Nitrate determination in natural water samples by potentiometry with ion selective electrode
Keywords:
nitrate ion selective PVC membrane; ion selective electrode (ISE); triocthylmethylammonium chloride (TOMACl); expanded uncertainty.Abstract
In this work, a nitrate selective polymeric liquid membrane electrode was evaluated in real
samples using diethylphthalate (DEP) as plasticizer, trioctyl methyl ammonium chloride
(ClTOMA) as ionophore and polyvinyl chloride (PVC) as matrix, on a conductive support.
The constructed electrode showed a fast potentiometric response to nitrate ion in the
concentration range 10 -6 to 10 -2 mol ∙ L -1 , with an overnernstian slope of -70,14 ± 1,93 mV ∙ dec -1 . Sensor membranes reported in the literature made up of the same ionophore and matrix
were compared with the DEP being the one with the highest sensitivity due to its higher
electrode response slope value. The measurement uncertainty was estimated under conditions
of intermediate precision of the analysis for 95 % confidence at three concentration levels
with values of 10 % for contents less than 10 mg ∙ L -1 , 5,9 % for contents close to 40 mg ∙ L -1
and 5,1 % for contents greater than 80 mg ∙ L -1 .
References
KANFI, Y.; RONEN, D.; MAGARITZ, M. “Nitrate trends in the coastal plain aquifer
of Israel”. J. of Hydrology 66, 331(1983) https://doi.org/10.1016/0022-1694(83)90194-4
LARIOS, L. “Contaminación del agua por nitratos: significación sanitaria”. Archivo
Médico de Camagüey 133(2),23 (2009) versión on-line ISSN 1025-0255.
PACHECO, J.; CABRERA, A. “Groundwater contamination by nitrates in the Yucatán
Península-México”. Hydrogeology Journal 5(2) 47 (1997)
https://doi.org/10.1007/s100400050113
BELGRANO, R.; COLASURDO, V.; DÍAZ, O. "Métodos ultravioleta selectivo y de
reducción con hidracina en la determinación del ion nitrato en aguas subterráneas”. Quím,
Nova,26, 5 (2003) https://doi.org/10.1590/S0100-40422003000500023
BOY FERNÁNDEZ, M. E. "Utilización de la cromatografía iónica en el análisis de
muestras de agua de drenaje y de solución de suelo. Universidad de Sevilla, 1992,
http://hdl.handle.net/10261/80387
APHA-AWWA-WPCF. Standard methods for the examination of water and
wastewater. Método 4500-NO 3 , 22nd ed. Vol. 4, 2012.
MITRAKAS, M. G.; ALEXIADES, C. A. “A new ionic strength adjustor for nitrate
analysis in waters, soils and plants using ion-selective electrode”. Mikrochim, Acta 100, 7
(1990) https://doi.org/10.1007/BF01244493
BELTRAN, A. et al. “Development of durable nitrate-selective membranes for all-
solid-stateISE and ISFET sensors based on photocurable compositions”. Electroanalysis
(3), 213 (2002) https://doi.org/10.1002/1521-4109(200202)14:3<213::AID-
ELAN213>3.0.CO;2-U
ARADA-PÉREZ, M. A. “Influencia del plastificante en la respuesta al pH de electrodos
selectivos a nitrato con sal cuaternaria de amonio”. Afinidad 61(509), 59 (2004) ISSN
-9704.
ARADA-PÉREZ, M. A. “Estudio preliminar de un electrodo all solid stated a nitrato”.
Rev. Cub. Quim. 23(1), 5 (2011) ISSN: 2224-5421.
ARADA-PÉREZ, M. A.; PÉREZ-MARÍN, L. “Influencia de la concentración del
ionóforo y del disolvente mediador en los parámetros de calibración de electrodos ion 1. KANFI, Y.; RONEN, D.; MAGARITZ, M. “Nitrate trends in the coastal plain aquifer
of Israel”. J. of Hydrology 66, 331(1983) https://doi.org/10.1016/0022-1694(83)90194-4
LARIOS, L. “Contaminación del agua por nitratos: significación sanitaria”. Archivo
Médico de Camagüey 133(2),23 (2009) versión on-line ISSN 1025-0255.
