licenta chimie

7/28/2019 licenta chimie

http://slidepdf.com/reader/full/licenta-chimie 1/68

CUPRINS

METODE SPECTOMETRICE DE DETERMINARE A

SELENIULUI

Absorbţia şi emisia energiei radiante de către molecule şi atomi constituie baza

multor metode folosite în chimia analitică. Prin interpretarea acestor date se pot obţine

atât informaţii cantitative cât şi calitative.

1



Din punct de vedere calitativ, poziţiile liniilor şi benzilor de absorbţie sau emisie

apar în spectrul electromagnetic indică prezenţa anumitor substanţe. Din punct de vedere

cantitativ, se măsoară intensitatea liniilor sau benzilor de emisie sau absorbţie atât pentru

standarde cât şi pentru substanţele necunosccute. Cu ajutorul acestor date se determină

apoi concentraţia substanţelor analizate.

Datele rezultate printr-o măsurătoare spectroscopică sunt obţinute sub forma unor

reprezentaţii grafice a energiei absorbite sau emise în funcţie de pozitia în spectrul

electromagnetic.

Această diagramă poartă numele de spectru, poziţia de absorbţie sau de emisie

fiind măsurată în unităţi de energie, lungime de undă sau frecvenţă.

Analiza spectroscopică cantitativă se bazează pe două legi fundamentale. Aceste

legi se aplică în caul modificării puterii radiante a unei radiaţii luminoase monocromaticeodată cu modificarea grosimii stratului străbătut de radiaţie şi modificarea concentraţiei.

Prima dintre aceste legi în general atribuită lui Bouger, afirmă că, pe măsură ce creşte

grosimea unei probe absorbante, cantitatea de lumină transmisă prin proba descreşte.

A doua lege afirmă că pe măsură ce creşte concentraţia unei soluţii absorbante,

puterea de transmisie a unei lungimi de undă absorbante descreşte în mod logaritmic:

Abaterile de la legea lui Bur apar datorită următorilor factori:

1. Condiţiile experimentale cum sunt: temperature, presiunea şi solventul;

2. Erorile instrumentale ca: dispersia radiaţiei, stabilitatea sursei de radiaţie,

detectorul, selectorul de lungimi de undă, controlul frânei, pisele electronice şi

siguranţă în funcţionarea pieselor electronice;

3. Derivaţii de natură chimică incluzând modificări în echilibrul chimic ca: PH-

ul, prezenţa agenţilor de complexare, reacţiile ionilor metalici competitivi şi

dependenţa dată de concentraţii;

4. Schimbarea indicelui de refracţie în probă;

5. Faptul că radiaţia nu este monocromatică.

2



CAPITOLUL 1. DETERMINAREA SELENIULUI PRIN METODE

SPECTROFLUORIMETRICE

1.1. Principiul metodei spectrofluorimetrice

Atunci cînd fotonii unei radiaţii tocmai au lovit atomii unei molecule florescente

are loc absorbţia unei anumite cantităţi de energie; aceasta are ca efect trecerea moleculei

într-o stare exercitată. Molecula revine în stare normală prin reemiterea unei radiaţii

3



luminoase de o lungime de undă mai mare. Acesta este fenomenul care stă la baza dotării

prin fluorimetrie.

În ceea ce priveşte seleniul, pentru dozarea sa prin spectrofluorimetrie analitul

trebuie încorporate în molecule fluorescente. Odată sintetizată, substanţa este iradiată cu

fotoni UV apoi se măsoară cantitatea de radiaţie luminoasă emisă. Aceasta este

proporţională cu cantitatea de substanţă fluorescentă, deci cu seleniul prezent în probă.

1.2. Obţinerea compusului fluorescent

Măsurătorile spectrofluorimetrice utilizează fluorescenţa piazselenolilor derivaţi

din selenit. Toate speciile prezente în eşantion trebuie să fie transformate în selenit în

cadrul etapei de digestie acidă. S-a raportat ca fierberea prelungită a selenitului în HCIO4

poate să convertească până la 60% din selenit în selenat1. Compuşii de molibdenadăugaţi amestecului de acizi oxidanţi în scopuri catalitice pot induce o posibilă

precipitare a 2,3-diaminonaftalinei (DAN), aceasta ducând la pierderi ale sensibilităţii2.

De aceea, proba digerată este încălzită cu HCI pentru a reduce selenatul la selenit.

Parker şi Harvey3 au studiat reacţia dintre Se (IV) şi o-diaminele aromatice, reacţii

ce conduc la selenodiazoli. Astfel, reacţia cu un exces de 3,3 ‘-diaminobenzidina conduce

la formarea 3’, 4’- diaminofenilpiazselenol (I).

1 Watkinson J.H., Anal. Chem., 1966, 38,92.2 Geahchan, A., Cambon, P., Clin. Chem., 1980, 26, 1272.3 Parker, C.A., Harvey, L.G., Analyst , 1962, 87, 558.

4



şi a fost adaptată pentru determinarea spectrofotometrică şi fluorimetrică a

cantităţilor mici de Se. Pentru lucrările fluorimetrice de mare sensibilitate, acest reactiv

prezintă însă mai multe dezavantaje. În primul rând sensibilitatea fluorescenţei

compusului este relativ scăzută, iar coeficientul de extinţie la lungimea de undă deexercitare este de asemenea mic. Un al doilea dezavantaj este acela că 3,3’-

diaminobezidina formează piazselenolul la valori mari ale pH-ului soluţiei, acest lucru

complicând procedura analitică în prezenţa metalelor a căror hidroxizi precipită în soluţii

neuter sau alcaline. De aceea este necesar să fie utilizat un reactiv care reacţionează cu

acidul selenos pentru a produce un derivat selenodiazol extractabil din soluţii acide.

Autorii au comparat luminiscenţa a trei compuşi derivaţi de la o-fenilendiamina, 1,2- şi

2,3-diaminoaftalina (II, III si respective IV). Ei au găsit că reactivul optim pentru dozarea

fluorimetrică a seleniului este DAN4. Reacţia este limitată la starea de valenţă +4 a

seleniului.

DAN, ca multe diamine aromatice, suferă o descompunere rapidă la lumină,

conducând la produşi puternic fluorescenţi care trebuie să fie îndepărtaţi înaintea utilizării

reactivului în scopuri analitice. De aceea, purificarea DAN capătă o importanţă

particulară. S-a dovedit a fi satisfăcătoare recristalizarea reactivului din apă şi dubla

extracţie a preparatului proaspăt ca soluţie 0.1% DAN (în 0.1 M HCI) din decalina sau

ciclohexan5,6,7.

Reacţia dintre DAN si Se(IV) este pH-sensibilă. Rata de formare a piazselenolului

la pH-ul optim 2 a fost investigată la temeperatura camerei (15°C) şi la 50°. După diferite

4 Haddad, P.R., Smythe, L.E., Talanta, 1972, 21, 859.5 Parker, C.A., Harvey, L.G., Analyst , 1962, 87, 558.6 Watkinson J.H., Anal. Chem., 1966, 38,92.7 Olson, O.E., J. Assoc., Offic. Anal.Chem., 1969, 52, 627.

5



perioade de timp, piazselenolul a fost extras în decalina şi s-a măsurat fluorescenţa.

Rezultatele sunt prezentate în tabelul 1. Timpul optim s-a găsit a fi 120 minute la 15°C şi

30 minute la 50°C.

Tabelul 1. Rata de formare a piazselenolului la 15°C şi 50°C (pH=2; 0.1µg Se)

Timpul de dezvoltare (min) Fluorescenţa măsurată15°C 50°C

5

10

15

2030

50

100

120

10

22

30

3754

70

81

83

57

75

78

8083

83

83

83

Aspectele analitice privind determinarea spectrofluorimetrică a seleniului, ca de

pildă tratamentul probei, limita de detecţie, precizia şi gradul de recuperare corespunzând

în general lucrărilor publicate referitoare la dozarea analitului în fluidele biologice sunt prezentate în tabelul 2.

Există autori care nu au efectuat o etapă reducătoare8,9,10. La 310° C ei nu au găsit

diferenţe între rezultatele cu sau fără etapa de reducere. Aceasta poate fi explicată prin

instabilitatea termică a selenatului11. În general în această etapă agentul reducător este

HCI (4-6 M) dar unii analişti utilizează H2O212,13 sau hidroxilamina14,15. Numeroase

experimente au demonstrat că rata de reducere este independentă de concentraţia în

cloruri în domeniu 2-5 M16. Unii autori recomandă încălzirea folosind diferire raporturi8 Lane, H.W., Dudrich, S., Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1981, 167, 383.9 Chand, C.C., Anal. Chim. Acta., 1976, 82, 213.10 Spallholz, J.E., Collins, G.F., Bioinorg. Chem., 1978, 9, 453.11 Welz, B., Melcher, M., Neve, J., Anal. Chim. Acta, 1984, 108, 505.12 Moreno Dominguez, T., Garcia Moreno, C., Analyst , 1983, 108, 505.13 Peters, H.J., Koehler, H., Zentrabl. Pharm., 1982,121, 127.14 Yang, R., Huang, J., Feng, G., Med. Lab. Sci., 1986, 43, 331.15 Holynska, B., Lipinska-Kalita, K., Radiochem. Radioanal. Lett ., 1977, 31, 165.16 Pettersson, J., Olin, A., Talanta, 1991, 38, 413.

6



temp./timp17,18,19. Viteza de reacţie depinde puternic de concentraţia în ioni de hidrogen.

Pentru a atinge un procent de reducere de 99.9% în 30 min. sunt necesare temperaturi de

105, 85 şi 65°C pentru 4.5 şi respectiv 6M HCI20,21. Această etapă de reducere este

critică dacă are loc fierberea seleniului în mediu de HCI peste 6M datorită pierderilor de

seleniu ca specii volatile22,23. Pentru a evita aceste pierderi a fost utilizată o metodă cu

clorură de hidroxilamină care reduce Fe(III) la Fe(II),

Tabelul 3. Determinarea seleniului prin spectrofluorimetrie si spectrofotometrie

17 Lalonde, L., Jean, Y., Clin. Chem., 1982, 28, 172.18 Hall, R.J., Gupta, P.L., Analyst , 1969, 94, 292.19 Clinton, O.E., Analyst , 1977, 102, 187.20 Pettersson, J., Olin, A., Talanta, 1991, 38, 413.21 Bye, R., Lund, W., Fresenius ‘Z. Anal. Chem,, 1988, 332, 242.22 Analytical Methods Committee, Analyst , 1979, 104, 778.23 Vogel, A.I.A., Text-book of macro and semimicro qualitative inorganic analysis, 4th ed., Longmans,London, 1954, 584.

7



Material biologic Mod de lucru Limita de detecţie(µg/L)

RSD % Ref.

Fluide biologice Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI;

DAN, extracţie în ciclohexan

0.04 µg - 45

Ser, plasmă Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,

EDTA, DAN, extracţie în ciclohexan

- - 41

Sânge Digestie cu HNO3/HCIO4/H2O2, NaF, DAN,

extracţie în ciclohexan

2.06.98

Sânge, lapte, urină Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,


0.2 ng - 46

Urină, ser Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,


- - 40

Sânge Digestie cu HNO3/HCIO4/H2O2, NaF, DAN,

extracţie în ciclohexan

- 2.67 37

Fluide biologice Digestie cu HNO3, reducere cu NH2OH-HCI;

EDTA, 3-3’ diaminobenzidină, extracţie în

toluene

0.006 µg/g 9.22 32

Fluide biologice Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,


- 33

Sânge Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,

metal orange, DAN, extracţie în ciclohexan

12.8 47



0.45 ng 10 48

8



Ser Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,


- 2.3-3.3

49

Sânge Digestie cu HNO3/HCIO4/H2SO4/H2O2,


0.005 7.5 50

Urină Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,


- 5-5.7

Ser 10.0 - 51Sânge Digestie cu HNO3/HCIO4/H2SO4/H2O2,


7.0 2.0 52


EDTA, DAN, NAf, extracţie în ciclohexan

2. 53

Lapte Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,


5.0 54

Urină, plasmă Digestie cu HNO3/HCIO4, reducere cu HCI,


4.2-5.8 55

Ser NO3/HCIO4, reducere cu HCI, DAN, extracţie

în ciclohexan

2.94 56

Spectrofotometrie Fluide biologice Digestie cu HNO3,4-dnitrodiaminobenzen,

extracţie în toluene

3.0 µg/g - 57

Fluide biologice KBH4, reducere în H2SO4/acid tatric,

AgNO3/complexare gumă arabică

0.04 µg/g - 58

9



Deci se elimină şi interferenţa cu cel dintâi şi se previne oxidarea la temperatură

înaltă a DAN24.

PH-ul optim în formarea piazselenolilor este între 1-2 25,26,27,28,29. Bayfield şi alţii30

au studiat controlul Ph-ul cu diverşi indicatori în mediul de reacţie ce urmează digestiei

cu acid a probei şi precede formarea complexului piazselenol. Răspunsul maxim de

fluorescenţă este atins prin utilizarea ca indicatori interni a metiloranjului pentru a stabili

iniţial un pH=3 şi după adaosul de reactiv DAN în 0.1 N HCI un pH final egal cu 1.8.

Alti autori31 indică faptul că nu este necesar controlul pH-ului în timpul etapei de

complexare sau pentru a proteja reactivul DAN de lumină. Fluorescenţa creşte uşor prin

creşterea pH-ului între 1 şi 2.4. Nu există nicio condiţie în privinţa raportului optim

temperatură/timp pentru formarea Se-DAN: 50°C /30 min sau 15 min, 75°C/10 min,

60°C/30 min sau 20 min, 110°C/30 min, etc.Brown şi colab.32 au studiat influenţa temperaturii şi a concentraţiei soluţiei de

DAN.

Ei au selectat o concentraţie de 0.5% (m/V) a DAN şi o temperatură de reacţie de

40°C ca fiind condiţii optime de lucru. O concentraţie mai mare a reactivului va conduce

la tendinţa DAN de a recristaliza, în timp ce o temperatură mai mare va produce o

precizie scăzută la concentraţii mici în seleniu. Ambele condiţii se regăsesc în valorile

mari ale blancului şi în variaţia sa în timp.Prin includerea unui complex ciclodextrină cu surfactanţi se poate induce un efect

sinergistic semnificativ de creştere a intensităţii fluorescenţei33. Intensitatea de

fluorescenţă a 4,5-benzinopiazselenolului este de aproximativ 30 ori mai mare în prezenţa

unui surfactant ca sulfatdodecil de sodiu (SDS)/β- ciclodextrina (β-CD) decât într-o

soluţie apoasă.

