anal chemie Flashcards

1
Q

Otázka 1: Jak se provádí důkaz Co2+ za přítomnosti Fe3+?

A

Odpověď: Thiokyanatanem amonným (NH4SCN): modré zbarvení značí Co2+, přítom Fe3+ eliminujeme NaF

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Otázka 2: Co je to titrační křivka? Nakreslete průběh v alkalimetrii.

A

Odpověď: Graf pH v závislosti na objemu titrantu. Alkalimetrie: titrace kyseliny roztokem zásady

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Otázka 3: Co je to titrační exponent a indikátorový exponent?

A

Odpověď: Titrační exponent: pH v bodě ekvivalence (pT). Indikátorový exponent: –log disociační konstanty indikátoru (pKH-ind).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Otázka 4: Co jsou acidobazické indikátory a které znáte

A

Odpověď: Slabé kyseliny/zásady, jejichž formy mají odlišné barvy. Např. fenolftalein, methyloranž, bromthymolová mo

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Otázka 5: Jak se v alkalimetrii standardizují odměrné roztoky?

A

Odpověď: Roztoky NaOH/KOH jsou hygroskopické a absorbují CO2. Standardizace dihydrátem kyseliny šťavelové.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Otázka 6: Jak se provádí alkalimetrické stanovení kyseliny octové a H3PO4?

A

Odpověď: CH3COOH: Titrace NaOH, indikátor fenolftalein (fialovorůžová barva). H3PO4: 1. stupeň - methyloranž; 2. stupeň - fenolftalein

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Otázka 7: Jak se provádí alkalimetrické stanovení aminokyselin a vyšších mastných kyselin?

A

Odpověď: AMK: formaldehyd, fenolftalein, vznik Schiffovy báze. Mastné kyseliny: titrace v alkoholu na fenolftalein.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Otázka 8: Jak se provádí Kjeldahlova metoda stanovení dusíku?

A

Odpověď: Vzorek zahřán s H2SO4, N převeden na (NH4)2SO4. Uvolněný NH3 destilujeme do kyseliny, titrace NaOH.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Otázka 9: Jak se provádí acidimetrické stanovení nerozpustných uhličitanů?

A

Odpověď: Rozpustění v nadbytku HCl, zpětná titrace NaOH na methyloranž.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Otázka 10: Jak se provádí chelatometrické stanovení Ca2+ a Mg2+ vedle sebe?

A

Odpověď: Celkový obsah: eriochromá čerň T. Vápník: murexid v silně zásaditém prostředí.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Otázka 11: Co je merkurimetrie, jaký odměrný roztok a indikátory se používají?

A

Odpověď: Hg2+ reaguje s Cl-, SCN-. Odměrný roztok Hg(NO3)2. Indikátory: nitroprusid sodný (bílý zákal).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Otázka 12: Popište argentometrické metody stanovení chloridů.

A

Odpověď: Mohrova metoda (AgNO3, chroman draselný), Volhardova metoda (NH4SCN, Fe3+).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Otázka 13: Co vyjadřuje součin rozpustnosti?

A

Odpověď: Součin molárních koncentrací iontů v nasyceném roztoku elektrolytu.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Otázka 14: Co je koprecipitace a jaké formy znáte?

A

Odpověď: Spolusrážení. Formy: adsorpce, okluze, inkluze, směsné krystaly.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Otázka 15: Co je oxidačně-redukční potenciál a jak se počítá?

A

Odpověď: Míra schopnosti přenosu elektronů. Nernstova rovnice: .

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Otázka 16: Co je manganometrie a jak se standardizuje odměrný roztok?

A

Odpověď: Titrace KMnO4 v kyselém prostředí. Standardizace kyselinou šťavelovou.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Jaký je rozdíl mezi fluorescencí a fosforescencí? Které rysy mají společné

A

Rozdíl:
- Fluorescence: Světlo je emitováno téměř okamžitě po absorpci (během nanosekund). Dochází k návratu elektronu z excitovaného singletového stavu (( S_1 )) do základního stavu (( S_0 )).
- Fosforescence: Emise světla nastává se zpožděním (milisekundy až hodiny). Elektron přechází z excitovaného tripletového stavu (( T_1 )) do základního stavu (( S_0 )).

Společné rysy: Obě jsou formy luminiscence, při kterých dochází k emisi světla po absorpci energie a jsou závislé na molekulární excitaci.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

. Popište argentometrické stanovení chloridů. Které indikátory se používají?

