Uniwersytet Medyczny
im. Karola Marcinkowskiego
Mogę zapomnieć,
w Poznaniu
o czym usłyszałem,
albo zachować w pamięci to,
co zobaczyłem.
Katedra i Zakład Chemii
Nieorganicznej i Analitycznej
To, co zrobiłem, mogę zrozumieć.
prof. AM dr hab. Jadwiga Mielcarek
Materiały DO PRODUKCJI Sprzętu
PODSTAWOWY SPRZ
T
LABORATORYJNEGO
I CZYNNOŚCI LABORATORYJNE
1. SZKA
O LABORATORYJNE (wg składu chemicznego):
Sprzęt laboratoryjny
a. szkło sodowo - wapniowe
b. szkło borokrzemowe
Sprzęt szklany i z tworzyw syntetycznych
np. SIMAX, DURAN
c. szkło kwarcowe  głównie SiO2
Sprzęt metalowy
2. TWORZYWA SZTUCZNE
Sprzęt porcelanowy
3. METAL
4. PORCELANA
5. GUMA i pochodne
6. CELULOZA
Sprzęt szklany
SPRZ
T SZKA
ANY
Probówka
Podstawową cechą szkła stosowanego w laboratorium
jest odporność na
Kolba Erlenmayera 
wysoką temperaturę
stożkowa
substancje chemiczne.
Zlewka
1
Sprzęt szklany
Chłodnica
Kolby miarowe
Cylindry miarowe
Eksykator
do przechowywania
a) b) c)
Prawidłowy sposób
substancji higroskopijnych
odczytywania poziomu
a) cieczy bezbarwnej
b) cieczy silnie zabarwionej
Biurety służą do miareczkowania
Pipety są stosowane
określonymi objętościami cieczy
do odmierzenia niewielkich objętości cieczy
z dużą dokładnością.
1. Klasyczne
2. Automatyczne
Dzielą się na:
1. klasyczne
wielomiarowe (z podziałką na ściance)
jednomiarowe
2. automatyczne
Naczynko wagowe
Kolba okrągłodenna
płaskodenna
2
SPRZ
T METALOWY
Krystalizator
PALNIK
PA
YTKA CERAMICZNA
Kolba prózniowa
TRÓJNÓG
Rozdzielacz-ekstraktor
STATYWY
A
APY do mocowania
SPRZ
T PORCELANOWY
Moz
dzierz służy do ręcznego rozdrabniania
i ucierania różnorodnych substancji
PAROWNICZKA
A
OPATKI
TRÓK
T Tygiel z pokrywką
LEJKI
Sitowy - BUCHNERA
Sposoby izolacji substancji
Podstawowe czynności laboratoryjne
Sedymentacja 
Sposoby izolacji substancji
opadanie cząstek koloidalnych
Sączenie (filtrowanie) 
.
lub zawiesiny pod wpływem siły ciężkości
proces służący do oddzielania
Dekantacja
(grawitacji). Jest to proces samoczynny.
ciał stałych od cieczy, np. osadu od wody
Oddzielenie ciała stałego (osadu) od cieczy
poprzez zlanie klarownej cieczy z nad osadu.
Często poprzedzona jest procesem sedymentacji.
Skuteczniejszą odmianą tego typu
procesu jest sączenie.
Destylacja
3
Metody rozdzielania mieszanin
RODZAJE WAG
W laboratoriach analitycznych stosowane
" Destylacja  wykorzystuje
są:
się różnice temp. wrzenia
Destylacja to rozdzielanie
" Wagi techniczne o nośności od 100 g
ciekłej mieszaniny związków
do 1000 g i dokładności od 0.01 g do 0.1 g,
chemicznych.
" Wagi analityczne o nośności
Przeprowadzenie w stan pary i
ponowne skroplenie. 200 g i dokładności 0.0001 g
Stosuje się w celu
" Wagi półmikroanalityczne o
wyizolowania lub
nośności 100 g i dokładności 0.00001 g
oczyszczenia jednego lub
(0.01 mg)
więcej związków składowych.
