CHEMIA ANALITYCZNA – OPRACOWANIE EGZAMINU 2011

Statystyka:

1. O czym informuje odchylenie standardowe:

   • Informuje na ile wyniki się „zmieniają, tzn czy rozrzut wyników wokół średniej jest duży czy mały,

   • Może służyć do oznaczenia precyzji metody

2. Idealna krzywa wzorcowa powinna:

   • Przechodzić przez początek układu współrzędnych,

   • Być nachylona pod możliwie małym kątem do osi stężeń,

   • Mieć możliwe małe odchylenia od prostoliniowości,

   • Charakteryzować się możliwie wysokim współczynnikiem korelacji liniowej,

Semestr I

1. Sączki twarde :

   • Osady drobnokrystaliczne, np. CaC₂O₄

   • Najgęstsze sączki

   • Wolnosączące

2. Sączki ilościowe:

   • Bezpopiołowe

3. Cechy osadu:

   • Jak najtrudniej rozpuszczalny,

   • Po wszelkich wstępnych obróbkach mieć ściśle określony stechiometrycznie skład chemiczny,

   • grubokrystaliczny,

   • Powinien mieć jak największą masę cząsteczkową,

   • Nie powinien zawierać domieszek innych substancji ani wody krystalicznej,

4. Charakterystyka osadu BaSO₄ :

   • Drobnokrystaliczny,

   • Biały,

   • Praży się w temp. 600-800^oC,

   • Nierozpuszczalny w wodzie,

   • Suszy się w temp. 60-80^oC,

5. Które z podanych układów : pierwiastek oznaczany-osad wytrącony-osad ważony są poprawne:

   • Jod – AgI - AgI

6. Roztwór NaOH:

   • Pochłania CO₂

7. Które cechy powinna posiadać substancja podstawowa (wzorcowa) wykorzystywana do wyznaczania miana roztworów:

   • Odpowiednia czystość

   • Ściśle określony skład

   • Możliwie dużą masę molową

8. W miareczkowaniu alkacymetrycznym:

   • PR powinien być jak najbardziej zbliżony do PK,

   • pH w PK zależy od rodzaju analitu i titranta

9. Miareczkowano 0,1M HCl roztworem 0,2M NaOH, w jakim pH będzie PK :

   • PK w pH = 7

10. Wskaźniki w red oksymetrii:

    • Klasyczne wskaźniki redox – zmieniają barwę w zależności od potencjału układu, forma utleniona i zredukowana różnią się barwą,

    • Zmiana barwy jest zauważalna gdy 10% jednej formy wskaźnika przechodzi w drugą, np. ferroina,

    • Wskaźniki specyficzne – reagują ze składnikami reakcji, np. manganian (VII), oranź metylowy, skrobia,

11. Błędy w miareczkowaniu precypitometrycznym spowodowane są:

    • Zbyt duża rozpuszczalność osadu,

    • Proces asorpcji; osad absorbuje na swej powierzchni głównie te rodzaje jonów, z których został utworzony,

    • Część oznaczanej substancji może zostać uwięziona wewnątrz narastających cząstek osadu (okluzja),

    • Tworzenie się roztworów koloidowych; osad, znajdując się w stanie rozproszenia koloidowego, odznacza się większą reaktywnością wobec czego łatwiej przebiegają reakcje uboczne,

12. Wskaźniki adsorpcyjne (miareczkowanie strąceniowe):

    • W punkcie równoważnikowym wskutek zmiany ładunku na powierzchni osadu następuje adsorpcja lub desorpcja wskaźnika, czemu towarzyszy zmiana zabarwienia lub fluorescencji,

    • Stosuje się w przypadku strącania osadów koloidowych,

    • Np. fluoresceina, czerwień metylowa, błękit bromofenylowy,

13. Jaki wskaźnik stosuje się przy oznaczaniu jonów chlorkowych metodą Mohra :

    • Chromian (VI) potasu

14. Miareczkowanie odwrotne w kompleksometrii polega na :

    • Dodaniu nadmiaru EDTA i późniejszym jego odmiareczkowaniu

Semestr II

Spektroskopia:

1. Gdzie w klasycznym spektrofotometrze jest monochromator:

   • Pomiędzy źródłem promieniowania a kuwetą pomiarową

2. Auksochromy :

   • Grupy przesuwające absorpcję w kierunku fal dłuższych, jest to tzw. Przesunięcie batochromowe,

   • Pochłaniają UV,

3. Zadaniem atomizera w absorpcyjnym spektrometrze atomowym jest:

   • Wytworzenie z próbki analitycznej swobodnych atomów oznaczanego pierwiastka

4. Widmo fluorescencji różni się od widma absorpcji tym, że :

   • Jest przesunięte w kierunku fal dłuższych

5. Zaznacz, którym procesom nie towarzyszy emisja promieniowania:

   • Absorpcja,

   • Wewnętrzna konwersja S1>T1

   • Dezaktywacja oscylacyjna

6. Wzory na absorbancje:

   • A= -logT

   • A= log 1/T

7. Ile wynosi absorbancja, gdy transmitancja wynosi 1%:

   • A= -log(0,01) = 2

8. Współczynnik, który wyraża absorpcję roztworu o stężeniu substancji absorbującej 1 ppm i grubości substancji absorbującej 1cm, przy wybranej długości fali i w określonym rozpuszczalniku, to:

   • Właściwy współczynnik absorpcji ??