A

Mohrova metoda: odm. roztok AgNO3, indikátor chroman draselný, při ekvivalenci vznik červenohnědé sraženiny Ag2CrO4
- Fajansova metoda: odm. roztok AgNO3, adsorpční indikátor (fluorescein, eosin, rhodamin 6G), při ekvivalenci vzniká růžovofialová sraženina, vymizí fluorescence

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

.Které činidlo používáme v chelatometrii? Název, vzorec

A
  • obecně jde chelatony (komplexony) – org. slouč. s více donorovými atomy, tvoří s ionty kovů stabilní rozpustné cheláty
  • chelaton 3 (EDTA) – disodná sůl ethylendiamintetraoctové kyseliny
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q
A

1

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q
  1. Co je to titrační křivka? Nakreslete, jaký průběh má v alkalimetrii.
A
  • titr. křivka = grafické znázornění průběhu pH v závislosti na objemu přidaného odměrného činidla
  • alkalimetrie - stanovení kyseliny odměrným roztokem zásady
  • laicky: kyselinu titrujeme zásadou
    jde zdola nahoru
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q
  1. Co je to titrační křivka? Nakreslete, jaký průběh má v acidimetrii.
A
    • titr. křivka = grafické znázornění průběhu pH v závislosti na objemu přidaného odměrného činidla

acidimetrie - stanovení zásady odměrným roztokem kyseliny (zásadu titrujeme kys.)
jde zhora dolů

