Ćwiczenie 6

Oznaczanie azotanów i chlorków w materiale roślinnym za pomocą elektrod jonoselektywnych

Potencjometria- metoda analityczna, wykorzystująca zależność pomiędzy potencjałem elektrody jonoselektywnej a aktywnością jonów lub cząsteczek w roztworze, w warunkach bezprądowych. Praktycznie wyznacza się stężenie oznaczanego składnika na podstawie SEM( siła elektromotoryczna, różnica potencjału dwóch elektrod) ogniwa utworzonego z elektrody wzorcowej i pomiarowej (dla roztworów rozcieńczonych).  Zależność tę opisuje najogólniej równanie Nernsta.

E- potencjał elektrody

E⁰- potencjał standardowy

R- stała gazowa (8,31 J/mol*K)

T- temperatura [K]

z_i- wartość ładunku jonu

F- stała Faradaya

a_i- aktywność jonu badanego

Miareczkowanie potencjometryczne

Za pomocą miareczkowania potencjometrycznego można wyznaczyć m.in. stężenie roztworu, pH roztworu, stałe dysocjacji i iloczyny rozpuszczalności. Jest to technika miareczkowa polegająca na pomiarze zmian napięcia elektrycznego generowanego prze ogniwo złożone z elektrody wskaźnikowej i elektrody odniesienia w funkcji objętości danego titr anta. Przykładem może być potencjometryczne miareczkowanie kwasu zasadą.

Metoda ta pozwala na wyznaczanie punktu końcowego (PK) na podstawie zależności SEM= f(V). Na osi odciętych odkłada się objętość dodawanego odczynnika w cm3, na osi rzędnych- wartości SEM wyrażone w mV.

Elektrody odniesienia, wskaźnikowe i jonoselektywne

Miedzy elektrodą wzorcową a elektrodą wskaźnikową( o nieznanym potencjale) ustala się napięcie o wartości zależnej od stężenia jonów w roztworze elektrolitu oraz procesów zachodzących na elektrodach.

Elektroda wzorcowa- o znanym potencjale, zachowującym go w warunkach pomiaru

Elektroda wskaźnikowa- reaguje zmianą potencjału na obecność jonów w badanym roztworze.

Elektroda jonoselektywna - elektroda, której potencjał względem elektrody odniesienia, zmienia się pod wpływem zmian aktywności jonów w badanym roztworze.

Elektrody jonoselektywne membranowe- cechą charakterystyczną elektrod jest obecność membrany stałej lub ciekłej, które selektywnie oddziałują z pewnymi jonami. Potencjał takiej elektrody zależy jedynie od aktywności jednego jonu. Przykładem jest elektroda szklana do mierzenia pH roztworu.

Elektrody gazowe- stosowane do oznaczania gazów rozpuszczalnych w wodzie lub takich jonów które można przeprowadzić w formę gazową.

Elektrody enzymatyczne- grupa elektrod membranowych umożliwiających oznaczanie związków organicznych. Są czułe na związki ulegające reakcjom enzymatycznym.

Metoda dodatku wzorca wewnętrznego- w metodzie tej należy wykonać pomiar SEM ogniwa zanurzonego w roztworze badanym (c_pr) i SEM ogniwa zanurzonego w roztworze badanym z dodatkiem roztworu wzorcowego substancji badanej ( c_pr+c_wz)

Metoda dodatku wzorca jest dogodnym sposobem pomiaru stężeń roztworu za pomocą elektrod jonoselektywnych.

Metoda krzywych wzorcowych- polega na wykreśleniu na podstawie danych eksperymentalnych funkcji E=f(-loga_i) lub E=f(pa_i). Z wykreślonej krzywej wzorcowej można wyznaczyć nieznaną aktywność oznaczonego jonu.

Znacznie częściej wyznacza się stężeniową krzywą wzorcową E=f(logci). Przy korzystaniu z tej krzywej zakłada się, że współczynnik aktywności w roztworach wzorcowych i w roztworze badanym jest taki sam, a więc siła jonowa obu roztworów jest jednakowa. Można to osiągnąć przez dodanie obojętnego lektrolitu do roztworów wzorcowych i badanych próbek.

W roztworach o stałej sile jonowej współczynniki aktywności mają stałą wartość, a więc aktywność jest proporcjonalna do stężenia. Dlatego z krzywej wzorcowej można odczytać stężenie oznaczanego jonu w roztworze badanym.

Metoda wyznaczania punktu końcowego miareczkowania

Punkt końcowy miareczkowania (PK) -punkt w którym za pomocą metod instrumentalnych lub zmiany barwy wskaźnika można zaobserwować punkt równoważnikowy ( koniec miareczkowania). Punkt końcowy powinien pokrywać się z punktem równoważnikowym.

Metoda wizualna- wyraźnie zauważalna zmiana barwy roztworu w wyniku zmiany barwy wskaźnika, utworzenia barwnego produktu przez nadmiar titrantu, bądź pojawienia się nadmiaru barwnego titr anta.