" Wagi mikroanalityczne o nośności
" Chromatografia  różna zdolność
30 g i dokładności 0.000001 g (0.001 mg)
adsorbowania
Materia
PODSTAWOWE JEDNOSTKI UKA
ADU SI
posiada:
masę i zajmuje objętość
WIELKOŚĆ JEDNOSTKA
wszystko, czego można dotknąć
PODSTAWOWA
i nie można dotknąć:
Długość 1 metr (1 m)
np. płomień, spaliny czy gwiazdy.
Masa 1 kilogram (1 kg)
Chemia zajmuje się materią i jej przemianami. Czas 1 sekunda (1 s)
Chemia zajmuje się materią i jej przemianami.
Natężenie prądu 1 amper (1A)
Znajomość chemii jest niezbędna,
Znajomość chemii jest niezbędna,
Temperatura 1 Kelwin (1 K)
dla zrozumienia otaczającego świata.
dla zrozumienia otaczającego świata.
Liczność materii 1 mol (1 mol)
Prowadzenie samochodu, gotowanie obiadu, Światłość 1 kandela (1 cd)
Prowadzenie samochodu, gotowanie obiadu,
a nawet oddychanie jest związane z chemią.
a nawet oddychanie jest związane z chemią.
ZAKRESY ZAWARTOŚCI OZNACZANYCH SKA
ADNIKÓW
ZAKRESY ZAWARTOŚCI OZNACZANYCH SKA
ADNIKÓW
% SKA
ADNIK
Przedrostki jednostek SI
Przedrostki jednostek SI
100 102
składniki główne
Przedrostek Nazwa Znaczenie 10 101
składniki uboczne
1 100
0.1 miliślady
G Giga 109
0.01
0.001 10-3
M Mega 106
0.0001 mikroślady
K Kilo 103 0.00001
0.000001 10-6
D Decy 10-1
0.0000001 nanoślady
0.00000001
C Centy 10-2
0.000000001 10-9
M Mili 10-3 0.0000000001 pikoślady
0.00000000001
� Mikro 10-6
�
�
�
0.000000000001 10-12
0.0000000000001 femtoślady
n Nano 10-9
0.00000000000001
0.000000000000001 10-15
p Piko 10-12
0.0000000000000001 attoślady
0.00000000000000001
0.000000000000000001 10-18 pojedyncze cząstki
[
[
4
1 MOL = 6,0221�1023  cząstek substancji
W nauce rozróżnia się masę i ciężar.
atomów, cząsteczek, jonów,
Masa ciała jest miarą ilości materii w niej
rodników, elektronów&
zawartej.
Ciężar  jest miarą doznanej przez ciało
Liczba Avogadro.
siły ciążenia. np. astronauta ma jednakową
masę na Ziemi i na Marsie (jednakowa ilość
Ilości atomów, jonów itp. w próbce podaje się w
materii).
molach.
Różny ciężar - na Marsie mniejszy.
Można w pewnych warunkach nie posiadać Stała Avogadro służy do przeliczania liczby
ciężaru, lecz nigdy nie można być
 cząstek na liczbę moli (i odwrotnie).
pozbawionym masy.
Każda próbka zawiera 1 mol cząsteczek
18 g wody, 46 g etanolu, 180 g glukozy,
342 g sacharozy
Każda próbka zawiera 1 mol atomów
pierwiastka
12 g węgla, 32 g siarki, 201 g rtęci,
207 g ołowiu, 64 g miedzi
WA
. FIZYCZNE WA
. CHEMICZNE
" Temp. topnienia Reakcja z kwasami
Właściwości fizyczne bada się bez zmiany
Właściwości fizyczne bada się bez zmiany
" Temp. wrzenia Reakcja z zasadami
tożsamości substancji  np. wyznaczanie t.wrzenia,
tożsamości substancji  np. wyznaczanie t.wrzenia,
" Ciśnienie pary Reakcja z tlenem
" Barwa (spalanie)
lepkości& .
lepkości& .
" Stan skupienia Działanie utleniające Badanie właściwości chemicznych
" Gęstość Działanie redukujące
" Przewodność elektryczna Reakcja z innymi
wymaga zmiany tożsamości substancji 
" Rozpuszczalność pierwiastkami
reakcje chemiczne...
