Forometria płomieniova |
ASA |
Metoda emisyjna -bada pierwiastki vzbudzone v płomieniu palnika
-Oznacza się pierwiastki I i II gr ukł okr. -mniej czuła - |
Absorpcyjna -vykozystuje zjawisko absorpcji promieniowania przez volny patogen oznaczonego pierviastka -ok. 70 pierviastkóv
-bardziej czuła -mniejszy zakres niepevności |
Oznaczanie białka kiejdahla zasada metody: azot bialkovy podczas ogrzewania ze stężonym kvasem siarkowym i zostaje przeprowadzony v siarczan 6 amonu. Zviazek ten v obecności lugu sodowego ulega rozkladovi do volnego amoniaku który jest oddestylowany z para vodna do odbieralnika i tam oznaczony przez miareczkowanie z kvasem. Założenie pravie caly azot jest pochodzenia bialkovego oraz ze bialka zavieraja pravie staly poziom azotu przeciętnie 16 proc. Co stanovi 6, 25 wszystkich pierviastkov i dlatego zavartosc azotu v produkcie mnozy się przez mnożniki bialkove i otrzymujemy zavartosc bialka v badanej probie
analiza jakościowa IR:
porównanie vidma badanej substancji z widmem wzorca z atlasu vidm
Analiza ilościowa IR:
Metoda linii podstawowej-krzywa absorpcji związku badanego wykazuje pewne minimum przepuszczalności T1,czyli max absorpcji przy dł fali lambda 1. Przy tej samej dł fali wartość przepuszczalności dla pustej kuwety wynosi T0 i określa się jako”tło”, jeżeli poprowadzi się styczna do krzywej absorpcji to w punkcie Z przetnie ona odciętą odpowiadającą dł fali lambda1. punktowi Z odpowiada wówczas wartość przepuszczalności T2
Metoda wzorca wewnętrznego-polega na dodawaniu do mieszaniny KBr i badanej substancji stałej ilości związku mającego pasmo absorpcji łatwe do zmierzenia . Porównuje się wówczas wartość absorbancji substancji badanej i wzorca wew. przy wybranych dł fal.
1.Próbka reprezentatywna- próbka, której struktura pod względem danej cechy nie różni się zasadniczo od struktury całości materiału.
2.Próbka wzorcowa- próbka o dokładnie znanym składzie.
3.Próbka rozjemcza- próbka mająca na celu ustalenie zawartości składników, których oznaczenia wykonane przez różne laboratoria nie są zgodne; wyniki analizy próbki rozjemczej wykonane w instytucji przyjętej przez zakłady są obowiązujące dla obu stron.
Elucja gradientowa podczas chromatografowania próbki zmienia się skł. Fazy ruchomej poprzez wzrost siły elucyjnej od 10% do 90% metanolu w wodzie
ELUCJA IZOKRATYCZNA - przez cały czas chromatografowania próbki skład fazy ruchomej jest stały
Prawo addytywności absorbancji: dotyczy roztworów i mieszanin wieloskładnikowych. Wyraża ono absorbancje całkowitą środowiska, A, jako sumę niezależnych absorbancji poszczególnych składników
Metoda ASA wymaga wykonania kalibracji, czyli przygotowania serii roztworów wzorcowych o znanym stężeniu analitu, przeprowadzenia pomiaru absorbancji dla tych roztworów i wykreślenia krzywej kalibracyjnej A = f (c).
Procedura pomiarowa polega na wprowadzeniu próbki do aparatu atomizerem, pomiarze absorbancji i obliczeniu na jej podstawie stężenia. ASA jest metodą wymagającą wykonania krzywej wzorcowej przed przystąpieniem do pomiarów. Niezbędne jest również posiadanie odpowiedniej lampy dla każdego oznaczanego pierwiastka
Podstawowe ograniczenia metody ASA to:
-Konieczność wymiany lampy przy zmianie oznaczanego pierwiastka
-Konieczność stosowania roztworów
-Stężenie całkowite soli w technice płomieniowej nie może pra
Zalety metody ASA to z kolei:
-Uniwersalność, -Selektywność, -Dokładność i precyzja, -Łatwość automatyzacji
-Dobrze zdefiniowane interferencje i sposoby ich eliminacji
BUDOWA ASA:
Źródło promieniowania, lampy emitujące wąskie linie atomowe oznaczanego pierwiastka, lampy z katoda wnękową jedno i wielopierwiastkowe oraz bezelektrodowe lampy wyładowcze z generatorem częstości radiowej Źródłem promieniowania absorbowanego przez wolne atomy są specjalne lampy. Do najczęściej stosowanych należą
lampy z katodą wnękową. Lampa ta zbudowana jest z katody (pokrytej warstwą metalu, do oznaczania którego jest przeznaczona) i anody zamkniętych w cylindrze wypełnionym gazem szlachetnym. W trakcie pracy lampy następuje jonizacja gazu, który ulega rozładowaniu na katodzie, powodując wzbudzenie atomów metalu.
Modulator, -w najprostszej wersji, to mechaniczne urządzenie (wiatraczek), które cyklicznie przesłania na ułamek sekundy promieniowanie pochodzące z lampy. Pozwala to przyrządowi zmierzyć emisję własną atomizera (płomień, rozgrzana rurka grafitowa) pozwala wyeliminować promieniowanie emitowane przez atomizer.
Ze względu na sposób atomizacji, wyróżnia się trzy podstawowe techniki w metodzie ASA: - technikę płomieniową;- technikę elektrotermiczną; -technikę wodorkową i zimnych par.
Atomizer, - wytworzenie odpowiedniej ilości atomów w stanie podstawowym poprzez dostarczenie im energii termicznej.
Atomizer płomieniowy (FAAS) - to tytanowy palnik zasilany najczęściej acetylenem jako paliwem i powietrzem lub podtlenkiem azotu jako utleniaczem (temperatury spalania odpowiednio 2100-2400 lub 2600-2800 0C).
Przepływ gazu powoduje zassanie do komory mieszania roztworu próbki i wytworzenie aerozolu gaz - ciecz.
W skład atomizera płomieniowego wchodzą: rozpylacz, komora mieszania, głowica palnika
Atomizer elektrotermiczny (ETAAS) - opracowany pod koniec lat 60-tych (Perkin-Elmer). Podstawowa różnica w stosunku do atomizera (FAAS) to sposób dostarczenia energii potrzebnej do atomizacji próbki. Elementem, na który dozowana jest próbka jest rurka grafitowa ogrzewana oporowo, działająca według określonego programu czasowego i temperaturowego.
Atomizery par zimnych (CV AAS) i wodorkowy (HG AAS)
Technika ta pozwala na oznaczenie ilościowe rtęci (technika par zimnych) oraz szeregu pierwiastków tworzących lotne w temperaturze pokojowej wodorki - As, Bi, Ge, Pb, Sb, Se, Sn, Te (technika wodorkowa).
Analiza z wykorzystaniem tego typu atomizerów jest realizowana w trzech etapach:
- chemiczna reakcja generowania wodorków
- transport gazowych wodorków do układu spektrofotometrcznego
- atomizacja wodorków.
