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Presented as Curtis's Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1914. / Reprinted from Journal of physical chemistry, vol. 18, p. [166]-178, [521]-537, [641]-652. Includes bibliographical references.

Siegen, Universiẗat, Diss., 2001.

Iodine-129 is a high-yield fission product of 235U and 239Pu; is produced in nuclear power plants and is therefore present in substantial quantities in radioactive wastes. In the environment, iodine exists as a range of species: iodate (IO3-), iodide (I-), elemental iodine (I2), HOI and organic species are the most common. The behaviour of iodine in the environment is linked to its speciation which can be affected by different factors such as pH, redox potential and enzymatic reduction. Previous research has shown that iodine speciation can determine its fate in the environment; however the mechanisms of redox cycling amongst the different species are not yet fully understood. This research project has focused on improving the understanding of the changes on speciation of iodine in sediment and mineral systems undergoing redox cycling reactions. The fate and changes in iodine speciation were studied under reducing and oxidising conditions, with all experiments conducted under circumneutral pH conditions. Overall the results showed that when microbial activity is promoted in a sediment system, iodate is reduced to iodide with the reduction occurring during manganese reduction. Further, when nitrate is present at high concentrations the reduction of iodate is retarded. A net release of native iodine from sediments was observed in all experiments conducted with sediments; confirming previous observations that sediment bound iodine is released from sediments under reducing conditions. Modest abiotic reduction of iodate was observed under manganese and iron reduction; and iodate reduction happened faster in a mixed system with iron and pure culture bacteria than solely by the pure culture alone or via abiotic reduction with Fe(II). When reduced experiments were exposed to air, concentrations of iodide decreased with no iodate ingrowth or losses in total iodine in solution. This suggested that iodide had been oxidised to intermediate species (I2, HOI) that were not detected, although this reaction has been described in past research. Finally, when no microbial activity is promoted, iodine remains as iodate which showed modest sorption onto sediment systems and Fe(III) oxide. Overall, these results highlight the important role that bacteria play in the reduction of iodate. This research also confirms that iodine speciation impacts on the fate of 129I throughout the environment, where it may be less mobile in an oxic environment than under reducing conditions. Moreover, some techniques of bioremediation (e.g. promoting metal reducing conditions) may cause the release of radioactive iodine to solution.

Pelo uso da técnica biamperométrica modificada, pode-se determinar 35 ppb de íons iodato e 70 ppb de íons iodeto em água do mar; iodeto é determinado após sua oxidação a iodato com água de bromo no intervalo de pH entre 2,5 e 3,5 (o excesso de bromo é eliminado pelo aquecimento). Um estudo sistemático de pH foi efetuado para a elaboração do estudo de oxidação de íons iodeto a iodato com água de bromo, assim, como a oxidação de íons iodeto com água de bromo em várias temperaturas. Pode ser determinado 35 ppb de iodato em água do mar com %S de 3,9 e 70 ppb de íons iodeto em água do mar com %S de 5,8. O método proposto pode ser utililizado na determinação de íons iodato em sal de cozinha obtendo-se %S de 1,5. Por esta técnica também pode-se determinar íons bromato em farinha com melhores resultados em relação a volumetria. A análise de íons bromato, via biameprometria, pode ser efetuada por duas maneiras: diretamente na suspensão de farinha e por extração com Zn++/OH-, sendo que no primeiro caso pode-se determinar 15,2 ppm de íons bromato com %S de 7,00 e no segundo caso há necessidade de se utilizar um fator de correção, podendo-se chegar a concentrações de ppb. / Using the modified biamperometria technique, one can determine 35 ppb IO3- and 70 ppb I- is determined after its oxidation to IO3- with bromine in a range of pH between 2,5 - 3,5 (the excess of bromine is eliminated at 50º C). A sistematic study of pH for the oxidation of I- to IO3- was done as well for the oxidation of I- with bromine in a range of temperature. 35 ppb IO3- in sea water can be determined with accuracy of 3,9%; 70 ppb I- in sea water can be determined with accuracy of 5,8%. This method can be used for the determination of IO3- in kitchen salt in with accuracy of 1,5%. BrO3- in flours can be determined by the some technique with better results in comparison with the volumetric classical methods. The analysis of BrO3- in flours by the modified biamperometry can be made through two ways: directly in the suspension of the flours in water and by extraction with Zn++/OH-. By the first one can determine 15,2 ppm BrO3- with 7,00% of accuracy; by the second way one need to use a factor for correction, for determination of ppb level.

