Redoxní rovnováhy a titrace Úvod do instrumentální analytické chemie

Prezentace na téma: "Redoxní rovnováhy a titrace Úvod do instrumentální analytické chemie"— Transkript prezentace:

1 Redoxní rovnováhy a titrace Úvod do instrumentální analytické chemie

2 Obsah přednášky Redoxní rovnováhy, potenciál Nernst-Petersova rovnice
Využití redoxních rovnováh Příklady redoxních stanovení Úvod do instrumentální ACH, současné vývojové směry Analytická chemometrie, validace analytických metod

3 Redoxní rovnováhy Oxidace, redukce Oxidační činidlo Redukční činidlo

4 Redoxní rovnováhy Disproporcionační reakce Vyčíslení rovnice
Beketovova řada reaktivity kovů

5 Redoxní rovnováhy Nernst-Petersova rovnice 25°C
E0 – Standartní redoxní potenciál Ef – Formální redoxní potenciál R – Univerzální plynová konstanta (8,314 J/K.mol) F – Farradayova konstanta (96485 C/mol) 25°C

6 Analytické využití redoxních rovnováh
Kvalitativní ACH Důkaz manganatých iontů Kvantitativní ACH Redoxní titrace (cerometrie, manganometrie…) Potenciometrie

7 Redoxní titrace Titrační stechiometrie souvisí s počtem vyměněných elektronů  Správné vyčíslení rovnice. Indikace B.E. Potenciometricky Jodometrie – škrobový maz Manganometrie – bez indikátoru Titrační křivky E = f(V)

8 Redoxní titrace Oxidimetrie Reduktometrie Odm. Činidlo – oxidovadlo
Manganometrie (KMnO4) Bromátometrie (KBrO3) Chromátometrie (K2CrO4) Jodometrie (roztok I2) Reduktometrie Odm. Činidlo – redukovadlo Titanometrie (TiCl3) Ferrometrie (roztok Fe2+)

9 Manganometrie Odm. Roztok: 0,02 – 0,002 M KMnO4
Nestálý – čistota dest. vody, organické látky… Základní látka: šťavelan sodný, kyselina šťavelová Indikace B.E.: Vizuální – bezbarvá  růžová Potenciometricky nšť = 5/2 nmang.

10 Manganometrie Aplikace
Titrace solí: Fe2+, Sn2+, Mn2+ NO2-, H2O2, organické láky ChSKMn Ukazatel kvality vod Množství kyslíku spotřebované na oxidaci org. látek Přesně definové podmínky stanovení – norma Oxidace org. látek nadbytkem KMnO4 v kyselém prostředí za varu Zpětná titrace kyselinou šťavelovou

11 Jodometrie Odm. roztok: I2 I2 + 2e-  2I- Přímá jodometrie
Oxidace látek odm. rozt. I2 Stanovení sulfidů, siřičitanů, thiosíranů, arsenitanů Indikace B.E.: škrobový maz (bezbarvá  modrá)

12 Jodometrie Nepřímá jodometrie Stanovení látek oxidujících I- na I2
I2 se stanoví titrací thiosíranem Stanovení: Cl-, Br-, formaldehydu, kyseliny askorbové Indikace B.E.: škrobový maz

13 Úvod do instrumentální ACH
Využití fyzikálních a fyzikálně chemických metod (měření fyzikální veličiny) Nepřímé metody Obsah analytu zjišťován nejčastěji z kalibračního grafu

14 Úvod do instrumentální ACH
Výhody: Stanovení velmi malých koncentrací (stopová analýza) Možnost automatizace, robotizace Sériové analýzy Časově úsporné Zápory Nutnost teoretických znalostí fyzikálně-chemických principů Finanční náročnost

15 Úvod do instrumentální ACH Rozdělení
Metody elektroanalytické Metody optické (spektrální) Metody separační Metody radiochemické

16 Současné vývojové směry v ACH
Nové analytické a dělící postupy Analýza složitých směsí Stopová analýza Důraz na instrumentální metody Posun k fyzice (MS) Biologizace, miniaturizace Automatizace Mobilní analytika Rozvoj chemometrie

17 Analytická chemometrie
Statistické metody v ACH Matematické (statistické) zhodnocení analytických výsledků

18 Analytická chemometrie Cíle
Získání maxima relevantních informací Prezentace analytických výsledků Volba (vypracování) optimálního postupu experimentů Zhodnocení analytické metody

19 Analytická chemometrie Chyby stanovení
Podle místa vzniku Chyby přístrojů Chyby z úpravy vzorků Chyby z postupu v laboratoři Podle příčiny vzniku Chyby náhodné Chyby systematické Chyby hrubé

20 Analytická chemometrie Chyby stanovení
Hrubé chyby: chyby v postupu, lidský faktor, nedbalost. Odlehlé výsledky Náhodné chyby: změna teploty v laboratoři, příliš mnoho indikátoru. Způsobují kolísání výsledků. Systematické chyby: vzniklé použitým přístrojem, chemikáliemi. Stále stejná chyba.

21 Analytická chemometrie Chyby stanovení
Chyby výsledků: Absolutní d = xi – μ Relativní e = d/μ . 100 Zákon o sčítání chyb: x = f(x1,x2,….,xn) xi – nezávislé hodnoty xi zatíženo chybou di nebo ei x je zatíženo chybou Praktický význam: hledání podmínek, za nichž má určitý experiment minimální chybu výsledku

22 Analytická chemometrie Statistické hodnocení výsledků
Pravděpodobnost výskytu naměřených hodnot – Gaussova křivka σ  s μ  ẋ

23 Analytická chemometrie Statistické hodnocení výsledků
Sr = kn . R R = xmax -xmin n>20 Stopová analýza – jiné vztahy

24 Analytická chemometrie Statistické hodnocení výsledků
Mez opakovatelnosti – interval spolehlivosti Odhad intervalu, který představuje rozsah hodnot, ve kterém hledaný odhad střední hodnoty leží s udanou pravděpodobností. Pravděpodobnost udává koeficient spolehlivosti, nejčastěji volíme 95 % (hladina významnosti 0,05). Vyjádření: x ± r [jednotky], kde r = Kn.R Vyloučení odlehlých výsledků: Grubbsův test (T-test, n≥10) Dean-Dixonův test (Q-test, n<10)

25 Analytická chemometrie Udávání výsledků
Výsledky ve formě intervalu spolehlivosti Zaokrouhlování!!!!

26 Validace analytických metod
Validate – potvrdit, ověřit, legalizovat Proces ověření analytické procedury – potvrzení, že procedura nebo její část je vhodná pro získání odpovídajících dat.

27 Validace analytických metod Parametry hodnocení metod
Správnost Přesnost Citlivost Mez detekce Mez stanovitelnosti Selektivnost Robustnost Opakovatelnost Reprodukovatelnost Expeditivnost Cena, bezpečnost

28 Pro dnešek vše 