Kompleksometria-dział analizy miareczkowej w którym oznacza się substancje za pomocą miareczkowania, w czasie którego tworzą się rozpuszczalne i słabo zdysocjowane kompleksy.Moga powstać kompleksy niechelatowe i chylatowe.

Cechy EDTA z metalami:

-kompleksuje jony metali 1:1

-trwałość zależy od wartościowości jonu,najtrwalsze +3 i 4,uwalniane są jony wodoru

-trwałość kompleksów EDTA zależy od pH-przy wysokim pH tworzą się trudno rozp.wodorotlenki

-trwałość kompleksu maleje wraz z aktywnością pierwiastka

-kompleks metalu z EDTa jest bezbarwny, a EDTA z metalem czerwonofioletowy,po dodaniu wersenianu sodu barwa niebieska.

I prawo Lamberta-jeśli na dany roztwór pada światło monochromatyczne to natężenie światła przechodzącego przez roztwór jest wprostprop.do natężenia światła padającego na dany roztwór.

Prawo Lamberta-Beera-pozwalajaoznaczyć ilościowo związki barwne lub te które można przeprowadzić w zw.kompleksowe o stałym zabarwieniu.Warunkiem zastosowania tej techniki jest gdy zależność miedzy absorbancją a stężeniem była liniowa.

Czynniki wpływające na odchylenia od praw:

1.Chemiczne:

-stężenie roztworu

-reakcje chemiczne które mogą przebiegać w roztworze

-reakcja dysocjacji

-asocjacja cząsteczek

-solwatacja,oddziaływanie z rozp.

-pH(przy wysokim może nastapić hydroliza)

2.Aparaturowe

-monochromatyczność

-promieniowanie rozproszone

Manganometria:

Zastosowanie:

-do ustalania miana roztworu Na2S2O3

-do oznaczania Fe²⁺,As³⁺,C₂O₄^2-,nadtlenków wodoru i sodu

Twardość wody-masa ilości rozpuszczonych w wodzie soli. Właściwość tę nadają jej sole Ca, Mg, Fe, Mn, Al. oraz innych kationów metali ciężkich.

Rodzaje: wapniowa, magnezowa, węglanowa, nie węglanowa.

Twardość ogólna-suma twardości wapniowej i magnezowej.

Podział wód ze względu na twardość ogólną:

-b miękka 0-5˚n

-miękka 5-10

-średnio twarda 10-20

-twarda 20-30

-b.twarda >30

Metoda werseniowa- do oznaczania twardości wody, polega na miareczkowaniu badanej próby wody z dodatkiem buforu amonowego roztworem wersenianu dwusodowego o znanym stężeniu wobec czerni eriochromowej jako wskaźnika.W takim środowisku jony Ca i Mg, które są odpowiedzialne za twardość wody reaguja z wersenianem.

Usuwanie twardości wody:

Wodę można zmiękczyć metodami chemicznymi przez dodawanie Ca(OH)₂ lub Na₂CO₃.W obu reakcjach powstają nierozpuszczalne węglany wapnia lub magnezu.

Najlepsza metodą zmiękczania wody jest proces demineralizacji za pomoca wymieniaczy jonowych-jonitów.Sa to polimery otrzymane syntetycznie i majace właściwości wymiany jonów zawartych w wodzie na jony H⁺ i OH^- które wchodza w skład jonitów.Oczyszczana woda przepuszczana jest najpierw przez kationit który wymienia zawarte w niej kationy na jony wodorowe, a nastepnie przez anionit, który wymienia aniony na jony wodorotlenkowe.

-destylacja

-metody termiczne

-metody chemiczne

Podział ze względu na utlenialność:

-głębinowe

-do picia

-leśne

-bagienne

Utlenialność-ilość tlenu która została zredukowana w 1 dm³ próby wody.

Sposoby oznaczania:

-ilość zredukowanego tlenu

-zawartość substancji redukujących tlen

KMnO₄ i dwuchromian potasu-związki do oznaczania utlenialności

Najczęściej oznaczanie utlenialności przeprowadza się w środowisku kwaśnym. Do próbki wprowadza się znaną ilość manganianu(VII) potasu i przeprowadza reakcję utlenienia w temperaturze wrzenia. Następnie wprowadza się nadmiar szczawianu sodu, który reaguje z pozostałym po reakcji manganianem(VII) potasu.

Osady koloidalne-cechy:

-konsystencja serowata lub krystaliczna

-duży stopień dyspersji

-absorbują jony:

a)wspólne z osadem

b)tworzące związek trudno rozpuszczalny z jonem osadu

-wolniej opadają na dno, trudniej się sączą, przemywają i są bardziej zanieczyszczone niż osady krystaliczne

Warunki wytrącania osadów koloidalnych:

- zobojętnienie ładunku koloidów liofobowych lub usunięcie otoczki rozpuszczalnika koloidów liofilowych

-wytrącanie przeprowadza się w podwyższonej temp.z roztworów stężonych i w obecności elektrolitów

Osady:

1. Krystaliczne-osad złożony z cząstek o uporządkowanej budowie sieciowej, podczas rozpuszczania tworzą na ogół roztwory rzeczywiste. osady które po rozp.dają roztwory właściwe.Wytrąca się je z roztworów nasyconych jeśli ilość sub.stałej która się może rozp.w największej ilości określonej ilości roztworu

-drobnokrystaliczne

-grubokrystaliczne

2.Koloidowe-osad złożony z cząstek o nieuporządkowanej budowie sieciowej, tworząroztwory koloidalne tj.zole, po rozp.dają układy koloidalne zawierają cząstki od 1-200 nanometrów

-serowate

-galaretowate

-hydrofilowe-odwracalne

-hydrofobowe-nieodwracalne

Koloidy hydrofilowe są trwalsze niż hydrofobowe. Osady koloidów hydrofobowych są łatwiejsze do sączenia niż hydrofilowych. Koagulacja hydrofilowych jest odwracalna. Hydrofobowe łatwo koagulują.

