====== Analitikai kémia (kvantitatív) ======
* Az előző féléves analitika folytatása, de ezúttal mennyiségi meghatározás történik.
* Az előadás anyaga nincs sehol se leírva, így érdemes bejárni, ráadásul a tanárnő tényleg azt kérdezi ami elhangzik, illetve a szigorlati tételekhez is jó vázlatot ad. Van egy repróban kapható előadásjegyzet, amelyben szinte minden benne van, ami kellhet kvantiból.
* A ZH-kban kvantitatív kérdéseken kívül kvalitatívak is szerepelnek (kb. 25% kvali).
* Szigorlaton 2 A tételt kell húzni, ezek kvantis tételek, valamint egy B tételt (kvali), ezen kívül van egy egyszerűbb számítási feladat. Általában a tanárnő vizsgáztat kvantiból, Szoboszlai tanár úr kvaliból. A tanárnő rengeteg időt ad gondolkozni, azonban semmit nem szokott segíteni. Sokszor arra kérdez rá, amit már leírt az ember a papírjára.
* Gyakorlaton első félévben, valamint második félév első felében titrimetriás meghatározások vannak, majd az utolsó néhány hétben egy műszeres blokk következik. Gyakori az egyéni ismeretlen, amelyeket 1%-os pontossággal kell meghatározni a jeles érdemjegyhez. Ha 4% a hiba, akkor elégtelen jár. Egy félévben maximum 3 elégtelen mérés lehet, de bármelyik mérést lehet egyszer pótolni, ebben az esetben a második mérés érdemjegye számít.
* Az évfolyam ZH nem lehet elégtelen, és a ZH-k átlagának legalább 2,00-nak kell lenniük. Ennek és a mérésjegyeknek az átlaga adja a gyakorlati jegyet.
^ A tárgy adatlapja ^^
^ kódja a Neptunon | GYASKAKKG1M |
^ típus | előadás és gyakorlat |
^ intézet | ELTE-TTK Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék |
^ intézet honlapja | [[http://webkvanti.chem.elte.hu/]] |
^ oktatási felelős | Csörgeiné Dr. Kurin Krisztina |
^ számonkérés típusa év közben | 2 ZH + 1 évfolyam ZH |
^ jegymegajánlás/tanulmányi verseny | tanulmányi versenyen helyezettek könyvutalványt kapnak (illetve a tavaszi félévben felmentést a vizsgán a számolás alól) |
^ félévek száma | 2 |
^ vizsga típusa | 1. félévben gyakorlati jegy, 2. félévben gyakjegy + szigorlat |
^ nehézség | átlagos nehézségű tárgy|
====== mérések ======
===== acidi-alkalimetria =====
==== kénsav meghatározása ====
* a kénsav vizes oldatban kétbázisú erős savként titrálható
* **NaOH mérőoldat**tal
* **metilvörös indikátor** jelenlétében
* az ekvivalenciapontban **hagymaszínűből sárgába vált** az oldat
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg fele**
==== ~ 0,1N sósav mérőoldat faktorozása ====
* analitikai pontossággal mért **KHCO3** segítségével határozzuk meg a mérőoldat pontos összetételét
* a meghatározandó **sósav mérőoldat**tal titrálunk
* HCO3- + H+ = CO2 + H2O
* a **metilvörös indikátor** kezdetben **sárga**
* **kezdődő piros** színnél a titrálást megszakítva az oldat CO2-tartalmát kiforraljuk
* a titrálást folytatva már nem elhzódó, hanem éles végpontot észlelünk
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg**gel egyezik meg
==== nátrium-hidroxid és -karbonát egymás melletti meghatározása ====
* **kétindikátoros (Warder-féle) módszer**
* az **első lépés**ben **fenolftalein indikátor** mellett **sósavval titráljuk a lúgot és a karbonátot együttesen** tartalmazó oldatot, a fenolftalein átcsapási pH-tartományát **NaCl** adagolásával az alacsonyabb, kedvezőbb irányba toljuk el
* először a hidroxidion semlegesítődik a savval:
* OH- + H+ = H2O
* a karbonátion pedig hidrogén-karbonáttá alakul:
* CO32- + H+ = HCO3-
* a **második titrálás** során **metilvörös indikátor** mellett a **sósav mérőoldat** a **hidrogén-karbonát tartalmat mér**i (a végpontban az oldatot kiforralva)
* HCO3- + H+ = H2CO3 (» H2O + CO2)
* az első titrálás során fogyott mérőoldat térfogatából levonjuk a második titrálásnál kapott fogyást, így kapjuk a hidroxiddal egyenértékű sav térfogatát, a második titrálásnál fogyott sav közvetlenül ekvivalens a karbonáttartalommal (a karbonátot egyértékű bázisként kezelve)
* így a NaOH és a Na2CO3 **egyenértéktömeg**e is **a molekulatömeg**gel egyezik meg
==== nátrium-tioszulfát indirekt meghatározása brómos oxidáció után ====
* a tioszulfát brómmal (brómos vízzel) hidrogénionok képződése közben szulfáttá oxidálható:
* S2O32- + 4 Br2 + 5 H2O = 2 SO42- + 8 Br- + 10 H+
* a felszabadult savat a **bróm kiforralás**át követően **metilvörös** jelenlétében **NaOH mérőoldat**tal megtitráljuk
* a bróm teljes kiforralásáról metilvörös becseppentésével győződhetünk meg
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg tizede**
==== bórax meghatározása ====
* a bórax (tetraborát anion) **sósav mérőoldat**tal **metilvörös indikátor** jelenlétében **kétértékű bázis**ként határozható meg
* a felszabaduló bórsav igen gyenge sav, így a meghatározást jelenléte nem zavarja
* B4O5(OH)42- + 2 H+ + 3 H2O = 4 H3BO3
* színváltás **sárgából vörösbe**
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg fele**
* ha az ismeretlen bórsavtartalmát kívánjuk meghatározni a bóraxtartalom mellett, akkor:
* metilvörös mellett megtitráljuk sósav mérőoldattal a bóraxtartalmat
* mannitot adunk hozzá » a bórsavból keletkező komplex egyértékű, közepes erősségű sav
* fenolftalein mellett NaOH-dal titráljuk
* színváltás sárgából vörösbe, majd sárgán keresztül narancsos színig
==== ecetsav meghatározása potenciometriás végpontjelzéssel ====
* vizes oldatban csak a 10-7-nél nagyobb disszociációállandójú savak határozhatók meg
* az **ecetsav** Kd=1,85 * 10-5, így **erős bázis mérőoldat**tal mérhető
* **a végpontot potenciometriásan jelezzük**
* a mérőelektród üvegelektród, a referenciaelektród kalomelelektród
* a titrálás során **mérjük a rendszer elektromotoros erejét**
* a mérőoldatfogyás függvényében ábrázoljuk az adatokat
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg**gel egyezik
==== betainium-klorid meghatározása konduktometriás végpontjelzéssel ====
* a betainium-klorid: {{:gytk:targyak:anal:betainium.png|}}
* vizes oldatban szinte tökéletesen disszociál, **sósavtartalma nátronlúggal közvetlenül titrálható**
* **konduktometriás végpontjelzés** esetén
* vezetőképességi elektródot (harangelektród) használunk
* első szakasz: a legnagyobb moláris vezetőképességű hidrogénionok koncentrációja, s ezzel együtt a mért vezetőképesség is csökken
* a mért **vezetőképesség az ekvivalenciapontban a legkisebb**
* az ekvivalenciapont után a hidroxidionok koncentrációjának növekedése miatt a vezetőképesség is újra nő
* a mért értékeket a fogyás függvényében ábrázoljuk
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg**gel egyezik
==== tejsav meghatározása ("szabad" savtartalom) ====
* a tömény tejsavoldatokban a tejsav monomer tejsav és laktiltejsav formájában van jelen
* NaOH-dal titrálva egyértékű savként reagál a monomer tejsav:
{{:gytk:targyak:anal:lact_mon.png|}}
* és a laktiltejsav is:
{{:gytk:targyak:anal:lactil.png|}}
* **NaOH mérőoldat**tal **fenolftalein** indikátor mellett **halvány rózsaszín**ig titrálunk
* a mérés a monomer és a laktiltejsav együttes mennyiségét, a **szabad savtartalmat méri**
* ha ehhez a megtitrált oldathoz ismert feleslegben nátronlúgot adunk, melegítés és várakozás után (elszappanosítás) a mérőoldat feleslegét sósavval mérhetjük vissza. a két titrálásban fogyott összes NaOH mennyisége az anyag összes savtartalmának felel meg
* az **egynértéktömeg a molekulatömeg**gel egyezik meg
==== lidokain nemvizes közegű meghatározása ====
* a lidokain {{:gytk:targyak:anal:lidocain.gif|}}
* bázisként vizes közegben nem, de jégecetes oldatban megmérhető
* a **mérőoldat jégecetes perklórsav**, a mintát is jégecetben kell föloldani
* **kristályibolya indikátor**t használunk, a **kékeszöld** szín eléréséig
* **egyenértéktömeg a molekulatömeg**gel egyezik meg
===== komplexometria, kelatometria =====
==== ólom(II)-ionok kelatometriás meghatározása ====
* ólomionokat pH≈10 és pH≈5 kémhatású oldatban egyaránt titrálhatunk
=== pH≈10 ===
* **ammónia/ammónium puffer**oldattal állítjuk be a kívánt kémhatást
* a __Pb(OH)2__ csapadék leválását **tartarátion**okkal akadályozzuk meg
* **eriokrómfekete-T** indikátort használunk, színváltás: **lilából élénk kék végleges színig**
* **EDTA mérőoldat**ot használunk
{{:gytk:targyak:anal:edta.jpg?200|}}
=== pH≈5 ===
* a **salétromsavas oldathoz urotropin**t adunk
* **metiltimolkék** indikátorral a színváltás **kékből állandó sárgába**
==== Ni(II)-ionok kelatometriás meghatározása ====
=== pH≈9-10 ===
* **ammóniá**val állítjuk be a pH-t
* az ammónia egyben **segédkomplexképző** is (annyit kell csöpögtetni, hogy a csapadék éppen föloldódjon)
* **murexid** indikátorral a színváltás **sárgából ibolyába**
* **EDTA mérőoldat**tal
==== Bi(III)-ionok kelatometriás meghatározása ====
* a bizmutionokat a BiY- komplex nagy stabilitása miatt pH≈0,8-2,5 értékek között titrálhatjuk
* kiküszöböltnek tekinthető a bizmutionok hidrolízise és lehetőség nyílik a bizmutionok mérésére kétértékű fémionok mellett
=== pH≈0,8-2,5 ===
* a kívánt kémhatást **cc. salétromsav**ban való oldással érjük el
* **metiltimolkék indikátor**t használunk
* **EDTA mérőoldat**tal **kékből állandó sárgáig** titrálunk
* túlsavanyítás esetén az oldat liláskék, ekkor ammóniával állíthatjuk be a helyes pH-tartományt
==== "burow"-oldat alumíniumion-tartalmának meghatározása ====
* az alumínium széles pH-tartományban stabilis komplexet képez EDTA-val, a komplex kialakulása lassú
* emiatt az Al3+ közvetlenül nem, de visszaméréses titrálással meghatározható:
* ismert feleslegű EDTA jelenlétében az oldatot forraljuk, majd a mérőoldat fölöslegét visszamérjük pH≈5-nél, cinkionos mérőoldattal
=== pH≈5 ===
* **kénsav**as oladthoz **EDTA mérőoldat** feleslegét adjuk és forraljuk
* **hexametilén-tetramint (urotropin)** adunk hozzá, továbbforraljuk
* a mérőoldatfölösleget **ZnSO4**-tal mérjük vissza
* **metiltimolkék indikátor**t alkalmazva a színváltás **sárgából kékig** (visszamérés miatt első színváltozásig)