" Adsorpcja na powierzchni Rozkład na prostsze
" Twardość substancje
Możliwość korozji
5
Mieszanina Związek
" Przykładem mieszaniny jest każdy roztwór, np.
Składniki można rozdzielić Składników nie można
destylacja umożliwia wydzielenie składników
metodami fizycznymi, np.. rozdzielić m. f., a tylko w
sączenie, przesiewanie, wyniku przemiany chemicznej
" Krew jest mieszaniną krwinek czerwonych
" Krew jest mieszaniną krwinek czerwonych
destylacja
i innych elementów morfotycznych oraz
i innych elementów morfotycznych oraz
Skład jest zmienny, Skład jest stały, niezmienne
osocza - można rozdzielić np. przez
osocza - można rozdzielić np. przez
zróżnicowany właściwości chem. i fizyczne
wirowanie; osocze jest wodnym roztworem
wirowanie;
(mogą być wykorzystane do
wielu składników.
identyfikacji)
" Przykładem mieszaniny jest powietrze 
Właściwości zależą od Właściwości nie zależą od wł.
inny skład wdychanego i wydychanego.
właściwości składników składników
Składniki nie są połączone Wł. substancji są odmienne od
wiązaniami chemicznymi, substratów z których są
Związkiem chem. jest woda, NaCl
zachowują swoje wł. zbudowane
cd.
TYPY MIESZANIN
" HETEROGENICZNE  można
zidentyfikować składniki
(wizualnie, mikroskop) np.
minerały (granit), mleko,
mięśnie (nerwy, naczynia
krwionośne)
" Układ kilku faz.
Trzy przykłady mieszanin homogenicznych
" HOMOGENICZNE  brak
rozróżnienia składników
a) Powietrze; b) NaCl w wodzie; c) Mosiądz
np. mieszanina cukru i wody
(roztwory właściwe) N2, O2, Ar Na+ i Cl- mieszanina
Układ jednofazowy. w wodzie Cu i Zn
Prawo Stałości Składu
Powstawanie prostych zw. chem.
Prawo stosunków stałych
Znanych jest  118 pierwiastków, ale duża
" Każdy związek chemiczny niezależnie od jego
" Każdy związek chemiczny niezależnie od jego
różnorodność substancji  jako skutek łączenia.
pochodzenia, albo metody otrzymywania ma stały
pochodzenia, albo metody otrzymywania ma stały
skład jakościowy i ilościowy.
skład jakościowy i ilościowy.
" 88 występuje w przyrodzie w łatwo wykrywalnych
ilościach.
" Związek chemiczny  substancja złożona z większej
" Związek
liczby pierwiastków, których atomy występują w
" Kilka otrzymano za pomocą reakcji jądrowych, a
określonym , charakterystycznym stosunku.
ostatnich kilka pierwiastków, otrzymano w ilościach
Związki stanowią kombinację atomów.
śladowych
6
Prawo Stałości Składu
Prawo zachowania masy -
Lavoisiera
Co to oznacza ?
W przemianach chem. masa nie powstaje, ani nie
Oznacza to, że różne próbki tej samej
ulega zniszczeniu, tzn. masa substratów i
substancji (np. woda, metan) zawierają
produktów jest równa (jeżeli reakcja przebiegła
składniki pierwiastkowe w jednakowych
do końca).
proporcjach,
A
ączna masa reagentów w reakcji chemicznej nie
a to oznacza, że substraty również muszą
ulega zmianie.
łączyć się w stałym stosunku wagowym.
Nowsza definicja:
 Zasada zachowania sumy masy i energii
Np. - wodór i tlen - występują w każdej próbce
E = m�c2
wody w stosunku wagowym 1 : 8.
c = 3�1010 cm/s
Nowsza definicja: Einstein
Prawo prostych stosunków objętościowych
Gay-Lussaca
Masa i energia stanowią dwie formy materii.