Reakcje chemiczne prowadzone są w reaktorze będącym częścią zestawu do atomizacji tą techniką. Najczęściej stosowaną metodą jest redukcja borowodorkiem sodowym (NaBH4 ) w środowisku kwaśnym.
Wytworzone lotne wodorki są następnie transportowane do rurki kwarcowej umieszczonej w spektrofotometrze. Rurka jest ogrzewana do temperatury, w której następuje rozkład wodorków na atomy (atomizacja).
Monochromator - służy do wyodrębnienia wybranego pasma o odpowiedniej długości fali z wiązki promieniowania emitowanego przez lampę i atomizer
Detektor, - urządzenie (zwykle fotopowielacz) służące do zamiany energii elektromagnetycznej (promieniowania) na energię elektryczną (prąd) proporcjonalną do intensywności promieniowania
Inne jak: - soczewki, zwierciadła, układy elektroniczne, zliczające, uśredniające i rejestrujące
Kroplowa elektroda rtęciowa, KER, elektroda w postaci kropel rtęci kapiących z kapilary, która jest zanurzona w analizowanym roztworze. Taka konstrukcja zapewnia stałe odnawianie powierzchni elektrody, a na jej powierzchni występuje wyłącznie nadnapięcie dyfuzyjne.
Ekstrakcja jest operacją służącą do rozdzielenia mieszanin ciał stałych i ciekłych. Rozdział następuje przez rozpuszczenie niektórych składników mieszaniny w cieczach, zwanych rozpuszczalnikami. Proces ekstrakcji może zachodzić zatem w układach dwufazowych: ciało stałe - ciecz lub ciecz - ciecz. Ekstrakcja tłuszczów - proces polegający na wypłukiwaniu tłuszczów rozpuszczalnikami organicznymi z uprzednio zmiażdżonych roślin. Ekstrakt (roztwór) poddaje się destylacji w celu usunięcia rozpuszczalnika, którego ponownie można użyć. polegająca na ilościowym pomiarze absorpcji, emisji lub odbicia światła. W technikach spektrofotometrycznych mierzy się, a także porównuje z wzorcem intensywność światła dla poszczególnych częstości (lub długości fali) widma spektroskopowego, natomiast w pozostałych technikach spektroskopowych pomiar intensywności światła na ogół ma drugorzędne znaczenie, a bardziej istotne jest występowanie i kształt sygnałów w widmach. Od zwykłej fotometrii różni się zaś tym, że umożliwia pomiar światła w zależności od długości światła.
Pomiary spektrofotometryczne można wykonywać w całym obszarze widma świetlnego. Przyjęło się jednak, że tym terminem określa się pomiary wykonywane w zakresie światła widzialnego oraz ultrafioletowego (ewentualnie bliskiej podczerwieni). Nie stosuje się na ogół tego terminu w odniesieniu do pomiarów w innych zakresach widmowych, choć i tam można mierzyć intensywność promieniowania w funkcji częstości.
Pomiary spektrofotometryczne wykonuje się za pomocą spektrofotometrów. Są to przyrządy pełniące jednocześnie funkcję spektrometru i fotometru, tzn. służące do wytwarzania widm optycznych i dokonywania pomiarów fotometrycznych dla ściśle określonych długości fali światła. Zwykle spektrofotometr składa się z monochromatora z obracanym pryzmatem, co pozwala uzyskać światło monochromatyczne o danej długości fali w danym zakresie, oraz z detektora światła (fotokomórka, fotopowielacz), za pomocą którego mierzy się natężenie światła monochromatycznego wytwarzanego przez monochromator. Między monochromatorem i detektorem na drodze światła umieszcza się przezroczystą celkę z próbką analizowanej substancji.
Spektrofotometr - w analizie spektralnej absorpcyjnej aparat do pomiaru przepuszczalności lub absorpcji promieniowania przy określonej długości fali.
Ze względu na konstrukcję rozróżnia się spektrofotometry:1.jednowiazkowe 2.dwuwiazkowe Ze względu na zakres pomiaru:
-na nadfiolet (spektrofotometry UV)*na światło widzialne (spektrofotometry VIS)*na podczerwień (spektrofotometry IR)
Poszczególne grupy przyrządów mogą różnić się pewnymi częściami, jednak zasadnicze elementy spektrofotometrów są identyczne. Możemy wyróżnić następujące składowe typowego spektrofotometru:
· źródło promieniowania - np. lampy: wodorowa lub deuterowa dla zakresu UV, wolframowa lub halogenowa dla zakresu VIS;
· monochromator - jego zadaniem jest rozszczepienie promieniowania polichromatycznego emitowanego przez źródło promieniowania i wyodrębnienie wąskiego zakresu długości fali. Zbudowany jest z kolimatorów (układów przesłon służących do uzyskania równoległej wiązki promieniowania) na wejściu i wyjściu oraz pryzmatu lub siatki dyfrakcyjnej zastosowanych do rozszczepienia światła. Po przejściu przez monochromator promieniowanie pada na odpowiednio wąską szczelinę wyodrębniającą pożądany zakres promieniowania;
· kuweta pomiarowa - specjalne naczynie zawierające roztwór badany lub odnośnik. W zależności od warunków pomiarowych może być szklana (zakres fal o długości 340-900 nm), kwarcowa (fale 190-1100 nm) lub z tworzyw sztucznych (zakres VIS). Długość drogi optycznej waha się zwykle od 5 do 100 mm (dla zakresu VIS 10-20 mm);
· detektor - przetwarza energię padającego promieniowania elektromagnetycznego na energię elektryczną. (Sygnał elektryczny jest proporcjonalny do odbieranego sygnału optycznego.) Funkcję tę spełnia fotokomórka, fotopowielacz, fotoopornik lub fotodioda.
· układ pomiarowy (rejestrator) - galwanometr lub mikroprocesor. Obecnie jest to zazwyczaj ten ostatni. Komputery pozwalające na rejestrację i matematyczną obróbkę danych wymagają specjalnego oprogramowania.
Fluorymetria, instrumentalna metoda analityczna wykorzystująca zjawisko emisji promieniowania fluorescencyjnego przez cząsteczki oznaczanego składnika. Intensywność emitowanego promieniowania jest proporcjonalna do stężenia składnika w badanej próbce. Za pomocą fluorymetrii można oznaczać także pierwiastki śladowe, po ich przeprowadzeniu w fluoryzujące kompleksy z odpowiednimi odczynnikami organicznymi.
Źródłem nadfioletowego promieniowania wzbudzającego jest najczęściej lampa rtęciowa lub lampa ksenonowa. Promieniowanie wzbudzające i promieniowanie fluorescencji przechodzą przez odpowiednie filtry - pierwotny i wtórny. Detektor promieniowania fluorescencji usytuowany jest pod kątem prostym do wiązki promieniowania wzbudzającego. Fluorymetria należy do najczulszych metod chemicznej analizy ilościowej.
Analiza ilościowa we fluorymetrii: natężenie promieniowania emitowanego w procesie fluorescencji
F= Kio (1-10-kc2) K-współczynnik proporcjonalności, Io-natezenie promieniowania padającego
k-stala charakterysrtczna dla danej substancji zalezy od rozpuszczalnika, długości fali światła padającego
c-stezenie substancji fluoryzującej , L-grubosc warstwy przez która przechodzi promieniowanie
Warunki do analizy ilościowej fluorescencji- rozcieńczenie próbki, czystość odczynników
Zalety analizy: - możemy ją prowadzić przy bardzo małych stężeniach analitów.