24 Verlinden, M., Talanta, 1982, 29, 875.25 Alfthan G., Anal. Chim. Acta., 1984, 165, 187.26 Serdaru, M., Vladescu, L., Rev. Chim, 2002, 53, 582-585.27 Watkinson, J. H., Anal. Chim. Acta, 1979, 105, 319.28 Nygaard, D.D., Anal. Chem., 1982, 54, 803.29 Svilvassy – vamos, Z., Lazar, J., J. Anal. At. Spectrom., 1990, 5, 705.30 Bayfield, R.F>, Romalis, L.F., Anal. Biochem., 1985, 144, 569.31 Sheehan T., Klomp H., Westerbeek D., Neth. Milk Dairy J ., 1989, 43, 185.32 Brown M.W., Watkinson, J.H., Anal. Chim. Acta, 1977, 89, 29.33 Zheng, Y.-X., Lu, D.-H., Mikrochim. Acta., 1992, 106, 3.

10



Figura 1. Variaţia sensibilităţii (la 10 pp6 Se) cu temperature şi concentraţia

DAN

Figura 2. Variaţia blancului reactivilor cu temperatura şi concentraţia DAN

Cei mai mulţi autori au utilizat ciclohexan pentru a extrage Se-DAN dar se poate

folosi decahidronaftalen (decalin)34,35 n-hexan36 sau toluen. O extracţie completă a

piezselenolilor în ciclohexan a fost atinsă printr-o riguroasă agutare manuală în 30 de

34 Suzuki, T., Hongo, T., Kobayashi, K., Nutr. Res., 1989, 9, 839.35 Rudolph, N., Shing, S.L., Pediatr. Res., 1978, 12, 789.36 Chen, S.Y., Collipp, P.J., Boasi, L.H., Ann. Nutr. Metabol , 1982, 26, 186.

11



secunde. Stabilitatea complexului Se-DAN extras în contact cu faza apoasă este bună.

Stocarea pentru o săptămână va duce la o creştere a nivelului semnalului de fluorescenţă

dar nu a raportului semnal util/semnl de fond37.

Datorită proceselor de separare efectuate pentru seleniu, în tehnica fluorimetrică

nu există interferenţe. Prezenţa a 0.1 M sulfat în proba digerată descreşte randamentul de

determinare a seleniului cu 10%. Acidul azotic va da fluorescenţă crescută prin formarea

a 2,3 naftotriazol de concentraţie 0.04-0.2 M exceptând o uşoară precipitare în stratul de

ciclohexan la cea mai mare concentraţie. Fierul este probabil metalul care interferă cel

mai mult la formarea piazselenolului. S-a propus adăugarea de EDTA, NaF sau oxalate

pentru a elimina această interferenţă. Mascarea s-a reuşit utilizând un raport EDTA: Fe de

1:1. Fe (II) nu dă interferenţe prin tratarea Se (IV) cu complexul Fe-EDTA dar reducerea

este parţială. Pentru a elimina interferenţele cu fierul şi alte elemente s-a propus oreextracţie a HNO3 concentrat şi apoi încă o extracţie a complexului Se-DAN în

ciclohexan. Dintre cei mai răspândiţi ioni, pentru concentraţie 1 mM numai Pd (II) şi Sn

(IV) interferă în prezenţa oxalatului sau a EDTA în cadrul determinării fluorimetrice.

Tamari şi colab. au studiat influenţa compuşilor organici la determinarea

fluorimetrică a seleniului. Ei au subliniat că DAN reacţionează cu urme de compuşi

organici cum ar fi aldehidele I acidul ∞-cetonic pentru a produce imidazol şi respectiv

chinozalina. De asemenea, acest reactiv poate fi utilizat la determinarea fluorimetrică aacidului piruvic, a cianaldehiei şi benzaldehidei.

Astfel, DAN poate reacţiona nu numai cu seleniul ci, şi cu urma de compuşi

organici dacă probele biologice nu sunt complet distruse în etapa de mineralizare.

Spectrul de fluorescenţă al piazselenolului este influenţat de spectrele produşilor de

reacţie dintre DAN şi compuşii organici remanenţi, dar nu şi în cazul unei complete

descompuneri a plasmei. Descompunerea probei biologice prin mineralizare umedă

conduce la rezultate variate datorită gradului diferit de descompunere a probei în funcţie

de tipul probei. Totuşi aceste interferenţ pot fi înlăturate prin tehnica reextracţiei.

Seleniul este prezent în plasma sanguină nu numai că seleniu anorganic liber şi

sub formă de compuşi organici stabili, astfel încât nu tot seleniul este eliberat din plasma

37 Saeed, K., Tomasen, Y., Anal. Chim. Acta, 1982, 143, 223.

12



de fierbere cu 6 M/L HCI. De aceea, pentru a determina conţinutul total de seleniu din

plasmă probă trebuie să fie complet descompusă.

Cele mai multe metode pentru determinarea fluorimetrică a seleniului în urină

analizează în mod total seleniul. A fost dezvoltată recent o metodă de separare şi

determinare a trimetilselenoniului şi a altor compuşi ai seleniului din urina umană prin

cromatografia de schimb ionic cuplată cu fluorimetria38. Probele de urina aduse la pH 2.2-

2.4 au fost trecute printr-o coloana Dowex 50X-X4 şi apoi reluare cu HCI 4 M. Au fost

găsite 5 fracţiuni importante conţinând selenium. După trecerea primei fracţiuni pe AGI-

X8, aceasta a fost separată în continuare în două subfracţii: un pic necunoscut şi un altul

minor de selenit.

Piazselenolul cu DAN odată format, este extras din faza apoasă cu un solvent

hidrofobic- ciclohexan- şi apoi masurat cu un spectrometru de fluorescenţă la lungimeade undă de excitaţie de 360 nm şi lungimea de undă de emisie 520 nm.

Recent, Li şi colab.39 au propus o metodă fluorimetrică nouă pentru determinarea

cantităţilor foarte mici de seleniu. Metoda se bazează pe stingerea fluorescenţei

rodaminei 6 G de către produsul reacţiei dintre Se (IV) şi K1.

CAPITOLUL II. DETERMINAREA SELENIULUI PRIN

SPECTROMETRIA DE ABSORBŢIE MOLECULARĂ ÎN UV-VIS

38 Sahunuma, R., Ogawa, T., Bull. Environ. Contam. Toxicol ., 1993, 50, 19.39 Li, J., Wang, Y., Wei, J., Tang, Y., Fenxi Shiyanshi, 1997, 16 (5), 52.

13



2.1. Determinarea seleniului prin spectrometria de absorbţie moleculară în UV

Toate metodele florimetrice pot fi considerate şi metode spectrofotometrice.

Diferenţa esenţială între două metode este sensibilitatea mult mai scăzută, de 50 până la

1000 ori, a tehnicii spectrofotometrice.

2.1.1. Metoda spectrometrică folosind dimedona

Dimedona (5.5.-dimetil01.3-ciclohexandiona) reacţionează în soluţii acide apoase

cu Se(IV) pentru a forma un benzoxaselenol, un compus galben care, extras în metanol 40,

prezintă o absorbţie maximă în UV. Caracteristicile acestui compus îl fac atractiv pentru

determinarea spectrofotometrică a seleniului.Laitalainen41 a determinat structura benzoxaselenolului; spectrul

benzoxaselenolului în mediu apos şi în cloroform este prezentat în figura 3. În mediul

apos el prezintă o absorbţie maximă la 313 nm, cu absorbtivitate molară de

4.00x103Lxmol-1cm-1.

Figura 3. Spectrul de absorbţie al benzoxaselenolului în CHCI 3 şi în soluţie

apoasă.

Studiindu-se condiţiile optime de formare a complexului, autorii 42 au găsit că

temperatura de reacţie cea mai indicată este de 90°C (figura 4), iar intervalul de pH

recomandat a fost cuprins între 1 şi 3.

40 Bidini, M.E., Pardo, J., Araneibia, V., Talanta, 1990, 37 (4), 439.41 Laitalainen, T., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1983, I, 333.42 Alftar, H., Tor, I., Apak, R ., Analyst , 1989, 114 (10), 1315.

14



Figura 4. Dependenţa de timp a absorbanţei la 313 nm la diferite temperaturi.

Dimedonă 2,000 ppm, Se(IV) 15 ppm, pH=2

În figura 5 se arată dependenţa absorbţiei la 313 nm de timp, la pH=1.2, 2.2, 2.7 şi

3.0. la pH=5.0 sau mai mare nu s-a observat o dezvoltare a culorii. În aceste condiţii

dimetona este puternic disociată, fapt care explică absenţa reacţiei la pH≥5.

Figura 5. dependenţa de timp a absorbanţei la 313 nm la diferite valori ale pH-

ului. Dimedonă 2,000 ppm, Se(IV) 15 ppm, temperatură 90°C

Condiţiile optime de reacţie s-au stabilit a fi pH=2.2 şi încălzite în baie de apă la

90°C timp de 60 minute.

15



Dependenţa absorbţiei la 313 nm, în cele mai bune condiţii de lucru, de raportul

molar dintre dimedona şi Se(IV). Reacţia este completă la un raport molar de 80 sau mai

mult, deci este necesar un exces mare de dimedona.

Figura 6. Dependenţa absorbanţei la 313 nm de raportul molar dintre dimedonă

şi Se(IV). Se(IV) 1.9x10-4 M (15 ppm), pH=2, temp. 90°C, timp de reacţie 50 min.

Curba de calibrare trasată în condiţiile astfel stabilite este lineară până la 30 ppm

Se şi absorbtivitatea molară la 300 nm este 3.77x103Lxmol-1cm-1. Limita de detecţie este

0.1 ppm.

Dintre ionii prezenţi în mod normal în probă, s-a stabilit ca Mn2÷(50ppm), Cu2÷

(50ppm), Pb2÷(50ppm), Ni2÷(100pm), As2÷(500ppm), SO42÷(200ppm), NO3

2÷(200ppm),

CI-(200ppm) şi F-(2000ppm) nu interferă când sunt prezenţi sub nivelele indicate în

paranteze. Fe3÷ interferă la orice concentraţie, dar până la 50 ppm. Poate fi mascat cu

fluorură (1000ppm).

2.1.2. Metoda spectrometrică folosind acidul 3,4-diaminobenzoic

Această metodă spectrofotometrică se bazează pe reacţia specifică a Se(IV) cu o-

diaminele aromatice43. Între aceşti reactivi, 1,2-fenilendiamina şi unii din derivaţii săi

43 Kasterna, B., Dobrowolski, J., Chemia Analityczna, 1987, 32, 749.

16



substituiţi sunt de preferat întrucât ei asigură o înaltă sensibilitate a reacţiei şi sunt uşor de

pus în evidenţă.

În ceea ce priveşte acidul 3,4-diaminobenzonic (DABA), el oferă avantaje

considerabile: reacţionează Se(IV) iar extracţia produsului de reacţie are loc în intervalul

concentraţiilor de H÷ curpins între 10-2 şi 4mol/L. În plus, acest reactiv este mai rezistent

la oxidare decât aminele utilizate de obicei.

Reacţia Se(IV) cu DABA conduce la formarea 5-carboxi-2,1,3-benzoselendiazol

(SEDCO2H).

Banda de absorbţie cu intensitatea cea mai mare a SEDCO2H, cu ʎmax=342 nm

este utilizată pentru măsurătorile analitice, absorbanţa reactivului fiind scăzută. Acest

lucru face posibilaădeterminarea Se(IV) în soluţii apoase, în special la o aciditate ridicată,

când (H3O÷)≥1 molL-1. În aceste condiţii, ca rezultat al protonării reactivului, apare o bandă DABA puternică la ʎmax=284 nm.

Absorbtivitatea molară E342=1,84x104Lxmol-1cm-1 pentru domeniul de aciditate

optim. Un exces de 50 până la 100 ori al reactivului conduce la o reacţie cantitativă timp

de 90-120 min, la temperatura camerei.

Produsul de reacţie are proprietăţi acceptatoare de protoni. Spectrul SEDCO2H nu

cunoaşte alte schimbări ale benzii de absorbţie ʎmax=342 nm chiar şi în solutie 5 M

HCIO4

. Această proprietate SEDCO2

H face posibilă extracţia sa în întreg domeniul deaciditate optima a reacţiei.

Gruparea carboxil prezentă în produsul de reacţie influenţeazî semnificativ

atracţia acestuia în solvenţii organici. Toluenul, slab polar, este solventul cel mai utilizat

pentru extracţia 2,1,3 benzoselendiazolului, pe care insă îl extrage în proporţie de max

36%. Cantitativ SEDCO2H poate fi extras cu butanol, pentanol, n-amil şi iso-amil acetat.

Datorită vâscozităţii ridicate a alcoolilor şi adesea separării dificile a fazelor

precum şi co-extracţiei posibile a DARA, amilacetatul este solventul de extracţie cel mai

convenabil. Cele mai bune rezultate au fost obţinute când amestecul de solvenţi a

conţinut 20% v/v iso-amil acetate în cloroform. Prezenţa cloroformului în amestecul de

extracţie previne co-extracţia DABA şi a produsului sau de oxidare.

În ceea ce priveşte interferenţele, agenţii de oxidare au cele mai mari influenţe în

reacţia Se(IV) cu DABA. În soluţii acide, acest reactiv se oxidează la derivaţii substituiţi

17



carboxilici ai 2,3-diaminofenazinei. DABA oxidată prezintă o bandă de absorbţie în

domeniul 450-510 nm.

Toate o-diaminele aromatice au tendinţa de a se oxida, dar în soluţii acide,

procesul de oxidare a aminelor protonate este redus.

Dintre ionii metalici comuni, Fe(III) produce cea mai mare influenţă în reacţia

Se(IV) cu 1,2-fenilendiamina. Dacă însă reacţia Se(IV) cu DABA are loc în domeniul de

concentraţii 1,5-4molL-1 HCI, un adios de 30 mg Fe(III) în soluţie nu afectează

determinare Se. Cantitatea Se(IV) în soluţie analizată a fost 20 µg, iar reactivul a fost

utilizat în exces (de 100 ori). În aceste condiţii nu s-au extras în faza organică nici

reactivul oxidat parţial şi nici un clorocomplex al Fe(III) format.

În concluzie, metoda de determinare a Se(IV) cu DABA se caracterizează printr-o

bună sensibilitate. Datorită domeniului larg al acidităţii optime, această tehnică este posibil de aplicat mai ales pentru analiza materialelor care necesită tratament acid. De

asemenea, ea poate fi utilizată pentru separarea preliminară a Se prin extracţie.

