Analüütiline keemia - eksam

Kvantitatiivne analüüs

määratakse kindlaks, kui palju on analüüti; koostisosa kogus uuritavas proovis

Kvantitatiivse analüüsi etapid

1) meetodi valimine

2) esindusliku proovi võtmine

3) proovi ettevalmistamine

4) analüüdi omaduse mõõtmine

5) tulemuste arvutamine

6) tulemuse usaldusväärsuse hindamine

Kvalitatiivne analüüs

määratakse kindlaks, mis on analüüt. Protsess, kus identifitseeritakse uuritava proovi koostisosad.

Kvantitatiivse analüüsi meetodid

1) mahulised meetodid - ruumala (tiitrimine)

2) gravimeetrilised meetodid - mass (kaalanalüüs)

3) instrumentaalsed meetodid - kasutatakse seadmed (spektroskoopia, kromatograafia)

Süstemaatiline viga

on sama meetodit kasutades korratav

• Kalibreerimata bürett annab süstemaatilise vea

Juhuslik viga

on kontrollimatu

• Subjektiivne näidu lugemine tekitab juhusliku vea

Süstemaatilise vea kindlakstegemise võimalused

• Standard referents materjalid

• Tühiproovide mõõtmine (blanks)

• Standardiga rikastatud proovide mõõtmine

• Kasutada teisi meetodeid

• „Round Robin Test“ (erinevad inimesed ja laborid mõõdavad ühte ja sama proovi)

Mõõtemääramatus

mõõtetulemuse hajumist iseloomustav suurus, enamasti väljendatud standardhälbe kaudu

keskväärtus

standardhälve

Lahustuvuskorrutis K_sp

K_w

K_a

K_b

Polüprotoonsed happed ja alused

K_a1 ja K_a2 // K_b1 ja K_b2

Konjugeeritud happe K_a ja aluse K_b suhe vesilahuses

Ioontugevus

Üldine tasakaalukonstandi võrrand

aktiivsustegur

pH: tugev hape või alus - kontsentratsioon on kõrge

arvestatakse ainult lisatud H+ või OH- ioone

pH: tugev hape või alus - kontsentratsioon on madal

pH on 7,00 nagu puhtal veel

pH: tugev hape või alus - kontsentratsioon on vahepealne

vee ioniseerumisest tekkivate ioonide kontsentratsioon on samas suurusjärgus lisatud happe või aluse kontsentratsiooniga ja tuleb kasutada süstemaatilist lähenemist tasakaalule

nõrgad happed ja alused

ei dissotsieeru täielikult

Nõrga elektrolüüdi dissotsatsioonimäär … kontsentratsiooni tõustes ja … lahjendamisel.

väheneb; suureneb

Tiitrimiskõver - nõrk hape ja tugev alus

Tiitrimiskõver - tugev hape ja nõrk alus

Puhvri koostis

nõrk hape ja tema konjugeeritud alus (mõlemaid samas suurusjärgus)

Henderson-Hasselbalch’i võrrand happele

Henderson-Hasselbalch’i võrrand alusele

Puhverlahuse põhimõte

Puhverlahuse pH ei muutu happe või aluse lisamisel ega lahjendamisel.

Puhvri mahtuvus

C_a/C_b

tugeva happe/tugeva aluse moolide arv liitris, mis on vajalik pH muutmiseks 1 ühiku võrra

Puhvri kontsentratsiooni tõstes … puhvri mahtuvus.

suureneb

Tiitrimiskõver - tugev hape ja tugev alus

Happe-aluse indikaator

ise hape või alus, mille erinevad protoneeritud vormid on erinevat värvi

Kelaat-ligand

ligand, mis seostub metalliga rohkem kui ühe aatomi kaudu

EDTA molekul

EDTA happe-alus omadused

EDTA kompleksid

K_f

püsivuskonstant

K_f’

tinglik püsivuskonstant

EDTA dissotsatsioonimäär - valem

dissotsiatsioonimäär - definitsioon

A^- kujul eksisteerivate osakeste murdosa kõigist võimalikest happe vormidest

Kompleksomeetriline tiitrimine

Oksüdeerija

võtab teiselt ühendilt eletrone ja selle protsessi käigus ise redutseerub

Redutseerija

annab teisele ühendile elektrone ja selle protsessi käigus oksüdeerub

redokspaar

poolreaktsioonis osalevad redutseerija ja oksüdeerija

Standardpotentsiaal

Standard vesinikelektroodi poolreaktsioon, mille potentsiaal on kokkuleppeliselt 0.

