LABORATOŘ Z ANALYTICKÉ CHEMIE III
- Zimní semestr -
Úloha
III.
STRIPPING VOLTAMETRIE
Vyučující:
Specializace, výuka dne:
Ing. Dr. Ivan ŠVANCARA
........................................
Ing. Radovan METELKA
........................................
ÚKOLY A ZÁMĚRY:
z
seznámení s technikou stripping voltametrie, obsluhou příslušné instrumentace a prací s ovládacím software u použitého analyzátoru úvod do problematiky elektrochemické stopové analýzy měření s rtuťovými filmovými elektrodami a jejich charakterizace praktické procvičení postupu při stanovení těžkých kovů ve vodných roztocích a seznámení s metodou vícenásobného standardního přídavku pro kvantitativní analýzu předložených vzorků zpracování a vyhodnocení výsledků.
z z z
z
1.
TEORETICKÁ ČÁST
1.1 Elektrochemická stripping analýza Elektrochemická stripping analýza (ESA [1]) je analytická technika, u níž se využívá během tzv. prekoncentračního kroku nahromadění stanovované látky z roztoku vzorku na povrch nebo do nitra pracovní elektrody. Následně se sleduje elektrochemické chování nahromaděné látky během rozpouštěcího "stripping" kroku. Ke zvýšení účinnosti se prekoncentrace provádí za míchání roztokem vzorku. Mezi oba základní kroky se obyčejně zařazuje doba klidu, potřebná k ustálení rovnováhy na elektrodě před vlastním elektrochemickým měřením. Princip stripping voltametrie (SV), která je v praxi nejvíce používanou modifikací ESA, je založen na tom, že v důsledku vnějšího vnuceného potenciálu podléhá předem nakoncentrovaná látka elektrochemickým přeměnám, jež jsou spojeny s průtokem proudu. Celý proces se pak zaznamenává jako změna proudu v závislosti na vkládaném napětí. Podle způsobu provedení prekoncentračního kroku lze rozlišit několik variant voltametrické stripping analýzy; např. průchod proudu, vyvolaný vloženým konstantním potenciálem, je nezbytný u stripping voltametrie s elektrolytickým nahromaděním, zatímco u adsorptivní či extraktivní stripping voltametrie se využívá k nakoncentrování látek příslušných fyzikálněchemických pochodů neelektrochemické povahy. Pro analytické účely je výhodné spojit proces nahromadění se sledováním v módu diferenčně pulsní voltametrie, DPV. Tato kombinace je známa jako tzv. diferenčně pulsní stripping voltametrie (DPSV) a existuje ve dvou základních obměnách podle specifikace prováděného stripping kroku; jako diferenčně pulsní anodická stripping voltametrie (DPASV) a diferenčně pulsní katodická stripping voltametrie (DPCSV [2]). Analytické postupy, využívající jednotlivé varianty DPSV, pak představují metody, u nichž je snížení meze detekce dosaženo nejen vlastním nakoncentrováním, ale i způsobem snímání signálu v režimu DPV. Tato obecně velmi účinná detekce spolu s možností nahromaďování látek i z velmi zředěných roztoků činí z metod DPSV nástroj schopný konkurovat nejmodernějším spektrálním technikám jak z pohledu možností dosáhnout mimořádně nízkých mezí detekce, tak z hlediska potřebné selektivity u stanovení jednotlivých iontů a sloučenin v nejrozmanitějších typech vzorků. _______________________________________ [1,2] viz Poznámky a doplňky k textu , str. 16
1.2 Rtuťové filmové elektrody O úspěchu metod, využívajících některou z variant DPSV rozhoduje do značné míry i volba vhodného detekčního systému, v němž se postupem času oblíbenou pracovní elektrodou stala rtuťová filmová elektroda (MFE [3]). Jde o velmi tenký povlak kovové rtuti vylučovaný na inertním povrchu nosné elektrody, obvykle z uhlíkových materiálů, včetně uhlíkové pasty [4] a speciálních uhlíkových inkoustů [5]. Nosná elektroda slouží nejen jako substrát k nanášení rtuťového filmu, ale umožňuje také vodivé spojení filmu s elektrickým obvodem. Mikroskopické studie prokázaly, že rtuťový film je ve skutečnosti tvořen souborem miniaturních kuliček elementární rtuti s průměrem často menším než 1 µm (viz obr. 1 vpravo). MFE se připravuje dvojím způsobem: buď se rtuťový film se elektrolyticky vylučuje externě ze zvláštního roztoku s rozpuštěnou rtuťnatou solí, nebo se film rtuti vytváří „in situ“, tj. přímo v analyzovaném roztoku, který obsahuje přídavek částic HgII. Zatímco v prvním případě se povlak rtuti obnovuje jen čas od Obr. 1: času, při vylučování in situ se obvykle Mikroskopický snímek povrchu uhlíkové pasty vytváří pro každé nové měření. V porovnání s vyloučeným rtuťovým filmem. ( 1 : 3 000 ) s visící rtuťovou kapkou (HMDE [6]), jež se ve stripping voltametrii používá nejvíce, není MFE tolik náchylná na mechanickou manipulaci (např. při měřeních přímo v terénu), eliminuje používání problematické kovové rtuti a v neposlední řadě s ní lze dosáhnout i nižších mezí detekce. Na druhé straně jsou však měření s MFE méně selektivní než se rtuťovou kapkou, neboť filmové elektrody trpí výrazněji interferencemi [7] při analýze vzorků se složitější matricí.
1.3 Stripping voltametrie v analytické praxi Stripping voltametrie patří i v současnosti k standardním analytickým technikám pro stopovou a ultrastopovou analýzu [8] anorganických iontů a molekul, organických látek či řady léčiv a biologicky důležitých sloučenin. DPASV se rtuťovými elektrodami je vhodná zejména k analýze těžkých kovů, např. Pb, Cd, Cu, Bi, Tl a Zn. Pevné (tuhé) elektrody z uhlíku a drahých kovů lze použít pro DPASV i DPCSV a uplatňují se při stanoveních mnoha dalších elementů, např. ušlechtilých kovů (Ag, Au, Hg), kovů skupiny železa (Fe, Co, Ni), platiny (Pt, Ir, Pd) popř. řady dalších (Be, Al, In, Ge, Sn, Sb, Te, V, Cr, Mo a Mn); voltametricky stanovitelné jsou i některé nekovy (např. As a Se). Z organických látek se stanovují např. dusíkaté a kyslíkaté deriváty, chlorované polyaromatické uhlovodíky, či syntetická barviva a pesticidy. V poslední době byly navrženy i nesčetné metody pro využití stripping voltametrie při analýze potravin, farmakologických preparátů a biologicky důležitých sloučenin. Stanovení lze provádět v nejrůznějších typech vzorků, které se však musí před analýzou náležitě upravit. Pro vzorky vod se často vystačí s UV-zářením a ultrazvukem, pro pevné vzorky se v současnosti využívají převážně moderní vysokotlaké mineralizace. _________________________________________ [3-8] viz Poznámky a doplňky k textu, str. 16-17
2.
EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST
2.1 Použité přístroje a zařízení V práci bude používán polarografický a voltametrický analyzátor PPA-02 (LABIO a.s.) ve spojení s osobním počítačem (PC) a v případě potřeby [9] i s připojeným elektrodovým stojanem SMDE (Laboratorní přístroje), jenž je přizpůsoben pro práci s CPE:
Obr. 2: Sestava pro měření na analyzátoru „PPA-02“ (Varianta s připojeným externím stojanem)
Analyzátor PPA-02 je počítačem ovládaný kompaktní přístroj se zabudovaným elektrodovým systémem s HMDE. (Při použití jiného typu pracovní elektrody, např. CPE, je možnost jednoduchého připojení externí elektrodové cely.) Přístroj se vyznačuje snadnou obsluhou s nabídkou rutinních metod kvalitativní a kvantitativní analýzy. Jeho jistou slabinou je ovládací software v operačním systému DOS, čímž jsou jen z malé části využity možnosti současné výpočetní techniky. Součástí celého měřícího vybavení je i tlaková láhev s redukčním ventilem pro přívod inertního plynu, napojená na spouštěcí zařízení přístroje PPA-02, jež ovládá přístup plynu do měřící cely s analyzovaným roztokem.
2.2 Obecné pokyny 2.1.1 Příprava k měření Nejprve je nutno zkontrolovat, zda je pracovní místo řádně připraveno a podle přiloženého seznamu ověřit úplnost vybavení, potřebného k provedení celé úlohy. Veškeré nádobí důkladně vymyjte destilovanou (deionizovanou) vodou. Do nádobek pro voltametrickou analýzu − uložených v přistavených kádinkách − připravte roztok(y) základního elektrolytu podle příslušného návodu u jednotlivých úkolů. _____________________________________ [9] viz Poznámky a doplňky k textu, str. 17
Zásobní a standardní roztoky se přelijí v potřebném množství do připravených kádinek, z nichž budou tyto roztoky pipetovány. Pro pipetování budou používány výhradně automatické pipety, s jejichž správnou obsluhou je nutno se předem obeznámit od vyučujícího [10]. Po upevnění nádobky s připraveným elektrolytem do elektrodového stojanu, je nutné každý nově připravený roztok probublat inertním plynem, čímž se odstraní v elektrolytu rozpuštěný kyslík. K tomu je nutné za asistence vyučujícího nastavit redukčním ventilem na tlakové láhvi průtok plynu tak, aby plyn přiváděný do roztoku vytvářel souvislý "řetízek" bublinek. Probublávání lze spouštět i tlačítkem PURGE na čelním panelu analyzátoru. Každý nově připravený roztok se probublává min. 5 minut. Poznámka: Čištění roztoků proudem inertního plynu lze provádět i za přítomnosti všech elektrod. Po ukončení probublávání se však před vlastním měřením musí odstranit bublinky ulpěné na povrchu pracovních elektrod. K měřením se připraví příslušná pracovní elektroda i zbývající elektrody: • Držák s uhlíkovou pastou, „CPE“: Pootočením pístu držáku se vytlačí cca 0,5 mm silný roubík uhlíkové pasty, který se odstraní (otře) a takto nově získaný povrch pasty se vyhladí filtračním papírem navlhčeným destilovanou vodou. Po vytlačení a vyleštění povrchu uhlíkové pasty je pak nutno u pouzdra pootočit pístem zpět, aby se uvolnil tlak v pouzdře, ale aby nedošlo k přerušení kontaktu uvnitř pouzdra − mezi náplní pasty a koncem pístu. Obnovený pracovní povrch CPE by měl být hladký, prostý jakýchkoliv rýh a pasta musí vyplňovat celý otvor koncové části [11]. Připravená CPE se zasadí do otvoru stojanu, je-li třeba, její dřík se utěsní Parafilmem [12] a do zdířky v pístu se připojí příslušný kabel s banánkem. • Elektroda ze souboru „SPE 1-6“ [13]: Zvolená elektroda („proužek“) se opatrně vyjme ze zásobníku; nejlépe uchopením za hrany, aby nedošlo k dotyku s natištěným inkoustem. Horní částí − opatřenou nálepkou s číslem „1“ až „6“ −, se elektroda připojí k nástavci „SPE“ uchopením do krokodýlku. (Upevnění SPE musí být provedeno velmi opatrně a jen na okraji proužku, aby nedošlo k poškrábání povrchu SPE 1-6 ostrými hranami či zoubky kontaktu !) Nástavec s elektrodou se poté zastrčí do příslušného otvoru v nosné hlavě elektrod a jeho poloha upraví tak, aby proužek SPE zasahoval asi 1 cm pod hladinu analyzovaného roztoku. Nakonec se do horní části nástavce připojí přívodní kabel analyzátoru. • Referentní chlorido-stříbrná („Ag/AgC“l) a pomocná Pt-elektroda: Při jejich kontrole je je třeba věnovat pozornost zejména jejich upevnění v hlavě elektrodové cely spolu s pracovní elektrodou a zasunutým rotačním míchadlem. (Jeho funkci je třeba zvlášť zkontrolovat: otáčení hřídele by nemělo být ovlivněno ani rozmístěním elektrod, ani polohou nádobky samotné.) Míchadlo lze manuálně ovládat tlačítkem STIRRER na čelním panelu analyzátoru.
