elv laszt m dszerek az analitikai k mi ban l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Elválasztó módszerek az analitikai kémiában PowerPoint Presentation
Download Presentation
Elválasztó módszerek az analitikai kémiában

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 27

Elválasztó módszerek az analitikai kémiában - PowerPoint PPT Presentation


  • 286 Views
  • Uploaded on

Elválasztó módszerek az analitikai kémiában. Elválasztó módszerek – miért van rájuk szükség?. a valós rendszerek mindig többkomponensűek nincsen minden anyagra specifikus reagens/reagens sor, amely az egymás melletti kimutatást/meghatározást lehetővé teszi

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Elválasztó módszerek az analitikai kémiában' - Lucy


Download Now An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
elv laszt m dszerek mi rt van r juk sz ks g
Elválasztó módszerek – miért van rájuk szükség?
  • a valós rendszerek mindig többkomponensűek
  • nincsen minden anyagra specifikus reagens/reagens sor, amely az egymás melletti kimutatást/meghatározást lehetővé teszi
  • az analízis egyszerűbb és megbízhatóbb, ha az analizálandó minta csak egyfajta komponenst tartalmaz
  • ezért az analízis előtt a minta komponenseit egymástól többé-kevésbé el kell választani
  • az elválasztás az elválasztandó komponens másikfázisba (csapadék, gáz, nem elegyedő folyadék) való átmenete
  • az anyag megoszlása egymással érintkező fázisok között történik
elv laszt m dszerek t pusai
Elválasztó módszerek típusai

Eltérő oldhatóságon alapul:

szelektív kioldás(szilárd folyadék)

szelektív lecsapás (folyadék  szilárd )

oldószer extrakció (folyadék  folyadék )

Eltérő illékonyságon alapul:

szublimáció (szilárd  gáz)

desztilláció (folyadék  gáz )

Eltérő szorpciós készségen, megoszláson ill. ioncserén alapul:

kromatográfiás módszerek

ioncserés módszerek

!

elv laszt s m rt k nek jellemz se
Elválasztás mértékének jellemzése

megoszlási

állandó

megoszlási

hányados

termodinamikai állandó látszólagos állandó

az elv laszt s hat konys g nak jellemz se
Az elválasztás hatékonyságának jellemzése

Kinyerési tényező:

QA az A anyag új fázisba jutott mennyisége

QA0 az A anyag összmennyisége

Ideális esetben RA = 1

Szeparációs (dúsítási) tényező:

Ideális esetben RA = 1

és S = RB (~ 10-3 - 10-6)

elv laszt si technik k
ELVÁLASZTÁSI TECHNIKÁK

1. Fázis átalakulással járó módszerek

tömeg szerinti elemzés

elektrogravimetria

gázfejlődéssel járó elválasztások

zónaolvasztás

2. Extrakciós módszerek

3. Kromatográfia

t meg szerinti elemz s
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS

Olyan mennyiségi analitikai eljárás, amelyben a meghatározandó komponenst specifikus körülmények között csapadékformába visszük, amit az oldattól elválasztunk, megfelelő módszerrel sztöchiometriásan ismert összetételű vegyületté alakítjuk és lemérjük.

Lépései: lecsapás, szűrés, mosás, hőkezelés, mérés

  • SZELEKTÍV LEVÁLASZTÁS:

kis oldhatóságú, jól szürhető csapadék

kis oldhatóságú csapadék: lásd a csapadékképződési egyensúlyok részt + részecskeméret és az idő hatása

t meg szerinti elemz s8
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS
  • Részecskeméret hatása

A csapadékos oldat a kis méretű részecskékre nézve telítetlen, a nagy métretűekre nézve pedig túltelített → izoterm átkristályosodás

  • Az idő hatása

Idővel kristályszerkezeti módosulás következhet be, ami jelentős mértékben megváltoztatja az oldhatósági viszonyokat (pl. NiS, CoS α és β módosulat oldhatósága HCl-ban)

t meg szerinti elemz s9
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS
  • Jól szürhető (makrokristályos) csapadék nyerése