Warunki otrzymywania osadów grubokrystalicznych:*podwyższona temp.*dodatek odczynnika powodującego rozp.osadu*wytrącanie osadów z roztworów rozcieńczonych

Etapy tworzenia osadów krystalicznych:*tworzenie zarodków krystalizacji*tworzenie agregatu*aglomeracja*rekrystalizacja

Czynniki wpływające na rozp.osadu:-wspólne jony-sole obojętne-obce jony-pH roztworów

Obecność wspólnego jonu obniża rozp.osadu,obce jony podwyższają rozp.,pH podwyzsza rozp. w zalezności od rodzaju osadu.Cecha chartka.dla danego osadu jest jego iloczyn rozp.Przekroczenie tej wartości powoduje wytracanie osadu.

Cechy osadów stosowane w analizie wagowej:*trudna rozp.*stały i ścisle określony skład

*nie może być higroskopijny* nie może ulegać zmianom pod względem czynników atmosf.*powinien mieć dużą masę czasteczkową*powinien być grubokrystaliczny*wytrącanie osadu musi być specyficzne

Sposoby zapobiegania współstrącenia:*odczynnik strącający dodaje się na gorąco do roztworów rozcieńczonych energicznie mieszanych*osady poddaje się procesowi starzenia*wytracanie przeprowadza się kilkakrotnie

Wytrącanie osadów hydrofobowych:*zobojętnić ładunek koloidu(dodanie jonów soli o przeciwnym znaku)*łączenie się koloidów to koagulacja(r-cja nieodwracalna)

W wyniku dehydratacji koloidów nastepuje łączenie się cząst.w większe połączenia prowadząc do koagulacji związku i wytracenia osadów koloidalnych.

Koagulacja koloidów hydrofilowych jest odwracalna.Koagulanty mogą ulec uwodnieniu i koagulat może przejść w formę koloidu.

OKLUZJA-polega na obecności obcych jonów które przeszły z roztworu do szybko rosnących kryształów

Warunki uzyskania osadu o najczystszym składzie:*wytracanie wielokrotne danego roztworu.Przy wytrącaniu osadu zjawisko maskowania jonów polegające na wiązaniu przeszkadzających jonów w zw.kompleksowe.Kompleksowanie jest za pomocą amoniaku.Rozdzielanie skł.koloidu poprzez zmianę wartościowości jonów na drodze redukcji.*zjawisko destylacji,sublimacji,osmozy.

Osad oddzielamy od macierzystego na sączkach z bibuły,lejkach z dnem porowatym.Stosując r-ry o różnym pH możemy wymywać z osadu te jony w postaci soli których rozp.jest najmniejsza.Osad zostawiamy na 30min aby opadł na dno,zlewamy przesącz znad osadu do sączka.Za pomocą tryskawki przenosimy osad na saczek i płuczemy ok. 4 razy.Saczki porcelanowe.Prażenie.Najpierw wysuszenie sączka i osadu w temp.110.potem zwęglenie sączka w temp.500 i spopielenie w 1100.Sączek ma być bezpopiołowy.

Właściwości osadów ściekowych:1.barwa,gęstośc,zapach2.zawartość zub.stałych w osadach-sucha masa*suma liczby zw.org i nieorg.3.wielkośc cząstek *istotny parametr w procesie odwadniania*obecnośc czastek koloidalnych utrudnia proces odwadniania

4.woda w osadzie:a)wolna-niezwiązana z cząst.osadu,usuwana na drodze sedymentacji-zagęszczeniab)związana-uwięziona w porach między cząst.osadu,woda koloidalna którą usuwa się po zniszczeniu struktury osaduc)adhezyjna-przyłączona do powierzchni cząstekd)zwiazana zhem-może być usuwana metodami termochem.

5.właściwości reologiczne-zależą od lepkości osadów,lepkośc zależy od wartości suchej masy,przepływ osadów w rurociągu maleje proporcjonalnie do stężenia suchej masy w osadzie6.ładunek elektryczny-proces odwadniania jest utrudniony gdy ładunekelek.jest za wysoki,neutralizację ładunku przeprowadza się przez zastosowanie polimeru o ładunku kationowym lub zastosowanie nieorg.koagulantu7.opór właściwy-opisuje podatnośc osadu na odwadnianie,zmniejszenie oporu właściwego uzyskuje się przez:*wprowadzenie koagulantów mineralnych*ogrzewanie*przemywanie osadów

Indeks osadu:*okresla zdolność osadu do sedymentacji i zagęszczania*obj.1g suchej masy osadu po 30 min opadaniu*jeśli IO<100cm³/g suchej masy-osad dobrze sedymentuje*jeśli IO>100cm³/g suchej masy-zagęszczenie grawimetryczne jest utrudnione

Obróbka osadu:*zagęszczenie mech.*fermentacja metanowa*dofermentowanie,odgazowanie i uśrednianie*odwodnienie w pasach tasmowych

Cechy osadów w analizie wagowej:

-trudna rozp.