Analiza jakościowa-metoda fluorescencji wykorzystywana jest do wykrywania różnego rodzaju związków organicznych, wykrywania metali, na chromatografach bibułowych i i cienkowarstwowych.
Analiza ilościowa-stosowana do oznaczania składników chemicznych występujących w szczególnie niskich stężeniach jak np. witaminy, aminokwasy, alkaloidy, tłuszcze węglowodany.
Fotometria płomieniowa jest metodą analityczną opartą na pomiarze promieniowania emitowanego przez odpowiednio wzbudzoną próbkę. Jako źródło wzbudzenia stosuje się w niej płomień palnika, do którego wprowadza się badaną substancję, zwykle w postaci rozpylonego roztworu. Badany roztwór jest przy użyciu sprężonego powietrza zasysany z naczynka i rozpylany do płomienia gazowego. Atomy spalanej substancji emitują charakterystyczne widmo. Światło płomienia przechodzi przez układ optyczny z filtrem przepuszczającym jedynie widmo badanego pierwiastka i trafia na fotoogniwo. Powstały w fotoogniwie prąd elektryczny jest miarą ilości badanej substancji. Największy wpływ na końcowy wynik mają palnik i rozpylacz, które muszą zapewniać jednakowe warunki wzbudzania i odpowiednio wysoką temperaturę. Zbyt wysoka lub zbyt niska temperatura powoduje obniżenie intensywności promieniowania, w rezultacie sygnał rejestrowany przez detektor nie jest proporcjonalny do rzeczywistej zawartości pierwiastka w próbce. Skład roztworów wzorcowych powinien być jak najbardziej zbliżony do składu roztworów badanych. Najczęściej w fotometrii płomieniowej wykorzystuje się metodę krzywej wzorcowej. Należy pamiętać, że różne gęstości i lepkości roztworów mają wpływ na jakość rozpylania i mogą spowodować błędy pomiarowe, dlatego w przypadku prób o złożonej, trudnej do odtworzenia matrycy, przydatna jest metoda dodatku wzorca.
Fotometrię płomieniową - Zastosowanie stosuje się do naturalnych materiałów ciekłych, takich jak wody różnego pochodzenia lub ścieki. W hydrochemii używa się jej przede wszystkim do pomiaru stężenia potasowców i wapniowców (sód, potas, wapń, magnez, stront i in.) Ponadto ta technika analityczna ma duże znaczenie m.in. w biochemii i medycynie (badanie moczu, surowicy krwi i tkanek), w geologii i mineralogii (analiza rud i minerałów), w agrochemii (badanie gleb, analiza nawozów i mineralnych składników tkanek roślin).
Podstawą jest krzywa wzorcowa gdzie w punkcie (0,0) znajduje się próba zerowa którą jest woda dejonizowana
Badany materiał musimy rozpuścic w H2O i rozcieńczyć.
Reflektometria- oznacza się tłuszcze cukry w roztwór , wode i wykrywa sfałszowania Jest to instrumentalna metoda optyczna która wykorzystuje zależnośc:
+współczynnika załamania światła- który jest charakterystyczny dla danych substancji dzieki temu możemy zidentyfikowac badana subst. By wyznaczyć ten współczynnik musimy skorzystać ze zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia światła
+ stężenia r-r
Refraktometry wykorzystują światło monochromatyczne sprzężone z ultra termostatem (utrzymują stałą, rządaną T)
+zanurzeniowy-
+ laboratoryjny i Abbego- są zbliżone w obsłudze i budowie ( badają szerszy zakres n 1,4-1,7)
Fluorescencja-promieniowanie samorzutne czas między wzbudzeniem molekuły luminoforu a emisją prom. jest bardzo krótki. Świecenie następuje natychmiast po naświetleniu substancji i zanika po usunięciu źródła światła, występuje w gazach, parach, roztw.związków organicznych
Fosforescencja-prom wymuszone. Polega na tym ze elektron znajdujący się na wyższym poziomie energetycznym na skutek wzbudzenia molekuły nie powraca bezpośrednio na poziom podstawowy.
Dzieli się na 2 etapy:
1.pod wpływem bodźca zwen,np. ciepła
2.elektron przebiega samorzutnie i towarzyszy mu emisja swiatła. Zjawisko występuje w sub stałych, ciecze o dużej lepkości
Analiza jakościowa(met fluorescencyjnej)-wykrywanie różnego rodzaju związków organicznych, wykrywanie metali szczególnie na chromatografach bibułowych i cienkowarstwowych
Metoda ilościowa-do oznaczenia składników chemicznych występujących w szczególnie niskich stężeniach tj.witaminy, aminokwasy, alkaloidy,pierwiastki śladowe, oznaczenie tłuszczów i węglowodanów
Densytometria-ilościowy pomiar związków rozdzielanych metodami chromatograficznymi lub elektroforetycznymi na bilule. Jest metoda bezpośredniego oznaczenia ilości związków na chromatografie
Oznaczanie związków sposobem densytometrycznym-rozdzielonych na chromatogramach można dokonywać na drodze:
A)pomiaru absorbancji w świetle widzialnym lub UV(plamy związków barwnych, plamy związków bezbarwnych a przeprowadzonych przez wywołanie w kompleks barwny, plamy związków absorbujących ultrafiolet
B)pomiaru fluorescencji(związki emitujące prom pod wpływem naświetlenia wiązką o krótszej fali)
C)pomiaru wygaszania fluorescencyjnego(związki które oznaczają fluorescencje zastosowanego wywoływacza chromatogramu lub elektroforegramu)
Polarymetria-pomiar kąta skręcenia płaszczyzny światła spolaryzowanego przechodzonego przez roztw badanej substancji. Metode wykorzystuje się do identyfikacji i ilościowego określenia stęż substancji optycznie czynnych. Kąt skręcenia zależy od rodzaju badanej substancji, jej stęż, i grubości poddanej analizie warstwy roztworu, od dł fali użytego światła i temp
Refraktometria-instrumentalna metoda optyczna wykorzystująca zależność wartości współczynnika załamania światła od stęż roztworu, stosuje się do:oznaczenia i badania tłuszczów, oznaczenia zawartości cukrów w roztw, oznaczenia wody, wykrywania zafałszowań. Wyróżnia się 3 reflektometry:zanurzeniowy, Abbego i RL.
Współczynnik załamania światłą- identyfikuje i określa czystość związków organicznych, oznacza ich stęż. zależy od:rodzaju substancji, jej stęż, dł fali światła, temp, ciśnienia.