2.1.2 Ovládání analyzátoru PPA-02 Zahájení práce - Zapnout analyzátor (na zadní straně přístroje) a osobní počítač, včetně monitoru - příkazem: C:\uloha se spustí program „PPA-02“; zobrazí se Hlavní menu (obr. 3). Volba experimentálních podmínek - V hlavní nabídce vyhledat položku PARAMETERS; zobrazí se první strana menu Parametry (obr. 4 a) s předvolenými a doporučenými podmínkami měření. (Bližší podrobnosti o jednotlivých parametrech - viz Hlavní menu: INFORMATIONS) - zkontrolovat, zda jednotlivé hodnoty v menu souhlasí s parametry uvedenými na obr. 4 b a popř. provést příslušnou korekci. Volbu parametrů ukončit klávesou End. ___________________________________________ [10-13] viz Poznámky a doplňky k textu, str. 17-18
Obr. 3: Software PPA-02 „Hlavní menu“ ovládání: kurzory
←
→
Obr. 4 a: Software PPA-02 menu „Parametry, str. 1“ ovládání: kurzory ← → tabulátor ← → vstup Enter konec End
Obr. 4 b: Software PPA-02 menu „Parametry, str. 2“ ovládání: kurzory ← → vstup Enter konec End
- na zobrazené druhé části menu Parametry (obr. 4 b) opět provést kontrolu a volbu podmínek stejným způsobem. Znovu ukončit klávesou End. Poznámka: Posledně deklarovaný soubor podmínek je při novém použití programu vždy automaticky vyvolán. Jsou-li v tomto původním menu provedeny nějaké změny, je nutno upravený soubor parametrů znovu uložit pod zvoleným označením, např. metoda-1 až n.
Analýza - V hlavní nabídce vyhledat příkaz ANALYSIS; zobrazí se menu Analýza (obr. 5) a v něm zvolit položku VOLTAMMETRIC CURVE Měření a ukládání záznamů - Z nabídky Analýza zvolit příkaz MEASUREMENT, který aktivuje menu Měření, znázorněné na obr. 6. V jeho pravém horním rohu jsou uvedeny všechny parametry metody a vpravo uprostřed nápis R E A D Y (stav „pohotovosti“ před a po měření). - do řádku NAME: ________________ vypsat zvolený kód pro označení záznamu křivky, která bude následovat. (Způsob kódování je uveden u jednotlivých úloh I. až V.) - další pomocné údaje do zbývajících řádků v nabídce ( SAMPLE VOLUME: ___ …, ELECTROLYTE: ___ …, COMMENT:___ ) se nevypisují a přejde se přímo na řádek START (dolní lišta, vlevo dole); přístroj je připraven k měření - po iniciaci příkazu START probíhá měření (odst. 2.1.3), po němž se kódem označený záznam uloží na příkazem SAVE (spodní lišta menu), což program potvrdí. Zpracování uložených záznamů: vyhodnocení velikosti píků - V menu Analýza označit příkaz DRAWING OF THE ARCHIVE CURVE, který umožní vstup do databáze již zaznamenaných a uložených křivek - v adresáři D:\ppa2\data\ vyhledat (kurzorem a klávesami Page Down / Up) podle zvoleného kódu požadovaný soubor, jenž se zobrazí jako křivka s příslušnými údaji v menu Měření - na spodní liště tohoto menu (viz obr. 6) se označí příkaz PEAK, čímž se aktivuje podprogram pro vyhodnocování (zobrazí se červená šipka ↑ zcela vlevo). - pohybem šipky nad křivkou pomocí kurzorů ← → lze pak vyhledat počáteční a koncové body pro určení spojnice a vyhodnocení výšky příslušného píku [14]. Postupně se volí se poloha obou bodů (Ctrl+Enter) a označí se vrchol píku (v místě šipky Ï). - po provedené specifikaci píku, např. chemickou značnou, se zobrazí dvě základní charakteristiky vyhodnoceného signálu: velikost píku, IP (v µA), a jeho poloha (v mV). Hodnota IP se zaznamená a stejným způsobem se vyhodnotí také případné další píky na téže křivce (viz obrázek v úloze II.) - podprogram pro vyhodnocování píků se ukončí klávesou End.
2.1.3 Pracovní postup Pro všechna prováděná měření budou společné následující kroky obecného postupu: • Analýza je zahájena příkazem START (viz menu Měření). • V první fázi probíhá krok elektrolytické akumulace, při níž je roztok automaticky promícháván a vložený konstantní potenciál nahromadění indikován LC-displajem na panelu přístroje. Po vypnutí míchadla následuje doba klidu (cca 10 s). • Měření („stripping krok“) zahajuje bezprostředně poté a nyní proměnné napětí je opět sledováno displejem. Záznam je v reálném čase zobrazován na monitoru počítače. • Po dosažení konečného potenciálu polarizace elektrody je celé tříkrokové měření automaticky ukončeno, což je indikováno červeným nápisem R E A D Y. Poznámka: Celý postup je třeba nejprve vyzkoušet za asistence vyučujícího ! _____________________________________ [14] viz Poznámky a doplňky k textu, str. 18
Obr. 5: Software PPA-02 menu „Analýza“ ovládání: kurzory ← → vstup Enter výstup Esc
Obr. 6: Software PPA-02; menu „Měření“
ovládání:
tabulátor vstup
← → Enter
Úloha I : Úvod do měření se rtuťovými filmovými elektrodami Princip: Ve stripping voltametrii se rtuťové filmové elektrody nejvíce používají pro stanovení těžkých kovů ve vzorcích, kde jsou přítomny v podobě jednoduchých iontů. Během prekoncentrace při dostatečně negativním potenciálu dochází na MFE k redukci těchto iontů na elementární kov a následné tvorbě amalgamu. V této podobě nahromaděný těžký kov je poté znovu oxidován během anodického scanu [15]. Oba děje lze vyjádřit chemickými rovnicemi: Men+ + n e− + x Hg Me(Hg)x − n e−
→ Me(Hg)x → Men+ + x Hg
prekoncentrační krok stripping krok
Při použití techniky DPV se zpětná oxidace kovů v amalgamu registruje v podobě píků, jejichž poloha charakterizuje daný element (potenciál píku, EP), zatímco jejich výška (velikost píku, IP [13]) udává množství kovu nahromaděného za daných podmínek. Pracovní postup:
a) Základní elektrolyt se připraví napipetováním 18 ml destilované vody + 2 ml 1M HCl
+ 200 µl 0,005 M Hg2+ do voltametrické nádobky [16]. Tento roztok se probublá inertním plynem; mezitím se připraví pracovní elektroda označená „CPE“ a obnoví se její povrch (viz. odst. 2.1.1 a také pozn. [11]). Před zahájením měření je vhodné zkontrolovat, zda jsou v menu Parametry navoleny příslušné experimentální podmínky [17]. Změřené křivky se budou označovat jednotným kódem [18], v této úloze jako XX1A-1(2 resp. 3). Při prvním měření podle návodu z odstavce 2.1.1 se získá tzv. základní linie [19], znázorněná na obr. I a. Automatickou pipetou se poté nadávkuje (příslušným otvorem v teflonové hlavě elektrodové cely) 400 µl 5×10-4 M Pb2+, roztokem se několik sekund zamíchá (tlačítkem STIRRER) a po vypnutí míchadla se zahájí nové měření a zaznamená se křivka s píkem Pb. V případě potřeby se ještě upraví podmínky a celé měření se zopakuje.
b) Připraví se nový základní elektrolyt o stejném složení, nechá se probublat a mezitím se odejme z cely elektroda CPE, uloží se do kádinky s destilovanou vodou a k měření se připraví jedna ze série tištěných elektrod, SPE 1-6 (viz odst. 2.1.1). Upraví se příslušné parametry [17] a podobně jako v bodě a) se s touto elektrodou provede měření v základním elektrolytu a po přídavku Pb2+, přičemž příslušné křivky budou tentokrát označeny XX1B-1(2 popř. 3) Pokyny pro zpracování výsledků: • Pozorování z jednotlivých měření využijete v následujících úlohách, zejména při volbě optimálních podmínek pro daný typ experimentu.