Spre deosebire de metoda cu 3,3’-diaminobenzidina, în care ionul sulfat interferă

în determinarea Se44, reacţia Se(IV) cu DABA poate avea loc în mediul H2SO4, ca şi de

HCI şi HCIO4.

Desfăşurarea reacţiei Se(IV) cu DABA în mediu puternic acid evită diluarea

soluţiei de analizat în timpul neutralizării, previne formarea speciilor hidrolizate alemultor metale şi inhibă oxidarea reactivului.

2.1.3. Metoda spectrometrică folosind 2-mercaptoetanol

În metoda propusă de ei, Aftar şi colab. 45 au folosit o metodă spectrofotometrică

indirectă de determinare a seleniului, bazată pe reducerea Se(IV) de către 2-

mercaptoetanol (L) la starea elementară, aceasta din urmă formând, prin adiţia unui exces

44 Cheng, K.L, Anal.Chem., 1956, 28 (II), 1738.45 Alftar, H., Apak, R., Tor, I., Analyst , 1989, 114 (14), 1319.

18



de ligand în mediu bazic, un complex ci formula SeL 6.46 Acest complex este solubil în

apă şi prezintă o absorbţie maximă la 380 nm, astfel încât poate servi la determinarea

spectrofotometrică a seleniului. Dacă raportul molar L/lSe se menţine constant s-a

constatat ca absorbţia complexului nu este influeţată de variaţii în concentraţia ligandului.

Pentru o concentraţie constantă de 240 ppm Se şi la un pH 10.5, raportul L:Se a fost

variat în intervalul 8-500. Soluţia în care raportul a fost 8 a căpătat o turbiditate uşoară

după adaosul reactivului, urmată de depunerea seleniului elementar, deci cantitatea de

ligand n-a fost suficientă pentru a reduce seleniului şi pentru a-l complexa în formă SeL 6.

pentru valori mai mici ale raportului -10, 12, 14, 16 şi 18 în spectru apare un punct de

inflexiune. Dacă raportul creşte în continuare, pentru valori cuprinse în intervalul 60-500

s-a constat că natura spectrului nu mai suferă modificări.

Referitor la ionii interferenţi, cationii metalici hidrolizabili cum ar fi Fe(III) şiCu(ii) trebuie să fie precipitate ca hidroxizi înaintea analizei. Sb(V), As(V) şi V(V) nu

interferă în determinarea Se. Te este de asemenea redus cu 2-mercaptoetanol, dar Te

elementar format poate fi filtrat. Interferentul major în această tehnică este As(III), care

poate fi oxidat cu H2O2 la As(V) înaintea analizei; excesul de H2O2 poate fi apoi eliminat

prin fierbere.

2.2. Determinarea seleniului prin spectrometria de absorbţie moleculară în VIS

2.2.1. Metoda spectrimetrică folosind 3,3’-diaminobenzidina

46 Altfar, H., Tor, I., Apak, R., Analyst , 1989, 114 (10), 1315.

19



Reactivul 3,3’-diaminobenzidina, descris pentru prima dată de Pien47, a fost

utilizat ulterior şi la determinarea seleniului cu care formează un compus galben

colorat48,49:

3,3’-diaminobenzidina (DAB) este o bază care se închide la culoare dar a cărei

sare hidroclorică se prezintă sub forma unor cristale albe, solubile în apă. Cu Se(IV) eaformează un piazselenol în mediu acid (pH≤4), dar compusul este stabil în mediul acid,

neutru şi alcalin. El se extrage cantitativ la pH 5 dar numai parţial la valori mici ale pH-

ului în câţiva dintre solvenţii organici comuni.

Reactivul este stabil în solvenţii organici, dar instabili în soluţii apoase la

temperatura camerei. Totuşi, piazselenolului este stabil atât în apă cât şi în solvenţii

organici. Încercările de a se stabiliza soluţiile apoase ale reactivului nu au avut success.

El reacţionează pentru a forma o coloraţie galbenă intensă cu acetonă, dioxin şi compuşi

organici ce conţin gruparea acetil, dar nu formează un compus colorat cu acidul acetic.

Rezultatele experimentale au evidenţiat faptul că piazselenolului are un maxim de

absorbţie la 340 nm şi un altul la 420 nm şi că diominobenzidina se extrage în toluen.

Lungimea de undă de 420 nm este de preferat deoarece reactivul absoarbe puţin la 420

nm decât la 340 nm.

Deşi Hoste şi Gillis50 au arătat că o coloraţie galbenă a produsului de reacţie cu

DAB este specifică pentru Se(IV), Cleng a subliniat că agenţii de oxidare care oxidează

reactivul trebuiesc evitaţi. Pe lângă aceasta, V poate forma un compus galben, roşu brun

sau verzui cu reactivul. Interferenţele datorate Fe(III) şi Cu(II) pot fi prevenite prin

adaosul de acid tartric şi respectivul acid oxalic. De asemenea, s-a găsit ca EDTA nu

47 Pien, J., Lait , 1937, 17, 673.48 Cheng, K.L., Anal. Chem., 1956, 28 (II), 1738.49 Hoste, J., Anal. Chim, Acta, 1948, 2, 402.50 Hoste, J., Gilis, J., Anal Chim. Acta, 1955, 12, 158.

20



inhibă formarea piazselenolului în mediu acid şi utilizarea sa previne interferenţele

datorate ionilor Fe(III), Cu(II) şi altor metale (cu excepţia agenţilor de oxidare).

S-a găsit ca fiind satisfăcătoare utilizarea a 2mL soluţie 0.5% diaminobenzidina în

prezenţa a 1.0 mL EDTA (pentru mai puţin de 5 mg Fe sau Cu).

Culoarea piazselenolului se va dezvolta numai în mediu acid. O valoare a pH-ului

între 2 şi 3 s-a găsit optimă.

Curba prezentată în figura 7 arată că o valoare constantă a absorbţiei s-a obţinut

după ce culoarea s-a dezvoltat la temperatura camerei timp de 30 de minute.

Figura 7. Influenţa timpului de repaus asupra maximului culorii piazselenolului

0,1 M HCOOH; 15 γ în 25 mL; 10 γ Se în 25 mL.

Prin încălzire însă, pentru 5 minute, în baie de apă, s-a obţinut un maxim de

culoare.

În acord cu curba prezentată în figura 8 devine evidentă influenţa concentraţiei

ionilor de hidrogen asupra extractabilităţii piazselenolului în toluen.

În plus, este posibil să aibă loc o modificare structurată deoarece o nouă absorbţie

maximă la 420 nm. Se produce dacă pH-ul soluţiei va fi ajustat în domeniul neutru sau

alcalin.

21



Figura 8. Influenţa pH-ului asupra extracţiei piazselenolului cu toluen; 20γ Se în

25 mL toluen, 420 nm; 10γ Se în 25 mL toluen, 420 nm.

Acest lucru poate fi explicat prin reacţiile care au loc:

Numărul de sarcini pozitive ale diaminobenzidinei şi piazselenolului depind de pH-ul soluţiei şi determină extractabilitatea piazselenolului în toluen; moleculele

neîncărcate sunt complet extrase în faza organică, în timp ce extractabilitatea moleculelor

încărcate scade cu creşterea numărului de sarcini.

22



Din punct de vedere al stabilităţii culorii, s-a constatat că diaminobenzidina se

descompune rapid în soluţii apoase formând compuşi de descompunere bruni sau roşii.

Piazselenolul este stabil timp nelimitat în soluţii apoase şi toluen.

Studiile de interferenţă au evidenţiat faptul că ionii Fe(III), Cu(II), V(V) şi alţi

agenţi oxidanţi interferă în această tehnică.

Aceste interferenţe sunt înlăturate dacă Fe şi Cu sunt complexate cu EDTA la pH

2,3. deşi V oxidează diaminobenzidina, urmele de V nu afectează rezultatele.

Interferenţele datorate Cr(III), MoO4-, Ni(II), Co(II) şi Ti(IV) pot fi efectiv eliminate prin

adaos de EDTA.

2.2.2. Metoda spectrometrică folosind butilxantat de potasiu

Utilizarea butilxantatului de potasiu la determinarea cantitativă a Se(IV) a fost

propusă de Shing şi Garg51. Ei au sintetizat reactivul prin reacţia dintre hidroxidul de

potasiu aflat în soluţie apoasă, benzen şi butanol, în proporţia 1+1+1.

În urma reacţiei Se(IV) şi butilxantului de potasiu (KBx) se obţine un complex

galben complet extractabil în tetraclorura de carbon şi care absoarbe la 395 nm.

Absorbanţa maximă s-a obţinut cu un exces de reactiv de 8 ori.Studiindu-se influenţa pH-ului la formarea complexului selenium butilxantat s-a

constatat că startul în formarea complexului este luat la pH 1.8 şi se obţine un maxim al

spectrului de absorbţie al complexului la pH 2.0-4.7. În jurul pH-ului 5.5 soluţia devine

roşiatică, posibil datorită separării Se în complex.

51 Singh, N., GArg, K., Analyst , 1986, 111 (2), 247.

23



Figura 9. Influenţa pH-ului asupra absorbanţei complexului Se(IV)-KBx

Autorii au studiat de asemenea comportamentul complexului utilizându-se şi alţi

solvenţi de extracţie în afară de tetraclorură de carbon, şi anume: cloroform, benzen, 1,4-

dioxan, piridina, methanol, etanol butanol, dodecilena şi hexan. Ei au găsit că seleniul

butilxantatul a fost extractabil în tertaclorura de carbon, benzen şi cloroform dar maximul

absorbţiei a fost obţinut în tetraclorura de carbon. Culoarea complexului devine roşie în

metanol, etanol butanol şi acetonă, lucru care se poate datora separării seleniului

elementar de complex. Selenium butilxantatul a fost solubil în 1,4-dioxan şi piridina.

Domeniul de linearitate a curbei de calibare s-a situat în intervalul 5-17 ppmSe(IV). Absorbtivitatea molară a fost de 6,1x102L3mol-1cm-1 la 395 nm. Concentraţia

optimă pentru determinarea spectrofotometrică efectivă a Se(IV), evaluată de autori prin

metoda Ringbom5253 s-a situat în intervalul 0.5-12 ppm.

A fost investigată şi influenţa altor ioni la determinarea 15.79 ppm Se(IV) . S-a

constatat că ionii Fe(II) Sn(II), Pb(II) şi Zn(II) formează complecşi cu reactivul care însă

nu sunt extractabili în tetreaclorură de carbon şi deci nu interferă.

Interferenţa datorată cobaltului poate fi mascată de EDTA.

2.2.3. Metoda spectrometrică folosind ditozona52 Ringbom, A.Z, Anal. Chem., 1939, 115, 332.53 Ayres, G.H., Anal. Chem., 1949, 21, 652.

24



Ditizona face parte din categoria reactivilor organici cu funcţii mixte cu sulf şi

azot. Acest reactiv poate exista în 2 forme tautomere:

Ditizonatii metalici sunt substanţe insolubile în apă dar solubile în CHCI3,

CCI4,etc. şi au o coloraţie deosebit de intensă datorită grupărilor cromofobe.

Utilizarea ditizonei ca reactiv analitic pentru determinarea metalelor a fost trecută

în revistă de către Irving54. Mabuchi şi Nakara au descris două variante ale metodei

spectrofotometrice de determinare a seleniului ditizona. Ei au tratat Se(IV) în mediu de 6

M HCI cu mici cantităţi successive de ditizonă în tetraclorura de carbon şi au determinat

absorbţia extractului organic, direct la 410 nm sau 420 nm după tratamentul cu amoniac

diluat pentru a îndepărta ditizona nereacţionatî. Autorii au raportat că interferenţa multor

metale cum ar fi Cu sau Hg poate fi eliminată printr-un tratament adecvat.

Natura produsului format în urma reacţiei Se(IV) cu ditizona a preocupat pe mulţianalişti55,56,57,58. Ei au sugerat formula de Se(HDz)4 pentru complex, dar au identificat în

extractul în toluen şi ditizona liberă, produşii de oxidare ai acesteia şi seleniu elementar.

În plus s-a constatat şi o instabilitate a complexului mai ales dacă este expus la lumina

artificială.

Campbell şi Yahaya59 au propus însă o tehnică alternativă care consta în

măsurarea descreşterii absorbţiei ditizonei în tetraclorura de carbon la 620 nm şi nu în

măsurarea creşterii absorbanţei la 450 nm cauzată de ditizonatul de seleniu. Ditizona

54 Irving, H.M.N., Dithizone, The Chemical Society Analytical Scienes Monograph no.5, 1977.55 Stary, J., Marek, J., Chem. Comm, 1970, 519.56 Stary, J., MAek, J., Kratzer, K ., Anal. Chim. Acta, 1971, 57, 393.57 Ramakrishna, R.S., Irving, H.M.N.H., Chem. Comm., 1969, 1356.58 Ramakrishna, R.S., Irving, H.M.N.H., Chem. Comm., 1970, 49, 9.59 Campbell, A.D., Yahaya, A.H., Anal. Chim. Acta, 1980, 119, 171.

25



prezintă o absorbanţă puternică la 620 nm, o regiune unde complexul cu seleniu prezinta

o absorbanţă minimă.

Curba de calibrare a fost lineară în intervalul 0-0.1 µg. Se, iar concentraţia

reactivului a fost 0.06 mmol3/L.

A fost testate influenţa mai multor metale grele care pot forma compuşi coloraţi

cu ditizona: Co(II), Cd(II), Mn(II), Ni(II), Zn(II) nu au interferat, probabil datorită

instabilităţii ditizonaţilor lor în soluţii puternice acide. Fe(III) interferă, la un nivel de

100µg şi cu 53% la o concentraţie de 100µg. Deşi reacţia are loc în mod normal în

prezenţa unei concentraţii 50% HCI, s-a constatat că atât HNO3, cât şi HCIO4, reduc

absorbanţa.

2.2.4. Metoda spectrometrică folosind bromat şi hidrazina

Această metodă, propusă de Afkhami şi colb.60 se bazează pe efectul catalitic al

Se(IV) în reacţia de reducere a bromatului de către hidrozina în mediu de acid clorhidric.

Decolorarea metiloranjului de către produşii de reacţie este utilizată pentru monitorizarea

reacţiei spectrofotometrice la 525 nm.