Całkowite wew odbicie światła-zachodzi wówczas gdy promień świetlny biegnie ze środowiska optycznie gęstszego do rzadszego,np. z wody do powietrza, przy czym pada na powierzchnie graniczna pod kątem większym od kąta granicznego
Kat graniczny-kąt padania w środowisku optycznie gęstszym dla którego kąt załamania w środowisku rzadszym wynosi 90stopi
Próbka- czesc materialu który podlega bezpośrednio badaniu ze względu na dana ceche i na podstawie którego orzeka się o kształtowaniu się wartości tej cechy w calym materiale
Zasady wyboru ciekłych faz stacjonarnych (GLC):
· do rozdziału substancji niepolarnych stosuje się fazę stacjonarną niepolarną,
· do rozdziału substancji polarnych stosuje się fazę stacjonarną polarną,
· związki niepolarne są rozdzielane na niepolarnej fazie stacjonarnej zgodnie z
uszeregowaniem ich według temperatur wrzenia (lotności),
· związki niepolarne są eluowane przed związkami polarnymi o tej samej temperaturze
wrzenia, jeżeli faza stacjonarna jest polarna,
· związki polarne są eluowane przed związkami niepolarnymi o tej samej temperaturze
wrzenia, jeżeli faza stacjonarna jest niepolarna
- Wpływ długości kolumny na analizę jest następujący: im dłuższa kolumna tym czasy retencji są większe i tym wyraźniejsze są różnice między czasami retencji dwóch substancji, dłuższy czas analizy powoduje, że piki są bardziej rozmyte
- Temperatura kolumny ma ogromny wpływ na analizę. Proces chromatograficzny można
prowadzić w stałej temperaturze lub metodą programowanej temperaturyOr
Chromatografia to technika analityczna lub preparatywna służąca do rozdzielania lub badania składu mieszanin związków chemicznych. W każdej technice chromatograficznej najpierw rozdziela się badaną mieszaninę, a następnie przeprowadza się detekcję poszczególnych składników. Rozdział substancji następuje w wyniku przepuszczenia roztworu badanej mieszaniny przez specjalnie spreparowaną fazę rozdzielczą (złoże), zwaną też fazą stacjonarną. Fazą rozdzielczą są substancje wykazujące zdolności sorpcyjne lub zdolne do innych oddziaływań na substancje przepływające. Podczas przepływu eluenta (fazy ruchomej) przez fazę rozdzielczą następuje proces wymywania zaadsorbowanych (lub związanych) substancji. Intensywność tego procesu jest różna dla poszczególnych składników mieszaniny. Jedne składniki są więc zatrzymywane w fazie dłużej, a inne krócej, dzięki czemu może następować ich separacja.
czasu retencji. -czas przebywania danego składnika w kolumnie określany jest mianem
· chromatografia cieczowa - w której eluentem jest ciekły rozpuszczalnik
· chromatografia gazowa - w której eluentem jest gaz (zwykle wodór lub hel).
W zależności od rodzaju i sposobu przygotowania fazy rozdzielczej:
· TLC - chromatografia cienkowarstwowa - w której fazę rozdzielczą stanowi cienka warstwa żelu naniesiona na sztywną płytkę. Na tak spreparowaną płytkę nanosi się próbkę roztworu, po czym na skutek działania sił kapilarnych, grawitacji lub pola elektrycznego następuje przepływ i rozdział mieszaniny;
· chromatografia bibułowa - w której fazę rozdzielczą stanowi pasek lub arkusz bibuły filtracyjnej lub specjalnego typu bibuły chromatograficznej;
· chromatografia kolumnowa - w której faza rozdzielcza jest umieszczona w specjalnej kolumnie, przez którą przepuszcza się następnie roztwór badanej mieszaniny. Przepływ roztworu przez kolumnę można wymuszać grawitacyjnie lub stosując różnicę ciśnień na wlocie i wylocie kolumny;
· chromatografia powinowactwa - w której odpowiednio spreparowana faza rozdzielcza jest zdolna do oddziaływań chemicznych o zmiennym powinowactwie wobec rozdzielanych substancji;
· chromatografia jonowymienna - w której substancje oddziaływają ze złożem za pomocą oddziaływań jonowych.
HPLC - wysokosprawna chromatografia cieczowa) - to metoda analityczna a także preparatywna, służąca do oczyszczania i identyfikacji substancji chemicznych.
Jest to rodzaj cieczowej chromatografii kolumnowej. Oznacza to, że analizowana próbka, jest rozpuszczana w rozpuszczalniku transportującym (tzw. eluencie) i w tej formie jest kierowana na kolumny, które wypełnione są specjalnym złożem porowatym lub żelowym. Na skutek oddziaływań międzycząsteczkowych między związkami chemicznymi tworzącymi analizowaną próbkę a wypełnieniem kolumny następuje ich rozdział. Te związki chemiczne, które silniej oddziałują ze złożem (mają tzw. większe powinowactwo do złoża) przepływają wolniej przez kolumnę, zaś związki chemiczne, które oddziałują słabiej przepływają szybciej.
różnice pomiędzy HPLC(wysokosprawną chromatografią cieczową) a LC (chromatografią cieczową)
HPLC:
-eluent wprowadza się pod wysokim ciśnieniem , wyższym nawet o 100atmosfer
- w HPLC jest krótka kolumna i złoże jest bardziej upakowane niż LC
- w HPLC ziarno złoża jest jednlite,o tych samych rozmiarach
- w HPLC znacznie lepszy rozdział analizowanych mieszanin niż w LC
- w HPLC znacznie krótszy czas analizy niż w LC
-w HPLC małe zużycie eluentu i analizowanej próbki
Fazy ruchome
Fazy ruchome w chromatografii cieczowej stanowią pojedyncze rozpuszczalniki lub ich
dwu- lub więcej składnikowe mieszaniny. Faza ruchoma, którą wprowadza się do kolumny, nosi
nazwę eluentu. W kolumnie w skład fazy ruchomej oprócz eluentu mogą wchodzić takŜe składniki
rozdzielanej mieszaniny. Po rozdzieleniu składniki te są obecne w wycieku z kolumny, który nosi
nazwę eluatu. Faza ruchoma w chromatografii cieczowej jest czynnikiem aktywnym a rodzaj i ilość
rozpuszczalników ją stanowiących ma istotny wpływ na proces chromatografowania. Przy wyborze fazy ruchomej nalezy uwzględnić rodzaj i skład rozdzielanej mieszaniny, rodzaj zastosowanego wypełnienia kolumny oraz rodzaj detektora. Przy doborze eluentu nalezy wziąć pod uwagę jego siłę elucyjną, którą mozna charakteryzować wielkością siły oddziaływania jego cząsteczek z powierzchnią adsorbentu.
Detektory cieczowe
-Spektrofotometry uV, Vis, IR,fluometryczne
- polarymetryczne i reflektometryczne
-ASA
-z fotometrii płomieniowej
Analiza jakościowa
Podstawą analizy jakościowej, czyli identyfikacji pików odpowiadających poszczególnym
składnikom próbki, są wielkości retencyjne. Porównuje się czas retencji piku identyfikowanej
substancji z czasem retencji piku wzorca, chromatografowanych w jednakowych warunkach. Korzystając z wielkości retencyjnych, naleŜy pamiętać, ze retencja moze się zmieniać przy małych zmianach składu fazy ruchomej. W niektórych przypadkach zmiana ta nie jest jednakowa dla wszystkich składników próbki i połozenie jednych w stosunku do drugich moze się zmienić. Analizując nowe próbki, trzeba mieć pewność, ze wszystkie składniki poprzednio chromatografowanej próbki zostały usunięte z kolumny. Sygnały chromatograficzne odpowiadające substancjom, które nie występują w badanej próbce, mogą pochodzić z zanieczyszczeń układu chromatograficznego lub rozpuszczalnika uzytego do sporządzenia roztworu próbki. W tym ostatnim przypadku nalezy sprawdzić czystość rozpuszczalnika, chromatografując jego ilość odpowiadającą tej, którą wprowadza się do kolumny z próbką.
