Kalibrowanie i wzorce w

analityce

Kalibrowanie (standaryzacja)

=> Proces ustalania odpowiedzi układu detekcji lub pomiarowego na znana

ilosc lub znane ste enie analitu w okreslonych warunkach. Mo e to być równie porównanie mierzonej wielkosci z odpowiednia wielkoscia dla wzorca.

Efekt matrycy

=> Wpływ składników matrycy na sygnał detektora pochodzacy od analitu.

Sygnał mo e byc wzmocniony, bądź osłabiony.

Metody kalibrowania

 Metoda wzorca zewnetrznego

 Metoda dodatku wzorca

 Metoda wzorca wewnętrznego

Metoda wzorca zewnetrznego

 Sporzadza sie co najmniej cztery wzorce

zawierajace znane ilosci lub znane ste enia

analitu oraz składników matrycy matrycy

(je eli sa wymagane).

 Wzorce przygotowuje sie z odczynników

chemicznych o odpowiedniej czystosci.

 Dla ka dego wzorca rejestruje sie sygnał

detektora w odpowiednich niezmiennych

warunkach.

Sygnał rejestruje sie tak e dla slepej

próby odczynnikowej (wzorzec bez

dodatku analitu).

 Na podstawie wyników sporzadza sie

krzywa kalibrowania (kalibracji,

wzorcowa) lub oblicza współczynnik

do przeliczania mierzonych sygnałów

detektora ma zawartosc analitu w próbce

Metoda dodatku wzorca

 Stosowana gdy składniki próbki poza

analitem (matryca) zakłócaja jego sygnał

instrumentalny.

 Wzorcami do kalibrowania sa jednakowe

porcje materiału próbki, do których dodano

znane ilosci czystego analitu.

 Do jednej porcji próbki nie dodaje sie

analitu.

 Wpływ matrycy na pomiar sygnału analitu

w próbkach czystych i z dodatkiem wzorca

powinien byc identyczny.

Nale y przygotowac co najmniej trzy

(lub wiecej) próbki z dodatkiem

wzorca, chyba e ilosc próbki jest

ograniczona.

 Metoda stosowana gdy skład matrycy

próbki jest zmienny lub nieznany.

Metoda wzorca wewnetrznego

 W przypadku niektórych technik

analitycznych (np. chromatografii) zmiany

warunków oznaczania moga niekorzystnie

wpłynac na precyzje wyników.

 W takich przypadkach do wszystkich próbek

i wzorców analitu dodaje sie stała ilosc

wybranej substancji - wzorca

wewnetrznego, co kompensuje zmiany

rozmiaru próbek i innych parametrów.

 Ilosc analitu w próbce mo na obliczyc

z proporcji: slajd 12

analit w próbce stosunek sygnałów dla próbki

analit we wzorcu stosunek sygnałów dla wzorca

stosunek sygnałów

analitu i dodanego wzorca wewnętrznego

substancja nie mo e byc obecna w

analizowanej próbce,

 jej sygnał powinien byc blisko sygnału

analitu, ale musi byc oddzielony od

sygnału analitu i sygnałów innych

składników próbki,

 nie mo e reagowac z analitem ani z

innymi składnikami próbki.

Absorcjometryczne

i

emisyjne metody

analityczne

(metody spektroskopowe,

instrumentalne)

Promieniowanie

elektromagnetyczne (EM)

 fala i strumien

fotonów,

 rozchodzace sie w

przestrzeni i w

czasie spójne

drganie pól

elektrycznego i

magnetycznego.

Slajd 16

Natura korpuskularna prom. EM

 strumien czastek - fotonów,

 fotony niosa ze soba scisle okreslona

energie,

E=hv

 h = 6,626 * 10-34 J s

Absorpcja i emisja promieniowania

elektromagnetycznego (EM)

Promieniowanie elektromagnetyczne

mo e zostac zaabsorbowane przez

materie je eli:

1. zajdzie oddziaływanie pola elektrycznego lub

magnetycznego promieniowania z polem

elektrycznym lub magnetycznym materii,

2. energia promieniowania scisle odpowiada ró nicom

skwantowanych poziomów energetycznych jadra,

atomu lub czasteczki.