-stały i sciśle określony skład

-nie może być higroskopijny ani ulegać zmianom pod działaniem czynników atmosf.

-duża masa cząsteczkowa

-grubokrystaliczny

-wytrącanie osadu musi być specyficzne

Korzyści ze znajomości iloczynu rozpuszczalności:

-można porównaćrozp.poszczególnych związków.Te których iloczyn jest mniejszy sa trudniej rozpuszczalne w wodzie ponieważ łatwiej jest przekroczyć wartość rozp.

-określić rozp.czyli ilość moli rozp.w 1 dm³.

-możemy przewidzieć kierunek reakcji-czy nastąpi rozp.osadu czy wytrącenie.

-można określic ilość wody w jakiej rozpuści się osad

Techniki oznaczania WWA:

-techniki izolacji,ekstrakcja typu ciecz-ciecz

-ekstrakcja do fazy stałej

-mikroekstrakcja do fazy stacjonarnej

Techniki sprzężone w analizie WWA:

-kapilarna chromatografia gazowa z detekcja mas

-wysokosprawna chromatografia cieczowa z detekcja fluorescencyjną

-HPLC spektrofluorymetryczne

-wysokosprawna chromatografia cieczowa ze spektrometrem masowym

Analiza przepływowa:

1. w ciągłym przepływie

2.z segmentowaniem strumienia-polega na ciągłym przepływie roztworów próbki do których doprowadzane są strumienie roztworów odczynników reagujących z próbką.Powietrze doprowadza je do strumienia cieczy i przyspiesza mieszanie się roztworów.Segmentowanie zachodzi w przewodzie ukształtowanym w spiralę

3.przepływowo wstrzykowa

Budowa aparatu:

1.Podajnik próbek

2.Pompa tłocząca odczynnik i powietrze

3.Spirala reakcyjna

4.Odpowietrzanie

5.Detektor

6.Układ rejestratorów

Spektrofotometr UV-Vis:

1.Źródło promieniowania:

-lampy deuterowe 180-300 nm

-lampy wolframowo-halogenowe 300-780 nm

-wysokociśnieniowe łukowe lampy ksenonowe- cały zakres UV-Vis

2.Monochromator

-filtry dobieramy tak aby jego barwa uzupełniająca do barwy jego roztworu

-siatki dyfrakcyjne-ukł.optyczny

-siatkowe

3.Kuweta pomiarowa-naczynia o dokładnie znanej długości warstwy absorpcyjnej, muszą być odporne na działanie analizowanych substancji chemicznych. Wazny jest materiał z którego są przygotowane, jeśli pomiar jest niżej niż 300 nm sa wykonane ze szkła optycznego.

4.Detektory

a)fotokomórki-warstwa dobrze przewodzącego metalu(srebro), warstwa półprzewodząca(stop), absorpcyjna(cez)

b)fotopowielacze-układy w których wykorzystuje się zjawisko wtórnej emisji elektronów

c)fotodiody-wykorzystuje się zjawisko fotoelektryczne, wewnątrz zbudowane z półprzewodników(krzem)

5.Wskaźnik i rejestrator(komputer)

-przetwarzanie sygnału znalowego w sygnał cyfrowy

-diagnostyka przyrządu

-korekta parametrów pomiarowych

-sterowanie pomiarem

-obliczanie i wyświetlanie wyników pomiaru

-optymalizacja rejestrowanych widm

-obróbka statystyczna wyników pomiaru z danymi przechowywanymi w pamięci

-magazynowanie danych w pamięci komputera

Cechy charakterystyczne spektrofotometru UV-Vis:

-zakres spektralny

-spektralna rozdzielczość

-szerokość spektralna wiązki

-dokładność skali absorbancji

-procentowa zawartość światła rozproszonego

Podział spektrofotometrów UV-Vis:punktowe, samorejestrujące, jednowiązkowe,dwuwiązkowe,klasyczne,z detekcją równoległą Główne zalety spektrofotometrii UV- Vis: a) Dobra czułość-Obiektywnym liczbowym wykładnikiem czułości metod pektrofotometrycznych jest molowy współczynnik absorpcji ε, odpowiadający λmax badanego roztworu. b) Dobra precyzja oznaczeń-Precyzja oznaczeń zależy od zakresu oznaczonych stężeń i od klasy stosowanych aparatów. W metodach spektrofotometrycznych można uzyskać wyniki, których błąd nie przekracza ± 0,2%. c) Selektywność oznaczeń-Jest uwarunkowana selektywnością absorpcji z jednej strony i selektywnością odczynników wywołujących barwna reakcją z substancją oznaczoną z drugiej strony. Te dwa czynniki pozwalają na osiągnięcie dobrej selektywności w szczególności w oznaczeniach kationów metali. Przykłady zastosowań spektrofotometrii UV- Vis:1) W analizie ilościowej kationów metali2) W analizie ilościowej anionów nieorganicznych3) W analizie ilościowej związków organicznych4) Do badań równowag reakcji chemicznych5)wyznaczania stałych dysocjacji kwasów i zasad,6) ustalania składu i stałych trwałości związków kompleksowych.

