Spektroelektrochemia technecjanów (VII) w środowisku kwasu

Spektroelektrochemia technecjanów (VII)
w środowisku kwasu siarkowego (VI)
Justyna Bebko
Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Energii
kierownik i opiekun pracy: dr M. Chotkowski
1
Plan prezentacji
Kilka słów o technecie
❷ Zainteresowanie technetem
❸ Problemy z chemią technetu
❹ Cel pracy
❺ Eksperyment
❻ Dotychczasowe wyniki
❶
2
CHARAKTERYSTYKA TECHNETU
http://nauczyciel.pl/files/lessons/
3
CHARAKTERYSTYKA TECHNETU
Występowanie:
Technet nie występuje w skorupie ziemskiej, zawarty jest
natomiast w materii gwiazd, gdzie powstaje w wyniku
syntezy termojądrowej.
Energia promieniowania (MeV)
Izotop
Czas
półtrwania
α
β
γ
Tc-97
2,6·10 6 lat
-
0,0056
0,011
Tc-98
4,2·10 6 lat
-
0,16
1,4
Tc-99
2,1·10 5 lat
-
0,10
-
Tc-99m
6,01 h
-
-
0,14
Tab 1. Podstawowe właściwości wybranych izotopów technetu
www.stoller-eser.com/FactSheet/
4
CHARAKTERYSTYKA TECHNETU
Otrzymywanie:
Technet otrzymuje się wyłącznie sztucznie i stąd pochodzi jego
nazwa. Powstaje jako produkt rozpadu izotopu 235-U albo przy
bombardowaniu deuterami izotopów molibdenu.
Zastosowanie technetu:
Związki chemiczne znakowane izotopem 99mTc
używane są w scyntygrafii m. in. mózgu, wątroby,
tarczycy. Ze względu na bardzo krótki T1/2 izotop ten
wytwarzany jest w przenośnym generatorze.
www.babcock.com/industries_markets/nuclear_medicine/
5
ZAINTERESOWANIE TECHNETEM
Czemu akurat technet??
● 99Tc
jest jednym z odpadów
w elektrowniach atomowych
● problem z odzyskaniem
technetu z wypalonego paliwa
jądrowego
● podziemne składowanie
odpadów radioaktywnych z
elektrowni jądrowych
Rys. Ładowanie kanistrów z zeszklonym paliwem do silosów
http://www.world-nuclear.org/education/wast.htm
6
ZAINTERESOWANIE TECHNETEM
Czemu akurat technet c.d. ??
● możliwość przedostania się technetu do wód gruntowych i
powierzchniowych
● brak świadomości o zagrożeniu technetem-99 powstałym
w wniku rozpadu 99mTc stosowanego w medycynie
● otrzymywanie w wyniku chemicznej syntezy
radiofarmaceutyków technecjanowych, kompleksów cyny,
które są szkodliwe.
www.advanceweb.com/SharedResources
7
CHEMIA TECHNETU
TcO4HTcO4
TcO2+
TcO(OH)2+
TcO2+
TcO(OH)+
TcO(OH)2
TcO2• H2O
Problemy z chemią
roztworów wodnych
technetu:
Tc3+
TcO+
TcO(OH)
-Mnogość stopni
utlenienia technetu
- Występowanie
technetu na danym
stopniu utlenienia w
wielu postaciach
Tc
HTcO4TcO42Tc(OH)+
Tc(OH)2
8
CHEMIA TECHNETU
Diagram Pourbex
ukazujący stabilność
różnych form
technetu w
zależności od E i pH
przy nieobecności
jonów
kompleksujących.
Lieser and Bauscher, 1987
9
CEL PRACY
Cel pracy
Zbadanie wpływu na redukcję TcO4− :
1. Rodzaju powierzchni elektrody
i. z węgla szklistego (RVC)
ii. RVC pokryte platyną
iii. RVC pokryte złotem
3. Szybkości polaryzacji
2. Stężenia H2SO4
(μV- mV/s)
i. 0,5 M
ii. 4M
iii. 12M
Określenie jonowych form technetu w roztworze.
10
EKSPERYMENT
Wykorzystywane metody
✔ Sprzężona metoda chronowoltampermetrii
cyklicznej z pomiarami spektroskopowymi UV-Vis w
układzie optycznie przezroczystym cienkiej warstwy
✔ Woltamperometria cykliczna
✔ Chronoamperometria
11
EKSPERYMENT
Układ Pomiarowy
Rys. 4. Schemat naczynka do pomiarów
spektroelektrochemicznych
Wykorzystanie techniki
spektroelektrochemicznej
UV-Vis bazującej na
prawach absorpcji
promieniowania
elektromagnetycznego
opartej na elektrodach
optycznie przezroczystych
OTE (optically transparent
electrodes).
M. Chotkowski, Z. Rogulski, A.Czerwiński, Przemysł Chemiczny, 85/11 (2006) str.1481-1487
12
EKSPERYMENT
Elektrody optycznie przezroczyste pracujące w warunkach
cienkiej warstwy OTTLE (optically transparent thin-layer
electrodes)
Ścisłe powiązanie sygnału
spektroskopowego z elektrochemicznym:
Gdy nie występują inne poza
elektrochemicznymi procesy:
M. Chotkowski, Z. Rogulski, A.Czerwiński, Przemysł Chemiczny, 85/11 (2006) str.1481-1487
13
LITERATUROWE WYNIKI
Widmo UV-Vis dla
Tc (VII),
Tc(IV) i Tc(III) w
[Tc](całk.)=3 × 10-4M,
[CO3](całk.)= 0.7 M i
pH=9
Environmental Science & Technology, 2009 43, 9174–9182
14
UZYSKANE W EKSPERYMENCIE WYNIKI
Zarejestrowane krzywe dla 1mM TcO4− w 0,5M
H2SO4 na RVC dla różnych szybkości polaryzacji
0,2mV/s
1mV/s
15
OCZEKIWANE WYNIKI
Oczekiwane rezultaty:
●
Określenie jonowych form technetu w roztworze
Określenie wpływu rodzaju powierzchni elektrody, stężenia
H2SO4 , szybkości polaryzacji na redukcję TcO4−
●
Wyznaczenie szeregu parametrów procesu z produktami
pośrednimi takich jak np. stałe szybkości reakcji, liczby
elektronów uczestniczących w procesie Ox/Red, określenie
potencjałów standardowych reakcji
●
16
Dziękuję za uwagę :)
www.ukladokresowy.pl/elements/
www.webqc.org/elements-photo/Technetium.jpg
17