PACHECO, J.; CABRERA, A. “Groundwater contamination by nitrates in the Yucatán
Península-México”. Hydrogeology Journal 5(2) 47 (1997)
https://doi.org/10.1007/s100400050113
BELGRANO, R.; COLASURDO, V.; DÍAZ, O. "Métodos ultravioleta selectivo y de
reducción con hidracina en la determinación del ion nitrato en aguas subterráneas”. Quím,
Nova,26, 5 (2003) https://doi.org/10.1590/S0100-40422003000500023
BOY FERNÁNDEZ, M. E. "Utilización de la cromatografía iónica en el análisis de
muestras de agua de drenaje y de solución de suelo. Universidad de Sevilla, 1992,
http://hdl.handle.net/10261/80387
APHA-AWWA-WPCF. Standard methods for the examination of water and
wastewater. Método 4500-NO 3 , 22nd ed. Vol. 4, 2012.
MITRAKAS, M. G.; ALEXIADES, C. A. “A new ionic strength adjustor for nitrate
analysis in waters, soils and plants using ion-selective electrode”. Mikrochim, Acta 100, 7
(1990) https://doi.org/10.1007/BF01244493
BELTRAN, A. et al. “Development of durable nitrate-selective membranes for all-
solid-stateISE and ISFET sensors based on photocurable compositions”. Electroanalysis
(3), 213 (2002) https://doi.org/10.1002/1521-4109(200202)14:3<213::AID-
ELAN213>3.0.CO;2-U
ARADA-PÉREZ, M. A. “Influencia del plastificante en la respuesta al pH de electrodos
selectivos a nitrato con sal cuaternaria de amonio”. Afinidad 61(509), 59 (2004) ISSN
-9704.
ARADA-PÉREZ, M. A. “Estudio preliminar de un electrodo all solid stated a nitrato”.
Rev. Cub. Quim. 23(1), 5 (2011) ISSN: 2224-5421.
ARADA-PÉREZ, M. A.; PÉREZ-MARÍN, L. “Influencia de la concentración del
ionóforo y del disolvente mediador en los parámetros de calibración de electrodos ion 1. KANFI, Y.; RONEN, D.; MAGARITZ, M. “Nitrate trends in the coastal plain aquifer
of Israel”. J. of Hydrology 66, 331(1983) https://doi.org/10.1016/0022-1694(83)90194-4
LARIOS, L. “Contaminación del agua por nitratos: significación sanitaria”. Archivo
Médico de Camagüey 133(2),23 (2009) versión on-line ISSN 1025-0255.
PACHECO, J.; CABRERA, A. “Groundwater contamination by nitrates in the Yucatán
Península-México”. Hydrogeology Journal 5(2) 47 (1997)
https://doi.org/10.1007/s100400050113
BELGRANO, R.; COLASURDO, V.; DÍAZ, O. "Métodos ultravioleta selectivo y de
reducción con hidracina en la determinación del ion nitrato en aguas subterráneas”. Quím,
Nova,26, 5 (2003) https://doi.org/10.1590/S0100-40422003000500023
BOY FERNÁNDEZ, M. E. "Utilización de la cromatografía iónica en el análisis de
muestras de agua de drenaje y de solución de suelo. Universidad de Sevilla, 1992,
http://hdl.handle.net/10261/80387
APHA-AWWA-WPCF. Standard methods for the examination of water and
wastewater. Método 4500-NO 3 , 22nd ed. Vol. 4, 2012.
