Voltammetry as a virtual potentiometric sensor in modelling of a metal-ligand system and refinement of stability constants. Part 3. Differential-pulse- and sampled-current-polarographic and virtual free metal ion potentiometric study of bismuth(III)-EDDA

Cukrowski, I.; Zhang, J. M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Voltammetry as a virtual potentiometric sensor in modelling of a metal-ligand system and refinement of stability constants. Part 3. Differential-pulse- and sampled-current-polarographic and virtual free metal ion potentiometric study of bismuth(III)-EDDA

Autorzy

Cukrowski I. , Zhang J. M.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://beta.chem.uw.edu.pl/chemanal/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Woltamperometria jako wirtualny potencjometryczny czujnik w modelowaniu układu: metal-ligand i uściślaniu stałych trwałości. Część 3. Różnicowa pulsowa i tastowa polarografia oraz wirtualne potencjometryczne badanie układu Bi(III)-EDDA-OH

Języki publikacji

Abstrakty

A concept of a virtual potentiometric sensor generated from dynamic, noncquilibrium voltammetric data was successfully tested on a kinetically mixed Bi(III)-EDDA-OH system containing labile and inert complexes. A mathematical transformation of polarographic data into a type of data one would obtain from a real free metal ion potentiometric sensor is described. It was possible to transform the voltammetric data even though two inert complexes were formed that did not provide a direct input on the M-L-OH system studied. It is demonstrated that only the virtual potential can: (i) provide correct information on species formed and, (ii) be used in refinement operations performed on voltammetric data. Dedicated potentiometric software ESTA was employed in the refinement of virtual potentiometric (VP) data. Stability constants were obtained from VP-DC and VP-DP virtual potentials that did not include most uncertain, and in this case experimentally inaccessible, experimental parameter E(M), i.e.. the potential obtained on a sample containing only 'free' metal ion. It is also demonstrated that it is possible to refine simultaneously voltammetric data coming from different experimental techniques and experimental conditions, e.g., acid-base or ligand titration. A mathematical procedure is described and experimentally verified as a useful and reliable tool for the evaluation of data at extremely low pH, between 0 and 2. Three bismuth complexes with the ligand EDDA were identified, namely Bi(HL) (labile), BiL and BiL2 (both inert) for which the overall stability constants, as log &beta, were estimated to be 18.9š0.2, 17.1 š0.2, and 32.5š0.3, respectively: standard deviations describe the combined uncertainty coining from different analytical techniques used in this work.

Koncepcja wirtualnego potencjometry cznego czujnika generowanego na podstawie dynamicznych, nierównowagowych danych woltaniperometrycznych została z powodzeniem zastosowana do układu Bi-EDDA-OH, zawierającego labilne i inertne kompleksy. Opisano matematyczne przekształcenie danych polarograficznych na dane. które mogłyby być otrzymane za pomocą rzeczywistego czujnika potencjało metryczne go czułego na wolne jony metalu. Było to możliwe nawet w przypadku obecności dwóch elektrochemicznie nieaktywnych inertnych kompleksów, które nie wpływają wprost na badany system. Wykazano, że tylko wirtualny potencjał może być źródłem poprawnych informacji o powstających indywiduach, i może być wykorzystany do uściślenia danych woltamperometrycznych. Do tego celu wykorzystano wyspecjalizowany program ESTA. Stałe trwałości otrzymano z wirtualnych potencjałów, które nie zawierająnajbardziej niepewnego, i w tym przypadku doświadczalnie nieosiągalnego parametru E(M), to jest potencjału otrzymywanego w próbce zawierającej tylko 'wolne jony metalu. Wykazano, że możliwe jest jednoczesne uściślenie danych woltamperometrycznych, otrzymanych różnymi technikami doświadczalnymi i w różnych warunkach doświadczenia, np. miareczkowanie kwas-zasada lub kompleksometryczne. Opisano i zweryfikowano procedury matematyczne jako użyteczne i wiarygodne narzędzie do pozyskiwania danych przy niskich wartościach pH. np. między O i 2. Zidentyfikowano trzy kompleksy bizmutu z EDDA. a mianowicie Bi(HL) (labilny) i BiL oraz BiL, (inertne), dla których wartości &beta vvynoszą odpowiednio 18,9š0,2; 17,1š0,2; 32,5š0,3. Wartości odchylenia standardowego opisują ziożoną niepewność otrzymaną w stosowanych w tej pracy technikach.

Słowa kluczowe

voltammetry potentiometry polarography stability constans bismuth EDDA

woltamperometria potencjometria polarografia stała trwałości bizmut EDDA

Wydawca

Komitet Chemii Analitycznej PAN

Czasopismo

Chemia Analityczna

Rocznik

2005

Tom

Vol. 50, No. 1

Strony

3--36

Opis fizyczny

Bibliogr. 46 poz.

Twórcy

autor

Cukrowski I.

ignacy.cukrowski@up.ac.za

Department of Chemistry, Faculty of Natural and Agricutural Sciences, University of Pretoria, 0002 Pretoria, South Africa

autor

Zhang J. M.