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q
  1. Co je to indikátorový exponent a titrační exponent u neutralizačních titrací?
A
  • Indikátorový exponent = záporný logaritmus rovnovážné disociační konstanty= pKH-ind, kde:
  • Titrační exponent = hodnota pH roztoku v bodě ekvivalence (značíme pT)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q
  1. Co jsou to acidobazické indikátory a které znáte?
A
  • = slabé kyseliny nebo zásady, jejichž konjugované páry (disociovaná a nedisociovaná forma) se výrazně liší svým zbarvením
    a) Dvoubarevné např. azobarviva (methyloranž – přechod z červené na žlutou)
    b) Jednobarevné např. ftaleiny (fenolftalein – z bezbarvé na fialovorůžovou)
  • Dále můžeme rozlišit podle pH přechodu na:
    a) Kyselé – methyloranž (3,1 – 4,4)
    b) Neutrální – bromthymolová modř (6,0 – 7,6) (patří mezi sulfoftaleiny: žlutá – zásaditá forma; modrá – kyselá forma)
    c) Zásadité – fenolftalein (8,3 – 10,0)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
6. Jak a proč se v alkalimetrii standardizují odměrné roztoky?
* 0Proč? Nejčastěji se jako odměrná činidla používají roztoky NaOH (příp. KOH / BaOH2), ty však přejímají ze vzduchu CO2 a vlhkost (jsou hygroskopické). Jako standard ke stanovení přesné koncentrace titračního (odměrného) činidla slouží dihydrát kyseliny šťavelové (COOH)2 . 2 H2O (nebo např. kyseliny benzoová, salicylová, hydrogenšťavelan draselný…) * Jak? Odměrný roztok zásady kape z byrety do roztoku kys. šťavelové. Možné jsou dva postupy: 1) Indikátorem je fenolftalein (z fialové na bezbarvou) Provádíme, dokud nezůstane bezbarvý odparek. 2) Přidáním chloridu vápenatého; indikátorem je methyl oranž (z červené na žlutou)
26
8. Jak se provádí alkalimetrické stanovení aminokyselin a jak vyšších mastných kyselin?
**Alkalimetrické stanovení aminokyselin**: Probíhá titrací aminokyselin v kyselém prostředí silnou zásadou (např. NaOH). Indikátorem je často fenolftalein. Stanovení vychází z neutralizace karboxylové skupiny (-COOH) aminokyseliny. **Alkalimetrické stanovení vyšších mastných kyselin**: Vzorek mastných kyselin se rozpustí v neutrálním rozpouštědle (např. etanol) a titruje se zásadou (NaOH). Používá se fenolftalein jako indikátor, přičemž zásada neutralizuje karboxylové skupiny mastných kyselin.
27
9. Popište, jak se provádí alkalimetrické titrační stanovení dusíku v organických látkách.
* Kjeldahlova metoda: Vzorek s kys. sírovou se 1 hod zahřívá (400 °C) za přísady katalyzátoru (rtuť, HgO, selen…) Dusík z organického vzorku je převeden na amonnou sůl org-N + (H2SO4) → CO2 + H2O + (NH4+)SO4 Nadbytkem silné zásady se z amonné soli uvolní amoniak NH4+ + OH- → NH3 + H2O Vznikající amoniak (NH3) je třeba oddestilovat vodní parou do odměrného roztoku kyseliny Nezreagované nadbytečné množství kyseliny se pak stanoví titrací odměrným roztokem silného hydroxidu Pro stanovení dusíku v aminokyselinách, aminech, proteinech, alkaloidech
28
10. Jak se provádí acidimetrické stanovení nerozpustných uhličitanů?
* Nepřímá titrace * = ve vodě nerozpustné uhličitany se rozpustí ve známém přebytku roztoku HCl CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2 Nezreagované nadbytečné množství HCl se zpětně titruje roztokem NaOH na metyloranž NaOH + HCl (červená) → NaCl + H2O (žlutá)
29
11. Jak se provádí acidimetrické stanovení uhličitanu vedle hydroxidu alkalického kovu?
* Warderova metoda Do 1. stupně se titruje kyselinou do odbarvení fenolftaleinu NaOH + HCl → NaCl + H2O Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl Do takto titrovaného roztoku se přidá metylová oranž  Tato spotřeba odpovídá obsahu uhličitanu NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
30
12. Které odměrné činidlo používáme v chelatometrii? Uveďte jeho název a napište vzorec.
* Chelatometrie = komplexotvorná titrace * Nejpoužívanějším chelatometrickým činidlem je tzv. chelaton III (EDTA) (z angl. EthyleneDiamineTetraAcetic acid) – stabilita komplexu závislá na pH dvojsodná sůl kyseliny ethylendiamintetraoctové (C10H14N2Na2O8)
31
13. Jak se standardizuje roztok chelatonu III?
* Stanovení přesné koncentraci chelatonu III probíhá standardizací na primární standardy, kterými mohou být čisté kovy (Bi, Cu, Zn) nebo jejich soli (např. PbCl2, Bi(NO3)3)
32
14. Popište průběh chelatometrické titrace s vizuální indikací bodu ekvivalence.
**Průběh chelatometrické titrace:** Chelatometrická titrace probíhá přidáváním standardního roztoku chelatonu (např. EDTA) do roztoku obsahujícího kovové ionty (např. Ca²⁺, Mg²⁺). EDTA tvoří s ionty stabilní komplex. **Vizuální indikace bodu ekvivalence:** Používá se metalochromní indikátor, který mění barvu při navázání na ionty kovu. Před dosažením bodu ekvivalence je indikátor navázán na kov, ale po přidání dostatečného množství EDTA kov z komplexu s indikátorem vytěsní, což způsobí změnu barvy indikátoru, signalizující bod ekvivalence.
33