______________________________________________ [11,14-19] viz Poznámky a doplňky k textu, str. 18-19
Úloha I : Úvod do měření s rtuťovými filmovými elektrodami ( Vzorové voltamogramy )
Obr. I a: Záznam typické základní linie MF(CPE) anodickou stripping voltametrií
Obr. I b: Oxidační pík Pb na tištěné elektrodě s vyloučeným rtuťovým filmem při měření anodickou stripping voltametrií
Úloha II : Charakterizace rtuťových filmů vyloučených na dvou různých uhlíkových substrátech a jejich testování pro stanovení iontů Pb2+ Princip: Vlastnosti nosných elektrod CPE a SPE, jež se přímo promítají do chování příslušných MFE, lze charakterizovat některými vybranými kritérii, např. celkovým průběhem základní linie, tvarem jednotlivých píků a jejich vzájemným rozlišením, citlivostí a reprodukovatelností měření, či úrovní hladiny zbytkových proudů [20]. U tištěných elektrod, pocházejících z jedné šarže (série) lze předpokládat, že jejich chování bude identické nebo alespoň velmi podobné. Právě ověření platnosti tohoto konstatování bude stěžejní náplní experimentální práce v této laboratorní úloze. K získání experimentálních dat pro vyhodnocení uvedených parametrů jsou při anodické stripping voltametrii s MFE zvláště vhodné testovací měření s ionty Pb2+ [21]. Pracovní postup:
a) K měření se připraví elektroda SPE 1 a základní elektrolyt o složení: 18 ml destilované
vody + 2 ml 1M HCl + 200 µl 0,005 M Hg2+. Do něj se napipetuje 400 µl 5×10-4 M Pb2+ a dle poznatků z předchozích měření v úloze 1 b se ještě upraví doba elektrolytické akumulace tak, aby měl očekávaný signál optimální velikost [22]. Nyní se provede série 6 až 7 opakovaných měření se stále stejnou elektrodou SPE 1 za podmínek a zásad jako v předchozím úkolu [křivky XX2A-1a až f (g)]. Poté se analogickým způsobem a v tomtéž roztoku proměří i zbývající elektrody SPE 2 až 6 a to postupně, jedna po druhé. (Příslušné soubory uložených křivek ponesou označení XX2A-2a až e(f), XX2A-3a až f(g) atd.)
b) Nachystá se nový elektrolyt stejného složení (zatím bez přídavku Pb2+), pracovní elektroda CPE a v menu Parametry se nastaví se zvolené podmínky. Známým způsobem se zaznamená křivka základního elektrolytu (jako XX2B-ze), do roztoku se napipetuje 100 µl 5×10-4 M Pb2+, krátce zamíchá a zaznamená se příslušná odezva (XX2B-pl). Roztok se znovu proměří ještě po dalších dvou až třech identických standardních přidáních iontů Pb2+ (tzv. alikvotní přídavky), a křivky takto získané kalibrace se uloží jako XX2B-p2 až p4. Mezi jednotlivými přídavky se vždy znovu krátce promíchá analyzovaný roztok. Pokyny pro zpracování a vyhodnocení výsledků: • Porovnáním záznamů s MF(CPE) a MF(SPE) posuďte vliv použitého typu substrátu na chování rtuťového filmu a zjištěné rozdíly se pokuste interpretovat podle textu v pozn. [20]. • Vyhodnocením velikosti píků Pb dle postupu v odst. 2.1.2 pro všechny záznamy XX2A-1a až e, XX2A-2a až f atd., vyjádřete pro jednotlivé elektrody SPE 1-6 hodnotu reprodukovatelnosti, R. (viz [19]). Při výpočtu postupujte podle názorného příkladu (tamtéž). • Data z kalibračních měření s MF(CPE zpracujte v podobě kalibrační křivky o souřadnicích IP [µA] vs cMe [µM] − např. v editoru Excel, jež máte k dispozici v počítači. Ke grafu uveďte i numerický tvar regresní přímky a korelační koeficient (viz obr. II b a pozn. [23,24]). • Z provedených měření odhadněte také průměrnou úroveň zbytkových proudů (v µA) u obou typů MFE a výsledky zahrňte do protokolu. ___________________________________________ [20-24] viz Poznámky a doplňky k textu, str. 19-20
Úloha II : Charakterizace rtuťových filmových elektrod: Kalibrační křivka Pb na MF(CPE) ( Vzorový voltamogram a graf )
Obr. II a: Ukázka způsobu vyhodnocení velikosti a polohy píku Pb získaného s MF(SPE) pomocí software „PPA-02“
Obr. II b: Kalibrační křivka olova na elektrodě MF(CPE)
Úloha III : Stanovení iontů Pb2+ v předloženém vzorku Princip: Ke kvantitativní analýze se v současnosti volí ve velké většině případů tzv. metoda vícenásobného standardního přídavku, která je rychlá, úsporná, dostatečně přesná a poměrně značně nezávislá na projevech matrice vzorku. V neposlední řadě je to asi jediná metoda kvantitativní analýzy, kterou lze automatizovat a tudíž využít i u počítačem plně řízených analyzátorů. Opakování téhož přídavku o definovaném objemu a známé koncentraci bezpečně zajišťuje kontrolu proporcionality signálu s koncentrací. Pracovní postup: Obdržený vzorek obsahující neznámou koncentraci iontů Pb2+ [25] se doplní destilovanou vodou po rysku. Takto připravený zásobní roztok vzorku bude analyzován ve dvou podílech − pro stanovení na obou typech MFE, přičemž série měření během stanovení s MF(CPE) bude prováděna na stejném povrchu uhlíkové pasty.