Etapele reacţiei sunt:(1) 2BrO3

-1+10HCI-+12H+↔Br 2+Cl2+6H2O

(2) 2Cl2+(N2H6)2+↔N2+4Cl-+6H+

(3) 2Br 2+(N2H6)2+↔N2+4Br -+6H+

Prima etapa a reacţiei este lentă, dar a doua şi a treia sunt rapide Se(IV)

acţionează ca un catalizator pentru prima etapă. Prezenţa hidrazinei în mediu de reacţie

încetineşte etapa (1) care este relativ rapidă în absenţa ei sau când mediul de reacţie este

foarte acid. Metiloranjul reacţionează cu produşii de reacţie (bromura şi clorura) şi este

decolorat.

Această reacţie poate să fie monitorizată spectrofotometric prin măsurarea

descreşterii absorbanţei în timp pentru primele 3 minute ale reacţiei.

60 Afkhami, A., Safavi, A., Massoumi, A., Talanta, 1992, 39 (8), 993.

26



Graficul descreşterii absorbanţei în timp la 525 nm a fost linear în primele 3

minute şi panta (tg α= dA/dt) a fost utilizată ca o măsură a vitezei reacţiei iniţiale.

Viteza celor două reacţii, catalizată şi necatalizată, creşte cu descreşterea pH-ului.

Se arată influenţa asupra reacţiei catalizată şi necatalizată a pH-ului în intervalul 1.0-2.5.

Pentru lucările de rutină a fost selectat pH 1.0.

Figura 10. Influenţa pH-ului asupra vitezei în reacţia catalizată si reacţia

necatalizată.

Un alt aspect studiat a fost influenţa concentraţiei bromatului şi hidralizeihidroclorice. Viteza de reacţie creşte cu concentraţia acestor doi reactivi. În altă ordine de

idei, o creştere mare a vitezei de reacţie provoacă perturbări asupra absorbanţei citite prin

apariţia bulelor de azot. De aceea, concentraţia optimă a celor doi reactivi este

concentraţia la care reacţia decurge cu viteza ridicată, iar bulele de azot nu perturbă

citirea absorbanţei. Aceste concentraţii s-a găsit că sunt 0.10 şi 0.024 M pentru N 2H43

2HCI respectiv BrO3-.

Creşterea temperaturii conduce la creşterea vitezei de reacţie atât pentru reacţiacatalizată cât şi pentru reacţia necatalizată, dar la temperaturi ridicate se formează bule de

azot. Din acest motiv şi pentru simplificare a fost aleasă temperature de 25°C±1 pentru

lucrările de rutină.

Curba de calibrare trasată în condiţiile de lucru astfel de stabilitate a fost lineară în

domeniu de concentraţii 5-800 ng/mL.

27



Influenţa diferiţilor cationic şi anioni la determinarea a 0.5 µg/mL Se(IV) studiată

de autori este prezentată în tabelul 4.

Ion Limita de toleranţă µg/mLTh(IV), Se(VI), Pd(II), La(III), Os(III),

Co(II), Mn(II), Hg(II), Ce(IV), Mo(VI),

W(VI), Ce(III), K(I), Na(I), T1(I), UO22+,

Zn(II), Ni(II), Fe(III), K(II), Mg(II),

As(V), Te(VI), As(III), Cd(II), Co(III),

Al(III), PO43-, CH3OO, F-

100

SO42-, NO3

-

I-, IO3-, Br -30

Hg22+, Cu2+ 10V3+, Pd(II) 2

EDTA 0.05 M

Cei mai mulţi ioni nu interferă în determinare dacă ei sunt prezenţi în concentraţii

de până la 200 de ori mai mari decât a Se(IV).

Influenţele pozitive au fost observate pentru La(III), Cu(II), Pd(II), V(III), Te(IV)şi Br - deoarece şi ei pot să catalizeze reacţia. Influenţe negative au fost observate pentru

IO3- şi I- deoarece ei inhibă indicatorul reacţiei. Hg2

2+ interferă prin precipitare cu

reactivii, Fe(III) şi Ce(IV) interferă prin schimbarea culorii soluţiei probabil prin

complexare cu metiloranj. Efectul interferent al Cu(II) în concentraţii mai mici de

2µg/mL şi Pa(II) în concentraţii mai mici de 2µg/mL poate fi înlăturat de adaosul de

EDTA şi respectiv dimetilglioxima. În plus, concentraţiile mari de Cu(II) pot fi înlăturate

prin extracţia complexului sau cu dimetilglioxima în cloroform, iar concentraţiile mari dePd(II) pot fi înlăturate prin extracţia complexului sau în cloroform. Efectul interferent al

V(III) poate fi de asemenea înlăturat prin extracţia complexului sau cu oxină în

cloroform.

2.2.5. Metoda spectrometrică folosind iodura-rodamina B

28



Sistemul iodura-rodamină B poate servi la determinarea spectrofotometrică a

Se(IV) conform tehnicii propuse de Shaopu şi colab61. Metoda se bazează pe oxidarea I-

la I3- de către Se(IV) în mediu slab acid, urmată de formarea unui complex ion-asociat I 3

-

cu o xantena bazică colorată ca rodamina B(RhB), în rodamină 6G (RhG) butalrodamina

B (BRhB) sau etilrodamina B (ERhB) în prezenţa de alcool polivinilic (PVA). Cele 4

sisteme au caracteristici analitice similare dar absorbanţele sistemelor Rh6G, BRhB şi

ErhB nu sunt foarte stabile la modificarea temperaturii încât s-a preferat sistemul RhB.

Prin asociere cu tehnica de preconcentrare a Se(IV) cu tiol coton 62,63,64 care permite şi

eliminarea ionilor interferenţi, metoda a devenit deosebit de selectivă şi sensibilă, putând

detecta concentraţii de Se(IV) la nivelul µg/L.

Figura 11. Spectrul de absorbţie – ion asociat faţă de blancul de reactivi. RhB

faţă de apă.

Spectrele de absorbţie ale ionului asociat şi al RhB, prezintă un maxim de

absorbţie pentru ionul asociat la 580 nm, măsurat faţă de blancul reactivilor, şi un maxim

de absorbţie pentru RhB la 525 nm, măsurat faţă de apă.

Absorbanţa ionului asociat este slabă în mediu de acid fosforic; acidul sulfuric

face absorbaţia instabilă, dar acidul clorohidric contribuie la obţinerea celei mai mari şi

61 Shaopu, L., Guangming, Z., Zhigui, H., Talanta, 1990, 37 (7), 749.62 Mu-ging, Y., Gui-sing, L., Huan Jing Hua Xue, 1982, 1, 467.63 Mu-ging, Y., Gui-sing, Quin-han, J., Talanta, 1983, 30, 265.64 Gui-zhu, Z., Hui-ming, S., Hen Liang Fen XI , 1986, 1, 28.

29



mai stabile absorbanţe. Cantitatea optimă de 4M HCI este de 1.3-5mL per 25 mL. Este

recomandată utilizarea 2 mL HCI 4M.

Din punct de vedere al concentraţiei reactivilor, pot fi utilizate domeniile de

concentraţii 1-4 mL 1 M KI şi 1.5-4.5 mL 10-3 M RhB. Este recomandată utilizarea

1.5mL iodura şi 2mL soluţie colorată.

Întrucât în urma adaosului de K1 şi RhB în soluţia Se(IV) ionul asociat format se

separă treptat şi se depune ca precipitat, prin adăugarea unei cantităţi adecvate de PVA

sau gumă Arabică (1-5 mL soluţie 1%) ionul asociat rămâne în soluţie.

Caracteristicile sistemului analitic propus sunt: linearitate în domeniul 0-5 µg

Se(IV) per 25 mL şi absorbtivitatea molară 0.97x105Lmol-1cm-1. Raportul de reacţie între

Se(IV) şi RhB a fost 1:2, cu următoarea succesiune de reacţii:

SeO32-+6M++6I-=2I3-+Se+3H2OI3

-+RhB+=(RhB+)(I3)

În ceea ce priveşte interferenţele, ionii care influenţeazî procesul analitic pot fi

clasificaţi în trei tipuri: (I) ioni care pot reduce Se(IV) sau I 3- în condiţiile experimentale,

cum ar fi S2- şi acidul ascorbic; (II) ioni care pot să oxideze I - şi I3

- în condiţiile

experimentale cum sunt Fe3+, Cu2+; (III) ioni care pot să formeze un ion-complex anionic

mare care poate forma ion asociat cu RhB, cum ar fi Hg2+, Bi3+, Cd2+.

Interferenţa datorată Te(IV) poate fi eliminată prin utilizarea a 1ml. HCI 4M, dar ceilalţi ioni interferenţi pot fi eliminate prin utilizarea tehnicii de separare cu tiol-coton.

2.2.6. Metoda spectrometrică folosind rezazurina

O altă metodă bazată pe efectul catalitic al Se(IV) este cea propusă de Safavi şi

colab65.; în Se(IV) rezazurina este redusă de către ionul sulfură în soluţii alcaline, la

rezorufina. Reacţia are loc lent în lipsa catalizatorului. Rezazurina poate să suporte

reducerea în două etape. Prima etapă este ireversibilă dar a doua este reversibilă. Autorii

au studiat doar prima etapă a reacţiei de reducere a rezazurinei. A fost măsurată

descreşterea absorbanţei la 650 nm (descreşterea în concentraţie a rezazurinei).

65 Safavi, A., Afkhami, A., Massoumi, A., Anal. Chim. Acta, 1990, 232, 351.

30



Studiind influenţa temperaturii asupra mersului reacţiei, autorii au costatat că o

creştere a temeperaturii conduce la creşterea vitezei reacţiei catalizate. Deoarece viteza

reacţiei blancului creşte mai mult cu creşterea temperaturii, astfel încât creşte limita de

deteciţie, s-a găsit o soluţie prin răcirea în baie de apă a amestecului Se-S2- imediat după

încălzirea la 60°C şi răcire pentru 15 min la 25°C.

În reducerea catalitică a rezazurinei, este necesar ca mai întâi Se să fie redus la

starea elementară66 şi aceasta să producă ionul slenosulfura, SeS2-, care reduce rezazurina

şi reformează Se(IV). Prin încălzirea amestecului de Se şi S 2- se poate accelera formarea

SeS2- şi răcind amestecul după încălzire se asigură stabilizarea blancului.

Datorită instabilităţii sulfurii de sodiu în mediu acid şi efectului sau advers asupra

stabilităţii blancului, nu s-a studiat efectul acidităţii asupra mecanismului catalitic, ci

numai influenţa adaosului de alcali. S-a observat că adaosul de diferite concentraţii dehidroxid de sodiu nu are efect asupra vitezei reacţiei necatalizate (blancul), pe când

prezenţa a 0.04-0.1 MNaOH în soluţia finală măreşte efectul Se, probabil datorită

facilitării formării slenosulfurii. De aceea, viteza de reacţie creşte cu adaosul de hidroxid

de sodiu în amestecul de reacţie.

Figura 12. Influenţa concentraţiei hidroxidului de sodium asupra reacţiei catalitice

Studiind influenţa concentraţiei sulfurii asupra vitezei de reacţie a blancului şi a

reacţiei catalizate, s-a observat că domeniul de calibrare diferă în funcţie de concentraţiasulfurii de sodiu. Astfel, pentru o concentraţie finală de 0.075MS-2 limita de detecţie a

fost de 8x10-4µg/mL.

Influenţa diferiţilor cationic şi anioni la determinarea 0.5µg/mL Se(IV) studiate de

autori sunt prezentate în tabelul 5.66 Cutter, G.A., Anal. Chem., 1981, 57, 295.

31



Tabel 5. Limitele de toleranţă ale diverşilor ioni la determinarea a 0.5µg/mL Se

Ion Limită de toleranţă (µg/mL)Hg(I), Ce(III) 150

Ba(II), W(IV), Se(VI) 100Hg(II), Zn(II) 200

La(III), Ce(IV), Mo(VI) 350Th(IV) 800

Sb(V), Cr(VI), Ca(II), Pt(IV) 50Cu(II)a, Co(II)a, Ni(II)a, Pd(II)a >200

Bi(III), Cd(II), Ag(I)b, Ti(I), Fe(III), V(V)a >200Te(IV), Sb(III), As(III), Al(III) 20

Br -, I-, Ci-, F-, PO43-, SO3

2- 0.1M

SO42-

, CO32-

, tertrat 10000

Multi ioni metalici interferă dacă ei sunt prezenţi într-un exces de 200-2000 ori

faţă de seleniu. Interferenţe pozitive au fost observate pentru Cu(II), Co(II), Ni(II), Pd(II),

Pb(II) deaorece şi ei catalizează indicatorul reacţiei. Efectul interferent al Cu(II), Ni(II) şi

Ca(II) poate fi îndepărtat prin extracţia complecşilor lor cu dimetilglioxina în cloroform

la pH 7. Efectul interferent al Ni(II) şi Pd(II) la concentraţii mai mici de 10µg/mL poate

fi îndepărtat adăugând ale acestor ioni necesită precipitarea cu dimetilglioxina şi filtrarea.

Adaosul de 0.1 M 8-chinolinol în soluţie test şi extracţia în cloroform înlătură cu succes

interferenţele datorate Bi(III), Cd(II), Fe(III) şi V(V).

În literatura de specialitate sunt indicate şi alte metode spectrofotometrice bazate

fie pe efectul catalitic al Se(IV) (inhibarea reacţiei de oxidare a Nile Blue de către

peroxidul de hidrogen67, accelerarea reacţiei de oxidare a fenilhidrazinei de către KCIO368

fie pe oxidarea sa catalitică în mediul de H2O2 si HNO3, în prezenţa de galben de metal ca

indicator 69).

CAPITOLUL. III. DETERMINAREA SELENIULUI PRIN

SPECTROMETRIA DE ABSORBŢIE ATOMICĂ

67 Milovanivic, G., Petronijevic, R.B., Cakar, M., Mikrochim. Acta., 1988, 128 (1-2), 347.68 Zhang, Y., Liu, D., Li, J., Guandong Weiliang Yuansu Kexue 1997, 4 (9), 45.69 Feng, Q., Ouyang, C., Gao., J., Anal. Lett ., 1998, 31 (9), 1593-1602.

32



Mai mulţi autori70,71,72 au propus metode de determinare a seleniului în fluide

biologice prin FI-AAS (aer-acetilenă sau H2-N2). A fost descrisă preconcentrarea

electrochimică în scopul îmbunătăţirii sensibilităţii pentru determinarea Se prin FI-AAS.

Proba se electrolizează timp de 2 min la 1.0 V pe un electrod Ag/AgCl şi seleniul este

depus pe un filament spiralat de platină. Dupa aceea, seleniul depozitat pe filament este

atomizat eficient de către o flacară caldă (aer-acetilina).

