Metody przygotowywania próbek do celów analitycznych. Chemia analityczna

Transkrypt

1 START

2 Metody przygotowywania próbek do celów analitycznych 1 Chemia analityczna

3 Dr inż. Jerzy Górecki Katedra Chemii Węgla i Nauk o Środowisku WEiP D -11 p. 202 gorecki@agh.edu.pl Specjacja rtęci

4 INFORMACJE Witamy w normalnej rzeczywistości analitycznej :) 1. Podział na grupy 10 (5) osobowe (zajęcia s. 213, 214, 215) 2. Zaliczenie ćwiczeń na podstawie obecności i zeszytów analitycznych 3. Wymagane fartuchy (z rękawami) 4. Dopuszczalna 1 nieobecność nieusprawiedliwiona 5. Egzamin w formie testu

5 Błąd Błąd Błąd Błąd Błąd Błąd

6 Alfabet chemii analitycznej

7 Podstawowe pojęcia chemii analitycznej Matryca Wszystkie składniki próbki poza analitem Analit Składnik, który jest oznaczany Ca 2+

8 Podstawowe pojęcia chemii analitycznej Oznaczenie Proces wyznaczania zawartości analitu Interferent Składnik próbki powodujący błąd w oznaczeniu analitu siarka S Analiza próbki w celu oznaczenia składnika c 1 c 0 c 3 C

9 Podstawowe pojęcia chemii analitycznej Analiza jakościowa Identyfikacja pierwiastków i zw. chemicznych Analiza ilościowa Określenie ilości składników w próbce GC-MS AAS

10 Podstawowe pojęcia chemii analitycznej Operacja jednostkowa - całokształt procesów fizycznych i fizykochemicznych zachodzących w wyodrębnionej części aparatury chemicznej, ciągu technologicznego. Przesiewanie Wirowanie Liofilizacja

11 - rodzaje próbek Próbka - to część materiału, który podlega bezpośrednio badaniu ze względu na daną cechę i ma podstawie którego orzeka się o kształtowaniu się wartości tej cechy w całym materiale. Masa próbki gleby mineralnej ok. 1.5 kg Masa próbki gleby organicznej ok. 0.5 kg

12 - rodzaje próbek Próbka do badań Próbka analityczna Próbka laboratoryjna - próbka przygotowana z próbki ogólnej, reprezentująca właściwości materiału, przeznaczona do analizy. Próbka ogólna - to cześć partii materiału złożona ze wszystkich próbek pierwotnych, pobranych z danej partii. PARTIA = 1 wagon Próbka pierwotna - to cześć partii materiału, pobrana jednorazowo z jednego miejsca

13 - rodzaje próbek - próbka wzorcowa (materiał rferencyjny) CRM The described procedures were tested with certified reference materials, e.g CRM DORM-2 (dogfish muscle, MeHg: 4.47 ± 0.32 mg kg-1) and CRM DOLT-4 (dogfish liver, MeHg 1.33 ± 0.12 mg kg-1). The determined MeHg concentration in both CRMs was 4.38 ± 0.12 mg kg-1 (n = 4) and 1.37 ± 0.03 mg kg-1 (n = 4), respectively. Both certified materials were analyzed in different days. Total Hg was also tested with CRM DORM-2 (certified total Hg concentration was 4.64 ± 0.26 mg kg-1), with a total Hg recovery nearly 99 %. - próbka rozjemcza Próbka mająca na celu ustalenie zawartości składnika, których oznaczenia wykonywane przez różne laboratoria nie są zgodne

14 Wielkość próbki (klasyfikcja analiz) makro semimikro mikro ultramikro g 0.001g 0.01g

15 Podstawowe pojęcia chemii analitycznej Specjacja chemiczna występowanie w badanym obiekcie tego samego pierwiastka chemicznego w różnych postaciach, różniących się własnościami fizykochemicznymi i działaniem fizjologicznym Cr(III) metabolizm tłuszczów w organizmie Cr(VI) silnie toksyczny i rakotwórczy Hg 0 przyswajalność w układzie pokarmowym 1% MeHg + przyswajalność w układzie pokarmowym 100%

16 Podstawowe pojęcia chemii analitycznej Precyzję metody charakteryzuje rozrzut wyników (przy wielokrotnym oznaczaniu danego składnika ta samą metodą). Powtarzalność- precyzja metody w przypadku jednego wykonawcy pomiaru, pracującego w danym laboratorium i uzyskującego kolejne wyniki, pod czas badania w krótkich odstępach czasu. Odtwarzalność- precyzja metody, będąca miarą zgodności wyników otrzymanych pod czas badania tego samego produktu (próbki), ta samą metodą, ale wykonywanych przez różnych wykonawców, w różnych laboratoriach lub w tym samym laboratorium w różnym czasie.