a) Do elektrolytu o složení 8 ml destilované vody + 2 ml 1M HCl + 200 µl 0,005 M Hg2+ se napipetuje 10 ml zásobního roztoku vzorku. Po důkladném probublání inertním plynem se připravený roztok vzorku zanalyzuje s elektrodou CPE. Nejprve se zaznamená křivka vzorku, kterou je vhodné pro kontrolu zreprodukovat (XX3A-v1 popř. v2). Poté se do roztoku nadávkuje přídavek roztoku 5×10-4 M Pb2+ zvoleného objemu [26], opět se provede analýza a zaznamená křivka XX3A-p1. Do stejného roztoku se znovu aplikují další dva až tři stejné přídavky standardního roztoku Pb2+ a zaregistrují odpovídající křivky XX3A-p2 až p3(p4).
b) K analýze se připraví druhý vzorek identického složení a ze souboru SPE 1-6 vybere elektroda, která během testovacích měření v úloze II poskytla nejlepší výsledky [27]. Jinak při analýze druhého vzorku postupujte stejně jako u prvního vzorku. (Situaci po prvním standardním přidání ilustruje i obrázek na následující stránce.) Zaznamenané křivky se v této úloze ukládají jako: XX3B-v1(v2), XX3B-p1, XX3B-p2, atd. Pokyny pro zpracování výsledků a jejich vyhodnocení: • Koncentrace olova v analyzovaném roztoku, cPb, se zjistí graficky; extrapolací regresní závislosti v souřadnicích IP [µA] vs cPb [µM], kdy velikost píku Pb (popř. průměr velikostí dvou píků z opakovaných měření v1 a v2) je vynášena přímo na ose y (tj., pro cPb = 0; [28]), jak znázorňuje obr. III b na vedlejší stránce. • Koncentraci cPb přepočtěte na obsah Pb v µg / 100 ml, tj. na objem odměrky s předloženým vzorkem. Při výpočtu uvažujte i příslušný zřeďovací faktor. [ M (Pb) = 207,19 g.mol-1 ]
________________________________________ [25-28] viz Poznámky a doplňky k textu, str. 20
Úloha III : Stanovení Pb a Cd v předloženém vzorku ( Vzorový voltamogram a graf pro vyhodnocení cPb )
Obr. III a: Stanovení olova na elektrodě MF(SPE) [ znázorněna situace po prvním přídavku]
Obr. III b: Ukázka grafického vyhodnocení neznámé koncentrace olova ve vzorku, [ Po analýze s elektrodou MF(CPE) ]
Úloha IV : Využití tvorby komplexů ve stripping voltametrii iontu Tl+ Princip: S využitím komplexotvorných rovnováh v elektrochemii se lze setkat např. při maskování některých rušivých iontů. Princip stínění lze názorně doložit na elektrochemii thallia. Stanovení Tl+ je v řadě případů silně rušeno přítomností některých vícevalentních iontů, které se na elektrodě redukují, nahromaďují a posléze oxidují při téměř shodném potenciálu. Na voltamogramech je pak patrné překrytí signálů; např. píky Cd a Tl často zcela splývají. Použitím vhodného komplexotvorného činidla, jakým je EDTA („Chelaton III“), lze převést rušivé ionty na stabilní cheláty narozdíl od komplexu TlI [29]: Me2+ + H2Y2−
→
Tl+
→
+
H2Y2−
MeY2− + 2 H+ ( TlY3−
+
2 H+ )
Na voltamogramech se naznačené pochody projeví jako úplné vymizení píků Cd a Pb ze voltametrických záznamů, zatímco pík thallia zůstává nezměněn. Iont Tl+ lze tedy v prostředí EDTA elektrolyticky hromadit a voltametricky stanovit i za přítomnosti značného přebytku Pb2+ a Cd2+, neboť tyto ionty jsou účinně stíněny (obr. IV a). V praxi se stanovení thallia provádí při kontrolovaném pH, aby se zamezilo možným konkurenčním rovnováhám, snižujícím maskovací účinek EDTA. U stanovení Tl je pro analyzovaný roztok doporučena hodnota pH 4-5, k čemuž je vhodný octanový pufr jako základní elektrolyt. Elektrochemie iontů Tl+ je zajímavá i z pohledu jejich jednoelektronové redukce, takže např.v kombinaci s olovem a kadmiem, podléhající redukci dvouelektronové, je pík thallia snadno rozlišitelný pro svoji dvounásobnou šířku [30]. Pracovní postup: Připraví se základní elektrolyt o složení: 18 ml destilované vody + 2 ml octanového pufru (1M CH3COOH + 1M CH3COONa) + 200 µl 0,005 M Hg2+. V menu Parametry, str. 2, se změní veličina INITIAL POTENTIAL na hodnotu: −1000. Po probublání roztoku vzorku se zaznamenají s elektrodou CPE postupně čtyři voltamogramy: linie základního elektrolytu (křivka: XX4-ze), po přidání 400 µl 5×10-4 M Tl+ (XX4-tl), 300 µl 5×10-4 M Pb2+ (XX4pb) a 300 µl 5×10-4 M Cd2+ (XX4-cd). Na posledně jmenovaném záznamu jsou patrné překrývající se píky Tl a Cd v těsné blízkosti píku Pb (obr. IV a). Poté se do roztoku napipetuje 200 µl 0,1 M EDTA, roztok se promíchá a změří (XX4-edta). Získá se tak křivka zcela odlišná od předchozích, jež názorně dokládá komplexotvorný účinek EDTA, včetně výrazné změny až rozštěpení rozpouštěcího signálu rtuti (obr. IV b). Pokyny pro zpracování a vyhodnocení výsledků : • Vyhodnocením tvaru a velikosti píku Tl v nestíněném prostředí, IP(Tlpřed), a signálu Tl po přídavku EDTA, IP(Tlpo) [křivky XX4-tl resp. XX4-edta] se přesvědčete, že rušivý pík Cd i možný efekt sousedního píku Pb byly eliminovány, tzn., ověřte, že oba avizované píky thallia mají stejnou velikost. Zjištěné hodnoty IP(Tlpřed) a IP(Tlpo) pak uveďte do protokolu; změnu původní odezvy můžete vyjádřit i procenticky. ________________________________________ [28-30] viz Poznámky a doplňky k textu, str. 20
Úloha IV : Využití tvorby komplexů ve stripping voltametrii s rtuťovou filmovou elektrodou ( Vzorové voltamogramy )
Obr. IV a: Oxidační píky Cd + Tl a Pb v prostředí bez přítomnosti EDTA
Obr. IV b: Oxidační pík Tl v prostředí EDTA [ Píky Pb a Cd eliminovány stíněním]
Poznámky a doplňky k textu 1) V české literatuře se lze běžně setkat s alternativním názvem elektrochemická rozpouštěcí analýza (ERA). Toto pojmenování však pochází z dřívějšího období a z dnešního pohledu není zcela výstižné, neboť nevyjadřuje podstatu všech v současnosti známých modifikací této techniky. Je proto vhodnější používat termín elektrochemická stripping analýza, který je počeštěným přepisem mezinárodně akceptovaného anglického termínu "electrochemical stripping analysis". ["to strip"…. stáhnout, svlékat (se) ]. 2) z angl. "differential pulse anodic (cathodic) stripping voltammetry". 3) z angl. "mercury film electrode". 4) Uhlíková pasta představuje zvláštní typ elektrodového materiálu, jenž se připravuje smíšením uhlíkového prášku a vhodného pojiva, obyčejně ve vodě nerozpustné a elektricky nevodivé organické kapaliny. Vzniklá uhlíková pasta se vpravuje do elektrodového pouzdra, např. pístového typu (viz obr. dole). Takové pouzdro dostatečně fixuje měkkou a tvárnou pastu, umožňuje její vodivé spojení s obvodem a konstrukce dovoluje i snadnou přípravu potřebného pracovního povrchu elektrody − vytlačením a uhlazením pasty otvorem v koncovce plastikového těla. Celá sestava se jednoduše nazývá uhlíková pastová elektroda (CPE, z angl. "carbon paste electrode"). Řadou rysů se CPE podobá pevným uhlíkovým elektrodám, ale některými vlastnostmi se od nich značně liší. Příčinou je ve většině případů právě přítomnost organické kapaliny.