* ha az alumíniumot valamilyen kétértékű ion mellett akarjuk szelektíven meghatározni, a visszamérés után fluoridot adva az oldathoz az alumíniummal egyenértékű EDTA szabadul föl
==== kalcium és magnéziumionok egymás melletti meghatározása ásványvízben ====
=== pH≈12 ===
* a kémhatást **NaOH**-dal állítjuk be
* a hidroxidionok maszkírozzák a magnéziumionokat
* a kalciumionok mérhetők **murexid indikátor** jelenlétében **EDTA mérőoldat**tal
* színváltás: **rózsaszín-ibolya**
=== pH≈9-10 ===
* a kémhatást a murexid **sósavas bontás**a után **ammóniá**val állítjuk be
* **EDTA**-val titrálható a magnézium ugyanabban az oldatban
* **eriokrómfekete-T** indikátorral a színváltás **ibolyából kékbe**
=== vagy ===
* a két iont együtt mérjük pH≈9-10-es értéknél eriokrómfeketeT mellett, majd egy másik oldatrészletből a kalciumionokat 12-es pH értéknél közvetlenül titráljuk murexid jelenlétében, ekkor a két titrálás különbsége adja a magnéziumion-tartalmat
==== higany és cinkionok meghatározása egymás mellett ====
=== pH≈5-6 ===
* **urotropin**nal állítjuk be a pH-t
* az **EDTA fölösleg**ét visszamérjük **ZnSO4** mérőoldattal **metiltimolkék** mellett **sárgából kékig** titráljuk
* **Hg(SCN)42-**-ot választunk le az oldatból KSCN segítségével, ekkor a higanyionokkal egyenértékű EDTA szabadul föl, amit újra visszamérünk ZnSO4-tal
==== réz- és cinkionok meghatározása egymás mellett ====
=== pH≈9-10 ===
* az oldatot annyi **cc. ammóniá**val lúgosítjuk, hogy a kezdetben leváló csapadék éppen föloldódjék
* a réz- és cinkionokat így amminkomplexszé alakítva együttesen mérhetők
* **murexid indikátor**t használva a színváltás **sárgából ibolyába**
=== pH≈5-6 ===
* egy másik oldatrészlethez **aszkorbinsav**at adunk
* az elegyhez **kálium-rodanid**ot öntünk » __CuSCN__ leválik, a cink titrálható
* **urotropin** hozzáadása után a csapadékos oldatot **metiltimolkék indikátor**t használva **EDTA**-val megtitráljuk
* a színváltás **kékből sárgába**
===== komplexometria nem kelatometriás módszere =====
==== cianidionok meghatározása Liebig-Denigès szerint ====
=== pH≈9 ===
* a cianidion ezüstionnal semleges, illetve gyengén lúgos közegben stabil, vízben jól oldódó diciano-argentát komplexet képez
* 2 CN- + Ag+ = Ag(CN)2-
* a végtermék két cianidiont tartalmaz, ezért **egyenértéktömege a moláris tömeg kétszerese**
* az ezüstionok fölöslegével a komplex csapadékot ad:
* Ag(CN)2- + Ag+ = 2 __AgCN__
* **ammóniás közeg**ben azonban a végpont jelzésére **jodidionok**at kell alkalmaznunk, mert az ezüst-jodid nem oldódik ammóniában és nem képes megbontani a komplexet, így csak a végpont után keletkezhet:
* Ag+ + I- = __AgI__ (sárga)
* **AgNO3** mérőoldattal titrálunk
* a végpontot az oldat **enyhén sárgás opálosodás**a jelzi
==== higany(II)-ionok meghatározása Volhard szerint ====
=== pH≈2 ===
* **salétromsav**val állítjuk be a pH-t
* a higany(I)-tartalmat a titrálás előtt kálium-permanganáttal oxidáljuk, az oxidálószert hidrogén-peroxiddal eltávolítjuk
* **KSCN mérőoldat**tal titrálunk, **vas(III)-nitrát**ot használunk indikátorként
* **halvány drappos rózsaszín** a végpontban az oldat színe
* Hg2+ + 2 SCN- = Hg(SCN)2
* a higany **egyenértéktömege a molekulatömeg fele**
===== gravimetria =====
==== csapadékleválasztás Winkler szerint ====
* a csapadék leválasztása
* **híg vizes oldatból**
* **állandó**, meghatározott **pH-n**
* **forralás közben**
* **cseppenként adagolt, nagy fölöslegben alkalmazott lecsapószerrel** történik
* az oldathoz **ammónium-klorid**ot adunk, ami **gátolja a szennyeződések** csapadékfelületre való **kötődését**
* a vattaszűrőt Winkler-féle kehelytölcsérben készítjük elő
* a vattaszűrő és a csapadék mosása:
* forró desztillált vízzel
* hideg desztilált vízzel
* etanollal, szívatás közben
* szárítószekrényben történő szárítás után lezárjuk a tartóedényt és tömegmérést végzünk
* a csapadék tömege az üres és a csapadékos vattaszűrő tömegének különbsége
=== szulfátionok meghatározása ===
* **pH=2**-es oldatból (**sósav**as savanyítás)
* forralás közben **bárium-klorid** cseppenként adagolt fölöslegével választjuk le
* Ba2+ + SO42- = __BaSO4__
* a csapadékot szárítószekrényben szárítjuk tömegállandóságig
* a reakcióelegyben ammónium-kloridot is oldunk
===== argentometria =====
* a pH nem lehet 8,5-nél magasabb, mert akkor Ag2O képződik
==== kloridionok meghatározása Mohr szerint ====
* **semleges közeg**ben
* **kálium-kromát indikátor** jelenlétében
* **ezüst-nitrát** mérőoldattal
* Ag+ + Cl- = __AgCl__
* 2 Ag+ + CrO42- = __Ag2CrO4__
* a Kso értékekből következik, hogy az ezüst-kromát leválása csak a kloridion-leválás ekvivalenciapontja után kezdődhet meg
* **ekvivalenciapont**: amikor a kálium-kromáttól sárga alapszínű oldatban a **fehér csapadék enyhén drappos** színűvé válik
==== bromidionok meghatározása adszorpciós indikátor jelenlétében ====
