Kalibracja metody analitycznej – zespół czynności których celem jest ustalenie zależności między sygnałem analitycznym a stężeniem analitu. Zależności ustala się na podstawie porównania ze znanymi wzorcami.

Interferent – substancja obecna w próbce, wpływająca na mierzony sygnał i będąca źródłem błedu analizy.

Chromatogram – wykres funkcji obrazującej zmiany wartości sygnału detektora, proporcjonalnego do stężenia substancji, od czasu elucji.

Jaka wielkość pozwala w chromatografii kolumnowej na:

identyfikację składnika rozdzielanej mieszaniny - porównywany jest czas retencji identyfikowanej substancji z czasem retencji wzorca

ilościowe oznaczenie składnika rozdzielanej mieszaniny – porównanie pola powierzchni pod pikiem z wielkością pola powierzchni substancji wzorcowej (albo wysokości pików)

Jakie są stosowane detektory w chromatografii gazowej (wymień 2). Opisz jeden z nich.

Katarometr – detektor stężeniowy – wykorzystuje fakt że przewodnictwo cieplne wodoru i helu jest 10 razy wyższe niż wszystkich innych zw. Organicznych i nieorganicznych w stanie gazowym

Detektor płomieniowo – jonizacyjny – wykorzystuje fakt tworzenia się jonów w płomieniu wodorowym, jeżeli w płomieniu tym znajdą się związki organiczne

Czułości metod spektrofotometrycznych – określa się za pomocą współczynnika absorpcji E (wielkość charakterystyczna dla danej substancji)

Szerokość spektralna wiązki – zakres długości fali wydzielony przez monochromator.

Czym różnią się widma atomowe od widm cząsteczkowych – różnią się szerokością pasm (pików). W przypadku atomów pasma absorpcji są bardzo wąskie gdyż wynikają ze zmian energetycznych wyłącznie elektronów, w cząsteczce oprócz energii stanów elektronowych występuje zmiana energii stanów oscylacyjnych i rotacyjnych, które się nakładają stąd widma cząsteczkowe mają piki znacznie szersze.

Pomiar w absorpcyjnej spektrometrii atomowej – opiera się na absorpcji promieniowania o specyficznej długości fali przez wolne atomy metali; procedura polega na wprowadzeniu próbki do aparatu atomizerem, pomiarze absorbancji i obliczeniu na jej podstawie stężenia oznaczanej substancji.

Dwa najczęściej stosowane atomizery – płomieniowe i elektrotermiczne.

W jakim celu stosowana jest lampa deuterowa - promieniowanie emitowane przez lampę może być usuwane z wiązki na skutek innych procesów niż proces absorpcji przez analizowany element. W rezultacie, mierzony sygnał jest zawyżony. Korekcja tła może być wykonana przy użyciu lampy deuterowej.

Podaj i opisz dwie najczęściej używane metody potencjometryczne stosowane w analizie ilościowej:

Potencjometria bezpośrednia: metoda krzywej wzorcowej (oznaczenie stężenia substancji drogą odczytu z krzywej kalibracji), ph-metria (porównanie SEM ogniwa złożonego z elektrody szklanej i odniesienia w badanej próbce i roztworze buforowym), metoda dodatku wzorca ( pomiar SEM ogniwa w roztworze próbki i w roztworze próbki z dodatkiem roztworu wzorcowego

Miareczkowanie potencjometryczne – wykreślenie zależności zmian potencjału elektrody wskaźnikowej od objętości dodawanego titranta.

Prąd faradajowski – wynika z reakcji elektrolizy na elektrodzie (redukcja analitu)

Prąd pojemnościowy – wynika z ładowania podwójnej warstwy elektrycznej na granicy faz elektroda – roztwór

Czułość metody analitycznej – zdolność metody do rozróżnienia zbliżonych zawartości (stężeń) analitu.

Dokładność metody analitycznej – zgodności pomiędzy wynikiem oznaczenia a prawdziwą zawartością analitu w próbce.