Mulţi factori preferă tehnici mai sensibile. Au fost stabilite două metode diferite

pentru determinarea seleniului în domenii de sub ng/mL prin utilizarea tehnici EAAS-

piroliza cu grafit şi HG-AAS- tehnica generatorului de hidruri73. Prin compararea celor 2

tehnici putem observa că cea mai bună sensibilitate şi limita de detecţie sunt obţinute cu

tehnica EAAS cu tipice de 50 şi respectiv 100pg. Tehnica Hg-AAS cea mai favorabilăsensibilitate relativă şi limita de detecţie, 0.8 şi respectiv 0.25 ng/mL.

Cu toate că eşantionul trebuie să fie de 10 ori mai mare în tehnica Hg-AAS,

ambele proceduri lucrează bine la o scară mică74. Cu toate că tehnica EAAS permite

evitarea tratamentului de predigestie, timpul necesar pentu o determinare individuală este

între 105 şi 2 minute tehnica cu hidruri şi între 3 şi 4 min pentru Hg-AAS 75. În plus,

metoda EAAS este foarte scumpă pentru că timpul de viaţă al tubului de grafit este scurt

datorită temperaturii de atomizare înaltă. De aceea, HG-AAS a fost recomandată pentruanalize de rutină putând fi realizate până la 180 de digestii într-o săptămână de lucru.

Slaba precizie relativă, pierderi prin volatizare şi interferenţele sunt problemele principale

ale ambelor metode.

Tabelul 6. Determinarea seleniului prin spectrometria de absorbţie atomică cu flacără

Material

biologic

Mod de lucru Limita de

detecţie

RSD

%

Ref.

70 Lund, W., Thomassen, Y., Doevle, P., Anal. Chim. Acta, 1977, 93, 53.71 Fuavao, V.A., Porter, B.L., Anal. Lett ., 1989, 22, 71.72 Lin, W., He, Y., Zhao, G., Lihua Jianyan, Huaxue Fence, 1989, 25, 33.73 Brooks, R.R., Wills , J.A. Assoc. Off. Anal. Chem., 1983, 66, 130.74 Oster, O., Prellwitz, W., Clin. Chim. Acta, 1982, 124, 277.75 Ringstad, J., Thelle, D., Acta Pharmacol. Toxicol ., 1986, Suppl. 59, 336.

33



(µg/L)Urină Depundere electrolitică pe

filament de Pt (-1.0 V vs

Ag/AgCl)

5 10 105

Sânge Digestie cu HNO3/HCIO4/H2O2 4.8 107Materiale

biologice

Extracţie cu DDTC/MIBK <100 108

Urină Digestie cu HNO3/H2O2; reducere

cu HCI, NaBh4

2.0 ng 2 109

Sânge Digestie cu HNO3/HCIO4;

antispumant; reducere cu HCI,

NaBh4

1.5 ng 3.5-6.2 110

3.1. Determinarea seleniului prin spectrometria de absorbţie atomică cu cuptor de

grafic (EAAS)

Seleniul este, din punct de vedere analitic, unul din cele mai dificile elemente de

determinat prin tehnica de combustie cu grafit. Tabelul 7 arată principalele caracteristici

ale determinării directe a seleniului prin AAS electrotermic.

Diferitele stări de oxidare prezente în urină pot duce la diferenţa substanţială înstabilirea termică depinzând de modificatorul de matrice utilizat76. Adaosul de ioni

metalici precum Cd, Sb, KIO3, KI, Tl, Mn, Zn, Th la eşantionul de seleniu este benefic

datorită formării unor seleniuri refrectare care cresc semnalul77.

Pentru a preveni volatilizarea compuşilor organici legaţi de seleniu de-a lungul

etapei de piroliză se utilizează în mod curent HgO şi săruri de Ni: azotat sau clorură.

Oster şi Prellwitz au propus o metodă originală de tratament cu un tub grafit scufundat

într-o soluţie de Ni(NO3)2. Hughet şi alţii78 au diluat eşantionul de ser într-o soluţie de

albumina şi au adăugat Ni(NO3)2. Semnalul de absorbţie în absenţa Ni este complet

eliminate la o concentraţie de albumină mai mare de 35h/L. Alţi autori confirmă că Ni

permite ca temperatura pretratamentelor termice să fie mai sus de 1200°C. Totuşi, prin

76 Welz, B., Schlmmer, G., Voellfopf, U., Spectrochim Acta, 1984, 39B, 501. 77 Alexander, J., Saeed, K., Thomassen, Y., Anal. Chim. Acta, 1980, 120, 377.78 Hughet, C., Champpius, P., Peynet, J., Ann. Biol. Clin., 1983, 41, 277.

34



utilizarea unui modificator cu Ni, (10 si 25 µg Ni) s-a observat o scădere a semnalului de

până la 25% în eşantionul de ser. De asemenea s-au utilizat ca modificator de matrice Cu,

Mo, Ag, sau Rh, ca şi amestecuri de Ni/Pt, Ni/Mg, Ni/Pd, Pd/Mg, Ir/Mg, Cu/Pd, Cu/Fe,

Cu/Mg, Ag/Cu/Mg. Adaosul de Cu şi Fe nu are efect stabilizator, în timp ce în prezenţa

ionilor de Ni şi Ag temperatura de piroliza poate fi crescută la 1050°C şi respectiv

1250°C fără pierderi de seleniu. Garcia şi alţii79 au studiat efectul diferiţilor azotaţi,

cloruri şi sulfaţi în amestec sau singuri. Dintre metalele studiate cea mai bună creştere a

semnalului de absorbţie atomică a Se s-a obţinut cu amestecul de cloruri Hg-Pd. Prin

creşterea temperaturii de piroliză la 900, 1100, 1300°C în prezenţa Mo, Ni şi respectiv

Ag, nu s-au înregistrat pierderi în dinamică.

Stabilirea termică a selenurilor care se formează în cuptorul de grafit nu s-a

corelat cu datele termodinamice; acest lucru se poate datora formării mai multor selenuri.Aceste selenuri diferă în mare măsura prin proprietăţile lor fizice, cum ar fi temperatura

de topire şi fierbere de formare. Formarea selenurilor este o funcţie de temperatură astfel

încât cu creşterea temperaturii se formează selenuri cu diferite rapoarte metal/seleniu.

79 Garcia-Olalla, C., Robles, L.C., Aller, A.L., Anal. Sci., 1991, 7, 611.

35



Tabelul 7. Determinarea seleniului prin EAAS

Material biologic Mod de lucru Corecţie de fond Limita de detecţie

(µg/L)

Ref.

Sânge Precipitare cu CI3CCOOH;

redizolvare cu HNO3; clorură de

guandină ca agent de mascare

Lampă D2 0.94

Urină HNO3/Ni(NO)32 Zeeman 9

Plasmă Ni(NO)3 ca modificator 10

Lapte Digestie cu HNO3/HCIO4/H2O2;

reducere cu HCI; complexare cu

EDTA

1 Se(Met

Ser Extracţie în APDC/MIBK 0.5 Ser

Urină Separare pe coloană cu schimbători

de cationic; NH2OH-HCI; extracţie

în ditizonă/CCI4

Digestie cu HNO3, Ni(NO)3 ca

modificator

5.2

Lapte Digestie cu HNO3/HCIO4/H2O2;

reducere cu HCI; complexare cu

EDTA, extracţie în APDC/MIBK;

Cu2+ ca modificator

Lampă D2 8

Ser Trixton X-100, HNO3/Ni(NO3)2 1.4 ng/g

Ser Digestie cu HNO3, H2O2, Ni(NO)3 ca 1.1

36



modificator Ser Trixton X-100, PdCI2/Ni(NO3)2 Zeeman 3.5

Ţesuturi Trixton X-100, Ni(NO3)2/ HNO3 Platf. L’vov 3

Sânge Pt/Ni ca modificator Zeeman

Ser Trixton X-100; PdCI2/acid ascorbic

ca modificator

Lampă D2

Ser, sânge Pd/acid ascorbic ca modificator ZeemanSer

Sânge

Digestie cu HNO3/ H2SO4 , uree,

trixton X-100, PdCI2 ca modificator

Lampă D2

Lapte

Sânge

Trixton X-100, HCI/ Trixton X-

100, HNO3/Mg(NO3)2 ca modificator

Platf. 10

Ser, sânge Trixton X-100, Cu/Mg ca

modificator

L’vov

Plasmă Trixton X-100 Cu(NO)3/Mg(NO)3 ca

modificator

Platf.

Ser Reducere cu TiCl3; extracţie în

APDC/MIBK; Ni/Mo ca ag. Destabilizare

L’vov 37

Plasmă Trixton X-100; PdCI2 / acid ascorbic

ca modificator

Zeeman 37 pg

Ser Trixton X-100; PdCI2 ca modificator Lampă D2 106 pg

Ser Trixton X-100; Rh(NO3)3 ca

modificator

Lampă D2 5 ng/g

37



38



După ce au fost demonstrate efectul stabilizant al diferitelor metale asupra

compuşilor anorganici cu seleniu, studii similare au fost efectuate utilizând compuşi

organici cu seleniu obţinuţi prin prepararea în vivo. Au fost testate aceleaşi metale care

s-au dovedit a avea o influenţă semnificativă asupra volatilităţii seleniului. Rezultatele

obţinute cu compuşi obtinuţi din urină, arată că numai Mo, Ni, Ag previn efectiv

volatilizarea compuşilor organici cu seleniu (ăn special ionul trimetilselenoniu).

Nu au fost observate pierderi în activitate când temperatura de calcinare a crescut

la 900, 1100 şi 1300°C în prezenţa Mo, Ni şi Ag.

Figura 13. Reducerea activităţii funcţie de temperature de calcinare pentru urină

preparată in-vivo, cu adios de reactivi stabilizaţi (1000µg/mL) selenium fără adios de

reactiv.

În ceea ce priveşte studiile efectuate pe probele de sânge niciun metal testat nu a

fost capabil să micşoreze volatilitatea seleniului . În prezenţa Mo, scăderea rapidă a

activităţii la 300°C este evitată de creşterea temperaturii la 400°C. Aproape 60% din

activitatea originală rămâne astfel până la 1300°C. Acest lucru arată că Mo nu

stabilizează cantitativ compuşii oragnoselenici în sânge. Mo poate să formeze selenuri

stabile cu unii compuşi organici ai seleniului în timp ce alţii rămân neafectaţi.

39



Pierderile de seleniu în timpul analizelor de probe biologice au fost explicat de

Nishimura şi Tominaga80 în strânsă corelaţie cu volatilitatea însăşi a compuşilor organici

ai seleniului. Astfel, dimetilselenura şi dietilselenura de exemplu, au puncte de topire

foarte joase, 58°C, şi respectiv 135°C. De asemenea, formarea de fum şi particulele de

carbon provoacă obturarea radiaţiei luminoase în interiorul tubului.

De aceea autorii au studiat influenţa Pd ca modificator de matrice la determinarea

seleniului din produse biologice. În urma adaosului de Pd, sensibilitatea seleniului în

prezenţa albuminei (0.1%) este stabilă până la 1200°C, similar cu situaţia în care

albumina este absentă.

Figura 14. Influenţa temeperaturii de calcinare asupra sensibilităţii seleniului.

Pentru a stabili mecanismul de stabilizare a seleniului de fluide biologice de către

Pd, autorii au apelat la microscopia electronică. Ei au analizat iniţial 3 tuburi. Toate

tuburile au fost supuse ciclurilor analitice din cuptorul de grafit, fără etapa de curăţire,

după care au fost secţionate şi examinate prin studii de microscopie electronică (SEM).

Studiile SEM efectuate direct pe suprafaţă arată un aspect total diferit al suprafeţelor.

Grafitul format în urma arderii albuminei se regăseşte în grăunte mult mai mari decât

grafitul tubului original.

80 Teague-Nishimura, J.E., Tominaga, T., Anal. Chem., 1987, 59, 1647.

40



Aceste studii însă sunt utilizate pentru a obţine informaţii privind distribuţia în

adâncime a speciilor atomizate. Studiile prin spectroscopie cu energie dispersive (EDS)

efectuate de autori arată că atunci când Pd şi Se au fost injectate în tub fără alumină,

cantitatea de seleniu scade substanţial (<10%) în comparaţie cu cantitatea de Pd care

rămâne virtual neschimbată. Aceste rezultate arată că formarea de grafit în timpul adiţie

Pd este necesară pentru reţinerea efectivă a Se în cuptor.

Recent, s-a arătat că modificatorul cu Pd produce o înălţime a picului de seleniu

de 2 ori mai mare decât cel dat de Ni ca modificator 81. Itai şi alţii82 au pus o plăcuţă de

carbon poros (PCP). într-un creuzet de grafit şi au utilizat Pd drept modificator de

matrice. Fără Pd şi PCP pe eşantioanele de ser nu se obţin picuri iar pe soluţiile standard,

picuri foarte joase. Când se utilizează numai Pd, cu toate că apar picuri mai înalte,

profilul absorbanţă-timp este afectat considerabil de către matrice iar absorbanţadescreşte cu creşterea concentraţiei de Pd. Această reducere este cauzată de ioni de NO -3

şi CI- din soluţia Pd. Acetatul de amoniu 0.1 M minimalizează efectul negativ al NO 3- şi

CI-. Sistemul Mg/Pd (modificator universal) are un efect egalizator substanţial asupra

temperaturii de atomizare (1900-2100°C). Pd singur are un efect esenţial de stabilizare ca

şi amestecul său cu Mg (NO3)283. Rezultatele studiilor făcute de Emteborg şi colab.

privind influenţa sistemului Pd/Mg(NO3)2 la determinarea seleniului din diverse specii

organice şi anorganice.Prezentarea unei mici cantităţi de acid absorbic asigură o precizie analitică şi o

creştere maximă a semnalului. Acidul absorbic reduce în soluţie Pd 2+ la Pd elementar.,

deci amestecul celor două soluţii produce precipitarea metalului; aceasta poate produce la

posibile pierderi de analit. Pentru a evita aceste probleme s-a preinjectat automat

modificatorul (Pd) în creuzet. Când s-a utilizat o soluţie de Pd ca modificator de matrice,

s-a detectat un efect de interferenţă măsurabil asupra semnalului doar la concentraţii de

5.5. m/L PO43-. În metoda utilizată nu s-a observat interfernţe de Fe. Alţi autori84

recomandă ca modificator al Pd “redus” în care Pd a fost şi el redus chimic (H 2, acid

ascorbic sau clorhidrat de hidroxilamina) sau termic (după modificatorul la 1270°C după

injecţia în creuzetul de grafit). Astfel Pd este amestecat cu acid ascorbic şi pirolizat la81 Knowles, M.B., Brodie, K.G., J. Anal. At. Spectrom, 1988, 3, 511.82 Voth-Beach, L.M., Shrader, D.E., Spectroscopy, 1986, 1, 49.83 Emteborg, H., Bordin, G., Rodriquez, A.R., Analyst , 1998, 123 (5), 893.84 Voth-Beach, L.M., Shrader, D.E., Spectroscopy, 1986, 1, 49.

