• Nem Talált Eredményt

Ha az indikátorelektród ionszelektív: Kationszelektív (pl

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Ossza meg "Ha az indikátorelektród ionszelektív: Kationszelektív (pl"

Copied!
19
0
0

Teljes szövegt

(1)

Potenciometria

(2)

1. Potenciometriás mérőcella (galváncella)

Elektromotoros erő (EME): EME= Eindikátor- Ereferencia

1.1. Ha az indikátorelektród elsőfajú (valamilyen fém, M/Mn+, pl. Ag/Ag+):

Nernst-egyenlet:

1.2. Ha az indikátorelektród ionszelektív:

Kationszelektív (pl. Ca2+):

(mivel z előjele +)

Anionszelektív (pl. Cl-):

(mivel z előjele -)

pH szelektív (üvegelektród):

Ha az üvegelektródot (vagy egyéb ionsz. elektródot) pufferoldatokkal előzőleg kalibráljuk:

ahol: E0: tengelymetszet, S: meredekség

 

 

n n

ind M

E n F M

z T E R

E 0 ln 0 0,059 log

 

H E pH

Eüveg E log 0,059 1

059 , 0

0 0

 

0 log 2

2 059 ,

0 Ca

Eind E

pH S

Eüveg E0

 

0 log 2

2 059 ,

0 Ca

Eind E

(3)

1. Potenciometriás mérőcella (galváncella)

1.3. Ha az indikátorelektród redoxi (valamilyen inert fém, pl. Pt):

Nernst-Peters egyenlet:

ahol: [ox.] a redoxi rendszer oxidált formájának koncentrációja [red.] a redoxi rendszer redukált formájának koncentrációja Példa: Fe2+ ionokat titrálunk kálium-permanganát mérőoldattal potenciometriásan (Pt-

kalomel elektródpárral):

Az egyenértékpontig ( a titrált rendszerrel számolunk):

Az egyenértékpontban:az elektródpotenciál a két redoxi rendszer standard (E0),(vagy formál- E0’) potenciáljának súlyozott számtani átlaga:

Eind, eép. =

ahol E0’ a formálpotenciál:

Az eép. után( a titráló rendszerrel számolunk):

     

 

. lg .

059 , 0 .

ln . 0

0

red ox E z

red ox F

z T E R

Eind

   

 

2

8 0 4

5 lg 059 , 0

Mn H E MnO

Eind

   

 

2

8 0 4

5 lg 059 , 0

Mn H E MnO

Eind

5 1

5 0'

0

E

EFe Mn

E pH E H

EMn Mn  Mn

 

5

059 , 0 lg 8

5 059 ,

0 8 0

0 '

0

(4)

Kromatográfiás módszerek

.

(5)

1. Megoszlási hányados (K)

M i

M

k

V V n

n n

V V

n m

V V

m c

K c

m s m

i s i m i

i m s

s i i m

i m s

s i m

i s i i

, , ,

, ,

, ,

,

Ki : az i-edik komponens megoszlási hányadosa,

ci,s , ci,m :az i-edik kompones koncentrációja az álló (s, solid), ill. a mozgó (m, mobile) fázisban ,

mi,s , mi,m : az i-edik kompones mennyisége az álló (s, solid), ill. a mozgó (m, mobile) fázisban,

ni,s , ni,m : az i-edik kompones molszáma az álló (s, solid), ill. a mozgó (m, mobile) fázisban,

Vs , Vm : az álló (s, solid), ill. a mozgó (m, mobile) fázis térfogata, β=Vm/Vs : fázisarány,

ki : az i-edik komponens retenciós tényezője

(6)

t0: az eluens áthaladási ideje a rendszeren (holtidő) (s), tRi: az i-edik komp. áthaladási ideje a rendszeren (a

beadagolástól a detektorban megjelenő csúcsmaximumig) (s), tSi= tRi- t0: az i-edik komp. tartózkodási ideje az állófázison (ban) (s),

L: a kolonna hossza (m),

v0: az eluens sebessége (m/s),

w0: az eluens térfogatárama (m3/s) vi: az i-edik komp. Sebessége (m/s),

t t k

i

t

Ri

0

0

így

2. Az oszlopon töltött idő (retenciós idő, t

R

)

      t t

t

Ri

v L

i

v L

0

1 k

i

w V

0

1 k

i

t

0

1 k

i

si

0

(7)

Ki: az i-edik komponens megoszlási hányadosa, Kj: a j-edik komponens megoszlási hányadosa, ki: az i-edik komponens retenciós tényezője, kj: a j-edik komponens retenciós tényezője ,

