Aplicació de tècniques voltamperomètriques i cronopotenciomètriques de redissolució a l'especiació d'ions metàl·lics

Abstract

[cat] L'estudi de la complexació dels metalls pesants amb els lligands presents en els medis naturals té un interès especial a nivell biològic i mediambiental, ja que proporciona les pautes per a entendre la mobilitat i toxicitat dels metalls en aquests medis. L'objectiu principal de la Tesi és aprofundir en l'estudi de la complexació de metalls pesants amb lligands que formen diferents tipus de complexos (senzills i macromoleculars, làbils i inerts) mitjançant tècniques de redissolució voltamperomètriques (ASV) i cronopotenciomètriques (SCP, AdSCP i SSCP) utilitzant com a elèctrodes de treball l'elèctrode de gota penjant (HMDE), l'elèctrode de disc rotatori de carboni vitrificat sobre el qual es diposita una fina pel·lícula de mercuri (MFGCRDE), l'elèctrode de carboni vitrificat sobre el qual es diposita una fina pel·lícula de mercuri (MF-GC) i l'elèctrode d'amalgama sòlida de plata on s'hi diposita una fina pel·lícula de mercuri (MF-AgSAE). En primer terme, s'han comparat les prestacions de la voltamperometria de redissolució anòdica (ASV) i de la cronopotenciometria de redissolució (SCP) en l'estudi de la complexació de sistemes metàl·lics amb lligands de complexitat creixent i en sistemas multi-metall, amb el propòsit de determinar si la SCP constitueix una alternativa raonable a la ASV en el camp de l'especiació de metalls pesants. En segon lloc, s'ha contribuït al desenvolupament d'una metodologia d'anàlisi de les corbes obtingudes per cronopotenciometria de redissolució per escombratge (SSCP). Aquesta metodologia pretén facilitar el càlcul dels paràmetres de complexació en el cas de valoracions per SSCP amb un nombre limitat de relacions metall-lligand. Finalment, s'ha realitzat l'estudi de la complexació amb pèptids amb un contingut elevat de grups tiol. La forta adsorció d'aquests i especialment el caràcter irreversible dels senyals de reducció dels complexos metàl·lics amb el pèptid fan necessària, l'aplicació de la cronopotenciometria de redissolució amb acumulació per adsorció a intensitat constant (AdSCP).

[eng] "APPLICATION OF VOLTAMMETRIC AND CHRONOPOTENTIOMETRIC TECHNIQUES TO THE HEAVY METALS SPECIATION" TEXT: Stripping techniques have been extensively applied to the analysis of heavy metal ions in environmental and biological samples. This is especially due to their excellent detection limits, which allow one to assess the low metal concentrations frequently encountered in such samples. Moreover, their sensitivity to the presence of different metal species can be helpful in heavy metal speciation. Presented thesis is devoted to the application of modern voltammetric (ASV) and chronopotentiometric (SCP, AdSCP and SSCP) techniques in the analysis of complexes of metals encountered often in environmental and biological samples, namely complexes of cadmium, zinc and lead. The complexes studied vary from simple labile complex as Cd(II)-glycine, more complex as macromolecular Cd(II)-polymethacrylate to naturally occurring complexes as Zn-phytochelatin and Cd and Zn containining metallothioneins. A comparison of stripping chronopotentiometry (SCP) and anodic stripping voltammetry (ASV) in metal speciation studies is performed using mercury drop and film electrodes. The problem that can be encountered in the analysis of natural samples containing a mixture of different heavy metal complexes is also investigated. A new methodology for the full-wave analysis of stripping chronopotentiometry (SSCP) is proposed as a tool for heavy metal speciation and is applied to the study of Cd(II)-phthalate and Cd(II)-iodide systems. Finally, adsorptive accumulation constant current striping chronopotentiometry (AdSCP) is proposed for the study of adsorbing inert and electrochemically nonreversible metal complexes at low concentrations and subsequently applied to the study of Cd and Zn metallothioneins. The AdSCP is therefore proposed as an alternative for the electrochemical study of metal complexation by thiol-containing peptides.