Geräteversuche. Seminar zum Grundpraktikum in Analytischer Chemie

Transkript

1 Geräteversuche Seminar zum Grundpraktikum in Analytischer Chemie Folie Nr. 1

2 V 2/5 - Atomabsorptionsspektroskopie Durchführung Versuch AAS Bestimmung von Mangan in wässrigen Lösungen Messkolben auffüllen 1 ml Probe + Aliquot Standardlösung auffüllen Proben mittels Flammen-AAS vermessen Ermittlung des Mn-Gehaltes durch graphische Auswertung Folie Nr. 2

3 V 2/6 - Atomemissionsspektroskopie Durchführung Versuch AES Überprüfung von chemischen und physikalischen Störungen bei der Messung von Calcium Überprüfung der Wirkung eines Ionenpuffers bei der Messung von Kalium Bestimmung von Kalium in Speisesalz und Vergleich von externer Kalibrierung und Standardaddition Folie Nr. 3

4 V 2/5 und V 2/6 Kalibrierung Man verwendet die Methode der kleinsten Quadrate an, um die beste Gerade (y = m.x +b) zu ermitteln. Es wird angenommen, dass die Fehler der y-werte wesentlich größer als die der x-werte sind. Folie Nr. 4

5 V 2/5 und V 2/6 Kalibrierung Die beste Gerade soll dadurch gefunden, dass die vertikalen Abweichungen zwischen den Messpunkten und der Geraden minimiert werden. Folie Nr. 5

6 V 2/5 und V 2/6 Durchführung einer externen Kalibrierung Folie Nr. 6

7 V 2/5 und V 2/6 Durchführung einer externen Kalibrierung Der Zusammenhang zwischen Messgröße (hier Extinktion) und gesuchter Größe (hier Konzentration) wird ermittelt. Folie Nr. 7

8 V 2/5 und V 2/6 Externe Kalibrierung Voraussetzung Verhältnisse in den Proben ähnlich denen der Standards. wenige systematische Fehlerquellen. hohe Reproduzierbarkeit aller Analysenschritte bei Standards und Proben. Vorteile sehr gut geeignet für Routinebetrieb (viele, ähnliche Proben). viele Proben ohne zusätzlichen Aufwand analysierbar. Standardlösungen z. T. wieder verwendbar. Nachteile systematische Fehler schwer erkennbar. Matrixeffekte nicht korrigierbar, daher Probleme bei wechselnder Probenart. Folie Nr. 8

9 V 2/5 und V 2/6 Matrixeffekte bei externer Kalibrierung Bestandteile der Probe (Matrix) können die Kalibrierfunktion durch unterschiedliche chemische oder physikalische Effekte beeinflussen. Beispiel: chemische Störungen bei der AAS/AES Folie Nr. 9

10 V 2/5 und V 2/6 Möglichkeiten zur Verminderung systematischer Fehler bei der Kalibrierung Matrixanpassung Matrix der Standardlösungen an die Probenmatrix anpassen. viele Proben ohne zusätzlichen Aufwand analysierbar. oft schwierig, da Probenmatrix nicht immer genau bekannt. Standardaddition (Standardzusatzverfahren) genaue Anpassung der Matrizes. hoher Aufwand notwendig. Folie Nr. 10

11 V 2/5 und V 2/6 Durchführung einer Standardaddition Folie Nr. 11

12 V 2/5 und V 2/6 Durchführung einer Standardaddition Folie Nr. 12

13 Argentometrie Die Argentometrie ist eine Fällungstitration Ag + + X - AgX X pk L (AgX) I 16,1 CN 14,2 Br 12,3 SCN 12,0 Cl 9,8 N 3 8,5 Das Titrationsende kann mit Hilfe farbiger Indikatoren, z.b. Fe 3+ /Fe(SCN) 3 (rot) oder wie im V2/7 potentiometrisch bestimmt werden. Hierdurch ergibt sich auch eine einfache möglichkeit der Simultanbestimmung

14 Argentometrie Aufbau Bürette (Zugabe von AgNO 3 ) Silberdraht (Ag + /Ag) Referenzelektrode (Kalomel Elektrode)

15 Teil 2: Argentometrie Bedienung der Apparatur: Befüllen der Bürette Titration 3 Wegehahn Dosierrad Weiter Hinweise siehe Praktikumsskript!!