* az adszorpciós indikátor a titrálás elején adszorbeálódik az ezüstcsapadék felszínére, de a halogenidionokkal nem lép kölcsönhatásba. az egyenértékpont után a megnövekedett ezüstkoncentráció rosszul oldódó ezüstkomplexeket, s ezen keresztül színváltozást eredményez
* eozin indikátor használata esetén ecetsavval savanyítani kell az oldatot, a színváltás rózsaszínből ibolyásvörösbe
* fluoreszcein használata esetén zöldessárgából drappos rózsaszínűvé változik a csapadékos elegy
==== bromidionok meghatározása Volhard szerint ====
* a halogenidionokat ismert mennyiségű, **feleslegben alkalmazott AgNO3**-tal, csapadék alakjában leválasztjuk
* az ezüstionok fölöslegét lehűtött, **salétromsav**as oldatban **vas(III)-nitrát indikátor** jelenlétében **KSCN mérőoldat**tal titráljuk **maradandó halványsárgás rózsaszínig**
* kloridion meghatározása esetén a csapadékos oldatot KNO3-tal forraljuk a csapadék felületének csökkentése érdekében
====== második féléves mérések ======
{{:gytk:targyak:anal:analitika.png?800|}}
{{:gytk:targyak:anal:analitika_gyak.zip|}}
{{:gytk:targyak:labortematika_i._labor_2.felev.doc|}}
===== permanganometria =====
* a mérőoldat színes és egy cseppjének színe már megfelelően jelzi a végpontot
* **savas közeg**ben alkalmazzuk:
* MnO4- + 8 H+ + 5 e- = Mn2+ + 4 H2O
==== kálium-permanganát faktorozása ====
* a kálium-permanganát mérőoldatot analitikai pontossággal mért **nátrium-oxalát**tal faktorozzuk
* 2 MnO4- + 5 (COO)22- + 16 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
* kénsavas közeget kell biztosítani, mert csak így képződik Mn2+
* a kristályos anyagot desztillált vízben oldjuk, 2N **kénsav**val savanyítjuk és kb. **60°C-ra melegítjük**
* kristályos mangán-szulfátot adunk hozzá, mert a Mn2+ ionok katalizálják a reakciót
* kezdetben és a végpontnál cseppenként adagoljuk a permanganátot
* a végpontot az oldat egy csepp mérőoldat hozzáadására bekövetkező maradandó **rózsaszínes színváltozás**a jelzi.
* az **egyenértéktömeg** az egyenlet alapján **a molekulatömeg fele**
==== peroxidok meghatározása ====
* **kénsav**as közegben a hidrogén-peroxid a permanganátionokat redukálja
* 2 MnO4- + 5 H2O2 + 6 H+ = 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 O2
* az **egyenértéktömeg a moláris tömeg fele**
* így mérhető minden olyan peroxo-vegyület, amelyből savas közegben, gyors folyamatban hidrogén-peroxid képződik
* a végpontot a mérőoldat fölöslegének **halvány rózsaszín**e jelzi
==== Fe(III)-ionok meghatározása Zimmermann-Reinhardt szerint ====
* a vasat háromértékű formában tartalmazó, kloridion-tartalmú oldatok permanganometriás mérését teszi lehetővé
* titrálás előtt a vasat redukálni kell sósavas oldatban
* 2 FeCl4- + SnCl42- = 2 Fe2+ + SnCl62- + 6 Cl-
* kerülni kell a néhány cseppnél több ón(II)-reagens fölöslegét (forró oldatba cseppenként adagoljuk, a sárga szín eltűnése jelzi az elegendő mennyiséget)
* a redukálószer fölöslegét **HgCl2**-dal távolítjuk el
* ezt egyszerre adjuk hozzá, nagy feleslegben, a jól lehűtött oldathoz
* SnCl42- + 2 HgCl2 = SnCl62- + __Hg2Cl2__
* az oldat így kevés selyemfényű higany-I-klorid csapadékot tartalmaz
* a kloridionok zavaró hatását a **Zimmermann-Reinhardt** reagenssel küszöböljük ki
* a Mn(II) a kloridénál gyorsabb reakcióban Mn(III)-má oxidálódik és reakcióba lép a Fe(II)-vel
* a foszforsav a Fe(III)-mal színtelen komplexet alkot
* csökken a redoxpotenciál
* könnyebben észlelhető a végpont
* a végpontot az oldat maradandó **rózsaszínes színváltozás**a jelzi
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg**gel egyezik meg
* a módszer az összes vastartalmat méri
==== Bromidion meghatározása Winkler szerint ====
* 2 MnO4- + 10 Br- + 16 H+ = 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 Br2
* **4 N kénsav**as oldat >> növeli a permanganát redoxpotenciálját
* **forralás** közben végezzük a titrálást
* eltávozik az illékony bróm
* csökken a bróm/bromid rendszer redoxpotenciálja
* könnyebben észlelhető a végpont
* a mérőoldatot gólyaorrú bürettából adagoljuk
* a módszer előnye, hogy a kloridionok nem zavarják
* **0,1 N permanganát**tal titrálunk
* a végpontot az oldat 5-10 másodpercig állandósuló **rózsaszín színváltozás**a jelzi
* **egyenértéktömeg a moláris tömeg**gel egyenlő
===== kromatometria =====
* kálium-dikromát (K2CrO4) mérőoldatot használunk
* Cr2O72- + 14 H+ + 6 e- = 2 Cr3+ + 7 H2O
* előnye a permanganometriával szemben, hogy
* a mérőoldat stabilis
* nincs kloridionok által indukált reakció
* hátránya, hogy indikátor használata szükséges
* a kromatometriás titrálásokat
* **kénsavval savanyított oldatban** végezzük
* a végpontot **difenil-amin indikátorral** jelezzük
==== vas(II)-ionok meghatározása ====
* Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ = 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O
* a kloridionok jelenléte nem zavarja a reakciót
* az oldatot **kénsav**val kell savanyítani