A relatív túltelítettség [(Q-S)/S] kis értéken tartása

ahol S: egyensúlyi oldhatóság

Q: az oldott anyag aktuális koncentrációja

S növelése: a hőmérséklet emelésével

Q csökkentése: a hígitás növelésével

a lecsapószer lassú adagolásával

jó keverés biztosításával

t meg szerinti elemz s10
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS
  • Megvalósítás módjai:

leválasztás extrém híg oldatokból

leválasztás extrém tömény oldatokból

leválasztás híg oldatból, melegen, csepegtetve adagolással, keverés közben

leválasztás homogén közegből

pl. CO(NH2)2 + H2O → 2 NH3 + CO2

CH3C(S)NH2 + H2O → H2S + CH3C(O)NH2

csapad k homog n lev laszt sa
CSAPADÉK HOMOGÉN LEVÁLASZTÁSA

Fe(OH)3 csapadék leválasztása NH3 oldattal és homogén módon karbamid oldatból

t meg szerinti elemz s12
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS
  • SZŰRÉS

szűrőközeg lehet: szűrőpapír (pórusméret, hamutartalom)

zsugorított üvegszemcse-réteg (pórusméret)

szürőközeg megválasztása a hőkezelés módjától függően

izzítás: papír, szárítás: üvegszűrő

szűrés gyorsítása: dekantálva, melegen szűrés

nyomáskülönbség alkalmazása

t meg szerinti elemz s13
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS
  • MOSÁS

A szennyező, idegen ionok eltávolítása a peptizáció (a csapadék kolloidális oldódásának) elkerülésével.

Ionkristályos csapadékot a csapadékkal telített elektrolit oldattal mosunk.

Az ionok a vízmolekulákat elvonják a csapadékszemcsék felületéről, csökkentve az oldott anyag-oldószer kölcsönhatást.

Pl. fémhidroxidot NH3-ás NH4Cl oldattal

szulfidot H2S-es vízzel

t meg szerinti elemz s14
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS
  • HŐKEZELÉS

Pontos szöchiometriai összetételű vegyületté való alakítás

Termogravimetriás görbék információtartalma

Hőkezelés:

    • Szárítás kb. 150-200 oC-ig
    • Izzítás e hőmérséklet fölött egészen 1000-1200 oC-ig

Súlyállandóság elérése

t meg szerinti elemz s15
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS
  • GYAKORLATI PÉLDÁK

d10 átmenetifémek szulfidok formájában, pl. Hg2+, Ag+, Bi3+, Cd2+,

átmenetifémek hidroxid formában, pl. Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+,

AgCl, BaSO4,

ammóniumfoszfátok, pl. Mg2+, Cd2+, Mn2+, Co2+, Zn2+,

t meg szerinti elemz s16
TÖMEG SZERINTI ELEMZÉS
  • GYAKORLATI PÉLDÁK
  • Szerves komplexképzők (a reakciók specifikussá tétele)
    • Ni2+: dimetilglioximmal
    • Átmeneti fémek (Al3+, Cu2+, Zn2+) 8-hidroxi-kinolinnal

NiII(dimetil-glioxamát)2 MII(oxinát)2

g zfejl d ssel j r reakci k
GÁZFEJLŐDÉSSEL JÁRÓ REAKCIÓK
  • Hlg-, CO32- meghatározás
  • 2Cl- + H2SO4 = 2HCl↑ + SO42-

A HCl gázt ismert mennyiségű NaOH oldatba desztilláljuk sav mérőoldattal és a felesleget visszamérjük.

  • CO32- + H2SO4 = H2O + CO2↑ + SO42-

A CO2-ot Ca(OH)2 vagy Ba(OH)2 oldatba desztilláljuk és rosszul oldódó CaCO3 vagy BaCO3 formában gravimetriásan mérjük.

g zfejl d ssel j r reakci k18
GÁZFEJLŐDÉSSEL JÁRÓ REAKCIÓK
  • SiO2 meghatározás
  • SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O

a minta tömegcsökkenéséből következtetünk a SiO2 tartalomra, mert a SiF4 hidrolízise nem teljes

  • SiF4 + 2H2O = SiO2 + [SiF6]2- 2H+ + 2F-

így a kiváló kovasav gravimetriás mérése révén nem tudunk a pontos SiO2 tartalomra következtetni.