Precyzja – zgodność pomiędzy niezależnymi wynikami uzyskanymi w określonych warunkach.

Rozdzielanie chromatograficzne wykorzystuje różnice w powinowactwie składników mieszaniny do fazy stacjonarnej i przepływającej przez nią fazy ruchomej. Wymień jakie różnice w powinowactwie są wykorzystywane i podaj odpowiadające im techniki chromatograficzne:

-różnice w adsorpcji rozdzielanych składników znajdujących się w fazie ruchomej do fazy stacjonarnej – chromatografia adsorpcyjna.

-różnice ze względu na oddziaływanie jonów z jonitem – chromatografia jonowymienna

-róznice między rozmiarami i kształtami cząsteczek – chromatografia wykluczania, sitowa.

Co jest podstawą analizy ilościowej a co analizy jakościowej w chromatografii kolumnowej:

• Analiza ilościowa – porównanie pola powierzchni pod pikiem substancji badanej z polem powierzchni pod pikiem substancji wzorcowej o znanym stężęniu (dla ostrych pików – wysokość piku)

• Analiza jakościowa – porównanie czasu retencji identyfikowanej substancji z czasem retencji wzorca na chromatogramie

Co jest porównywane w analizie jakościowej w emisyjnej spektrometrii atomowej - analiza jakościowa opiera się na wykrywaniu obecności pierwiastków na podstawie analizy promieniowania elektromagnetycznego zakresie UV/VIS, jakie emituje badana próbka. W celu ustalenia jakie pierwiastki znajdują się w badanej próbce należy po wykonaniu spektrogramu zidentyfikować długości fali linii w nim występujących, a następnie odczytać z odpowiednich atlasów lub tablic jakim pierwiastkom odpowiadają znalezione fale.

Na czym polegają techniki spektroskopii atomowej – metoda polega na pomiarze absorpcji lub emisji promieniowania elektromagnetycznego w zakresie UV/VIS przez atomy oznaczanego pierwiastka w stanie pary.

Atomizacja – badana substancja ulega odparowaniu i rozkładowi z utworzeniem wolnych atomów lub jonów w fazie gazowej.

Schemat blokowy spektrofotometru:

Do czego służy układ rozdzielczy, np. monochromator ? – umożliwia wydzielenie promieniowania o wąskim zakresie długości fali.

Pomiar woltamperometryczny – metoda opiera się na pomiarze i interpretacji zależności wielkości prądu przepływającego przez elektrodę pracującą od potencjału tej elektrody. Pomiar woltamperometryczny składa się z etapów elektrolizy zatężającej przy kontrolowanym potencjale i elektrolitycznego rozpuszczania, przedzielonych krótką przerwą.

Dlaczego konieczne jest usunięcie tlenu z próbki przed przystąpieniem do pomiaru woltamperometrycznego – tlen obecny w roztworach wodnych jest aktywny elektrochemicznie i przeszkadza w oznaczaniu innych analitów. Tlen w wyniku redukcji powoduje prąd tła, może również utleniać metal w amalgamacie, a jony OH- powstałe w wyniku redukcji O2 powodują hydrolizę jonów metalu.

Krzywa kalibracji elektrody jonoselektywnej – ustalona doświadczalnie zależność SEM ogniwa złożonego z elektrody wskaźnikowej i odniesienia od logarytmu aktywności (lub stężenia) jonu. Wyznacza się ją mierząc potencjał elektrody czułej na oznaczany jon w roztworach wzorcowych o zmiennym stężeniu. W pewnym zakresie ma przebieg prostoliniowy i w tym obszarze może być wykorzystana.

Pomiar potencjometryczny – opiera się na pomiarze SEM ogniwa zbudowanego z elektrody wskaźnikowej (potencjał zależy od stężenia jonu oznaczanego) i elektrody odniesienia (stały potencjał) zanurzonych w badanym roztworze

Woltamperogram – zależność natężenia prądu w układzie pomiarowym od przyłożonego potencjału elektrody pracującej.

Prąd graniczny – natężenie prądu na szczycie fali, określone szybkością transportu analitu do powierzchni elektrody.