* **difenil-amin** indikátort kell alkalmazni
* túl korán jelezné a végpontot, ezért a Fe2+/Fe3+ rendszer redoxpotenciálját lecsökkentjük a vas(III)-ionok foszforsavas komplexképzésével
* erőteljes keverés mellett, cseppenként kell titrálni, hogy a zöldesbarna átmeneti termék képződését elkerüljük
* a végpontot a halványzöld oldat határozott **ibolyáskék szín**e jelzi
* **egyenértéktömeg a moláris tömeg**gel egyenlő
===== cerimetria =====
* a cérium(IV)-ionok erős oxidálószerként képesek redukálódni:
* Ce4+ + e- = Ce3+
* csak **erősen savas közegben** léteznek
* a leggyakrabban alkalmazott indikátor a **ferroin**
==== aminofenazon meghatározása ====
* az aminofenazon négy elektron leadása közben oxidálható >> **egyenértéktömeg a moláris tömeg negyede**
{{:gytk:targyak:anal:aminofenazon.jpg?400|}}
* aminofenazont vízben oldunk, az oldatot **kénsav**val savanyítjuk
* 1 csepp **ferroin** indikátort használunk
* **végpont**ként azt a fogyást fogadjuk el, amelynél **az indikátor zöldeskék színe** pár percig megmarad
===== bromatometria =====
* **kálium-bromát mérőoldat**ot használunk
* a meghatározások alapja lehet közvetlen oxidációs, addíciós, valamint szubsztitúciós reakció
* ezen reakciók egy része olyan gyors, hogy közvetlen meghatározásokra is alkalmassá teszi a módszert
* a többi meghatározásnál általában jodometriás visszamérést alkalmazunk
* a bromatometriás meghatározások többségét **sósavas közeg**ben **kálium-bromid felesleg**ében végezzük
* az ekvivalenciapont jelzésére **p-etoxi-krizoidin indikátor**t használunk
* színváltás élénk **pirosból** halvány **sárgába**
==== arzén(III)- vagy antimon(III)-ionok bromatometriás meghatározása ====
* bromát, vagy bromidionok jelenlétében az abból képződő bróm pillanatszerűen oxidálja az arzén(III)- és antimon(III)-tartalmú oldatokat:
* BrO3- + 3 H2AsO3- = 3 HAsO42- + Br- + 3 H+
* Br2 + H2AsO3- + H2O = HAsO42- + 2 Br- + 3 H+
* BrO3- + 3 SbCl4- + 6 Cl- + 6 H+ = 3 SbCl6- + Br- + 3 H2O
* Br2 + SbCl4- + 2 Cl- = SbCl6- + 2 Br-
* **kálium-bromid** jelenlétében **sósav**val savanyított oldatban 50-60°C-ra **melegítve** titrálunk
* indikátor: **p-etoxi-krizoidin**
* színváltás: élénk **pirosból** halvány **sárgába**
* 0,1 N **kálium-bromát mérőoldat**ot használunk
* az **egyenértéktömeg a moláris tömeg fele** antimon esetén és a moláris tömeg **negyede** arzén esetén
* szerves arzén és antimonvegyületek meghatározásánál roncsolni kell azokat kénsav-peroxid eleggyel, majd redukálni kristályos hidrazínium-szulfáttal
==== aszkorbinsav bromatometriás meghatározása ====
* a reakció hideg oldatban is megfelelő sebességgel zajlik (melegítve az aszkorbinsav bomlik)
{{:gytk:targyak:anal:ascorbin.jpg?600|}}
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg fele**
* az aszkorbinsavas oldatba **kálium-bromid**ot szórunk és **sósav**val savanyítjuk
* **p-etoxi-krizoidin** jelenlétében titrálunk
* a mérőoldat 0,1 N **kálium-bromát**
==== fenazon (azofén) közvetlen bromatometriás meghatározása ====
* a fenazon 4-es helyzetű hidrogénje egy brómmolekulával pillanatszerűen szubsztituálódik
{{:gytk:targyak:anal:fenazon.jpg?400|}}
* azofént vízben oldunk és **sósav**at adunk hozzá
* az oldatban **kálium-bromid**ot oldunk
* **p-etoxi-krizoidin** indikátort adunk hozzá
* állandó keverés mellett lassan titrálunk
* a 0,1 N **kálium-bromát mérőoldat**ot addig adagoljuk, amíg a **piros szín sárgára** nem változik
* a túltitrálás elkerülése érdekében kellő KBr-fölöslegre van szükség
* **egyenértéktömeg a moláris tömeg fele**
===== Jodometria =====
==== ~0.01 N Na-tioszulfát mérőoldat faktorozása ====
* pontos beméréssel nem lehet készíteni, ezért 1.000 faktorú KIO3 vagy kálium-hidrogén-jodát mérőoldattal ellenőrizzük
* gyengén savanyú oldatban (pH<5) kellő sebességgel megy végbe
* az ismert mennyiségű **KIO3** vagy **KH(IO3)2 mérőoldat**ot vízzel hígítjuk, **sósav**val savanyítjuk
* az oldatba **kálium-jodid**ot szórunk
* IO3- + 5 I- + 6 H+ = 3 I2 + 3 H2O
* a kivált jódot titráljuk a faktorozandó **Na-tioszulfát**tal
* végpont előtt **keményítő indikátort** adunk hozzá
* a **kék szín eltűnéséig** titráljuk (1-2 perc elteltével visszakékül)
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg hatoda** jodát esetén és **Mt/12** hidrogén-bijodát esetén
==== Fenol meghatározása Koppeschaar szerint ====
* lépcsőzetes brómszubsztitúció, a hosszú reakcióidő miatt **visszaméréses titrálás**t alkalmazunk
* ismert bromát mérőoldat-felesleget kell alkalmaznunk és az el nem reagált brómot határozzuk meg jodometriásan
* a fenolt a **kálium-bromát**, a **kálium-bromid** és a **sósav** reakciójában szabaddá váló bróm feleslegével brómozzuk
* BrO3- + 5 Br- + 6 H+ = 3 Br2 + 3 H2O
{{:gytk:targyak:anal:fenol.jpg?400|}}
* a bróm fölöslegét jodometriásan visszamérjük:
* **kálium-jodid**ot adunk hozzá
* Br2 + 2 I- = 2 Br- + I2
* kivált jódot 0.01 N **Na-tioszulfát**tal titráljuk meg
* I2 + 2 S2O32- = 2 I- + S4O62-
