БЕЗПЕЧНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ ПЛІВКОВОГО ТА АМАЛЬГАМОВАНОГО ЕЛЕКТРОДІВ В ЕЛЕКТРОХІМІЇ
Біла Людмила Михайлівна, к.х.н., доцент кафедри хімії Лут Олена Артурівна, к.х.н., доцент кафедри хімії Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького Активна господарська діяльність людини призвела до значного забруднення навколишнього середовища. Проблема охорони довкілля останнім часом набула глобального характеру і на земній кулі немає жодного регіону, де б вона не була актуальною. Багато країн різними засобами намагаються зменшити потрапляння шкідливих речовин в навколишнє середовище. Вироблення ефективної стратегії захисту навколишнього середовища вимагає інформативності і знань. Ті, хто в першу чергу повинні за це нести відповідальність, мають вміти дати відповідь на питання: які потенціально шкідливі речовини містяться в повітрі, у воді, грунтах і харчових продуктах; чим викликана їх поява; як можна розв’язати проблему – цілком або хоч би частково? Зрозуміло, що на хіміків покладається основна відповідальність за достовірні відповіді на ці важливі питання. В цьому особлива роль належить моніторингу і забезпеченню постійного контролю за викидами речовин в біосферу, дослідженню шляхів потрапляння їх у продукти харчування та людський організм. Важливим є визначення подальших перетворень таких речовин і наслідків їх дії. Ефективно розв’язувати ці непрості питання якомога швидше під силу лише фахівцям, що добре обізнані з проблемами теперішнього стану навколишнього середовища. Оцінювати забруднюваність повітря, водного середовища, грунтів можуть лише хіміки, які добре володіють сучасними методами аналізу, що дозволяють не лише встановити концентрацію потенціального забруднювача, але й ідентифікувати його хімічну форму. До числа потужних засобів, що використовуються для цього, належать електрохімічний аналіз, хроматографія і масс-спектрометрія. До електрохімічних методів аналізу відносять вольтамперометрію і полярографію, потенціометрію, кулонометрію, кондуктометрію та їх різновидності. Вольтамперометрія і полярографія ґрунтуються на принципах електролізу речовин, які є в розчинах. Якісний і кількісний склад розчину можна визначити на основі залежності сили струму від потенціалу, що подається на електрод від зовнішнього джерела струму. Полярографія вважається найефективнішим методом при вирішенні проблем хімії навколишнього середовища завдяки високій чутливості. Як катод зазвичай застосовують ртуть. В першу чергу це пов’язано з дуже високою перенапругою виділення водню на цьому металі. В промисловості ртуть добувають в достатньо чистому вигляді, тобто придатною для електрохімічних досліджень. Постійне поновлення поверхні крапель ртутного електроду забезпечує добру відтворюваність результатів аналізу. Інша позитивна сторона такого електроду полягає в тому, що результати, отримані в полярографічних умовах, можна використати для пошуку оптимальних умов електролізу. Проте, використання в електрохімічних комірках десятків і сотень грамів металічної ртуті стає джерелом забруднення навколишнього середо- вища. В багатьох випадках ртутні електроди можна замінити на плівкові і амальгамовані мікроелектроди. Нами впродовж багатьох років в електро- хімічних дослідженнях застосовувались саме такі електроди. Наслідком є підготовка десятків дипломних і магістерських робіт, декількох кандидатських дисертацій. Оскільки, у цілому, аналітичні можливості у використанні вольтамперо- грами чи полярограми визначаються залежністю між швидкістю фара- деєвського процесу та концентрацією деполяризатора, то успіх досліджень значною мірою забезпечує саме електрод з невеликою і гладенькою поверхнею, а це можуть бути поліровані ртутні плівкові або амальгамовані мікроелектроди. При використанні таких стаціонарних електродів, зокрема, в полярографії, різниця між ними і ртутним електродом вирівнюється. Більше того, у випадку додаткової поляризації електроду змінним струмом, краща відтворюваність має місце на твердих електродах, бо поверхня нерухомої краплі ртуті, яка теж може слугувати за стаціонарний електрод, вібрує. Невелика кількість публікацій про використання в полярографії із заданим змінним струмом твердих електродів спонукала нас до досліджень, що пов’язані з розробкою способів їх виготовлення та вивчення аналітичних можливостей. Вважаємо виправданим інтерес до плівкових ртутних, амальгамованих мікроелектродів на платиновій основі, бо низька розчинність платини в ртуті робить їх подібними до ртутних, а інтервал робочих потенціалів лежить в межах відповідних негативних значень. Ці електроди перспективні при використанні і в методах інверсійної вольтамперометрії. Методика одержання амальгамованого електроду зводиться до наступного: відшліфований торець платинової дротини, що вплавлена в скляну трубку, розміщують в електрокомірці з 10–3 М розчином Hg(NO3)2 і при відповідній напрузі відновлена ртуть осаджується на платині. Використання в електро- аналізі та електрохімічних дослідженнях таких мікроелектродів зводить практично до нульової степені розсіювання ртуті в навколишньому середовищі. Підготовка студентів до використання ртутних плівкових і амальгамо- ваних мікроелектродів є переконливим прикладом того, як можна нівелювати використання шкідливих речовин і не забруднювати навколишнє середовище та не шкодити здоров’ю людини. Щоб досягти цієї мети, необхідно підвищити наукову грамотність як всього населення, так і, зокрема, фахівців-хіміків. Зрозуміло, що розпочинати це потрібно якомога раніше, зі шкільного віку. Науковій освіті в галузі охорони навколишнього середовища необхідно приділяти якомога більше уваги. Першоджерело - Збірник тез доповідей Міжнародної науково-практичної конференції - (PDF, 2,54 Мб) | |
|
| |
| Переглядів: 1309 | | |
| Всього коментарів: 0 | |