Absorpcja

X + hv X*

X* X + ciepło

hv = Ek - Ep

Emisja

X* X + hv

Spektrofotometria UV-Vis

spektrofotometria w zakresie nadfioletu

(ang. ultra-violet - UV)

spektrofotometria w zakresie

promieniowania widzialnego (ang.

visible - Vis) = kolorymetria

Spektrofotometria UV-Vis

absorpcja promieniowania w zakresie

10 - 800 nm

 rejon nadfioletu dalekiego (pró niowy UV) 10 - 200

nm,

 rejon nadfioletu bliskiego (UV) 200 - 400 nm,

 rejon widzialny (Vis) 400 - 800 nm.

Widmo absorpcji

250 275 300 325 350 375 400

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

Absorbancja

długosc fali [nm]

-tokoferol

1. poło*enie pasma

absorpcji wzdłu* osi

długosci fali- energia

przejscia

elektronowego - rodzaj

przejscia,

2. intensywnosc pasma

- prawdopodobieństwo przejścia

Orbital antywia acy i wia acy

 Wiazanie

chemiczne -

nakrywanie sie

dwóch orbitali

atomowych -

powstaje orbital

wia acy i

antywia acy

Orbital antywia acy i wia acy

-stan podstawowy - oba

elektrony tworzace wiazanie

sa na orbitalu wia*acym,

-stan wzbudzony - jeden

elektron przeniesiony na

orbital antywia*acy -

osłabienie wiazania,

-oba elektrony na orbitalu

antywia*acym - rozerwanie

wiazania,

-powstaje dodatkowa

płaszczyzna wezłowa.

W wyniku

oddziaływania wektora

elektrycznego

promieniowania EM z

polem elektrycznym

czasteczki mo e

nastapic absorpcja

kwantu energii

promienistej i

przeniesienie elektronu

z orbitalu wia acego

na antywia acy

Przejsciami elektronowymi miedzy stanami

energetycznymi rzadza tzw. reguły wyboru

 Aby nastapiła absorpcja promieniowania musza

istniec dwa stany kwantowe czasteczki /m i /n,

których ró*nica energii odpowiada energii h_

promieniowania padajacego:

En - Em = h_ =_E

 Absorpcja promieniowania musi byc zwiazana

ze zmiana momentu dipolowego czasteczki μ.

Rodzaje przejsc elektronowych

 zwiazki organiczne - przejscia

elektronów walencyjnych (_ i _) i

elektronów wolnych par

elektronowych (n)

Rodzaje przejsc elektronowych

Przejscia typu 1 1*

 wysoka energia (daleki UV) słabo zbadane

Przejscia typu 2 2* oraz n 2*

 2 2* zwiazki zawierajace wiazania

wielokrotne

 n 2* zwiazki nienasycone zawierajacy

heteroatom (np. N,O,S)

Rodzaje przejsc elektronowych

 przejscia typu n 1*,

 zwiazki nasycone posiadajace atomy z

wolna para elektronowa (S, N, Br, J -

200 nm), (O, Cl - poni*ej 200 nm).

Przejscia typu CT (charge transfer)

 D-A + h_ D+ - Alub

 M-L + h_ M+ - L-

 absorpcja zwiazana z CT powoduje

zabarwienie wielu zwiazków organicznych i

nieorganicznych np. brazowy kompleks

jodu z aromatycznymi weglowodorami,

reakcje barwne Fe3+ z fenolami.

Przejscia typu d-d (absorpcja pola

ligandowego)

 Charakterystyczne dla jonów lub zwiazków

metali przejsciowych

 Zdegenerowane orbitale d jonów metali

przejsciowych w polu elektrycznym liganda

moga zostac rozczepione np.

oktaherdyczny kompleks Ti(H2O)6

3+

 Przejscia d-d wystepuja głównie w rejonie

widzialnym i sa mało intensywne

Prawo Lamberta

I = Io e-kb

I

ln Io

  kb =A

ab

I

I

A

o

 log  k - współczynnik absorpcji

b - grubosc warstwy absorbujacej

a - 0,4343k

slajd 38

Prawo Lamberta

Absorbancja jest proporcjonalna do

grubosci warstwy absorbujacej, jesli

wiazka promieniowania

monochromatycznego przechodzi

przez jednorodny osrodek

absorbujacy.

Transmitancja a absorbancja

T=I/Io

A=logl/T

%T=100I/Io = 1ooT

A = log100/%T

Slajd 41

1

---