15. Co jsou to metalochromní indikátory a které znáte?
* = organická barviva, která v závislosti na pH poskytují různě zbarvené ionty * Murexid = amonná sůl kyseliny purpurové Přechod při pH = 6 (červenofialový → modrofialový) S Ca2+ - červený komplex; s Ni2+ - žlutý komplex, s Co2+, Cu2+ - oranžové komplexy * Eriochromová čerň T = sodná sůl 1-hydroxy-2-naftylazo-6-nitro-2-nafto-4-sulfonové kys. Při pH < 6 červený, do pH 11 modrý, při pH > 11,5 žlutooranžový * Pyrokatechinová violeť = pyrokatechin-sulfonftalein V kyselém roztoku žlutý, v zásaditém červenofialový * Xylenolová oranž = sulfonftalein V kyselém roztoku žlutý, v zásaditém červenofialový
34
16. Co je to titrace zpětná a vytěsňovací?
**Zpětná titrace**: Přidá se známý přebytek standardního odměrného roztoku k analyzované látce. Nereagovaný přebytek se následně titruje jiným roztokem, aby se zjistilo množství látky, která zreagovala. Používá se, když reakce mezi analytem a titrantem není dostatečně rychlá nebo přímá. **Vytěsňovací titrace**: K analyzované látce se přidá jiná látka, která s ní reaguje a uvolní jiný analyt. Tento uvolněný analyt se pak titruje. Používá se pro stanovení látek, které přímo nereagují s běžnými titranty.
35
17. Jak se provádí chelatometrické stanovení Ca a Mg vedle sebe?
* Celková tvrdost vody je měřítkem koncentrací kationtů kovů alkalických zemin – Ca2+, Mg2+, (Sr2+, Ba2+) * Mg2+ nelze ve směsi s Ca2+ samostatně stanovit => odečítáme [Ca + Mg] − [Ca] * Celkový obsah Ca2+ + Mg2+ se stanoví pomocí eriochromové černě T (pH=10; vínová → modrá) * Obsah vápníku titrujeme na murexid (pH 12 – 14; červená → fialová)
36
18. Co je to merkurimetrie a k čemu slouží? Co je odměrným roztokem a které indikátory se používají?
* Metoda založená na reakci rtuťnatých iontů s anionty Cl-, Br-, CN-, SCN (= X), které vytvářejí rozpustné, ale velmi málo disociované rtuťnaté sloučeniny Hg2+ + 2 X- → HgX2 * Odměrný roztok: zcela disociovaná sůl dusičnanu nebo chloristanu rtuťnatého * Indikátory: Nitroprussid sodný – Na2 [Fe(CN)5NO] (dle Votočky) → bílý zákal nitroprussidu rtuťnatého Difenylkarbazid – v bodu ekvivalence s rtuťnatými ionty → rozpustný fialový komplex.
37
20. Popište použití adsorpčních indikátorů v argentometrii a k čemu tato metoda slouží.
* Fajansova metoda Používá se ke stanovení halogenidů a thiokyanatanu pomocí AgNO3 Adsorpční indikátor - fluorescein, eosin, rhodamin 6G Při nadbytku halogenidů v roztoku - náboj sraženiny záporný, anion indikátoru (fluoresceinu) je odpuzován, roztok je žlutozeleně zabarven a fluoreskuje Po dosažení ekvivalence má sraženina kladný náboj, anionty indikátoru (fluoresceinu) jsou přitaženy k jejímu povrchu, sraženina se zbarví růžovofialově, vymizí fluorescence
38
21. Popište argentometrické stanovení chloridů. Které indikátoru se používají?
* Mohrova metoda – stanovení chloridů dusičnanem stříbrným (AgNO₃) Indikátor – chroman draselný (K₂CrO₄), pH = 6,5-10,5 Při ekvivalenci vzniká červenohnědá sraženina Ag2CrO4, z původně bílé sedliny chloridu stříbrného (AgCl) Nepřímá Volhardova titrace – halogenid vysrážíme známým nadbytečným množstvím Ag+, nespotřebované stříbro určíme zpětnou titrací * Fajansova metoda (viz otázka 20)
39
24. Co je to oxidačně redukční potenciál a jak se vypočítá? Uveďte vztah a popište význam členů.
= Schopnost redoxního systému převést jednu z reagujících látek do oxidovaného stavu Vyjadřuje jej Nernstova rovnice: E0 – standardní oxidačně-redukční potenciál R – univerzální plynová konstanta (8,314 J.K-1 .mol-1 ) T – termodynamická teplota n – počet vyměňovaných elektronů F – Faradayova konstanta (96 485 C.mol-1 ) a – aktivity redoxního páru
40
25. Co je manganometrie, napište redoxní reakci a jak se standardizuje odměrný roztok?
Titrace manganistanem draselným (KMnO₄) * V kyselém prostředí se manganistan redukuje na manganatou sůl MnO4- + 8 H+ + 5e- ↔ Mn2+ + 4 H2O * Bez indikátoru => nadbytek KMnO4 barví roztok růžově * Standardizujeme titrací na kys. šťavelovou / šťavelan sodný / oxid arzenitý …
41
26. Jak probíhá manganometrické stanovení H2O2 a jak Mn2+?
**Manganometrické stanovení \( \mathbf{H_2O_2} \):** V kyselém prostředí (\( H_2SO_4 \)) se \( H_2O_2 \) oxiduje manganistanem draselným (\( KMnO_4 \)) na kyslík: \[ 2 MnO_4^- + 5 H_2O_2 + 6 H^+ \rightarrow 2 Mn^{2+} + 5 O_2 + 8 H_2O \] Spotřeba \( KMnO_4 \) je úměrná koncentraci \( H_2O_2 \). **Manganometrické stanovení \( \mathbf{Mn^{2+}} \):** V alkalickém prostředí se \( Mn^{2+} \) oxiduje manganistanem na \( MnO_2 \): \[ 2 MnO_4^- + 3 Mn^{2+} + 2 H_2O \rightarrow 5 MnO_2 + 4 H^+ \] Množství spotřebovaného \( KMnO_4 \) odpovídá koncentraci \( Mn^{2+} \).
42
27. Jak se provádí manganometrické stanovení Fe2+ a jak Fe3+?