β: fázisarány,

α-t úgy írjuk fel, hogy a hányados értéke nagyobb legyen, mint 1

ha α=1, akkor az i-edik és j-edik komponens az adott kkromatográfiás körülmények között nem választható szét egymástól

3. Szelektivitási tényező (α)

k k k

k K

K

j i j

i j

i

 

 

 

(8)

4. A kromatográfiás csúcsból számítható paraméterek

σ: a csúcs szélesedését leíró paraméter (a Gauss-görbe szórási paramétere)

w= 4 σ : az inflexiós pontokban húzott érintők által az alapvonalból kimetszett szakasz

A csúcs szélessége az oszlop végén: σL2= (σt· v)2 = σt2· (L2/tR2) =H·L Az elméleti tányérszám: N= L/H= tR2/ σt2

N= 16*( tR2/ w2 ) ahol: L az oszlophossz

H elméleti tányérmagasság v átlagos haladási sebesség

αα

(9)

5. Felbontóképesség(R

s

, resolution)

tR1 , tR2 : a két szomszédos csúcshoz tartozó bruttó retenciós idők (s), σ1 , σ2 : a két szomszédos csúcs(Gauss görbe) szélességi paramétere (s) Alapvonalon történő elválasztás feltétele:

R

s

≥ 1,5

(10)

5. Felbontóképesség(R

s

, resolution)

ahol

(11)

Spektroszkópiai módszerek

.

(12)

1.1. Az elektromágneses sugárzás hullámjellemzői

Hullámhosz (λ, nm): a szinusz hullám két egymás utáni, azonos fázisú és azonos iránytangensű pontja közötti távolság.

Frekvencia (ν, 1/s): az időegységre eső hullámok száma.

Hullámszám (ν, 1/cm): az hosszúságegységre eső hullámok száma (1/λ).

A frekvencia független az anyagi közegtől, viszont a hullámhossz közeghatár átlépésekor változik!

Összefüggések: c =  ·n = c0/c

ahol: c (m/s) a sugárzás (fény) sebessége

c0 (m/s) a sugárzás (fény) sebessége vákuumban

 (s-1) a sugárzás frekvenciája

 (m) a sugárzás hullámhossza

n törésmutató (a vákuumra vonatkoztatva)

és c0 ~ 3x 108 m/s = 300.000 km/s

(13)

1.2. Az elektromágneses sugárzás, mint részecske:

• A sugárzás diszkrét energiacsomagok (fotonok) sorozata (árama).

• Az anyaggal (atom, molekula) energiakicserélődéssel járó kölcsönhatásba lép (elnyelődik, vagy az anyag kibocsájtja).

• Egy adott foton energiáját a Planck-egyenlet adja meg:

E = h ·  = h · c / 

ahol: E (Joule) a foton energiája

h = 6.626 · 10-34 J · s Planck-állandó

 (s-1) a sugárzás frekvenciája

 (m) a sugárzás hullámhossza

c (m/s) a hullám terjedési sebessége

(14)

2. Atomspektroszkópia

2.1. Atomemissziós módszer

c l k

I

e

e

 

minta,

elemző sugárforrás Ie

fényfelbontás fényintenzitás mérés

Scheibe-Lomakin törvény:

Ie: a sugárforrásból kijövő monokromatikus fénysugár intenzitása

ke: állandó (a kalibrációs függvény meredeksége)

c: az analát koncentrációja a mintában

(15)

2.2. Atomabszorpciós módszer

c k

I T

A   lg Itr   lg  a

0

megvilágító

fényforrás minta

I0 Itr

fényfelbontás

fényintenzitás mérése

(atomizáló)

Lambert-Beer törvény:

A: abszorbancia (-)

T: transzmittancia (-, vagy %)

Io: a mintára besugárzott monokromatikus fénysugár intenzitása

Itr: a mintán áthaladt monokromatikus fénysugár intenzitása

ka: állandó (a kalibrációs függvény meredeksége)

c: az analát koncentrációja a mintában

(16)

3.1 Molekulaemissziós módszer (fluorimetria)

a

megvilágító fényforrás

minta

I0 Itr

If

gerjesztő fény

felbontása

fluoreszcencia fény felbontása

fényintenzitás mérése

I

f

k I c

f 0

Io: a mintára besugárzott monokromatikus fénysugár intenzitása

Itr: a mintán áthaladt monokromatikus fénysugár intenzitása

If: a mintából kijövő fluoreszcens fénysugár intenzitása

kf: állandó (a kalibrációs függvény meredeksége)

c: az analát koncentrációja a mintában

(17)