* végpont közelében **keményítő indikátor**t adunk hozzá
* **Egyenértéktömeg:** Mt/6
* színváltozás: jódkeményítő **kék szín**ének **eltűnéséig**
==== acetilszalicilsav-tartalom meghatározása tablettákban ====
* az acetil-szalicilsav lúgos hidrolízise során acetát- és szalicilátionok képződnek
{{:gytk:targyak:anal:asai.jpg?600|}}
* átsavanyítás után a megfelelő savakká alakulnak
* a szalicilsav brómfelesleg hatására tribróm fenollá alakul
{{:gytk:targyak:anal:asaii.jpg?600|}}
* ugyanúgy mérhető, mint a fenol (Koppeschaar)
* a tabletta porított részletét 2M **NaOH** és víz elegyében oldjuk
* 10 perces forralás után hűtjük és törzsoldatot készítünk
* **kálium-bromát** fölöslegét és **kálium-bromid**ot adunk hozzá
* **sósav**val savanyítjuk és egy órát állni hagyjuk
* a bróm fölöslegét Koppeschaar szerint mérjük, 0,1 N **Na2S2O3 mérőoldat**tal (visszamérés)
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg hatoda**
==== Na-hipoklorit-tartalom meghatározása ====
* hipohalogenitek savas közegben KI feleslegével reagálva ekvivalens mennyiségű jódot választanak ki:
* ClO- + 2 H+ + 2 I- = Cl- + I2 + H2O
* a **gyenge savas közeg**ben a diszproporcionálódással képződő klorát csak lassan oxidálja a jódot:
* 3 ClO- = ClO3- + 2 Cl-
* vízben **kálium-jodid**ot oldunk és **sósav**val savanyítjuk, ebbe pipettázzuk a hipoklorit tartalmú oldat részletét
* 0,01 N **Na-tioszulfát** mérőoldattal titráljuk
* végpont közelében **keményítő indikátor**t adunk hozzá
* színváltozás: jód **kék szín**ének **eltűnése**
* **egyenértéktömeg: a molekulatömeg fele**
==== króm(III) (kromát- és dikromátionok) meghatározása ====
* króm(III)-ion lúgos oldatban hidrogén-peroxiddal forralva kvantitatívan kromáttá oxidálható:
* 2 Cr(OH)4- + 3 H2O2 + 2 OH- = 2 CrO42- + 8 H2O
* hidrogén-peroxid feleslegét elforraljuk (ezt az ezüstionok katalizálják)
* 2 H2O2 = O2 + 2 H2O
* a krómion így meghatározhatóvá válik
* kromátionok és a savanyításra belőlük képződő dikromátionok erősen savas közegben a jodidionokat jóddá oxidálják
* Cr2O72- + 6 I- + 14 H+ = 2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2O
* az erősen savas közeg miatt a levegő O2-jének zavaró hatását kell kiküszöbölni (jodid -> jód oxidáció)
* KHCO3-ot szórunk az oldathoz a kálium jodid hozzáadása előtt
* a fejlődő CO2 kiszorítja az oxigént a lombikból
* a mérés során a Cr(III)-ionokat tartalmazó oldat részletét vízzel kiegészítve **NaOH**-dal és **cc. H2O2**-dal elegyítjük
* kis lánggal forraljuk, **ezüst-nitrát**ot juttatunk az oldatba (peroxidbontás)
* szobahőmérsékletűre hűtjük és **kénsav**val savanyítjuk
* **kálium-hidrogén-karbonát**ot szórunk hozzá
* a pezsgés megszűnésekor hozzáadjuk a **kálium-jodid**ot
* a kivált jódot 0,01 N **Na-tioszulfát** mérőoldattal titráljuk
* a **keményítő** indikátort csak a végpont előtt adjuk hozzá
* a **végpont** a króm(III)ionoktól **halványzöld** oldat
* **egyenértéktömeg a molekulatömeg hatoda** dikromát esetén, króm(III) esetén **a molekulatömeg harmada**
==== KI meghatározása Winkler szerint (sokszorozó módszer) ====
* gyengén savanyú oldatban végezzük a titrálást
* **sósav**val savanyítunk
* pH=2-n kvantitatív a jód oxidációja
* a klór diszproporcionálódása el sem kezdődik
* **klóros víz** feleslegével jodáttá oxidáljuk a jodidot (annyi klóros vizet adagolunk, hogy a kivált jód elszíntelenítéséhez fölhasznált mennyiségnek még másfélszeresét vesszük)
* I- + 3 Cl2 + 3 H2O = IO3- + 6 Cl- + 6 H+
* a klórfelesleget kiforraljuk
* akkor forraltuk ki teljesen a klórt, ha a hozzácseppentett **metilnarancs** megtartja színét
* az oldatot forralás után lehűtjük és **kálium-jodidot** oldunk benne (redukálódik a jodát)
* IO3- + 5 I- + 6 H+ = 3 I2 + 3 H2O
* **foszforsav**val savanyítjuk és a kivált jódot **tioszulfát mérőoldat**tal titráljuk:
* 3 I2 + 6 S2O32- = 6 I- + 3 S4O62-
* **keményítő**t csepegtetünk bele a végpont előtt
* a **végpont**ban visszakapjuk **a metilnarancsos szín**t
* **egyenértéktömeg a moláris tömeg hatod része**
* klorid és bromid nem zavarja az eljárást (kiforralás miatt)
* az eljárás alkalmas jódozott konyhasó jódtartalmának meghatározására
==== Réz(II)ion jodometriás meghatározása ====
* 2 Cu2+ + 4 I- = 2 __CuI__ + I2
* réz(I)-jodid kis oldhatósága teszi lehetővé
* a réz(II)/réz(I) rendszer katalizálja jodid oxidációját
* ecetsavval savanyítunk, hogy csökkentsük a hatást
* a vizsgálandó oldat részletéhez vizet öntünk, **ecetsav**val savanyítjuk
* az elegyben **kálium-jodid**ot oldunk
* 20 perc elteltével a kivált jódot 0,01 N **Na-tioszulfát**tal titráljuk
* **keményítő indikátor** a végpont előtt
* **végpont**: legalább 1 percig színtelen - **fehér** - marad
* **egyenértéktömeg a molekulatömeg**gel egyezik meg
==== Mannit meghatározása (Malaprade reakció) ====
* polialkoholok esetén mindig 2 mol formaldehid képződik, a keletkező hangyasav mólszáma pedig a szekunder alkoholcsoportok számával egyezik