Obr. P-1: Elektrodové pouzdro pro uhlíkovou pastu s možností volby koncovky s různým průměrem otvoru. (Pohled na rozebranou a sestavenou konstrukci
Při experimentální práci se bude používat pouzdro s uhlíkovou pastou, připravenou ze spektrálního grafitového prášku a hustého silikonového oleje. Pracovní plocha povrchu této elektrody je dána průměrem otvoru vyměnitelné teflonové koncovky (viz obr. nahoře); přičemž pro voltametrická měření je optimální hodnota ∅ = 2 mm. V dalším textu bude elektroda z uhlíkové pasty označována v souladu s již zavedenými zkratkami; tj. jako „CPE“ popř. „MF(CPE)“, bude-li o ní pojednáváno jako o substrátu s naneseným rtuťovým filmem. 5) Uhlíkové inkousty jsou podstatou tzv. tištěných resp. sítotiskových elektrod, (SPE, z angl. "screenprinted electrode"), které představují jeden z posledních trendů vývoje moderních elektrochemických čidel. Inkousty se v tekutém stavu nanášejí na vhodné podložky a z těchto polotovarů se pak zhotovují přesně definovanými postupy − např. tlakovým či tepelným vytvrzováním ve speciálně konstruovaných strojích − celé šarže miniaturních senzorů. Smyslem takové strategie je výroba stejného typu
elektrod ve velkých sériích a tím i za výhodnějších ekonomických podmínek. Ideálním stavem pak situace, kdy každé čidlo ze stejné série a tudíž i identických vlastností bude k jednomu účelu, popř. pouze na jedno použití. Mimo jiné tím odpadnou problémy s čištěním a regenerací již použitých kusů. (Zatímco první generace SPE představovaly rozmanité formy pracovních elektrod, současné technologie umožňují vyrábět rovněž soubory kompletních elektrodových cel, obsahující pracovní, srovnávací popř. i pomocnou elektrodu jako funkční celky, a to na ploše několika čtverečních milimetrů.) Chování uhlíkových inkoustů podobně jako uhlíkových past lze výrazně ovlivňovat změnou složení, včetně možností jejich chemické či biologické modifikace. Variabilita těchto postupů spolu s přesně cíleným využitím různých typů SPE − např. v kombinaci s jednoúčelovými analyzátory − pak povedou ke zvýšení výkonnosti příslušných metod a v důsledku toho i k dalšímu zefektivnění práce analytiků.
Obr. P-2: Deska s tištěnými elektrodami stejného typu (vpravo nahoře: celá šarže s 30 kusy; vlevo nahoře: soubor 10 ks po odlomení z původní desky; vlevo dole: jedna elektroda s měřítkem pro porovnání velikosti
V této laboratorní úloze bude pro měření k dispozici soubor 6 kusů elektrod, jež pocházejí ze stejné šarže. V dalším textu budou jednotlivé elektrody označeny symboly „SPE 1 až 6“. 6) z angl. "hanging mercury drop electrode". 7) Běžně užívaný pojem interference znamená rušivý vliv dalších složek při stanovení určité látky. Interferující složky mohou být přítomny již v roztoku vzorku, ale se mohou vytvářet i v průběhu měření. Příkladem je tvorba intermetalických sloučenin typu CuxZny v kovové rtuti, které negativně ovlivňují stanovení směsí Cu a Zn na rtuťových filmových elektrodách. 8) Stopová analýza je oblast kvantitativní analytické chemie, která se zabývá stanovením látek na koncentrační úrovni cca 1×10−5 až 1×10−8 mol l−1, což odpovídá obsahu v rozmezí 1 mg až 1 µg l−1). Ultrastopová analýza se pak věnuje stanovením koncentrací či obsahů ještě nižších. 9) Poznámka: Připojení externího stojanu pro měření s uhlíkovými elektrodami je vhodné tehdy, pokud je u analyzátoru v provozu původní detekční systém s HMDE, umístěný ve vestavěném držáku na čelním panelu přístroje. Je-li však visící kapka odmontována, je možno využít držáku s teflonovou hlavou i pro měření s uhlíkovými elektrodami. 10) Automatické pipety (tzv. transferpipety) jsou velmi praktickou pomůckou a představují nedílnou součást vybavení moderních laboratoří, kde pozvolna vytlačují klasické skleněné pipety. Zde se budou používat transferpipety s nastavitelným objemem, které jsou vybaveny nasazovacími špičkami odpovídající kapacity. Upozornění: Při manipulaci s transferpipetami dbejte, aby nedošlo k nasátí pipetovaného roztoku do ústí sacího pístu. Ten sice bývá u některých výrobků chráněn speciální plastovou vložkou, ale i ta úplně nezabrání průniku roztoku do nitra pipety.
Značně agresivní roztoky solí, kyselin a zásad pak mohou v krátké době vážně poškodit vnitřní pružinový mechanismus pipety. Pokud k nechtěnému proniknutí roztoku do nitra transferpipety přeci jen dojde, nepokoušejte se o demontování nasávacího zařízení sami, ale neprodleně o tom informujte vyučujícího !