 Zasada zachowania sumy masy i energii
Jeżeli substancje reagujące są w stanie
E = m�c2 = const.
gazowym, to objętości zarówno substratów
E  energia zawarta wewnątrz układu w różnych postaciach
m  masy skladające się na układ substancji
jak i produktów, pozostają do siebie w
c = 3�1010 cm/s
stosunku niewielkich liczb całkowitych.
Np. synteza amoniaku
W układach zamkniętych suma masy i energii
jest wielkością stałą.
ANALITYKA
Prawo stosunków wielokrotnych
Interdyscyplinarna nauka zajmująca się
Dalton
tworzeniem i praktycznym wykorzystaniem metod
pozwalających na określenie ze znaną precyzją i
Jeżeli dwa pierwiastki tworzą ze sobą więcej dokładnością, składu chemicznego układów
materialnych
niż jeden związek chemiczny, to ilości jednego
Przedmiotem analityki jest:
z tych pierwiastków łączące się z określoną
" opracowanie metodyki niezbędnej do uzyskania
ilością drugiego pierwiastka pozostają do
informacji o składzie badanej próbki
siebie w stosunku prostych liczb całkowitych.
" pozyskiwanie informacji o rodzaju i ilości składników
Np. Tlenki azotu, tlenki wodoru
7
Analityka dostarcza informacji o składzie
Analityka dostarcza informacji o składzie
UZYSKIWANA INFORMACJA DOTYCZY
UZYSKIWANA INFORMACJA DOTYCZY
ze znaną wiarygodnością
ze znaną wiarygodnością
SKA
ADU  ustalenie składu próbki tj. jakie
SKA
ADU  ustalenie składu próbki tj. jakie
(dokładnością i precyzją).
(dokładnością i precyzją).
substancje i w jakiej ilości występują.
substancje i w jakiej ilości występują.
PROCESU  określenie zmiany zawartości
PROCESU  określenie zmiany zawartości
poszczególnych składników próbki w czasie.
poszczególnych składników próbki w czasie.
x ą �
gdzie:
gdzie:
ROZMIESZCZENIA  określa jakie jest
ROZMIESZCZENIA  określa jakie jest
� - estymator oznaczanej ilości składnika
� - estymator oznaczanej ilości składnika
rozmieszczenie przestrzenne poszczególnych
rozmieszczenie przestrzenne poszczególnych
(zawartość lub stężenie),
(zawartość lub stężenie),
składników próbki.
składników próbki.
wiarygodność oznaczenia.
wiarygodność oznaczenia.
STRUKTURY  określa jakie jest rozmieszczenie �
STRUKTURY  określa jakie jest rozmieszczenie
przestrzenne w skali atomowej poszczególnych
przestrzenne w skali atomowej poszczególnych
składników próbki (ustalenie budowy cząsteczki,
składników próbki (ustalenie budowy cząsteczki,
ciała stałego, cieczy).
ciała stałego, cieczy).
PRECYZJA I DOKA
ADNOŚĆ METODY OKREŚLANIA ILOŚCI SKA
ADNIKA
METODY OKREŚLANIA ILOŚCI SKA
ADNIKA
METODA
METODA
ZAWARTOŚĆ - ilość składnika wyrażona w jednostkach
ZAWARTOŚĆ - ilość składnika wyrażona w jednostkach
a)
a)dokładna i precyzyjna,
a)dokładna i precyzyjna,
masy, objętości lub w molach zawarta w próbce, (m)
masy, objętości lub w molach zawarta w próbce (m)
b)
ST
ŻENIE - zawartość składnika w ściśle określonej
ST
ŻENIE - zawartość składnika w ściśle określonej
b) precyzyjna ale mało
b) precyzyjna ale mało
ilości próbki ( c) .
ilości próbki ( c) .
dokładna,
dokładna,
c)
Jeżeli znana jest wielkość badanej próbki (M)
c) mało precyzyjna ale
c) mało precyzyjna ale zawartość i stężenie mogą być wzajemnie
d) dokładna,
dokładna,
przeliczane:
m
c =
m = cM
d) mało dokładna i mało
d) mało dokładna i mało
M
precyzyjna
precyzyjna
PRÓBKA REPREZENTATYWNA
BADANY OBIEKT (?)