* Stanovení Fe v solích: * Nejdříve určíme z 1. podílu vzorku obsah dvojmocného železa s koncentrovanou kyselinou sírovou; titrujeme KMnO₄ * Ve 2. podílu nejdříve zredukujeme Fe3+ na Fe2+ pomocí atomárního vodíku (nebo kovovým Zn, Ni, Pb (kovové amalgamy), SnCl2 , H2S ...) Tím určíme celkový obsah železa. * Obsah trojmocného železa získáme odečtením [Fe3+ + Fe2+] – [Fe2+]
43
28. Jaký indikátor se používá při jodometrii a jak působí?
* Jodometrie je založená na vratném redoxním potenciálu jod – jodid: I2 + 2 e- ↔ 2 I- * Bez indikátoru: bod ekvivalence se projeví žlutým zbarvením původně hnědého roztoku * Škrob (speciální jodometrický indikátor) (přidáme do žlutého roztoku) Obsahuje amylosu, která tvoří s jodem I3- intenzivně modrou sloučeninu Titrujeme do odbarvení Vysoká citlivost (se vzrůstající teplotou méně citlivá)
44
29. Jak probíhá jodometrické stanovení Cu2+ a jak formaldehydu?
* Stanovení měďnatých solí: 2 Cu2+ + 4 I- → 2 CuI + I2 Rovnováhu reakce nutno posunout dostatečným přebytkem iontů I- (příp. pH = 3 – 4) Vzniklý jod se titruje roztokem thiosíranu (S2O32-) (slabě žlutý) Před bodem ekvivalence se přidá thiokyanatan draselný (KSCN) – povrchové vrstvy CuI se převedou na méně rozpustný CuSCN, který neadsorbuje I3- jako CuI (Přidat i škrob → zprvu modrý roztok se tiruje až do odbarvení) * Stanovení formaldehydu: Formaldehyd oxiduje na mravenčan Nezreagovaný jod se po okyselení titruje roztokem thiosíranu HCHO + I3- + 3 OH- → HCOO- + 3I- + 2 H2O
45
31. Které kyseliny používáme při rozkladu organických látek ve vzorku na mokré cestě?
* Koncentrovaná H2SO4 (vhodná k rozkladu org. látek) * HClO4 ve směsi s HNO3 (účinné činidlo k rozkladu organických látek)
46
32. Co je to mokrý rozklad biologického vzorku a jak probíhá?
= rozklad vzorků v kapalném prostředí tzn. ve směsi koncentrovaných minerálních kyselin za zvýšené teploty a za atmosférického tlaku k převedení pro další analytické zpracování * Struktura biolátek rozpuštěna kyselou hydrolýzou (meziprodukty jsou oxidovány)
47
34. Co je to suchý rozklad biologického vzorku, jak a kde probíhá?
* Vysokoteplotní – v muflových pecích → zpopelnění organických látek (400 – 550 °C) * Nízkoteplotní – v kyslíkovém plazmatu za nízkého tlaku a nízké teploty (150 °C) Rozklad pod vlivem vysokofrekvenčního magnetického pole
48
35. Co je to konduktometrie a jaké uspořádání elektrod se používají?
* Elektroanalytická metoda založená na měření vodivosti roztoků (např. v průběhu titrace) Uspořádání: * Elektrody (nejčastěji platinové) jsou pevně zataveny ve vodivostní nádobce (aby se neměnila hodnota odporové konstanty nádobky) Používáno u nízkofrekvenční konduktormetrie (50–103 Hz) * Elektrody nejsou v přímém styku s měřeným roztokem – jsou umístěny vně elektrochemické nádobky Pro vysokofrekvenční konduktometrii (106 Hz)
49
37. Znázorněte průběh titrační křivky silné kyseliny silnou zásadou při měření vodivosti, včetně popisu os.
* Na+ a Cl- křivky (pravý graf) = příspěvky iontů k vodivosti roztoku * Výsledná vodivost (= graf v levo) * Zobrazuje el. vodivost (G) v závislosti na objemu přidávaného činidla
50
38. Co jsou to elektrody referentní a co měřící? Vyjmenujte je a k čemu slouží.
* Referentní (srovnávací) elektroda – její potenciál je stálý (=> nezávisí na složení roztoku) * Měřící (indikační) elektroda – její el. potenciál závisí na koncentraci stanovované látky * Z rozdílu elektrických potenciálů na elektrodách můžeme vypočítat rovnovážné napětí, které je mírou koncentrace sledované látky (tato metoda se nazývá potenciometrie)
51
39. Co je to nasycená kalomelová elektroda? Popište ji.
* Je jednou z nejčastěji používaných elektrod II. typu (primární elektrodou (I.) je např. standartní vodíková elektroda (SHE), jejíž potenciál je nulový při všech teplotách) * Kalomelová podle minerálu: kalomel (Hg2Cl2) * Skleněná trubička naplněná roztokem chloridu draselného (KCl), ve které je ponořena rtuťová elektroda pokrýtá chloridem rtuťným (Hg2Cl2)
52
40. Co jsou to elektrody ISE? K čemu se používají a z čeho jsou složeny?
**ISE (iontově selektivní elektrody)** jsou elektrody, které selektivně měří koncentraci specifických iontů v roztoku na základě změny potenciálu. Používají se v analytické chemii, například při měření pH, koncentrace iontů sodíku, draslíku, chloridů nebo fluoridů. Složení: - **Membrána:** Klíčová část, která zajišťuje selektivitu pro konkrétní iont. - - **Roztok s konstantní koncentrací měřeného iontu.** - **Referenční elektroda:** Udržuje konstantní potenciál.
53
41. Jak se provádí potenciometrické měření pH? Popište postup měření. Která elektroda se nejčastěji používá jako měrná? Popište ji.
