primena analitičkih metoda za određivanje kadmijuma u realnim uzorcima
DESCRIPTION
Primena analitičkih metoda za određivanje kadmijuma u realnim uzorcimaTRANSCRIPT
FARMACEUTSKI FAKULTET
ZAVOD ZA ANALITIČKU HEMIJU
PRIMENA ANALITIPRIMENA ANALITIČČKIH KIH METODA METODA ZAZA ODRE ODREĐIVANJEĐIVANJE
KADMIJUMA U REALNIM KADMIJUMA U REALNIM UZORCIMAUZORCIMA
KADMIJUMKADMIJUM
Friedrich Strohmeyer, 1817. god
Lat. Cadmia, grč. Cadmeia
pigmenti – žuta boja CdS
BPC, 1907. god.
Thomas A. Edison, Waldemar Junger – prva Ni/Cd barerija
Z = 48, Ar = 112,41, IIb grupa periodnog sistema elemenata
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
4p6 5s2 4d10
Oksidaciono stanje +2
Beo, sjajan, mek metal
Različite forme: granule, pelete, listići, šipke, štapić, žice, prah
FIZIČKE I HEMIJSKE OSOBINE KADMIJUMA
Temperatura topljenja 321,07ºC
Temperatura ključanja 767ºC
Energija jonizacije I 867,8 KJ/mol
II 1631,4 KJ/mol
Gustina 8,65 g/cm3
Elektronegativnost 1,69
Specificna toplota 233 J/kgK
Toplota isparavanja 100 KJ/mol
Standardni redoks potencijal Cd2+/Cd Eº = -0,402
Kristalna struktura heksagonalna
Izotopi 8
Postojan na vazduhu, zagrevanjem prelazi u kadmijum-oksid (toksičan)
Ne rastvara se u vodi i bazama, rastvaraju ga kiseline uz izdvajanje vodonika
Soli kadmijuma su veoma toksične
ANALITIČKO ODREĐIVANJE KADMIJUMA
KVALITATIVNA ALALIZA
Detekcija ili identifikacija
ŠTA?
KVANTITATIVNA ANALIZA
Određivanje sadržaja
KOLIKO?
KVALITATIVNA ANALIZAKVALITATIVNA ANALIZA
Reakcije identifikacije: 1. H2S – žut talog 2. NaOH – beo talog 3. NH3, NH4OH – bezbojan amonijačni kompleks – uvođenje H2S – žut talog 4. KCN – beo talog, rastvoran u višku reagensa – uvođenje H2S – žut talog
Cd2+ - druga analitička grupa katjona, podgrupa sulfobaza
KVANTITATIVNA ANALIZA ANALIZA
Instrumentalne metode:Instrumentalne metode:
1. SPEKTROFOTOMETRIJA
2. ATOMSKA APSORPCIONA APSORPCIONA SPEKTROMETRIJA (AAS) (AAS)
3. ATOMSKA EMISIONAEMISIONA SPEKTROMETRIJA SPEKTROMETRIJA (AES)(AES)
4. MASENA SPEKTROMETRIJA SPEKTROMETRIJA (MS) (MS)
SPEKTROFOTOMETRIJA
Apsorpciona metoda
Kvalitativna i kvantitativna analiza
Lambert–Beer–ov zakon:
Metoda kalibracione krive
A = log Io/Ip = a∙b∙c
Uzorak: humani serum, urin
Reagens: 5,7-dibromo-8-hidroksihinolin (DBHQ), slabo kisela sredina (H2SO4)
λ = 396 nm
Uticaj kiselosti na apsorbanciju Cd-DBHQ sistema
Interferiraju: V(V), Mo(V), Fe(III)
Granica detekcije: 30 ng/mL
Br. Uzorak Kadmijum/μgL-1 Izbor uzorka
Predložena metoda
AAS
1 Krv 215,0±1,5 213,5 Pacijent sa renalnim oboljenjem (M)
Urin 56,0±1,2 54,5
2 Krv 98,5±1,4 95,8 Pacijent sa hipertenzijom (Ž)