{{:gytk:targyak:anal:mannit.jpg?400|}}
* a Malaprade-reakció során fölöslegben maradt perjodátot nem határozhatjuk meg egyszerűen jodometriásan:
* IO4- + 7 I- + 8 H+ = 4 I2 + 4 H2O
* mivel az alkohol reakciója során képződő jodát is jódképzés közben reagálna
* ha pH>5 (NaHCO3-dal tompított oldatban pH~8) a jodát már nem képes oxidálni a jodidionokat, csak a perjodát reagál:
* IO4- + 2 I- + 2 H+ = I2 + IO3- + H2O
* a kivált jódot nátrium-arzenit mérőoldattal kell titrálnunk (ezen a pH-n a jód-tioszulfát reakció nem egyértelmű)
* I2 + AsO33- + H2O = 2 I- + AsO43- + 2 H+
* az **egyenértéktömeg a molekulatömeg tizede**
* a mérés során a törzsoldat gyengén **ecetsav**as részletét **perjódsavoldat**tal elegyítjük, hígítjuk
* **Na-hidrogén-karbonát**ot szórunk bele apró részletekben
* **kálium-jodid**ot szórunk az oldatba
* a kivált jódot 0,1 N **Na-arzenit**tel titráljuk **keményítő** jelenlétében
* a méréssel párhuzamosan üres mérést végzünk csak a kémszerekkel, a fogyást a két mérés különbségéből kapjuk
===== műszeres mérések =====
==== tojáshéj foszfortartalmának spektrofotometriás meghatározása ====
* a molibdátion a foszfáttal dodekamolibdáto-foszfát-ionok képződése közben reagál:
* H2PO4- + 12 HMoO4- + 10 H+ = PMo12O403- + 12 H2O
* a képződött komplex aszkorbinsavval szelektíven kék, molibdén(V)-öt tartalmazó termékké redukálható:
* PMo12O403- + n e- = PMonVMoVI12-nO40-3-n
* a kék anyag mennyisége **spektrofotometriás**an mérhető
* a tojások héját mossuk, szárítjuk, majd hamvasztjuk
* analitikai pontossággal bemért mennyiségét 1:2 hígítású sósavban oldjuk fel, ebből készítjük a törzsoldatot
* kalibráló oldatsorozatot készítünk, az előkészített oldatokhoz **kénsavat, ammónium-molibdátot és aszkorbinsavat adunk**
* a szín kifejlődése időreakció, állás után **mérjük az oldatok abszorbanciáját** adott hullámhosszon
* az **abszorbanciaértékek**et **a koncentráció függvényében ábrázolva** a koncentrációkat grafikusan határozhatjuk meg
==== Elixirium thymi compositum bromidtartalmának mérése potenciometriásan ====
* a készítmény sötétbarna színű, így az argentometria minden vizuális végpontjelzését lehetetlenné teszi
* bromidtartalma **potenciometriásan határozható meg**
* **NaOH**-dal semlegesítjük, **ecetsav-acetát puffer**ral állítjuk be a pH-t
* **ezüst mérőelektród**ot és kettős sóhidas **másodfajú** (Ag/AgCl/KCl/KNO3) **referenciaelektród**ot használunk
* **ezüst-nitrát mérőoldat**tal titrálunk
==== fogkrém fluorid-tartalmának meghatározása potenciometriásan ====
* a méréseket **fluoridion-szelektív elektród**dal végezzük, az érzékelő lantán-fluorid, amelynek vezetőképességét európium(III)-mal növelték
* a fluoridion aktivitását állandó értéken kell tartanunk, ezért **TISAB-oldat**ot használunk
* az ionerősséget és a pH-t is szabályozza
* nátrium-klorid, ecetsav, nátrium-acetát
* konstans ionerősséget biztosít
* ecetsav és az acetát
* pufferolja a pH-t
* nátrium-citrát
* komplexképzőként a fluorid mérését zavaró fémnyomokat (Fe(III)-ion) maszkírozza
* **referenciaelektród**ként **KCl-dal töltött Ag/AgCl** elektródot (KNO3 sóhíddal) használunk
* kalibrálósorozatot készítünk, ábrázoljuk az **EME értékek**et **a lg cF- függvényében**
* a meghatározandó koncentrációkat erről a grafikonról leolvasott értékek alapján számoljuk
==== foszforsav mérése NaOH-dal cola-ban, potenciometriás titrálás számítógépvezérléssel ====
* a számítógép megfelelő interface-ek segítségével az analitikai mérőműszerek irányítására és szabályozására is alkalmas
* az automata potenciometriás titráló berendezéshez **digitális pH-mérő**t és **automata bürettá**t használunk
* mérés közben **a bevitt térfogat függvényében rögzítjük az egyensúlyi potenciált, illetve a pH-t**
* a foszforsav háromértékű sav, a savi disszociációs állandók közötti megfelelő különbség lehetővé teszi, hogy több lépcsőben titráljuk NaOH-dal
* a pH-mérőt két pufferre kalibráljuk
* a cola-ból eltávolítjuk a CO2-ot, és belehelyezzük a **kombinált üvegelektród**ot
* nincs lehetőség a végpont előtti kiforralásra, ezért **karbonátmentes lúg mérőoldat**ot kell használni, ezt a légszívó csonk bemeneténél lévő Ba(OH)2-os mosóval érhetjük el
==== nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás analízis (HPLC) ====
* széleskörű alkalmazhatóságát számos előnyös tulajdonsága teszi lehetővé
* az **analízis szobahőmérsékleten** történik, így hőérzékeny vegyületek, biológiai minták is vizsgálhatók
* legfőbb hátránya magas költsége
* HPLC készülék fölépítése:
* **oldószer tároló edény » oldószer keverő » szűrő » pumpa » nyomás- és áramlásmérő » injektor » előtétkolonna » analitikai kolonna » detektor » adatrögzítő és -értékelő egység**
* valamennyi detektor a vizsgált rendszer valamely fizikai vagy kémiai paraméterével egyértelmű függvénykapcsolatban álló jelet ad
* ha több komponenst vizsgálunk, a detektornak alkalmasnak kell lennie valamennyi kimutatására