Spektrofot. IR zastosowanie:

-identyfikacja zw.org

-badania białek,aminokwasów,polipeptydów,cukrów,kw.nukleinowych,błon biologicznych i ich składników

-w chemii zw.nieorganicznych-oznaczanie śladowych ilości wody w róznych układach a także grup OH obecnych na powierzchniach sorbentów i katalizatorów

Budowa IR:

1.Źródło promieniowania- rozżarzone ciało stałe-włókno Ernsta(pręt ceramiczny wykonany z mieszaniny tlenków cezu,cyrkonu,toru lub litu) oraz globar(pręt sitowy zbudowany z węglika krzemu

2.Układ zwierciadeł

3.Kuwety

4.Monochromatory

5.Detektory

-fotodetektory

-termiczne:termoelektryczne,termooporowe,pneumatyczne

6.Rejestratory

ASA:

-oznaczany pierwiastek musi być przeprowadzony w stan atomowy i gazowy

-jest zdolny do pochłaniania jakiejś dł.fali

Budowa:

1.Źródło wzbudzenia

-lampy z katodą wnękową(HCL)

-z wyładowaniem bezelektrodowym(EDL)

2.Atomizer

-płomieniowe

-elektrotermiczne

-wodorowe

-wykorzystujące zimne pary rtęci

-atomizację w plaźmie laserowej

3.Monochromator

4.Detektor

5.Wzmacniacz

6.Wskaźnik

Stosowana do oznaczania wielu pierwiastków.Nie można stosować do oznaczania arsenu,antymonu,selenu i telluru.Analiza żywności

Zalety:bdb czułość, niska granica wykrywalności,doskonała selektywność, odtwarzalność oznaczeń.

FLUORYMETRIA:

Zastosowanie:analiza zw.biologicznie czynnych,środków spożywczych,substancji toksycznych,antybiotyków

Budowa:

1.Źródło prom.-ługowe lampy ksenonowe dające widmo 270-700nm

2.Monochromator-filtry lub siatki dyfrakcyjne

3.Próbka

4.Wybór dł.fali promieniowania emitowanego

5.Detektor

6.Komputer

Analizowane próby powinny być w formie roztworu,wprowadzamy je zwykle do kuwet kwarcowych.Dobór przyrządów i jego kalibracja, przygotowanie próbek do pomiaru,wybór analityczny dł.fali

Chromatografia gazowa(GS)-do rozdzielania mieszanin zw.lotnych,ma zastosowanie do identyfikacji i oznaczeń ilościowych złozonych mieszanin.Faza ruchomą jest gaz. Mechanizm rozdziału oparty jest na występowaniu oddziaływań międzycząsteczkowych między związkami rozdzielanych mieszanin i wypełnieniem kolumn. Oddziaływania te hamują przepływ związków chemicznych przez kolumnę. Czym są one silniejsze, tym czas przejścia związku chemicznego przez kolumnę jest dłuższy. Czas przejścia danego związku chemicznego przez całą kolumnę jest nazywany czasem retencji.

Metoda chrom.gaz.jest do oznaczania sub.gazów lub par które można przeprowadzic w stan gazowy.Rodzaje: w układzie gaz-ciało stałe i gaz-ciecz

Chromatografy gazowe:laboratoryjne,procesowe,przenośne

Budowa chrom.gazowego:

1.zbiornik gazu-gaz nośny powinien być chem.obojętny do analizowanej próby jak i wypełnienia próby(H,N,Ar,He)

2.dozownik-wprowadza się próbkę w strumień gazu nośnego,który przenosi ja do kolumny

-strzykawki-ciecz

--w postaci r-rów w lotnych rozp.-ciała stałe

--strzykawki szklane-gaz

3.kolumna

a)z wypełnieniem:

-analityczne- do oznaczeń danych składników

-mikropakowane

-preparatywne

Wykonane z materiałów nieaktywnych chem.i katalitycznie wobec wypełnienia i sub.rozdzielanych.Najcz.ze stali nierdzewnej,szkła,teflonu,alumin.Kształt spirali.

b)kapilarne(o przekroju otwartm)-kapilary wykonane ze szkła lub stopionego kwarcu

- z warstwa porowatą absorbentu na ściankach

-z naniesionym na ściankach nośnikiem nasyconym ciekłą faza stac.

-ze ściankami pokrytymi ciekła faza stac.

