Vas-kelátok és peroxinitrit reakciójának tanulmányozása Mössbauer-spektroszkópiával

Hasonló dokumentumok
Készítette: NÁDOR JUDIT. Témavezető: Dr. HOMONNAY ZOLTÁN. ELTE TTK, Analitikai Kémia Tanszék 2010

τ Γ ħ (ahol ħ=6, evs) 2.3. A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia (Forrás: Buszlai Péter, szakdolgozat) A Mössbauer-effektus

Kémia OKTV döntő forduló I. kategória, 1. feladat Budapest, április 9.

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

Klasszikus analitikai módszerek:

Riolittufa a Mezőgazdaságban. Dr. Szabó Béla (NyF) és Nemes Gábor (CÉK)

Témavezető neve Földiné dr. Polyák lára.. A téma címe Komplex vízkezelés természetbarát anyagokkal A kutatás időtartama:

VÍZTISZTÍTÁS, ÜZEMELTETÉS

Gázfázisú biokatalízis

Halmazállapot változások. Folyadékok párolgása. Folyadékok párolgása

2006R1907 HU

Feladatok haladóknak

A vas-oxidok redukciós folyamatainak termodinamikája

Az Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzék módosításának eljárásrendjéről szóló 133/2010. (IV. 22.) Korm.

lásd: enantiotóp, diasztereotóp

RADIOAKTÍV GYÓGYSZERKÉSZÍTMÉNYEK. Radiopharmaceutica

Mágneses alapjelenségek

1. Atomspektroszkópia

Fény kölcsönhatása az anyaggal:


A tanszék korábbi nagy korszakai

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

3. változat. 2. Melyik megállapítás helyes: Az egyik gáz másikhoz viszonyított sűrűsége nem más,

KÉMIA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGI VIZSGAKÖVETELMÉNY A) KOMPETENCIÁK

Mágneses módszerek a mőszeres analitikában

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

K Ü L Ö N L E G E S T R A N S Z F O R M Á T O R O K

a NAT /2008 számú akkreditálási ügyirathoz

Elektromágneses módszerek geofizikai-földtani alkalmazásai. Pethő Gábor (Miskolci Egyetem)

Lumineszcencia Fényforrások

HEVESY GYÖRGY ORSZÁGOS KÉMIAVERSENY

Optika Gröller BMF Kandó MTI. Optikai alapfogalmak. Fény: transzverzális elektromágneses hullám. n = c vákuum /c közeg. Optika Gröller BMF Kandó MTI

Mágneses alapjelenségek

VIZSGAKÉRDÉSEK ÉS VÁLASZOK ENERGETIKAI MÉRÉSEK TÁRGYBÓL, 2014

MgB 5. Gd y. (x + y + z = 1) pigmentet tartalmazó kerámiai festékek. Tb z. Ce x O 10. Tax Zoltán Kotsis Leventéné Horváth Attila Veszprémi Egyetem

3.1.5 megint nincs megcímezve, a megfelelő négy al-alfejezet sav-bázis egyensúllyal és a vas ionok hatásával foglalkozik.

Szerves kémiai analízis TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

FÖLDMŰVELÉSTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

TÁJÉKOZTATÓ ITALGYÁRTÁS LABORATÓRIUMI ANALÍZIS & ÜZEMI MÉRÉSTECHNIKA. A legjobb jár Önnek. A HACH LANGE méréstechnológiájával és szolgáltatásaival

3. RADIOAKTÍV MINTÁK AKTIVITÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA

Szupernova avagy a felrobbanó hűtőgép

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

6. A TALAJ KÉMIAI TULAJDONSÁGAI. Dr. Varga Csaba


KÉMIA Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

A fény. Abszorpciós fotometria Fluoreszcencia spektroszkópia. A fény. A spektrumok megjelenési formái. A fény kettıs természete: Huber Tamás

Néhány szó a műről. Tisztítás technológia: Vas, mangán, arzén, ammónium

Biomolekuláris szerkezeti dinamika

KÉMIA. Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

Agrár-környezetvédelmi Modul Vízgazdálkodási ismeretek. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