Pelo uso da técnica biamperométrica modificada, pode-se determinar 35 ppb de íons iodato e 70 ppb de íons iodeto em água do mar; iodeto é determinado após sua oxidação a iodato com água de bromo no intervalo de pH entre 2,5 e 3,5 (o excesso de bromo é eliminado pelo aquecimento). Um estudo sistemático de pH foi efetuado para a elaboração do estudo de oxidação de íons iodeto a iodato com água de bromo, assim, como a oxidação de íons iodeto com água de bromo em várias temperaturas. Pode ser determinado 35 ppb de iodato em água do mar com %S de 3,9 e 70 ppb de íons iodeto em água do mar com %S de 5,8. O método proposto pode ser utililizado na determinação de íons iodato em sal de cozinha obtendo-se %S de 1,5. Por esta técnica também pode-se determinar íons bromato em farinha com melhores resultados em relação a volumetria. A análise de íons bromato, via biameprometria, pode ser efetuada por duas maneiras: diretamente na suspensão de farinha e por extração com Zn++/OH-, sendo que no primeiro caso pode-se determinar 15,2 ppm de íons bromato com %S de 7,00 e no segundo caso há necessidade de se utilizar um fator de correção, podendo-se chegar a concentrações de ppb. / Using the modified biamperometria technique, one can determine 35 ppb IO3- and 70 ppb I- is determined after its oxidation to IO3- with bromine in a range of pH between 2,5 - 3,5 (the excess of bromine is eliminated at 50º C). A sistematic study of pH for the oxidation of I- to IO3- was done as well for the oxidation of I- with bromine in a range of temperature. 35 ppb IO3- in sea water can be determined with accuracy of 3,9%; 70 ppb I- in sea water can be determined with accuracy of 5,8%. This method can be used for the determination of IO3- in kitchen salt in with accuracy of 1,5%. BrO3- in flours can be determined by the some technique with better results in comparison with the volumetric classical methods. The analysis of BrO3- in flours by the modified biamperometry can be made through two ways: directly in the suspension of the flours in water and by extraction with Zn++/OH-. By the first one can determine 15,2 ppm BrO3- with 7,00% of accuracy; by the second way one need to use a factor for correction, for determination of ppb level.

A iodação do sal de mesa é considerada o caminho mais eficiente para controlar os Distúrbios por Deficiência de Iodo. Em países tropicais, o elemento pode ser adicionado na forma de KIO3. Para garantir que os níveis ideais do ânion estejam disponíveis ao consumidor, o controle de qualidade do sal consiste numa estratégia fundamental. Sistemas em fluxo com multicomutação representam uma alternativa versátil para o desenvolvimento de procedimentos simples, rápidos e limpos, minimizando o consumo de reagentes e a geração de resíduos. Nesse contexto, um procedimento analítico utilizando sistema com multicomutação e detecção espectrofotométrica foi desenvolvido para a determinação de iodato em sal de mesa. A reação empregada foi baseada na formação de um composto roxo (540 nm) entre iodato (IO3-) e p-aminofenol (PAP) em meio ácido. O tempo de residência da zona de amostra no percurso analítico foi explorado a fim de favorecer a reação lenta e a frequência de amostragem para a melhoria do desempenho analítico. Foram selecionados 2 pulsos para inserção de amostra, 3 pulsos para reagente (PAP 0,25% (m/v) em HCl 0,025 mol L-1), 7 ciclos de amostragem, 200 pulsos de carregador (água), bolha de ar de 1 s (40 µL), reator de 70 cm (3 mm d.i.) e parada de fluxo de 480 s. Resposta linear foi observada entre 2,28x10-5 e 3,65x10-4 mol L-1, descrita pela equação A = 0,2443 + 2030 C, r = 0,997. Limite de detecção (99,7% de confiança), coeficiente de variação (n = 20) e frequência de amostragem foram estimados em 8,2x10-6 mol L-1, 0,42% e 70 determinações por hora, respectivamente. Houve consumo de 1,05 mg de PAP e geração de 0,70 mL de resíduos por determinação. As principais espécies concomitantes presentes na amostra não interferiram na determinação de iodato em concentrações até 8 vezes maiores que as usualmente encontradas. Estudos de adição e recuperação de iodato foram realizados pelo procedimento proposto, obtendo porcentagens de recuperação entre 88 e 104%. O procedimento analítico desenvolvido apresenta sensibilidade adequada para a determinação de iodato em amostra de sal de mesa e elevada frequência de amostragem quando comparado com procedimentos descritos na literatura / Table salt iodization is considered the most efficient way to control iodine-deficiency disorders. In tropical countries, the element can be added as KIO3. To ensure that ideal amounts of this anion are available to consumers, the quality control of iodized salt is fundamental strategy. Multicommuted flow systems represent a versatile alternative to the development of simple, fast and clean procedure, minimizing reagent consumption and waste generation. In this context, an analytical procedure using a multicommuted system and spectrophotometric detection was developed for determination of iodate in table salts. The chemical reaction was based on the formation of purple compound (540 nm) between iodate (IO3-) and p-aminophenol (PAP) in acidic medium. The sample residence time in the analytical path was explored in order to further the slow chemical reaction and the sampling rate for the improvement of the system analytical performance. Optimized conditions were 2 sample pulses, 3 reagent pulses (PAP 0.25% (w/v) in HCl 0.025 mol L-1) in 7 sampling cycles, 200 carrier pulses (water), 1 s air bubble (40 µL), a 70-cm long reactor coil (3 mm i.d.) and the flow was stopped for 480 s. A linear response was observed between 2.28x10-5 and 3.65x10-4 mol L-1 iodate, described by the equation A = 0.2443 + 2030 C, r = 0.997. Detection limit (99.7% confidence level), coefficient of variation (n = 20) and sampling rate were 8.2x10-6 mol L-1, 0.42% and 70 determination per hour, respectively. Only 1.05 mg of PAP was consumed and 0.70 mL of waste was generated per determination. Usual concomitant species found in table salts did not cause significant interference in concentrations up to 8-fold higher than those expected. Recoveries between 88 and 104% were obtained for iodate spiked samples. The developed analytical procedure presented adequate sensitivity for the determination of iodate in table salts sample and higher sampling rate compared to literature procedures