41



1200°C înaintea determinării prin atomizare 2700°C. Când s-a folosit Pd temperatura de

carbonizare a putut fi crescută la 700°C peste cea utilizată a Ni.

Figura 15. Curbele etapei de piroliză fără adios de modificator pentru selenat ∆,

selenit ♦ ,selenocistină □, selemetionină ▲, trimetiselenoniu ■.

Pe de altă parte s-a efectuat un studiu al absorbţiei de background al sângelui şi al

serului în EAAS. Dacă sângele pitolizat este dizolvat în HNO 3, absorbţia de background

este mult mai scăzută decât atunci când se utilizează HCI. În ciuda acestui fapt, unii

autori utilizează în prealabil o diluţie HNO3, pe când alţii indică o creştere a volatilizaţii

Se(IV) cu acest acid.

Pentru determinarea seleniului în matrici variate s-a stabilit maximul admisibil

pentru raportul ion/selenium în cazul Fe(II), Fe(III) şi Pt(V). Utilizând colecţia de

background cu O2 survin încă interferenţe severe ăn timpul etapei de atomizare.

Tehnica EAAS a fost folosită numai cu corecţie de background, pentru a anula

interferenţele spectrale cauzate de Fe (în cazul probelor de plasmă) şi de ionul fosfat (în

cazul probelor de sânge şi urină). Au fost stabilite rapoarte maxime admise ion/Se (wt/wt)

pentru Fe(II), Fe(III) şi P(V) la determinarea seleniului în diferite matrici. În timpuletapei de atomizare corecţia de background cu deuterium. Fe la nivelele la care poate fi

întâlnit în probele de sânge interferă în mod semnificativ dacă măsurarea seleniului se

face utilizând linia analitică de la 196.0 nm şi corecţia de background cu lampă la 204.0

nm. Aceeaşi tendinţă a interferenţelor s-a observat când s-au analizat probe de plasmă şi

42



ser, dar magnitudinea a fost diferită. În cazul probelor de sânge integral, nivelul seleniului

măsurat la 196.0 nm scade odată cu creşterea concentraţiei de Fe.

De asemenea, interferenţele au putut fi îndepărtate prin adăugare de EDTA; în

acest caz însă, cantităţile mai mari de 40 mg conduc la formarea unui precipitat alb, care

reduce sensibilitatea tehnicii.

Saeed şi alţii85 au observat că atunci când probele de sânge au fost calcinate la

1050°C în absenţa unui metal stabilizator, iar absorbanţa a fost măsurată la 204 nm, s-a

înregistrat un semnal pozitiv lărgit, deşi seleniul nu era prezent. În schimb, 196.0 nm s-a

constatat un important semnal de absorbţie negativă. Acest efect compensator al arcului

de deuterium drept corector de background pare să se datoreze prezenţei unei importante

linii de absorbţie de Fe în cadrul lăţimii benzii spectrale. Dacă volumul probei diluate se

reduce (de la 20 la 10 µL), nu se mai obţine un pic negativ peste zgomotul de fond.Fosfatul de calciu transmite acelaşi tip de interferenţă. Ce, Ni, Pd, Pt, W si Zn micşorează

semnificativ acest semnal nespecific, sensibilitatea la 204 nm este favorabilă pentru

determinarea directă a seleniului în sânge total.

Interferenţele datorate fierului şi fosfatului au fost minimalizate prin aplicarea

unui timp de întârziere de 0.7 s în citirea absorbţiei. Separarea seleniului de fosfat prin

precipitarea proteinei cu acid tricloracetic permite determinarea seleniului din sânge, ser

şi fluid seminal prin EAAS după stabilizarea termică (33). Adaosul de Pt ca modificator de matrice are un efect semnificativ atât asupra profitului absorbanţă/timp cât şi asupra

formării de produşi volatili prin descompunerea fosfatului pe suprafaţa grafitului.

Utilizând efectul Zeeman pentru colecţia de background se elimină aceste

interferenţe şi se permite determinarea Se ân toate tipurile de matrici biologice.

Piroliza cu O2 ân tubul de grafit şi efectul Zeeman sunt două mşsuri esenţiale

necesare pentru determinarea cu acurateţe a seleniului de EAAS în prezenţa

modificatorului de matrice la determinarea seleniului prin EAAS recomandă utilizarea

amestecurilor de azotaţi, a Pd în stare coloidală sau a amestecului Pd-N.

Mulţi autori au propus utilizarea platformei L’vov pentru a evita interferenţele

spectrale şi pentru a îmbunătăţi precizia la determinarea prin EAAS.

85 Saeed, K., Thomassen, Y., At. Spectrosc, 1983, 4, 163.

43



Unii autori preferă să elimine material organic printr-un pretratament cu digestie

urmat de o separare cu răşina schimbătoare de cationic sau prin complexare/extracţie cu

DAN/ciclohexan, 4-cloro-1,2-diaminobenzen/toluen, DAN-toluen, Ditizona/CCI4 sau

APDC/MIBK. Când Cu(II) a fost înlocuit cu aceeaşi cantitate de Ni(II) gradului de

recuperare a Se extras a înregistrat o puternică scădere 98.4 şi respectiv 82.1. cu toate că

nu se cunosc cauzele pentru acestea, cu avantajul Cu(II) faţă de Ni(II) ca stabilizator este

complexul Cu(II)-APDC, este mai stabil decât complexul Cu(II)-EDTA. Este astfel

necesar să se reduca Se(IV) posibil format în etapa de oxidare la Se(IV). Agenţii

reducători utilizaţi au fost: HCI, hidroxilamina sau TCI3. Seleniul poate fi redus şi

precipitat cu acid ascorbic apoi este redizolvat şi injectat în EAAS. S-a studiat stabilitatea

termică a seleniului în complexul Se-DAN cu modificatori de matrice: reactivi

organometalici cu Ag şi Ni şi apoi aplicarea EAAS. Această metodă este în acord cufluorimetria neobservându-se erori sistematice.

3.2. Determinarea seleniului prin spectrometria de absorbţie atomică cu generare de

hidrură (HG-AAS)

În tehnica HG-AAS, mai întâi este necesară digerarea probelor. Erorile

sistematice severe raportate la această tehnică provin exclusiv din descompunereanecorespunzătoare a eşantioanelor.

După digestie selenatul trebuie să fie redus la selenit pentru generarea de hidruri

se realizează exclusiv cu Se(IV). Această etapă poate să fie realizată prin fierberea cu

HCI sau clorhidrat de hidroxilamina. Formarea seleniţilor este obţinută apoi cu agent

reducător puternic cum ar fi borohidrura de sodiu.

Studiile efectuate pentru optimizarea condiţiilor de determinare a Se prin Hg-

AAS, au evidenţiat ca o concentraţie mare a acidului clorhidric conduce la o mai bună

sensibilitate decât o concentraţie mai mică. Astfel, 10 M HCI s-a găsit ca fiind

concentraţia optimă.

Tabelul 8. Determinarea seleniului prin AAS cu generare de hidruri

44



Material biologic Mod de lucru Limita de detecţie (µg/L) RSD% Ref.

Urină Digestie cu HNO3/ H2SO4/HCIO4, HgO, NaBH4 5 ng <20 226Sânge Digestie cu HNO3/ HCIO4, reducere cu HCI;

NaBH4

5 ng 4.3 227

Urină HNO3/ Mg(NO3)2, NaBH4 3 228

Urină, sânge Digestie cu HNO3

/HCIO4

; reducere cu HCI; NaBH4

20 ng 5 229

Urină Digestie cu HNO3/ H2SO4/HCIO4, HCI, NaBH4 4 5-8 230Sânge Digestie cu HNO3; NaBH4 2 ng/g 4.8 231

Ser Digestie cu HNO3/H2SO4/HCIO4; reducere cu

HCI; NaBH4

10 5.6 232

Sânge Digestie cu HNO3/ HCIO4, la 125°C, reducere

cu HCI; NaBH4

3.4 233

Sânge Digestie cu HNO3/ HCIO4, la 210°C, reducere

cu HCI; NaBH4

1.4 234

Ser Digestie cu HNO3; reducere cu HCI; NaBH4 20 3.0 235Plasmă Digestie cu HNO3/ HCIO4, reducere cu HCI;

NaBH4

1 ng 4-8 236

Urină Digestie cu HNO3/ HCIO4, reducere cu HCI;

NaBH4

0.21 0.9-4.5 237

Urină, sânge Digestie cu HNO3/ HCIO4, reducere cu HCI;

KBH4

238

Urină 8- quinolinol, tiouree sau fenatrolina (agenţi de

mascare)

2.4 239

Urină Digestie cu HNO3/ H2SO4 , reducere cu HCI, 3.5 240

45



Sânge Digestie cu HNO3/H2SO4/HCIO4; reducere cu

HCI;

2 241

Ser Digestie cu HNO3/HCIO4/fomaldehidă;

reducere cu HCI; NaBH4

0.46 2.5 242

Sânge Digestie cu HNO3/ HCIO4, reducere cu HCI;

NaBH4

2 ng/g 243

Plasmă, ser Digestie cu HNO3/H2SO4/HCIO4; reducere cu

HCI; NaBH4a

1.2 3.4-4.8 244

Ser, lapte Digestie cu HNO3/H2SO4/HCIO4; reducere cu

HCI; NaBH4a

0.31 8-11 245

46



Lapte

Sânge

Trixton X-100, HCI/ Trixton X-

100, HNO3/Mg(NO3)2 ca modificator

Platf. 10

Ser, sânge Trixton X-100, Cu/Mg ca

modificator

L’vov

Plasmă Trixton X-100 Cu(NO)3/Mg(NO)3 ca

modificator

Platf.

Ser Reducere cu TiCl3; extracţie în

APDC/MIBK; Ni/Mo ca ag. De

stabilizare

L’vov 37

Plasmă Trixton X-100; PdCI2 / acid ascorbic

ca modificator

Zeeman 37 pg

47



Relaţia dintre concentraţia soluţiei de tetrahidroborat de sodiu şi absorbanţa

rezultată se poate vedea că maximul de sensibilitate a fost atins prin utilizarea unei soluţii

de tetrahidrocarbonat %.

Figura 16. Influenţa concentraţiei NaBH 4 asupra sensibilităţii de absorbţie a Se.

Datorită separării analitului de componenţii matricii prin volatilizare cu formare

de hidruri gazoase, tehnica HG-AAS este liberă de interferenţe. Datorită numărului foarte

limitat de elemente care pot fi volatilizate prin această tehnică, interferenţele în faza de

vapori sunt foarte limitate, cu excepţia unor interferenţe în faza de vapori sunt foarte

limitate, cu excepţia unor interferenţe mutuale între elementele formatoare de hidruri.

Totuşi, un număr de metale tranziţionale mai ales din grupa a VIII-a şi I B pot să cauzeze

o scădere semnificativă a semnalului seleniului.Ionii interferenţi Fe(II), Fe(III), Co(II) şi Ni(II) pot fi îndepărtaţi prin precipitarea

lor sau pot fi mascaţi prin adăugarea de 1,10-fenantrolina, 8-kuinolinol sau tiouree.

O micro-coloană cu răşina schimbătoare de cationic (DOWEXN 50W) folosită

pentru retenţia selectivă cu Cu interferent a fost cuplată cu generatorul de hidruri printr-o

valvă de injecţie a eşantionului în flux. Factorul limitator pentru HG-AAS este formarea

spumei după adiţia tetraboratului ceea ce duce la micşorarea volumului de eşantion la 20

µL. Mineralizarea completă este o cale pentru evitarea formării excesive e spuma.

Oricum aceasta face ca prepararea eşantionului să fie mai complexă şi măreşte riscul de

pierdere a seleniului. SeH2 este transportat de un current de Ar în celula din cuarţ a

instrumentului AAS şi atomizată la 780°C; absorbanţa este măsurată la 196 nm.

HG-AAS şi-a găsit o bună corelaţie cu rezultatele obţinute prin florimetrie şi

NAA.

48



A fost de asemenea descrisă automatizarea sistemului flow-injection pentru

generatorul de hidrură şi determinarea ulterioară a seleniului prin AAS, această procedură

permite o determinare precisă utilizând o cantitate minimă de reactivi şi probă într-un

timp scurt. Interferenţele s-au dovedit a fi tipic reduse în sistemul FI datorită

concentraţiilor scăzute de tetrahidroborat şi unei bune diferenţieri cinetice.

49



CAPITOLUL IV. DETERMINAREA SELENIULUI PRIN

SPECTROMETRIA DE FLUORESCENŢĂ ŞI EMISIE ATOMICĂ

Atomul de seleniu este o structură cu 34 de electroni care gravitează în jurul

nucleului. Ei sunt plasaţi în pături succesive : K, L, M, N ce conţin respectiv 2, 8, 18 şi 6

electroni. Energia unui electron depinde esenţial de numărul cunatic principal, adică de

numărul stratului. Cu cât electronul se găseşte pe un strat mai aproape de nucleu (mai

profund), cu atât energia sa este mai mare, dar energia depinde şi de numărul cuantic 1,

care corespunde momentului unghiular orbital şi de s, cel intrisec de spin şi deci de

vectorul unghiular total j, care este suma vectorială j=1+s. Conform principiului de

excluziune al lui Pauli, doi electroni ai unui atom nu pot avea cele 4 numere cuantice

proprii identice.

Există diferite metode pentru a induce emisia de raze x de către un atom de

seleniu. Toate constau în a iradia atomul cu un fascicul ionizat de raze X sau γ, electroni

sau particule mai grele (protoni, particule a sau ioni grei). Rezultatul interacţiei radiaţie-

substanţă duce întotdeauna la crearea unor lipsuri electronice în straturi profunde (K sau

L) ale atomului. Acest atom căruia îi lipseşte un electron devine un ion, numai că această

formă ionizată este una particulară instabilă, iar după un timp foarte scurt (mai puţin de10-15 s) lipsa este compensată de un electron dintr-un strat exterior.