A víz kondicionálása. Dr. İsz János, BME EGR Tsz. Tajti Tivadar, LG Energia Kft Atomerımővek BME NTI

2. Melyik az, az elem, amelynek harmadik leggyakoribb izotópjában kétszer annyi neutron van, mint proton?

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

laboratóriumban - Mágneses Nap a Zoletnik Sándor Magyar Euratom Fúziós Szövetség mki.kfki.hu zoletnik@rm KFKI-RMKI Magyar Euratom Fúziós Szövetség

ÖKOINDUSTRIA III. Nemzetközi Környezetipari, Energiahatékonysági és. Megújuló Energiaforrások Szakkiállítás Szeptember

Környezeti kémia II. laborgyakorlat 1. Ivóvíz tisztítási arzénes vasiszap ártalmatlanítása és vizsgálata mobilanalitikai módszerekkel

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

poliklórozott dioxinok és furánok fotolízise

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek


Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 20%.

Detektorok tulajdonságai

A Nyugat-magyarországi Egyetem. Apáczai Csere János Kar. Kari Tanácsának évi határozatai

ö ú ö ő ő ü ö ö ű ö ő ö ű ö ő ő ö ü ö ő ö ő ő ü ö ű ú ö ő ü ö ú ú ú ő ő Ő ö ű

KÉMIA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGIVIZSGA-KÖVETELMÉNY A) KOMPETENCIÁK

Mössbauer Spektroszkópia

A HÚZÓSOK NYOMTASSÁK KI ÉS HOZZÁK MAGUKKAL A RÁJUK VONATKOZÓ TÉTELEKET. A KIHÚZOTT TÉTELT (CSAK AZT) MAGUKNÁL TARTHATJÁK A FELKÉSZÜLÉS ALATT.

Környezetvédelmi mérések fotoakusztikus FTIR műszerrel

O k t a t á si Hivatal

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában

Elektromágneses hullámok - Hullámoptika

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

A borok tisztulása (kolloid tulajdonságok)

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály C változat

Atávlati célokat tekintve: olyan feladatbank létrehozása, amely nagyszámú, a gyakorlatban

Biomolekuláris kölcsönhatások vizsgálata felületi plazmonrezonancia elvén működő Biacore keszülékkel

Dr. Kardeván Endre VM államtitkár

? Az adszorbens által megkötött mennyiség = x, X: telítettség, töltés, kapacitás. Adszorpció. m kg. A kötőerők

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

Biztonsági adatlap a 1907/2006/EK szerint

Adatok: Δ k H (kj/mol) metán 74,4. butadién 110,0. szén-dioxid 393,5. víz 285,8

A BIZOTTSÁG 223/2012/EU RENDELETE

MECHATRONIKAI MÉRNÖKASSZISZTENS FELSŐFOKÚ SZAKKÉPZÉS TANTERVE

Titrálás Elmélet és gyakorlat

FLUORESZCENCIA SPEKTROSZKÓPIA

Lumineszcencia alapjelenségek

Készült az 51/2012. (XII. 21.) EMMI rendelet 2. sz. melléklet (B) változatához a Mozaik Kiadó ajánlása alapján

1 modul 2. lecke: Nikkel alapú szuperötvözetek

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

(C) Dr. Bagyinszki Gyula: ANYAGTECHNOLÓGIA II.

Haladó Szilárdtestfizikai Laboratórium

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 9. mérés: Röntgen-fluoreszcencia analízis április 22.

Modern műszeres analitika számolási gyakorlat Galbács Gábor

NEMZETI SZAKKÉPZÉSI ÉS FELNŐTTKÉPZÉSI HIVATAL. Komplex szakmai vizsga Gyakorlati vizsgatevékenység

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály A változat

Nagy Sándor: RADIONUKLIDOK ELVÁLASZTÁSA Leírás a Vegyész MSc Nukleáris analitikai labor 2. méréséhez

Átírás:

Vas-kelátok és peroxinitrit reakciójának tanulmányozása Mössbauer-spektroszkópiával Készítette: BUSZLAI PÉTER környezettudomány szakos hallgató Témavezető: DR. HMNNAY ZLTÁN egyetemi tanár ELTE-TTK, Analitikai Kémia Tanszék 2010

