Riassunto analitico
Il bioaccumulo e il bioadsorbimento dei metalli da parte di microrganismi e biomasse rappresentano processi industriali in forte sviluppo. In particolare, tali fenomeni sono sfruttati nel risanamento di siti inquinati, nel recupero di metalli da scarti industriali e nell’industria mineraria.
La determinazione della concentrazione di metalli pesanti nei fluidi di processo, tipicamente a base acquosa, rappresenta un aspetto cruciale al fine di ottenere la massima efficienza del processo di bioaccumulo/bioadsorbimento. E’ necessario quindi disporre di strumentazione e metodiche analitiche adeguate in grado di rilevare la presenza dei metalli in modo selettivo in un ampio intervallo di concentrazione.
In questo lavoro di Tesi, tra i differenti metalli pesanti, si è scelto di prestare particolare attenzione verso l’oro, dato il grande valore economico di questo metallo, il suo interesse industriale e la sua evidente importanza nell’industria estrattiva. I protocolli attualmente utilizzati per la quantificazione dell’oro sotto forma solubile richiedono l’impiego di tecniche quali spettroscopie di assorbimento o ad emissione. Tali metodiche analitiche risentono spesso di forti inconvenienti quali, ad esempio, la necessità di una elaborata preparazione del campione, un operatore esperto, laboratori specializzati e una strumentazione complessa e costosa.
L’uso di sensori amperometrici può superare questi inconvenienti. In particolare, questi sistemi possiedono numerosi vantaggi, come la possibilità di essere impiegati in matrici molto complesse (anche torbide o semisolide), il basso costo e la semplicità costruttiva; inoltre, la strumentazione è di facile utilizzo e la risposta è ottenuta in tempi molto brevi.
E’ ben evidente dai lavori di letteratura come siano stati sviluppati differenti sistemi elettrodici per la determinazione dei metalli pesanti. Nella maggior parte dei casi il materiale dell'elettrodo è costituito da platino, carbonio o mercurio. Sfortunatamente i primi due materiali elettrodici soffrono di gravi problemi nel fornire risposte ripetibili e riproducibili per diversi analiti, in particolare nel caso di matrici reali. Le ragioni principali risiedono nell’avvelenamento della superficie dell'elettrodo; inoltre è ben nota l’elevata tossicità del mercurio, il cui impiego è destinato ad essere del tutto bandito in brevissimo tempo.
In questo lavoro di Tesi è stato studiato l’impiego di un nuovo materiale elettrodico per la determinazione di oro. In particolare è stata studiata la risposta elettrochimica di tale metallo, in un ampio intervallo di concentrazioni, in soluzioni tamponate a differenti pH. Va tenuto presente che il materiale elettrodico utilizzato non è mai stato precedentemente impiegato per la determinazione di metalli nobili in tali condizioni sperimentali. Inoltre, è stato studiato il comportamento di sali di oro anche in matrici reali impiegate per i processi di bioadsorbimento e bioaccumulo, ovvero di microorganismi e biomasse provenienti da scarti industriali. I responsi relativi alla riduzione catodica si sono dimostrati ripetibili e riproducibili, come testimoniato dal trattamento statistico dei dati, consentendo di mettere a punto una metodica analitica efficace. Infine, la superficie elettrodica è stata caratterizzata mediante microscopia elettronica a scansione e spettroscopia Raman in situ, ovvero nella soluzione nella quale lavorano, per verificare l'influenza sul materiale elettrodico del potenziale imposto e del contatto con soluzioni contenenti oro.
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