Analiza ilościowa
Ilościową zawartość składników w próbce oblicza się, wykorzystując to, ze ilość tych składników jest proporcjonalna do powierzchni lub wysokości pików im odpowiadających. Do obliczeń zaleca się wykorzystywanie wysokości pików pod warunkiem, ze są one symetryczne. W analizie ilościowej pewne znaczenie ma rodzaj zastosowanego detektora. Najlepsze wyniki uzyskuje się stosując detektor absorpcji w nadfiolecie. Przy szerokim zakresie liniowości charakteryzuje się on wysoką czułością. NaleŜy tak dobrać warunki detekcji, np. długość fali odpowiadającą maksimum absorpcji, aby nie trzeba było wykorzystywać maksymalnej czułości detektora. Na wyniki analizy chromatograficznej wpływ ma jakość zastosowanego przyrządu oraz stałość warunków prowadzenia analizy. W czasie analizy temperatura kolumny, skład fazy
ruchomej i wielkość próbek dozowanych do kolumny nie powinny ulegać zmianie.
W chromatografii cieczowej analizę ilo moŜna wykonać przez porównywanie powierzchni lub
wysokości piku składnika analizowanej próbki i powierzchni lub wysokości piku wzorca. Postępuje
się tak przy analizie sposobem wzorca wewnętrznego, normalizacji czy kalibracji bezwzględnej. Inną metodą jest metoda dodawania (dodatku) wzorca..
A.ilościowa w analizie chromatograficznej śladowych próbek zanieczyszczeń środowiska, największe znaczenie ma metoda wzorca wewnętrznego. Powodem jest przede wszystkim mnogość operacji wykonywanych na próbce w czasie których może nastąpić pewna utrata próbki. Inne przyczyny to: problemy z określeniem małych objętości rozpuszczalnika, w którym rozpuszczamy badaną próbkę, niemożność uzyskania powtarzalnego dozowania przy zastosowaniu dozownika z dzieleniem oraz to, że eliminujemy konieczność wykonania
krzywej kalibracyjnej. W metodzie tej do badanej próbki dodaje się określoną ilość wzorca (substancji standardowej), dobrze oddzielającego się w danych warunkach analizy od wszystkich badanych składników. Wzorzec powinien mieć własności maksymalnie zbliżone do własności substancji badanej, nie może znajdować się w analizowanej próbce, poza tym powinien być nielotny, trwały i dostępny w postaci czystej. Ilość dodanego wzorca powinna być porównywalna z ilością badanej substancji.
Chromatografia gazowa: jest fizykochemiczną metodą rozdzielania, w której składniki rozdzielane ulegają podziałowi między dwie fazy: jedna jest nieruchoma (faza stacjonarna), a druga (faza ruchoma) porusza się w określonym kierunku. Jeżeli fazą ruchomą jest gaz to jest to chromatografia gazowa.
Fazą stacjonarną w chromatografii gazowej może być:· ciało stałe: adsorbent, wtedy mamy do czynienia z chromatografią adsorpcyjną
· ciecz osadzona na stałym nośniku w postaci jednorodnego filmu (warstwy), wtedy mamy
do czynienia z chromatografią podziałową
Faza ruchoma porusza się wewnątrz kolumny natomiast faza stacjonarna jest osadzona na
wewnętrznych ściankach kolumny. Związki chemiczne z większym powinowactwem do fazy
stacjonarnej są selektywnie zatrzymywane przez nią i poruszają się wzdłuż kolumny znacznie wolniej. Związki z mniejszym powinowactwem do fazy stacjonarnej poruszają się wzdłuż kolumny szybciej i tym samym opuszczają kolumnę, czyli eluują z kolumny, jako pierwsze. Równowaga podziału pomiędzy fazy ma charakter dynamiczny, czyli cząsteczki substancji nieustannie przechodzą od fazy ruchomej do stacjonarnej i z powrotem.
Aparatura i zasada działania :
Gaz nośny (faza ruchoma) doprowadzony z butli płynie przez regulator przepływu do dozownika, a następnie przez kolumnę i detektor, skąd jest usuwany na zewnątrz do atmosfery. Kolumna jest umieszczona w termostacie.
Temperatura dozownika, detektora i kolumny jest odpowiednio regulowana. Do dozownika wprowadza się próbkę, która po odparowaniu w dozowniku, miesza się ze strumieniem gazu nośnego i następnie jest przenoszona do kolumny. W kolumnie następuje rozdział chromatograficzny składników próbki, które opuszczają kolumnę wraz z gazem nośnym i trafiają kolejno do detektora. Składniki próbki są monitorowane w detektorze generując w nim sygnał elektryczny. Sygnały po wzmocnieniu we wzmacniaczu mogą być rejestrowane w komputerze lub rejestratorze
W chromatografii gazowej fazę ruchomą stanowią gazy o małej gęstości, niskiej lepkości, w których współczynniki dyfuzji są duże. Najczęściej jest to: wodór, azot, argon lub hel. Zadaniem gazu jest
transport próbki przez dozownik, kolumnę i detektor. Przy wyborze gazu nośnego należy się kierować przede wszystkim rodzajem wybranego detektora oraz ceną, dostępnością i czystością gazu.
Dozownik jest elementem umożliwiającym wprowadzenie próbki w strumień gazu nośnego,który przenosi ją do kolumny. Stosując chromatografię gazową moŜna analizować substancje, które w warunkach chromatografowania mają postać gazów lub par.
Dozowanie próbki do kolumny kapilarnej polega na wprowadzeniu cieczy
za pomocą strzykawki do dozownika.
W dozowniku następuje gwałtowne odparowanie próbki i po zmieszaniu z gazem nośnym próbka jest wprowadzana na kolumnę.
Kolumny:
- pakowane: napełnione faza stacjonarną w całej objętości
- kapilarne: wyższe sprawności, wykonane z kwarcu lub di tlenku krzemu
Adsorbenty: węglowe, żele krzemionkowe, sita molekularne, polimery porowate.
Ciekłe fazy stacjonarne w chromatografii gazowej to najczęściej:
· fazy niepolarne: węglowodory będące dobrymi rozpuszczalnikami substancji niepolarnych
· fazy średniopolarne: silikony. Są to siloksany o różnej masie cząsteczkowej
-fazy polarne: glikole polietylenowe (np. Carbowax) oraz estry,
· fazy polarne oparte o kopolimery styrenu i di winylobenzenu
Substancje rozdzielane w kolumnie chromatograficznej są wykrywane przez detektor w miarę, jak eluują z kolumny. Detektor reaguje sygnałem elektrycznym na obecność chromatografowanego związku chemicznego w gazie nośnym opuszczającym kolumnę
Detektory:
· nieselektywne - detektory uniwersalne, reagują na wszystkie składniki próbki,
· selektywne - reagują na pewną grupę związków, które mają podobne właściwości
chemiczne lub fizyczne,
· specyficzne - reagują na pojedynczy związek chemiczny.
