Metody chemiczne w analizie biogeochemicznej środowiska. (Materiał pomocniczy do zajęć laboratoryjnych)

Transkrypt

1 Metody chemiczne w analizie biogeochemicznej środowiska. (Materiał pomocniczy do zajęć laboratoryjnych) Metody instrumentalne podział ze względu na uzyskane informację. 1. Analiza struktury; XRD (dyfrakcja promieni rentgenowskich) Spektrometria Ramana, Spektrofotometria w podczerwieni, Dyfrakcja elektronów (TEM), 2. Analiza składu (jakościowa); Związki organiczne o FTIR o Spektrometria Ramana o Spektrometria mas: GC/MS (analiza gazów) LC/MS (analiza cieczy) SIMS (analiza ciał stałych) MALDI (izotopy równieŝ) Związki nieorganiczne i pierwiastki Metody z detekcją wtórnego promieniowani rentgenowskiego o EPMA o PIXE o SRIXE Spektrometria mas jonów wtórnych SIMS (dodatkowo izotopy). ICP-MS (dodatkowo izotopy). FTIR Spektrometria Ramana 3. Analiza zawartości (ilościowa) UV-Vis (związki organiczne i nieorganiczne; FTIR (gazy ciecze i nierozpuszczalne ciała stałe, związki organiczne) ICP OES AAS AES GC/MS LC/MS Korzystając z wykazu oraz tabeli. 1. Wymienić techniki analityczne, w których sygnał jest uzyskiwany z emisji promieniowania elektromagnetycznego pochodzącego z oznaczanego składnika próbki.. 2. Wymienić techniki, w których analit jest z próbki wybijany za pomocą wiązki jonów. 3. Wymienić techniki, w których próbka jest bombardowana naładowanymi cząsteczkami elementarnymi. Podać, jakimi.. 4. Podać techniki gdzie zastosowano więcej niŝ jedna metodę fizykochemiczną w oznaczeniu.

2 5. Podać techniki bazujące na detekcji zabsorbowanego promieniowania elektromagnetycznego. 6. Podać techniki, w których uzyskano widma analizując rozproszenie wiązki elektromagnetycznej.. 7. Podać metody, w których moŝliwa jest detekcja i rozróŝnienie róŝnych izotopów występujących w próbkach. 8. Wymienić metodę, dzięki której moŝliwe jest ilościowe oznaczenie izotopów w próbce Wymienić metody najbardziej uniwersalne Podać metody bazujące na widmie atomowym Podać metody bazujące na widmie fluorescencyjnym. 12. Wymienić metody pozwalające na wcześniejsze rozdzielenie analizowanych składników próbki Podać metody analityczne, w których do detektora docierają jony Podać metodę, gdy do ekscytacji stosuje się ten sam rodzaj wiązki, jaka wzbudza lub wyrzuca się z próbki Podać metody bazujące na całkowicie innym zjawisku niŝ absorpcja i emisja fal.elektromagnetycznych Podać metodę gdzie do ekscytacji próbki stosuje się laser Podać metody gdzie zastosowano chromatografie na wcześniejszym etapie analiz do rozdzielania składników analitu Wymień metody za pomocą, których moŝliwa jest analiza próbek gazowych Podaj metody, w których moŝliwa jest analiza próbek stałych. Podaj jaka. Ilościowa czy jakościowa Wymień metody, w których moŝliwa jest detekcja białek lub składników białek.(aminokwasów)...

3 Tabela 1. Podział spektroskopii w zaleŝności od zakresu długości fali o częstotliwości drgań promieniowania elektromagnetycznego.

4 Cykle pierwiastków w przyrodzie. Cykl siarki Rys. 2. Biocykliczny obieg azotu

5 Obieg fosforu Fosfor stanowi waŝny element struktury związków organicznych Obieg fosforu w przyrodzie jest związany z dwoma biogeochemicznymi cyklami przebiegającymi głównie w zbiornikach wód morskich i oceanicznych oraz na lądzie w glebie. Fosfor znajdujący się w glebie jest przyswajany przez bakterie fosforowe, przetwarzające związki organiczne fosforu i w ten sposób udostępniany roślinom i zwierzętom. Z kolei głównym źródłem tych związków są rozkładające się tkanki roślinne i zwierzęce oraz dostające się do gleby produkty wydalania. Analogiczną rolę do tej, którą w obiegu glebowym spełniają bakterie, w obiegu wodnym spełnia plankton, znajdujący się w łańcuchu pokarmowym ryb i innych organizmów wodnych. Około 1% fosforu z obiegu wodnego dostaje się do obiegu glebowego wraz z rybami odławianymi przez człowieka i ptactwo wodne. Tu niebagatelną rolę spełnia guano ptactwa wodnego. Produkty rozpadu organizmów morskich opadają na dno zbiornika, wypadając w ten sposób w znacznej masie z obiegu. Produkty procesu osadzania, mającego juŝ miejsce od kilkuset milionów lat (osady fosforytów występują w warstwach paleozoiku oraz w bardziej nam współczesnych skałach osadowych z okresu kredy i trzeciorzędu), były równieŝ wykorzystywane przez człowieka jako naturalne nawozy fosforowe. Obecnie słuŝą głównie do uzyskiwania kwasu fosforowego jako surowca do produkcji fosforowych nawozów sztucznych. Te z kolei uzupełniają straty fosforu w glebie powodowane uprawami - co moŝna uznać za świadomą ingerencję człowieka w celu uzupełnienia łańcucha pokarmowego w cyklu glebowym. Obserwując cykle fosforu, siarki i azotu w biosferze podaj moŝliwe związki organiczne i nieorganiczne, które zawierają wymienione pierwiastki oraz podaj, które są składnikami organizmów Ŝywych. Azot Fosfor Siarka Dla kaŝdego z podanych związków zaproponuj metodę analizy ilościowej i jakościowej..

6 Zagadnienia na zajęcia nr 3; Analiza związków organicznych i nieorganicznych z zastosowaniem Spektrometrii w podczerwieni (FTIR) oraz spektrometrii Ramana. 1. Podstawy teoretyczne efektu Ramana oraz powstawania widm w podczerwieni (podobieństwa i róŝnice). 2. Pasma charakterystyczne występowania drgań i interpretacja widm w podczerwieni oraz Ramana.