Tartalom Célkitűzés Irodalmi áttekintés Az EDTA és más kelátképzők használatának környezeti hatásai A reagens: peroxinitrit A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia Kísérletek és mérési eredmények Fe III -EDTA-peroxinitrit rendszer Fe III -HEDTA-peroxinitrit rendszer Diszkusszió, összefoglalás

Célkitűzés Szakdolgozatomban lúgos ph-jú Fe III -EDTA-peroxinitrit és Fe III -HEDTAperoxinitrit rendszerek Mössbauer-spektroszkópiai vizsgálatával foglalkozom. A kutatás során célom a végbemenő reakciók mechanizmusának, valamint az oldatokban lévő (vagy csapadékként kiváló) vas-specieszek meghatározása a vastartalmú oldatok kvalitatív és kvantitatív vizsgálatára alkalmas lefagyasztott oldatos Mössbauer-spektroszkópia segítségével. H C C H H C H CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 H C N CH 2 CH 2 N N CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C H C H N CH 2 C H Etiléndiamin-tetraecetsav EDTA Hidroxietil-etiléndiamin-triecetsav HEDTA

Az EDTA és más kelátképzők használatának környezeti hatásai komplexképzés: erős (kémiailag és termodinamikailag stabil), vízoldható komplexek a legtöbb alkáliföldfém- és nehézfémionnal felhasználás: széleskörű, minden olyan vegyipari folyamatok során, ahol az oldatban lévő, szabad fémionok mennyisége szabályozást igényel (tisztítószerek, papírgyártás, ércfeldolgozás, gyógyszeripar)!évi több száz tonna! környezeti hatások: perzisztál, mobilizálhatja az üledékek nehézfém, radionuklid tartalmának egy részét, befolyásolhatja a természetes vizekben lévő oldott fémionok mennyiségét, kémiai formáját

Komplexképzés vassal, és reakció hidrogén-peroxiddal: 2Fe 3+ + 2EDTA 4- + 2H - = (FeEDTA) 2 4- + H 2 (FeEDTA) 2 4- + 2H 2 2 + 2H - = 2 2 -( 2 )-FeEDTA 3- + 3H 2 Új reagens: peroxinitrit keletkezése: A környezetben döntő részt a nitrát ionokból közvetlenül, fotokémiai reakció révén: N 3- + hυ N - a természetes vizekben: a peroxo-csoport (---) révén különösen erős oxidálószer, szerepet játszik a vizek öntisztulási folyamataiban, a vas és más fémek biogeokémiai körforgásában

A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia Mössbauer-effektus: visszalökődésmentes magrezonancia-abszorpció. Ez idáig 47 elem 109 átmenetén sikerült kimutatni. A 57 Fe az egyik legkönnyebben mérhető Mössbauer-nuklid. (14,4 kev-es átmenet, magas Debye-T)

A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia

A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia Izomereltolódás: a mag mint monopólus kölcsönhat a körülötte levő (elsősorban s-állapotú) elektronok elektromos terével. (Információ: oxidációs állapot, a koordinációs és kötés viszonyok, spinállapot-változások, elekronegativitás..stb.)

A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia Kvadrupólus felhasadás: A mag kvadrupólusmomentuma és a mag helyén lévő elektromos térgradiens közötti kölcsönhatás a spektrum abszorpciós vonalainak felhasadásához vezet. (Információ: oxidációs állapot, a koordinációs és kötés viszonyok, spinállapot-változások)

A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia Mágneses felhasadás: Az atommag mágneses momentuma és a mag helyén lévő mágneses tér közötti kölcsönhatás eredménye. (Az effektív mágneses tér forrása: elektronok Fermi-kontakt kölcsönhatás, pályamomentum, spinmomentum dipólus kölcsönhatása a maggal) Információ: mágneses tulajdonságok