Figyelembe kell venni, hogy a HF hatására más anyagok is eltávozhatnak a mintából.

g zfejl d ssel j r reakci k19
GÁZFEJLŐDÉSSEL JÁRÓ REAKCIÓK
  • Szerves anyagok fehérjetartalmának meghatározása

(Kjeldahl)

A -3 oxidációs állapotú N-vegyületek N-tartalma cc. Kénsavval főzve (NH4)2SO4-tá alakíthatók, szerves anyag tartalma pedig CO2-dá és vízzé oxidálódik. Majd

(NH4)2SO4 + 2OH- = 2NH3↑ + SO42- + 2H2O

Az NH3-t ismert mennyiségű HCl-ba desztilláljuk és a sósav felesleget lúg mérőoldattal visszamérjük.

A N-tartalom 6,25-tel szorozva a fehérjetartalmat adja meg.

Automata mérőberendezéseket fejlesztettek ki.

z naolvaszt s
ZÓNAOLVASZTÁS
  • Nyomnyi mennyiségű szennyezők dúsítása az analitikaí meghatározásukhoz (pl. félvezetőipar)
  • Az elemzendő fémrudat indukciós tekercsen tolják keresztül, ahol az indukciós hatás éri, ott felmelegszik és megolvad. Az olvadékban a szennyezők a diffúziós sebességüknek megfelelően mozognak. Az olvadékból lehűléskor előbb a szennyezők válnak ki. Ha az áttolás sebessége kisebb, mint a diffúzió sebessége, akkor a szennyező az előtolás irányába diffundál és feldúsul. Végül a rúd végén gyűlik össze az összes szennyező elem feldúsulva. Levágják és elemzik.
extrakci
EXTRAKCIÓ
  • Folyadék-szilárd extrakció
    • Pl. hatóanyag kinyerése szilárd halmazállapotú mintából szelektív/specifikus kioldással

RázótölcsérSoxhlet-extraktor Schulek-extraktor

a folyad k folyad k extrakci
A folyadék-folyadék extrakció

Vízben valamint vízzel nem elegyedő oldószerben az elválasztandó komponensnek nem azonos az oldékonysága

a komponens a két oldószer között megoszlik

megoszlási hányados

CA0 a komponens koncentrációja a szerves fázisban

CA a komponens koncentrációja a vizes fázisban

Pl. 8-hidroxi-kinolin esete

Megoszlási hányadosának értéke függ a pH-tól!!!

extrakci23
EXTRAKCIÓ
  • Folyadék-folyadék extrakció

Semleges fémkomplexe formájában sok fémion extrahálható át vizes fázisból apoláris szerves oldószerbe

Egyszerűsítések és elhanyagolások:

[MYn]v≈ 0 a komplex vízben gyakorlatilag nem oldódik

N darab Y koordinatíve telíti a komplexet

Az Mn+ fémion a vizes fázisban van csak jelen

extrakci24
EXTRAKCIÓ

A megoszlási hányados függ a vizes oldat pH-jától: minél stabilisabb az MYn komplex annál savasabb pH-n extrahálható át kvantitatívan a szerves fázisba.

szinergizmus antagonizmus
SZINERGIZMUS, ANTAGONIZMUS

Szinergizmus: két hatás eredője nagyobb, mint a hatások egyszerű összegződése

Jelentősége az extrakcióban:

A semleges telített koordinációs szférájú [MII(oxinát)2S2]

komplex jobban oldódik a szerves oldószerben, mint az

MII(oxinát)2(H2O)2 telítetlen koordinációs szférájú komplex.

Antagonizmus ennek az ellentéte.

a folyad k folyad k extrakci26
A folyadék-folyadék extrakció

a gramm anyagot v1 cm3 vízből v2 cm3 szerves oldószerrel extrahálva, a vízben viszamaradó x gramm anyag tömege

;

Minél nagyobb D és v2 ill. minél kisebb v1,

annál hatékonyabb az extrakció

Ha a műveletet n-szer megismételjük

a kinyerést javíthatjuk.

az old szer extrakci alkalmaz sai
Az oldószer extrakció alkalmazásai

Fémionok elválasztása komplexképzők segítségével,

a semleges (töltés nélküli) komplex a szerves fázisban feldúsítható

Extrahálószerek: 8-hidroxi-kinolin, acetilaceton, difenil-

tiokarbazon, dimetilditiokarbamát,teonil-

trifluor-aceton (TTA), dibutilfoszforsav

Oldószerek: CHCl3, CCl4, benzol, toluol

Technika: szakaszosan, “kirázás” elválasztótölcsérben