9. Źródłem promieniowania w spektrofotometrach UV-Vis jest:

   • Lampa deuterowa,

   • Lampa wolframowo-halogenowa,

   • Wysokociśnieniowe lampy ksenonowe.

10. Krzywa na wykresie prezentuje przykład miareczkowania spektrofotometrycznego, gdzie:

    • Żaden z reagentów nie pochłania promieniowania ??

Potencjometria

1. Miareczkowanie potencjometryczne:

   • Ma zastosowanie w wyznaczaniu PK,

   • Używane w medycynie,

2. Elektrody odniesienia:

   • Najczęściej elektrody drugiego rodzaju : chlorosrebrowa i kalomelowa,

   • Ich potencjał jest stały i łatwo odtwarzalny

3. Elektroda kalomelowa:

   • Elektroda drugiego rodzaju,

   • Jako półogniwo odniesienia (porównawczą),

   • Służy do pomiaru potencjału innych półogniw,

4. Jakim rodzajem jest elektroda szklana :

   • Jonoselektywna

   • Używana jako elektroda wskaźnikowa,

   • Powszechnie stosowana do oznaczeń pH,

5. Zaletą elektrod jonoselektywnych jest tom iż ich potencjał zalezy :

   • Od stężenia niektórych tylko jonów, obecnych w roztworze, w którym znajduje się elektroda,

6. Cechy elektrody redox:

   • Zachodzi utlenianie i redukcja,

   • Warstwa metalu jest tylko przewodnikiem.

7. SEM ogniwa złożonego z dwóch jednakowych elektrod zanurzonych w tym samym roztworze równe jest:

   • Około 0 V

8. Potencjometr służy do:

   • Mierzenia SEM ogniw

9. Podczas mierzenia pH roztworów :

   • Elektrodą pomiarową jest elektroda szklana

Polarografia i woltamperometria

1. Cechy elektrolitu podstawowego w polarografii:

   • Umożliwia depolaryzatorom zbliżanie się do katody prawie wyłącznie na drodze dyfuzji,

   • Powoduje spadek prądu migracyjnego prawie do zera,

2. Elektrody pracujące w woltamperometrii:

   • Stałe,

   • Błonkowa elektroda rtęciowa na podłożu srebra lub węgla szklistego,

   • Elektroda rtęciowa w postaci wiszącej kropli,

   • Statyczna elektroda rtęciowa,

   • Elektroda modyfikowana chemicznie

Konduktometria

1. Konduktometr to przyrząd do pomiaru:

   • Przewodnictwa właściwego

2. Przebieg krzywych miareczkowania konduktometrycznego w układzie kwas-zasada zależy od:

   • Stopnia dysocjacji kwasu i zasady,

   • Ruchliwości jonów obecnych w roztworze

3. Krzywa miareczkowania konduktometrycznego zachodzącego wg reakcji :

A⁺ + B^- + C⁺ + D^- AD (osad) + C⁺ + B^- , ma kształt przedstawiony na wykresie jeśli:

• Λ_A+ = Λ_C+

1. W Konduktometrii może być oznaczane:

   • NaCl

   • CH₃COOH

Inne

1. Nachylenie charakterystyki elektrod jest to:

   • Tangens kąta jaki tworzy wykres zależności potencjału elektrody od logarytmu ze stężenia jonu względem którego elektroda jest odwracalna,

2. Do elektrochemicznych metod analitycznych nie jest zaliczana:

   • Polarymetria

3. Podstawowym prawem znajdującym zastosowanie w kulometrii jest:

   • Prawo Faradaya

4. Metody kulometryczne charakteryzują się:

   • Dużą precyzją oznaczeń

Chromatografia

1. Ograniczenia w zastosowaniu GC :

   • Labilność temperaturowa,

   • Słaba lotność substancji

2. W którym z detektorów w GC wykorzystuje się zmianę przewodności elektrycznej płomienia wodór-powietrze w trakcie spalania analizowanych związków :