3.2. Molekulaabszorpciós módszer (UV-VIS spektrofotometria)

b

A: abszorbancia (-)

T: transzmittancia (-, vagy %)

Io: a mintára besugárzott monokromatikus fénysugár intenzitása Itr: a mintán áthaladt monokromatikus fénysugár intenzitása ε: moláris abszorpciós koefficiens (dm3/mol·cm)

c: az analát koncentrációja a mintában (mol/dm3) l: a fény úthossza a mintában (cm)

megvilágító

fényforrás minta

I0 Itr

fényfelbontás

fényintenzitás mérése

A I

I

tr

T l c

  lg   lg   

0

Lambert-Beer törvény:

(18)

Az abszorbancia additivitása

• Ha egy oldatban az adott hullámhosszon több komponens is elnyel a mért abszorbancia az egyes komponensek abszorbanciáinak összege:

A = Σ Ai = A1 + A2 +…+An = ε1·l·c1 + ε2·l·c2 +….+ εn·l·cn

Kétkomponensű elegy összetételének meghatározása:

• Két olyan hullámhosszon (λ1, λ2) mérünk, ahol mindkét komponens elnyel:

• 1. Először meghatározzuk a tiszta komponensek moláris abszorpciós koefficienseit a két hullámhosszon (ε11 , ε12, ε11 , ε12),

• 2. Megmérjük az elegy abszorbanciáját a két hullámhosszon (A1, A2)

• 3. Megoldjuk a 2 db két ismeretlenes (c1, c2 )egyenletet:

A1 = = ε11·l·c1 + ε12·l·c2

A2 = = ε21·l·c1 + ε22·l·c2

(19)

Egyensúlyi állandó meghatározása

Pl. egy indikátor, mint gyenge sav disszociációs egyensúlya:

HIn ↔ H+ + In-

savas forma bázisos (lúgos) forma

Egy λ=állandó hullámhosszon, ahol mindkét forma elnyel valamilyen mértékben, három pH értéknél mérünk:

1. pH1 = 0 (erősen savas közeg): itt az indikátor (gyenge sav) gyakorlatilag nem disszociál, csak HIn formában van jelen, melynek elnyelése:

AHIn = εHIn·l·c

Ebből ismert c konc. oldat esetén εHIn meghatározható.

2. pH2 = 14 (erősen lúgos közeg): itt az indikátor (gyenge sav) teljesen disszociál, csak In- formában van jelen, melynek elnyelése:

AIn = εIn·l·c

3. pH3 ~ pKi környékén: az indikátor részlegesen disszociál, mindkét forma jelen van, melyek elnyelése:

A = AHIn + AIn = εHIn·l·cHIn + εIn·l·cIn

és mivel: c = cHIn + cIn, a két egyenletből cHInés cInszámítható.

Az egyensúlyi állandó: Ki = (H+) · (In- ) / (HIn) = 10-pH3 · cIn / cHIn

Hivatkozások

KAPCSOLÓDÓ DOKUMENTUMOK

Redoxi folyamatok.. • A szerves vegyületek biológiai úton történő bomlását biodegradációs folyamatnak nevezzük. • A biotikus redoxi reakciókat aszerint is

A biológiai úton történő átalakulásokat besorolhatjuk a már ismertetett kémiai folyamatok közé, hiszen végső soron redoxi reakció,

Ebben az esetben mindkét megoldás pozitív, ám y 2 nagyobb, mint a CO és Cl 2 koncentrációja, tehát ennyi nem tud átalakulni (így a CO és Cl 2 koncentrációja

A felhasználó azonosítása és a térbeli információ közlési formájának meghatározása után meg kell becsülni, hogy a felhasználónak milyen típusú és

Az mushy zóna egyes szakaszaira adódó mennyiségi és koncentrációs adatokból a mushyban lév ő összes olvadék átlagos koncentrációja meghatározható (vagyis pl. ha az

A részecske-specifikus protonálódási állandók meghatározása után a redoxi potenciál értékeket az alábbi módszer segítségével határoztam meg.. A tiol-diszulfid

lása —-- elsősorban a minisztériumi iparba tartozó nagyobb malmokat érintette, és ennek következtében az egyes malmok műszaki színvonala, valamint az egyes malmok

ellenére a műszaki fejlesztésnek és a termelés koncentrációjának már is igen jelentős gazdasági következményei vannak: emelkedett a termelékenység, lehe—- tővé vált