Metoda instrumentalna- polega na pomiarze zmian właściwości fizycznych lub fizykochemicznych roztworu (np. miareczkowanie potencjometryczne, spektrofotometryczne)

Źródła zanieczyszczenia żywności

Stosowanie zbyt dużej ilości środków chemicznych w życiu codziennym prowadzi do znacznego zanieczyszczenia artykułów żywnościowych.

Główne źródła zanieczyszczeń:

• Pośrednie: -dymy oraz pyły przemysłowe -gazy spalinowe -ścieki -odpady - metale ciężkie

• Bezpośrednie: -środki ochrony, polepszenia jakości produkcji roślinnej oraz zwierzęcej -substancje stosowane w przemyśle spożywczym

Chemiczne zanieczyszczenia mogą być dwojakiego pochodzenia: zwierzęcego oraz roślinnego, w tego rodzaju artykułach występuje kumulacja szkodliwych związków. Znaczne zagrożenie dla zdrowia stanowią nowoczesne technologie, które polepszają walory smakowe, zapachowe, konserwujące

Siarczan (VI) amonu W przypadku narażenia drogą oddechową: przenieść poszkodowanego na świeże powietrze. W przypadku połknięcia: szybko wywołać wymioty. Podać wodę z dodatkiem dużej ilości węgla aktywnego. Wezwać lekarza. W przypadku kontaktu ze skórą: zdjąć zanieczyszczone ubranie. Szybko spłukać skórę dużą ilością wody. W przypadku kontaktu z oczami: należy obficie i długo przemywać zimną wodą, starając się wywijać powieki. Wpuścić ½ krople oleju rycynowego dla złagodzenia bólu.

Wodorotlenek potasu Po kontakcie z oczami: natychmiast obficie płukać oczy chłodną wodą, co najmniej 15 minut. Po kontakcie ze skórą: zdjąć odzież. Zmywać skórę dużą ilością letniej wody co najmniej 15 minut. Nie stosować mydła, jeśli są oparzenia. Po spożyciu: podać do wypicia białko jaj kurzych ewentualnie mleko; Nie podawać środków zobojętniających (kwaśnych). Nie prowokować wymiotów. Po narażeniu drogą oddechową: wyprowadzić zatrutego z miejsca narażenia. Zapewnić spokój w dowolnej pozycji. Chronić przed utratą ciepła. W razie duszności podawać tlen.

Kwas fosforowy (V) Kontakt z oczami : płukać oczy co najmniej 15 minut dużą ilością chłodnej wody, najlepiej bieżącej Kontakt ze skórą : zdjąć odzież, obmyć skórę dużą ilością letniej wody, najlepiej bieżącej. Nie stosować mydła. Nie stosować środków zobojętniających. Założyć na oparzenia jałowy opatrunek. Wdychanie : wynieść poszkodowanego z miejsca narażenia.Natychmiast wezwać lekarza. Połknięcie : nie wywoływać wymiotów. Podać do wypicia białko jaj kurzych, ewentualnie mleko. Poza tym nie podawać niczego doustnie. Nie podawać środków zobojętniających (alkalizujących). Wezwać lekarza.

Roztwór azotanu (V) srebra

- wdychanie: wyprowadzić na świeże powietrze. Po połknięciu: przepłukać usta wodą, wywpłac wymioty, podać doustnie 10% roztwór tiosiarczanu sodu lub 10% roztwór siarczanu magnezu oraz mleko, świeże białko. Po kontakcie z oczami: przemyć wodą przez 15-20 minut, przy wywiniętych powiekach. Po kontakcie ze skórą: zdjąć skażone ubranie, przemyć wodą.

Kwas azotowy (V)

- wdychaniu: wyprowadzić na świeże powietrze. Przy kontakcie ze skórą: zdjąć odzież, obmyć dużą ilością wody, nie stosować mydła. Przy kontakcie z oczami: płukać 15 minut przy odchylonych powiekach. Połknięcie: nie wywoływać wymiotów, podać do wypicia mleko, nie podawać środków zobojętniających, wezwać lekarza.

Azotan (V) potasu

- przy kontakcie z oczami: przepłukać dużą ilością wody przy szeroko odchylonej powiece, skontaktować się z okulistą. Przy kontakcie ze skórą: zmyć dużą ilością wodu, zdjąć zanieczyszczone ubranie. Przy spożyciu: podać dużą ilość wody, spowodować wymioty, wezwać lekarza. Przy wdychaniu: wyprowadzić na świeże powietrze.

Literatura:

-Gadzała-Kopciuch R., Buszewski B., 2003, Fizykochemiczne metody analizy w chemii środowiska: ćwiczenia laboratoryjne z analityki i kontroli w ochronie środowiska, Wydawnictwo Uniwersytety Mikołaja Kopernika, Toruń,

---