Detektory w gazówce
Płomieniowo jonizacyjny FID - służy do oznaczania prawie każdego zw org, najczeciej stosowany do zw.argonu, węglowodoru i ich pochodne, zw.org.doprowadzany jest do niego1przeodem gaz nośny 2 wodór i powietrze po to by palił się płomień w detektorze. Stos gazów gaz nośny, wodór, powietrze 1:1:10. płomień znajduje się miedzy dwoma elektrodami. Z kolumny wypływa sam gaz nośny który ulega jonizacji w wysokiej temp powst. termo jony, które będą przepływały pomiedzy katodą a anodą w wyniku tego płynie niewielki prąd o stałym nat. Gdy wraz z gazem nośnym do detektora dostaną się sub rozdzielona powst jon gazu nośnego + jon sub rozdzielanej więc nat. Prądu miedzy elektrodami wzrasta.
Cieplno-przewodnościowy TCD - detektor uniwersalny/selektywny do rozdziału większości sub. oznacza prawie all sub. gł detektorem jest spirala (czujnik)która wykonywana jet z odpowiedniego stopu. Cecha czujników jest znaczna zmienna ich przewodności wraz ze zmiana temp. Temp d. musi być ustalona z dokładnością do10 cześci ST i na zmiany z przewodnością może wpływac tylko to co wychodzi z kolumny.czynnikiem decydującym czy ub SA widziane jest przewodnictwo. Nie niszczy próbki.
Wychwytu elektronów ECD - selektywny, wykorzystywany jest do oznaczania sub które wykazuja big powinowactwo elektronowe, halogenkowe najcześciej oznaczamy oznaczamy tym d. detektorymamy katodowe i anodowe. Wew d. jest źródło promieniowania beta B z którego SA emitowane sybkie elektrony cz.B. w momencie gdy z kolumny wychodzi sam gaz nośny szybkie elektrony zderzają się a cz. Gazu nosnego wybijają z niego elektrony w wyniku czego powst kationy i elektrony. Miedzy katoda i anoda płynie prąd o stałym niewielkim nat. W momencie gdy z gazem nośnym do d. wejdzie sub oznaczona , rozdzielona, ub która jest elektronolubna to cz. Tej ub wychwytuja elektrony w wyniku tego powst jony-aniony i kationy z gazu nośnego. Nat. Zmniejsza się spadek nat prądu.
Parametry chromatograficzne:
- współczynnik retencji k, który jest miarą czasu, w jakim substancja X przebywa w fazie stacjonarnej, w stosunku do czasu, w którym przebywa ona w fazie ruchomej. Określa on, ile razy dłużej dana substancja jest zatrzymywana przez fazę stacjonarną niż potrzebowałaby na przejście przez kolumnę z prędkością poruszania się fazy ruchomej
- czas retencji tR - czas mierzony od momentu wprowadzenia próbki na kolumnę do momentu pojawienia się na wyjściu z kolumny maksimum stężenia danego związku chemicznego czyli maksimum piku
- zerowy czas retencji tM (czas „martwy”) - 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
Chromatogram- wykres wskazań sygnału uzyskanego w detektorze w funkcji czasu lub w funkcji objętości fazy ruchomej
Chromatografia fluidalna SFC f. stacjonarna analogicznie do HPLC f. ruchoma ditlenek wegla, płyny nadkrytyczne, gazy o odpowiednio wysokiej gestowi. Rozdział i analiza zw.chem o małej trwałości termiczne , małej lotności i big masach molekularnych Ekstrakcja do fazy stałej SPE .
Sprawność kolumny chromatograficznej decyduje o tym, czy pik chromatograficzny jest ostry czy też rozmyty. O sprawności kolumny decyduje liczba półek teoretycznych - im
jest ich więcej tym kolumna jest sprawniejsza.
Półka teoretyczna jest to objętość kolumny, w której zostaje osiągnięty stan równowagi pomiędzy stężeniami substancji chromatografowanej w
fazie ruchomej i w fazie stacjonarnej
Parametry analizy:
· rodzaj fazy stacjonarnej,
· wymiary kolumny,
· temperatura pieca chromatograficznego,
· rodzaj detektora i dozownika,
· temperatura detektora i dozownika,
· prędkość przepływu gazu nośnego,
· wielkość dozowanej próbki
Elektrody wskaźnikowe: potencjał tych El. zalezy od stężenia oznaczanego jonu
Elektroda wodorowa może pełnić rolę e wskaźnikowej, czułej na jony wodorowe. Jeżeli e wodorowa jest zanurzona w roztworze jonów wodorowych o nieznanej aktywności i połączona z normalną elektrodą wodorową jako elektrodą odniesienia potencjał tego ogniwa wg wzoru Nernsta określamy zależnością E=RT/nF(-log[H+])
Elektroda szklana jest to obecnie powszechnie stosowana elektroda wskaźnikowa używana do oznaczania pH. W jednej z najbardziej popularnych postaci składa się z rurki szklanej zakończonej cienkościenną banieczką ze specjalnego szkła elektrodowego. Wewnątrz bańki znajduje się drucik Ag pokryty AgCl jako elektroda wyprowadzająca, zanurzony w roztworze wewnętrznym o stałej aktywności jonów, roztworem wewnętrznym jest najczęściej 0,1 mol/dm3 HCL.
Elektroda szklana kombinowana składa się z wskaźnikowej elektrody szklanej i porównawczej elektrody chlorosrebrowej umieszczonych w jednym korpusie. Zaletą jej jest możliwość wykonywania pomiarów pH bez dodatkowej elektrody porównawczej.
Elektrody porównawcze- odniesienia- podczas pomiaru potencjał jest stały i nie zalezy od stężenia jonów
Kalomelowa- Hg pokryta warstwą kalomelu zmieszanego z Hg zanurzona w r-r KCl
Chlorosrebrowa- płytka Ag pokryta warstwą AgCl zanurzona w nasyconym r-r KCl
AgCl +e Ago +Cl-
Potencjometria, instrumentalna metoda analityczna, wykorzystująca zależność pomiędzy potencjałem odpowiedniego półogniwa a aktywnością jonów lub cząsteczek w roztworze, w warunkach bezprądowych. Rolę takiego półogniwa spełniają najczęściej elektrody jonoselektywne. W rzeczywistych pomiarach stosuje się ogniwo (układ) zbudowany z dwóch półogniw (elektrod) tj. elektrody porównawczej i elektrody wskaźnikowej.
Za pomocą potencjometrii można wyznaczać: stężenia składników roztworu, stałe dysocjacji i iloczyny rozpuszczalności, pH roztworu, współczynniki aktywności, standardowe powinowactwa reakcji chemicznych, punkty izoelektryczne amfolitów, stałe nietrwałości jonów kompleksowych, liczby przenoszenia.
Elektroda wodorowa - wzorcowa elektroda w skali potencjałów redoks. Przyjęto jej potencjał standardowy za zero E0 = 0. Potencjały innych elektrod odnoszą się do potencjału tej elektrody.Wyróżnia się standardową elektrodę wodorową (SEW) pracującą w warunkach standardowych i normalną elektrodę wodorową (NEW) pracującą w warunkach normalnych.