Obr. P-2: Automatická pipeta s nastavitelným objemem
11) Celá úprava povrchu CPE se provádí vždy jen na začátku série měření, nikoli po každém dílčím záznamu ! Během vlastní analýzy již povrch používané MF(CPE) musí zůstat nezměněn.. Znamená to, že při praktických měřeních je povrch uhlíkové pasty obnovován pouze na začátku každé nové úlohy (resp. dílčí úlohy a,b), před analýzou nově připraveného roztoku. 12) Parafilm je obchodní značkou chráněný výrobek. Jde o průhlednou fólii s mimořádnou elasticitou; udává se, že ji lze roztáhnout až o 200 %. V současnosti se hojně uplatňuje v chemických a biologických laboratořích, kde se používá např. k neprodyšnému uzavírání odměrných baněk, kádinek a spojů s gumovými hadicemi. Hodí i k různým úpravám, včetně uzpůsobení rozměrů těla elektrod. 13) Některé typy tištěných elektrod ztrácejí delším skladováním funkčnost, kterou lze do jisté míry obnovit tím, že se před měřením projdou tzv. aktivací. Jde o aplikování vysoce pozitivních a následně vysoce negativních potenciálů, které se střídají v rychlých periodických cyklech. Aktivačních postupů lze využít naopak i pro zcela nové elektrody, u nichž se tímto docílí krátkodobého zlepšení jejich analytických parametrů jako např. zvýšení detekční schopnosti (citlivosti). V případě potřeby může vyučující využít této úpravy i pro soubor elektrod SPE 1-6, používaných v této práci. Jejich aktivování však bude provedeno na některém z elektrochemických analyzátorů nové generace, který je na katedře analytické chemie k dispozici a jenž tuto experimentálně poměrně náročnou operaci umožňuje. 14) Pro ostré a symetrické píky, což je případ i většiny voltametrických měření s MFE, je možné pro kvantitativní účely zjednodušeně udávat jejich velikost jako výšku. Takto pracuje i software „PPA02“, jež vyhodnocuje vzdálenost vrcholu píku od spojnice dvou manuálně určených inflexních bodů u paty píku. Hodnota získané vzdálenosti, tj.výška, je pak přepočtena přímo na velikost proudu v µA. Software moderních analyzátorů však běžně umožňují i přesnější integraci plochy píků. 15) Scan je zažitý odborný termín (z angl.) a v případě elektrochemických měření jej lze interpretovat jako záznam resp. průběh záznamu. (Bližší specifikací je „anodický scan“ znázorňující situaci, kdy probíhá záznam od negativnějšího k pozitivnějšímu potenciálu; opakem je pak „katodický scan“.) 16) Všechny roztoky a standardy používané v této práci, jejichž koncentrace je nižší než 0,01 M, jsou stabilizovány acidifikací 65% HNO3 (na pH 2). U takto značně zředěných roztoků by totiž jinak mohlo dojít k nežádoucím změnám koncentrací iontů v důsledku jejich nevratné sorpce iontů na stěny nádob. 17) Pro měření se využijí předvolené parametry (viz odst. 2.1.2 a obr. 4 a,b), které zůstanou během práce neměnné, nebude-li v návodu výslovně uvedeno jinak. Výjimkou jsou jen doba elektrolytické akumulace (ELECTROLYSIS TIME) a proudový rozsah (citlivost přístroje, CURRENT RANGE), jejichž hodnoty bude nutno zvolit − vždy po konzultaci s vyučujícím − podle aktuální potřeby daného experimentu. Pro začátek lze doporučit pro měření s CPE dobu akumulace 30 s a proudový rozsah 10,00 µA, zatímco u experimentů s SPE č.1-6 60s a 100,00 µA (dále viz pozn. 19).
18) Označování záznamů během měření bude prováděno jednotně s uvedením dne provedení práce (např. PO, UT až PA), příslušné úlohy a pořadí daného měření. Konkrétní způsob kódování je upřesněn u každé úlohy. (Poznámka: Sjednocené značení je zaváděno proto, že poslouží ke snadné orientaci v souborech archivovaných křivek a pro jejich případnou pozdější kontrolu vyučujícím.) 19) Termínem základní linie se charakterizuje odezva polarizace pracovní elektrody v daném elektrolytu a rozmezí potenciálů. Ideální základní linie MFE by měla být přímka s velkým rozpouštěcím píkem rtuti (EP = ± 0.0 V vs Ag/AgCl), indikující oxidaci rtuťového filmu. Případné další signály v oblasti potenciálů před rozpouštěcím píkem rtuti svědčí o nečistotách v analyzovaném systému a celé měření je nutno zopakovat s nově připraveným elektrolytem, a po důkladném opláchnutí nádobky i elektrodové cely. 20) Zbytkové proudy („elektrochemický šum resp. pozadí“) lze chápat jako sumu všech proudových příspěvků, jež přímo nepřísluší sledovanému elektrochemickému ději. Jedná se např. o signál marginálních složek v měřeném roztoku a nečistot na elektrodě nebo o elektrický šum v obvodu. Hlavní součást zbytkových proudů však obvykle představuje příspěvek rozkladných proudů oxidace a redukce elektrolytu v důsledku omezené polarizace dané elektrody. Zbytkové proudy jsou obecně nežádoucí a jejich negativní vliv roste úměrně s klesající úrovní měřené koncentrace; tj., kdy se šum již začíná nepříznivě projevovat v celkovém poměru vůči analytickému signálu. Velikost zbytkových proudů lze odhadnout i absolutně - jako střední hodnotu proudu, jež při daném měření tvoří určitý podíl ze zvoleného proudového rozsahu a která odpovídá polarizaci elektrody v základním elektrolytu v definovaném potenciálovém rozmezí. [ U měření s MF(CPE) za podmínek zvolených v této práci jde o interval mezi −1,0 a 0,0 V vs Ag/AgCl , kde reziduální proudy obyčejně nepřevyšují hodnotu 1 µA.] Citlivost měření. V kontextu předchozích definic lze citlivost chápat jako míru reakce dané elektrody na definovanou změnu koncentrace; tj., čím vyšší citlivost, tím nižší koncentrace k detekci. Reprodukovatelnost signálu charakterizuje spolehlivost měření. Závisí do značné míry kvalitě použité elektrody, ale chyby při opakování signálu mohou být způsobeny i jinými faktory, např. špatnou funkcí přístroje či nesprávně zvolenými podmínkami metody. Reprodukovatelnost se obvykle udává v procentech a je definována vztahem: R =
Σi (Yi − Y∅) . 100 n . Y∅
[%]
kde:
Yi .... aktuální hodnota i-tého signálu, Y∅ .... aritmetický průměr (n ... počet měření)
U voltametrie představuje obecný symbol Y intenzitu proudové odezvy, tj. velikost píku v µA). Při měřeních s MF(SPE) na mikromolární úrovni, což je případ této úlohy, by se měl analytický signál reprodukovat s relativní chybou do 10 %. Pozn.: Hodnota R se běžně vyjadřuje i jako směrodatná odchylka, σn , kterou lze snadno získat např. u kapesních kalkulátorů, umožňujících statistické výpočty. Výpočet reprodukovatelnosti signálu lze nejlépe ukázat na příkladu: Při měřeních s elektrodou SPE2 (křivky XX2A-2a až 2f ) byly vyhodnoceny následující velikosti píků (v µA): IP (1) = 35,42; IP(2) = 36,91; IP (3) = 34,72; IP (4) = 36,18; IP (5) = 23,66 a IP (6) = 34,33. Bylo tedy získáno celkem šest hodnot pro tutéž koncentraci Pb, přičemž měření č. 5 je evidentně odlehlé a ze souboru se proto vyloučí*). Zbývajících pět údajů a jejich průměrná hodnota, IP (∅) = 35,51 µA, pak poslouží k výpočtu podle výše uvedeného definičního vztahu: R =
{(35,42 − 36,51) + (36,91 − 35,51) + (34,72 − 35,51) + (36,18 − 35,51) + (34,33 − 35,51)} × 100
5 × 35,51
R = ± 2,9 %. _______ *) Pozn.: Při pochybách o odlehlosti výsledku je možno použít exaktní statistický test.