Kísérletek és mérési eredmények

relatív transzmisszió Kísérletek és mérési eredmények 1,02 0,99 0,96 0,93 0,90 Relaxáció N N - Fe - Fe N Dublett1* N *SHARMA, V. K. et. al. 2005 Dublett2 N Fe N - Szextett1* (peroxo vagy peroxinitrito komplex) 0,87-12 -9-6 -3 0 3 6 9 12 sebesség (mm/s) A 8,9-es ph-jú Fe III -EDTA-peroxinitrit rendszer Mössbauer-spektruma közvetlenül a reakciót követően.

relatív transzmisszió Kísérletek és mérési eredmények 1,00 0,99 0,98 1,00 0,99 0,98 Szextett1 Dublett1 Relaxáció közvetlenül a reakció után 5 perccel a reakció után 1,00 0,98 0,96 10 perccel a reakció után 1,00 0,96 0,92-10 -8-6 -4-2 0 2 4 6 8 10 sebesség (mm/s) 15 perccel a reakció után A 11-es ph-jú Fe III -EDTA-peroxinitrit rendszer Mössbauer-spektrumai.

relatív transzmisszió Kísérletek és mérési eredmények 1,00 0,99 0,98 0,97 Szextett1 Relaxáció Dublett2 közvetlenül a reakció után 0,99 0,96 0,93 5 perccel a reakció után -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 0,99 0,96 0,93 8 perccel a reakció után -5-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 5 sebesség (mm/s) A 11,8-as ph-jú Fe III -EDTA-peroxinitrit rendszer Mössbauer-spektrumai.

relatív transzmisszió Kísérletek és mérési eredmények 1,00 0,99 0,98 Szextett1 Relaxáció Dublett1 közvetlenül a reakció után 1,00 0,98 0,96 Szextett2 3 perccel a reakció után 1,00 0,98 0,96 30 perccel a reakció után 1,00 0,99 0,98 0,97 12 órával a reakció után -9-6 -3 0 3 6 9 12 sebesség (mm/s) A 10,5-11 közötti ph-jú Fe III -HEDTA-peroxinitrit rendszer Mössbauerspektrumai.

Kísérletek és mérési eredmények alspektrum speciesz (mm/s) / ε Q (mm/s) B (T) Dublett1 [(EDTA)Fe III --Fe III (EDTA)] 3 0,45 (0,46) 1,59 (1,59) Dublett2 ferrihidrit 0,45 0,79 Szextett1?[Fe III (EDTA)( 2 -N)] 2-? 0,60 (0,63) 0,54 (0,55) 51,01 (50,80) Szextett2 goethit, hematit 0,55-0,23 51,06 HEDTA-val kapott paraméterek

Diszkusszió, összefoglalás A vizsgált mintaoldatokban a vas csak vas(iii)-ként fordult elő. A vas jelenléte öt eltérő mikrokörnyezetben volt kimutatható, melyek a felvett spektrumokon két dublett, két szextett és egy mágneses relaxációs komponens formájában jelentek meg. relaxációs komponens multikauzális eredet HEDTA-val alkotott komplexek esetén a gyengébb koordinációs képességgel rendelkező hidroxietil-kar feltehetően nem koordinálódik. Lúgos ph csapadékkiválás. A Fe III -HEDTA-peroxinitrit rendszerben első közelítésben goethit-hematit keverék, míg az erősen lúgos Fe III -EDTAperoxinitrit rendszerben ferrihidrit válik ki.

Köszönetnyilvánítás Ez úton szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Dr. Homonnay Zoltán egyetemi tanárnak, Dr. Kuzmann Ernő egyetemi magántanárnak a Mössbauer-spektroszkópia elméletének oktatásáért, Dr. Kovács Krisztina tanársegédnek és Dr. Németh Zoltán egyetemi adjunktusnak laboratóriumi munkám során nyújtott segítségükért, valamint Dr. Kateřina Poláková cseh kutatónak, akivel az első méréseket együtt végeztem.

Köszönöm a figyelmet!

A mágneses relaxáció folyamata Larmor precesszió: lassú relaxáció: τ relax τ Larmor < τ relax gyors relaxáció: τ relax τ Larmor > τ relax = a mag helyén lévő effektív mágneses tér = a mag mágneses momentuma 20