MITRAKAS, M. G.; ALEXIADES, C. A. “A new ionic strength adjustor for nitrate
analysis in waters, soils and plants using ion-selective electrode”. Mikrochim, Acta 100, 7
(1990) https://doi.org/10.1007/BF01244493
BELTRAN, A. et al. “Development of durable nitrate-selective membranes for all-
solid-stateISE and ISFET sensors based on photocurable compositions”. Electroanalysis
(3), 213 (2002) https://doi.org/10.1002/1521-4109(200202)14:3<213::AID-
ELAN213>3.0.CO;2-U
ARADA-PÉREZ, M. A. “Influencia del plastificante en la respuesta al pH de electrodos
selectivos a nitrato con sal cuaternaria de amonio”. Afinidad 61(509), 59 (2004) ISSN
-9704.
ARADA-PÉREZ, M. A. “Estudio preliminar de un electrodo all solid stated a nitrato”.
Rev. Cub. Quim. 23(1), 5 (2011) ISSN: 2224-5421.
ARADA-PÉREZ, M. A.; PÉREZ-MARÍN, L. “Influencia de la concentración del
ionóforo y del disolvente mediador en los parámetros de calibración de electrodos ion selectivo a nitrato de membrana líquida aplicado sobre la resina epoxi conductora”. Rev.
Cub. Quím. 14(1) 21 (2002) ISSN: 2224-5421.
ARADA-PÉREZ, M. A.; YAZDANI-PEDRAM, M. “Comportamiento de algunos
parámetros de calibración de electrodos selectivos a nitrato a diferentes concentraciones
del ionóforo y del disolvente mediador”. Afinidad 60(505), 262(2003) ISSN 0001-9704.
ARADA-PÉREZ, M. A.; YAZDANI-PEDRAM, M. “Chemical sensor based on
tetradecil ammonium nitrate”. J. Chil. Chem. Soc. 58(1), 1415 (2013)
http://dx.doi.org/10.4067/S0717-97072013000100010
ARADA-PÉREZ, M. A.; YAZDANI-PEDRAM, M.; CASCARET, A.; FERRER, A.
“Estudio preliminar de un ESI a nitrato con la 2-[5-(4-nitrofenil) furil]-4,5-difenil
imidazol como ionóforo”. Rev. Cub. Quím. 15(2), 89 (2003) ISSN: 2224-5421.
ARADA-PÉREZ, M. A.; YAZDANI-PEDRAM, M.; MARÍN, J.; SPECK-
PLANCHE, A. “Estudio del reconocimiento molecular de un portador móvil neutro usado
como electrodo allsolidstated a nitrato”. Afinidad LXVI (540), 134 (2009) ISSN 0001-
ARADA-PÉREZ, M. A.; YAZDANI-PEDRAM, M.; CORTES-NODARSE, I.;
LAZO-FRAGA, A. R.; SERRANO-MARZABAL, M. “Determination of nitrate in
drinkingwaterby ion-selectiveelectrode”. Rev. Cub. Quím. 15(3), 8 (2003) ISSN: 2224-
ARADA PÉREZ, M. A.; YAZDANI-PEDRAM, M.; PÉREZ-SAAVEDRA, J. J.
“Sensores electroquímicos basados en sales cuaternarias de amonio”. Rev. Cub. Quím.
(1), 31 (2008) ISSN: 2224-5421.
GOFF, L. E.; BRAVEN,J.; EBDON, L.; SCHOLEFIELD, D. “High- performance
nitrate-selective electrodes containing immobilized amino acid betaines as sensors”. Anal.
Chem.74, 2596 (2002) https://doi.org/10.1021/ac010985i
GEORGE, E. et al. “Theoretical and experimental studies of metallated
phenanthroline derivatives as carriers for the optimization of the nitrate sensor”. Anal.
Chim. Acta. 439(2), 273 (2001) https://doi.org/10.1016/S0003-2670(01)00972-2.