Postup potenciometrického měření pH: 1. Přístroj (pH metr) se zkalibruje pomocí pufrovacích roztoků s definovaným pH (např. pH 4, 7, 10). 2. Měrná elektroda (obvykle skleněná) a referenční elektroda se ponoří do měřeného roztoku. 3. Přístroj změří potenciál mezi elektrodami a vypočítá pH na základě Nernstovy rovnice. Nejčastěji používaná měrná elektroda: **Skleněná elektroda:** - **Popis:** Má tenkou skleněnou membránu citlivou na koncentraci \( \text{H}^+ \) iontů. Membrána je naplněná roztokem s konstantním pH a obsahuje vnitřní elektrodu (např. stříbro-potenciálovou). - **Funkce:** Generuje potenciál úměrný aktivitě \( \text{H}^+ \) iontů v roztoku. Používá se díky vysoké citlivosti, stabilitě a širokému rozsahu měření pH.
54
42. Vyjmenujte měrné elektrody, které se používají při potenciometrické indikaci bodu ekvivalence při titracích: a) acidobazických b) argentometrických c) komplexometrických d) redoxních
a) acidobazických – skleněná elektroda b) argentometrických – stříbrná elektroda c) komplexometrických – elektrody I. typu (kovové) d) redoxních – platinová elektroda
55
Jak se určuje bod ekvivalence při potenciometrické indikaci bodu ekvivalence?
* Granovou metodou – změřené body titrační křivky rozdělíme na část před bodem ekvivalence a za ním Křivku pak linearizujeme. Konec titrace je určen protnutím obou přímek * Grafickou metodou tečen a sečny Nejdříve povedeme dvě rovnoběžky jsou tečnami k titrační křivce. Třetí rovnoběžka, uprostřed mezi nimi, protíná titrační křivku v bodě ekvivalence
56
44. Co vyjadřuje Ilkovičova rovnice?
* Vyjadřuje napětí a proud v závislosti na koncentraci depolarizátoru v elektrolytu
57
45. Kdo objevil polarografii?
* Jaroslav Heyrovský
58
46. Jak se liší polarografie od voltametrie? Co mají společného?
**Rozdíly:** - **Polarografie**: Specifická metoda voltametrie, která využívá rtuťovou kapkovou elektrodu jako pracovní elektrodu. - **Voltametrie**: Obecný pojem pro techniky, které měří závislost proudu na aplikovaném potenciálu; může využívat různé typy elektrod (pevné, kapalné, rtuťové). **Společné rysy:** - Obě metody zkoumají elektrochemické vlastnosti látek. - Měří proud při změnách potenciálu elektrody. - Používají se ke kvantitativní a kvalitativní analýze elektroaktivních látek.
59
47. Jaký je princip anodické rozpouštěcí voltametrie a k čemu se používá?
**Princip anodické rozpouštěcí voltametrie (ASV):** Analyzované ionty kovů se při sníženém potenciálu elektrochemicky vyloučí na povrchu pracovní elektrody jako kovová vrstva. Při zvyšování potenciálu se tato vrstva anodicky rozpouští, což generuje měřitelný proud, který je úměrný koncentraci kovových iontů. **Využití:** ASV se používá pro velmi citlivé stanovení stopových množství kovů (např. Pb, Cd, Zn) v životním prostředí, vodách nebo potravinách.
60
48. Popište, jak probíhá měření při rozpouštěcí voltametrii a k čemu slouží.
* Ke stanovení stopových koncentrací těžkých kovů (v čistých chemikáliích / v polovodičích / při kontrole životního prostředí) * Postup 1) Vyloučení látky na elektrodě za konstantního potenciálu a intenzivního míchání 2) Vypnutí míchání; pokles proudu na hodnotu limitního difúzního proudu, ustálení roztoku (případná výměna elektrolytu) 3) Elektrolytické rozpouštění (stripping) změnou potenciálu v opačném směru * Zaznamenává se rozpouštěcí křivka => závislost proudu na potenciálu
61
Co se měří při coulometrii a jak se určí obsah analytu?
* měříme náboj potřebný k úplné chemické přeměně stanovované látky * měří se elektronickým integrátorem; coulometrem na stříbro (váží se přírůstek Ag na katodě); na třaskavý plyn, na * vodík a kyslík (z kyselého roztoku Na2SO4) chyba jen 0,1% * obsah analytu se určí prvním Faradayovým zákonem elektrolýzy, který říká, že množství látky transformované během * elektrolýzy je přímo úměrné množství přenesené elektřiny.
62
49. Co je to emisní spektrum?
* Závislost toku záření (vyzařované látkou) na jeho vlnové délce
63
50. Co je to fluorescenční spektrum?
* Fluorescenční emisní spektrum: závislost intenzity fluorescence na vlnové délce při konstantní vlnové délce budícího záření * Fluorescenční excitační spektrum: závislost intenzity fluorescence na vlnové délce při konstantní vlnové délce emitovaného záření
64
51. Co je to absorpční spektrum?
* Závislost absorbance (kolik světla bylo pohlceno roztokem) na vlnové délce el.mag záření
65
53. Co vyjadřuje Lambert-Beerův zákon kde a k čemu slouží? Uveďte vztahy a popište význam členů.
Vyjadřuje velikost absorpce => množství absorbovaného záření určité vlnové délky v jednotkách: absorbance A A = log I0 / I I0 – tok světla na látku dopadající I – tok světla látkou prošlý Pro molekulovou spektrometrii: A = _∙ c ∙ l l – délka absorpčního prostředí v cm c – koncentrace analytu v mol l-1 ε – molární absorpční koeficient (absorptivita)   Pro atomovou spektrometrii: A =  c l η – atomový absorpční koeficient c – počet atomů v jednotce objemu
66
55. Z čeho se skládá spektrometr pro molekulovou absorpční spektrometrii v UV/VIS oblasti? Znázorněte schéma.
zdroj záření, vlnový detektor, vzorek, detektor záření, zpracování a zobrazení signalu na displeji
67
56. Z jakého materiálu jsou kyvety pro měření absorpce v UV oblasti a ve VIS?