Jak již bylo uvedeno, vlastnosti uhlíkových substrátů se odrážejí v chování filmů, které nesou. Uhlíkové inkousty mají po vytvrzení pojiva poměrně značný odpor, což se u SPE mj. projeví na zvýšené hladině zbytkových proudů, poměrně nízké citlivosti měření a zhoršena může být i jejich reprodukovatelnost. Naproti rtuťový film vyloučený na výborně vodivých uhlíkových pastách má dostatečně vysokou citlivost a analytický signál, popř. jeho poměr k šumu, je na MF(CPE) vyšší než u MF(SPE). Tyto skutečnosti jsou také důvodem odlišné volby podmínek pro měření v pozn. 16.
21) Mimořádná ochota olova vytvářet amalgámy se rtutí vysvětluje, proč elektrochemická stripping analýza se rtuťovými elektrodami patří mezi vůbec nejvýkonnější instrumentální techniky pro detekci a stanovení tohoto těžkého kovu v nejrozmanitějších typech vzorků. Jsou publikovány metody ESA, jimiž bylo možné stanovit ionty Pb2+ na koncentrační úrovni 0.001 ppb (tzn., až 1 ng l−1) 22) Optimální velikostí signálu se rozumí situace, kdy jej lze prokazatelně rozlišit od odezvy pozadí či některých rušivých složek a tím i bezpečně vyhodnotit. 23) Označování souborů s grafy a texty, tj., kalibrace, grafické určení obsahu olova ve vzorku či zpracování protokolů bude opět prováděno jednotně podle následujícího klíče: pondeli.xls až ctvrtek.xls (soubory „Excel“), pondeli.doc až ctvrtek.doc (soubory „Word“), nebo i s očíslováním 1 až n, bude-li nutno ukládat více souborů téhož typu. 24) Data z kalibračního měření s MF(CPE) se zpracují metodou lineární regrese. (V editoru „Excel“ poklepem pravého tlačítka myši na zvolený bod zobrazené kalibrační závislosti a příkazy „Vložit spojnici trendu, Typ: lineární“.) Zobrazí se i regresní rovnice ve tvaru y = k.x + q (kde: y …IP a x … cMe) a příslušný korelační koeficient, R2. Při zpracování dat lineární regresí je možné ze souboru vyloučit evidentně odlehlé body. Tato situace nastává zejména u kalibračních dat pro nejvyšší koncentrace iontu těžkého kovu, pro jejichž detekci již není rtuťový film vylučovaný „in situ“ zcela optimální (viz také text, str. 2). 25) Koncentrace Pb2+ ve vzorku odpovídá rozmezí, ve kterém byla prováděna testovací a modelová měření v úlohách I a II. Podle nich volte optimální dobu akumulace a vhodný proudový rozsah. 26) Objem standardního přídavku roztoku 5×10-4 M Pb2+ zvolte 100 µl. Podle obecné zásady, že by se po standardním přidání měla původní odezva zvýšit asi dvakrát, svoji volbu podle potřeby korigujte. 27) Při volbě SPE s nejlepšími parametry pro kvantitativní analýzu posuzujte především zjištěnou reprodukovatelnost a citlivost měření, ale uvažujte i poměr užitečného signálu k šumu. 28) Potřebný graf se v editoru Excel sestrojí tak, že po zadání jednotlivých bodů a vyobrazení dané závislosti se poklepe pravým tlačítkem myši na zvolený bod kalibrační grafu a provedou příkazy „Vložit spojnici trendu, Typ: lineární, Volby: Odhad (nazpět: 10 jednotek)“. Ze zobrazené regresní rovnice se pak vypočítá požadovaná koncentrace cPb pro y = 0 (v µM). 29) Elektrochemická redukce centrálního atomu v chelátech se zamaskovanými atomy CdII a PbII probíhá až v oblasti extrémně negativních potenciálů a proto jejich elektrolytické nahromadění a následná oxidace nejsou za normálních podmínek proveditelné. Naproti tomu TlI − jakožto jednomocný iont − tvoří s EDTA jen velmi nestabilní komplex, který se velmi snadno rozpadá a jehož vznik se při měřeních prakticky nezaznamená; původní odezva thallia tak zůstává nezměněna. 30) U voltametrické detekce thallia je specifická nejen výše zmíněná rezistence vůči působení komplexotvorných činidel, ale i málo běžný přechod jednoho elektronu. Ve srovnání s ostatními těžkými kovy, které podléhají dvou- až tří-elektronové přeměně, jsou píky redukce iontu Tl+ mnohem širší a spolehlivě je lze vyhodnotit pouze z jejich plochy. Budou-li vyhodnoceny jako výšky, jde o zjednodušení, jak již bylo naznačeno v pozn. 13. Chyba v určení velikosti signálu přitom roste úměrně s růstem píků, tj., se vzrůstající koncentrací stanovovaného kovu. Vzhledem k podmínkám měření, ale především proto, že použitý analyzátor neumožňuje integraci plochy píků, nelze kvantifikaci thallia v této úloze provést s dostačenou přesností a správností. Úloha je tedy koncipována ryze kvalitativně a má spíše charakter názorného příkladu.