Próbka przeznaczona do analizy musi być
Próbka przeznaczona do analizy musi być
" może być każdy przedmiot materialny,
reprezentatywna dla badanego obiektu.
reprezentatywna dla badanego obiektu.
" zwykle nie jest celowe (lub niemożliwe), analizowanie
całego obiektu badanego,
" z badanego obiektu pobiera się pewną część  tzw. Właściwości badanego obiektu wpływające na
Właściwości badanego obiektu wpływające na
sposób pobrania i postępowania z próbką:
sposób pobrania i postępowania z próbką:
próbkę, która musi reprezentować cechy obiektu
badanego,
stan skupienia (ciało stałe, ciecz, gaz);
stan skupienia (ciało stałe, ciecz, gaz);
" dokładność analizy nie jest nigdy lepsza niż
dokładność pobrania próbki,
skład fazowy
skład fazowy
" najwięcej błędów w procesie analitycznym
jednorodność
jednorodność
popełnianych jest w trakcie pobierania i przygotowania
próbki,
wielkość
wielkość
" przygotowanie próbki do analizy obejmuje zwykle;
rozdrabnianie, rozpuszczanie, roztwarzanie, stapianie,
twardość
twardość
mineralizację, rozdzielanie, maskowanie, zatężanie, itd.
lotność
(uzyskuje się obiekt pomiaru właściwy dla wybranej lotność
metody analitycznej)
trwałość.
trwałość.
8
Informacja o składzie chemicznym
kosmetyków na rynku Unii Europejskiej
Każdy mieszkaniec UE ma prawo poznać
skład używanych przez siebie
kosmetyków  uznała Komisja
Europejska. Dotyczy kosmetyków
wyprodukowanych w UE, ale także w
krajach poza jej obszarem.
Na producentów został nałożony obowiązek
informowania, co i w jakiej ilości znajduje się
w preparatach upiększających (brak danych
na ulotkach).
Wymagania dla kosmetyków produkcji
Ustalono zakres informacji, które na życzenie
krajowej
klienta muszą zostać udostępnione.
" ilościowy skład chemiczny (receptura) uwzględniający nazwy wg
INCI wszystkich składników, oraz numery barwników wg Colour Index
(nr CI)
Dotyczą one:
" kryteria fizyko-chemicznej i mikrobiologicznej kontroli wyrobu,
" składu jakościowego i ilościowego
" specyfikacje techniczne lub inne dokumenty gwarantujące jakość
" działań ubocznych i niepożądanych
poszczególnych surowców
(jest to ważne dla osób cierpiących na
" projekt tekstu etykiety (zgodnego z art.6 Ustawy o kosmetykach)
alergię)
" oświadczenie producenta kompozycji zapachowej stwierdzające, że
jest ona zgodna z zaleceniami IFRA
" wyniki badań dla gotowego wyrobu:
W UE - opracowano wytyczne sposobu
 na zgodność z wymaganiami kryteriów kontroli fizyko-chemicznej i
mikrobiologicznej,
określania tak zwanej nomenklatury  dermatologicznych i aplikacyjnych wykonanych w wyspecjalizowanej
placówce pod kontrolą lekarza dermatologa.
kosmetyków i ich składników.
Skład jakościowy i ilościowy
STANY SKUPIENIA MATERII
związków
" Naturalne produkty o ważnym
zastosowaniu np. medycznym czy
kosmetycznym występują w minimalnych
ilościach
(osłonice-leki p/nowotworowe)
Synteza
wymaga poznania składu jakościowego
i ilościowego
STAA
Y CIEKA
Y GAZOWY
np. w 1928 r zsyntetyzowano wit. C
9
ZMIANA STANU SKUPIENIA
STANY SKUPIENIA MATERII
Ciało stałe  sztywna forma materii,
uporządkowana struktura. Ruchliwość
atomów i cząsteczek jest znikomo mała.
Zajmują charakterystyczną, niezmienną
objętość. Krystaliczne ciała stałe posiadają
prawidłową budowę. Elementy budowy ciała
stałego (atomy, jony, cząsteczki) są
rozmieszczone wg określonego modelu (wł.
wynikają z uporządkowania).