* leggyakrabban **UV-VIS fotometriás detektorok**at használnak, bár ezek alkalmazásának feltétele a kromofór csoport
* a leggyakrabban használt kolonnák **szilícium-dioxid szemcsék**et tartalmaznak, melyek mérete eltérő
* a poláris, kissé savas szemcsék felületét módosíthatják, ezzel apolárissá téve azokat
* elegyek komponenseinek elválasztásakor az tekinthető optimálisnak, ha **az egyes komponensek** teljes egészében **elkülönülnek**, a **vizsgálat a lehető legrövidebb ideig** tart, és **a csúcsok alakja** is **elfogadható**
* **k, kapacitási tényező** egyetlen csúcs jellemzésére használható
* k, = (tR - t0) / t0
* két csúcs elkülönülését a **csúcsfelbontás**sal jellemezhetjük
* RS = (tR2 - tR1) / (W1 + W2)
* ahol tR a retenciós idő és W a csúcs félértékszélessége
==== ionkromatográfia ====
* az ioncserekromatográfia és a HPLC kombinációja
* 2 ioncserélő oszlop (**szeparátor és szupresszor**)
* nagy **nyomás**
* **vezetőképességi detektálás**
* a szeparátor anion- (R-N+⋅⋅⋅HCO3-) vagy kationcserélő oszlop, a szupresszor az eluens vezetőképességének elnyomására szolgál (R-SO3-⋅⋅⋅H+)
* anionok sorrendje: F-, Cl-, Br-, NO3-, H2PO4-, SO42-
* a tengelyeken: μS/cm vs. min
* a szeparátor anioncserélő regenerálása NaHCO3 eluenssel
* a szupresszor kationcserélő regenerálása kénsavval, vízzel
==== félkvantitatív iontesztek ====
* szelektív és érzékeny színreakciók alapján gyors, félkvantitatív eredmény érhető el
* a reakcióidő max. 2 perc
* a reakciózónán jellegzetes színváltozás lép föl, amely a színskálákkal összehasonlítva lehetővé teszi a koncentráció meghatározását
==== többértékű gyenge savak mérése vörösborban konduktometriásan ====
* a borokban lévő savak gyenge savként titrálhatók lúg mérőoldattal
* a bor színét adó anyagok sav-bázis indikátorként működnek, azonban nem a titrálás végpontjában váltanak színt, ezért a vizuális végpontjelzést lehetetlenné teszik
* a gyenge savak erős bázissal titrálva nem határozhatók meg konduktometriásan, mert nem a hidrogénion-koncentráció csökkenése, hanem a keletkező ionok koncentrációjának növekedése okozza az oldat vezetőképességének változását
* ha nem erős, hanem gyenge bázist használunk mérőoldatként, az ekvivalenciapont után a vezetőképesség már nem változik
* **vezetőképességi elektród**ot (harangelektród) és **NH3 mérőoldat**ot használunk
==== atomabszorpciós spektroszkópia ====
* alapállapotú atomok képesek megfelelő hullámhosszúságú fény elnyelésére, ha az atomgőzt a jelenlévő elemek színképvonalához tartozó hullámhosszúságú fénnyel sugározzuk be, a vonal helyén éles abszorpció történik
* atomgőz létrehozására két módszer használatos:
* **lángtechnika**:
* a mintát a lángba porlasztjuk, a jel folyamatos, a kiértékelés a csúcsmagasság alapján történik
* jelentős mértékű a mintafelhasználás, de kicsi a mérések szórása, az atomok a fényútban rövid ideig tartózkodnak, ezért a kimutatási határ ppm tartományban van
* **grafitkemencés módszer**:
* a minta egy grafitból készült küvettából párolog el, a jel tranziens és a kiértékelés a csúcs alatti terület alapján történik
* a mintafelhasználás kicsi, a mérések közötti szórás nagyobb, a minta hosszabb időt tölt a fényútban, így ppb tartományban van a kimutatási határ
* az atomgőzön állandó intenzitású, monokromatikus fénysugarat bocsátunk át
* a nagy felbontású monokromátorokat, vagy **vájtkatód lámpá**kat használunk
* a vájtkatód lámpában az anód volfrám, a katód ameghatározandó fém, kis nyomású nemesgázzal van töltve
* feszültséget kapcsolva a lámpára a kisülés porlasztja a katódot, majd gerjeszti az elektronokat, amelyek relaxációjukkor a rájuk jellemző spektrumot sugározzák
* a vájtkatód lámpákhoz nem kell monokromátort használni
* a láng hőmérsékletét az éghető és égést tápláló gáz mennyiségének megválasztásával szabályozhatjuk
* a detektor régebben fotocella, ma általánosan fotoelektronsokszorozó
* a mérés:
* kikeressük a kalcium méréséhez szükséges **műszerparaméterek**et
* a meghatározáshoz **kalibráló oldatsorozat**ot készítünk
* a zavaró hatások kiküszöbölésével is foglalkoznunk kell
* ellenőrizzük, hogy a kalcium vonalán megfelelő intenzitás jut-e a detektorba
* begyújtjuk a **láng**ot
* injektáljuk a legmagasabb koncentrációjú standardot
* beállítjuk a **lámpá**t, a **lámpaáram**ot és kiválasztjuk a **megfelelő hullámhossz**t
* megvizsgáljuk, hogy a kiválasztott hullámhossz értéken kapjuk-e a legmagasabb transzmittanciát
* a lámpaáram egy bizonyos szintig javítja a jelet, utána azonban csak a lámpa élettartamát csökkenti
* beállítjuk a **résszélesség**et és a **láng pozíciój**át (magasság, forgatással az úthossz csökkentése)
* végül a **láng összetétel**ét és a **porlasztás sebesség**ét változtatjuk
* az **abszorbancia értékek**et ábrázoljuk **a koncentráció függvényében**, a kalibráló görbe segítségével értékeljük ki a mérést
* {{:gytk:targyak:anal:aas.pdf|spektroszkópia}}