În acest fel atomul are un surplus de energie de excitare, dat de diferenţele

energiilor de legătură ale electronului care a trecut de pe o orbită pe o orbită cu energie de

legătură mai mică pe o orbită cu energie de legătură mai mare. Acest surplus de energie

este specific atomului considerat.

Eliberarea acestui surplus de energie poate să ia două forme: una radioativ

corespunzând razei X specifice atomului, numită fluorescenţă X, şi alta neradiativă care

duce la emisia unui electron secundar legat cel mai slab atom- este emisia electronului

Auger, a cărei energie este specifică atomului şi emite.

Una din consecinţele efectului Auger este că intensitatea razelor X nu este aşa

mare încât să poată deduce numărul de lipsuri electronice create în diferite straturi se

defineşte de asemenea randamentul de fluorescenţă (h) al liniei K ca fiind raportul dintre

50



numărul de fotoni X emişi de pe stratul K şi numărul de lipsuri create în stratul K într-un

interval de timp dat. Randamentul de fluorescenţă al celorlalte straturi se defineşte în

acelaşi fel, numai că trebuie să ţinem cont că lipsurile electronice create în stratul K pot fi

compensate de către electroni proveniţi din stratul L sau din straturi externe (M sau N),

deci putem vorbii de radiaţii Kα sau Kβ.

Factorii care cresc randamentul cuantic:

1- o înaltă absorbtivitate molară;

2- un număr de legături duble sau o înaltă sensibilitate de rezonanţă;

3- un grup donor de electroni;

4- o structura relativ rigidă în moleculă, ca de exemplu complecşi metalici.

Factorii care scad randamentul cuantic:

1- dezactivarea prin coliziune cu moleculele solventului;2- energia consumată prin ruperea legăturii;

3- absorbţia fluorescenţei de către alt component al soluţiei.

În general fluorescenţa se aplică cu predilecţie în domeniile în care trebuie

determinate concentraţii foarte mici de elemente (metabolite, medicamente).

Tabelul următor arată principalele date referitoare la determinarea seleniului în

fluidele organismului utilizând această tehnică. Spectroscopia de fluorescenţă atomică

sau emisie atomică are capacitatea să efectueze analize multielement cu precizia şiacurateţea necesară pentru determinarea elementelor în urme cum ar fi seleniul în probe

biologice. Nebulizarea directă a eşantionului de sânge diluat în spectrometria de

fluorescenţă atomică (FAS) produce o foarte scăzută sensibilitate, însă limita de detecţie

este îmbunătăţită prin introducerea tehnicii de generare de hidruri descrisă anterior pentru

HG-AAS. Nu s-au observat diferenţe statistic semnificative între rezultatele obţinute

pentru determinarea seleniului în ser prin HG-AAs şi HG-AFS. Oricum, prima este

preferată pentru că dovedeşte o precizie mai bună, o limită de detecţie şi un domeniu de

calibrare liniar extins. Utilizarea tehnicii generatoare de hidrura cuplată cu FAS

nedispersivă s-a dovedit a fi o variantă analitică sensibilă pentru determinarea unor

elemente ce formează hidruri volatile cum ar fi seleniul. Atomizorul constă dintr-o simplă

celulă de cuarţ încălzită electrochimic c’tre care sunt transportate gazele obţinute în

timpul reducerii cu tetrahidrocarbonat. S-a propus utilizarea FAS excitată cu laser. Limita

51



de detecţie pentru determinarea Se în sânge a fost de 80 fg pentru 10 µl utilizând ca

modificator de matrice Pd(No3)2.

Spectrometria de emisie atomică (AES) utilizează ca sursă de excitare lampa cu

catod caviar (HCD) şi plasma cuplată inductiv (ICP). Utilizarea unui tub HCD face

posibilă detecţia unor elemente cu energia de ionizare atât de mare ca cea a seleniului.

Nu s-au detectat interferenţe chimice severe când a fost aplicată la analiza serului uscat.

Conţinutul de sodium din ser a fost mai mic decât concentraţia care poate să cauzeze o

scădere în intensitatea liniei spectrale.

O metodă promiţătoare este tehnica ICP pentru spectrometria de emisie în care nu

au fost detectate interferenţe fizice, dar linia seleniului la 196,26 nm are o structură în

matricea apoasă care este redusă semnificativ când drumul optic este purjat în azot. Deşi

fluidele biologice pot fi introduse direct sau după o diluţie simplă, pentru multeeşantioane soluţiile preparate din aceasta necesită diluţii de 10-100 ori, ceea ce face o

detecţie imposibilă a seleniului. Standardizarea internă cu yttrium compensează

diferenţele dintre standardele de calibrare apoase şi specimenul de urină diluată, deci

această metodă poate fi utilizată ca o metodă rapidă de vizualizare a elementelor în urme.

A fost recomandată de asemenea utilizarea unui sistem mai sensibil pentru

introducerea eşantionului în ICP cum este generatorul de hidrură sau vaporizarea

electrotermală. Cei mai mulţi autori preferă însă tratamentul prealabil şi pregătireaeşantioanelor prin tehnici cum ar fi digestia, extracţia cu APDC şi DDC/cloroform şi

cromotografia de schimb ionic. Răşina poli(ditiacarbamat) este capabilă să concentreze şi

să separe Se din matricea urinei înaintea determinării prin ICP, pentru că şi elementele

majore Na, K, Ca, Mg, nu sunt reţinute de această răşina. Gradul de recuperare a Se(IV)

şi Se(VI) diferă în funcţie de pH, fapt care sugerează posibilitatea diferenţierii acestor

două stări de oxidare. Gradul de recuperare al Se(IV) nu depinde de pH în domeniul 1-10,

pe când Se(VI) a fost recuperat numai la pH 2. După chelatare, răşina a fost digerată cu

HNO3 sau HNO3/H2O2 şi injectată în sistemul ICP. Această răşina nu maschează

interferenţa Cu complet. Pentru a elimina interferenţa Cu în evoluţia SeH2 a fost adaugată

o răşină poliacrilamidoxina în vasul de reacţie. A fost utilizat un tub de condensare şi o

coloana Chromosorb 102 pentru generare şi pentru a separa analitul de contaminaţii

condensaţi care cauzează interferenţele spectrale.

52



Metoda Material biologic Mod de lucru Specia Limita de detecţie (µg/L) RSD% Ref.

AFS Sânge Diluţie cu Trixton-

100

50 254

HG-AFS Plasmă, sânge Digestie cu HNO3/

HCIO4, reducere cu

HCI; NaBH4

SeMet

SeCys

Selenopurină

Se(IV)

Se(VI)

1.4 ng/25 mL 4-7 235

HG-AFS Urină

Ser

Digestie cu HBr/Br 2;

BH4-

0.5

1.0

256

HG-AFS Ser Atomizor din sticlă,

BH4-

0.24 6-8 255

258ICP-AES Urină HCI, răşină

poliditicarbomat

SeT 0.3 9.1-14.9 259

ICP Urină Digestie cu HNO3 1.0 0.5-0.7 260

ICP-AES Urină Digestie cu HNO3,

ytriu castandard

intern

4.7 261

262

ETA-ICP-

AES

Urină HCI, răşină

poliditicarbamat,

digestie cu HNO3 /

HCIO4, NaBH4

Se(IV)

Se(VI)

Se(IV)

Se(VI)

0.04

2.5

18-25

263

264

53



HG-ICP-

AES

Urină HCI, răşină

poliditicarbamat,

digestie cu HNO3

reducere cu HCI;

NaBH4

HG-ICP Ser, urină, sânge Digestie cu HNO3 /

HCIO4, reducere cu

HCI; NaBH4

0.60 6.6 265

HG-AFS Plasmă Digestie cu HNO3 /

HCIO4, reducere cu

HCI; NaBH4

Se(IV)

SE(VI)

1.4 ng 4-7 265

54



CAPITOLUL V. DETERMINAREA SELENIULUI PRIN

SPECTROMETRIA DE MASĂ

O altă alternativă de a îmbunătăţi sensibilitatea determinărilor este utilizareaspectrometriei de masă (MS) cuplată cu ICP. Plasma este utilizata ca sursă de exercitare

pentru a ioniza o mare proporţie din seleniu, aceşti ioni fiind introduşi direct într-un

spectrometru de masă pentru a furniza un semnal analitic în ioni număraţi/timp.

S-au făcut investigaţii comparative între nebulizarea pneumatică şi generarea

continuă a hidrurii ca metode de introducere a eşantionului cu seleniu în cuplajul ICP-

MS. Raportul zgomotos a fost de 30-50 de ori mai mare la sistemul cu hidrură decât la

nebulizarea pneumatică. Au fost efectuate şi măsurători pe trei izotopi stabili 74Se, 77Se,82Se în sânge şi în urină.

Pentru sensibilitatea ăn ICP-MS au fost aplicate o serie de metode preconcentrate.

A fost dezvoltată o metodă ICP-MS care permite izolarea şi măsurarea ionului

trimetilselenoniului cu amoniu, presepararea în răşina schimbătoare de anioni şi în final

descompunerea acidă (HNO3/HCIO4).

Fracţiunile de izotopi 74Se, 77Se, 82Se au fost utilizare pentru cuantificare. Lyons şi

alţii au propus o separare cromatofragică pentru a elimina clorura din eşantioanele de ser

poate să interfere în detectorul de masă86. Alte metode implică oxidarea umedă, reducerea

la selenit cu HCI, urmată de măsurarea fracţiunilor de izotopi în curentul de gaz (H 2Se)

generat din reducerea online a Se cu NaBH4. O serie de autori au separat diferitele specii

ale Se din probe biologice utilizând schimbători de ioni microsfere.

Tabelul 10. Determinarea seleniului prin ICP-MS

86 Valkovic, V., Nucl. Instrum. Methods Phis. Res., 1989, B40-41, 848.

55



56



Metoda Materialbiologic

Mod de lucru Specia Limita de

detecţie (µg/L)

RSD % Ref.

ICP-MS Urină Coloană schimbătoare de anioni; Digestie cu HNO3

/ HCIO4, reducere cu HCI; HNO3

(TMSe+) 0.04 µg 276

nebilizator Plasmă Se74

, Se77

,Se82 20-60 µg 1.0 272

pneumatic UrinăPlasmă

ICP-MS Urină

HG-ICP-MS Plasmă NaBH4 Se74, Se77,

Se82

0.6-1.8 ng 1.0 272

HG-ICP-MS Plasmă

Urină

Digestie cu HNO3/H2O2; reducere cu HCI; NaBH4 Se74,

Se77,

Se82

0.9 ng (50 mL)

0.3 ng (50 mL)

0.3 ng (50 mL)

1.0 273

57



CAPITOLUL VI. DETERMINAREA SELENIULUI PRIN

SPECTROMETRIA DE RAZE X

Utilizarea tehnicilor nucleare (XRF şi PIXE) în studiul rolului elementelor înurme biologice şi medicină a fost de asemenea descrisă. Multe articole publicate recent

fac referire la utilizarea spectrometriei de raze X pentru analiza multielement a fluidelor

organismului utilizând XRF şi PIXE.

Principalele avantaje ale utilizării sistemului EDXRF pentru determinarea

elementelor în urme în ţesuturi biologice sunt: dimensiunea mică a eşantioanelor,

prepararea simplă a acestora şi posibilitatea ca într-o singură măsurătoare nedistructivă să

se realizeze rapid analiza multielement.

Metoda XRF directă are sensibilitatea limitată datorită etapei de preconcentrare

necesară pentru a aduce elementele în urme la nivele detectabile. Cele mai multe metode

implică piroliza sau îngheţarea uscată dar în cazul analizei unor elemente volatile precum

Br sau seleniu se efectuează uscarea simplă a serului la temperatura ambiantă. Simpla

evaporare fizică a plasmei sanguinei sau a serului situează limita de detecţie a seleniului

50 nm/g. În timp ce îngheţarea uscată a ţesuturilor urmată de fărâmiţare aduce limita la

60 ng/g. Desigur, piroliza la 400°C pentru 5 ore poate reduce această limită de detecţie,

dar pierderile de seleniu cresc uşor. Vos şi alţii87 au studiat posibilitatea filtrării princomplexare cu 2,2-diaminodietilamina (DEN) pentru preconcentrarea elementelor în

urme din urină, dar funcţiunile aminice formează complecşi mai puternici cu elemente în

urme decât filtrele DEN.

Pentru analiza multielement a urinei umane, 25 mL, probe dopată cu ytriu ca

standard intern s-au evaporat cu atenţie, uşor şi s-au calcinat la 460°C timp de o noapte.

Alţi autori au recomandă o încălzire până la 400°C timp de cinci ore în creuzet din sticlă.

Totuşi, recuperarea seleniului adăugat ca H2SO3 a fost de numai 10%. Adaosul de acid

(HNO3) măreşte H2SO3 la 30% existând o recuperare de numai 10% pentru clorura de

trimetilselenoniu.

87 Vos,L., Robberecht, H, Van Dyck, P., Anal. Chim. Acta, 1981, 130, 167.

58



Precipitarea seleniului din lichidele de digestie utilizată de Roberech şi Grieken 88

s-a bazat pe reducerea seleniului cu HCI 6 M şi acid ascorbic la seleniul coloidal şi

absorbţia de carbon activ. Limita de detecţie absolută a seleniului nu este la fel de joasă

în cazul tehnicii AAS cu generare de hidrură dar e posibilă mărirea relativă a sensibilităţii

XRF prin marirea probelor. De asemenea, limita de detecţie este de zece ori mai mică

decât la procedura seleniului prin filtare a analitului. Studiile preliminare au urmărit

stabilirea condiţiilor optime de reacţie: concentraţia de acid în probă, cantitatea de iodură

adăugată şi influenţa timpului de reacţie. Astfel, ei au studiat fenomenele fizice precum

formarea cresitalelor şi dizolvarea seleniului elementar în concextul reacţiei şi filtrării.

Concentraţia de acid în dizolvarea seleniului format. Această dizolvare poate să aibă loc

atât în soluţie cât şi după depunerea seleniului pe filtru.

Concentraţia optimă de acid s-a situat între 0,125 şi 1 N HCI, dar întrucât estenecesar un exces de aciditate s-a utilizat HCI 1N.

A fost studiată dependenţa gradului de recuperare în funcţie de concentraţia în

iodură. O reducere cantitativă s-a obţinut pentru o concentraţie NaI mai mare de 1%.