17 Podstawowe pojęcia chemii analitycznej Czułość - stosunek przyrostu natężenia sygnału analitycznego do odpowiedniego przyrostu stężenia lub zawartości danego składnika S m1 m2 C

18 Podstawowe pojęcia chemii analitycznej Granica wykrywalności - (a. jakościowa) - najniższe stężenie lub ilość wykrywanego składnika w próbce, przy których można go wykryć dana metodą. LOD 3 x poziom szumów 2-6 x LOD Granica oznaczalności (a. ilościowa) - najniższe stężenie lub ilość oznaczanego składnika w próbce, którą można oznaczyć dana metodą. LOQ

19 Tematyka wykładów 1. Znaczenie chemii analitycznej, rola narzędzi analitycznych, pojęcia podstawowe 2. Pobieranie próbek materiałów stałych, próbniki do poboru próbek stałych, strategie poboru próbek stałych, techniki zmniejszania próbki stałej, 3. Pobieranie próbek materiałów ciekłych, próbniki do poboru próbek ciekłych metody zabezpieczenia próbek ciekłych 4. Pobieranie próbek gazowych, pobieranie gazów odlotowych, 5. Przechowywanie i i transport próbek stałych, ciekłych i gazowych (materiały na pojemniki) 6. Typowe operacje etapu przygotowania próbek do analizy: filtracja, ważenie, dodanie wzorca wewnętrznego, rozcieńczanie, wzbogacanie, zmiana ph, ekstrakcja, wirowanie, odparowanie, derywatyzacja, suszenie, strącanie, homogenizacja, mineralizacja, mielenie, liofilizacja, ultrafiltracja. 7. Metody przygotowanie próbek dla wybranych technik analitycznych. 8. Metody obliczania stężenia analitu w próbce 9. Kontrola statystyczna procesu pobierania i przygotowania próbek 10. Problemy analizy śladów i analizy specjacyjnej (błędy) 11. Dokumentowanie etapu pobierania próbek, opis próbek 12. Materiały referencyjne, znormalizowane procedury poboru i przygotowania próbek do analiz

20 Zajmuje się badaniem materiałów w celu podjęcia decyzji Materiał Informacja DECYZJA krew stęż. O 2 CO sposób leczenia spaliny stęż. NO CO dopuszczenie do ruchu baton cukry, tłuszcze skład diety dziennej stal C kontrola procesu

21 Metoda analityczna (ilościowa) + Pomiar Masy/objętości próbki Pomiar wielkości proporcjonalnej do zawartości analitu Metody elektrochemiczne prąd lub potencjał Metody spektralne emitowane lub pochłaniane promieniowanie

22 Metoda analityczna S C Spektrofotometr UV-VIS

23 Etapy metody analitycznej Wybór metody analitycznej Pobranie + zabezpieczenie próbki Przygotowanie próbki do analizy Usunięcie interferencji Wykonanie pomiaru Obliczenie wyniku Ocena wiarygodności

24 Metoda analityczna (ilościowa) Wybór metody analitycznej - poziom stężeń analitu - wymagana wiarygodność - możliwości ekonomiczne (aparatura) - czas - złożoność matrycy - ilość próbek

25 Metoda analityczna (ilościowa) Pobranie + zabezpieczenie próbki - reprezentatywność (błędy próbkowania) Wydzielanie niewielkiej ilość materiału w taki sposób, aby odzwierciedlał on skład całego analizowanego materiału. o o o o o o o o o o o o

26 Metoda analityczna (ilościowa) Pobranie + zabezpieczenie próbki - rodzaj próbki (stała, ciekła, gazowa) - homogeniczność - ilość materiału do oceny - czas i sposób przechowywania (materiały) - metody zabezpieczenia próbki przed: -- kontaminacją -- utratą analitu

27 Przygotowanie próbki do analizy Techniki operacyjne w laboratorium Filtracja Ważenie Dodatek w zorca w ew nętrznego Rozcieńczanie Wzbogacanie Zmiana ph Ekstrakcja ciecz-ciecz Odparow anie Wirow anie Deryw atyzacja Wzbogacanie sorbenty Chromatografia kolumnow a Dodanie odczynnika Suszenie Strącanie Ekstrakcja Soxlet Mieszanie Ogrzew anie Homogenizacja Ultraw irow anie Mineralizacja Mielenie Liofilizacja

28 Analiza bez wstępnego przygotowania próbki Pomiar rtęci całkowitej automatycznym analizatorem rtęci

29 Metoda analityczna (ilościowa) Usunięcie interferencji Oddzielenie analitu od interferentów przed ostatecznym pomiarem Przykłady: - strącanie - derywatyzacja -- metody chromatograficzne

30 Metoda analityczna (ilościowa) Usunięcie interferencji

31 Metoda analityczna (ilościowa) Wykonanie pomiaru Metody będą omawiane na Nowoczesnych Technikach Analitycznych Obliczenie wyniku Kalibracja urządzenie, metoda dodatku wzorca, prostej kalibracyjnej wzorca wewnętrznego, Ocena wiarygodności Statystyczne opracowanie wyników pomiarów

32 Oznaczanie MeHg w mózgach orłów.

33 Błędy metody analitycznej Obiekt Pobranie próbki niereprezentatywnej Nieprawidłowe przechowywanie Pomiar interferencje Nieprawidłowe przygotowanie

34 Dziękuję za uwagę