16 Teil 2: Argentometrie Ablesen der automatischen Bürette Nachkommastelle Grobe Skala Hier also 4,89 ml!! Wichtig ist darauf zu achten, dass die Titration bei 0,00 ml oder einem bekannten Wert, Der später abgezogen wird beginnt!!

17 Teil 2: Argentometrie c/[mol/l] 4,E-03 4,E-03 3,E-03 3,E-03 2,E-03 2,E-03 1,E-03 5,E-04 0,E+00 Jodid und Chlorid Konzentration im Verlauf der Tritration 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 Jodid Clorid V(AgNO 3 )/ml Berechnung einer Titration von 30,0 mg I - und 12,5 mg Cl - in 100 ml Lösung mit 0,1 M AgNO 3 Lösung

18 log(c(ag + )) 1,E+00 1,E-010,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E-06 1,E-07 1,E-08 1,E-09 1,E-10 1,E-11 1,E-12 1,E-13 Silber Konzentration im Verlauf der Tritration V(AgNO 3 )/m l 1,E-14 DE=DE 0-0,0591 log(c(ag + )) Die gemessen Spannung zeigt den gleichen Verlauf Nur Iodid

19 Teil 2: Argentometrie Auswertung: graphische Bestimmung der Äquivalenzpunkte 100 Aquilvalenzpunkt I - Aquilvalenzpunkt I - +Cl - 50 U/mV ½ Tangentenabstand 0 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00-50 V(AgNO 3 )/ml -100 ½ Tangentenabstand

20 V Voltammetrie Voltammetrie - Aufbau Folie Nr. 20 Grundpraktikum in analytischer Chemie

21 V Voltammetrie Voltammetrie - Aufbau Folie Nr. 21 Grundpraktikum in analytischer Chemie

22 V2.8 - Voltammetrie Voltammetrie detaillierter Aufbau Folie Nr. 22 Grundpraktikum in analytischer Chemie

23 V Voltammetrie Voltammetrie - Durchführung Probenaussgabe erfolgt in 50 ml Messkolben Auffüllen bis zur Markierung Entnahme von 10 ml mittels Vollpipette und Überführung ins Probengefäß Zugabe von 1 ml Pufferlösung Messung starten: Erster Durchgang (3 Wiederholungen) Qualitative Übersicht. Zuordnung der Signale zu den Elementen Zugabe von 100 µl bekannter Standard-Lösung Zweiter Durchgang (3 Wiederholungen) Erneute Zugabe und Dritter Durchgang Ausgabe der Messdaten durch integrierten Drucker Angabe des Gehaltes des gewählten Elementes in µg/l Folie Nr. 23 Grundpraktikum in analytischer Chemie

24 V Voltammetrie Auswertung Beispiel eines Voltammogramms nach Standard-Addition Folie Nr. 24

25 V Voltammetrie Auswertung Ausgabe der Messdaten Folie Nr. 25

26 V Voltammetrie Voltammetrie Auftragung der Messdaten Folie Nr. 26

27 V Voltammetrie Voltammetrie Hinweise zum Kolloq Leiten Sie die vollständige Bezeichnung der Messmethode her (differential pulse anodic stripping voltammetry) Wie kommt das gezeigte Voltammogramm zustande? Bei jeder Analyse werden KCl und Na-Acetat zugegeben. Welchen Zweck erfüllt diese Zugabe? Der unbekannte Gehalt der Probe ergibt sich bei der Standardaddition als Schnittpunkt der Regressionsgerade mit der Abszisse. Erklären Sie kurz, warum dies so sein muss. Welchen Einfluss hat die Höhe der Steigung der Regressionsgeraden auf den Fehler? Informieren Sie sich über den Umgang mit metallischem Quecksilber in Laboren. Wie reagieren Sie auf ein mögliches Auslaufen von Quecksilber? Wie werden quecksilberhaltige Abfälle entsorgt? Außerdem sollten Sie folgende Begriffe Erklären können: Halbstufen-Potential Standard-Addition Faraday scher / nicht-faraday scher Stron Polarisation Folie Nr. 27 Grundpraktikum in analytischer Chemie