Molecular Sciences Institute, School of Chemistry, University of the Witwatersrand, P.O. Wits, Johannesburg. 2050 South Africa

Bibliografia

1. Martell A.E., and Hancock R.D., in: Metal Complexes in Aqueous Solutions, Modern Inorganic Chemistry series, [Fackier J.P., Jr., Ed.]), Plenum Press, New York 1996.
2. Marsicano P., Monberg, C., Martincigh B.S., Murray K., May P.M., and Williams D.R., J. Coord. Chem., 16, 321 (1998).
3. May P.M., Murray K. and Williams D.R., Talanta, 35, 23 (1988).
4. May P.M. and Murray K., Talanta, 35, 927 (1988).
5. Gans P., Sabatini A. and Vacca A.,y. Chem. Soc. Dalton Trans., 1195 (1985).
6.Lingane J.J., Chem. Rev., 29, 1 (1941).
7. DeFord D.D. and Hume D.N., J. Am. Chem. Soc., 73, 5321 (1951).
8. Hume D.N., DeFord D.D. and Cave G.C.B., J. Am. Chem. Soc., 73, 5323 (1951).
9. Schaap W.B. and McMasters D.L., J. Am. Chem. Soc., 83, 4699 (1961).
10. Schwarzenbach G. and Ackermann H., Helv. Chim. Acta, 35,486 (1952).
11. Schwarzenbach G., Gut R. and Anderegg G., Helv. Chim. Acta, 37,937 (1954).
12. Crow D.R., in: Polarography of Metal Complexes, Academic press, London and New York, 1969.
13. De Jong H.G., van Leeuwen H.P. and Holub K., J. Electroanal. Chem., 234,1 (1987).
14. De Jong H.G. and van Leeuwen H.P., J. Electroanal. Chem.,234, 17(1987).
15. De Jong H.G. and van Leeuwen H. P., J. Electroanal. Chem., 235, 1 (1987).
16. Diaz-Cruz J.M., Arino C., Esteban M. and Casassas E., Electroanalysis, 3, 299 (1991).
17. Nadal A.M., Arino C., Esteban M. and Casassas E., Electroanalysis, 3, 309 1991.
18. Diaz-Cruz J.M., Arino C., Esteban M. and Casassas E., J. Electroanal. Chem., 333, 33 (1992).
19. Guidelli R. and Cozzi D., J. Phys. Chem., 71, 3020 (1967).
20. Guidelli R. and Cozzi D., J. Phys. Chem., 71, 3027 (1967).
21. Cukrowski I. and Adsetts M., J. Electroanal. Chem., 419, 129 (1997).
22. Cukrowski I., Electroanalysis, 9, 1167 (1997).
23. Cukrowski I. and Loader S.A., Electroanalysis, 10, 877 (1998).
24. Cukrowski I., Hancock R.D. and Luckay R.C., Anal. Chim. Acta, 319, 39 (1996).
25. Cukrowski I., Electroanalysis, 11, 606 (1999).
26. Cukrowski I., J. Electroanal. Chem.,460, 197(1999).
27. Cukrowski I., Anal. Chim. Acta, 336, 23 (1996).
28. Cukrowski I., Zeevaart J.R. and Jarvis N.V., Anal. Chim. Acta, 379, 217 (1999).
29. Cukrowski I. and Ngigi G., Electroanalysis, 13,1242 (2001).
30. Cukrowski I. and Maseko N., Electroanalysis, 15, 1377 (2003).
31. Buffle J., J. Electroanal. Chem., 125, 273 (1981).
32. Buffle J., Mota A.M. and Gonçalves M.L., Port. Electrochim. Acta, 3, 293 (1985).
33. Jain D.S., Prakash O. and Bhasin S. K., J. Electrochem. Soc. India, 25, 139 (1976).
34. Bond A.M., J. Electroanal. Chem., 20, 223 (1969).
35. Bond A.M., J. Electroanal. Chem., 23, 227 (1969).
36. Heath G.A. and Hefter G., J. Electroanal. Chem., 84, 295 (1977).
37. Fernández M., Arino C., Diaz-Cruz J.M., Tauler R. and Esteban M., J. Electroanal. Chem., 505, 44 (2001).
38. Fernández M., Arino C., Diaz-Cruz J.M., Tauler R. and Esteban M., Electroanalysis, 13, 1405 (2001).
39. Town R.M. and van Leeuwen H.P., J. Electroanal. Chem., 535, 11 (2002).
40. Cukrowski I. and Zhang J.M., Electroanalysis, 16, 612 (2004).
41. Cukrowski I., Zhang J.M. and van Aswagen A., Helv. Chim. Acta, 87, 2135 (2004).
42. Cukrowski I., Cukrowska E., Hancock R.D. and Anderegg G., Anal. Chim. Acta, 312, 307 (1995).
43. NIST Standard Reference Database 46. NIST Critically Selected Stability Constants of Metal Complexes Database, Version 7.0. Data collected and selected by R.M. Smith and A.E. Martell. U.S. Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology, 2003.
44. Heyrovský J. and Kůta J., in: Principles of Polarography, Academic Press, New York and London 1966.
45. Cukrowski I., dedicated to polarography program 3D-CFC, unpublished work.
46. Cukrowski I., Analyst, 122, 827 (1997).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPP1-0049-0033