Bardzo wolna dyfuzja-bez znaczenia.
STAN SKUPIENIA MATERII
Zależy od warunków zewnętrznych (temp., ciś.,
Ciecz  forma płynna, kształt
a także od sił spójności działających między
naczynia, określona powierzchnia, są
nimi. Każda substancja może występować w 3
praktycznie nieściśliwe (zmiana
stanach.
ciśnienia nie powoduje większych zmian
Zajmują charakterystyczną, niezmienną
objętości), sprężanie cieczy napotyka na
objętość. Krystaliczne ciała stałe posiadają
opór, (odpychania sfer elektronowych
prawidłową budowę. Elementy budowy ciała
cząsteczek)
stałego (atomy, jony, cząsteczki) są
/próbka 10 ml cieczy  zachowanie jednakowe w zlewce i dużej butli/
rozmieszczone w g określonego modelu (wł.
wynikają z uporządkowania).
Bardzo wolna dyfuzja-bez znaczenia.
Ciecze cd.  Dyfunduję powoli 
cząsteczki nie mogą poruszać się na
duże odległości ponieważ ulegają
Gaz  stan nieuporządkowany,
zderzeniom (krótka średnia droga
cząsteczki nie są zmuszane do
swobodna, czyli odległość między
zajmowania określonego miejsca w
zderzeniami).
przestrzeni, brak kształtu, objętości,
/np. atrament w wodzie/
powierzchni, duża ściśliwość,
Parują z otwartych pojemników  po
osiągnięciu odpowiedniej energii kinetycznej
wypełniają całą objętość naczynia.
przechodzą przez granicę faz.
Równomiernie wypełniają
W dowolnym zbiorze cząsteczek energia
przestrzeń, poruszają się bezładnie.
kinetyczna nie jest jednakowa (wymiana na
skutek zderzeń).
10
Im większa jest masa cząsteczkowa
ROZTWORY
ROZTWORY
gazu tym wolniej poruszają się jego cząsteczki.
Prędkość poruszania się zwiększa się
ze wzrostem temperatury.
znaczenie: w biologii, przemyśle, środowisku.
znaczenie: w biologii, przemyśle, środowisku.
Cząsteczki zderzają się wzajemnie,
Płyny ustrojowe są roztworami, np. osocze 
Płyny ustrojowe są roztworami, np. osocze 
a liczba zderzeń np. cząsteczek tlenu w temp. pok.
roztwór soli, cukru, substancji odżywczych i
roztwór soli, cukru, substancji odżywczych i
i przy ciś. 1 atm. wynosi 1010 /s-1.
Przy większych ciśnieniach liczba zderzeń w odpadowych
odpadowych
jednostce objętości wzrasta.
SPOSOBY WYRAŻANIA ST
ŻEC

Nazwa Jednostki Uwagi
Molowość mol/l, M Liczba moli w 1 litrze roztworu
Procent masowy mol/dm3 Masa składnika wyrażona jako %
(wagowy) % (m/m) masy całkowitej
Objętość składnika wyrażona jako %
Procent objętościowy % (V/V)
objętości całkowitej
Liczba moli cząstek składnika wyra-
Ułamek molowy -------
żona jako ułamek masy całkowitej
Objętość w mikrolitrach
Części na milion ppm (obj.)
na litr próbki
(objętościowe) �/l
�
�
�
Części na milion ppm (mas.), Masa w miligramach na kilogram
(masowe) mg/kg próbki
11
AKTYNOMERIA
AKTYNOMERIA
Określają wydajność
z
ródeł
FIZYCZNE
FIZYCZNE
instrumentalne
termopary
radiometry
luksometry
K �" "A �" N �"�
A
I =
SR 3
Ś �" � �" t �" l �"10
gdzie :
I  natężenie promieniowania emitowanego przez lampę równe
SR
liczbie absorbowanych kwantów przez sól Reineckiego
Substancje naświetlane - wydajność kwantową fotodegradacji
dla danego procentu
konwersji obliczono ze wzoru (8)
"c �" Na
Ć =
Iabs �"t
12