Wypełnienia kolumn:

<W ukł.gaz-ciało stałe-wyp.stanowią adsorbenty

-adsorbenty węglowe-

-żele krzemionkowe-do rozdz.mieszanin gazów oboj.,a także gazowych zw.siarki

-sita molekularne-do ozn.pestycydów i zw.gazowych

-polimery porowate

<Gaz-ciecz-ciekłe fazy stac.naniesione na nośnik

CECHY NOŚNIKA F.CIEKŁEJ:chemiczna oboj.w stosunku do f.stacj.i sub.rozdz.,bark właśc..adsorpcyjnych w stosunku do rozdz.skł.,umiarkowanie rozwinięta pow.,jednolitośc ziaren,dobra wytrzymałość mechaniczna i odporność termiczna

CECHY CIEKŁYCH FAZ STACJ.:dobra rozp.oznaczanej sub.,mała lotność i termiczna stabilnośc,mała lepkość,chem.oboj. w stosunku do skł.mieszaniny i do nośnika,duza selektywność do skł.mieszaninyPrzy wyborze f.c.st.stosuje się zasadę aby była ona pod wzg.chem.podobna do sub.rozdzielanych(podobne najlepiej rozp.się w podobnym)

F.STACJ.:

a)niepolarne-węglowodory o dobrej rozp.sub.niepolarnych,zw.polarne są szybko eluowane z tych faz

b)średnio polarne

c)polarne-poliglikole,estry

4.detektor-reaguje sygnałem elekt.na obecność śladów anal.sub.w gazie nośnym opuszczającym kolumnę.

CECHY:duża czułośc i wykrywalnośc,szeroki zakres linowości wskazań,stabilnośc wskazań,selektywność/uniwersalnośc wskazan,łatwośc obsługi

RODZAJE:

a)termokonduktometryczne(TCD)-uniwersalne,do wykrywania zw.o przewodności cieplnej róznej niż przewodność cieplna gazu nośnego.

b)płomieniowo-jonizacyjne(FID)-uniw.,wykorzystuje się zmiane przewodności elek.atmosfery płomienia wodorowego w momencie pojawienia się oznaczonego zw.org.Sygnał tego defekt.jest proporcj.do masy sub.oznaczanej

c)płom.-fotometryczne(FPD)-selektywny,do wykr.zw. siarki i fosforu,wykorzystuje się zjaw.chemiluminoscencji jaka zachodzi w płomieniu wodorowo-tlenowym podczas spalania zw.siarki i fosforu.Powst.nietrwałe połączenia tych pierw.emituja światło o określ.dł.fali.

d)wychwytu elektronów(ECD)-radiojonizacyjny,w komorze joniz.znajduje się źródło promieniowania B,w komorze tej gaz nosny (N lub Ar)ulega jonizacji.Stosuje się do oznacz.pestycydów i węglowodorów policyklicznych

e)termojonowe-do oznacz.sub.org.zaw.azot i fosfor.Jest modyfikacja detektorapłom-joniz.do płomienia wprowadza się jony metali alkalicznych,obecność tych jonów powoduje zmniejszenie jonizacji węglow.a nasilenie jonizacji azotu i fosforu

5.rejestrator

WYBÓR PARAMETRÓW ANALIZY:

1.faza stacj.

2.dł.kolumny-im dł.kolumna tym dł.czas retencji przy samym wypełnieniu i tym samym wyraźniejsza róznica między czasami retencji dwu sub.

3.Temp.kolumny-prawidłowy i powtarzalny przebieg rozdz.zależy od zachowania stałej wartości temp.kolumny.Im wyższa tym krótszy czas retencji,ale im niższa tym lepsza zdolność rozdzielcza kolumny.Temp.powinna być dostatecznie wys.aby czas wykonania analizy był stosunkowo krótki,a zarazem dostat.niska aby uzyskac poządana rozdzielczośc.

4.wielkosc próbki-najlepiej jak jest bardzo mała

ZASTOSOWANIE CH.G.:identyf.zw.w tym lotnych sub.nieorg.,ilościowego ozn.skł.w próbce,kontroli procesów technologicznych,analiza zw.org.:lotnych zw.org.których temp.wrzenia nieprzekr.400,sub.trudno lotnych lun nielotnych

Chromatografia cieczowa rodzaj chem. techn. anal - w której eluentem jest ciecz, zwykle jakiś rozpuszczalnik. Istotą każdej chromatografii cieczowej jest rozdział analizowanej mieszaniny na poszczególne związki chemiczne poprzez przepuszczanie roztworu tej mieszaniny przez stałe lub żelowe złoża, co przypomina filtrację. Rodzaje chrom cieczowej: chrom cienkowarstwowa(TLC), kolumnowa(HPLC), elektroforeza. Dobór faz ruchomych w stosunku do f.stacjonarnych:jeśli f.stacjon.jest niepolarna(z rodnikami alifatycznymi)to f.ruchoma powinna być bardziej polarna.

f.stacj.polarna-stosujemy f.ruchomą mniej polarną-ukł.normalny.

Polarnośc rozp.rosnie wraz ze wzrostem współczynnika polarności.Jeśli analizujemy sub.niepolarną np.pochodne węglow.lub poch.pestycydów wówczas stos.odwrócony ukł.faz w tym ukł.faza ruchoma zawiera od 0-30% wody w metanolu,faza stacj.jest faza oktadecylowa zawier.zmodyf.krzemionkę.

Cechy chromatografii cieczowej:wysoka sprawność,dobra rozdzielczość,duża szybkość procesu,stosowanie wysokich ciśnień

SCHEMAT CHROMATOGRAFU HPLC:

1.Zbiornik fazy ciekłej-szklane butle-faza ruchoma podawana jest na kolumnę

Cechy nośnika fazy ciekłej:

-chemiczna obojętność

-brak właściwości adsorpcyjnych w stosunku do rozdzielanych skł.