Utilizarea unor acizi oxidanţi puternici în etapa de descompunere sugerează situarea către

partea de final a curbei pentru a asigura un exces suficient de iodură. Adaosul unui gram

de NaI în formă solidă previne eventuala formare de produşi prin reacţie redox în funcţie

de NaI. Concentraţia finală a fost de aproximativ 10%.

88 Roberecht, H, Van Griechen R., Anal. Chim., Acta, 1983, 147, 113.

59



60



Tabelul 11. Determinarea seleniului prin fluorescenţă de raze X

Material biologic Tratament Condiţiiinstrumentale

Limita dedetecţie(µg/L)

RSD % Ref.

Sânge Uscare (400°C/5h) Sursă109

Cd20 mCi;detector Si(Li)

80 282

Material biologic HNO3 / HCIO4, (215°C/30 min);

reducere la Se0 cu HCI si acid ascorbic,

filtrare pe cărbune

Sursă 109 Cd20 mCi;

detector Si(Li); ţintă

XRF (2 cm2)

20 ng 26 (25 ng

mL-1)

289

Ser Uscare O2 ; digestie cu H2SO4/ HNO3;

separare cu schimbător de ioni

Ţintă XRF 15-25 290

Sânge Digestie cu H2SO4/ HNO3/ HCIO4;

reducere la Se0; Na2S03/SnCl2 ;

coprecipitare cu Te

4.2 291

Sânge Digestie cu H2SO4/ HNO3/ HCIO4;

reducere la Se0; Na2S03/SnCl2 ;

coprecipitare cu Te

140 ng 291

Ser Uscare Detector Si(Li) 4 13.9±0.5 292

Ser Uscare la temperatura camerei Iradiere 40 Kv-mA,

3000s

100 10 293

Ser Uscare la 30°C la presiune scăzută Cl3Y ca standard

intern; 0.3-0.5

10 8-12 279

294

61



µA/10h; 100-200

µC/10 min;

accelerator Van der

Graaff

295

296

297

298Ser Digestie cu H2O2/H2SO4; reducere

HCI/hidraliză

Te ca standard intern,

detector Si(Li)

3 ng 10 299

300Bilă Uscare la temperatura camerei la

presiune scăzută

Ru ca standard intern 47-54 301

Ser

Plasmă

Sânge

Digestie cu H2O2/H2SO4; reducere la

HCI/SO2/hidraliză; coprecipitare cu Te

Y ca standard intern;

3.2 MeV la 4 MV;

accelerator Ge(Li)

2-3 ng/g <6 302

62



Consumul de iod către oxigenul dizolvat poate fi prevenit prin purjarea în soluţie

timp de 10 secunde, a unui curent de Ar.

Timpul de reacţie înaintea filtrării trebuie să fie suficient de lung nu numai pentru

reducerea completă, dar şi pentru aglomerarea particulelor de precipitat. S-a găsit că cel

puţin 10 minute sunt necesare pentru cristalizare, iar după 2 h începe dizolvarea

seleniului.

O altă procedură utilizată pentru separarea seleniului a constat în reducerea

selectivă a compuşilor cu seleniu cu un amestec de SnCI2 şi hidroxilamina şi

coprecipitarea cu Te. Alţi autori89 au utilizat APDC şi Fe ca un coprecipitat. După

precipitarea totală (25 min) la pH, filtratul uscat şi protejat cu o foaie subţire de Fromvar

a fost iradiată cu fotoni pentru 1000s. Într-o altă procedură plasma se diluează ca o soluţie

polietilenglicol-20000, soluţia conţinând y, V ca standarde interne şi o porţiune esteevaporată pe un film de polipropilena la temperatura camerei. Reziduul este analizat de

EDXRF cu anod de molibden, filtru de molibden şi un detector Si (Li) asociat cu un

sistem de procesare a pulsului şi un mini computer.

Principalul avantaj al tehnicii PIXE este că pot măsura în mod automat mai multe

elemente de interes biologic şi medical printr-o singură citire rapidă cu o pregătire simplă

a probei. Măsurătorile pot fi efectuate cu sau fără tratamentul eşantionului. Plasma sau

serul au fost tratate printr-o tehnică de preconcentrare şi reducere Se(IV) sau Se(VI) laSe(0) cu un reflux de HCI sau clorhidrat de hidrazina şi utilizând drept coprecipitat şi

standard intern Te (600 mg/mL). Uneori s-au întrebuinţat ca standard intern YCI3 sau

PbCI2.

Dacă nu este făcut tratamentul probei, nu au loc pierderi de Se în timpul stocării,

mineralizării uscate (120° C/30 min) şi iradierii cu fotoni. Piroliza la joasă temperatură

(LTA), procedura utilizând plasma cu oxigen, provocând pierderi de aproximativ 30-35%

pentru diferite materiale biologice. Analiza a 30 de eşantioane cere o zi pentru prepararea

chimică şi o zi pentru analiza instrumentală.

De îndată ce eşantionul a fost preparat, el interacţionează 100 minute cu un

fascicol de protoni obţinuţi dintr-un accelerator Van der Graff (cca 1.8 MeV) şi radiaţie X

89 Holynska, B., Markowicz, A., Chem. Anal ., 1982, 27, 263; Nagj, M., Injuk, J., Valkovic, V., J. Radioanal. Nucl. Chem., 1988, 127, 243.

63



emisa este înregistrată cu un detector Si (Li) sau Ge(Li) conectat la un analizor spectral

multicanal.

Dintre toate metodele multielement cea mai favorabilă este PIXE iar, în metode

ca fluorescenţa de raze X, activarea cu neutroni şi spectrometria de masă cu ioni

secundari există incoenveniente date de profilul elementelor.

Metodele XRF şi PIXE s-au arătat a fi metode performante de determinare a

seleniului având fiecare metode adecvate de preconcentrare. Prelevarea sângelui este bine

să se facă înainte ca animalul să-şi consume raţia alimentară. Se ştie că ingestia de furaje,

postul prelungit sau efortul fizic modifică compoziţia sângelui.

64



BIBLIOGRAFIE

1. Watkinson J.H., Anal. Chem., 1966, 38,92.

2. Geahchan, A., Cambon, P., Clin. Chem., 1980, 26, 1272.

3. Parker, C.A., Harvey, L.G., Analyst , 1962, 87, 558.Haddad, P.R., Smythe, L.E.,

Talanta, 1972, 21, 859.

4. Olson, O.E., J. Assoc., Offic. Anal.Chem., 1969, 52, 627.

5. Lane, H.W., Dudrich, S., Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1981, 167, 383.

6. Chand, C.C., Anal. Chim. Acta., 1976, 82, 213.7. Spallholz, J.E., Collins, G.F., Bioinorg. Chem., 1978, 9, 453.

8. Welz, B., Melcher, M., Neve, J., Anal. Chim. Acta, 1984, 108, 505.

9. Moreno Dominguez, T., Garcia Moreno, C., Analyst , 1983, 108, 505.

10. Peters, H.J., Koehler, H., Zentrabl. Pharm., 1982,121, 127.

11. Yang, R., Huang, J., Feng, G., Med. Lab. Sci., 1986, 43, 331.

12. Holynska, B., Lipinska-Kalita, K., Radiochem. Radioanal. Lett ., 1977, 31, 165.

13. Pettersson, J., Olin, A., Talanta, 1991, 38, 413.

14. Lalonde, L., Jean, Y., Clin. Chem., 1982, 28, 172.

15. Hall, R.J., Gupta, P.L., Analyst , 1969, 94, 292.

16. Clinton, O.E., Analyst , 1977, 102, 187.

17. Pettersson, J., Olin, A., Talanta, 1991, 38, 413.

18. Bye, R., Lund, W., Fresenius ‘Z. Anal. Chem,, 1988, 332, 242.

19. Vogel, A.I.A., Text-book of macro and semimicro qualitative inorganic analysis ,

4th ed., Longmans, London, 1954, 584.

65



20. Verlinden, M., Talanta, 1982, 29, 875.

21. Alfthan G., Anal. Chim. Acta., 1984, 165, 187.

22. Serdaru, M., Vladescu, L., Rev. Chim, 2002, 53, 582-585.

23. Watkinson, J. H., Anal. Chim. Acta, 1979, 105, 319.

24. Nygaard, D.D., Anal. Chem., 1982, 54, 803.

25. Svilvassy – vamos, Z., Lazar, J., J. Anal. At. Spectrom., 1990, 5, 705.

26. Bayfield, R.F. Romalis, L.F., Anal. Biochem., 1985, 144, 569.

27. Sheehan T., Klomp H., Westerbeek D., Neth. Milk Dairy J ., 1989, 43, 185.

28. Brown M.W., Watkinson, J.H., Anal. Chim. Acta, 1977, 89, 29.29. Zheng, Y.-X., Lu, D.-H., Mikrochim. Acta., 1992, 106, 3.

30. Suzuki, T., Hongo, T., Kobayashi, K., Nutr. Res., 1989, 9, 839.

31. Rudolph, N., Shing, S.L., Pediatr. Res., 1978, 12, 789.

32. Chen, S.Y., Collipp, P.J., Boasi, L.H., Ann. Nutr. Metabol , 1982, 26, 186.

33. Saeed, K., Tomasen, Y., Anal. Chim. Acta, 1982, 143, 223.

34. Sahunuma, R., Ogawa, T., Bull. Environ. Contam. Toxicol ., 1993, 50, 19.

35. Li, J., Wang, Y., Wei, J., Tang, Y., Fenxi Shiyanshi, 1997, 16 (5), 52.

36. Bidini, M.E., Pardo, J., Araneibia, V., Talanta, 1990, 37 (4), 439.

37. Laitalainen, T., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1983, I, 333.

38. Alftar, H., Tor, I., Apak, R ., Analyst , 1989, 114 (10), 1315.

39. Kasterna, B., Dobrowolski, J., Chemia Analityczna, 1987, 32, 749.

40. Cheng, K.L, Anal.Chem., 1956, 28 (II), 1738.

41. Alftar, H., Apak, R., Tor, I., Analyst , 1989, 114 (14), 1319.

42. Altfar, H., Tor, I., Apak, R., Analyst , 1989, 114 (10), 1315.

66



43. Pien, J., Lait , 1937, 17, 673.

44. Cheng, K.L., Anal. Chem., 1956, 28 (II), 1738.

45. Hoste, J., Anal. Chim, Acta, 1948, 2, 402.

46. Hoste, J., Gilis, J., Anal Chim. Acta, 1955, 12, 158.

47. Singh, N., GArg, K., Analyst , 1986, 111 (2), 247.

48. Ringbom, A.Z, Anal. Chem., 1939, 115, 332.

49. Ayres, G.H., Anal. Chem., 1949, 21, 652.

50. Irving, H.M.N., Dithizone, The Chemical Society Analytical Scienes Monograph

no.5, 1977.51. Stary, J., Marek, J., Chem. Comm, 1970, 519.

52. Stary, J., MAek, J., Kratzer, K ., Anal. Chim. Acta, 1971, 57, 393.

53. Ramakrishna, R.S., Irving, H.M.N.H., Chem. Comm., 1969, 1356.

54. Ramakrishna, R.S., Irving, H.M.N.H., Chem. Comm., 1970, 49, 9.

55. Campbell, A.D., Yahaya, A.H., Anal. Chim. Acta, 1980, 119, 171.

56. Afkhami, A., Safavi, A., Massoumi, A., Talanta, 1992, 39 (8), 993.

57. Shaopu, L., Guangming, Z., Zhigui, H., Talanta, 1990, 37 (7), 749.

58. Mu-ging, Y., Gui-sing, L., Huan Jing Hua Xue, 1982, 1, 467.

59. Mu-ging, Y., Gui-sing, Quin-han, J., Talanta, 1983, 30, 265.

60. Gui-zhu, Z., Hui-ming, S., Hen Liang Fen XI , 1986, 1, 28.

61. Safavi, A., Afkhami, A., Massoumi, A., Anal. Chim. Acta, 1990, 232, 351.

62. Cutter, G.A., Anal. Chem., 1981, 57, 295.

63. Milovanivic, G., Petronijevic, R.B., Cakar, M., Mikrochim. Acta., 1988, 128 (1-

2), 347.

67



64. Zhang, Y., Liu, D., Li, J., Guandong Weiliang Yuansu Kexue 1997, 4 (9), 45.

65. Feng, Q., Ouyang, C., Gao., J., Anal. Lett ., 1998, 31 (9), 1593-1602.

66. Lund, W., Thomassen, Y., Doevle, P., Anal. Chim. Acta, 1977, 93, 53.

67. Fuavao, V.A., Porter, B.L., Anal. Lett ., 1989, 22, 71.

68. Lin, W., He, Y., Zhao, G., Lihua Jianyan, Huaxue Fence, 1989, 25, 33.

69. Brooks, R.R., Wills , J.A. Assoc. Off. Anal. Chem., 1983, 66, 130.

70. Oster, O., Prellwitz, W., Clin. Chim. Acta, 1982, 124, 277.

71. Ringstad, J., Thelle, D., Acta Pharmacol. Toxicol ., 1986, Suppl. 59, 336.

72. Welz, B., Schlmmer, G., Voellfopf, U., Spectrochim Acta, 1984, 39B, 501.

73. Alexander, J., Saeed, K., Thomassen, Y., Anal. Chim. Acta, 1980, 120, 377.

74. Hughet, C., Champpius, P., Peynet, J., Ann. Biol. Clin., 1983, 41, 277.

75. Garcia-Olalla, C., Robles, L.C., Aller, A.L., Anal. Sci., 1991, 7, 611.

76. Teague-Nishimura, J.E., Tominaga, T., Anal. Chem., 1987, 59, 1647.

77. Knowles, M.B., Brodie, K.G., J. Anal. At. Spectrom, 1988, 3, 511.

78. Voth-Beach, L.M., Shrader, D.E., Spectroscopy, 1986, 1, 49.

79. Emteborg, H., Bordin, G., Rodriquez, A.R., Analyst , 1998, 123 (5), 893.

80. Voth-Beach, L.M., Shrader, D.E., Spectroscopy, 1986, 1, 49.

81. Saeed, K., Thomassen, Y., At. Spectrosc, 1983, 4, 163.

82. Vos,L., Robberecht, H, Van Dyck, P., Anal. Chim. Acta, 1981, 130, 167.

83. Roberecht, H, Van Griechen R., Anal. Chim., Acta, 1983, 147, 113.

84 l k k i A Ch A l 1982 2 263 j j k

Date post:	03-Apr-2018
Category:	Documents
Upload:	miha-miha
View:	233 times
Download:	0 times

licenta chimie

Documents