Urin 24,6±1,2 23,9
3 Krv 25,2±1,3 23,5 Pušač (M)
Urin 6,5±1,0 5,6
4 Krv 3,5±1,2 3,2 Zdrava odrasla osoba, nepušač (M)
Urin 0,9±0,5 0,8
Koncentracije kadmijuma u uzorcima krvi i urina
ATOMSKA APSORPCIONA APSORPCIONA SPEKTROMETRIJASPEKTROMETRIJA
Apsorpciona metodaApsorpciona metoda
Kvalitativna i kvantitativna analizaKvalitativna i kvantitativna analiza
Više tehnika AAS
ETAAS - piroliza i atomizacija u grafitnoj kiveti
Problemi: isparljivost Cd, spektralne interferencije, hemijske interferencije
Hemijski modofikator: smeša Pd i NaN3
Uticaj temperature na apsorbanciju kadmijuma
■■ u 1% u 1% HClHCl
▲ ▲ u u 1% 1% HClHCl + Pd + Pd
▲ ▲ u urinu + u urinu + 1% 1% HClHCl + + Pd + Pd + NaN3
Uticaj porasta količine neorganskih soli na apsorpciju kadmijuma
Granica detekcije: 0,16 μg/L
♦ NaCl
■ CaCl2
∆ MgCl2
ATOMSKA EMISIONA SPEKTROMETRIJA
Emisiona metodaEmisiona metoda
Kvalitativna i kvantitativna analizaKvalitativna i kvantitativna analiza
ICP – AESICP – AES
Granica detekcije: Granica detekcije: 600 ng/mL
3 ng/mL
Određivanje kadmijuma u biološkim uzorcima primenom ICP - MS
Uzorak Priprema uzorka Metod kalibracije
Granica detekcije
Urin Rastvaranje (1+1) prečišćenom vodom, FI-HG
111Cd 7 pg
Urin Razblažen (1+9) sa HNO3 In kao interni standard
1,4-3,7 μg/L
Krv Mokro spaljivanje, deset puta razblažen dejonizovanom vodom
89Y kao interni standard
0,01 μg/L
Saliva Razblaživanje sa HNO3112Cd/114Cd 0.03 μg/L
Kosa Mikrotalasna digestija, različiti postupci ispiranja
106Cd/111Cd -
Tkivo Razaranje sa HNO3 In kao interni standard
-
FI-HG-ICP-MS
Tehnika generisanja hidrida
Mn+
NaBH4 + 3H2O + HCl ↔ H3BO3 + NaCl + 8H+ ↔ M+Hn+ + H2
Granica detekcije 7 pg
Analitičke karakteristike određivanja kadmijuma metodama ETAAS i ICP-MS
ETAAS(prekoncentrisani
uzorak urina 1,4 ml)
ICP-MS(injektirana zapremina 50 μL)
FI-konvencionalni nebulizer
FI-GH
Apsolutna granica detekcije/pg
1,4 50 (urin) 7
10 (vodeni rastvor) 3.5
Preciznost (%) 1,1 za 14 ng 2 za 0,25 ng 3,2 za 0,25 ng
TOKSIKOLOGIJA
prirodni izvori
đubriva
sagorevanje fosilnih goriva
proizvodnja
gvožđa i čelika
proizvodnja obojenih metala
proizvodi Cd
ostalo
spaljivanje otpada
AKUTNA TROVANJA
Slučajna – namirnice, vino, dim
HRONIČNA TROVANJA
Kadmioze – hr. profesionalna trovanja Japan – Itai-itai, pirinač
RESORPCIJA
GIT Respiratorni trakt Resorpcija preko kože
TRANSPORT I DISTRIBUCIJA
Način unošenja i dužina izloženosti Biološko poluvreme
ELIMINACIJA
Bubrezi, GIT
TOKSIČNO DELOVANJE KADMIJUMA
Bubrezi
Respiratorni sistem
Skeletni sistem
Kardiovaskularni i hematopoezni sistem
Karcinogen, teratogen