   • FID – detektor płomieniowo jonizacyjny

3. FID jest detektorem:

   • Uniwersalnym, masowym, przewodnościowym

4. Gaz nośny w GC :

   • Nie powinien zawierać wody,

   • Nie powinien zawierać tlenu,

5. Detektor do halogenozwiązków:

6. Zwiększenie szybkości przepływu gazu nośnego w chromatografii gazowej może:

   • Zmniejszyć czas retencji

   • Zwiększyć sprawność układu

   • Zmniejszyć sprawność układu

7. Czas retencji t_R analitu oznaczanego metodą HPLC zależy od :

   • Polarności fazy ruchomej

   • Temperatury kolumny

   • Prędkości przepływu fazy ruchomej

   • Długości kolumny

8. Szereg eluotropowy rozpuszczalników:

   • Dla układu NP i RP jest taki sam,

   • Ułatwia dobór fazy ruchomej w chromatografii cieczowej,

9. Które z podanych zdań są prawdziwe:

   • Wzrost wartości współczynnika podziału (K) powoduje wzrost czasu retencji,

   • 2-krotne zwiększenie prędkości przepływu fazy ruchomej spowoduje 2-krotne zmniejszenie czasu retencji rozdzielanych związków,

   • Wzrost objętości fazy stacjonarnej w kolumnie spowoduje wzrost t_R,

ZADANIA OTWARTE:

1. Podaj wielkość od której zależy:

1. Czułość metody – nachylenie krzywej kalibracyjnej,

2. Precyzja metody – odchylenie standardowe,

3. Dokładność metody – błąd systematyczny, błąd względny, średnia arytmetyczna z n pomiarów,

1. Co mierzymy w :

   • AAS – absorpcję promieniowania elektromagnetycznego przez swobodne atomy

   • Potencjometrii – siłę elektromotoryczną ogniwa (SEM),

   • Kulometrii – natężenie prądu podczas elektrolizy,

   • Polarografii – zależność natężenia prądu elektrycznego od przyłożonego napięcia, przy czym elektrodą pracującą jest elektroda ciekła,

   • Woltamperometrii – zależność natężenia prądu elektrycznego od przyłożonego napięcia, przy czym elektrodą pracującą jest elektroda stacjonarna

   • Konduktometrii – przewodność właściwą,

2. Podział chromatografii:

1. Ze względu na fazę ruchomą:

   • Cieczowa

   • Gazowa

   • Fluidalna

2. Ze względu na naturę zjawisk będących podstawą procesu chromatograficznego:

   • Absorpcyjna

   • Podziałowa

   • Jonowymienna

   • Sitowa

1. Od czego zależy rozmycie piku:

   • Od sprawności kolumny chromatograficznej, zaś o sprawności kolumny decyduje liczba półek teoretycznych,

   • Im dłuższa kolumna, tym dłuższy czas retencji przy tym samym wypełnieniu i tym samym wyraźniejsza różnica między czasami retencji dwu substancji. Ale, im dłuższy czas retencji, tym bardziej rozmyte piki.

2. Z chromatografu odczytać zaznaczone odcinki:

   • Czas retencji – t_R – czas mierzony od momentu wprowadzenia próbki na kolumnę do momentu pojawienia się na wyjściu z kolumny maksimum stężenia danego związku chemicznego czyli maksimum piku,$t_{R} = \frac{L}{u}*(1 + k)$ L- długość kolumny chromatograficznej, u- średnia, liniowa prędkość przepływu gazu nośnego, k-współczynnik retencji

   • Zerowy (martwy) czas retencji – t_M – czas przebywania w kolumnie substancji , która nie ma powinowactwa do fazy stacjonarnej np. metanu; czas zerowy jest równy czasowi przepływu fazy ruchomej przez kolumnę,

   • Zredukowany czas retencji – t’_R – jest różnicą pomiędzy czasem retencji a zerowym czasem retencji:

t’_R=t_R - t_M

• Współczynnik retencji k $k = \frac{t_{R} - t_{M}}{t_{M}}$

• Szerokość piku przy podstawie

  • Szerokość piku w połowie wysokości

  • Rozdzielenie ??

1. Uszereguj fale ze względu na energię (malejąco) :

   • Promieniowanie γ

   • Promieniowanie rentgenowskie (X)

   • Nadfiolet

   • Zakres widzialny

   • Podczerwień IR

   • Mikrofale

   • Fale radiowe

2. Przy długości fali x A=x i e=x długość drogi optycznej = 1cm. Jak zmienią się wartości jeżeli droga optyczna zmieni się na 2 cm.

   1. Absorbancja wzrośnie dwukrotnie

   2. Stężenie nie ulegnie zmianie

   3. ε nie ulegnie zmianie

3. Oblicz charakterystykę/nachylenie krzywej kalibracyjnej dla jonów:

   • Fluorkowych

   • Oksoniowych

   • Wapniowych

4. Podaj wzór związku na podstawie widma IR.

5. Szacowanie błędów na podstawie wykresów.