-umiarkowanie rozwinięta powierzchnia

-jednolitość ziaren

-dobra wytrzymałość mechaniczna i odporność termiczna

2.Pompy:

Wymagania:

-powinny zabezpieczyc stały przepływ fazy ruchomej

-odporne na działanie odczynników

-powinny zapewnić stały przepływ(bezpulsacyjny)fazy ruchomej przez kolumnę

3.Dozowniki:

a)strzykawkowe-umozliwiaja wprowadzenie próbki strzykawką bezpośrednio do kolumny

b)typu zaworów z petlą-wprowadzanie próbek w szerokim zakresie obj.i z dobrą odtwarzalnością

c)typu pętli ze strzykawką

4.Kolumny:zachodzi proces rozdzielania mieszanin

a)mikrokolumny-rozdział skł.w ilościach potrzebnych do dalszych badań o chartka.strukturalnym

b)analityczne-oznaczanie składu ilościowego i jakościowego danego składnika

c)preparatywne

Wypełnienia kolumn:

a)na bazie krzemionki:

-absorbenty zawierające krzemionkę chemicznie modyfikowaną:-modyfikacja za pomocą chlorosilanów które reagują z gr.SiOH,modyfikacje poprzez wiązanie grup krzemionki z gr. CH3,C8H37,gr.pierścieniowymi,

powierzchnia krzemionki jest polarna z powodu obecności grup SiOH

-z krzemionką niemodyfikowaną-stosowane w ukł.normalnych

-na bazie żywic porowatych

5.Detektory:

Cechy:

-duża czułość i mała wartość granicy oznaczalności

-uniwersalność wskazań dla dużej liczby sub.lub selektywność w stosunku do ograniczonej liczby sub.

-szeroki zakres liniowości wskazań

-mała objętość

-niewrażliwość na zmiany temp.i prędkości przepływu fazy ruchomej

-łatwość obsługi i niezawodność działania

Detektory do HPLC można podzielic na 2 grupy:

a)w których następuje pomiar właściwości charakterystycznej dla próbki

b)w których następuje różnicowy pomiar właściwości wspólnej dla próbki i fazy ruchomej

Podział:

I.SPEKTROSKOPOWE:

a)spektrofotometryczne:

-UV-działają na zasadzie absorpcji promieniowania

-VIS

-IR

b)spektrofluorymetryczne-detektor selektywny,bardzo czuły wobec związków wykazujących właściwości fluorescencyjne

c)spektroskopii atomowej

II.ELEKTROCHEMICZNE
III.RADIOAKTYWACYJNE

6.Rejestrator

7.Komputer

Faza ruchoma- cechy: wysoki stopień czystośći, odpowiednia zdolność rozpuszczenia próbki, odpowiednia trwałość w warunkach chromatografowania. W tej fazie może byc od 1 do kilku składników, proces elucji może odbywać sie metodami: izokratyczna(skład elementu może być jednakowy przez czas chromatografowania, 1 skł wystarczy) gradientowa (skład elementu zmienia się podczas chromatogr.- od 2 do 6 składników)

Podział met. chrom w chrom cieczowej: ciecz-ciało stałe LSC; ciecz- ciecz; faza ciekła chemicznie;związana ze stałą HPLC; jonowymienna; powinowactwa.

CHARAKT.KOLUMN:

*punkt przebicia kolumny-jest gdy w wycieku pojawiaja się jony wcześniej zatrzymywane na kolumnie

*pojemnośc przeb.-wyrażona ilością mali jonów które dana kolumna może zatrzymać ilościowo do punktu przebicia w określ.warunkach

*całkowita poj.-ilośc mali jonów które w najkorzyst.warunkach reakcji mogą usunąc wszystkie jony z grup fun.jonitu

*izochora wymiany-zależność stosunku stęż.Na⁺ w wycieku/C/do st.Na⁺we wcieku/Co/

Czynniki wpł.na całkowita poj.kolumny:

-wielkośc ziarna-ptrzy drobnym ziarnie przebicie wyst.poźniej niż przy grubym

-stosunek wys.kolumny do średnicy-gdy stosunek wys.do śr.jest mniejszy od 10 wówczas poj.kol.rośnie ze wzrostem wys.kolumny

-szybkość przepływu-ze wzrostem szyb.maleje poj.przebicia

Chrom. podziałowa- wypełnienie kolumn, których fazą stacjonarną jest ciecz. Cechy f. ciekłej: chemiczna obojętność, brak właściwości absorpcyjnych, rozwinięta powierzchnia w normie, jednolitość ziaren, dobra odporność mechaniczna i termiczna. Cechy f ciekłej stac:dobra rozpuszczalność oznaczanej subs, termiczna stabilność, mała lepkość, duża selektywność w stosunku do składników mieszaniny. Fazy stacjonarne stosowane w chrom gazowej: f niepolarne, średniopolarne i polarne.

