СПЕЦИЈАЦИЈА

ЕЛЕМЕНАТА

Никола Николић 56/09

ДЕФИНИЦИЈА СПЕЦИЈАЦИЈЕ

► Специјација може бити хемијска, функционална и оперативна. Од типа специјације зависи и њена дефиниција.

► ХЕМИЈСКА специјација:

Овај тип специјације се односи на хемијске реакције велике специфичности, што нам даје могућност раздвајања хемијски блиских врста (рецимо Аs(III) и As(V)).

ФУНКЦИОНАЛНА специјација:

Односи се на посматрање функције неке хемијске врсте у анализираном систему. Рецимо посматрамо у ком облику Hg може прећи из земљишта у житарице.

ОПЕРАТИВНА специјација:

Најинтересантнија је у поступцима инструменталне анализе, јер нам говори на које начине нека хемијска врста може бити уско специфично одређена (рецимо велика специфичност спектрохемијских метода).

СПЕЦИЈАЦИЈА МЕТАЛА

► У природи се могу наћи трагови метала присутни разним

хемијским формама растворним и нерастворним, органским и

неорганским.

► Метали присутни у чврстој фази по форми варирају од слабе

адсорбције до хемијског везивања.

► Специја неког елемента представља одређивање његових

физикохемијских форми које заједно одређују његову укупну

концентрацију.

СПЕЦИЈАЦИЈА ЕЛЕМЕНАТА

► Мерење укупне концентрације микроелемената у окружењу дају

мало података о њиховој биоактивности.

► Одређивања концентрација тешких метала у водама показују да је

њихова биоактивност (да су најтоксичнији) највећа када су присутни

у облику слободних хидратисаних јона, а да су готово неактивни

када су јако комплексирани или везани у облику колоидних

честица.

► Промена оксидационог стања елемената веома утиче на њихову

хемијску активност.

► Из горе наведеног можемо закључити да је специјација оваквих

елемената у окружењу од значаја за проучавање њиховог утицаја

на биосферу (нежељених антропгених утицаја).

СПЕЦИЈАЦИЈА ТОКСИЧНИХ

ЕЛЕМЕНАТА

► Неки од најтоксичнијих елемената су арсен (As), жива (Hg) и

хром (Cr).

► Арсен је токсичан у неорганским формама било да је у

оксидационом стању (III) или (V), међутим његове органске форме

(арсенохолин) нису.

► Жива иако токсична и у органској и неорганској форми може се

приметити да су органски облици видно токсичнији.

► Код хрома токсичност зависи од оксидационог стања више него од

хемијске форме. Cr (III) је знатно мање растворан и токсичан него

Cr(VI).

СПЕЦИЈАЦИЈА ЗА ЗЕМЉИШТА И

СЕДИМЕНТЕ

► Биолошки активне врсте попут хидратисаних јона могу се лако издвојити из воденог узорка употребом јоноизмењивачких колона уз погодан одабир јоноизмењивачке смоле. Њихово тачно одређивање може бити изведено било елуирањем колоне било анализом остатка смоле. Чак се и разликовање растворне и нерастворне хемијске врсте може сматрати специјацијом.

► Знатно је теже разликовати хемијске врсте у чврстом узорку те се чврсти узорци морају превести у растворни облик. За ово се користе:

► Царска вода када су у питању псеудометални узорци земљишта,

► Сирћетна киселина или хелатирајући реагенси (EDTA) када су у питању трагови метала у биолошким узорцима,

► Слаби адсорбенти попут калцијум хлорида и нитрата када су у питању општија проучавања органских и неорганских узорака,

► Амонијум хлорид или оксална киселина када су у питању узорци антропогеног порекла.

СПЕЦИЈАЦИЈА ЗА ЗЕМЉИШТА И

СЕДИМЕНТЕ

► Како су генерално гледано неорганске врсте погодније за

инструменталну анализу (која је много прецизнија) анализирани

елемент по правилу преводимо у неорганску форму. Ово може

бити извршено подешавањем pH затим додавањем електролита

или хелатирајућим агенсима.

СПЕЦИЈАЦИЈА ЗА ЗЕМЉИШТА И

СЕДИМЕНТЕ

► Методе препарације узорака који садрже метале

СПЕЦИЈАЦИЈА МЕТАЛА У БИЉНИМ

УЗОРЦИМА

► Трагови метала могу бити уклоњени из биљног ткива испирањем са

EDTA у пуферском раствору. Проблем код ове методе јесте што се

односи само на јоне везане за ћелијске мембране и то у

реверзибилном облику.

► Стабилнија једињења попут алкил олова, метил живе могу се

издвојити из бињног матрикса дигестијом са тетраметиламонијум

хлоридом. Хидролизом 25% тетраметиламонијум хидроксидом се

разарају полипептиди и протеини ослобађајући на тај начин

стабилне структуре које садрже метале.

► У било ком случају метали који припадају структури протеина не

могу се добити у првобитном стању.

ШЕМЕ СЕКВЕНЦИЈАЛНЕ

ЕКСТРАКЦИЈЕ

СПЕЦИЈАЦИЈА

► После извршене специјације као методе детекције могу се

користити: гасна хроматографија органометалних узорака HPLC,

хидридна техника или друге мање или више брзе инструменталне

технике.

ХИДРИДНА ТЕХНИКА

► Она је разрађена за елементе чије резонантне линије леже близу

200nm а граде лако испарљиве хидриде као што су: As, Se Sb, Ge,

Sn, Te, Be и Pb који на релативно ниској температури дисосују на

атомску пару без увођења у пламен.

► Лако формирају хидриде у киселој средини. Реагују са

натријумборхидридом дајући гасовите хидриде који се струјом

аргона или азота односе на апсорпциону кивету. Она се греје до

температуре потребне за дисоцијацију хидрида па се онда мери

апсорпција.

► Погодна је за одређивање ултратрагова токсичних елемената (As,

Sb, Se)

ХИДРИДНА ТЕХНИКА

► Пример:

► As(III) реагује са Na-B-хлоридом дајући арсин.

► Реакција се изводи у затвореном суду и траје 10-100s.

ХИДРИДНА ТЕХНИКА

► Проблеми хидридне технике:

► Ефикасност формирања хидрида зависи од оксидационог стања

елемената тако да их пре генерације хидрида треба превести у стање

које лакше гради хидриде (нпр.As у (III))

► Присуство неких јона који се лако редукују као што су Co, Cu и Ni, могу

да сузбију формирање хидрида у присуству натријум борхидрида тако

да њихово дејство треба уклонити или минимизовати.

ЛИТЕРАТУРА

► Sample Preparation Techniques in Analytical Chemistry – Somenath

Mitra

► Atomska spektroskopija – spektrohemijski aspekt- od Ankica Antić-

Jovanović

ХВАЛА