* V ultrafialové oblasti: křemenné * Ve viditelné oblasti: skleněné
68
59. Které materiály se používají pro zhotovení kyvet v IR spektrometrii a jak se proměřují vzorky?
* Kyvety se zhotovují z materiálů propustných pro infračervené záření: NaCl, KBr, AgCl, polystyrenové folie (SiO2, CaF2, LiF, polyethylen) * Destičky z monokrystalů NaCl / KCl aj. jsou zavěšeny před štěrbinu spektrometru Mezi destičky se dávkuje emulze vzorku nebo roztok ve vhodném rozpouštědle * Tuhé vzorky se upravují lisováním směsi: pevného vzorku (cca 1%) a¬ nadbytku čistého KBr při vysokých tlacích * Po proměnění spektra kyvetu se vzorkem pomocí injekční stříkačky vyprázdníme a řádně propláchneme chloroformem
69
60. Popište, jak vypadá spektrum při měření v IR spektrometrii.
* IR spektrum je graf závislosti absorbance na vlnočtu. 1) oblast: charakteristických vlnění, pomocí kterých můžeme určit funkční skupiny 2) oblast: skeletálních vibrací („otisku prstů“), kde jsou vibrace charakteristické pro molekulu jako celek (obvykle je v hodnotách vlnočtu 600 - 1400 cm-1)
70
61. Popište, jak vypadá fluorescenční emisní a excitační spektrum v molekulové fluorimetrii, nakreslete
* Emisní spektrum (červená křivka): Dlouhovlnější oblast Závislost toku fluorescenčního záření na vlnové délce při konstantní vlnové délce excitace * Excitační spektrum (modrá křivka): Nachází se v krátkovlnější oblasti (= zjednodušené absorpční spektrum, protože jen některá absorpční maxima jsou fluorescenčně aktivní)
71
62. Co vyjadřuje kalibrační závislost ve fluorimetrii? Jaký má průběh a proč?
= Závislost mezi světelným tokem fluorescenčního záření F a koncentrací fluoreskující látky * Exponenciální průběh do určité koncentrace, od které probíhá koncentrační zhášení Je důsledkem srážek (absorbcí) excitovaných molekul s ostatními molekulami roztoku * Pro nízké koncentrace je funkce lineární => vhodná pro analýzu
72
63. Z čeho se skládá fluorimetr? Popište a nakreslete schéma.
* Zdroj excitačního záření (např. laser) → → 1. monochromátor (zařízení propouštějící jen velmi úzkou část spektra) → → vzorek → → 2. monochromátor (rozkládá pomocí např. difrakční mřížky analyzované záření na spektrum)→ → fotonásobič (citlivý detektor schopný zachytit i velmi slabé optické signály)
73
64. Namalujte schéma fosforimetru. Popište, z čeho se skládá?
* Stejné schéma jako u fluorimetru, ale pro odlišení záření potřebujeme fosforoskop: * Pro lepší vyhodnocení se měří intenzita fosforescenčního záření v zamrzlých roztocích – teplota kapalného dusíku (Dewardova nádobka) * Kolem vzorku rotující záklopka – umožňuje střídavé přerušování budícího záření * Pro roztoky se používá speciální směs rozpouštědel: ethanol, pentan, diethylether (5:5:2) Po zamrznutí poskytují čirou masu (voda – přílišný rozptyl primárního záření)
74
66. Co je to metoda vnitřního standardu v atomové emisní spektrometrii?
* Metoda vyhodnocení koncentrace * Do roztoku vzorku nebo standardu přidáme stejné množství soli prvku, který není přítomen v analyzovaném vzorku, ale který se chová v plameni jako analyt (stanovovaný prvek) * Např. pro stanovení Na v biologických materiálech používáme sůl Li (vnitřní standard) INa /ILi = f (cNa)
75
Z čeho se skládá atomový plamenový emisní spektrometr? Namalujte schéma, i s částí, kam se vkládá vzorek.
..
76
68. Které plameny se využívají v plamenové emisní spektrometrii? Vyjmenujte je.
* Plamen acetylen-vzduch Pro stanovení Li, Na, K, Ca, Sr, Ba, B – ve vodách, výluzích půd nebo bio. tekutinách * Plamen acetylen – oxid dusný (N2O) Ag, Al, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, lanthanoidy, In, Ga, Li, V, Mg, Mn, Ni, Pd, Rh, Ru, Se, Tl
77
69. Z jakého materiálu a jakých tvarů jsou elektrody, které se používají v emisní spektrální analýze?
* Emisní spektrální analýza → vzorek do elektrického výboje (oblouk, jiskra) → excitace a ionizace částic * Pokud je analyzovaný materiál vodivý, jsou elektrody přímo z něj * U nevodivých materiálů se vzorek v práškové formě smíchá s práškovým grafitem (přip. Al) a upěchuje do vývrtu grafitové elektrody
78
70. Co to znamená ICP a v jaké metodě se tento výboj používá? K čemu slouží a z čeho se skládá plazmová hlavice?
**ICP (Inductively Coupled Plasma):** Je to vysokoenergetické plazma generované elektromagnetickou indukcí. Používá se v metodách **ICP-OES** (optická emisní spektrometrie) a **ICP-MS** (hmotnostní spektrometrie) pro analýzu prvků. **Využití:** ICP slouží k excitaci atomů nebo iontů vzorku, které pak emitují záření nebo se analyzují podle jejich hmotnosti. Umožňuje velmi citlivé stanovení širokého spektra prvků. **Plazmová hlavice:** Skládá se z: 1. **Indukční cívky:** Vytváří vysokofrekvenční elektromagnetické pole pro udržení plazmatu. 2. **Křemenné trubice:** Uvnitř ní se nachází plazma. 3. **Plazmového plynu:** Nejčastěji argon, který se ionizuje a tvoří plazma.
79
