony by using the electrochemical hydride generation technique coupled with atomic absorption spectrometry with a quartz tube atomizer. Individual electrolytic cells were designed and constructed to comply with two important requirements. The cathode chamber of the electrolytic cell should have a minimal volume and a high efficiency of analyte conversion to the volatile hydride. Constructed electrolytic cells are divided into the construction groups and described in the experimental part. Selenium was chosen as the first analyte. The relevant working parameters (such as type, concentration and flow rate of electrolytes, generation current and carrier gas flow rate) were optimized for each newly constructed electrolytic cell. Under the optimal working parameters, the basic characteristics of selenium determination were found out by using electrochemical hydride generation. The electrolytic cells were compared to each other and with the classical electrolytic cell according to the achieved basic characteristics of selenium determination. Afterwards the hydride generation efficiency was estimated for the cells newly constructed it this thesis and for the cells constructed in the diploma thesis as well. The efficiency was found out by comparing the sensitivity of selenium determination with 75Se chemical determination. Subsequently the experiments with radioactive isotope were carried out to point out the spatial analyte distribution in the electrolytic cells, to investigate the analyte adsorption and to obtain the real generation efficiency of volatile hydride. The second studied analyte was arsenic. The optimization and characterization of arsenic determination was carried out for all electrolytic cells. Based on the previous results two electrolytic cells (thin-layer and tubular) were chosen to perform the determination of antimony in drinking water. In the case of antimony, the possibilities of increasing the sensitivity of determination by addition of pure oxygen into the experimental apparatus were studied. The interference study was worked out for all three analytes. The interference study describes the mutual influences of other hydride forming elements, further the influences of a few transition metals and common anions and cations. The last part of this work is focused on the possibilities of electrochemical generation of volatile forms of transition metals. These possibilities have not been published in the literature yet. Zinc, silver and gold were chosen for these experiments. The optimization and description of analyte determination were successfully carried out for all analytes. Preliminary studies showed that the volatile forms of analytes in all cases could be identified as a cluster of nano particles of the metals.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Jakub Hraníček, Ph.D. 6.42 MB
Stáhnout Příloha k práci RNDr. Jakub Hraníček, Ph.D. 11.65 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Jakub Hraníček, Ph.D. 26 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Jakub Hraníček, Ph.D. 9 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce RNDr. Jakub Hraníček, Ph.D. 1.07 MB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Věra Spěváčková, CSc. 109 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Josef Komárek, DrSc. 738 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 977 kB