Elektroda jonoselektywna (ISE) - elektroda, której potencjał względem elektrody odniesienia, zmienia się pod wpływem zmian aktywności jonów w badanym roztworze. Najpowszechniej używaną elektrodą jonoselektywną jest elektroda wodorowa.
elektroda porównawcza, elektroda odniesienia, elektroda o stałym, dobrze odtwarzalnym potencjale, względem której mierzy się potencjały innych elektrod; np. nasycona elektroda kalomelowa, chlorosrebrowa.
Miareczkowanie potencjometryczne
Potencjometria - miareczkowanie do potencjału punktu zerowego. 1 - akumulator, 2 - biureta, 3 - elektroda porównawcza, 4 - elektroda wskaźnikowa, 5 - naczynie z badanym roztworem
Oznaczanie potencjometryczne polega na zanurzeniu w badanym roztworze dwóch elektrod (porównawczej i wskaźnikowej), których potencjał zależy jedynie od aktywności badanych jonów. Miareczkowanie potencjometryczne polega na rejestrowaniu zmian potencjału (SEM) elektrody wskaźnikowej spowodowanych dodaniem określonej objętości titranta z biurety, lub usuwaniem określonych jonów w trakcie miareczkowania. Na podstawie wykresu zależności SEM od objętości titranta określa się punkt końcowy miareczkowania (PK) i wyznacza poszukiwaną wartość np. stężenia.
Miareczkowanie konduktometryczne - w chemii analitycznej chemiczna technika miareczkowa polegająca na pomiarze zmian przewodnictwa elektrycznego analizowanego roztworu w trakcie stopniowego dodawania do niego odczynnika miareczkującego. Miareczkowanie konduktometryczne przeprowadzane jest zwykle w układzie kwas-zasada. O przewodnictwie układu kwas-zasada decydują głównie bardzo ruchliwe jony hydroniowe, a zatem jest ono funkcją pH układu.
POTENCJOMETRIA
Analiza jakościowa- jest to potencjał rozkładowy danego jonu
Analiza ilościowa- jest to wysokość fali polarograficznej przelicza się ją na ilość substancji (możemy wykorzystać krzywą wzorcową)
Techniki pomiarowe w polarografii : krzywa wzorcowa, technika dodatków, krzywa różniczkowa fali.
TECHNIKI POMIAROWE:
1)metoda krzywej wzorcowej: mierzymy natężenie I kilku substancji o znanych wzrastających stężeniach np. dla Pb2+ a nastepnie mierzymy natężenie naszego nieznanego r-r i na podst krzywej wzorcowej odczytujemy jej stężenie
2)metoda krzywej różniczkowej- zamiast fali polarograficznej stosuje się piki i liczone jest pole powie. pod pikiem
P= wys x szerokość w Polowie wysokości, pole proporcjonalne jest do stężenia.
3) technika dodatków- dodajemy do naczynka próbke o nieznanym stęż. Mierzymy , otrzymujemy jakiś pik nastepnie dodajemy Standard wewnętrzny (czyli to co oznaczamy np. Wit. C) o znanym stężeniu i dokonujemy pomiaru. Znowu dodajemy dodajemy Dodatek 3razy. Wyliczamy srednie pole pod pikiem z proporcji.
Potencjometry:Zadaniem przyrządu pomiarowego jest pomiar siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa galwanicznego utworzonego z elektrody odniesienia, zanurzonych w badanym roztworze. Siła elektromotoryczna takiego ogniwa zależy od stężenia substancji elektrodo aktywnej w badanym roztworze elektrolitu. W czasie pomiaru potencjału jony biorące udział w reakcjach elektrodowych powinny znajdować się w stanie równowagi czyli stężenie roztworu przy powierzchni elektrod powinno być takie samo jak wewnątrz roztworu.
Metoda kompensacyjna Poggendorfa:
Polega na tym, że równoważy się siłę elektromotoryczną badanego ogniwa odpowiednio dobranym napięciem przyłożonym z zewnętrznego ogniwa.
pH-metria: oznaczenie stężenia jonów wodorowych. Pomiary pH przy użyciu elektrod szklanych polegają na porównaniu potencjału roztworu badanego z potencjałem roztworu wzorcowego o znanym pH
Miareczkowanie potencjometryczne: polega na bezpośredniej obserwacji zmian potencjału elektrody wskaźnikowej zanurzonej wraz elektrodą odniesienia w badanym roztworze w miarę dodawania odczynnika miareczkującego z biurety. Uzyskuje się w ten sposób krzywą miareczkowania na podstawie, której ustala się punkt końcowy PK reakcji zachodzącej w czasie miareczkowania.
Metoda pierwszej pochodnej krzywa przedstawiająca przyrost zmian potencjału przypadającego na jednostkę objętości dodawanego odczynnika jako funkcji objętości tego odczynnika.
Aparatura potencjometryczna:
składa się z dwóch zasadniczych części: pary elektrod tworzących z badanym roztworem ogniwo pomiarowe oraz przyrządu pomiarowego pozwalającego na pomiar siły. Jedna z elektrod jest zwykle elektrodą wskaźnikową, a druga porównawczą.
Normalna elektroda wodorowa: jest to blaszka platynowa pokryta czernią platynową, zanurzona w roztworze jonów wodorowych o aktywności=1 i opłukiwana strumieniem wodoru pod ciś jednostkowym 1013 hPa
Najczęściej stosowaną elektrodą porównawczą jest nasycona elektroda kalomelowa NEK. Składa się z rtęci, warstwy kalomelu zmieszanego z rtęcią oraz nasyconego roztworu KCl
Polarografia stałoprądowa - metoda woltamper metryczna, bada się zależność między natężeniem prądu a przyłożonym napięciem. Używa się KER (kroplowa elektroda rtęciowa), elektroda ulega polaryzacji
Schemat procesu polarograficznego: do elektrody rtęciowej (na dnie naczynia polarograficznego) podłączona jest anoda, a do elektrody kroplowej (zanurzona badanym roztworze) katoda; wartość napięcia można zmieniać opornikiem suwakowym. Do katody-KER zbliżają się kationy, tworzą wokół ujemnie naładowanej kropli Hg tworząc podwójną warstwę, elektroda ulega polaryzacji. Przy anodzie potencjał się nie zmienia, więc jest elektrodą odniesienia.
Krzywa polarograficzna (i od E), początkowo płynie prąd szczątkowy, w wyniku polaryzacji, a potem prąd dyfuzyjny po podniesieniu napięcia. Służy do jakościowego określania składu roztworu (wyznacza się potencjał półfali) i ilościowego ( wyznacza się wysokość H)
Kroplowa elektroda rtęciowa (KER): pionowo ustawiona kapilara, połączona ze zbiorniczkiem rtęci, ciśnienie hydrostatyczne powoduje, że rtęć kapie w postaci kropel. KER zanurza się w badanym roztworze, zawierającym elektrolit podstawowy.
Aparatura polarograficzna: KER, naczynko elektrolityczne z elektrodą odniesienia, polarografu. Polarografy stałoprądowe składają się z potencjometru, źródła prądu stałego, urządzenia do pomiaru natężenia.