Potencjał półfali E ½ - mierzony prąd ma wartości ½ prądu granicznego, związany jest z potencjałem standardowym reakcji połówkowej.

Co to jest podwójna warstwa elektryczna – Jest to rozkład ładunków elektrycznych w warstwach przylegających do granicy faz. Rozkład taki tworzy się na skutek transportu ładunku przez granicę faz elektroda/roztwór lub na skutek adsorpcji jonów jednego rodzaju a także polarnych cząstek rozpuszczalnika.

Co oznaczamy za pomocą spektrofotometrii UV/VIS – metoda opiera się na pomiarze absorpcji promieniowania elektromagnetycznego przez elektrony walencyjne cząsteczek. W wyniku rejestracji zmian absorpcji światła przechodzącego przez próbkę od długości fali uzyskuje się krzywą absorpcji badanej substancji co jest podstawą identyfikacji.

Technika chromatograficzna – technika umożliwiająca rozdzielenie a w połączeniu z układem detekcji identyfikację i oznaczenie składników złożonej próbki. Składniki są rozdzielane na podstawie różnej szybkości z którą są przenoszone przez fazę stacjonarną za pomocą strumienia fazy ruchomej (gazowej lub ciekłej).

Techniki prowadzenia elucji:

• Izokratyczna – wymywanie rozpuszczalnikiem o stałym składzie

• Gradientowa – skałd rozpuszczalnika zmienia się w sposób ciągły lub skokowy

Walidacja – proces służący potwierdzeniu że dana metoda lub procedura analityczna jest odpowiednia dla określonego celu. W praktyce oznacza to sprawdzenie czy uzyskana będzie odpowiednia precyzja i dokładność, określenie zakresu liniowości krzywej kalibracji, wyznaczenie selektywności metody i sprawdzenie podatności na zakłócenia zewnętrzne.

Selektywność – parametr określający zdolność metody do dokładnego i precyzyjnego oznaczenia analitu w obecności innych składników w próbce.

Różnice pomiędzy polarografią a woltamperometrią – polarografia to metoda stosująca pomiar i interpretację zależności prądu elektrycznego od potencjału kapiącej elektrody rtęciowej. W woltamperometrii elektrodą pracującą jest tzw. Błonkowa elektroda rtęciowa lub elektroda stała.

Na czym polega elektroforeza i jakie wyróżniamy rodzaje – technika rozdzielania wykorzystująca różnice w szybkości migracji naładowanych cząstek w roztworze elektrolitu pod wpływem pola elektrycznego. Wyróżniamy dwa rodzaje elektroforezy w zależności od rodzaju nośnika elektrolitu: planarna (rozdzielanie prowadzone na płaskich podłożach: bibuła lub porowaty żel) lub kapilarna (rozdzielanie prowadzone w elektrolicie roboczym lub żelu poliakrylamidowym w kwarcowych rurkach kapilarnych.

Spektrofotometria – analiza ilościowa i jakościowa:

• Analiza ilościowa – wykorzystuje prawo Lamberta-Beera; metoda krzywej wzorcowej, dodatku wzorca, spektrofotometria różnicowa i pochodna, miareczkowanie

• Analiza jakościowa – krzywa absorpcji jest charakterystyczna dla danego związku (szczególnie zw. Organiczne)

Różnice między elektrodą metaliczną (elektronową) a jonoselektywną:

• Metaliczna – potencjał ustala się w wyniku wymiany elektronów czyli reakcji redoks (I,II,II rodzaju i redoks)

• Jonoselektywna – źródłem potencjału jest potencjał membranowy wynikający z równowag ustalających się między cienką warstwą badanego roztworu a powierzchnią elektrody, najważniejszym elementem jest jonoczuła membrana elektrody (szklana, krystaliczna, ciekła, uczulana)

Atomizery ASA i ESA :

• ASA – płomieniowy i elektrotermiczny

• ESA – fotometr płomieniowy (atomizacja i wzbudzenie jednocześnie)