E₊

potentsiomeetri positiivse otsa külge kinnitatud elektroodi potentsiaal

E_-

potentsiomeetri negatiivse otsa külge kinnitatud elektroodi potentsiaal

Võrdluselektrood

elektrood, mille potentsiaal ei sõltu uuritavas lahuses olevate ioonide kontsentratsioonist. Põhiliselt kasutatakse võrdluselektroodidena hõbe/hõbekloriid elektroodi (Ag/AgCl) ning kalomelektroodi (SCE).

redoksindikaator

ühend, mis muudab värvi, kui ta läheb oma oksüdeerunud vormist üle redutseerunud vormi

indikaatorelektrood

on alati analüüsitavas lahuses, tema potentsiaal on E_i, mis sõltub analüüsitava aine aktiivsusest

Alikvoot

kindla suurusega osa koguainest

• praktikumis võtsime oma pipeti mahu suuruse proovi kogu kontroll-lahusest, millega töötasime edasi

Analüüt

ühend, mida mõõdetakse või detekteeritakse

• permangonomeetrias leidsime kontrolllahuses olevate kaltsiumioonide kontsentratsiooni

Dekanteerima

vedela faasi ära kallamine tahke faasi pealt

Ekvivalentpunkt

hetk tiitrimisel, kui titrandi kogus on täpselt piisav stöhhiomeetriliseks reaktsiooniks analüüdiga

Elektrolüüt

Aine, mis dissotsieerub lahustumisel ioonideks

• HCl - H+ ja Cl-

Gramm-ekvivalent, g-ekv

ühe ekvivalendi mass grammides

Gravimeetriline tiitrimine

tiitrimine, kus titrandi massi mõõdetakse mahu asemel. Titrandi kontsentratsiooni väljendatakse mooli reagenti/ kg titrandi lahuses

Heterogeenne

ebaühtlase koostisega (nt. supp)

Homogeenne

ühtlase koostisega

Indikaator

keemiline ühend, mille füüsikalised omadused (harilikult värv) muutub olulisel määral ekvivalentpunkti lähedal

• kompleksonomeetrias kasutasime eriokroommusta

Interferents

protsess, kus ühe aine juuresolek proovis muudab teise aine analüüsi tulemust

Kaalanalüüs

iga analüütiline meetod, mis sõltub aine massi (nt sademe) määramisest.

Kalibreerimine

protsess, mis seob tegeliku aine koguse (nt, mass, maht, voolutugevus, jne.) kogusega mõõteriista skaalal

• pipieti kalibreerimine esimesel praktikumis

Kalibreerimisgraafik

graafik, mis seob analüüdi mingi omaduse väärtuse tema kontsentratsiooniga. Kui mõõta sama omadust tundmatu kontsentratsiooniga proovist, saab analüüdi kontsentratsiooni määrata graafikult

Kontsentratsioon

aine koguse esitamine mahu või massi ühiku kohta (nt. molaarsus mol/L või molaalsus mol/kg, normaalsus g-ekv/L solvendi kohta)

Lõpp-punkt

hetk tiitrimisel, kui toimub äkiline füüsikalise omaduse muutus (nt indikaatori värvimuutus, pH , takistuse või neeldumise muutus). Kasutatakse ekvivalentpunkti määramiseks.

Mahtanalüüs

meetod, kus mõõdetakse aine mahtu, mis on vajalik analüüdiga reageerimiseks

Maskeering

protsess, kus lisatakse keemilist ainet (maskeerimisagenti) proovile, et takistada segavate (interfereeruvate) ühendite mõju analüüdi määramisel keemilise analüüsi käigus.