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. to rodzaj cieczowej chromatografii kolumnowej. Jest to metoda preparatywna używana do wydzielenia z mieszaniny żądanej substancji. W tej metodzie chromatografii faza stacjonarna, złoże, jest obdarzona ładunkiem. Stanowi je zazwyczaj żywica jonowymienna, zawierająca obdarzone ładunkiem grupy funkcyjne, oddziałujące z przeciwnie naładowanymi grupami związków, które mają zostać zatrzymane przez nośnik: pozytywnie naładowany jonowymieniacz (anionit) wiąże aniony; negatywie naładowany jonowymieniacz (kationit) wiąże kationy. Związki związane z jonowymieniaczem mogą być wymyte z kolumny przez stopniową elucję, a także poprzez zmianę stężenia soli lub pH. Tego rodzaju chromatografii używa się do oddzielania takich związków jak aminokwasy, peptydy i białka. Chromatografia jonowymienna jest powszechnie stosowana do oczyszczania białek w systemie FPLC.

Regeneracja jonitu: wykonujemy poprzez usunięcie zatrzymanych jonów na jonicie, używamy przy tym HCl: R-SO3-Na+ +HCl powstaje R-SO3-H+ + NaCl przeprowadzamy do całkowitego usunięcia jonów, doprowadzenie wycieku z jonitu do pH obojetnego, usuniecie nadmiaru HCl z kolumny poprzez płukanie wodą. Regeneracja anionitu: R4N+Cl- + NaOH R4N+OH- +NaCl usuwamy HCl lub NaOH, aninit płuczemy wodą do pH obojętnego.

Wpływ na retencję mają:

-równowagi reakcji wymiany jonowej

-r.typu kwas-zasada w fazie ruchomej

-r.kompleksowania w fazie ruchomej

Proces sorpcji(zatrzymania jonów na jonitach): RSO₃ +NaClRSO₃ +HCl, RSO₃+NaOHRSO₃Na+H₂O

Proces regeneracji(usuwamy jony zatrzymane na kolumnie)-kationity przemywamy na przemian 2M HCl w celu usunięcia zabsorbowanych jonów a nastepnie 2M r-rem NaOH w celu usunięcia kationów trudno rozp.w wodzie.Na koniec kationit przepuszcza się 2M HCl do momentu aż stężenie wycieku będzie takie same jak wprowadzone na kolumnę.

Technika prowadzenia procesu wymiany jonowej na kolumnach: wymywania(najczęściej stosowana), rugowania i czołowa.

Wymieniacze jonowe:jonity-nierozp.sub.wielkocząst.o budowie jonowej,zdolne do wymiany własnych jonów na jony obce w roztworze.Podst.gr.wymieniaczy jonowych stanowia żywice jonowym-kazda składa się z nierozp.szkieletu(matrycy)z którym związane są gr.funkc.zdolne do wymiany kationów(kationity)lub anionów(anionity).W HPLC stosuje się jonity których matryca jest krzemionka

Czujniki:*woltanometryczne*sygnał związany z pomiarem natężenia prądu w obwodzie elekt.w którym zamontowany jest czujnik,w obwodzie są elektrody czujnika,źródło prądu o określonym napięciu*głównym elem.budowy sa elektrody(platynowe,złote,węglowe)Rodzaj materiału elektrod ma wpływ na selektywność czujnika.

Sygnał elekt.zarejsetrowany jest proporcjonalny do stęz analizowanego związku.

Czujnik składa się z elektrody wskaźnikowej(Ag)i katody platynowej(Pt).Sa zanurzone w KCl.Tlen dyfunduje przez błone półprzep.do roztworu.Błona przepuszcza tylko tlen.Na katodzie proces redukcji tlenu.Na anodzie utlenienie srebra.W wyniku różnicy potencjału w obwodzie przepływa prąd.Natęż.prądu zależy od stęż.tlenu

Czujniki woltanometryczne stosowane są do oznaczania różnych skł.gazu oraz azotanów mimo że sa ciekłe dzięki modyfikacji elektron.

Modyfikowanie pow.elektrod:*obniżanie nadnapięcia r-cji elektrochem.*eliminacja niektórych interferencji*zatężanie agalitu.Może służyć do oznaczania tlenku azotu,świeżości produktów żywnościowych

Czujniki optyczne:*zjawisko elektrochem.*są w nich światłowody.Światło doprowadzne jest do badanego obiektu powracający syg.przechodzi przez światłowód który doprowadza światło do próby i przekazuje impuls do detektora*zjawisko absorpcji,luminescencji,fluorescencji