Neste trabalho são apresentados resultados da eletrodeposição de MoOx e de WOx em eletrodos de carbono vítreo e em eletrodos de ouro. A estabilidade de filmes de WOx foi investigada em diferentes valores de pH utilizando voltametria cíclica e microbalança eletroquímica de cristal de quartzo e observou-se que estes filmes são estáveis em soluções com valores de pH inferiores a 3. O processo eletrocatalítico envolvendo a redução de IO3- em superfícies recobertas com WOx foi comparado com aquele observado em eletrodo modificado com MoOx, observando-se as vantagens deste processo em superfícies modificadas com WOx. Discutiram-se ainda os resultados obtidos do processo da oxidação de óxido nítrico na superfície eletródica polida e modificada com WOx. Também são apresentados resultados de estudos comparativos sobre a redução do IO3-, BrO3- e ClO3- na superfície modificada, concluindo-se que no caso do IO3- obtêm-se maiores valores de corrente devido à maior polarizabilidade do átomo de iodo em relação aos outros dois halogênios. Estudos envolvendo a permeabilidade de íons IO3- e Fe(CN)63- em filmes de WOx foram realizados por voltametria com eletrodos rotativos percebendo-se que filmes mais espessos apresentam pouca permeabilidade. Eletrodos recobertos por filmes de WOx foram utilizados como sensores amperométricos para iodato. Para tanto, desenvolveu-se método em fluxo para IO3- em uma faixa de concentração de 5 a 5000 mmol/L, com limite de detecção estimado em 210 nmol/L. A repetibilidade do método para 41 injeções de solução 80 mmol/L de IO3- foi de 98,3 %. Também foram realizados ensaios para determinar o analito em amostras de sal de cozinha e os dados obtidos foram concordantes com os resultados oriundos do uso de método oficial. / Thin films of non-stoichiometric tungsten oxides have been deposited onto glassy carbon surfaces by electrodeposition from acidic W (VI) solutions. At these modified surfaces, rotating disc electrode voltammetric experiments indicated that iodate is electrocatalytically reduced in a mass-transport controlled process. The influence of the film thickness on the response to iodate was investigated and the results suggested a reaction occurring at the film/solution interface. The modified electrode was employed successfully as an amperometric sensor for iodate in a flow injection apparatus. The linear response of the developed method is extended from a 5 mmol L-1 to 5 mmol L-1 iodate with a limit of detection (signal-to-noise = 3) of 210 nmol L-1. The repeatability of the method for 41 injections of an 80 mmol L-1 iodate solution was 98,3 % and the throughput was determined as 123 injections h-1. Interference from other oxidant anions such as nitrate and nitrite was not noticeable, whereas bromate and chlorate interfere at slight levels. The method was used in the determination of the iodate content in commercial salt samples.

No presente trabalho apresentamos um outro método para criação de centros de cor, em matrizes de KI puro, através da absorção de dois fótons. Este processo possui uma característica útil: a coloração é realizada a baixa temperatura, ao contrário de outros métodos, que necessitam aquecer o cristal até próximo a ponto de fusão, fazendo com que as impurezas adicionadas durante o crescimento migrem para a superfície do cristal. Com este método, colorimos alguns cristais de KI puro, a fim de demonstrar a eficiência do processo, e algumas aplicações deste como em cristais de KI: \'Cu POT.+\', onde foi realizada a tentativa de criação de centros de cor do tipo \'F IND.A\', e cristais de KI:\'Yb POT.2+\', nos quais foram identificados centros de cor do tipo Z, com a possibilidade de formação de novos centros. Outras propriedades interessantes, como a suposta formação de \'Yb POT.3+\' nessas matrizes a partir da criação de centros de cor, abrem espaço para mais um amplo estudo desse processo, que ainda deverá ser investigado. / In this work we present an other method to produce color centers in pure KI lattice by two photon absorption. This process has a useful feature: coloring is achieved at low temperature as opposed to other methods that require heating of crystal up to near fusion temperature in such a way that impurities added during growing migrate to the surface of crystal. By this method we colored some pure KI crystals to demonstrate the efficiency and some applications of the process to some crystals such as KI: \'Cu POT.+\' crystals trying to create FA centers and KI:\'Yb POT.2+\' crystals where we identified Z centers with possibilities of formation of other centers. Other interesting properties as the supposed formation of \'Yb POT.3+\' in these lattices through color center creation widen the study of the process to be yet investigated.