Mool, mol

SI ühik aine koguse kohta, mis sisaldab sama palju molekule kui on aatomeid 12g 12C, s.t. ligikaudu 6.022 x 1023 molekuli on moolis

Normaalsus, N

kontsentratsiooni ühik, aine gramm-ekvivalentide arv liitris lahuses (1N HCl = 1M HCl; 2N H2SO4 = 1M H2SO4; normaalsus = valents × molaarsus)

Otsetiitrimine

Tiitrimine, kus analüüdile lisatakse titranti ja mõõdetakse reaktsiooni toimumiseks vajalik titrandi kogus

Primaarne standard

reagent, mis on piisavalt puhas ja stabiilne, et seda saaks kasutada otse peale kaalumist, kogu kaalutis loetakse reagendi massiks

Proovi ettevalmistus

proovi viimine olekusse, mis on analüüsitav

Reaktant

aine, mis reageerib ära keemilises reaktsioonis

solvent

lahusti, lahuse peamine koostisosa

standardiseerimine

reagendi kontsentratsiooni määramine reaktsiooniks kulunud teise reagendi koguse mõõtmise kaudu

standardlahus

lahus, mille koostis on kindlalt teada, sest

• ta on valmistatud reagendist, mille puhtus on teada või

• ta koostis on määratud kontrollitud koguse standardreagendi reaktsiooni abil.

stöhhiomeetria

reaktsioonil osalevate ainete suhted

supernatant

vedelik, mis jääb tahke aine kohale peale sadestamist

tagasitiitrimine

tiitrimine, kus analüüdile lisatakse esimest standardreagenti liiaga ja siis määratakse esimese reagendi liig teise standardreagendiga tiitrides

tiitrimine

meetod, mille käigus lisatakse ettevaatlikult ühte ainet (titranti) teisele (analüüdile) kuni nendevaheline reaktsioon on täielikult toimunud. Kulunud titrandi koguse järgi saadakse teada analüüdi kogus.

tiitrimisviga

erinevus täheldatud lõpp-punkti ja tegeliku ekvivalentpunkti vahel tiitrimisel

titant

aine, mida lisatakse tiitrimisel analüüdile

tühitiitrimine

Tiitritakse titrandiga lahust, milles puudub ainult analüüt (ülejäänud koostisosad samad, mis uuritavas lahuses). Tühitiitrimisega saadud maht lahutatakse analüüdi tiitrimiseks kulunud titrandi mahust.

Absoluutne määramatus

Mõõtmisega seotud määramatuse väljendusviis absoluutühikutes. Absoluutne viga võib olla ka „tõelise“ väärtuse ja mõõdetud väärtuse vahe. Ebakindlus mõõtmistulemuse kohta.

dispersioon

standardhälbe ruut

Gaussi jaotus

Teoreetiline kellukese kujuline mõõteväärtuste jaotus juhul, kui kõik vead on juhuslikud. Kõvera keskpaik on keskväärtus, ja laiust iseloomustab standardhälve. Normaliseeritud Gaussi jaotuse (ehk normaaljaotuse) pindala on 1 ja see väljendatakse valemiga:

juhuslik viga

vätimatu vea tüüp, mis võib olla nii positiivne kui ka negatiine ja tekib füüsilise mõõtmise limiteerituse tõttu

Kalibratsioonikõver

Graafik, mis näitab mingi omaduse väärtuse sõltuvust analüüdi kontsentratsioonist. Kui mõõdetakse tundmatust proovist vastavat omadust, saab graafikult määrata tundmatu kontsentratsiooni.

Kordustäpsus

väljendab, kui lähedased on parallelkatsete tulemused

Sertifitseeritud referentsmaterjal

Sisaldab täpselt teada olevat kogust analüüti ja sellega testitakse analüütliste protseduuride täpsust. Sertifitseeritud võrdlusmaterjali ei saa tavalises laboris ise valmistada.

Spetsiifilisus ehk selektiivsus

Analüütilise meetodi sättimine selliseks, et analüüt eristuks teistest proovis sisalduvatest komponentidest.

standardhälve

Student’i t

Statistiline vahend usaldusvahemike väljendamiseks ja erinevate eksmerimentide tulemuste võrdlemiseks.

suhteline määramatus

väärtuse määramatus (e_x) jagatuna väärtuse endaga (x), tavaliselt väljendatuna protsentides (ex/x × 100%)

Süstemaatiline viga

Kindlapiiriline korratav viga, mis on tingitud protseduurist või mõõteseadmest.

Tundlikus

Võimekus reageerida usaldusväärselt ja mõõdetavalt analüüdi kontsentratsiooni muutustele.