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Determinazione di arsenico mediante voltammetria di stripping anodico con elettrodo in oro

Informazioni tesi

  Autore: Marco Lazzara
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Torino
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Metodologie Chimiche Avanzate
  Relatore: Ornella Abollino
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 142

L’intento di questo studio è stato di mettere a punto ed ottimizzare un metodo per la determinazione dell’arsenico(III) mediante voltammetria di stripping anodico facendo uso di un elettrodo solido d’oro rotante laterale. Prima di iniziare, si è effettuato uno studio tramite ICP-AES sulla stabilità di soluzioni standard di As(III). Nella prima parte del lavoro di messa a punto del metodo, sono stati ricavati i valori dei parametri strumentali e le condizioni d’analisi per rendere ottimale la determinazione. Sono state poi valutati linearità, ripetibilità, accuratezza, limiti di quantificazione e di rivelabilità del metodo proposto. Si è ancora valutato l’effetto di potenziali interferenti cationici e anionici sulla determinazione. Il metodo è stato infine testato su di un campione di acqua di rubinetto addizionata di 5 ug/l (valore limite di legge dell’Unione Europea). Si è inoltre studiato il comportamento elettrochimico di As(III) all’elettrodo tramite voltammetria ciclica e calcoli teorici. Parallelamente, si è effettuato uno studio della superficie attiva dell’elettrodo mediante voltammetria ciclica, microscopia a scansione elettronica e microscopia ottica, valutando le prestazioni dell’elettrodo in funzione dello stato superficiale. Infine, si è testato il metodo di speciazione As(III)/As(V) proposto da Chapell, che si basa su di una metodologia separativa attraverso estrazione con solvente, a cui segue analisi in assorbimento atomico mediante atomizzazione elettrotermica via fornetto di grafite trasversale.

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1 Introduzione L’arsenico è un elemento particolare, in quanto fa parte della categoria dei semimetalli, trovandosi quindi a metà strada tra le proprietà dei metalli e quelle dei non-metalli. L’importanza di uno studio sulla determinazione di questo elemento è legata alla tossicità delle sue varie forme. La causa della tossicità dell’arsenico è dovuta in larga parte alla sua grande somiglianza dal punto di vista chimico col fosforo, che può sostituire in alcune reazioni biochimiche. Tra i problemi causati dall’avvelenamento da arsenico si possono citare malattie epidermiche, respiratorie, cardiovascolari, gastrointestinali, genetiche, mutageniche, cancerogeniche. Tutte le forme di arsenico vengono ritenute tossiche, ma sono la mobilità, la forma chimica e la capacità d’interagire con composti endogeni dell’organismo umano a determinare il grado di tossicità delle varie specie. L’As(III) risulta infatti 25-60 volte più tossico dell’As(V), e centinaia di volte più tossico dell’arsenico elementare e delle forme organiche. Le forme di arsenico organico sono molto meno pericolose delle forme inorganiche, in quanto vengono in genere prontamente eliminate dall’organismo. Secondo direttive della Food and Agricolture Organization (FAO) e della World Health Organization (WHO), una quantità di arsenico di 15 μg/kg a settimana è il massimo apporto tollerabile per un essere umano. L’Environmental Protection Agency (EPA), considera l’arsenico un inquinante prioritario a causa della sua tossicità verso un ampio spettro di organismi anche a livello di tracce; in ragione di ciò il limite massimo della presenza di questo elemento per le acque potabili è stato abbassato da 50 a 5 g/l. Recentemente, anche l’Unione Europea ha ridotto il limite da 10 a 5 μg/l. Nel corso degli anni sono state registrate diverse e spesso consistenti contaminazioni di falde acquifere e terreni in varie parti del mondo, come in Stati Uniti e Regno Unito, e soprattutto in Bangladesh, Cina e India. È attestato che 32 milioni di americani bevono acqua contenente più di 2 μg/l di arsenico. In Bangladesh, dove si registrano numerosi casi di inquinamenti di falde acquifere a causa dell’elevata presenza di arsenico inorganico di origine geologica, nell’acqua che viene normalmente consumata può raggiungere l’elevato quantitativo di 2 mg/l. Si stima che siano quindi a rischio 50 milioni di persone, e questo potrebbe diventare il più grande disastro di avvelenamento umano mai verificato. Da tutto ciò nasce la necessità di poter disporre di tecniche per la determinazione dell’arsenico e, date le basse quantità d’interesse, di tecniche analitiche sufficientemente sensibili; inoltre la differenza in tossicità delle varie specie evidenzia l’interesse di poter disporre di un metodo che permetta di poter distinguere il contributo di As(III) e As(V).

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