A iodação do sal de mesa é considerada o caminho mais eficiente para controlar os Distúrbios por Deficiência de Iodo. Em países tropicais, o elemento pode ser adicionado na forma de KIO3. Para garantir que os níveis ideais do ânion estejam disponíveis ao consumidor, o controle de qualidade do sal consiste numa estratégia fundamental. Sistemas em fluxo com multicomutação representam uma alternativa versátil para o desenvolvimento de procedimentos simples, rápidos e limpos, minimizando o consumo de reagentes e a geração de resíduos. Nesse contexto, um procedimento analítico utilizando sistema com multicomutação e detecção espectrofotométrica foi desenvolvido para a determinação de iodato em sal de mesa. A reação empregada foi baseada na formação de um composto roxo (540 nm) entre iodato (IO3-) e p-aminofenol (PAP) em meio ácido. O tempo de residência da zona de amostra no percurso analítico foi explorado a fim de favorecer a reação lenta e a frequência de amostragem para a melhoria do desempenho analítico. Foram selecionados 2 pulsos para inserção de amostra, 3 pulsos para reagente (PAP 0,25% (m/v) em HCl 0,025 mol L-1), 7 ciclos de amostragem, 200 pulsos de carregador (água), bolha de ar de 1 s (40 µL), reator de 70 cm (3 mm d.i.) e parada de fluxo de 480 s. Resposta linear foi observada entre 2,28x10-5 e 3,65x10-4 mol L-1, descrita pela equação A = 0,2443 + 2030 C, r = 0,997. Limite de detecção (99,7% de confiança), coeficiente de variação (n = 20) e frequência de amostragem foram estimados em 8,2x10-6 mol L-1, 0,42% e 70 determinações por hora, respectivamente. Houve consumo de 1,05 mg de PAP e geração de 0,70 mL de resíduos por determinação. As principais espécies concomitantes presentes na amostra não interferiram na determinação de iodato em concentrações até 8 vezes maiores que as usualmente encontradas. Estudos de adição e recuperação de iodato foram realizados pelo procedimento proposto, obtendo porcentagens de recuperação entre 88 e 104%. O procedimento analítico desenvolvido apresenta sensibilidade adequada para a determinação de iodato em amostra de sal de mesa e elevada frequência de amostragem quando comparado com procedimentos descritos na literatura / Table salt iodization is considered the most efficient way to control iodine-deficiency disorders. In tropical countries, the element can be added as KIO3. To ensure that ideal amounts of this anion are available to consumers, the quality control of iodized salt is fundamental strategy. Multicommuted flow systems represent a versatile alternative to the development of simple, fast and clean procedure, minimizing reagent consumption and waste generation. In this context, an analytical procedure using a multicommuted system and spectrophotometric detection was developed for determination of iodate in table salts. The chemical reaction was based on the formation of purple compound (540 nm) between iodate (IO3-) and p-aminophenol (PAP) in acidic medium. The sample residence time in the analytical path was explored in order to further the slow chemical reaction and the sampling rate for the improvement of the system analytical performance. Optimized conditions were 2 sample pulses, 3 reagent pulses (PAP 0.25% (w/v) in HCl 0.025 mol L-1) in 7 sampling cycles, 200 carrier pulses (water), 1 s air bubble (40 µL), a 70-cm long reactor coil (3 mm i.d.) and the flow was stopped for 480 s. A linear response was observed between 2.28x10-5 and 3.65x10-4 mol L-1 iodate, described by the equation A = 0.2443 + 2030 C, r = 0.997. Detection limit (99.7% confidence level), coefficient of variation (n = 20) and sampling rate were 8.2x10-6 mol L-1, 0.42% and 70 determination per hour, respectively. Only 1.05 mg of PAP was consumed and 0.70 mL of waste was generated per determination. Usual concomitant species found in table salts did not cause significant interference in concentrations up to 8-fold higher than those expected. Recoveries between 88 and 104% were obtained for iodate spiked samples. The developed analytical procedure presented adequate sensitivity for the determination of iodate in table salts sample and higher sampling rate compared to literature procedures