Zastosowanie polarografii a analizie żywności
Do oznaczania wielu metali w żywności, środkach wykorzystywanych w technologii żywności, wodzie wykorzystanej do produkcji żywności, analizie surowców i produktów żywnościowych. Do jakościowego i ilościowego oznaczania związków organicznych: aldehydy, ketony, aminy, amidy, kwasy organiczne, alkaloidy, aminokwasy, białka, niektóre barwniki.
Polarografia zmiennoprądowa- wykorzystuje się KER, przykłada się napięcie prądu stałego liniowo wzrastającego w czasie, na to nakłada się napięcie prądu zmiennego. Są 3 odmiany polarografii zmiennoprądowej : sinusoidalna, prostokątna i pulsowa. Zaleta: czułość pomiaru na skutek wyeliminowania prądu pojem-nościowego.
ELEKTROFOREZa-ruch elektrycznie naładowanych molekuł w polu elektrycznym do katody (kataforeza) i anody (anaforeza) -wykorzystywana do izolacji i badania zw wysokomolekularnych (rozdział białek, peptydów, amonokwasów itd.) do rozdziału molekuł pierwotnie nie mających ładunku
-aparat do elektroforezy zbudowany z: zamykanej pokrywy komory, wysyconej parą wodną, w komorze sa 2 naczynia z elektrodami wypełnione buforem, zwilżone nim paski bibuły z naniesiona próbą zawieszane sa na podpórkach by końce zanurzone były w obu naczyniach elektrodowych, końcówki elektrod podłącza się do zasilacza prądu stałego, aparat może mieć płaszcz chłodzacy
Na znak i wielkość ładunku bimolekuł wpływ ma m.in. pH środowiska
-np. aminokwasy lub białka, mają właściwości amfoteryczne, w środowisku silnie kwaśnym przyjmują ładunek dodatni, występuja w formie kationów, w środowisku silnie zasadowym molekuly amonokwasow występują w formie anionów
Punkt izoelektryczny pHi- takie pH, gdzie suma ładunków dodatnich molekul równa jest sumie ujemnych ładunków ładunek sumaryczny molekuł=0) , w takim roztworze o takim pH molekuły aminokwasów i białek nie wędruja w polu elektrycznym.
W środowisku o pH niższym od sojego pHi molekuły amonokwasów i białek to kationy (wędrują do katody), w środowisku o pH wyższym od pHianionami (wędruja do anody)
ELEKTROFOREZA BIBUŁOWA
-prosta, niskie koszty procesu, szerokostosowana w labolatoriach
-wykorzystanie różnic w szybkości wędrowania molekuł białka, aminokwasó i in, w polu elektrycznym na zwilżonej buforem bibule o danym pH
-różna szybkośc wędrowania i różny start danych skł mieszaniny daje rozdzielenie mieszaniny na skł (lub frakcje)
-po wybarwieniu frakcje można ocenić ilościowo
Szybkość wędrowania w elektro bibulowej zależy od:
-wielkość ładunku elektrycznego molekuł, ich wielkości i kształtu a stopnia ich adsorpcji na bibule
-własności zastosowanego buforu (jego pH, siła jonowa, obecność w nim innych skł)
-rodzaju bibuły
-wytworzonego gradientu potencjału, natężenia przepływającego prądu i temp układu
ELEKTRFOFOREZA KAPILARNA
-prowadzona w kapilarach mocowanych w specjalnych kasetach
-wraz z nimi wprowadzane sa do urzadzenia elektroforetycznego, gdzie nastepuje napełnianie kapilary buforem, wprowadzanie próby, rozdział skł, ich detekcja, ocena ilościowa, wszystkie te czynności sterowane sa przez komputer z odpowiednim programem.
-zastosowanie wyłącznie do celów analitycznych (mała objętość badanej próby)
GCMS chromatografia gazowa + spektrofotometria mas.
Działanie polega na odchyleniu wiązki jonów badanej sub w polu elektromagnetycznym. Wszystkie cz. musza mieć ładunk elektryczny. Wew spektrofotometrii mas panuje próżnia w związku z czym ruch tych jonów w polu elekt. Nie jest zakłócony przez zderzenia z cz. Gazu. rejestrator ◊detektor jonów ◊ analizator jonów ◊źródło jonów ◊Układ wprowadzenia próbki
………..Lub…………….
Chromatograf rozdziela analizowaną próbkę na pojedyncze związki chemiczne, które są kolejno kierowane do spektrometru mas celem ich jednoznacznej identyfikacji. Technika ta określana skrótem GCMS jest powszechnie stosowana w przemyśle chemicznym i spożywczym, do analizy zanieczyszczeń środowiska, w badaniach biochemicznych, w badaniu próbek moczu i krwi sportowców w ramach testów antydopingowych.
4.Rodzaje mineralizacji:
Na sucho: Spopielenie- powolny rozkład materii organicznej piecu (400-600 st. C). Powstały popiół (węglany i tlenki) roztwarza się w kwasie.
Mineralizacja niskotemp. w plazmie tlenowej- próbka jest utleniona w strumieniu plazmy tlenowej (80-200 st. C).
Stapianie- stapiamy w tyglu z topnikami (np. boraks), a po ochłodzeniu rozpuszcza się w kwasie.
Mineralizacja w tlenie: W bombie tlenowej, Metodą Schonigera, Na mokro (rozkład przy zastosowaniu kw. utleniających lub kw. z dodatkiem czynników utleniających.)
Miner. z zast. konwekcjonalnego ogrzewania
Miner w systemach otwartych lub zamkniętych
Miner. w systemach stacjonarnych, przepływowych lub w fazie gazowej.
Miner. z wykorzystaniem ultradźwięków
Miner. promieniami UV
Miner. ciśnieniowa z wykorzystaniem energii mikrofalowej:
5.Metody analityczne wymagające wcześniejszej mineralizacji próbek:oznaczanie białka metodą Kjeldahla, Atomowa Spektrofotometria Absorpcyjna (ASA)
Różnice między prądem migracyjnym a dyfuzyjnym.
Prąd dyfuzyjny-powstaje na skutek nadmiaru elektrolitu podstawowego. Natężenie tego prądu zależy od szybkości dyfuzji jonów depolaryzatora z głębi roztworu na powierzchnie KER i jest wprost proporcjonalny do stężenia depolaryzatora.
Prąd migracyjny-tworzy się na skutek ruchu jonów w polu elektrycznym. Natężenie tego prądu zależy od stężenia depolaryzatora i różnicy potencjałów elektrod.
CP-AES czyli atomowa spektrometria emisyjna z wzbudzaniem plazmowym opiera się na badaniu widm atomowych. Atomy wykazują zdolność do emisji promieniowania charakterystycznego dla poszczególnych pierwiastków. Wywołanie efektu emisji atomowej wymaga dostarczenia energii koniecznej do odparowania próbki, dysocjacji zawartych w niej cząsteczek i wzbudzenia powstałych atomów do wyższych stanów energetycznych. W metodzie ICP-AES wykorzystuje się w tym celu plazmę generowaną indukcyjnie za pomocą zmiennego pola elektromagnetycznego.
Za pomocą tej techniki teoretycznie można oznaczyć większość pierwiastków z układu okresowego. Aktualnie w sposób rutynowy oznacza się około 35 - 70 pierwiastków na poziomie śladowym w ppb.