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Méthode analytique de mesure de l'ion métallique libre (Cd²⁺, Zn²⁺) par échange ionique.

Fortin, Claude (1996). Méthode analytique de mesure de l'ion métallique libre (Cd²⁺, Zn²⁺) par échange ionique. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 126 p.

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Résumé

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Afin de déterminer l'influence de la spéciation des métaux sur leur biodisponibilité, il est important de pouvoir mesurer directement la concentration de l'ion métallique libre en solution. Les méthodes existantes pouvant être utilisées pour doser le zinc et le cadmium libres ne sont pas suffisamment sensibles pour mesurer de façon précise des concentrations d'intérêt biologique, ou encore présentent des problèmes en présence de matière organique naturelle. En milieu inorganique artificiel, la spéciation peut être évaluée par des calculs d'équilibres thermodynamiques. Cependant, lorsque les métaux entrent en contact avec des ligands organiques naturels, dont les constantes de formation. sont mal connues, la mesure expérimentale devient essentielle. Une méthode faisant appel à une résine échangeuse d'ions a été mise au point afin de mesurer de façon précise de faibles concentrations de Cd²⁺ et de Zn²⁺. La méthode implique l'atteinte d'un état stationnaire entre la résine et une solution de force ionique élevée (NaN03 0,20 M). Elle a été calibrée afin de déterminer les concentrations de cadmium et de zinc libres à des pH de 4,5 à 7,0 et à une force ionique de 0,20 M. La technique d'échange ionique a été testée à l'aide de ligands modèles tels que l'acide éthylènediaminetétraacétique et le citrate, dont les constantes d'équilibres thermodynamiques sont bien connues. Dans les deux cas, il y a eu une très bonne concordance entre les valeurs calculées et les valeurs déterminées expérimentalement La résine échangeuse d'ions est sélective à l'aquo-ion lorsque celle-ci est exposée à des complexes cationiques CdCl⁺ et CdAla⁺ (Ala: Alanine). Par contre, une interférence a été remarquée en présence d'acides aminés (cystéine et lysine) qui forment des complexes cationiques divalents. Ces complexes créent une interférence lorsque le pH de la solution est égal ou inférieur au pH du point isoélectrique de l'acide aminé en question. À ces pH, le groupement amine devient protoné (-NH3⁺) et se lie probablement au groupement fonctionnel de la résine (-S03⁻). Plusieurs techniques analytiques éprouvent des problèmes lorsqu'elles sont confrontées à des solutions contenant de la matière organique naturelle; ceci ne semble pas être le Cas avec la technique d'échange ionique. L'absence d'adsorption de matière organique dissoute sur la résine a été confirmée à l'aide de comparaisons de la distribution des métaux lorsque la résine était prétraitée ou non à l'acide fulvique. De même, aucune adsorption n'a été observée lors de suivi d'absorbance par spectrophotométrie lorsque la résine était exposée à de l'acide humique ou fulvique. À la suite de ces vérifications, la spéciation du cadmium et du zinc a été examinée en présence de 10 mg l⁻¹ d'acide fulvique afin de permettre le design rationnel de bioessais en laboratoire. Finalement, la technique a été miniaturisée afin de diminuer le volume nécessaire au dosage et d'augmenter la productivité de seize échantillons par semaine à douze par jour. Cette méthode permet de mesurer des concentrations de Cd²⁺ (aussi faible que 64 pM) et de Zn²⁺ (jusqu'à 260 pM); ce qui en fait une méthode relativement sensible. L'ajout nécessaire d'un électrolyte, qui modifie l'activité des ions en solution, est le seul désavantage d'importance de la technique d'échange ionique. Cet inconvénient est grandement contrebalancé par des atouts indéniables: rapidité, fiabilité et sélectivité.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Campbell, Peter G.C.
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: ion; cadmium; zinc
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 03 oct. 2013 15:46
Dernière modification: 18 nov. 2015 16:18
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1525

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