Źródła prom.:Casery-laserowe diody z urzyciem monochrom.lub filtrów

Zastosowanie czujników:wykrywa próbki w ilościach śladowych BADANIE W STACJACH UZDATNIANIA WODY: - kontrola składu jakości wody - usuwanie związków kancerogennych: ▪ wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) (benzo/a/piern, benzo/b/k/fluoranten, fluoranten); suma WWA nie może przekraczać 10^-4 mg/l. W wodzie występują w wyniku desorpcji z osadów wodociągowych. Mogą występować w wodach naturalnych, do których dostają się ze ściekami z koksowni i gazowni, procesów spalania. ▪ lotne związki organiczne (pochodne benzenu i innych zw. organicznych); związki te dostają się do wód gruntowych ze ścieków przemysłowych i komunalnych. ▪ związki toksyczne tworzące się w wyniku dezynfekcji wody * przez chlorowanie * tworzenie zw. Cl₂ z substancji humusowych: bromodichlorometan - 1,5*10^-2 mg/l,chloroform 3*10_-2 mg/l,trichlorofenol 2*10^-1mg/l suma trichlorometanów <1,5*10^-1mg/l * ozonowanie: tworzą się: kw. karboksylowe, ketony, aldehydy. Najgroźniejsze są: formaldehyd 5*10^-2 mg/l, trichloroaldechyd octowy 1*10^-2mg/l. ▪ estrogeny - do środowiska naturalnego są uwalniane prze ludzi, zwierzęta i przedostają się do wód wodociągowych. Oczyszczalnie ścieków oraz stacje uzdatniania wód nie usuwają tych związków. Ich stężenie w 1l wody nie może być większe niż kilka nanogramów. Związki te są rakotwórcze, ich obecność może powodować nowotwory. ▪ pestycydy - związki zawierające chlor (metoksychlor, DDT, hektachlor); zagrozenie polega na kumulowaniu się ich w organizmach, a przede wszystkim w glebie. W glebie wystepują ok.10 lat w formie nie zmienionej. Zawartość pestycydów typu DDT metoksychlor nie powinno przekraczać 1 mikrograma w litrze, natomiast hektochloru - 0,03 mikrograma w litrze. Sumaryczna wartość pestycydów w 1 dm³ nie może przekraczać 0,5 mikrograma. SPEKTROMETRIA MASOWA - jest działem analizy, w której wykorzystuje się zjawisko jonizacji. Zasada działania: analizowane związki są jonizowane, następnie otrzymywane jony rozdziela się w zależności od stosunku m/z oraz mierzy natężenie prądu jonowego odpowiadającego poszczególnym jonom. Widmo masowe składa się z szeregu pików przedstawiających zależności natężenia prądu jonowanego do stosunku masy jonu do jego ładunku. Intensywność najmocniejszego piku wynosi 100%.

Budowa:

-układ wprowadzania próbki-może się odbyć przez wlot zimny lub gorący.Próbka wprowadzana przez wlot zimny dostaje się do komory jonizacyjnej na zasadzie różnicy ciśnień.Próbka wprowadzana jest do komory pod ciśnieniem wyższym niż w komorze jonizacyjnej.

-Komora jonizacyjna:metody:strumienia elektronów,chemiczna,elektrorozpylanie,termiczne rozpylanie

-Analizator-uszeregowanie jonów według rosnącego stosunku ich masy do ładunku

Rodzaje analizatorów:magnetyczne,z podwójnym ogniskowaniem,czasu przelotu,kwadrupolowe

-Detektor-fotopowielacze

-Rejestrator(stacja obróbki próbki)-przetwarza uzyskane dane podając widmo oraz masy wszystkich jonów. Wpływ budowy chemicznej na fragmentację cząstek: - wysokość pasma macierzystego jest największa dla związków o prostym łańcuchu i zmniejsza się ze wzrostem masy cząsteczkowej - rozpadowi najłatwiej ulegają cząsteczki przy atomach węgla znajdujących się w rozgałęzieniach - obecność wiązań podwójnych, układów cyklicznych i pierścieni aromatycznych stabilizuje jon macierzysty - związki aromatyczne z podstawnikami alkilowymi są najmniej trwałe w pozycji β - fragmentacja łączy się z eliminacją małych, trwałych cząstek obojętnych, alkenów, alkoholi: CO, H2O, H2S, lub rodników: - OH, -H, -SH, -CN. ZASTOSOWANIE SPEKTROMETRII MASOWEJ: - identyfikacja i ilościowe oznaczenie pierwiastków śladowych - identyfikacja i ilościowe oznaczenie śladowych ilości związków organicznych - identyfikacja i badanie struktury związków organicznych - służy do oznaczania pestycydów w wodzie, powietrzu i glebie.

Czujniki:*woltanometryczne*sygnał związany z pomiarem natężenia prądu w obwodzie elekt.w którym zamontowany jest czujnik,w obwodzie są elektrody czujnika,źródło prądu o określonym napięciu*głównym elem.budowy sa elektrody(platynowe,złote,węglowe)Rodzaj materiału elektrod ma wpływ na selektywność czujnika.

Sygnał elekt.zarejsetrowany jest proporcjonalny do stęz analizowanego związku.

Czujnik składa się z elektrody wskaźnikowej(Ag)i katody platynowej(Pt).Sa zanurzone w KCl.Tlen dyfunduje przez błone półprzep.do roztworu.Błona przepuszcza tylko tlen.Na katodzie proces redukcji tlenu.Na anodzie utlenienie srebra.W wyniku różnicy potencjału w obwodzie przepływa prąd.Natęż.prądu zależy od stęż.tlenu

Czujniki woltanometryczne stosowane są do oznaczania różnych skł.gazu oraz azotanów mimo że sa ciekłe dzięki modyfikacji elektron.

Modyfikowanie pow.elektrod:*obniżanie nadnapięcia r-cji elektrochem.*eliminacja niektórych interferencji*zatężanie agalitu.Może służyć do oznaczania tlenku azotu,świeżości produktów żywnościowych

Czujniki optyczne:*zjawisko elektrochem.*są w nich światłowody.Światło doprowadzne jest do badanego obiektu powracający syg.przechodzi przez światłowód który doprowadza światło do próby i przekazuje impuls do detektora*zjawisko absorpcji,luminescencji,fluorescencji

Źródła prom.:Casery-laserowe diody z urzyciem monochrom.lub filtrów

Zastosowanie czujników:wykrywa próbki w ilościach śladowych

---