Koper
14 januari 2003 | 16.00 uur
hr. J. van Doornmalen | doctorandus in de scheikunde.
Promotoren | Prof.dr.ir. J.J.M. de Goeij (em. (2002) hgl. fac TNW/IRI) en
prof.dr. W.H. van Riemsdijk (U-Wageningen)
Analysis and implications pf copper-complex lability in aqueous systems.
Het gedrag van koper in waterige systemen (bijvoorbeeld zijn mobiliteit,
biobeschikbaarheid, toxiciteit) is afhankelijk van zijn speciatie, oftewel
de verzameling van chemische vormen waarin koper voorkomt. Meestal wordt er
een toestand van chemisch evenwicht aangenomen als speciatie wordt
bestudeerd, alhoewel veel waterige systemen feitelijk dynamische systemen
zijn. Indien kinetische parameters van koperspeciatie in beschouwing worden
genomen, kan derhalve een realistischere beschrijving van het gedrag van
koper worden verkregen. Een belangrijk kinetisch aspect van koperspeciatie
is de labiliteit van kopercomplexen, oftewel het vermogen van het complex om
te dissociëren in het vrije koperion en het ligand waar het aan gebonden
was. De labiliteit van kopercomplexen werd bestudeerd met behulp van 64Cu
met een hoge specifieke activiteit (> 1016 Bq 64Cu per g Cu), geproduceerd
via de kernreactie 64Zn(n,p)64Cu. Door zijn hoge specifieke activiteit
kunnen zeer kleine hoeveelheden van deze radiotracer nog eenvoudig
gedetecteerd worden. Dit vergemakkelijkt de bestudering van monsters met
relatief lage koper concentraties (zoals natuurlijke waters) en monsters
waarvan de initiële speciatie behouden dient te worden. De procedure die
werd gevolgd bestond uit het toevoegen van het radioactieve koperisotoop in
een specifieke chemische vorm aan een monster en vervolgens het volgen van
zijn transformatie naar een andere chemische vorm. Om deze transformatie te
kunnen volgen werden analytische technieken ontwikkeld, gebaseerd op
chromatografie of ion-extractie, die als functie van de tijd vrije
koperionen fysiek kunnen scheiden van kopercomplexen. Zowel associatie- als
dissociatiereacties van natuurlijke en niet-natuurlijke kopercomplexen
konden op deze wijze bestudeerd worden en hun dissociatiesnelheidsconstante
kd, een maat voor labiliteit, konden worden bepaald. Bovendien werd de
invloed van een toename van de totale koperconcentratie op de labiliteit van
kopercomplexen met opgelost organisch materiaal in zeewater bepaald.
Tenslotte bleek de radiotracer bruikbaar te zijn om de relatie tussen de
labiliteit van kopercomplexen en het associatieproces van koper met de
zoetwateralg Scenedesmus acuminatus te bestuderen.
Voor verder lezen:
* Extraction of metals from soils and waters by D.Max Roundhill, 2001
* Handbook of water analysis ed. by Leo M.L. Nollet, 2000
* Introduction to environmental analysis by Roger N. Reeve, 2002
Technische Universiteit Delft