KONG-THOOL, P.; ARAUJO, A. N.; M.; MONTENEGRO, C. B. S. M.; PEÄREZ-
OLMOS, R. “New PVC nitrate-selective electrode: application to vegetables and mineral
waters”. J. Agric. Food Chem. 53, 211 (2005) . https://doi.org/10.1021/jf049227u
ARADA-PÉREZ, M. A.; PÉREZ-MARÍN, L.; QUINTANA, J. C.; YAZDANI-
PEDRAM, M. “Influence of different plasticizers on the response of chemical sensors based on polymeric membranes for nitrate ion determination”. Sens. Actuat. B-Chem.
(3), 262 (2003) https://doi.org/10.1016/S0925-4005(02)00475-6
ARADA-PÉREZ, M. A.; CORTÉS-NODARSE, I.; YAZDANI-PEDRAM, M.;
PÉREZ-SAAVEDRA, J. J. “Effect of plasticizer type on the potentiometric selectivity
coefficient (K Pot ) of electrodes for nitrate ion determination constructed by using PVC as
polymeric membrane”. Rev. Cub. Quím. 15(3), 36 (2003) ISSN: 2224-5421.
PÉREZ, J.; RÍOS, A.; FERNÁNDEZ, J. R.; LAPA, R. A. S.; LIMA, J. L. F. C.
“Construction and evaluation of ion selective electrodes for nitrate with a summing
operational amplifier, application to tobacco analysis”. Talanta 53, 741 (2001)
https://doi.org/10.1016/S0039-9140(00)00526-9
ABBAS, M. N. “Chemically modified carbon paste electrode for iodide determination
on the basis of cetyltrimethylammonium iodide ion-pair”. Analytical Sciences. 19(2) 229
(2003) DOI: 10.2116/analsci.19.229
OZAWA, S. et al. “Anion-selective electrodes based on long-chain
methyltrialkylammonium salts”. Anal Chem. 68(23), 4149 (1996)
https://doi.org/10.1021/ac960526v
HARA, H.; OHKUBO, H.; SAWAI, K. “Nitrate ion-selective coated-wire electrode
based on tetraoctadecylammonium nitrate in solid solvents and the effect of additives on
its selectivity”. Analyst. 118(5), 549 (1993) https://doi.org/10.1039/AN9931800549
MARTÍNEZ, E. “Sensors potenciometricall- solid-stated’amoni i la sevaconversió en
biosensorsd’ureaconstrucció, evaluacióaplicació”. PhD Thesis. Barcelona: Universidad
Autónoma de Barcelona; 1990.
IUPAC Compendium of analytical nomenclatura. Oxford, Pergamon Press; 1978,
pp.168-173.
WILLIAMS-CHAIRMAN UK., A.; De Halleux, Université Catholique de Louvain,
Belgium.; Diamondstone, National Institute of Science and Technology, USA.; Ellison,
Laboratory of the Government Chemist, UK and colb. EURACHEM. EURACHEM,
International vocabulary of basic and general standard terms in Metrology. ISO,
Geneva, Switzerland, 1993.
Guía para la expresión de incertidumbre de medición. NC 1066 (2015).
Handbook for Calculation of Measurement Uncertainty in Environmental
Laboratories. NT TR 537, ed 3.1. 53, 2012. Nordtest project 1589-02.
Guía para la validación de métodos de ensayo químico para alimentos. NC TS 368.
UMEZAWA, Y.; UMEZAWA, K.; SATO, H. “Selectivity coefficients for ion-
selective electrodes: Recommended methods for reporting K A,B pot values (Technical
Report)”. Pure Appl. Chem. 67, 507 (1995) http://dx.doi.org/10.1351/pac199567030507
BUCK, R. P.; LINDNER, E. “Recommendations for nomenclature of ion selective
electrodes”. Pure Appl. Chem. 66, 2527 (1994)
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 María de los Ángeles Arada-Pérez, Karel Yasmany Nápoles-Florián, Juan Manuel Rodríguez-Acebal, Mehrdad Yazdani-Pedram , Ana Rosa Lazo-Fraga
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
This journal provides immediate open access to its content, based on the principle that offering the public free access to research helps a greater global exchange of knowledge. Each author is responsible for the content of each of their articles.