72. Jak vypadá a co vyjadřuje kalibrační křivka v ICP-AES (ICP-OES)?
* Pro kalibraci ICP-OES se měří roztoky obsahující známá množství každého prvku. * Kalibrační křivka určuje vztah mezi intenzitou vyzařovaného světla při určité vlnové délce a koncentrací prvku v roztoku. linearní křivka stoupajíci
80
73. Pro stanovení, kterých analytů se používá metoda ICP-AES (ICP-OES)?
* Pro stanovení více jak 70 prvků – kovů, příp. nekovů * Rozbor povrchových a odpadních vod, monitorování vodních toků * analýza biologických materiálů * kontrola kvality vod a potravin * environmentální / agrochemický monitoring; analýza geologických, petrochemických surovi
81
74. V jakém stavu musí být atomy v atomové absorpční spektrometrii?
* V základním stavu a plynném stavu (protože AAS je založena na principu, že volné atomy v základním stavu mohou absorbovat světlo určité vlnové délky. Absorpce pro každý prvek je specifická, žádné jiné prvky tuto vlnovou délku neabsorbují, a je úměrná koncentraci atomů prvků v plynné fázi)
82
75. Z čeho se skládá spektrometr pro AAS?
* Záření ze zdroje prochází absorpčním prostředím (atomizátorem) přes monochromátory do detektoru záření fotonásobiče * Např. elektortermický atomizátor je tvořen grafitovou trubicí (kyvetou), která je vyhřívána elektrickým proudem / plamenem. Měřené záření prochází rovnoběžně s osou této trubice.
83
77. Které atomizátory se používají v AAS?
* Plamenové * Elektrotermické: - ( podélně vyhřívané) - (s platformou) - (příčně vyhřívané) * Křemenné * Elektrografit; pyrolytický grafit; ( karbidy; wolfram)
84
82. Co vyjadřuje kalibrační křivka v AAS, jaký má průběh a kterým vztahem se řídí?
* Vyjadřuje závislost absorbance na koncentraci analytu ve vzorku * Pro nízké koncentrace je lineární (později exponenciální a od určitého bodu klesá) * Řídí se vztahem Lambert-Beerova zákona
85
83. Pro stanovení kterých analytů se AAS používá?
* Stanovení více jak 60 prvků – kovů a metaloidů V koncentracích od setin μg l-1 po desetiny g l-1 (0,0X g l-1 - 0,X g l-1) podle prvku a použité techniky
86
85. K čemu slouží plynová chromatografie?
* Pro separaci, identifikaci a stanovení směsí plynných a těkavých látek a organických sloučenin s teplotou varu menší než asi 400 °C * Uplatnění v průmyslu org. syntéz, analýze potravin/kosmetických přípravků K objektivnímu zkoumání chutí a vůní * Stanovení plynných a těkavých org. polutantů ve vodách / ovzduší * Stanovení pesticidů, herbicidů, insekticidů ve vodách a půdách * Ke stanovení obsahu drog, alkoholu v krvi a pod.
87
Z čeho se skládá plynový chromatograf?
* Nosný plyn – transport složek kolonou sám neinteraguje * Průtokoměr – zajišťuje stálý nebo programově se měnící průtok plynu * Nástřik vzorku do proudu nosného plynu * Kolona – zde nastává separace složek * Detektor
88
87. Vyjmenujte a popište dva detektory používané v plynové chromatografii.
* Tepelně vodivostní detektor (TDC, katarometr): Založen na rozdílné schopnosti plynů odvádět teplo z povrchu zahřátých předmětů Odporové vlákno => elektrický odpor se mění s teplotou Při průchodu nosného plynu se vlákno ochlazuje až se jeho teplota a elektrický odpor ustálí Zapojení: dva katarometry vedle sebe: cela I. – čistý nosný plyn; cela II. – výstup z kolony Při rozdílu vodivosti mezi celami vzniká proud úměrný obsahu dělených látek * Plamenový ionizační detektor (FID) Nejrozšířenější detektor pro detekci organických sloučenin Plamínek vodík-vzduch hoří mezi dvěma elektrodami, do nějž je přiváděn vzorek z kolony, Hořením vzorku vznikají ionty, které putuji k anodě nebo katodě Vzniklý proud je měřen detektorem
89
88. K čemu slouží kapalinová chromatografie?
* K dělení méně těkavých organických i anorganických látek kapalných a tuhých - rozpustných v organických rozpouštědlech a ve vodě, nebo ve zředěných kyselinách * Stanovení obsahu organických a anorganických polutantů ve vodách a půdách * Stanovení herbicidů; poloaromatických uhlovodíků 
90
89. Co je to HPLC?
* High Performance Liquid Chromatography = vysokoúčinná kapalinová chromatografie * Dochází ke kontinuálnímu dělení mezi stacionární a mobilní fází * Stacionární fáze (sorbent) o velmi malých částicích * Pro dosažení dostatečného průtoku – nutné aplikovat přetlak jednotek až desítek MPa → vysokotlaká čerpadla
91
90. Z čeho se skládá chromatograf pro HPLC?
* zásobník rozpouštědla * čerpadlo * dávkovací ventil * kolona * detektor * vyhodnocovací zařízení
92
91. Vyjmenujte a popište dva detektory používané v kapalinové chromatografii.
* Absorpční fotometrický detektor: Základem je průtoková křemenná kyveta spojená s výstupem z kolony Objem kyvety co nejmenší, aby nedocházelo k rozmývání zón Detekce absorbance * Fluorimetrický detektor: Budící UV záření se vede ze zdroje do průtokové cely, kde dochází k absorpci Měří se vyzářené světlo o větší vlnové délce